電動牙刷驅動裝置的製作方法

2023-05-01 04:54:06

專利名稱：電動牙刷驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及個人清潔用品，具體涉及一種電動牙刷驅動裝置。
背景技術：
在傳統的電動牙刷中,電動機的驅動軸的旋轉運動被運動轉換機構轉換 成往復直線運動或往復旋轉運動，安裝在運動轉換機構的驅動軸是牙刷頭在 驅動軸的軸向方向做往復運動或圍繞驅動軸的中心軸往復地旋轉.
在傳統的電動牙刷中,這種轉換機構常常是齒輪機構或是凸輪機構,以將 電動機的驅動軸的連續旋轉運動轉換成運動轉換機構的驅動軸的往復直線運 動或圍繞驅動軸的中心軸往復旋轉運動,由於轉換機構的存在,難以高速的移 動牙刷頭,從而限制了去除齒菌斑的效果.
而現有技術中，如中國專利"電動牙刷"，申請號是200380100676.8，
該電動牙刷包括牙刷頭和用於移動該牙刷頭的致動器，該致動器即該電動牙 刷的驅動裝置，包括有驅動軸、用於上下往復移動所述驅動軸的第一磁路以 及用於往復旋轉所述驅動軸的第二磁路；而該第二磁路主要是通過電路中的 逆變器產生的周期變化的電壓來驅使線圈產生周期變化的電流，從該專利的 結構可知,線圈是螺線管結構,線圈中電流產生變化的磁場,從而磁化通過螺線 管的靴形極軛,進而使螺線管靴形極軛產生交變的磁極，從而與轉子相作用, 使驅動軸產生往復旋轉運動;由於線圈電流是磁化螺線管通過螺線管的靴形 極軛,由於兩靴形極軛為分開設置,其一裝配時工藝複雜,其二使磁路的結構變 的複雜,且磁阻很大,使得磁場能量損耗較大，效率降低。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種損耗低、效率高，結 構簡單的電動牙刷驅動裝置。
本發明提供的技術方案如下 一種電動牙刷驅動裝置，包括有一驅動電 路以及一起密封防塵及支撐作用的外殼，還包括有一驅動轉軸，轉軸的兩 端頸部分別裝設有一軸承，軸承固定裝設在所述外殼內腔；在所述外殼內 腔中套接有一線圈固定架，線圈固定架內表面向內均勻伸出有四個靴形極 軛，每個靴形極軛繞有一個驅動線圈，驅動線圈和所述驅動電路電極連接， 所述每個靴形極軛的末端還連接有一弧形極軛，四個弧形極軛形成一定子 內腔；所述轉軸中段固定連接有一圓形磁鐵定位柱，磁鐵定位柱外輪廓邊
的相對兩端上分別開設有一磁鐵固定槽，每個磁鐵固定槽上固定連接有一
永磁磁鐵，所述磁鐵定位柱裝設在所述定子內腔中；在所述轉軸的一端端 部裝設有一殼狀端蓋，該端蓋和所述外殼密封式固定連接；在所述端蓋的 內腔中裝設有一輔助轉軸往復轉動的阻尼裝置。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述阻尼裝置包括一種具有減 震件的電動裝置，所述轉軸的後端連接有一減震件所述減震件一端固定連 接在轉軸的後端端蓋，其另一端連接於固定在轉軸內的固定座上。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述阻尼裝置包括有一固定套 接在所述外殼內腔中的固定頭，固定頭的一端端面裝設有兩個卡柱，其中 部設有一通孔，所述轉軸穿過該通孔的一端端部固定連接有一從動件，從 動件相對所述固定頭一端端面裝設有兩個卡柱；該四個卡柱成十字形布置， 相鄰的兩個卡柱上分別裝設有一阻尼拉簧。作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述阻尼裝置包括有一固定套 接在所述外殼內腔中的固定頭，固定頭的一端端面外輪廓相對兩端分別伸 出有一個卡柱，其中部設有一通孔，所述轉軸穿過該通孔的一端端部固定 連接有一從動件，從動件相對所述固定頭一端端面的外輪廓相對兩端分別 伸出有一卡柱；還包括有一 "十"字型彈簧固定殼，該固定殼裝設在所述 固定頭和從動件之間，其伸出的"十"字型突出部位外側卡接在所述四個 卡柱之間，該四個"十"字型突出部位內側分別裝設有一阻尼彈簧。 作為優選，所述的減震件為彈簧的條形體或棒形體。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述磁鐵固定槽和永磁磁鐵大 小相等，兩者的截面型狀是扇形。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述兩個永磁磁鐵在同一個徑 向截面的磁性相反。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述線圈固定架是由兩個線圈 固定半圓鐵芯對接而成的構件，線圈固定半圓鐵芯、靴形極軛和弧形極軛 是一體成型的構件。
作為優選，上述電動牙刷驅動裝置中，所述線圈固定架、靴形極軛和 弧形極軛是一體成型、且由若干個形狀相同的導磁元件疊置而成的構件。 本發明具有以下優點
採用普通的轉子和定子，配合控制定子中線圈的電流方向，從而變動磁 場方向，使得轉子做高頻往復的旋轉運動，定子中交變磁場是由於採用交 變的方波電流產生的，驅動電路設置更加簡單利於控制；線圈固定架由兩 個半圓鐵芯對接而成，使線圈的繞制工藝變的簡單,且該固定架是由多層導磁元件疊加而成，使得中間的磁迴路的磁阻和渦流相對較少，減少了磁場損 耗，提高效率且結構簡單，成本低廉；在所述轉軸中還裝設有一輔助交邊
磁場動作的阻尼裝置，使得轉軸的往復動作更為流暢，大大提高系統的效 率。


圖1是現有技術的制動器結構立體圖2是本發明具體實施例一的爆炸示意圖3是圖2的剖面示意圖4是圖2中A-A剖面示意圖5是圖2中B-B剖面示意圖6是本發明具體實施例二的爆炸示意圖7是圖5剖面示意圖8是圖6中C-C剖面示意圖9是圖6中D-D剖面示意圖10是圖2與圖6的磁力方向示意圖11是本發明具體實施例三的爆炸示意圖12是圖11中豎剖面示意圖13是圖11的磁極橫剖面示意圖14是圖13的轉軸橫剖面結構示意圖15是圖13的的另一種轉軸結構示意圖16是圖13的仰視圖17是圖13的俯視18是圖14的仰視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對具體的實施方式加以說明
本發明的具體實施例一，如圖2、圖3、圖4和圖5所示， 一種電動牙 刷驅動裝置，包括有一驅動電路以及一起密封防塵及支撐作用的外殼l，還 包括有一驅動轉軸2，轉軸2的兩端頸部分別裝設有一軸承3，軸承3固定 裝設在所述外殼l內腔；在所述外殼l內腔中套接有一線圈固定架4，線圈 固定架4內表面向內均勻伸出有四個靴形極軛5，每個靴形極軛5繞有一個 驅動線圈6，驅動線圈6和所述驅動電路電極連接，所述每個靴形極軛5的 末端還連接有一弧形極軛7，四個弧形極軛7形成一定子內腔；所述轉軸2 中段固定連接有一圓形磁鐵定位柱8，磁鐵定位柱8外輪廓邊的相對兩端上 分別開設有一磁鐵固定槽9，每個磁鐵固定槽9上固定連接有一永磁磁鐵 10，所述磁鐵固定槽9和永磁磁鐵10大小相等，兩者的截面型狀是扇形； 所述磁鐵定位柱8裝設在所述定子內腔中，該兩個永磁磁鐵10在同一個徑 向截面的磁性相反；在所述轉軸2的一端端部裝設有一殼狀端蓋11，該端 蓋11和所述外殼1密封式固定連接；在所述端蓋11的內腔中裝設有一輔 助轉軸往復轉動的阻尼裝置；所述線圈固定架4是由兩個線圈固定半圓鐵 芯41對接而成的構件，線圈固定半圓鐵芯41、靴形極軛5和弧形極軛7是 一體成型的構件。
動作時，驅動電路發出周期性的振蕩電流，使得流經四個驅動線圈6 的電流方向依次順序變化，引起了所述定子內腔內的磁場周期變化，而位 於該定子內腔的永磁磁鐵IO會根據該變化的磁場產生一個驅動力，該驅動力驅使轉軸2順時針或逆時針轉動，當驅動電路發出反方向的周期振蕩電
流時，驅動線圈6產生的變化磁場會驅使轉軸2做反向的旋轉，如此周期
性變化，使得轉軸做一種周期性的往復轉動。
而位於轉軸末端的阻尼裝置可以使得在做往復轉動時更為順暢，當轉
軸2正向轉動時，會帶動從動件15a轉動，由於從動件15a上的卡柱13a 位置偏移，拉伸阻尼拉簧17a緊壓，從而使阻尼拉簧17a產生變形，阻尼拉 簧17a產生產生與馬達轉動方向相反方向的力，阻礙馬達轉動；當達到力 的平衡時，轉軸2的運動速度不在增大，但由於阻尼拉簧17a的形變在進 一步增加，阻尼拉簧17a的形變產生的力在增加，這時轉軸2運動的速度 在減少，直到電機速度減為零，這個時候，驅動電路開始反向輸出驅動線 圈6的電流，使得轉軸3反向轉動，重複前述動作；當然，為使得電機效 率最大，必需準確選取驅動電路輸出電流方向轉變的時間，實驗證明，當 轉軸2運動到最大速度和零之間，電流方向轉變會使得往復轉動動作更為 順暢，效率最大。
本發明的具體實施例二，如圖6、圖7、圖8和圖9所示， 一種電動牙 刷驅動裝置，包括有一驅動電路以及一起密封防塵及支撐作用的外殼l，還 包括有一驅動轉軸2，轉軸2的兩端頸部分別裝設有一軸承3，軸承3固定 裝設在所述外殼l內腔；在所述外殼l內腔中套接有一線圈固定架4，線圈 固定架4內表面向內均勻伸出有四個靴形極軛5，每個靴形極軛5繞有一個 驅動線圈6，驅動線圈6和所述驅動電路電連接，所述每個靴形極軛5的末 端還連接有一弧形極軛7，四個弧形極軛7形成一定子內腔；所述轉軸2中 段固定連接有一圓形磁鐵定位柱8，磁鐵定位柱8外輪廓邊的相對兩端上分別開設有一磁鐵固定槽9，每個磁鐵固定槽9上固定連接有一永磁磁鐵10， 所述磁鐵固定槽9和永磁磁鐵IO大小相等，兩者的截面型狀是扇形；所述
磁鐵定位柱8裝設在所述定子內腔中，該兩個永磁磁鐵10在同一個徑向截 面的磁性相反；在所述轉軸2的一端端部裝設有一殼狀端蓋11，該端蓋11 和所述外殼1密封式固定連接；在所述端蓋11的內腔中裝設有一輔助轉軸 往復轉動的阻尼裝置。所述磁鐵定位柱8是由若干片形狀相同的導磁元件 疊置而成的構件；所述線圈固定架4、靴形極軛5和弧形極軛7是一體成型、 且由若干個形狀相同的導磁元件疊置而成的構件。
所述阻尼裝置包括有一固定套接在所述外殼1內腔中的固定頭12，固 定頭12的一端端面外輪廓相對兩端分別伸出有一個卡柱13，其中部設有一 通孔14，所述轉軸2穿過該通孔14的一端端部固定連接有一從動件15， 從動件15相對所述固定頭12 —端端面的外輪廓相對兩端分別伸出有一卡 柱13;還包括有一 "十"字型彈簧固定殼16，該固定殼16裝設在所述固 定頭12和從動件15之間，其伸出的"十"字型突出部位外側卡接在所述 四個卡柱13之間，該四個"十"字型突出部位內側分別裝設有一阻尼彈簧 17。
動作時，驅動電路發出周期性的振蕩電流，使得流經四個驅動線圈6 的電流方向依次順序變化，引起了所述定子內腔內的磁場周期變化，而位 於該定子內腔的永磁磁鐵IO會根據該變化的磁場產生一個驅動力，該驅動 力驅使轉軸2順時針或逆時針轉動，當驅動電路發出反方向的周期振蕩電 流時，驅動線圈6產生的變化磁場會驅使轉軸2做反向的旋轉，如此周期 性變化，使得轉軸做一種周期性的往復轉動。而位於轉軸末端的阻尼裝置可以使得在做往復轉動時更為順暢，當轉
軸2正向轉動時，會帶動從動件15轉動，由於從動件15與阻尼彈簧17緊 壓，從而使阻尼彈簧17產生變形，阻尼彈簧17產生產生與馬達轉動方向 相反方向的力，阻礙馬達轉動；當達到力的平衡時，轉軸2的運動速度不 在增大，但由於阻尼彈簧17的形變在進一步增加，阻尼彈簧17的形變產 生的力在增加，這時轉軸2運動的速度在減少，直到電機速度減為零，這 個時候，驅動電路開始反向輸出驅動線圈6的電流，使得轉軸3反向轉動， 重複前述動作；當然，為使得電機效率最大，必需準確選取驅動電路輸出 電流方向轉變的時間，實驗證明，當轉軸2運動到最大速度和零之間，電 流方向轉變會使得往復轉動動作更為順暢，效率最大。
在上述實施例中，所述兩個永磁磁鐵10的磁性在同一個徑向截面上是 相反的(見圖10)，而在本發明的其他實施例中，該兩個永磁磁鐵10的磁 性在同一個徑向截面上可以是相同的，與此相應，其驅動磁場也會有相應 的變化，即所述四個驅動線圈6通入於上述實施例中組合方式不同的驅動 電流，驅動電流的組合方式屬於本領域的一般技術，這裡不做詳細說明。
本發明的具體實施例三，如圖10、圖11、圖12、圖14、圖15、圖16、 圖17、圖18所示， 一種電動牙刷驅動裝置，包括有一驅動電路以及一起密 封防塵及支撐作用的外殼l，還包括有一驅動轉軸2，轉軸2的兩端頸部分 別裝設有一軸承3，軸承3固定裝設在所述外殼1內腔；在所述外殼1內腔 中套接有一線圈固定架4，線圈固定架4內表面向內均勻伸出有四個靴形極 軛5，每個靴形極軛5繞有一個驅動線圈6，驅動線圈6和所述驅動電路電 連接，所述每個靴形極軛5的末端還連接有一弧形極軛7，四個弧形極軛7形成一定子內腔；所述轉軸2中段固定連接有四塊扇形磁鐵10，，四塊磁鐵 外輪廓鑲嵌一磁鐵固定套8，所述永磁磁鐵10大小相等，四者的截面型狀 是扇形；所述磁鐵固定套8裝設在所述定子內腔中，該四個永磁磁鐵10在 同一個徑向截面的磁性相同；在，所述轉軸2的一端端部裝設有一柱狀固 定座12，該固定座12和彈簧17連接，另一頭與固定座13連接，固定座 13與端蓋15固定連接；在所述端蓋15的內腔中裝設有一輔助轉軸往復轉 動的阻尼裝置。所述線圈固定架4、靴形極軛5和弧形極軛7是一體成型、 且由若干個形狀相同的導磁元件疊置而成的構件。所述阻尼裝置包括有所 述轉軸(2)的後端連接有一減震件(17)所述減震件(17) —端固定連接 在轉軸(2)的後端端蓋(15)，其另一端連接於固定在轉軸(2)內的固定 座(12)上。
動作時，驅動電路發出周期性的振蕩電流，使得流經四個驅動線圈6 的電流方向依次順序變化，引起了所述定子內腔內的磁場周期變化，而位 於該定子內腔的永磁磁鐵IO會根據該變化的磁場產生一個驅動力，該驅動 力驅使轉軸2順時針或逆時針轉動，當驅動電路發出反方向的周期振蕩電 流時，驅動線圈6產生的變化磁場會驅使轉軸2做反向的旋轉，如此周期 性變化，使得轉軸做一種周期性的往復轉動。
而位於轉軸末端的阻尼裝置可以使得在做往復轉動時更為順暢，當轉 軸2正向轉動時，會帶動從動件17轉動，由於從動件17與固定座B (13) 緊壓，從而使阻尼彈簧17產生變形，阻尼彈簧17產生與馬達轉動方向相 反方向的力，阻礙馬達轉動；當達到力的平衡時，轉軸2的運動速度不在 增大，但由於阻尼彈簧17的形變在進一步增加，阻尼彈簧17的形變產生的力在增加，這時轉軸2運動的速度在減少，直到電機速度減為零，這個
時候，驅動電路開始反向輸出驅動線圈6的電流，使得轉軸3反向轉動， 重複前述動作；當然，為使得電機效率最大，必需準確選取驅動電路輸出 電流方向轉變的時間，實驗證明，當轉軸2運動到最大速度和零之間，電 流方向轉變會使得往復轉動動作更為順暢，效率最大。
在上述實施例中，所述四個永磁磁鐵10的磁性在同一個徑向截面上是 相異的(見圖14)，與此相應，其驅動磁場也會有相應的變化，即所述四個 驅動線圈6通入於上述實施例中組合方式不同的驅動電流，驅動電流的組 合方式屬於本領域的一般技術，這裡不做詳細說明。
當然，以上的實施例只是在於說明而不是限制本發明，以上所述僅是 本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原 理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。
權利要求
1、一種電動牙刷驅動裝置，包括有一驅動電路以及一起密封防塵及支撐作用的外殼(1)，其特徵在於還包括有一驅動轉軸(2)，轉軸(2)的兩端頸部分別裝設有一軸承(3)，軸承(3)固定裝設在所述外殼(1)內腔；在所述外殼(1)內腔中套接有一線圈固定架(4)，線圈固定架(4)由兩個半圓鐵芯(41)對接而成，半圓鐵芯(41)的內表面向內均勻伸出有兩個靴形極軛(5)，每個靴形極軛(5)繞有一個驅動線圈(6)，驅動線圈(6)和所述驅動電路電極連接，所述每個靴形極軛(5)的末端還連接有一弧形靴形極軛(7)，兩個靴形極軛(7)形成一定子內腔；所述轉軸(2)中段固定連接有四塊扇形磁鐵10，，四塊磁鐵外輪廓鑲嵌一磁鐵固定套8，所述永磁磁鐵10四者的截面型狀是扇形，大小相等，該四個永磁磁鐵10在同一個徑向截面的磁性相同；(10)，所述磁鐵固定套(8)裝設在所述定子內腔中；圓形襯套(16)用以控制線圈固定架(4)的位置。在所述轉軸(2)的一端端部裝設固定座(12)，該固定座(12)其另一端連接於固定在端蓋(15)內的固定座(13)上。
2、 一種電動牙刷驅動裝置，包括有一驅動電路以及一起密封防塵及支 撐作用的外殼(1)，其特徵在於還包括有一驅動轉軸(2)，轉軸(2)的 兩端頸部分別裝設有一軸承(3)，軸承(3)固定裝設在所述外殼(1)內 腔；在所述外殼(1)內腔中套接有一線圈固定架(4)，線圈固定架(4) 由兩個半圓鐵芯(41)對接而成，半圓鐵芯(41)的內表面向內均勻伸出有兩個 靴形極軛(5)，每個靴形極軛(5)繞有一個驅動線圈(6)，驅動線圈(6)和所述驅動電路電極連接，所述每個靴形極軛(5)的末端還連接有一弧形 靴形極軛(7)，兩個靴形極軛(7)形成一定子內腔；所述轉軸(2)中段固定連接有一圓形磁鐵定位柱(8)，磁鐵定位柱(8)外輪廓邊的相對兩端 上分別開設有一磁鐵固定槽(9)，每個磁鐵固定槽(9)上固定連接有一永磁磁鐵(10)，所述磁鐵定位柱(8)裝設在所述定子內腔中；在所述轉軸(2)的一端端部裝設有一殼狀端蓋(11)，該端蓋(11)和所述外殼(1) 密封式固定連接；在所述端蓋(11)的內腔中裝設有一輔助轉軸往復轉動 的阻尼裝置。
3、根據權利要求l所述的一種具有減震件的電動裝置，其特徵在於 所述轉軸(2)的後端連接有一減震件(17)所述減震件(17) —端固定連 接在轉軸(2)的後端端蓋(15)，其另一端連接於固定在轉軸(2)內的固 定座(12)上。所述的減震件(3)為彈簧的條形體或棒形體。
4、根據權利要求2所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述磁鐵 固定槽(9)和永磁磁鐵(10)大小相等，兩者的截面型狀是扇形。
5、根據權利要求2所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述兩個永磁 磁鐵(10)在同一個徑向截面的磁性相反。
6、根據權利要求1與2所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述線 圈固定架(4)是由兩個半圓鐵芯(41)對接而成的構件，半圓鐵芯(41)、 靴形極軛(5)和弧形極軛(7)是一體成型的構件。
7、根據權利要求1所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述線圈 固定架(4)、靴形極軛(5)和弧形極軛(7)是一體成型、且由若干個形 狀相同的導磁元件疊置而成的構件。
8、 根據權利要求2所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述阻尼裝置包括有一固定套接在所述外殼(1 )內腔中的固定頭(12a)，固定頭(12a) 的一端端面裝設有兩個卡柱(13a)，其中部設有一通孔(14a)，所述轉軸(2a) 穿過該通孔(14a)的一端端部固定連接有一從動件(15a)，從動件(15a) 相對所述固定頭(12a) —端端面裝設有兩個卡柱(13a);該四個卡柱(13a) 成十字形布置，相鄰的兩個卡柱(13a)上分別裝設有一阻尼拉簧(17a)。
9、 根據權利要求2所述的電動牙刷驅動裝置，其特徵在於所述阻尼 裝置包括有一固定套接在所述外殼(l)內腔中的固定頭(12)，固定頭(12) 的一端端面外輪廓相對兩端分別伸出有一個卡柱(13)，其中部設有一通孔(14) ，所述轉軸(2)穿過該通孔(14)的一端端部固定連接有一從動件(15) ，從動件(15)相對所述固定頭(12) —端端面的外輪廓相對兩端分 別伸出有一卡柱(13);還包括有一 "十"字型彈簧固定殼(16)，該固定 殼(16)裝設在所述固定頭(12)和從動件(15)之間，其伸出的"十" 字型突出部位外側卡接在所述四個卡柱(13)之間，該四個"十"字型突 出部位內側分別裝設有一阻尼彈簧(17)。
全文摘要
本發明公開了一種電動牙刷驅動裝置，包括有一驅動電路、外殼、轉軸、軸承、線圈固定架、靴形極軛、驅動線圈、磁鐵定位柱、永磁磁鐵、端蓋以及輔助轉軸往復運動的阻尼裝置；採用普通的轉子和定子，配合控制定子中線圈的電流方向，從而變動磁場方向，使得轉子做高頻往復的旋轉運動，定子中交變磁場是由於採用交變的方波電流產生的，驅動電路設置更加簡單利於控制；線圈固定架由兩個半圓鐵芯對接而成，使線圈的繞制工藝變的簡單，且該固定架是由多層導磁元件疊加而成，使得中間的磁迴路的磁阻和渦流相對較少，減少了磁場損耗，提高效率，結構簡單；在所述轉軸中還裝設有一輔助交邊磁場動作的阻尼裝置，使得轉軸的往復動作更為流暢，大大提高系統的效率。
文檔編號A61C17/34GK101554342SQ20091013108
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月22日 優先權日2009年1月5日
發明者黃拔梓 申請人:黃拔梓