CN100450458C - 顶部装载的电动牙刷内部组件 - Google Patents

Abstract

本公开的第一方面涉及电动牙刷的驱动组件，其包括驱动件，具体是E形芯部电磁铁；从动件，可响应驱动件的动作；和固定到从动件远端的工作件。驱动组件包括对接定位件，其一端的表面部分固定到E形芯部电磁铁的端表面，另一部分设置成可产生选择的驱动组件和从动件的定位。还有一部分设置成可形成对接件相对牙刷把手的选择定位。本公开的第二方面涉及电动牙刷内电磁铁的通电线圈部分的分开的线轴组件。分开的线轴组件包括第一部分，可与器具的一部分配合，该部分暴露于器具的操作环境；并采用具有足够化学稳定性的材料制造，以耐受暴露的环境。该分开的线轴的第二部分是用耐热材料制造，可耐受通电线圈导线钎焊到位于线轴组件基部的端子销。第一和第二部分的连接件将这两部分连接到一起。

Description

顶部装载的电动牙刷内部组件

技术领域

本发明大体上涉及一种小型器具如电动牙刷的内部驱动组件，具体地，首先涉及可相对牙刷把手定位驱动组件和从动件的对接件，因此，驱动组件和从动件可精确地对准，还涉及这种驱动组件的缠绕部分的线轴件。

背景技术

在制造小型器具，比如电动牙刷，的过程中，重要的是驱动组件部分相对从动件精确对准，从动件可以是枢轴转动臂，工作件(牙刷头)固定其上。在典型的已知方式中，支承件安装了器具的多个内部件。支承件然后安装到把手壳体，一般是从壳体的底端(近端)安装，底端面设置顶盖。从动件安装到把手壳体的另一端(远端)。驱动组件与从动件的可靠对准通常难以实现，因为考虑到安装驱动组件的方便，驱动组件和从动件之间的对接位于把手壳体的相对端。

由于驱动组件和从动件之间相对偏斜或旋转移动造成的未对准很容易发生，驱动组件和从动件之间的对接面通常是在部分壳体上，因此壳体成为适当操作器具的关键部件。弹簧或其他部件经常用于保持驱动组件位于对接面，但这样增加了器具的整体费用、尺寸和复杂性。出于制造和加工的考虑，这种底部装载方式还要求壳体的底部大于顶部，这从美观的角度或人体工程学的角度是不希望的。

在该发明的另一方面，驱动组件还包括具有芯部绕组的电磁铁。保持绕组的芯部件，其称作线轴，芯部件的一端固定到磁铁框架，另一端固定到固定/对接件或作为其一部分，其中框架包括绕组和电池的导电销接件/端接件，对接件固定到器具的把手部分，器具的头部固定到把手部分。

固定件和固定到固定件的线轴部分暴露于器具的操作环境，即电动牙刷使用的牙膏和水或其他洁齿剂。固定到固定件的线轴部分必须具有能够耐受器具的暴露的操作环境，比如牙膏和水，的材料，并且还要能够吸引消费者，包括能够带有颜色。

连接到框架或作为其一部分的的线轴部分必须耐热，能够抵抗芯部绕组的接线钎焊到销连接件时产生的高温，销连接件还接受电池的连接线。线轴部分还必须有高强度，以承受线圈的缠绕过程。

不利的是，没有一种材料具有全部上述性能/特征。因此，提出了对电动牙刷的缠绕线轴的结构的折衷设计，具体地，对线轴本身和/或其与驱动组件其他部分关系进行设计。此外，单个部件要求复杂从而高成本的制造过程。在发明的这方面，希望设置线轴组件，以满足上面介绍的所有要求。

发明内容

因此，本发明的第一方面是小型电动器具的驱动组件，其包括：驱动件，具有远端部分，驱动件的操作能以特定动作移动从动件组件；从动件组件，其包括位于远端的工作件，可响应所述驱动件的动作进行移动；和对接定位件，具有多个对接部分，其中第一对接部分在预先制定位置固定连接到驱动件的远端部分，从动件组件固定连接到对接件的第二对接部分，使所述驱动件和从动件组件之间产生可靠的固定对准。

本发明的另一方面是电动器具的驱动组件的通电线圈部分，包括第一部分，可与暴露于器具操作环境的器具部分配合，其中，第一部分用能够耐受暴露的操作环境的材料制成；相对的第二部分，可与驱动组件的基部配合，用具有足够耐热性的材料制成，允许线圈导线连接到端子销，其位于所述基部并具有足够高的强度，可承受导线缠绕其上；和位于第一和第二部分的连接件，可将第一部分和第二部分连接到一起。

附图说明

图1是电动牙刷器具的分解图，其中包括本发明的内部组件结构；

图1A是图1的电动牙刷一部分的分解图；

图2是显示本发明的线轴组件的分解图；

图3是图2所示组件一部分的顶视图。

具体实施方式

图1显示了分解图中标记为10的小型器具，具体是电动牙刷。一般地，器具10包括把手部分12，其包括内部驱动组件14，一端设有对接定位件16，和把手部分的壳体18。对接件16可固定连接到壳体18的上端，如下面的详细介绍。

器具还包括刷头组件20，在所示实施例中，包括工作件组件21，其还包括从动件22。从动件连接到刷头臂，刷头23位于其远端24。刷头组件20通过下面介绍的方式固定到对接件16。螺帽26通过螺纹连接固定刷头组件20到对接件16。其他连接方式，如卡接或单独连接件也可以采用。

具体地，内部驱动组件14包括支承件32，电池34和印刷电路板36保持在支承件上，印刷电路板支承牙刷的电子驱动电路。驱动件40从支承板32的远端38延伸，驱动件可以是E形芯部电磁铁，其包括E形芯部叠层，和中心线圈绕组44。E形芯部叠层从电磁铁框架延伸，框架连接到支承件32并从支承件32延伸。绕组44缠绕在驱动件40的线轴件45上。线轴45的远端固定连接到对接件16的近端表面46或与其整体形成，而线轴45的近端固定连接到框架，或与其整体形成。E形芯部叠层的自由端也固定到对接件16的近端表面46。在器具的制作过程中，整个内部驱动组件设置到对接件上。这时可以测试驱动组件的适当功能。

围绕对接件16的第一下部的外周面设有多个定位件48，如窄突起部分，其可安装到靠近壳体18端部内表面的对应槽49。制作时，顶开口的壳体18安装到包括支承件32的整个内部驱动组件上，并通过定位件48安装到内壳体表面的对应槽49而固定到对接件16。

这样就形成了对接件16和把手壳体之间的物体固定关系，即对接件和固定其上的驱动件相对壳体对准，具有已知的物理关系。因此，可以直接连接壳体到对接件，并保持驱动件和从动件相对对接件的直接对准关系。这是本发明的重要结构方面，具体地，相对驱动件40和壳体18精确定位对接件16。

尽管所显示的实施例包括具有突起部分形式的单个定位件，实现和保持这种关系也可以使用其他设置，比如夹紧和/或螺纹连接。使用定位件和配合槽已经证明是可靠和有效的。

对接件16的上部是中空的，形成杯状内部49。在对接件16的上部外周面设有螺纹部分50，其可接受螺帽26内表面上相配合的螺纹56。在所显示的实施例，工作件组件21包括可移动的刷头臂，带有位于其远端24的刷头23。刷头臂在从动件22的作用下移动。从动件22的近端是永久磁铁60，可与把手内的电磁铁驱动件相互配合作用，使从动件22的后端产生前后移动。在所示实施例中，是从一侧到另一侧的带有一些弧度的移动。取决于工作件组件的其余部分，产生的刷头23的移动可以变化，工作件组件还可包括运动转换件，可将带弧线的一侧到另一侧的驱动运动改变为转动，如图1A器具的情形，但是对于本发明这是不必要的。

工件件组件还包括固定件61，固定件包括定位件62，定位件安装到对接件16的上部(杯状内部49)内表面的对应槽63，使带有永久磁铁60的从动件22具有相对对接件16以及相对驱动件40的固定定位关系。螺帽26螺纹连接到对接件16的上部外面，形成完整的器具。

对接件16因此可实现驱动件40，即电磁铁，和从动件22之间可靠和可重现的固定关系，其中从动件22具有固定到其后端的永久磁铁60，可连接到牙刷臂21。壳体18主要作为顶盖，因此对于器具的驱动机构的操作没有关键作用。但是，对接件与壳体的对准在某些应用中是重要的，比如开关触点定位于支承件，过模制开关按钮18a到壳体上，以及印刷电路板上的发光二极管对准壳体上的窗口，以读出电池水平等。

在所限定的空间，比如电动牙刷的空间，驱动件和从动件之间这样精确的对准对高效操作是非常重要的。本发明实现了这个目的，以一种容易的可重复实现的可靠方式通过使用对接件和连接其上的顶部装载驱动件实现了这个目的。

在上面讨论的一个实施例中，电磁铁用作牙刷这样器具的驱动件。如上面讨论的，电磁铁包括缠绕在线轴45上的绕组44。在所示实施例中，带有绕组的线轴位于电磁E形芯部的中间叠层，当然可以设置其他的绕组和线轴，所显示的实施例只是用于说明。

本发明的线轴是“分开的”，其包括两个可以连接到一起的分开部分70和72。部分70延伸到驱动件的框架或基部74或成为其一部分。基部74包括三个销连接件76，形成了绕组的端子连接件和电池的电线连接件。基部74因此必须能够抵抗高温。分开的线轴部分70采用与基部相同的材料制成。该材料还必须能够抵抗缠绕线圈绕组时的张紧线的压力，该压力一般有许多磅。线轴部分70和基部74的材料必须有足够的强度，当较薄时不会失效。

分开的线轴的另一部分72，其延伸到对接件16的后表面或成为其一部分。部分72采用与对接件相同的材料制成。对接件16本身采用可化学耐受器具的环境条件，如牙膏和/或其他牙齿处理化合物，的材料制成，这些化合物在操作器具时能遇到。此外，材料还必须具有美观表面以满足美化要求，包括带颜色的能力，以配合牙刷的其他暴露部分。

分开的线轴的第一部分70，从驱动件的框架或基部74延伸或成为整体部分，其包括从基部74延伸的第一部分75和从第一部分75的端部延伸的第二部分77。外形尺寸上第一部分75稍大于第二部分77。在所示实施例中，第一部分大约为3/8英寸长，而第二部分大约为1/2英寸长。第二部分77的尺寸稍小(与第一部分75相比外周面大约小1/32英寸)。耳部84，84从顶和底表面80，81向外延伸(大约1/32英寸)，耳部的前端具有微小向外凸出部。两个耳部具有稍微不同的结构，如将在下面所作更详细的讨论。两个部分70和72是矩形中空结构。线轴部分72大约为5/8英寸长，其内部尺寸可容纳第一线轴部分70的第二部分77。线轴部分72还包括沿其长度的两个部分。第一部分靠近对接部分16，另一部分从第一部分延伸到部分72的端部。两个部分的外部尺寸是相同的，但其内部尺寸不同。第二向外部分的内部开口比较小，导致其强度比第一部分要大。

槽88(每个表面有一个)从第二线轴部分72的外边85分别在上和下相对表面向内延伸，其设置成可容纳第一线轴部分的耳部84，84。带有微小向外凸出部的耳部84，84可卡到槽88，88中。如上所述，耳部84，84的结构稍微不同，两个槽也稍微不同，设置成可配合相关的耳部84，84。其结果是，两个部分只能在一特定位置互相连接。各耳部只能配合到相关的槽中，而不能进入另一槽中。当两个部分互相卡到一起，线轴部分70的较大部分75的边成为部分72的边85的止动部分。这样设置可使产生的线轴组件的长度均匀。两个线轴部分通过耳部/槽组合牢固地保持在一起，尽管可通过使用足够的力来拉开。

线圈的导线缠绕在线轴的两个连接的部分上，从驱动件的基部延伸到对接件的后表面46，将两个线轴部分70和72牢固保持在一起。详细地讲，线轴部分的牢固连接以下列方式来实现：首先，耳部84，84定位于槽88，88中。防止两个部分分开。此外，当两个部分卡在一起时，线轴部分72的第二向外部分重叠到部分70的向外部分77。线圈然后缠绕在两个部分上。线圈缠绕的张力足以压缩部分72的第二向外部分与部分70的部分77牢固接触。压缩可极大地增加两个部分之间的摩擦力，因此可极大地提高分开力。部分70的部分77和75不会产生明显的变形，因为部分是用强度高的材料来制造。部分72的向外部分也不能够显著变形，因为其具有很小的内部开口和部分70的重叠部分77。

因此，本文所介绍和显示的分开的线轴设置允许在线轴的连接端使用可满足该线轴部分所有要求的材料，即具有化学抵抗性和美观；线轴另一端的第二材料满足该线轴端的所有要求，即耐热性，允许进行钎焊；以及可承受线圈缠绕过程的高强度。

因此，采用这种结构，不需要相对线轴使用的材料进行折衷设置。本文介绍的两个部分70和72的连接方式也有意义，因为不同的材料不能可靠地焊接或粘接，而使用固定件会增加所需的空间，增加组装方法的复杂性。分开的线轴设计实际上极大地简化了对线轴的加工。在单个部件上实现所有必要特征将导致非常复杂的加工过程。将线轴分开成两个部分可采用两个非常简单的部件进行加工和制造。

因此，已经对小型电动器具，如牙刷，的内部组件进行了介绍。一方面，已经介绍了定位组件可使驱动件和从动件之间具有要求的的对准能力。这点对空间受限的器具有明显的优点。采用顶端装载方式，所有的器具的关键部件直接连接到对接件。对接件、分开的线轴线圈和E形芯部叠层件组成了驱动系统。支承件和控制电路也连接到对接件上。牙刷头组件通过螺帽件直接连接到对接件的上侧(杯形侧)。另外，对于使用带线圈绕组的电磁铁驱动件的器具，分开的线轴设置如所介绍的可满足线轴结构的严厉和不能协调的要求，即需要强度高和耐热性、还有化学抵抗性、能够暴露于使用环境下，并外形要美观。

尽管本发明的优选实施例已经出于说明的目的进行了介绍，应当知道可对实施例进行各种变化、改进和替换，只要不脱离本发明的精神，本发明的精神在所附权利要求中限定。

Claims (4)

1.一种小型电动器具的驱动组件，包括：

驱动件(14)，具有远端部分，可提供对从动件组件(20)的操作动作；

从动件组件(20)，其远端设有工作件(23)，可响应所述驱动件的操作而移动；和

对接定位件(16)，具有两个对接部分，其中第一对接部分在预先制定位置固定连接到所述驱动件的远端部分，所述从动件组件固定到所述对接定位件的第二对接部分，使所述驱动件和所述从动件组件之间产生可靠的固定对准，

其中，所述驱动件是电磁铁(44)，所述从动件组件包括从动件(22)，所述从动件具有可固定到该从动件后端的永久磁铁(60)，所述电磁铁和永久磁铁之间的相互作用使所述从动件和工作件产生运动；并且

所述电磁铁包括芯部件，所述芯部件保持电磁铁的绕组并被固定到所述对接定位件的后端表面，其中所述对接定位件的前端部分具有内部杯状部分(49)，所述从动件的下部和永久磁铁位于所述内部杯状部分(49)中。

2.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述对接定位件包括第一定位件(48)，所述第一定位件(48)围绕所述对接定位件的外周面设置，适合安装到相配合的接受部分(49)，所述接受部分位于把手壳体(18)开口端的内表面。

3.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述从动件固定到固定件(61)，所述固定件包括位于其上的第二定位件(62)，所述第二定位件可与所述对接定位件内表面上的相配合的接受部分(63)配合，使所述固定件与所述从动件对准。

4.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述小型电动器具是牙刷，所述工作件是牙刷头。

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