왕복 직선구동 및 롤링 구동이 가능한 액츄에이터 및 그것을 사용한 전동칫솔 document_id 1020057021664

[청구항 1] 샤프트의 축방향을 따라 인접하도록 배치된 왕복 직선구동부 및 롤링 구동부를 구비하고, 상기 샤프트는 그 축방향으로 왕복 직선구동이 가능하게 축지지됨과 아울러, 그 축주위로 소정 범위내에서 왕복 회전이 가능하게 축지지되어 있고, 왕복 직선구동부는 상기 샤프트 및 상기 샤프트 축방향의 양 단면부의 극성이 다르도록 착자(着磁)되고, 또한 상기 샤프트에 끼워 맞춰 고정된 제1 영구자석을 갖는 제1 가동자와, 상기 제1 영구자석의 상기 샤프트 축방향에 평행한 단면에 대하여 소정의 간격을 두고 대향하도록 설치되어, 전류가 공급됨으로써 자계를 발생시키는 제1 코일을 갖는 제1 고정자를 구비하고, 상기 롤링 구동부는 상기 샤프트와, 상기 샤프트에 고정된 제2 요크와, 상기 샤프트 축주위에서 상기 제2 요크에 인접하도록 장착됨과 아울러, 그 두께방향으로 착자된 적어도 한 개의 평판형상의 제2 영구자석을 갖는 제2 가동자와, 상기 제2 가동자를 둘러싸도록 상기 샤프트 축주위에 감겨진 제2 코일과, 자성재료로 형성되어, 상기 제2 요크 및 상기 제2 영구자석의 상기 샤프트에 축에 직교하는 방향의 최외주부에 대하여 소정의 간격을 두고 대향하도록 설치된 제2 고정요크를 갖는 대략 통형상의 제2 고정자를 구비하며, 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 교번전류를 공급함으로써, 상기 제1 가동자를 상기 샤프트 축방향으로 왕복 직선구동하고, 또는 상기 제2 가동자를 상기 샤프트 축을 중심으로 하여 소정 각도범위에서 롤링 구동하는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동이 가능한 액츄에이터 [청구항 2] 제1항에 있어서,상기 제1 가동자만을 상기 샤프트 축방향으로 왕복 직선구동시키는 모드와, 상기 제2 가동자만을 상기 샤프트 축을 중심으로 하여 소정 각도범위에서 롤링 구동시키는 모드와, 상기 제1 가동자를 상기 샤프트 축방향으로 왕복 직선구동시킴과 동시에 상기 제2 가동자를 상기 샤프트 축을 중심으로 하여 소정 각도범위에서 롤링 구동시키는 모드로 전환하는 전환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 제1 가동자는 상기 샤프트 축방향에서, 소정의 간격을 두고 배치된 통형상 또는 고리형상의 두 개의 제1 영구자석과, 상기 두 개의 제1 영구자석의 상기 샤프트 축방향의 각 단면에 인접하도록, 상기 샤프트에 끼워 맞춰 고정된 복수의 제1 요크와, 상기 두 개의 제1 영구자석의 사이에서, 상기 샤프트 축방향과 평행하게 되도록 상기 샤프트에 끼워 설치된 대략 통형상의 철심(鐵心)을 갖고, 상기 두 개의 제1 영구자석은 각각 상기 샤프트 축방향의 양 단면부의 극성이 다르도록 그 두께방향으로 착자되고, 또한 서로 대향하는 면의 극성이 같게 되도록 상기 샤프트에 고정되며, 상기 제1 고정자는 상기 제1 코일이 감겨진 제1 보빈과, 상기 제1 보빈의 상기 샤프트 축방향의 어느 것인가의 측에 설치된 적어도 한 개의 제1 고정요크를 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 4] 제3항에 있어서,상기 제1 고정요크는 두 개 설치되어 있고, 상기 제1 가동자에게 끼워 맞춰 고정된 두 개의 제1 영구자석의 간격을, 상기 제1 고정자의 두 개의 제1 고정요크의 간격보다도 좁게 하고, 또한, 축방향에 서의 상기 두 개의 제1 고정요크 사이의 중심위치와, 상기 제1 가동자가 왕복 직선구동되지 않는 상태에서의 상기 두 개의 제1 영구자석의 사이의 중심위치가 대략 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 5] 제1항에 있어서,상기 제2 영구자석은 평판형상이며, 그 두께방향으로 착자되어 있고, 상기 제2 요크는 상기 샤프트에 압입 고정된 대략 통형상체이며, 그 외주면에 상기 제2 영구자석이 끼워 설치되고, 상기 샤프트의 축방향에 평행한, 적어도 한 개의 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 제2 가동자는 상기 샤프트 축방향에서의 왕복 직선구동이 가능한 범위내에 있어서, 상기 제2 영구자석과 상기 제2 고정요크의 자극자의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 제1 가동자와 이 제1 가동자를 상기 샤프트 축방향으로 지지하는 용수철부재로 왕복 직선구동의 진동계를 구성하고, 상기 제2 가동자와 이 제2 가동자를 상기 샤프트 축주위에 지지하는 용수철부재로 롤링 구동의 진동계를 구성하고, 상기 왕복 직선구동의 진동계의 용수철부재가 롤링 구동의 진동계의 용수철부재를 겸용하는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 8] 제7항에 있어서,상기 왕복 직선구동의 진동계와 상기 롤링 구동의 진동계에 공통인 흡진추(吸振錘)를 설치하고, 상기 제1 가동자에 의한 왕복 직선구동과 상기 제2 가동자에 의한 롤링 구동이 동시에 행하여지는 경우에서, 상기 흡진추는 상기 샤프트 축방향에서, 상기 제1 가동자와는 반대위상으로 왕복 직선구동되고, 또한 상기 샤프트 축주위에서, 상기 제2 가동자와는 반대위상으로 회전구동되는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 9] 제7항에 있어서,상기 왕복 직선구동의 진동계의 용수철부재 및 상기 롤링 구동의 진동계의 용수철부재는 비틀림 압축 코일 용수철로 구성되고, 상기 코일 용수철의 양 단부의 팔을 상기 샤프트 축주위로 회전시키지 않기 위한 용수철 수용부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 10] 제9항에 있어서,상기 용수철 수용부재는 상기 제1 고정자 및 상기 제2 고정자에 대하여 상대적으로 움직이지 않는 용수철 저지부와, 상기 제1 가동자 및 상기 제2 가동자와 함께 변위하는 용수철 저지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 11] 제1항에 있어서,상기 제1 가동자와 이 제1 가동자를 상기 샤프트의 축방향으로 지지하는 용수철부재로 왕복 직선구동의 진동계를 구성하고, 상기 제2 가동자와 이 제2 가동자를 상기 샤프트 축주위에 지지하는 용수철부재로 롤링 구동의 진동계를 구성하고, 상기 제1 코일에 상기 왕복 직선구동의 진동계의 공진주파수와 같거나 그것에 가까운 주파수를 갖는 교번신호를 공급함과 아울러, 또는 상기 제2 코일에 상기 롤링 구동의 진동계의 공진주파수와 같거나 그것에 가까운 주파수를 갖는 교번신호를 공급하여, 상기 왕복 직선구동부 및/또는 상기 롤링 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 12] 제1항에 있어서,상기 샤프트 축방향에서, 상기 왕복 직선구동부와 상기 롤링 구동부의 사이에, 비자성재료로 형성된 통형상 또는 고리형상의 자기 실드부재를 설치한 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동가능한액츄에이터. [청구항 13] 선단에 브러시가 심어져 설치된 브러시체와, 상기 브러시체를 소정 방향으로 왕복 직선운동 및 롤링 구동이 가능한 액츄에이터와, 상기 액츄에이터에 전력을 공급하기 위한 전원과, 상기 액츄에이터에 구동전류를 공급하기 위한 구동회로와, 사용자에 의한 스위치 조작에 따라 상기 액츄에이터의 구동모드를 전환하는 제어회로를 구비한 전동칫솔로서, 상기 구동 액츄에이터는, 샤프트 축방향을 따라 인접하도록 배치된 왕복 직선구동부 및 롤링 구동부를 구비하고, 상기 샤프트는, 그 축방향으로 왕복 직선구동이 가능하게 축지지됨과 아울러, 그 축주위로 소정 범위내에서 왕복 회전이 가능하게 축지지되고, 왕복 직선구동부는 상기 샤프트 및 상기 샤프트 축방향의 양 단면부의 극성이 다르도록 착자되고, 또한 상기 샤프트에 끼워 맞춰 고정된 제1 영구자석을 갖는 제1 가동자와, 상기 제1 영구자석의 상기 샤프트 축방향에 평행한 단면에 대하여 소정의 간격을 두고 대향하도록 설치되어, 전류가 공급됨으로써 자계를 발생시키는 제1 코일을 갖는 제1 고정자를 구비하고, 상기 롤링 구동부는 상기 샤프트와, 상기 샤프트에 고정된 제2 요크와, 상기 샤프트 축주위에서 상기 제2 요크에 인접하도록 장착된 적어도 한 개의 제2 영구자석을 갖는 제2 가동자와, 상기 제2 가동자를 둘러싸도록 상기 샤프트 축주위에 감겨진 제2 코일과, 자성재료로 형성되어, 상기 요크 및 상기 제2 영구자석의 상기 샤프트에 축에 직교하는 방향의 최외주부에 대하여 소정의 간격을 두고 대향하도록 설치된 제2 고정요크를 갖는 대략 통형상의 제2 고정자를 구비하며, 상기 제어부는 사용자에 의한 스위치 조작에 따라, 상기 제1 가동자만을 상기 샤프트 축방향으로 왕복 직선구동시키는 모드와, 상기 제2 가동자만을 상기 샤프트 축을 중심으로 하여 소정 각도범위에서 롤링 구동시키는 모드와, 상기 제1 가동자를 상기 샤프트 축방향으로 왕복 직선구동시킴과 동시에 상기 제2 가동자를 상기 샤프트의 축을 중심으로 하여 소정 각도범위에서 롤링 구동시키는 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 왕복 직선구동 및 롤링 구동이 가능한 액츄에이터를 사용한 전동칫솔