专利名称：振动线性致动器和使用其的电动牙刷的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及振动线性致动器，以及使用其的电动牙刷。
背景技术：
振动线性致动器的一个示例，特别是优选用作电动牙刷的驱动源公知包括具有缠绕线的圆柱形定子、设有磁性材料所制造的部件并设置在定子之内的圆柱形可移动部件以及连接到可移动部件上的轴(参看日本专利公开出版物No.2002-176758)。
此外，还公知另外的振动线性致动器，所述振动线性致动器设有从可移动部件独立地移动以减小或者抵消(offset)不需要的振动的振动吸收重物(weight)以消除通过可移动部件的惯性力所导致的振动的缺点(参看日本专利出版物No.3475949)。
但是，当与可移动部件相位相反移动的振动吸收重物被用于减小振动时，振动线性致动器不可避免地尺寸变大。此外，由于使用振动吸收重物导致包括可移动部件的移动部件和所述重物的重量增加，需要更多的能量来往复所述部件。
因此，使用这样的振动线性致动器的电动牙刷就尺寸减小和能量减小也具有缺点。
发明内容
本实用新型有鉴于上述缺点而提出，并且其目的是提供一种紧凑和有效的振动线性致动器以及使用其的电动牙刷。
为了实现上述目的，提供了一种振动线性致动器，包括其中具有通孔的定子并围绕其的缠绕线；可移动部件，所述可移动部件设置在定子的通孔之内，以在将电流施加到缠绕线时在轴向的方向上往复；轴，所述轴插入到可移动部件的通孔中，以与可移动部件呈往复可移动关系；以及协调部件，所述协调部件使得所述轴以与可移动部件相反的相往复。
在所述振动线性致动器中，所述轴用作振动吸收部件，用于消除或者减小由于可移动部件的惯性所导致的振动。
在这种情况下，当上述的可移动部件通过设置在轴和可移动部件之间的轴承所支撑时，作为整体减小振动线性致动器的外径是有利的。另一方面，当可移动部件通过设置在定子和可移动部件之间的轴承所支撑时，定子和可移动部件之间的磁间隙在不受轴等的偏转的影响下保持恒定，由此产生更高的磁性驱动力。
此外，当上述的轴承包括滚动部件以及支撑滚动部件的支撑部件并由非磁性材料所制造时，甚至可以由磁性材料所制造的滚动部件没有并被通过磁性回路所产生的磁性力所直接吸引，由此减小驱动损耗。
当上述的轴承包括由非磁性材料所制造的滚动部件以及支撑滚动部件的支撑部件时，滚动部件没有直接通过由磁性回路所产生的磁性力所吸引，由此减小了驱动损耗。
作为上述的协调部件，优选地利用连接可移动部件和轴的弹性部件。在这种情况下，可移动部件和轴构成弹性振荡系统，由此方便输出更高的功率。
作为协调部件，可以利用连接可移动部件和轴的连杆部件，由此导致轴的线性往复运动。
根据本实用新型的电动牙刷的特征在于，其包括上述作为驱动源的振动线性致动器和用于刷牙的刷，由此提供紧凑、质量轻和较低振动的电动牙刷。
根据本实用新型，所述轴通过磁性力与可移动部件相反的相线性往复而用作振动吸收部件。由于额外的振动吸收重物对于减小所不需要的振动是不必要的，由此就尺寸减小和重量节省是有利的。此外，由较大的驱动能量是不必要的，振动线性致动器就尺寸减小而言也是进一步有利的。
在附图中
图1是根据本实用新型的一个实施例的振动线性致动器的横截面视图；图2是如图1中所示的振动线性致动器的分解透视图；图3是根据本实用新型的另外的实施例的振动线性致动器横截面视图；图4是根据本实用新型的另外的实施例的振动线性致动器的横截面视图；以及图5是根据本实用新型的一个实施例的电动牙刷的横截面视图。
具体实施方式
参照附图，将详细说明本实用新型的优选实施例。图1、2分别是横截面视图以及根据本实用新型的一个实施例的振动线性致动器30的分解透视图。如图所示，圆柱形定子2设置在圆柱形屏蔽壳体1中，以及轴13通过轴承14、14所连接以能够沿着轴线方向A线性往复。定子2包括围绕线圈线轴3缠绕线4(缠绕线4，此后)所形成的线圈部件以及设置在线圈线轴3的两侧上的圆柱形固定部分5、5。
在定子2之内设有圆柱形可移动部件6。特别地，可移动部件6通过配合在轴13上的轴承20、20所支撑，其方式是在可移动部件6的外表面和定子2的内表面之间保持预定的磁间隙7。可移动部件6包括由磁性材料所制造的圆柱形轭8以及在轴向方向A上设置在轭8的两侧上的圆柱形永久磁铁9、9。永久磁铁9、9被安置，这样其周长朝向固定部分5的内表面。此外，各永久磁铁9、9在各侧上具有不同的磁极。同样，永久磁铁9、9之一的外表面具有与永久磁铁9、9的另外一个的外表面相同的磁极，其中外表面是不与轭8相遇的永久磁铁9、9的表面。此外，靠近永久磁铁9、9的外表面设置轴承20、20以及重量调节重物10、10，连接部件11位于永久磁铁9和轴承20之间。顺便提及的是，尽管包括永久磁铁9、9的可移动部件6此处作为示例，可移动部件6可以具有由磁性材料所制造的可选部件而不是永久磁铁9、9。
轴13被插入到穿透圆柱形可移动部件6中的通孔12中。必须注意，可移动部件6沿着轴向方向A通过轴承20、20可移动。在可移动部件6的一端和屏蔽壳体1的一端(图1中的右端)之间设置由盘簧所制造的弹性部件15；在可移动部件6的另外一端和连接到轴13上的弹性支撑部件19之间设置由盘簧所制造的弹性部件17；以及在弹性支撑部件19和屏蔽壳体1的另外一端之间设置由盘簧所制造的弹性部件16。
这些弹性部件15、16、17与可移动部件6和轴13一起构成弹性振荡系统并用作使得轴13在与可移动部件6相反的相上往复的协调部件。即，当可移动部件6通过定子2的缠绕线4和可移动部件6的永久磁铁9、9所产生的磁性回路往复所驱动，轴13能够在通过基本将施加到缠绕线4的交流电的频率与根据弹性部件15、16、17的弹性常数以及可移动部件6和轴13的总质量所确定的谐振频率匹配的谐振条件下以与可移动部件6相反的相往复移动，所述可移动部件6和轴13属于弹性振荡系统。
由于轴13和可移动部件6消除了通过彼此所产生不需要的振动，不需要提供单独的振动吸收重物。此外，由于轴13被插入到可移动部件6的通孔12中，振动线性致动器30尺寸减小同时减小不需要的振动。此外，由于可以作为整体减小可移动部分的质量，振动线性致动器30变得更加有效。
尽管用于支撑轴13的轴承20、20被设置离开定子2的内部以在此实施例中的径向方向B上减小振动线性致动器30的尺寸，轴承20、20可以设置在定子2的内表面和可移动部件6的外表面之间，如图3中所示的振动线性致动器301。在这种情况下，可移动部件6和定子2之间的磁性间隙7在不受轴2的偏转等的影响下维持恒定，由此获得稳定的磁性力。此外，轴承20可以设置在可移动部件6和屏蔽壳体1之间，定子2被固定在屏蔽壳体1上。
顺便提及的是，当轴承20、20包括滚动部件21(图1、3、4中的球21)以及用于支撑滚动部件21的支撑部件22，滚动部件21和支撑部件22的任一优选地由非磁性材料所制造。由于这种原因，滚动部件21不受通过磁性回路所施加的磁性力所影响，由此减小了驱动损耗。
图4显示了根据另外的实施例的振动线性致动器302。在此实施例中，用于与可移动部件2相反的相移动轴13的协调部件包括连杆部件23。在连杆部件23的一端上连接到可移动部件6；连杆部件23的另外一端连接到轴13；以及连杆部件23的中间部分通过屏蔽壳体1所支撑。当可移动部件6往复时，轴13能够与可移动部件6相反的相中往复，而不管振动频率。
尽管定子2、可移动部件6和轴13在上述的实施例中具有圆柱形的形状，它们不必然形成为此形状。例如，它们可以制造为多边形磁极的形状。勿庸置言，即使在这种情况下，定子2也必须具有通孔(或者中空空间)以在其中具有可移动部件6并相似地，可移动部件6必须具有轴13被插入其中的通孔。
根据本实用新型的振动线性致动器可以用作不同的驱动源，其一个示例显示在图5中作为电动牙刷。如图所示，电动牙刷100包括壳体31、如前所述的实施例所描述的振动线性致动器30，作为电源的电池32，用于将交流电提供给振动线性致动器30的缠绕线4的控制电路33，以及用于刷牙的刷子34。振动线性致动器30和电池32沿着壳体31之内的纵向方向C侧靠侧安置。刷34连接到从壳体31在纵向方向C上凸起的轴13的远端上并通过轴13往复驱动。电动牙刷100对于其用户提供了舒适的使用，因为振动线性致动器作为驱动源不仅紧凑而且能够减小不需要的振动以及由于其减小的重量而产生更高的输出功率。
这样，尽管电动牙刷100包括振动线性致动器30，显然可以理解根据本实用新型的电动牙刷可以包括前述的振动线性致动器300、301。
尽管对本实用新型的优选实施例进行了说明，但是普通技术人员可以理解，在不背离本实用新型的精神和实质的情况下，可以对本实用新型进行修改，其范围由权利要求书及其等同限定。
权利要求1.一种振动线性致动器，其特征在于，包括定子，所述定子其中具有通孔以及围绕其的缠绕线；可移动部件，其中具有通孔以及由磁性材料所制造的部件，所述可移动部件被设置在所述定子的所述通孔之内，以在将电流施加到所述缠绕线时在轴向方向上往复；轴，所述轴插入到所述可移动部件的所述通孔中以与所述可移动部件成往复可移动关系；以及协调部件，所述协调部件使得所述轴以与所述可移动部件相反的相往复。
2.根据权利要求1所述的振动线性致动器，其特征在于，所述可移动部件通过设置在所述轴和所述可移动部件之间的轴承部件所支撑。
3.根据权利要求1所述的振动线性致动器，其特征在于，所述可移动部件通过设置在所述定子和所述可移动部件之间的轴承部件所支撑。
4.根据权利要求2或者3所述的振动线性致动器，其特征在于，所述轴承部件包括滚动部件和由用于支撑所述滚动部件的非磁性材料所制造的支撑部件。
5.根据权利要求2或者3所述的振动线性致动器，其特征在于，所述轴承部件包括由非磁性材料所制造的滚动部件以及用于支撑所述滚动部件的支撑部件。
6.根据权利要求1-3任一所述的振动线性致动器，其特征在于，所述协调部件是连接所述可移动部件和所述轴的弹性部件。
7.根据权利要求1-3任一所述的振动线性致动器，其特征在于，所述协调部件是将所述可移动部件和所述轴连接的连杆部件。
8.一种电动牙刷，其特征在于，包括作为驱动源的如权利要求1-3任一所述的振动线性致动器以及用于刷牙的刷子，所述刷子通过所述轴所驱动。
专利摘要根据本实用新型的一个实施例的振动线性致动器包括定子，所述定子其中具有通孔以及围绕其的缠绕线；可移动部件，其中具有通孔以及由磁性材料所制造的部件，所述可移动部件被设置在所述定子的所述通孔之内，以在将电流施加到所述缠绕线时在轴向方向上往复；轴，所述轴插入到所述可移动部件的所述通孔中以与所述可移动部件成往复可移动关系；以及协调部件，所述协调部件使得所述轴以与所述可移动部件相反的相往复。
文档编号A61C17/34GK2932818SQ20062000333
公开日2007年8月8日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年1月19日
发明者小林升, 西中孝宏, 金田健作, 清水宏明, 本桥良, 薮内英一 申请人:松下电工株式会社