本發明專利技術公開了一種用于電動潔齒器具的高速往復旋轉的驅動裝置，其包括驅動線圈、轉軸組件、驅動永磁體、蓄能裝置、前端蓋和后端蓋。轉軸組件包括轉軸，固聯在轉軸上的導磁體，該導磁體環繞轉軸且在轉軸的一側形成單側轉軸導磁體凸起，轉軸導磁體凸起穿入或穿過驅動線圈的中空部分且具有遠離轉軸方向的極軛端。驅動永磁體分別分布在靠近轉軸導磁體凸起的極軛端兩側，驅動永磁體和轉軸導磁體凸起的極軛端之間存在磁隙，在轉軸導磁體凸起的運動過程中，磁隙保持在0.1mm至2mm的范圍內。采用本發明專利技術的驅動裝置，能實現電動潔齒器具的小型化，從而滿足少年兒童對潔齒器具小型化的迫切需要。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高速往復旋轉的驅動裝置，尤其涉及一種用于電動潔齒器具的小型、高速、往復旋轉的驅動裝置。
技術介紹
隨著生活品質提升，電動潔齒器具因其能高效地清潔聚集在牙縫及牙齦上的食物殘渣，在消費市場扮演著越來越重要的角色。目前，電動潔齒器具按動力的實現方式可分為三大類。最早出現的是電動機驅動的回轉或震動型潔齒器具。這類潔齒器具因傳動電機的局限性，動力輸出頻率一般低于120Hz，如強行使其工作頻率超過120Hz，將出現高速運轉部件過快磨損，致使壽命短，噪音大。隨著電機技術的發展出現了空心胚轉子技術，因其轉軸轉動慣量減小，可提升其額定工作頻率，但因高速運動轉換機械結構的潛在局限性，目前基本以直接驅動偏心輪產生震動方式工作，其清潔能力雖有所提升，但馬達震動使得使用時持握手感不適。另一類的代表例如是以壓電陶瓷片進行換能驅動的潔齒器具。其工作頻率最高可達到5Mhz，頻率非常高，但振幅非常小，通常小于100微米。因為其振幅過小，刷毛又是震動吸收阻尼非常明顯的材料，最終因使用者感受到的動力太小而影響消費者的選擇。另一種驅動方式是將線圈通以交變驅動電流，利用交變磁場與永磁體諧振而作用于系統的振動方式，這種方式被認為是目前最受青睞的驅動方式，在消費市場中俗稱為聲波驅動。采用這類驅動方式驅動的潔齒器具因其在較短的時間內能迅速實現對牙斑粘液的清潔和剔除牙縫中的垢物，其清潔效果良好。例如，在公開號為CN1830403A的中國專利技術專利申請中披露的聲波牙刷及其擺軸電機。該聲波牙刷的牙刷主體內設置擺軸電機和電機驅動裝置，擺軸電機包括支架、設于支架外的電磁線圈及位于支架內腔中的擺軸，在支架末端固定兩塊磁體，擺軸上固定轉軸，擺軸通過轉軸安裝于支架上，擺軸的動力輸出端與牙刷頭的刷桿連接，擺軸的另一端與所述兩塊磁體接近，擺軸在所述電磁線圈和所述兩塊磁體的共同作用下驅動牙刷頭高速擺動，擺軸電機一側設置用于調節擺軸擺動頻率的頻率調節裝置。在授權公告號為CN203539472 U的中國技術專利中也披露了一種高頻電動牙刷，其包括主軸、主殼體、線圈組件、彈性元件及控制電路板；所述主軸樞接于主殼體上并可繞主軸的中心軸線擺動，主軸前端安裝有牙刷頭，主軸上固定有磁體；所述線圈組件固定于主殼體上并罩設于磁體外，用于與磁體相互作用從而帶動主軸擺動；所述彈性元件一自由端固定于殼體上，另一自由端固定于主軸上，在線圈組件帶動主軸擺動時該彈性元件用于提供施加于主軸上且與主軸擺動方向相反的扭矩；所述控制電路板與線圈組件電極連接，其用于對線圈組件輸出高頻脈沖方波。實踐證明震動頻率大于250Hz且在口腔負載條件下仍能保持振幅0.5毫米以上的電動潔齒器具清潔能力及效率最高，最受消費者歡迎。雖然上述專利申請或技術專利的頻率都可高于250Hz，但它們的體積較大，重量較重，尤其不適合兒童使用。
技術實現思路
本專利技術目的是提供一種用于電動潔齒器具高速往復旋轉的驅動裝置，其相對于現有驅動裝置可有效縮小尺寸、減輕重量、改善手持震感，從而使得具備這種驅動裝置的潔齒器具結構簡單、可批量生產、適合少年兒童使用。根據本專利技術，提供一種用于電動潔齒器具的高速往復旋轉的驅動裝置，其包括驅動線圈、轉軸組件、驅動永磁體、蓄能裝置、前端蓋和后端蓋。轉軸組件包括轉軸、固聯在轉軸上的導磁體，該導磁體環繞轉軸且在轉軸的一側形成單側轉軸導磁體凸起，該轉軸導磁體凸起穿入或穿過驅動線圈的中空部分且具有遠離轉軸方向的極軛端。驅動永磁體分別分布在靠近轉軸導磁體凸起的極軛端兩側，驅動永磁體和轉軸導磁體凸起的極軛端之間存在磁隙，在轉軸導磁體凸起的運動過程中，磁隙保持在0.1mm至2mm的范圍內。優選在所述轉軸導磁體凸起的運動過程中，驅動永磁體和轉軸導磁體凸起的極軛端之間的磁隙為0.5mm優選轉軸導磁體凸起的軸線和驅動永磁體的內部磁力線的夾角為0度至90度。優選驅動線圈未通電時，轉軸導磁體凸起的極軛端處于居中位置，驅動永磁體相對居中的轉軸導磁體凸起的極軛端對稱分布。在一實施例中，導磁體包括疊裝而成的多層薄片型高導磁率材料導磁片，導磁片的厚度為0.2～1.0mm。優選導磁片的厚度為0.3mm。本專利技術提供的驅動裝置還可包括至少一個第一蓄能裝置和/或至少一個第二蓄能裝置。第一蓄能裝置利用永磁體之間非接觸性的磁力作用以及磁隙大小的變化構建高速往復旋轉的驅動裝置的諧振系統。具體而言，第一蓄能裝置可以包括固聯于轉軸上鄰近后端蓋的連接器、處于連接器上并沿大致平行于轉軸導磁體凸起的軸線方向且朝向該凸起方向固聯的主磁阻尼永磁體、以及分別固聯于后端蓋上的阻尼永磁體。第二蓄能裝置可以包括固聯于轉軸上鄰近后端蓋的連接器、處于連接器上沿大致平行于轉軸導磁體凸起的軸線方向且朝向該凸起方向固聯的彈性件及平衡塊，該彈性件在遠離連接器的前端和平衡塊固聯。在一實施例中，彈性件可以為長方體形，也可以是片狀金屬彈性件。采用本專利技術的驅動裝置，能實現電動潔齒器具的小型化，從而滿足少年兒童對潔齒器具小型化的迫切需要。對根據本專利技術的產品進行實際測量得出，工作頻率在230～330Hz范圍時，在口腔負載條件下震動振幅可達0.5毫米以上。而且產品的外殼體直徑可以縮小到18×22毫米，且結構簡單，工藝精度要求低，使用壽命相對較長。附圖說明圖1a為根據本專利技術的驅動裝置的裝配透視圖；圖1b為圖1a所示驅動裝置的剖視圖；圖2為圖1a所示驅動裝置的分解圖；圖3為圖1a所示驅動裝置的磁路模型示意圖；圖4a-f為圖1a所示驅動裝置的驅動永磁體與導磁體位置關系示意圖；圖5a為第一蓄能裝置裝配透視圖；圖5b-d為圖5a所示蓄能裝置的運動分析示意圖；圖6示意地示出了采用圖5a所示第一蓄能裝置的驅動裝置的間距-頻率特性；圖7a-c為第二蓄能裝置裝配透視圖；圖8a-c為圖1a所示驅動裝置的典型應用示意圖；圖9a-c為圖1a所示驅動裝置動作截面圖。附圖標記說明A1 為主磁阻尼永磁體A2 為驅動線圈A3 為導磁體A4、A5 為驅動永磁體A6 為前端蓋A7 為轉軸A8 為軸承A9 為連接器A10 為后端蓋A11、A12 為阻尼永磁體；A13 為平衡塊A14 為彈性件A15 為磁封閉體A16 為線圈支架A31 為轉軸導磁體凸起G1 為驅動裝置G2 為開關G3 為控制線路板G4 為指示燈G5 為電池G6 為刷頭L0 為轉軸軸線L1 為轉軸導磁體凸起的軸線D1 為驅動永磁體和轉軸導磁體凸起的極軛端之間的磁隙D2 為兩個驅動永磁體之間的間距ANG1、ANG2 分別為居中的轉軸導磁體凸起軸線和一驅動永磁體內部磁力線的夾角F0 為驅動力f1 為慣性力W 為轉軸導磁體凸起的舌寬具體實施方式下文以電動牙刷為例并結合附圖更詳細地描述本專利技術的示例性實施例。雖然下面僅以電動牙刷為例進行解釋說明，但本專利技術不限于此。本專利技術也適用于電動剃須刀、電動潔面器、電動沐浴器等。在全部附圖中，類似的附圖標記表示相似的部件。為了清楚起見，在本說明書中采用了表述空間相對位置的詞語，如″前″、″后″、″左″、″右″、″橫向″等來簡單描述如圖所示的一個元件或特征與另一元件(一或多個)或特征(一或多個)的相互關系，其中，″前″、″后″是相對于轉軸軸線而言的，遠離位于轉軸上的連接器的一端定義為″前″，與″前″相對的一端(即，鄰近連接器的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于電動潔齒器具的高速往復旋轉的驅動裝置，包括：驅動線圈(A2)、轉軸組件、驅動永磁體(A4，A5)、蓄能裝置、前端蓋(A6)和后端蓋(A10)，其中，所述轉軸組件包括轉軸(A7)，固聯在轉軸上的導磁體(A3)，其中，所述導磁體(A3)環繞轉軸(A7)且在轉軸(A7)的一側形成單側轉軸導磁體凸起(A31)，該轉軸導磁體凸起穿入或穿過驅動線圈(A2)的中空部分且具有遠離轉軸(A7)方向的極軛端，所述驅動永磁體(A4，A5)分別分布在靠近轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端兩側，驅動永磁體(A4，A5)和轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端之間存在磁隙(D1)，在轉軸導磁體凸起(A31)的運動過程中，磁隙(D1)保持在0.1mm至2mm的范圍內。
【技術特征摘要】
1.一種用于電動潔齒器具的高速往復旋轉的驅動裝置，包括：驅動線圈(A2)、轉軸組件、驅動永磁體(A4，A5)、蓄能裝置、前端蓋(A6)和后端蓋(A10)，其中，所述轉軸組件包括轉軸(A7)，固聯在轉軸上的導磁體(A3)，其中，所述導磁體(A3)環繞轉軸(A7)且在轉軸(A7)的一側形成單側轉軸導磁體凸起(A31)，該轉軸導磁體凸起穿入或穿過驅動線圈(A2)的中空部分且具有遠離轉軸(A7)方向的極軛端，所述驅動永磁體(A4，A5)分別分布在靠近轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端兩側，驅動永磁體(A4，A5)和轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端之間存在磁隙(D1)，在轉軸導磁體凸起(A31)的運動過程中，磁隙(D1)保持在0.1mm至2mm的范圍內。2.如權利要求1所述的驅動裝置，其中，在所述轉軸導磁體凸起(A31)的運動過程中，所述驅動永磁體(A4、A5)和轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端之間的磁隙(D1)為0.5mm。3.如權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，在驅動線圈(A2)未通電時，轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端處于居中位置，驅動永磁體(A4、A5)相對居中的轉軸導磁體凸起(A31)的極軛端對稱分布。4.如權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述轉軸導磁體凸起(A31)的軸線(L1)和驅動永磁體(A4，A5)的內部磁力線的夾角為0度至90度。5.如權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述導磁體(A3)包括疊裝而成的多層薄片型高導磁率材料導磁片，所述導磁片的厚度為0.2～1.0mm。6.如權利要求5所述的驅動裝置，其中，所述導磁片的厚度為0.3mm。7.如權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，還包括至少一個第一蓄能裝置和/或至少一個第二蓄能裝置，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴曉國，徐振武，尹顯春，
申請(專利權)人：上海攜福電器有限公司，尹顯春，
類型：發明
國別省市：上海;31
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