在電動牙刷中的懸浮電動機(jī)安裝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的方面一般涉及電動機(jī)驅(qū)動的電動牙刷。更具體地，本發(fā)明涉及一種牙刷特征，其促進(jìn)更大的耐久性和通過牙刷手柄傳遞給使用者的振動的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]電動牙刷一般是眾所周知的，并且包括各種各樣的設(shè)計和物理布置。許多電動牙刷具有旋轉(zhuǎn)型運(yùn)動。一些具有360°電樞旋轉(zhuǎn)的能力，但由于設(shè)計布置產(chǎn)生局限于特定運(yùn)動范圍，即選定的360°的拱形部分的振蕩運(yùn)動，以提供更合適的刷牙效果。這些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動裝置的一些機(jī)械地被驅(qū)動，而其他裝置則是諧振系統(tǒng)，其涉及可動的質(zhì)量，諸如刷頭結(jié)構(gòu)和附連到手柄的彈簧。在諧振系統(tǒng)中，刷頭以相對接近該系統(tǒng)的固有頻率的頻率被驅(qū)動。
[0003]存在許多方法來實現(xiàn)諧振牙刷。諧振電動牙刷可使用具有擺動電樞的電動機(jī)，諸如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5189751中所述的。更近的諧振牙刷設(shè)計包括具有通過固定節(jié)點(diǎn)彈簧分離的刷頭端和電樞端的驅(qū)動器，諸如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7627922中所述的。前一種類型使用通過牙刷外殼將大量裝置的振動傳輸?shù)接脩舻碾姌小：笳叩脑O(shè)計試圖通過在近諧振頻率下操作來減輕振動和沖擊，其中刷頭從電樞的旋轉(zhuǎn)異相地旋轉(zhuǎn)180°。因此，驅(qū)動組件基本上與外殼隔振。
[0004]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)計中的每一個均通過動態(tài)參數(shù)的狹窄組合最佳地清潔牙齒。最優(yōu)組合在美國專利5378153中被描述為刷頭頻率和運(yùn)動幅度的三角區(qū)域，其中幅度由刷頭的大小和軸旋轉(zhuǎn)的幅度進(jìn)一步驅(qū)動。美國專利7067945描述了作為牙刷軸的角旋轉(zhuǎn)幅度的參數(shù)，其在那里被規(guī)定采用該刷頭幾何形狀，約為11度。
[0005]甚至更近的是具有浮動轉(zhuǎn)子驅(qū)動系統(tǒng)的諧振牙刷。這種設(shè)計的一個例子在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7876003中被描述。在這種系統(tǒng)中，電動機(jī)可以類似于旋轉(zhuǎn)電動機(jī)被設(shè)置，但被驅(qū)動使得軸繞其軸線振蕩，即旋轉(zhuǎn)振蕩，并且可選沿其軸線振蕩，即軸向振蕩。在這種類型的設(shè)計中“彈簧”是定子中的永磁體組件，在缺乏驅(qū)動信號的情況下其吸引轉(zhuǎn)子的磁極回到中性磁性位置。
[0006]在’003專利中所描述的諧振牙刷設(shè)計中出現(xiàn)了幾個問題。首先，塑料注射成型部件通常用于框架。這些框架部件是將內(nèi)部功能部件(即電池、充電線圈、印刷電路板組件、驅(qū)動系統(tǒng)、密封件等)保持在一起所必須的?，F(xiàn)有框架由具有獨(dú)立功能的幾個注射成型部件構(gòu)成。諧振驅(qū)動系統(tǒng)也使用這樣的多部分框架，以便使用一個塑料注射成型部件保持驅(qū)動系統(tǒng)、PCBA、電池和充電線圈。該系統(tǒng)還使用附加部分以形成密封座，用于將驅(qū)動軸密封至外殼，以防止進(jìn)水。這樣的設(shè)計對使用諧振驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)品也不是排他性的，而且還與其他往復(fù)或掃動電動牙刷以及其他需要用于面密封和徑向密封兩者的密封表面的手持式個人裝置一起使用。因此，需要通過運(yùn)動部件在更經(jīng)濟(jì)和更有效的系統(tǒng)中的隔離來降低振動和聲
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[0007]在浮動轉(zhuǎn)子設(shè)計中出現(xiàn)的另一個問題是鑲齒效應(yīng)(cogging)。鑲齒效應(yīng)是轉(zhuǎn)子磁極從一個永磁體對準(zhǔn)滑移到相鄰的永磁體。這種滑移可能作為外部應(yīng)力，諸如沖擊或施加的機(jī)械力的結(jié)果出現(xiàn)?；频慕Y(jié)果是該軸和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動刷頭的不希望的靜止位置，在不希望的旋轉(zhuǎn)位置的不希望的軸向位置，或者兩者兼而有之。
[0008]然而，現(xiàn)有框架設(shè)計中出現(xiàn)的又另一個問題是太昂貴了。需要通過創(chuàng)建與框架配合的模塊化部件來降低成本，每個部件均具有若干復(fù)雜的功能。特別期望的是低成本部件的系統(tǒng)，其通過吸收軸向沖擊提高裝置的耐久性。例如，如果牙刷在其軸的端部上被掉落，軸向沖擊會被經(jīng)歷。這些特征的第二期望結(jié)果是較低的材料和組裝成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明通過引入在電動機(jī)上結(jié)合彈性體夾的單部件框架設(shè)計提供了現(xiàn)有技術(shù)缺陷的解決方案。然而電動機(jī)是系統(tǒng)中的主要振動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，本發(fā)明創(chuàng)新地解決了隔振問題。具體地，本發(fā)明依賴于附著到塑料注射成型框架的彈性體材料的使用。結(jié)合的設(shè)計特征允許電動機(jī)被安裝在彈性體的兩個區(qū)域之間。與磁懸浮軸結(jié)合，在軸承上具有最小接觸，大多數(shù)振動能量被引導(dǎo)到彈性體材料中，在到達(dá)可以被轉(zhuǎn)移到用戶的外殼之前，它在彈性體材料中消散。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，用于在電動牙刷中減輕機(jī)械沖擊的系統(tǒng)被描述。該系統(tǒng)包括在遠(yuǎn)端和近端開口的細(xì)長外殼，以及可滑動地設(shè)置在外殼內(nèi)的框架，所述框架具有遠(yuǎn)端和近端。電動機(jī)被設(shè)置在框架內(nèi)，電動機(jī)包括浮動軸，該浮動軸具有延伸穿過框架和外殼的遠(yuǎn)端，和在框架近端內(nèi)并朝向框架近端延伸的近端。彈性電動機(jī)底座被設(shè)置在鄰近電動機(jī)的框架內(nèi)，電動機(jī)底座包括用于將電動機(jī)保持在框架中的壓縮表面，和從軸的近端間隔開的底部緩沖器。該系統(tǒng)還包括多功能充電線圈繞線管，其被設(shè)置成在外殼近端與框架的近端彈性接觸，其中在可壓縮地抵靠外殼遠(yuǎn)端偏壓框架的布置中，充電線圈繞線管與外殼近端的內(nèi)側(cè)壁進(jìn)一步接合。元件的布置一致行動以吸收沿著牙刷的縱向軸線施加的軸向沖擊，并且特別是吸收施加到牙刷的軸端的沖擊。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于在電動牙刷中阻尼振動的系統(tǒng)被描述，其包括在遠(yuǎn)端和近端開口的細(xì)長外殼和可滑動地設(shè)置在外殼內(nèi)的框架，框架具有遠(yuǎn)端和近端。諧振電動機(jī)設(shè)置在框架內(nèi)，電動機(jī)包括浮動軸，該浮動軸具有延伸穿過框架和外殼的遠(yuǎn)端，以及在框架近端內(nèi)并朝向框架近端延伸的近端。彈性電動機(jī)底座被設(shè)置在鄰近電動機(jī)的框架內(nèi)，電動機(jī)底座包括用于將電動機(jī)保持在框架中的壓縮表面。頂部緩沖器被設(shè)置在電動機(jī)和框架遠(yuǎn)端之間，其中電動機(jī)底座和頂部緩沖器被布置以阻尼電動機(jī)和外殼之間的旋轉(zhuǎn)諧振振動。進(jìn)一步提高阻尼特性的附加元件被描述，其包括線圈繞線管和軸密封，它們一致行動以提供框架和外殼之間的阻尼。
【附圖說明】
[0012]在附圖中:
[0013]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電動牙刷組件，其包括用于減輕沖擊和振動的系統(tǒng)。
[0014]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的電動牙刷組件的等效彈簧質(zhì)量簡圖。
[0015]圖3A、3B和3C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，用于電動牙刷中的諧振電動機(jī)的彈性電動機(jī)底座。
[0016]圖4A、4B和4C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，用于電動牙刷的多功能充電線圈繞線管。
[0017]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，組裝電動牙刷的連續(xù)步驟的方法。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在翻到附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于電動牙刷10的組件，其包括用于減輕機(jī)械沖擊和用于阻尼振動的系統(tǒng)。
[0019]電動牙刷10的大部分部件都包含在細(xì)長的外殼20內(nèi)，其優(yōu)選被確定尺寸為舒適地適合于人的手。優(yōu)選由剛性且輕質(zhì)的塑料制成，外殼20保護(hù)和密封內(nèi)部部件免受沖擊和進(jìn)水。外殼20包括在遠(yuǎn)端，即示出了軸遠(yuǎn)端63的端部的開口，和近端，即示出端蓋120的端部的開口。
[0020]布置在外殼20內(nèi)的是框架40?？蚣?0被配置成保持大部分剩余的系統(tǒng)部件，其中每一個都在下文中更詳細(xì)地被描述?？蚣?0也可由輕質(zhì)的剛性或半剛性塑料構(gòu)成。