JP7030558B2

JP7030558B2 - 往復式電気かみそり

Info

Publication number: JP7030558B2
Application number: JP2018032712A
Authority: JP
Inventors: 賢也林; 尚幸外丸; 哲彦志水
Original assignee: Maxell Izumi Co Ltd
Current assignee: Maxell Izumi Co Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: JP2019146722A

Description

本発明は、往復式電気かみそりに関する。

往復式電気かみそりの駆動機構には、大別して、モータと偏芯ピン等を組み合わせたクランク機構と、電磁石と永久磁石等を組み合わせたアクチュエータ機構とがある。アクチュエータ機構は、リニアアクチュエータとも称されており、オシレータに各々取り付けられた内刃を毎分１０，０００ストローク超で高速駆動することができることから、クランク機構と比較して、髭剃り時間を短縮することができる。また、アクチュエータ機構は、クランク機構と比較して、省スペース化を図ることができる。

従来、オシレータと内刃とが組み合わさった刃ユニットが複数配設されており、アクチュエータ機構が内蔵された構成の往復式電気かみそりに関し、２つのオシレータに対してそれぞれに永久磁石を配設した構成が知られている（特許文献１：特開２００２－３２５４１５号公報）。

特開２００２－３２５４１５号公報

特許文献１のように２つのオシレータに対してそれぞれに永久磁石を配設した構成は、高価な永久磁石を複数使用していることから、製品コストが高くなるという問題がある。また、永久磁石に加えてトップヨークも複数使用していることから、部品点数が増大するとともに部品の位置決め等の組立作業が複雑になる。特に、希土類磁石は、合金磁石やフェライト磁石と比べて、磁気エネルギーが遥かに大きいことから高い駆動力が得られる。その反面、希土類磁石は、合金磁石やフェライト磁石と比べて、高価であるため、複数使用することによる製品コストへの影響は大きい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、永久磁石を１つのみとした構成としつつ、高速駆動することができるとともに、高い駆動力を得ることが可能な構成の往復式電気かみそりを提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係る往復式電気かみそりは、ベース部に配設されるベースヨークと、前記ベースヨークに配設される固定鉄心と、前記固定鉄心を囲む位置で前記ベースヨークに配設されて通電されるコイルと、バネ部材によって前記ベース部に連結されて往復動可能に並列に配設されるオシレータと、複数の軸部材によって各前記オシレータに連結されるとともに前記固定鉄心と対向して配設される１つの永久磁石と、を有するアクチュエータ機構と、前記オシレータに各々取り付けられて往復動する内刃と、前記内刃が各々摺接する内面を有する外刃と、を備え、前記永久磁石は、周方向に４極着磁されているとともに、前記周方向のみに揺動可能に配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、コイルに通電することで発生する電磁力によって永久磁石が揺動し、永久磁石が揺動すると、永久磁石に連結された２つのオシレータが互いに逆向きに往復動する。永久磁石は、揺動する際に、正面側が正方向に駆動力が生じると同時に背面側が逆方向に駆動力が生じる。つまり、１つの永久磁石に各々連結されて並列に配設される２つのオシレータに同時に駆動力が生じる。その結果、１つの永久磁石によって２倍以上の駆動力が得られる。よって、永久磁石を１つのみ使用した構成としつつ、永久磁石を２つ使用する従来品と同等以上の高い駆動力を得ることができる。

本発明によれば、オシレータと内刃とが組み合わさった刃ユニットが複数配設されている往復式電気かみそりにおいて、内蔵されたアクチュエータ機構における永久磁石を１つのみとした構成としつつ、高速駆動することができるとともに、高い駆動力を得ることが可能な構成の往復式電気かみそりが実現できる。

本発明の実施形態に係る往復式電気かみそりの例を示す概略の正面図である。本実施形態におけるアクチュエータ機構の例を示す概略の斜視図である。本実施形態におけるアクチュエータ機構の例を示す概略の正面図である。本実施形態におけるアクチュエータ機構の例を示す概略の右側面図である。図３における内部構造を省略したＶ－Ｖ線断面図である。図３における内部構造を省略したＶＩ－ＶＩ線断面図である。図７Ａは本実施形態に係る永久磁石の例を示す概略の平面図であり、図７Ｂは本実施形態に係る永久磁石の例を示す概略の正面図である。図８Ａは本実施形態に係るコイルが無通電時での永久磁石およびオシレータの状態を模式的に示す図であり、図８Ｂは本実施形態に係るコイルが正方向に通電時での永久磁石およびオシレータの状態を模式的に示す図であり、図８Ｃは本実施形態に係るコイルが逆方向に通電時での永久磁石およびオシレータの状態を模式的に示す図である。本実施形態におけるアクチュエータ機構の他の例を示す概略の正面図である。図９における内部構造を省略したＸ－Ｘ線断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態は、一例として、アクチュエータ機構１１が内蔵された往復式電気かみそり１である。ここで、アクチュエータ機構１１はリニアアクチュエータとも称される。以下、単に「電気かみそり」と称する場合がある。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１に示すように、電気かみそり１は、一例として、使用者が把持するグリップ部が備わった本体２と、本体２の正面側（Ｙ方向矢印の側）に配設された電源スイッチ２１と、本体２の上側（Ｚ方向矢印の側）のヘッド部３に配設された複数の外刃２２とを備える。ここでは、電気かみそり１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。なお、電気かみそり１は、図１の構成に限定されず、例えば、本体２の上側のヘッド部が左右または前後に首振りする構成とする場合がある。また、図１の例では、外刃（カット刃）２２ａ、外刃（カット刃）２２ｂ、外刃（カット刃）２２ｃ、外刃（トリマ刃）２３の合計４つの外刃が配設されているが、この構成に限定されず、外刃が２つの場合、３つの場合、または、４つ以上の場合がある。そして、外刃における、カット刃とトリマ刃との構成比は任意である。

図１において、破線で囲んだエリアに、電気かみそり１のアクチュエータ機構１１が内蔵されている。

図２～図５は、本実施形態のアクチュエータ機構１１の例を示す概略の図である。アクチュエータ機構１１は、ベース部１４と、ベース部１４の上側（Ｚ方向矢印の側）に配設されるベースヨーク１５と、ベースヨーク１５に配設される固定鉄心１６と、固定鉄心１６を囲む位置でベースヨーク１５に配設された樹脂製のボビンに巻回されて通電されるコイル１７とを備える。一例として、ベースヨーク１５と固定鉄心１６とは、一体構造体となっており、電磁鋼板からなる。

オシレータ１２ａ，１２ｂは、ポリアセタール等の樹脂材料からなり、複数のバネ部材１８がＸ方向の矢印側およびＸ方向の矢印と反対側とに取り付けられている。そして、オシレータ１２ａ，１２ｂは、複数の板状のバネ部材１８によって、ベース部１４に連結されており、往復動可能に並列に配設されている。一例として、バネ部材１８は、ベリリウム銅からなる。

一例として、内刃１３ａと内刃１３ｂとはオシレータ１２ａに取り付けられており、内刃１３ｃはオシレータ１２ｂに取り付けられている。また一例として、トリマ刃２３はオシレータ１２ｂに取り付けられている（不図示）。内刃１３ａ、１３ｂ、１３ｃとオシレータ１２ａ、１２ｂとの間には圧縮ばね３８が配設されている。圧縮ばね３８の復元力によって内刃１３ａ、１３ｂ、１３ｃが外刃２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各内面に各々摺接する。

アクチュエータ機構１１は、複数の軸部材３１によってオシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとに各々連結されるとともに固定鉄心１６と対向して配設される１つの永久磁石１９を有する。

永久磁石１９は、図７Ａと図７Ｂとに示すように、周方向に４極着磁されている。永久磁石１９は、位相が９０[°]毎に交互に逆極性となるように着磁されており、図７Ａでは、位相が９０[°]毎に磁極が[Ｎ]、[Ｓ]、[Ｎ]、[Ｓ]となるように着磁されている。

一例として、永久磁石１９は、図７Ａに示すように、円環形状である。これにより、永久磁石１９の中央の貫通穴にシャフトを通して、揺動の際の偏心を防止することができる（不図示）。また、着磁するに際して着磁装置への取り付けが容易となって永久磁石１９の生産性も高まる。永久磁石１９は、希土類磁石、合金磁石、またはフェライト磁石からなる。一例として、永久磁石１９は、ネオジム磁石からなる。ネオジム磁石からなる永久磁石１９とすることで、合金磁石やフェライト磁石と比べて、高い駆動力が得られる。

一例として、永久磁石１９は、図７Ｂとに示すように、軸方向に逆極性となるように着磁されている。永久磁石１９は、厚みの半分毎に交互に逆極性となるように着磁されており、図７Ｂでは、厚みの半分毎に磁極が[Ｎ]、[Ｓ]となるように着磁されている。これにより、両面８極となるので、片面４極の場合と比較して、原理上、２倍の磁力を発生させることができる。

図８Ａ～図８Ｃは、本実施形態における、永久磁石１９とオシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとの動作を平面視で模式的に示す図である。図８Ａはコイル１７が無通電時での永久磁石１９とオシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとの状態を示している。無通電時は、永久磁石１９とオシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとは静止している。

図８Ａに示す静止状態で、永久磁石１９の中心と各軸部材３１の中心軸とを通る基準線Ｐ１－Ｐ１線を基準位置として以下に説明する。

図８Ｂに示すように、コイル１７に正方向に通電すると、永久磁石１９は矢印ＣＷ方向に回動し、オシレータ１２ｂは矢印Ｆ１方向に進む、同時にオシレータ１２ａは矢印Ｆ１と逆向きの矢印Ｆ２方向に進む。図８Ｂの例では、基準線Ｐ１－Ｐ１線に対して、オシレータ１２ｂ側の軸部材３１は右方向に動き、同時に、オシレータ１２ａ側の軸部材３１は左方向に動く。一例として、オシレータ１２ｂ側の軸部材３１が右方向に１[ｍｍ]変位すると、同時に、オシレータ１２ａ側の軸部材３１は左方向に１[ｍｍ]変位するので、合計２[ｍｍ]の変位量となる。

また、図８Ｃに示すように、コイル１７に逆方向に通電すると、永久磁石１９は矢印ＣＷ方向と逆向きの矢印ＣＣＷ方向に回動し、オシレータ１２ｂは矢印Ｆ２方向に進む、同時にオシレータ１２ａは矢印Ｆ２と逆向きの矢印Ｆ１方向に進む。図８Ｃの例では、基準線Ｐ１－Ｐ１線に対して、オシレータ１２ｂ側の軸部材３１は左方向に動き、同時に、オシレータ１２ａ側の軸部材３１は右方向に動く。一例として、オシレータ１２ｂ側の軸部材３１が左方向に１[ｍｍ]変位すると、同時に、オシレータ１２ａ側の軸部材３１は右方向に１[ｍｍ]変位するので、合計２[ｍｍ]の変位量となる。

そして、コイル１７に所定周波数の信号、例えば矩形波の連続信号で通電することで、永久磁石１９が矢印ＣＷ方向と矢印ＣＣＷ方向とに揺動し、オシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとを互いに逆向きに往復動させることができる。

この構成によれば、コイル１７に通電することで発生する電磁力によって永久磁石が揺動し、永久磁石が揺動すると、永久磁石に連結された２つのオシレータが互いに逆向きに往復動する。永久磁石は、揺動する際に、正面側が正方向に駆動力が生じると同時に背面側が逆方向に駆動力が生じる。つまり、１つの永久磁石１９に各々連結されて並列に配設される２つのオシレータに同時に駆動力が生じる。その結果、１つの永久磁石１９によって２倍以上の駆動力が得られる。よって、永久磁石１９を１つのみ使用した構成としつつ、永久磁石を２つ使用する従来品と同等以上の高い駆動力を得ることができる。

アクチュエータ機構１１は、図２～図５に示すように、永久磁石１９よりもオシレータ１２ａ，１２ｂ寄りの位置で、永久磁石１９に配設されるトップヨーク２９を有する。これにより、コイル１７に通電した際に発生する電磁力の磁気回路をループ状として磁力を高めることができる。一例として、トップヨーク２９は、鋼材からなる。一例として、トップヨーク２９は、接着剤によって永久磁石１９に固定される。

一例として、トップヨーク２９は、図５に示すように、中央に貫通穴が形成されている。これにより、永久磁石１９の中央の貫通穴と、トップヨーク２９の中央の貫通穴とをＺ方向に重ね合わせて、永久磁石１９とトップヨーク２９との固定位置を位置決めすることが容易となる。一例として、トップヨーク２９の中央の貫通穴の穴径は、永久磁石１９の中央の貫通穴の穴径よりも小さい。

一例として、トップヨーク２９は、図５に示すように、２箇所に穴部４３が形成されている。オシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとには、各々第１貫通穴４１が形成されている。そして、軸受３３が、第１貫通穴４１に、各々内嵌されている。軸受３３は、ポリアセタール等の樹脂材料からなり、側面視で「Ｔ」形状のすべり軸受である。

一例として、軸部材３１は、図５に示すように、側面視で段差付きの「Ｔ」形状となっている。一例として、軸部材３１は、ステンレス材や鋼材からなり、軸受３３に形成された第２貫通穴４２に挿通する軸部３１ｂと、第２貫通穴４２よりも大径のヘッド部３１ａと、トップヨーク２９に形成された穴部４３に連結固定する連結固定部３１ｃとを有する。

一例として、穴部４３はネジ穴であり、連結固定部３１ｃはネジ部である。軸部材３１と軸受３３との間には、ポリアセタール等の樹脂材料からなる円環状のワッシャが配設される。これらの構成により、永久磁石１９に穴あけ加工等の追加工をすることなく、永久磁石１９を、オシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとに各々連結するとともに、周方向に揺動可能に配設することができる。通電時に、トップヨーク２９は、固定鉄心１６に引き寄せられてループ状の磁気回路ができる。図５の例では、永久磁石１９は、オシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとに吊り下げられた状態となり、永久磁石１９と固定鉄心１６とには所定のギャップＧ１が形成されている。一例として、ギャップＧ１は、０．１[ｍｍ]～０．５[ｍｍ]である。

本実施形態によれば、オシレータ１２ａとオシレータ１２ｂとに各々取り付けられた内刃１３ａ，１３ｂ，１３ｃとトリマ刃２３とを毎分１０，０００ストローク超で高速駆動することができる。例えば、内刃１３ａ，１３ｂ，１３ｃとトリマ刃２３とを毎分１５，０００ストロークで高速駆動することができる。

本実施形態の他の例について、以下に説明する。

図９と図１０は、本実施形態におけるアクチュエータ機構１１の他の例を示す概略の図である。この例では、固定鉄心１６とコイル１７との組み合わせが４つ配設されている。固定鉄心１６は、平面視で、永久磁石１９の周方向に合わせて、回転対称となる位置に４つ配設されている。また、トップヨーク２９は、平面視で、４つの固定鉄心１６を覆うように配設されている。この構成によれば、永久磁石１９を通る磁力線の密度が高くなるので、より高い駆動力を得ることができる。

本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、円環形状の永久磁石１９を採用したが、これに限定されない。円板形状や角板形状の永久磁石を用いることが可能である。

１往復式電気かみそり
２本体
３ヘッド部
１１アクチュエータ機構
１２ａ、１２ｂオシレータ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ内刃
１４ベース部
１５ベースヨーク
１６固定鉄心
１７コイル
１８バネ部材
１９永久磁石
２１電源スイッチ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ外刃
２３トリマ刃
３１軸部材

Claims

ベース部に配設されるベースヨークと、前記ベースヨークに配設される固定鉄心と、前記固定鉄心を囲む位置で前記ベースヨークに配設されて通電されるコイルと、バネ部材によって前記ベース部に連結されて往復動可能に並列に配設されるオシレータと、複数の軸部材によって各前記オシレータに連結されるとともに前記固定鉄心と対向して配設される１つの永久磁石と、を有するアクチュエータ機構と、前記オシレータに各々取り付けられて往復動する内刃と、前記内刃が各々摺接する内面を有する外刃と、を備え、
前記永久磁石は、周方向に４極着磁されているとともに、前記周方向のみに揺動可能に配設されていること
を特徴とする往復式電気かみそり。
前記永久磁石は、円環形状であること
を特徴とする請求項１記載の往復式電気かみそり。
前記永久磁石は、軸方向に逆極性となるように着磁されていること
を特徴とする請求項１または２項記載の往復式電気かみそり。
前記アクチュエータ機構は、前記永久磁石において前記オシレータ寄りの位置に配設されるトップヨークをさらに有し、
前記トップヨークと前記オシレータとが前記軸部材によって各々連結されていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の往復式電気かみそり。
前記アクチュエータ機構は、前記オシレータに形成された第１貫通穴に内嵌される軸受をさらに有し、
前記軸部材は、前記軸受に形成された第２貫通穴に挿通する軸部と、前記第２貫通穴よりも大径のヘッド部と、前記トップヨークに形成された穴部に連結固定する連結固定部と、を有すること
を特徴とする請求項４記載の往復式電気かみそり。
前記アクチュエータ機構は、前記固定鉄心と前記コイルとの組み合わせが４つ配設されていること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載の往復式電気かみそり。