專利名稱：驅(qū)動器以及使用該驅(qū)動器的電動牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在電動牙刷或者電動聲波牙刷等的驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
以往，作為包含電動聲波牙刷在內(nèi)的電動牙刷，已知有通過往返直線運(yùn)動在牙齒和牙齦的交界部分傾斜地(約45度的角度)接觸而左右振動的水平顫動刷牙用的牙刷，和在繞軸的規(guī)定角度范圍內(nèi)進(jìn)行往返(正反)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以從牙齦朝著牙齒旋轉(zhuǎn)的方式動作的旋轉(zhuǎn)式刷牙用的牙刷。這些牙刷的驅(qū)動多采用通過運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將進(jìn)行通常的繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成直線往返運(yùn)動或者往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的構(gòu)造。而且，除了這種構(gòu)造以外， 已知有通過直線驅(qū)動器使牙刷進(jìn)行往返直線運(yùn)動的構(gòu)造，或者通過驅(qū)動器的振動使獨(dú)立于驅(qū)動源的共振振動機(jī)構(gòu)發(fā)生共振從而使牙刷進(jìn)行往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的構(gòu)造。如專利文獻(xiàn)1所示，具有通過直線驅(qū)動器使牙刷進(jìn)行往返直線運(yùn)動的構(gòu)造的電動牙刷，通過直線驅(qū)動器使與牙刷部直接連接的輸出軸直接產(chǎn)生軸向往返振動，從而實(shí)現(xiàn)水平顫動刷牙。在這種構(gòu)造中，沒有由運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)引起的動力損失，且能夠進(jìn)行高速的振動。而且，如專利文獻(xiàn)2所示，具有驅(qū)動器以及獨(dú)立于驅(qū)動源的共振振動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造的電動牙刷中，由具有電磁鐵及永久磁鐵的驅(qū)動裝置來激振具有桿臂的共振振動機(jī)構(gòu)。由此，使與牙刷部同軸直接連接的桿臂進(jìn)行搖擺運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)牙刷部的旋轉(zhuǎn)刷牙。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-078310號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許第3243529號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，就電動牙刷而言，為了實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刷牙的同時(shí)，使收納驅(qū)動旋轉(zhuǎn)刷牙用牙刷的驅(qū)動部分的手柄部分盡可能地細(xì)，需要使牙刷的驅(qū)動部分小型化。但是，為了使用通常的進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刷牙，除了電機(jī)之外，還需要將該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。而且，如專利文獻(xiàn)1所示，為了使用直線驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刷牙，除了直線驅(qū)動器之外，還需要轉(zhuǎn)矩發(fā)生機(jī)構(gòu)(驅(qū)動源)。另外，在專利文獻(xiàn)2所示的構(gòu)造中，需要驅(qū)動源和獨(dú)立于驅(qū)動源的共振振動機(jī)構(gòu)。因此，在以往的構(gòu)造中，如將電機(jī)或者直線驅(qū)動器看作電動牙刷的驅(qū)動源時(shí)，由于需要確保驅(qū)動源以及獨(dú)立于驅(qū)動源的運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)或者轉(zhuǎn)矩發(fā)生機(jī)構(gòu)或者共振振動機(jī)構(gòu)的配置空間，所以存在很難實(shí)現(xiàn)牙刷小型化的問題。進(jìn)一步，作為牙刷的驅(qū)動部分而具備獨(dú)立于電機(jī)等驅(qū)動器的所謂運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的驅(qū)動傳遞機(jī)構(gòu)時(shí)，有可能在驅(qū)動傳遞機(jī)構(gòu)發(fā)生噪音以及所傳遞的動力損失的發(fā)生而導(dǎo)致的效率惡化，因此，有必要考慮這些問題的對策。本發(fā)明的目的在于，提供一種不使用獨(dú)立于驅(qū)動源的驅(qū)動傳遞機(jī)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)電動牙刷等的往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的小型化的驅(qū)動器以及電動牙刷。解決問題的手段本發(fā)明的驅(qū)動器具有外磁軛，具有隔著規(guī)定間隔而對置地配置的內(nèi)壁面；永久磁鐵，與所述對置的各內(nèi)壁面隔著氣隙被配置，且具有與所述各內(nèi)壁面對置的不同磁極面； 以及線圈，配置在所述氣隙中，且環(huán)繞所述永久磁鐵；所述驅(qū)動器還具有固定體，具備所述永久磁鐵及所述線圈中的一個(gè)；可動體，具備所述永久磁鐵及所述線圈中的另一個(gè)，并且與所述磁極面和所述內(nèi)壁面的對置方向及所述線圈的卷繞軸方向的雙方正交地設(shè)有輸出軸；交流電供給部，向所述線圈供給與所述可動體的共振頻率大致相等的頻率的交流電； 以及線狀的彈性部件，一端部側(cè)固定在所述固定體上，另一端部側(cè)固定在所述可動體上，并且將所述可動體以沿著所述輸出軸的軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地支撐在所述固定體上。本發(fā)明的電動牙刷具有上述構(gòu)成的驅(qū)動器；以及牙刷部，其連接在所述驅(qū)動器的輸出軸上并與該輸出軸處于同一軸心，在頭部具有與軸向正交地設(shè)置的毛束部。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，不必使用獨(dú)立于驅(qū)動源的驅(qū)動傳遞機(jī)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)電動牙刷等的往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。


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圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的驅(qū)動器的立體圖。
圖2是該驅(qū)動器的主要部分分解立體圖。
圖3是表示該驅(qū)動器中可動體及固定體的構(gòu)成的概要剖視圖。
圖4是沿圖1的A-A線箭頭方向的縱剖視圖。
圖5是彈性部件的立體圖。
圖6是用于說明該驅(qū)動器的動作的模式圖。
圖7是表示該驅(qū)動器中提供給線圈的交流電的周期的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的驅(qū)動器的立體圖。
圖9是該驅(qū)動器的分解立體圖。
圖10是沿圖8的C-C線箭頭方向的縱剖視圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的驅(qū)動器的立體圖。
圖12是該驅(qū)動器的分解立體圖。
圖13是沿圖11的D-D線箭頭方向的縱剖視圖。
圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式3的驅(qū)動器中的線成形彈簧的后視圖。
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的驅(qū)動器的立體圖。
圖16是該驅(qū)動器的主要部分分解立體圖。
圖17是表示在該驅(qū)動器中的主要部分構(gòu)成的概要剖視圖。
圖18是用于說明本實(shí)施方式4的驅(qū)動器的動作的模式圖。
圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的驅(qū)動器的構(gòu)成的分解立體圖。
圖20是表示在該驅(qū)動器中可動體及固定體的構(gòu)成的概要剖視圖。圖21是本發(fā)明的實(shí)施方式6的驅(qū)動器的主要部分分解立體圖。圖22是表示該驅(qū)動器的可動體及固定體的概要剖視圖。附圖標(biāo)記100、100A、100B、100C、100D、100E 驅(qū)動器110、110B、110C、110D、1 IOE 可動體120、120B、120C、120D、120E 固定體122、122C、122D 基座127 軸承128 線圈130 彈性部件131 一端部132 另一端部140 交流電供給部150、150C:外磁軛151 磁軛中央部152、153:側(cè)壁部152a、153a 內(nèi)壁面160 磁體160a、160b 磁極面170、170C 非磁性體170B、170D:凸部171 磁軛支架171C、171D 線圈支架17IE 磁體保持部172 聯(lián)結(jié)部180 輸出軸190 線成形彈簧體191 基座固定部192 磁軛固定部193:臂部
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的驅(qū)動器100的立體圖，圖2是該驅(qū)動器100的主要部分分解立體圖。圖1及圖2所示的驅(qū)動器100具有可動體110 ；固定體120 ；彈性部件130，其將可動體110活動自如地支撐在固定體120上；以及交流電供給部140(參照圖2~)?？蓜芋w110具有外磁軛150 ；磁體160 ；磁軛支架171 ；作為旋轉(zhuǎn)往返振動傳遞軸的輸出軸180。固定體120具有基座122 ；支持壁部124、126 ；以及線圈128(參照圖2)。在圖1所示的驅(qū)動器100中，在固定體120中，從交流電供給部140向設(shè)置在基座 122的表面中央部的線圈1 供給交流電源。由此，可動體110在共振狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動(活動)，該可動體110具有配置在線圈128內(nèi)側(cè)的磁體160，且經(jīng)由線狀的彈性部件130支撐在固定體120上。通過該可動體110的活動，可動體110的輸出軸180在規(guī)定的角度范圍內(nèi)進(jìn)行正反方向(圖1的箭頭B方向)旋轉(zhuǎn)，以向外部輸出旋轉(zhuǎn)往返振動。圖3是表示該驅(qū)動器100中可動體110及固定體120的構(gòu)成的概要剖視圖。如圖1至圖3所示，在此，外磁軛150呈向下方開口的剖面大致U字形，通過將板狀的磁性體折彎而形成。外磁軛150具有矩形板狀的磁軛中央部151 ；分別從磁軛中央部 151的兩側(cè)邊部垂下且相互對置的側(cè)壁部152、153。在外磁軛150的磁軛中央部151的背面中央部分，隔著非磁性體170以與外磁軛 150的對置的側(cè)壁部152、153之間形成氣隙的方式安裝有磁體160。如圖3所示，磁體160從磁軛中央部151垂下地設(shè)置，并與側(cè)壁部152、153的各自的內(nèi)壁面15h、153a以相互不同的磁極對置。在此，磁體160的S極側(cè)與外磁軛150的側(cè)壁部152的內(nèi)壁面15 對置，N極側(cè)與外磁軛150的側(cè)壁部153的內(nèi)壁面153a對置。而且，磁體160是具有與外磁軛150的延伸方向長度相對應(yīng)的長度的長方體，并且隔著底面的外形為相同形狀的非磁性體170并沿著磁軛中央部151的延伸方向安裝在磁軛中央部151的背面?zhèn)?。這樣，磁體160使不同磁極的面分別與沿外磁軛150的長度方向延伸的側(cè)壁部 152、153的內(nèi)壁面15h、153a的整個(gè)面對置。再有，磁體160也可以不隔著非磁性體170地設(shè)置在外磁軛150上，并且在與外磁軛150中的對置的側(cè)壁部152、153之間形成氣隙。在磁體160與外磁軛150的側(cè)壁部152、153之間的氣隙中，配置有分別與磁體160 的兩側(cè)壁面(磁極面)160a、160b、側(cè)壁部152、153的內(nèi)壁面152a、153a以及磁軛中央部151 的背面分離且環(huán)繞磁體160的線圈128。也就是說，在側(cè)壁部152、153與磁體160之間的氣隙G中，以非接觸的方式配置有固定體120的線圈128。而且，如圖1及圖2所示，安裝有磁體160的外磁軛150在磁軛中央部151表面固定于磁軛支架171上。圖4是沿圖1的A-A線箭頭方向的縱剖視圖。如圖2及圖4所示，磁軛支架171側(cè)視呈=1字形，是將沿著外磁軛150的長度方向 (相當(dāng)于輸出軸180的延伸方向)延伸的長條板狀的部件中，在長度方向上相離的端部(在兩側(cè)邊部的延伸方向上相離的端部)向下方折彎而形成。在磁軛支架171的前端部接合了安裝有輸出軸180的輸出軸安裝部174。由此，輸出軸180從磁軛支架171的前端部向與外磁軛150的延伸方向相同的方向，即與磁體160和側(cè)壁部152、153所對置的方向大致正交的方向突出地設(shè)置。而且，在磁軛支架171的后端部安裝有聯(lián)結(jié)部172，該聯(lián)結(jié)部172用于連接與支撐壁部1 連接的線狀的彈性部件130。在聯(lián)結(jié)部172形成有安裝孔1721，在該安裝孔1721 中插入作為彈性部件130的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的另一端部132。由此，通過聯(lián)結(jié)部172將彈性部件130的另一端部132與磁軛支架171連接。再有，優(yōu)選的是使聯(lián)結(jié)部172、輸出軸安裝部 174為非磁性體。輸出軸180通過輸出軸安裝部174及磁軛支架171固定在外磁軛150上，從而以位于經(jīng)過可動體110的重心的軸線上的方式安裝在可動體110上。由此，當(dāng)可動體110進(jìn)行旋轉(zhuǎn)往返振動時(shí)，輸出軸180向外部傳遞該振動。再有，驅(qū)動器100被用于電動牙刷時(shí)，在輸出軸180上連接牙刷部，該牙刷部與輸出軸180處于同一軸心上且在頭部具有與軸向正交地設(shè)置的毛束部。由此，牙刷部與輸出軸180做同樣的運(yùn)動，在此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)往返振動即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在此，固定體120的線圈1 是音圈，以圍繞磁體160周圍的方式卷繞著。具體地說，線圈1 在氣隙內(nèi)沿與磁體160和側(cè)壁部152、153的對置方向正交的方向卷繞著。線圈1 安裝于在基座122表面形成的安裝槽部1221(參照圖4)內(nèi)。基座122 具有沿可動體110的輸出軸180的延伸方向較長的矩形板狀，從在該基座122的長度方向上相離的端邊部(后端部122a、前端部122b)，豎立設(shè)置有支撐壁部124、126。如圖1、圖2及圖4所示，支撐壁部124、1 被設(shè)置在基座122的前后端部122a、 122b上，該122a、122b在基座122的長度方向上間隔開且比豎立設(shè)置有線圈1 的基座122 的中央部分更向上方突出。支撐壁部126具有供可動體110的輸出軸180插入穿過的開口部U6a，在該開口部126a中插入穿過輸出軸180的狀態(tài)下，將可動體110以繞輸出軸180旋轉(zhuǎn)自如的方式進(jìn)行支撐。支撐壁部IM對設(shè)置在與可動體110的聯(lián)結(jié)部172之間的彈性部件130進(jìn)行支撐。 支撐壁部IM通過該彈性部件130在通常狀態(tài)下將可動體110保持在大致水平方向(與基座122大致平行)、且旋轉(zhuǎn)往返振動自如地支撐。彈性部件130在支撐壁部124、126的對置區(qū)域中，在左右前后方向上位移自如地支撐可動體110，并在磁體160及輸出軸180的扭轉(zhuǎn)方向上支撐可動體110。圖5是表示彈性部件130的立體圖。如圖5所示，彈性部件130是由彈性變形自如的線狀的線材(線狀材料)形成的螺旋彈簧，其被構(gòu)成為將兩端部131、132平行地彎曲，并在中央部具有有效螺旋部133。該一端部131插入到在圖2所示的支撐壁部124的固定塊12 上形成的插入孔 124b中，另一端部132插入到在聯(lián)結(jié)部172上形成的安裝孔部1721中。由此，在彈性部件 130中，除了有效螺旋部133以外的部位在周向及軸向移動受限制的狀態(tài)下，將可動體110 以沿輸出軸180的軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地支撐在固定體120上。而且，如圖4所示，在支撐壁部IM形成有向可動體110側(cè)開口的開口部IMa，在該開口部12 安裝有從支撐壁部124向支撐壁部1 側(cè)突出的引導(dǎo)軸125。在該引導(dǎo)軸 125中，從支撐壁部1 突出的突起部1251呈棒狀，并且從一端部側(cè)插入至作為彈性部件 130的螺旋彈簧中。螺旋彈簧在一端側(cè)與從突起部1251的基端部側(cè)的外周突出并抵接在支撐壁部124的內(nèi)壁面上的凸緣1252抵接。由此，支撐壁部IM與引導(dǎo)軸125 —同承接作為彈性部件130的螺旋彈簧的一端部131側(cè)，從而限制螺旋彈簧(彈性部件130)在半徑方向的移動。這樣，作為彈性部件130的螺旋彈簧，其一端部131及另一端部132分別固定于支撐壁部1 和被安裝在磁軛支架171的后壁部1712上的聯(lián)結(jié)部172。由此，作為彈性部件 130的螺旋彈簧處于以在線圈的卷繞方向、即扭轉(zhuǎn)方向上伸縮自如的方式被配置于支撐壁 部IM及聯(lián)結(jié)部172之間的狀態(tài)。通過這樣構(gòu)成的弾性部件130，可動體110在扭轉(zhuǎn)方向活動自如地被支撐。將驅(qū)動器110的慣量設(shè)為J、扭轉(zhuǎn)方向的彈簧常數(shù)設(shè)為Ksp吋，可動體110對于固 定休120以下述數(shù)學(xué)式(1)所計(jì)算的共振頻率進(jìn)行振動。(數(shù)學(xué)式1)
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動器，具有外磁軛，其具有隔著規(guī)定間隔而對置地配置的內(nèi)壁面；永久磁鐵，與所述對置的各內(nèi)壁面隔著氣隙被配置，且具有與所述各內(nèi)壁面對置的不同磁極面；線圈，配置在所述氣隙中，并且環(huán)繞所述永久磁鐵； 所述驅(qū)動器還具有固定體，其具備所述永久磁鐵及所述線圈中的一個(gè)；可動體，其具備所述永久磁鐵及所述線圈中的另一個(gè)，并且與所述磁極面和所述內(nèi)壁面的對置方向及所述線圈的卷繞軸方向的雙方正交地設(shè)有輸出軸；交流電供給部，向所述線圈供給與所述可動體的共振頻率大致相等的頻率的交流電；以及線狀的彈性部件，其一端部側(cè)固定在所述固定體上，其另一端部側(cè)固定在所述可動體上，并且將所述可動體以沿著所述輸出軸的軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地支撐在所述固定體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中， 所述彈性部件是螺旋彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器，其中，作為所述彈性部件的螺旋彈簧，使螺旋部分的軸心與所述輸出軸的軸心大致一致而連接所述固定體和所述可動體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中，所述彈性部件是配置在與所述輸出軸交叉的方向上的線成形彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中，所述可動體具有所述外磁軛以及隔著非磁性體設(shè)置在所述外磁軛上的所述永久磁鐵；所述固定體具有所述線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中， 所述可動體具有所述線圈；所述固定體具有所述外磁軛以及隔著非磁性體固定在所述外磁軛上的所述永久磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中，所述可動體以所述輸出軸為中心旋轉(zhuǎn)自如地被軸支撐在所述固定體上。
8.一種電動牙刷，具有，權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器；以及牙刷部，其連接在所述驅(qū)動器的輸出軸上并與該輸出軸處于同一軸心，在頭部具有與軸向正交地設(shè)置的毛束部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種驅(qū)動器，不必使用獨(dú)立于驅(qū)動源的驅(qū)動傳遞機(jī)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)電動牙刷等的往返旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在該驅(qū)動器中，固定體(120)具有線圈(128)，其環(huán)繞磁體(160)，并且被配置成分別與磁體(160)中的磁極不同的磁極面隔著規(guī)定間隔而對置；以及外磁軛(150)，覆蓋線圈(128)的外周部分。固定體(120)通過對線材進(jìn)行加工而制作的作為彈性部件(130)的螺旋彈簧，活動自如地支撐具有磁體(160)的可動體(110)。交流電供給部(140)對線圈(128)供給與可動體(120)的共振頻率大致相等頻率的交流電，以使可動體(120)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)往返振動。作為彈性部件(130)的螺旋彈簧均等地分散由振動產(chǎn)生的應(yīng)力。
文檔編號A61C17/00GK102215775SQ200980145159
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者加賀美雅春, 坂口和隆, 稻本繁典, 高橋勇樹 申請人:三美電機(jī)株式會社