CN107112881B

CN107112881B - 振荡电机

Info

Publication number: CN107112881B
Application number: CN201580069852.9A
Authority: CN
Inventors: J·E·斯基德莫尔
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2019-11-29
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: CN107112881A; US9787167B2; WO2016109293A1; US20160190902A1

Abstract

提供一种适于与个人护理设备一起使用的振荡电机。振荡电机与传统的电机相比被配置有减小的电机壳体，以适于具有较小手柄的个人护理设备。

Description

振荡电机

技术领域

本发明涉及振荡电机，尤其涉及用在个人护理设备中的电机。

背景技术

本公开总地涉及适于用在个人护理设备中的电机。一般来说，个人护理设备通常使用电机来产生特定的工件运动/动作，这进而产生期望的功能结果。这样的设备的示例包括电动皮肤刷、电动牙刷和剃须刀，等等。在一些目前可用的个人护理设备，电机产生振荡(来回)的动作，而不是纯粹的旋转运动。这种振荡电机的示例在美国专利No.7,786,626中公开或以贴有商标的产品市售，诸如Aria或Mia个人护肤产品。美国专利No.7,786,626和贴有商标的产品的公开明确地通过引用包含于此。

尽管这种贴有商标的产品被设计有与工件附接部分正交设置的手柄部分，但其他设计在行业中是期望的。这种设计包括逐渐减小的手柄尺寸、“子弹”形手柄(例如，具有与产品手柄平行或同轴的振荡轴的手柄)等。然而，随着手柄变得更小，传统的驱动系统倾向于不能很好地工作以产生期望的工件运动。

发明内容

本发明内容部分被提供来以简单的形式引进概念的选择，其进一步在详细描述中描述。本发明内容部分不意于标识所请求主题的关键特征，也不意于用作确定所请求主题的范围的帮助。

根据本公开的方面，振荡电机被提供用于个人护理设备。振荡电机包括：定子，被配置为能够连接至交流电源；电枢，被配置为响应于定子接收到交流电而围绕轴移动；电枢底座；第一柔性元件，具有安装至电枢的第一端部和安装至电枢底座的第二端部；以及第二柔性元件，具有安装至电枢的第一端部和安装至电枢底座的第二端部。第一柔性元件和第二柔性元件耦合在电枢和电枢底座之间以使得电枢围绕轴在弧形路径中移动。在实施例中，第一柔性元件和第二柔性元件以X构造重叠以在第一柔性元件的第一端部和第二柔性元件的第一端部之间形成角。在一个实施例中的角在约55度和约60度之间。在一个实施例中，第一柔性元件和第二柔性元件各自具有有效长度(L)，其中第一柔性元件在大于每个柔性元件的约0.8*长度(L)的位置处与第二柔性元件交叉。

根据本公开的另一方面，振荡电机被提供用于个人护理设备。个人护理设备具有电池、设置在印刷电路板上并耦合至电池的驱动电路。振荡电机包括：定子，被配置为能够连接至驱动电路以用于从其接收交流电；电枢，被配置为响应于定子接收到交流电而围绕轴移动；电枢底座，包括交叉构件以及第一和第二扩展部，其中，第一扩展部包括被配置为保持电池的至少一部分的开口，以及其中，第二扩展部包括被配置为容纳个人护理设备的一部分的凹口。振荡电机还包括：第一柔性元件，具有安装至电枢的第一端部和安装至电枢底座的第二端部；以及第二柔性元件，具有安装至电枢的第一端部和安装至电枢底座的第二端部。第一柔性元件和第二柔性元件耦合在电枢和电枢底座之间以使得电枢围绕轴在弧形路径中移动。在第一实施例中，第一柔性元件和第二柔性元件以X构造重叠以在第一柔性元件的第一端部和第二柔性元件的第一端部之间形成角，其中，角在约55度和约60度之间，第一柔性元件和第二柔性元件各自具有有效长度(L)，其中第一柔性元件在每个柔性元件的从约0.8L至约0.9L的范围内的位置处与第二柔性元件交叉。

根据本公开的另一方面，提供一种个人护理设备。设备包括：手柄，具有纵轴；与手柄的纵轴平行的工件附接界面；以及振荡电机，安装在手柄中并被配置为将振荡运动施加在工件附接界面上。振荡电机限定电机壳体。设备还包括位于电机壳体内的电池；以及印刷电路板，具有耦合至电池并被配置为将电力提供至振荡电机的驱动电路，其中，印刷电路板位于振荡电机壳体内。

附图说明

所公开的主题的上述方面以及伴随的优点中的许多将变得更容易理解，因为其在结合附图时参考以下详细描述变得更好地理解，其中：

图1是根据本公开的方面的振荡电机的一个代表性实施例的等距视图；

图2是可以包括图1的振荡电机的个人护理设备的一个实施例的分解等距视图；

图3是图2的个人护理设备的手柄的一个实施例的分解等距视图；

图4是图2的个人护理设备的几个部件的功能框图；

图5A-5D示出图1的振荡电机的所选择部件；

图6A-6C示出图1的振荡电机的其他所选择部件；以及

图7是沿着图2中的线7-7截取的个人护理设备的横截面视图。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述(其中相同的数字涉及相同的元件)目的是作为所公开主题的各种实施例的描述并且不意于表示仅有的实施例。在本公开中描述的每个实施例仅提供作为示例或示意并且不应当被理解为相比其他实施例是优选的或有利的。这里提供的说明性示例不意图是穷举的或将所要求保护的主题限制于所公开的精确形式。

为此，以下论述提供振荡电机的实施例，其补偿由手柄中的构造变化(即尺寸的)导致的对例如装置的自然谐振频率、可用空间等的影响，以维持期望水平的电机效率和工件运动。如以下更详细描述的，在一个实施例中的振荡电机被配置和布置为安装在小型手柄(例如，小封装)内。在一个实施例中，振荡电机可以提供与美国专利No.7,786,626的现有技术装置类似的振荡幅度和剪切但具有显著减小的尺寸。在这里阐述的许多实施例中，由振荡电机生成的振荡动作可以是旋转的、平移的或它们的组合。

在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的一个或多个实施例的彻底理解。然而，对本领域技术人员来说明显的是，本公开的许多实施例可以在没有一些或全部具体细节的情况下实施。在一些实例中，公知的处理步骤没有详细描述以不多余地使本公开的各个方面模糊。此外，可以理解，本公开的实施例可以利用这里描述的特征的任意组合。

现在转向图1，示出了根据本公开的方面形成的总地表示为20的振荡电机的一个实施例的顶部等距视图。电机20适于与诸如图2所示的设备22的个人护理设备一起使用，以用于将振荡动力或力矩提供至工件，诸如刷头28。如以下更详细描述的，振荡电机20与诸如美国专利No.7,786,626中描述的电机的传统电机相比配置有减小的电机壳体ME(参见图5C)，以适于具有较小手柄(诸如图7所示的手柄)的个人护理设备。振荡电机的一个实施例的构造除了别的以外还提供用于设备22的各种关联部件的另外的空间。

图2是根据本公开的方面形成的个人护理设备22的一个代表性实施例的透视图。图3是图2的个人护理设备22的手柄的分解视图。如图2和3所示，个人护理设备22包括可拆卸地耦合至诸如刷头28的工件的手柄24。如图3所示，手柄24包括振荡电机20、手柄底部30和手柄顶部36。工件底座40也被包括并耦合至振荡电机20以由此运动。在一个实施例中，工件底座40与手柄顶部36一起被配置为可拆卸地耦合至刷头28。工件在图2的实施例中示出为刷头，但可以可替换地包括组合物施加器、去角质盘、剃削头等。一旦附接，在一个实施例中工件与手柄24同轴地定向。

手柄底部30在一个实施例中是大致圆柱形的，并且容纳设备的操作结构，如图7所示。在一个实施例中，手柄底部30在直径上为大约两(2)英寸或更少。如在图4中以框图形式示出的，在一个实施例中的操作结构包括振荡电机20、诸如电池44的电力存储源、以及驱动电路48，驱动电路48被配置和布置为以所选择的占空比从存储在电池44中的电力选择性地生成交流电，并将交流电输送至振荡电机20。在该实施例中，驱动电路48可以包括开/关按钮50(参见图2)并且可选地包括耦合至控制电路(诸如编程的微控制器或处理器)的功率调节或模式控制按钮52(参见图2)，其被配置为控制交流电至振荡电机20的输送。

现在转向图1、5A-5D、以及6A-6C，现在将更详细地描述振荡电机20的一个代表性实施例。如图1、5A-5D、以及6A-6C所示，振荡电机20包括电机底部60、定子64和电枢组件66。定子64，有时称为电磁铁或磁场磁铁，针对电枢组件66和电机底部60之间的运动安装。在所示实施例中，定子64包括E型磁芯70，其具有其上缠绕定子线圈74的中心腿72以及两个外部腿76和78。在所示实施例中，线圈被配置有密集的绕组，并且中心腿72比两个外部腿76和78短(参见图5D)。在一个实施例中，E型磁芯70的宽度SW是约1英寸，并且E型磁芯的长度SL是约0.75英寸。在另一实施例中，E型磁芯70的宽度SW是约1英寸，并且E型磁芯的长度SL是约0.75英寸，外部腿的长度是约0.625英寸，以及中心腿的长度是约0.4英寸。

如组装的，线圈74连接至交流电的源，诸如电池供电的驱动电路48。在操作中，线圈74在交流电通过线圈74并围绕中心腿72时生成相反极性的磁场。

现在参考图5A-5D，电枢组件66包括稍微弯曲的电枢80，其安装用于围绕轴82的运动。电枢80包括背铁84，其由铁磁材料制成。两个或更多个间隔的磁铁86和88磁性地耦合至背铁84，具有在径向方向上的磁化。磁铁86和88被布置为使得一个磁铁86的北极面向外，而另一磁铁88的北极面向内。然而，应当理解，定向可以被反转，只要磁极指向相反的方向即可。在所示实施例中，电枢80包括彼此成一角度设置的两个表面，两个或更多个磁铁86和88安装在所述表面上。如组装的，磁铁86和88的位置和定向使得通过磁铁面的中点的与磁铁的面正交的线也通过轴82。

电枢组件66还包括电枢底座90，其经由电机底部60固定地安装至手柄底部30(参见图3)，由此变成针对振荡系统的机械参考。如在图5C和5D中所示，电枢80通过交叉或“X”构造的一对夹具元件(示出为柔性元件92和94)耦合至电枢底座90。在这方面，柔性元件92和94在轴82处重叠(参见图5A)，轴82是电枢80围绕其振荡的功能枢转点。

代替如现有技术装置那样彼此垂直地定向柔性元件92和94并在每个元件的中点处重叠，在图5C和5D的实施例中的柔性元件92和94被定向为使得：(1)在柔性元件92和94之间形成的角α在约55度和约60度之间；以及(2)柔性元件92在每个元件的长度的约7/8(即，0.875)处以重叠的方式与柔性元件94交叉。在实施例中，柔性元件92在每个元件的长度的大于约8/10但小于9/10的点处以重叠的方式与柔性元件94交叉。

在一个实施例中，在柔性元件92和94之间形成的角α是约58度。在一个实施例中，柔性元件92和94由弹簧钢材料制造，并且是约0.016英寸厚和约0.40英寸高。在一个实施例中，每个柔性元件的有效长度L是约0.95英寸，其大致类似于美国专利No.7,786,626的电机。

通过移动柔性元件的交叉点并选择以上范围中的角α，另外的空间例如在用于设备的关联部件的减小的电机壳体ME内创建，如以下更详细描述的。另外或可替换地，为了允许具有上述有效长度的柔性元件的使用但适配减小的电机壳体ME(参见图5C)，在一个实施例中的柔性元件92和94的第一端部分别安装至具有弯曲或成角度的端部96和98的电枢底座90，并且在该实施例或另一实施例中的柔性元件92和94的第二端部安装至具有弯曲或成角度的端部的电枢80(在图5C和5D中隐藏)。在一个实施例中，振荡电机20被配置为使得柔性元件92和94的有效长度L与电机壳体的直径的比是约0.50(即,1:2)。

在一个实施例中，电枢底座90包括扩展部100和102，其围绕柔性元件92和94从交叉构件106的端部向外延伸并在邻近E型磁芯70的外部腿76和78定位的端部处终止，如图5C和5D所示。扩展部100和102的底面形成与电机底部60的顶部外围表面协作地配合的界面(参见图6A-6C)。在一个实施例中，电机底部60经由诸如螺丝或压力装配等的可移除固定技术被固定至电枢组件66。一旦配合，通过分别形成在底座扩展部100和电机底部60中的对准的开口120和122形成电池插座。在一个实施例中，电池插座位于电机壳体ME内并且被设计尺寸和配置为接收或保持电池44(参见图5C)。在另一实施例中，电机底部60和电枢底座90也被配置为限定电机壳体ME内的附加空间128以容纳具有设置在其上的驱动电路48的印刷电路板50以及诸如紧固底座134的其他结构。在一个实施例中，扩展部102和安装底部60的相应结构限定凹口作为附加空间128的一部分以用于容纳设备22的部件。扩展部100还包括用于容纳相应的紧固底座136的开口132。在一个实施例中，紧固底座134和136与螺丝一起使用以与与手柄底部30相关联的结构一起牵引手柄顶部36。

电枢组件66还包括从电枢80的侧部延伸的安装臂116。如可以在图5A-5D中看出，安装臂116从电枢80向外延伸并且之后水平地(与工件的枢转轴正交地)延伸直到其到达轴82，在此安装臂116与轴82大致同轴地再次向外延伸。安装在安装臂116的自由端部上的是工件，诸如刷头28(参见图2和4)。安装臂116的构造由此使得工件关于轴82振荡，轴82与个人护理设备的纵轴平行。在一些实施例中，可以例如通过将尖端的位置移动远离轴82来改变安装臂116的位置/定向以产生工件的组合的旋转/平移运动。

应当注意，为了本公开的目的，诸如“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“前”、“后”等的术语应当被理解为说明性的并且不限制所请求保护的主题的范围。此外，这里的“包括”、“包含”或“具有”以及其变型的使用意味着包括之后列出的项及其等价物以及另外的项。除非以其他方式限制，这里的术语“连接”、“耦合”以及“安装”及其变型被宽泛地使用并包括直接和间接的连接、耦合和安装。术语“约”指的是表述值的正或负5％。

本公开的原理、代表性实施例和操作模式在以上描述中描述。然而，打算要保护的本公开的方面不被理解为限制于所公开的特定实施例。此外，这里描述的实施例被认为是示意性的而非显著性的。应当理解，在不背离本公开的精神的情况下，变形和改变可以由其他人作出，并使用等价物。因此，明确地，所有这种变形、改变和等价物意于落在所请求保护的本公开的精神和范围内。

Claims

1.一种用于个人护理设备的振荡电机，包括：

定子，被配置为能够连接至交流电源；

电枢，被配置为响应于所述定子接收到交流电而围绕轴移动；

电枢底座；

第一柔性元件，具有安装至所述电枢的第一端部和安装至所述电枢底座的第二端部；以及

第二柔性元件，具有安装至所述电枢的第一端部和安装至所述电枢底座的第二端部，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件耦合在所述电枢和所述电枢底座之间以使得所述电枢围绕所述轴在弧形路径中移动；

其中，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件以X构造重叠以在所述第一柔性元件的第一端部和所述第二柔性元件的第一端部之间形成角，其中，所述角在55度和60度之间，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件各自具有有效长度(L)，其中所述第一柔性元件在大于每个柔性元件的0.8*长度(L)的位置处与所述第二柔性元件交叉。

2.根据权利要求1所述的振荡电机，其中，所述第一柔性元件在大于每个柔性元件的0.875*长度(L)的位置处与所述第二柔性元件交叉。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的振荡电机，其中，所述第一柔性元件的第一端部和所述第二柔性元件的第一端部各自包括安装至所述电枢的成角度的端部部分。

4.根据权利要求1-2中任意一项所述的振荡电机，其中，所述第一柔性元件的第二端部和所述第二柔性元件的第二端部各自包括安装至所述电枢底座的成角度的端部部分。

5.根据权利要求1-2中任意一项所述的振荡电机，其中，所述角是58度。

6.根据权利要求1-2中任意一项所述的振荡电机，还包括电机底部，其被配置为配合地与所述电枢底座耦合，所述电机底部包括与所述电枢底座中的开口对准的开口以用于容纳电池。

7.根据权利要求1-2中任意一项所述的振荡电机，其中，所述柔性元件的有效长度L是0.95英寸。

8.一种用于个人护理设备的振荡电机，所述个人护理设备具有电池、设置在印刷电路板上并耦合至所述电池的驱动电路，所述振荡电机包括：

定子，被配置为能够连接至所述驱动电路以用于从其接收交流电；

电枢底座，包括交叉构件以及第一和第二扩展部，其中，所述第一扩展部包括被配置为保持所述电池的至少一部分的开口，以及其中，所述第二扩展部包括被配置为容纳所述个人护理设备的一部分的凹口；以及

其中，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件以X构造重叠以在所述第一柔性元件的第一端部和所述第二柔性元件的第一端部之间形成角，其中，所述角在55度和60度之间，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件各自具有有效长度(L)，其中所述第一柔性元件在每个柔性元件的从0.8*长度(L)至0.9*长度(L)的范围内的位置处与所述第二柔性元件交叉。

9.根据权利要求8所述的振荡电机，其中，所述第一柔性元件的第一端部和所述第二柔性元件的第一端部各自包括安装至所述电枢的成角度的端部部分。

10.根据权利要求8-9中任意一项所述的振荡电机，其中，所述第一柔性元件的第二端部和所述第二柔性元件的第二端部各自包括安装至所述电枢底座的成角度的端部部分。

11.根据权利要求8-9中任意一项所述的振荡电机，其中，所述柔性元件的有效长度L是0.95英寸，以及所述定子的宽度是约1英寸或更少。

12.根据权利要求8-9中任意一项所述的振荡电机，其中，所述电枢底座被配置为使得所述振荡电机的壳体包含所述电池和所述印刷电路板。

13.一种个人护理设备，包括：

手柄，具有纵轴；

与所述手柄的纵轴平行的工件附接界面；

振荡电机，安装在所述手柄中并被配置为围绕平行于所述手柄的纵轴的振荡轴将振荡运动施加在所述工件附接界面上，所述振荡电机限定电机壳体；

位于所述电机壳体内的电池；以及

印刷电路板，具有耦合至所述电池并被配置为将电力提供至所述振荡电机的驱动电路，其中，所述印刷电路板位于所述振荡电机壳体内；

其中，所述振荡电机包括：

耦合至所述驱动电路的电磁铁；

电枢，响应于所述电磁铁接收到电力而围绕所述纵轴移动，其中，所述电枢包括背铁，所述背铁具有磁性地耦合至所述背铁的两个分隔的磁铁，所述磁铁的磁极在相反方向上对准；

固定地安装至外壳的电枢底座；以及

其中，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件以X构造重叠以在所述第一柔性元件的第一端部和所述第二柔性元件的第一端部之间形成角，其中，所述角在55度和60度之间，所述第一柔性元件和所述第二柔性元件各自具有有效长度L，其中所述第一柔性元件在每个柔性元件的0.875*长度(L)的位置处与所述第二柔性元件交叉。

14.根据权利要求13所述的个人护理设备，其中，所述柔性元件的有效长度L是0.95英寸。

15.根据权利要求13-14中任意一项所述的个人护理设备，其中，所述振荡电机被配置为使得所述电机壳体在直径上为两英寸或更少。

16.根据权利要求13-14中任意一项所述的个人护理设备，其中，所述振荡电机被配置为使得所述有效长度L与所述电机壳体的直径的比是0.50。

17.根据权利要求13-14中任意一项所述的个人护理设备，其中，所述电磁铁包括具有第一和第二外部腿的E型磁芯，所述E型磁芯的长度小于0.75英寸，并且所述E型磁芯的宽度小于1.00英寸，以及其中，所述柔性元件的有效长度L是0.95英寸，以及所述手柄具有小于两英寸的直径。