專利名稱：具有可編程致動(dòng)能力的個(gè)人護(hù)理用具的諧振致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一 般涉及用于個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該個(gè)人護(hù)理用 具例如電動(dòng)牙刷，更特別地涉及具有可編程驅(qū)動(dòng)控制能力的組合切 向/軸向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在許多已知的用于電動(dòng)牙刷或其它個(gè)人護(hù)理用具的致動(dòng)系 統(tǒng)，它們驅(qū)動(dòng)其上安裝有工作件的輸出軸或其它部件，該工作件例 如為牙刷的刷頭。這樣的致動(dòng)器包括馬達(dá)以及磁系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)， 具有廣泛的多種構(gòu)造，并體現(xiàn)眾多技術(shù)的和結(jié)構(gòu)的構(gòu)思。然而，這 樣的設(shè)備通常只能以一種模式致動(dòng)工作件，例如旋轉(zhuǎn)模式，其可能
通常是用于DC馬達(dá)致動(dòng)器的情況。移動(dòng)的單一模式是有局限的，特 別當(dāng)不同移動(dòng)適合于不同清潔功能時(shí)，包括，例如清潔口腔的不同 區(qū)域，如牙齒和牙齦。此外，移動(dòng)的單一模式通常包括與復(fù)雜模式， 例如8字移動(dòng)，相反的簡(jiǎn)單移動(dòng)。即使特定的移動(dòng)是復(fù)雜的，通常 該用具也只限于一種操作移動(dòng)/模式。
所期望的是，能夠選擇多于一種的工作件的移動(dòng)模式，特別是 簡(jiǎn)單和復(fù)雜的移動(dòng)兩者，以及改變復(fù)雜移動(dòng)，以便完成多種清潔目 的，即使在電動(dòng)牙刷的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是一種用于個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括外 殼；第一對(duì)相對(duì)的固定永磁組件；第二對(duì)相對(duì)的固定永磁組件，其 與第一對(duì)永磁體近似垂直；軸部件，其安裝在外殼內(nèi)并能旋轉(zhuǎn)和縱 向移動(dòng)；第一銜鐵組件，其附接到軸部件或形成軸部件的一部分， 用于在通電時(shí)與第一對(duì)固定永磁組件合作旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)軸組件；第二銜鐵組件，其附接到軸組件或形成軸部件的一部分，用于在通電時(shí)
與第二對(duì)固定永磁組件合作縱向地移動(dòng)軸組件；以及電源和控制組 件，用于選擇性地給第一和/或第二銜鐵組件供電，以產(chǎn)生軸的移動(dòng) 和工作件的對(duì)應(yīng)的移動(dòng)，該工作件連接到連接到軸的組件或其 一 部


圖1是電動(dòng)牙刷的簡(jiǎn)化圖。
圖2A、圖2B和圖2C是本發(fā)明第一實(shí)施例的部分的各種一見(jiàn)圖。 圖3A和圖3B是圖2A圖2C的實(shí)施例的橫向和縱向截面圖，示
出移動(dòng)銜鐵和相關(guān)聯(lián)的線圏繞組。
圖4A、圖4B和圖4C是圖2A圖2C的結(jié)構(gòu)的替代實(shí)施例的部分
的各種視圖。
圖5A圖5C是圖4A圖4C的實(shí)施例的橫向和縱向截面圖，示出 移動(dòng)銜鐵和相關(guān)聯(lián)的繞組。
圖6A和圖6B和圖7A和圖7B是圖4A圖4C和圖5A圖5C的實(shí) 施例的變化的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2A圖2C和圖3A 、圖3B示出用于個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)(致動(dòng)器)的第一實(shí)施例。致動(dòng)器實(shí)施例包括單個(gè)的圓柱形 外殼12,具有使用磁作用的致動(dòng)器，安裝于外殼內(nèi)。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)其 上安裝有工作件，如牙刷15的輸出安裝軸13。該實(shí)施例包括四個(gè)永 磁組件14、 16、 18和20，其以90°間隔圍繞圓柱形外殼內(nèi)部放置。 每一個(gè)永磁組件大約延伸外殼12的長(zhǎng)度，在兩端都有小的空間。在 示出的實(shí)施例中，圓柱形外殼12能夠改變直徑和長(zhǎng)度。每個(gè)永磁組 件覆蓋約60。，盡管這也能夠變化。各永磁體被彎曲以符合外殼12 的內(nèi)部表面13。它們能夠通過(guò)各種方法附接到外殼。
永磁組件14和16每個(gè)包括兩部分24和26。部分24具有北極 (N),而另一部分26具有南極(S )。部分24和26每個(gè)延伸磁體 組件的14和16的完全長(zhǎng)度，但是在部分14和16之間反向，如在圖2B和圖2C中最清楚示出的那樣。永磁組件18和20如上所示的 以相對(duì)的安排安裝，與磁體14和16垂直。磁體組件18和20每個(gè) 也包括兩部分。 一部分28，其延伸磁體的整個(gè)寬度從其一個(gè)縱向端 延伸到大約其中點(diǎn)29，并具有北極(N)，而另一部分30,其從中 點(diǎn)29 (鄰接部分28)延伸到另一個(gè)縱向端，并具有南極(S)。部 分28和30在磁體組件18和20之間反向，再次如在圖2B和圖2C中最清楚示出的那樣。圖3A和圖3B包括切向(旋轉(zhuǎn)地)移動(dòng)致動(dòng)器/銜鐵部件30、以 及軸向移動(dòng)致動(dòng)器/銜鐵部件32。切向致動(dòng)器30連接到并操作旋轉(zhuǎn) 主軸34，其沿著圓柱形外殼12的中線安裝。工作件安裝到該主軸的 端部，其延伸出外殼12。軸向致動(dòng)器32也連接到主軸34,在操作 中軸向地移動(dòng)主軸。在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器30和32與主軸34組 合，導(dǎo)致單個(gè)的集成的部件。假設(shè)相對(duì)于主軸和工作件切向(旋轉(zhuǎn))移動(dòng)的是放置在切向致 動(dòng)器30的相對(duì)的部分30A和30B周?chē)膬蓚€(gè)繞組36和38，而繞組 40和42位于軸向致動(dòng)器32的相對(duì)的部分32A和32B周?chē)鐖D3A 和圖3B所示。排列和安裝繞組40和42 (它們不移動(dòng))以便為致動(dòng) 器系統(tǒng)和主軸提供足夠空間以便軸向地移動(dòng)。通過(guò)傳統(tǒng)的電源，如電池45，其通常是可充電的，為各種繞組 提供電力?？删幊炭刂茊卧?6控制將電流施加到各種繞組。能夠改變頻率 和幅度以提供工作件的選擇的復(fù)雜的移動(dòng)，如除了只有軸向和只有 切向(旋轉(zhuǎn))移動(dòng)外的移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，永磁組件和致動(dòng)器元件的物理安排能夠改變。 例如，軸向致動(dòng)器元件32的寬度能夠在其自由端處增加到永磁組件的整個(gè)寬度，以提供更強(qiáng)大的致動(dòng)。圖4A圖4C和圖5A圖5C示出可替代的安排，其包括兩個(gè)間隔 的軸向致動(dòng)器/銜鐵60和62、和單個(gè)切向致動(dòng)器/銜鐵64 (圖5A圖 5C)。外殼和用于切向致動(dòng)的外殼內(nèi)表面上的永磁體安排與上述圖 2A圖2C和圖3A、圖3B的實(shí)施例相同。每個(gè)軸向致動(dòng)器的永i茲安 排包括用于》茲體安排74的4個(gè)連續(xù)的》茲體部分70、 73，而磁體部分70A 、 73A用于》茲體安排75。 /磁體部分7 0、 73和70A 、 73A都是相 同長(zhǎng)度，并且在北極和南極之間交替。放置了兩個(gè)軸向致動(dòng)器60和 62，使得在不工作時(shí)它們位于鄰近北極和南極部分，如圖5A和圖5C 中最清楚示出的那樣。該雙軸致動(dòng)稱作為"分開(kāi)齒形"安排。能夠 使用更多的具有軸向致動(dòng)器的磁體部分，在軸向方向上提供更強(qiáng)的 致動(dòng)。用于分開(kāi)齒形致動(dòng)器的繞組安排(36、 38、 40和42),與上 面對(duì)于圖5B和圖5C討論的一樣。4繞組實(shí)施例能夠由兩個(gè)完整橋電i 各驅(qū)動(dòng)， 一個(gè)用于切向繞組 (兩個(gè)部分繞組)，而一個(gè)用于軸向(也是兩個(gè)部分繞組)。圖6A 、圖6B和圖7A、圖7B的實(shí)施例與之前的實(shí)施例(圖4A 圖4C和圖5A圖5C)相同，除了需要兩個(gè)未分割的繞組之外。如圖 所示提供了繞組76和78。如果通過(guò)各繞組的電流在相同方向，則將 出現(xiàn)切向致動(dòng)(圖6A 、圖6B)，而如果通過(guò)各繞組的電流在相反 方向，則將出現(xiàn)軸向致動(dòng)(圖7A、圖7B)。如果電流具有不同頻率， 將出現(xiàn)組合的、復(fù)雜的主軸移動(dòng)。上述旋轉(zhuǎn)/軸向移動(dòng)實(shí)施例使用各種材料。在這些多自由度的安 排中，由于軸承表面中的摩擦引起的能量吸收/消耗會(huì)變?yōu)橹匾膯?wèn) 題。盡管電源(電池)保持恒定，能量的消耗通常將增加。為了部 分克服該問(wèn)題，支持在上述各種實(shí)施例中的外殼內(nèi)的主軸的軸承元 件可以由彈性材料制成，該彈性材料通常的特征在于非常低的內(nèi)部 阻尼屬性。使用 一種或其它彈性材料將在操作中減少由于牙刷或其 它個(gè)人護(hù)理用具中的軸承摩擦引起的能量消耗。盡管已經(jīng)出于說(shuō)明的目的公開(kāi)了一種本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng) 當(dāng)理解的是，可以將各種改變、修改和替代合并到該實(shí)施例而不偏 離由權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種用于個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括外殼；第一對(duì)相對(duì)的永磁體，其沿著該外殼的內(nèi)表面縱向放置，每個(gè)第一永磁體包括具有北極的第一部分和具有南極的第二部分，該第一和第二部分的每一個(gè)沿著該第一永磁體的長(zhǎng)度延伸；第二對(duì)相對(duì)的永磁體，通常與該第一對(duì)永磁體垂直，并沿著該外殼的內(nèi)表面縱向放置，每個(gè)第二永磁體具有沿著其長(zhǎng)度的多個(gè)部分，在北極和南極之間交替，一個(gè)第二永磁體的第一部分具有北極而另一個(gè)第二永磁體的第一部分具有南極；第一移動(dòng)銜鐵，其安裝在該外殼內(nèi)用于在通電時(shí)旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)，該第一銜鐵沿著圓柱體縱向延伸；第二移動(dòng)銜鐵，其安裝在該外殼內(nèi)用于在通電時(shí)軸向地移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)繞組，其圍繞至少一個(gè)移動(dòng)銜鐵放置；主軸元件，該第一和第二銜鐵連接到該主軸元件、或形成該主軸元件的部分，該主軸元件從該外殼的一個(gè)端部向外延伸，并且適于連接到包括工作件的輸出組件，其中該主軸在該第一銜鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)，并在該第二銜鐵軸向地移動(dòng)時(shí)軸向地移動(dòng)；電源；以及可編程控制裝置，用于以可選擇的方式給該驅(qū)動(dòng)繞組供電，以產(chǎn)生該輸出組件上的工作件的縱向和/或軸向移動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中每個(gè)銜鐵具有兩個(gè)部分， 在該主軸的每側(cè)上各有一個(gè)部分，并且其中該繞組圍繞兩個(gè)銜鐵的 兩個(gè)部分延伸。
3. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括兩個(gè)繞組， 一個(gè)繞組位 于該第 一 銜鐵的 一 個(gè)部分的周?chē)?一 個(gè)繞組位于該第 一 銜鐵的 另一部分的周?chē)?br> 4. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中該第二銜鐵具有自由端，其基本上與對(duì)應(yīng)的永磁體的寬度配準(zhǔn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中第二對(duì)永磁體的每個(gè)包 括兩個(gè)相同長(zhǎng)度的部分。
6. 如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中第二對(duì)永磁體的每個(gè)包括4個(gè)相同長(zhǎng)度的部分，并且其中第二永磁體具有在兩個(gè)相鄰北/南 磁體部分之間的邊界處的不工作位置。
7. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于牙刷。
8. —種用于個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括外殼；第一對(duì)相 對(duì)的固定永》茲組件；與該第一對(duì)永磁體近似垂直的第二對(duì)相對(duì)的固 定永磁組件；軸部件，其安裝在該外殼內(nèi)并能旋轉(zhuǎn)地和軸向地移動(dòng)； 第一銜鐵組件，其附接到該軸部件或形成該軸部件的部分，用于在 通電時(shí)與第一對(duì)固定的永磁體合作旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)該軸部件；第二移H失 組件，其附接到該軸部件或形成該軸部件的部分，用于在通電時(shí)與 第二對(duì)固定的永i茲體合作縱向地移動(dòng)該軸部件；以及電源和控制組件，用于選擇性地給該第一和/或第二銜鐵組件供電，以產(chǎn)生該軸的 移動(dòng)和工作件的對(duì)應(yīng)的移動(dòng)，該工作件連接到連接f U該軸的組件或連接到該軸的組件的部分。
全文摘要
一種用于諸如牙刷的個(gè)人護(hù)理用具的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如牙刷，包括第一對(duì)相對(duì)的固定永磁組件，其沿著圓柱形用具外殼(12)的內(nèi)表面的長(zhǎng)度縱向放置，每個(gè)第一永磁組件包括具有北極的一部分和具有南極的另一部分；以及第二對(duì)永磁組件，其與第一對(duì)永磁組件垂直，一個(gè)第二永磁組件具有沿著其長(zhǎng)度的多個(gè)鄰近的第一部分，各部分在北極和南極之間交替，另一個(gè)第二永磁組件包括具有相反極性的類似部分。第一和第二銜鐵(30，32)安裝到主軸元件(34)上，或其一部分形成主軸元件(34)，該主軸元件沿著圓柱形外殼的長(zhǎng)度并且從圓柱形外殼向外延伸。多個(gè)驅(qū)動(dòng)繞組(36，38，40，42)以這樣的方式圍繞各銜鐵放置，該方式為在可編程控制下，對(duì)繞組施加電流，以產(chǎn)生主軸和工作件的軸向和/或切向移動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K33/18GK101242790SQ200680029751
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月16日
發(fā)明者P·J·巴克斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司