專利名稱：用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器及使用它的電動(dòng)牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，該線性致動(dòng)器能夠以線性和旋轉(zhuǎn)方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且涉及一種使用該線性致動(dòng)器的電動(dòng)牙刷。
背景技術(shù)：
日本專利申請(qǐng)未審查公開No.2004-343933中公開了一種線性致動(dòng)器，該線性致動(dòng)器能夠沿給定的軸線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)且繞所述軸旋轉(zhuǎn)。上述線性致動(dòng)器由被支撐以沿其軸線線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)且繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的軸，用于使所述軸沿所述軸線線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器，和用于使所述軸繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的線性驅(qū)動(dòng)器組成。
用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器由振動(dòng)元件和定子組成。振動(dòng)元件為圓柱形且繞所述軸的圓周的一部分同軸地設(shè)置。同樣，振動(dòng)元件在其兩端設(shè)置由圓柱形永久磁鐵，所述永久磁鐵在其兩端具有不同的磁極。用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的定子為圓柱形且繞振動(dòng)元件同軸地布置。同樣，所述定子具有繞其的纏繞線。
用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器由旋轉(zhuǎn)元件和定子組成。所述旋轉(zhuǎn)元件由永久磁鐵和軛狀件組成，且繞所述軸的另一部分同軸地設(shè)置。用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的定子為圓柱形且繞旋轉(zhuǎn)元件同軸地布置。同樣，該定子具有繞其的纏繞線。
另外，根據(jù)上述公開的線性致動(dòng)器設(shè)置有振動(dòng)吸收重物，所述振動(dòng)吸收重物獨(dú)立于上述可移動(dòng)部件以便吸收由于沿所述軸線線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的不期望的振動(dòng)。也就是說，這種不期望的振動(dòng)通過將振動(dòng)吸收重物在與由軸和可移動(dòng)部件組成的移動(dòng)部件相反的相位上振動(dòng)而被吸收。
然而，由于振動(dòng)通過振動(dòng)吸收重物在與移動(dòng)部件相反的相位上移動(dòng)而被吸收，因此，除了可移動(dòng)部件，振動(dòng)吸收重物也是必要的，由此使得電動(dòng)牙刷更大更重。另外，由于尺寸和重量的增加，為了進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，需要消耗更多的能量。由此降低了驅(qū)動(dòng)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到了上述缺點(diǎn)，且本發(fā)明的目的旨在提供一種用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的小的、低成本的、高效的線性致動(dòng)器和使用它的電動(dòng)牙刷。
同樣，在彎臂部分的端部設(shè)置了葉背部分，當(dāng)從側(cè)面看時(shí)，所述葉背部分大體上平行于所述臂設(shè)置，且所述葉背部分設(shè)置了葉片。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，包括軸，所述軸被支撐以便能夠沿軸線方向和繞軸線的旋轉(zhuǎn)方向可往復(fù)地移動(dòng)；第一線性驅(qū)動(dòng)器(用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器)，包括圓柱形定子和可移動(dòng)部件，所述定子其上具有纏繞線，且可移動(dòng)部件布置在定子的內(nèi)側(cè)以便使所述軸沿軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二線性驅(qū)動(dòng)器(用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器)，包括其上具有纏繞線的圓柱形定子和可移動(dòng)部件，該可移動(dòng)部件布置在定子的內(nèi)側(cè)以便使所述軸沿所述旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中所述可移動(dòng)部件之一固定到所述軸上，而所述可移動(dòng)部件的另一個(gè)相對(duì)于所述軸可移動(dòng)；和協(xié)調(diào)部件，該協(xié)調(diào)部件能夠使所述軸和所述可移動(dòng)部件中的所述一個(gè)可移動(dòng)部件在與所述可移動(dòng)部件中的另一個(gè)可移動(dòng)部件相反的相位上移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件和用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件移動(dòng)以便抵消或者降低由彼此引起的振動(dòng)。
在一種模式中用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件固定到所述軸上，同時(shí)用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件可相對(duì)于所述軸可移動(dòng)，相反，在另一種模式中用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件固定到軸上，而用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器的可移動(dòng)部件可相對(duì)于所述軸可移動(dòng)。
優(yōu)選的是，相對(duì)于軸可移動(dòng)的可移動(dòng)部件設(shè)置有重量調(diào)節(jié)部件，以便保留有效抵消或降低振動(dòng)所需的質(zhì)量。
另外，協(xié)調(diào)部件優(yōu)選在軸的旋轉(zhuǎn)方向上沿彼此相反的相位移動(dòng)可移動(dòng)部件，以便抵消或降低發(fā)生在所述方向上的振動(dòng)。
作為協(xié)調(diào)部件，優(yōu)選使用彈性部件，該彈性部件與可移動(dòng)部件構(gòu)成彈簧振蕩系統(tǒng)。這允許很好地利用共振，由此能夠輸出高功率。
相對(duì)于軸可移動(dòng)的可移動(dòng)部件優(yōu)選設(shè)置有重量調(diào)節(jié)部件，該重量調(diào)節(jié)部件為圓柱形并且圍繞彈性部件布置，由此降低線性致動(dòng)器的徑向尺寸。
相對(duì)于軸可移動(dòng)的可移動(dòng)部件優(yōu)選通過使用軸承支承，所述軸承連接到軸或定子上，由此在可移動(dòng)部件和定子之間維持預(yù)定的磁間隙。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)牙刷使用上述用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)源并且包括有線性致動(dòng)器的軸驅(qū)動(dòng)的刷子，由此提供重量輕的電動(dòng)牙刷且振動(dòng)降低。
根據(jù)本發(fā)明，由于用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的可移動(dòng)部件和用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的可移動(dòng)部件能夠抵消彼此引起的振動(dòng)，振動(dòng)吸收重物不再必要作為用于吸收振動(dòng)的附加部件，由此實(shí)現(xiàn)尺寸降低和重量輕的線性致動(dòng)器。另外，這種線性致動(dòng)器能夠節(jié)省驅(qū)動(dòng)能量，由此提供尺寸降低的優(yōu)點(diǎn)。


在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖；圖2為與圖1相應(yīng)的分解透視圖；圖3A為用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的垂直橫截面圖；圖3B為用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器的水平橫截面圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖；圖5A和5B分別為屏蔽殼和定子的透視圖和橫截面圖；圖6A和6B分別為軸和傳遞部件(transfer member)的透視圖和橫截面圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)牙刷的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，下面詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1和圖2示出了作為本發(fā)明第一實(shí)施例的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器60。如圖所示，用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器60由用于使軸2沿軸線方向A線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3A和用于使軸2沿旋轉(zhuǎn)方向B旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B組成，線性驅(qū)動(dòng)器3A和3B設(shè)置在圓柱形屏蔽殼1內(nèi)部。
軸2的兩端由軸承4支承，以便能夠沿軸線方向線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)和沿旋轉(zhuǎn)方向B旋轉(zhuǎn)。軸承4，4分別連接到屏蔽殼1的兩端。在軸2的末端設(shè)置了傳輸部件50，所述傳輸部件50將驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)酵獠坎考?br> 用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B由固定到軸2上的旋轉(zhuǎn)部件30，和布置在屏蔽殼1內(nèi)與旋轉(zhuǎn)部件30相對(duì)應(yīng)的位置上的定子31組成。旋轉(zhuǎn)部件30由磁性材料制成的圓柱形旋轉(zhuǎn)軛狀件5，板狀永久磁鐵6，和磁性材料制成的半圓形旋轉(zhuǎn)軛狀件7組成。旋轉(zhuǎn)部件30的圓柱形旋轉(zhuǎn)軛狀件5通過粘結(jié)，壓配合，焊接，或螺紋連接固定到軸2上。
在圓柱形旋轉(zhuǎn)軛狀件5的圓周上設(shè)置了兩個(gè)平面以便形成彼此平行相對(duì)的兩個(gè)凹槽8，8。板狀永久磁鐵6配合到每個(gè)凹槽8內(nèi)并且半圓形旋轉(zhuǎn)軛狀件7連接到板狀永久磁鐵6的頂部。利用這種構(gòu)造，半圓形旋轉(zhuǎn)軛狀件7的圓弧與圓柱形旋轉(zhuǎn)軛狀件5的圓弧一起形成圓，如圖3B所示。
板狀永久磁鐵6的內(nèi)表面和外表面具有不同的磁極，其中內(nèi)表面是相對(duì)于正交于軸2的軸線方向A的方向C面向內(nèi)的表面，而外表面是面向外的表面。也就是說，當(dāng)兩個(gè)永久磁鐵6的外表面為N極，內(nèi)表面都是S極，且相對(duì)是真實(shí)的。
另一方面，構(gòu)成用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B的定子31由線圈部件和圓柱形固定部分12a和12b組成，所述線圈部件通過將線11(以下稱為纏繞線11)繞繞線管10纏繞形成，圓柱形固定部分12a和12b布置在線圈部件的繞線管10的兩端，以便整體上為圓柱形。如圖3B所示，定子31設(shè)置在屏蔽殼1的內(nèi)部，以便其內(nèi)表面與旋轉(zhuǎn)部件30的外表面相對(duì)，且在它們之間留下預(yù)定的磁間隙13。
在圓柱形固定部分12a的內(nèi)表面上，設(shè)置了兩個(gè)磁極部件14a，14a，以便與旋轉(zhuǎn)部件30相對(duì)(圖3B)。類似地，與旋轉(zhuǎn)部件30相對(duì)的兩個(gè)磁極部件14b設(shè)置在圓柱形固定部分12b的內(nèi)表面上。在本實(shí)施例中，磁極部件14a，14b的數(shù)量與旋轉(zhuǎn)部件30的永久磁鐵6的數(shù)量相同。另外，從軸線方向A看時(shí)，圓柱形固定部分12a內(nèi)的磁極部件14a與圓柱形固定部分12b內(nèi)的磁極部件14b在角度方向上交替(圖3B)。
在以這種方式構(gòu)造的用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B內(nèi)，當(dāng)在一個(gè)方向上直流電流過纏繞線11時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件30沿B的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)電流沿相反方向流過時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件30相應(yīng)地沿相反方向旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)交流流過纏繞線11時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件30能夠沿旋轉(zhuǎn)方向B往復(fù)地旋轉(zhuǎn)。
接下來，用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3A由振動(dòng)部件40和定子41組成。定子41由線圈部件和圓柱形固定部分17，17組成，線圈部件通過將線16(以下稱為纏繞線)繞繞線管15纏繞形成，圓柱形固定部分17，17布置在線圈部件的繞線管15的兩側(cè)，以便總體上成圓柱形。定子41設(shè)置在屏蔽殼1內(nèi)，以便同軸地圍繞振動(dòng)部件40且在定子41的內(nèi)表面和振動(dòng)部件40的外表面之間留下預(yù)定的磁間隙18。
振動(dòng)部件40由磁性材料制成的圓柱形軛狀件19和設(shè)置在軛狀件19兩端的圓柱形永久磁鐵20，20組成。在振動(dòng)部件40的兩端設(shè)置了用于通過連接部件22調(diào)節(jié)重量的重物21。永久磁鐵20，20這樣定位，即，它們的外表面與定子41的固定部分17，17相對(duì)。每個(gè)永久磁鐵20沿方向A的兩端具有不同的磁極，沒有面對(duì)永久磁鐵20，20的軛狀件19的外端具有相同的磁極。
振動(dòng)部件40為圓柱形，具有通孔23，軸2穿過通孔23。振動(dòng)部件40可移動(dòng)地通過一對(duì)軸承24，24連接到軸2上。由于軸承24，24，振動(dòng)部件40和軸2能夠在軸線方向A和旋轉(zhuǎn)方向B上獨(dú)立地移動(dòng)。
在振動(dòng)部件40一端的彈簧支撐26和屏蔽殼1的一端之間，設(shè)置了制成螺旋壓縮彈簧的彈性部件25。類似地，在振動(dòng)部件40另一端的彈簧支撐21和旋轉(zhuǎn)部件30一端的彈簧支撐29之間，設(shè)置了制成螺旋壓縮彈簧的彈性部件25。而且，在旋轉(zhuǎn)部件30另一端的彈簧支撐29和屏蔽殼1的另一端之間，設(shè)置了另一個(gè)制成螺旋壓縮彈簧的彈性部件25。利用這些構(gòu)造，軸2加上固定到軸2上的旋轉(zhuǎn)部件30和振動(dòng)部件40在軸線方向上構(gòu)成彈簧振蕩系統(tǒng)。
振動(dòng)部件40的永久磁鐵20，20和定子41的纏繞線圈16構(gòu)成磁路，由此使得振動(dòng)部件40能夠沿軸線方向A線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。也就是說，當(dāng)直流電在一個(gè)方向上流過定子41的纏繞線16時(shí)，振動(dòng)部件40沿軸線方向A在一個(gè)方向上移動(dòng)，而當(dāng)直流電在另一方向上流動(dòng)時(shí)，振動(dòng)部件40沿相反的方向移動(dòng)。因此，通過將交流施加到纏繞線圈16上，振動(dòng)部件40沿軸線方向A線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
振動(dòng)部件40的這種運(yùn)動(dòng)然后使旋轉(zhuǎn)部件30和軸2沿軸線方向A移動(dòng)。這里，由三個(gè)彈性部件25，軸2，旋轉(zhuǎn)部件30，和振動(dòng)部件40構(gòu)成的彈簧振蕩系統(tǒng)具有由軸2和部件30和40的質(zhì)量以及彈性部件25的彈簧常數(shù)確定的其自己的共振頻率。當(dāng)交流的頻率設(shè)定為大約為這個(gè)共振頻率時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件30加上軸2和振動(dòng)部件40不得不在共振條件下移動(dòng)。結(jié)果，旋轉(zhuǎn)部件30和軸2在與振動(dòng)部件40相反的相位上線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。也就是說，彈性部件25構(gòu)成協(xié)調(diào)部件，該協(xié)調(diào)部件能夠使軸2和固定在軸2上的旋轉(zhuǎn)部件30在與振動(dòng)部件40相反的相位上移動(dòng)。
順便說明，就旋轉(zhuǎn)方向而言，彈性部件25也用作構(gòu)成彈簧振蕩系統(tǒng)的部件。
如上所述，在根據(jù)本實(shí)施例的線性致動(dòng)器中，用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3A和用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B同時(shí)操作，由此能夠進(jìn)行沿軸線方向A的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)和沿旋轉(zhuǎn)方向B的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外，旋轉(zhuǎn)部件30和軸2在與振動(dòng)部件40相反的相位上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此降低由于其相反相位的運(yùn)動(dòng)由振動(dòng)部件40的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的不期望的振動(dòng)。也就是說，可以理解為就像振動(dòng)部件40配備有像現(xiàn)有技術(shù)中的振動(dòng)吸收重物一樣用于軸2的重物21，21。
而且，振動(dòng)部件40在大體上與旋轉(zhuǎn)部件30和在旋轉(zhuǎn)方向B上線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸2相反的相位上旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此降低有線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的不期望的振動(dòng)。
進(jìn)而，由于在軸線方向A和旋轉(zhuǎn)方向B上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)生在如上所述的共振條件下，且用于降低振動(dòng)的附加的振動(dòng)吸收重物不再必要，移動(dòng)部分總體上重量輕，由此從相對(duì)低的能量輸入產(chǎn)生高的輸出功率。另外，包括重物21，21的振動(dòng)部件40和軸2同軸設(shè)置，由此使得根據(jù)本發(fā)明的線性致動(dòng)器進(jìn)一步變小且重量輕。
順便說明，振動(dòng)部件40裝備了如上所述的重物21，以便抵配旋轉(zhuǎn)部件30和軸2(和通過使用傳輸部件50與軸相連的從動(dòng)部件)的質(zhì)量。重物21為圓柱形且布置為圍繞彈性部件25的原因在于縮短致動(dòng)器沿軸線的尺寸。
進(jìn)而，由于旋轉(zhuǎn)部件30固定在軸2上且振動(dòng)部件40設(shè)置有重物21，21，旋轉(zhuǎn)部件30的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接傳遞到軸2，由此提高了在旋轉(zhuǎn)方向上移動(dòng)的軸2產(chǎn)生的輸出功率。
圖4示出了另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例與上述實(shí)施例的不同之處在于用于線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3A和用于旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性驅(qū)動(dòng)器3B改變了它們的位置；振動(dòng)部件40固定在軸2上；且裝備了重物21，21的旋轉(zhuǎn)部件30通過軸承24，24由軸2支撐，從而旋轉(zhuǎn)部件30相對(duì)于軸2可在軸線方向和旋轉(zhuǎn)方向上移動(dòng)。在這種構(gòu)造中，通過振動(dòng)部件40沿軸線方向的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接傳遞到軸2，由此提高由在軸線方向上移動(dòng)的軸2產(chǎn)生的輸出功率。
順便說明，在先前的實(shí)施例中，振動(dòng)部件40或旋轉(zhuǎn)部件30通過軸承24由軸2支撐，以便能夠相對(duì)于軸2可移動(dòng)。由于軸承24遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)部件30布置且沒有設(shè)置在定子41的內(nèi)表面和軸2之間，因此線性致動(dòng)器60能夠沿其徑向方向降低尺寸。然而，這并不限制本發(fā)明。也就是說，軸承24可以設(shè)置在振動(dòng)部件40(旋轉(zhuǎn)部件30)和定子41(定子31)之間或振動(dòng)部件40(旋轉(zhuǎn)部件30)和屏蔽殼1之間。
另外，能夠使固定在旋轉(zhuǎn)部件30(或振動(dòng)部件40)上的重物21能夠相對(duì)于軸2可移動(dòng)的軸承24用作一部分重物21，21，由此使線性致動(dòng)器總體上重量輕。順便說明，在上述實(shí)施例中，軸承24的示例為球軸承，由鋼球28，用于支撐鋼球28的支撐部件29，和用于通過其內(nèi)表面容納球的容納部件34。然而，軸承24可以為設(shè)置在重物21的內(nèi)表面上的滑動(dòng)軸承。在這種情況下，重物21的外表面設(shè)置有滑動(dòng)軸承，該滑動(dòng)軸承然后與定子41(定子31)或屏蔽殼1接觸。
圖5A和圖5B作為上述定子的替換的定子51的示例，示出了定子51怎樣固定。如圖所示，定子51插入屏蔽殼1內(nèi)，以便放置在預(yù)定的位置上，并且屏蔽殼1的填塞(caulking)部分52變形，以便定子51與變形的填塞部分52配合且由此被固定在屏蔽殼1的內(nèi)部。同時(shí)，填塞部分52能夠配合到制成在定子51的外表面內(nèi)或外表面上的臺(tái)階53(或凹口)內(nèi)，由此將定子51在旋轉(zhuǎn)方向B上和軸線方向A上固定。結(jié)果，定子51被緊緊地但是容易地緊固。順便說明，定子51可以通過粘結(jié)或焊接固定到屏蔽殼1上。
圖6A和6B示出了軸2的末端部分54的直徑與其其它部分相比減小以便壓配合到用于傳送軸2產(chǎn)生的輸出功率的傳輸部件50的孔部分55。利用這種構(gòu)造，由于軸2與軸2插入其中的傳輸部件50具有不同的直徑，傳輸部件50的直徑能夠任意設(shè)定，與軸2的直徑無關(guān)，且軸2的直徑能夠減小，無論傳輸部件50的直徑如何，由此降低了線性致動(dòng)器60的尺寸。另外，這種構(gòu)造使得能夠防止當(dāng)傳輸部件50相對(duì)沿軸線方向A和旋轉(zhuǎn)方向B移動(dòng)的軸打滑時(shí)引起的傳輸損失。傳輸部件50可以通過粘結(jié)或壓配合和粘結(jié)固定到軸上。
根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的線性致動(dòng)器可以用作各種驅(qū)動(dòng)源。例如，如圖7所示，線性致動(dòng)器應(yīng)用到電動(dòng)牙刷100上。如圖所示，電動(dòng)牙刷100包括大體圓柱形殼體61，其中具有與上述實(shí)施例之一相同結(jié)構(gòu)的線性致動(dòng)器60(600)和電池62沿殼體61的縱向方向設(shè)置在殼體61內(nèi)，和刷子64，刷子64連接在軸2上，軸2沿縱向方向從殼體61的一端突出。而且，電動(dòng)牙刷100包括控制電路部分63，控制電路部分63用于從電池62產(chǎn)生交流電，該交流電具有與線性致動(dòng)器內(nèi)的彈簧振蕩系統(tǒng)的共振頻率大體相同的頻率。
在電動(dòng)牙刷100內(nèi)，刷子64能夠通過線性致動(dòng)器60沿軸線方向和旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)，由此確保牙齒的有效的刷洗。另外，由于用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器60能夠防止不期望的振動(dòng)，被構(gòu)造為重量輕的以便產(chǎn)生高的功率輸出，且緊湊，因此電動(dòng)牙刷100提供了舒服的使用。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，附加的優(yōu)點(diǎn)和修改施容易的。因此，更寬方面的本發(fā)明不限于這里描述的具體細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施例。相應(yīng)地，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求及其等同物限定的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行多種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，包括軸，該軸被支撐為能夠沿軸線方向和繞軸線的旋轉(zhuǎn)方向可往復(fù)地運(yùn)動(dòng)；第一線性驅(qū)動(dòng)器，該第一線性驅(qū)動(dòng)器包括其上具有纏繞線的圓柱形定子和可移動(dòng)部件，所述可移動(dòng)部件布置在定子內(nèi)部以便使所述軸沿所述軸線方向線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二線性驅(qū)動(dòng)器，該第二線性驅(qū)動(dòng)器包括其上具有纏繞線的圓柱形定子和可移動(dòng)部件，所述可移動(dòng)部件布置在定子內(nèi)部以便使所述軸沿所述旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述可移動(dòng)部件之一固定在所述軸上而所述可移動(dòng)部件中的另一個(gè)相對(duì)于所述軸可移動(dòng)；和協(xié)調(diào)部件，該協(xié)調(diào)部件用于使所述軸和所述可移動(dòng)部件之一能夠在與所述可移動(dòng)部件的另外一個(gè)在相反的相位上移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中，包括在所述第二線性驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的所述可移動(dòng)部件固定在所述軸上，且其中包括在所述第一線性驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的所述可移動(dòng)部件相對(duì)于所述軸可移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中包括在所述第一線性驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的所述可移動(dòng)部件固定在所述軸上，且其中包括在所述第二線性驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的所述可移動(dòng)部件相對(duì)于所述軸可移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，進(jìn)一步包括重量調(diào)節(jié)部件，該重量調(diào)節(jié)部件可移動(dòng)地相對(duì)于所述軸設(shè)置在所述可移動(dòng)部件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中所述協(xié)調(diào)部件能夠使所述軸和固定在其上的所述可移動(dòng)部件在與相對(duì)于所述軸可移動(dòng)的所述可移動(dòng)部件以相反的相位沿旋轉(zhuǎn)方向和軸線方向移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中所述協(xié)調(diào)部件是彈性部件，該彈性部件與所述可移動(dòng)部件一起構(gòu)成彈簧振蕩系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中相對(duì)于所述軸可移動(dòng)的所述可移動(dòng)部件設(shè)置有重量調(diào)節(jié)部件，該重量調(diào)節(jié)部件為圓柱形且圍繞所述彈性部件布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，其中相對(duì)于所述軸可移動(dòng)的所述可移動(dòng)部件通過軸承由所述軸或所述定子支承。
9.一種電動(dòng)牙刷，包括作為驅(qū)動(dòng)源的如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，和由所述線性致動(dòng)器的所述軸所驅(qū)動(dòng)的牙刷。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性致動(dòng)器，包括被支撐為可在軸線方向上和繞軸線的旋轉(zhuǎn)方向上往復(fù)地移動(dòng)的軸；第一線性驅(qū)動(dòng)器，包括其上具有纏繞線的圓柱形定子和可移動(dòng)部件，所述可移動(dòng)部件布置在定子內(nèi)部以便使所述軸沿所述軸線方向線性地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二線性驅(qū)動(dòng)器，包括其上具有纏繞線的圓柱形定子和可移動(dòng)部件，所述可移動(dòng)部件布置在定子內(nèi)部以便使所述軸沿所述旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述可移動(dòng)部件中的一個(gè)固定在所述軸上而所述可移動(dòng)部件中的另一個(gè)相對(duì)于所述軸可移動(dòng)；和協(xié)調(diào)部件，用于使所述軸和所述可移動(dòng)部件中的所述一個(gè)可移動(dòng)部件能夠在與所述可移動(dòng)部件中的另一個(gè)可移動(dòng)部件相反的相位移動(dòng)。
文檔編號(hào)A61C17/16GK1808863SQ20061000579
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者小林升, 西中孝宏, 金田健作, 清水宏明, 本橋良, 藪內(nèi)英一 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社