CN116032089A - 清洁护理用具及其换能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供清洁护理用具及其换能装置。换能器包括换能器机架以及附连至换能器机架的磁铁、弹性组件和驱动轴，并且弹性组件包括传动臂以及由传动臂保持的弹片，其中传动臂与驱动轴固定连接，弹片具有外边缘和内边缘，对应于传动臂的固持部，传动臂形成凹部，凹部的内凹深度D大于从凹部底面到纵向轴线之间的第一固联宽度B1。本方案避免谐振运动中阻尼对谐振旋转角度的抑制，使得刷头之类的清洁组件能够有更大的旋转角度，提高机械效率。

Description

清洁护理用具及其换能装置

技术领域

本发明涉及清洁护理用具技术领域，更具体地说，涉及清洁护理用具中的换能装置。

背景技术

对于如电动牙刷、电动剃须刀、电动洁面器、电动沐浴器等个人清洁护理用具而言，重要的是，应具有可将往复运动转换成使清洁元件作预期旋转运动的换能装置。这些个人清洁护理用具应该结构简单、组装方便、使用寿命长、安全可靠且体积较小。

已知的换能装置包括用于产生电磁力的电磁装置，电磁装置通常通过固定安装的驱动线圈和安装在换能器框架上的磁铁之间的相互作用来产生电磁力。换能装置还包括安装在驱动轴的一部分上的弹性组件。在电磁装置和弹性组件的相互作用下，换能装置能够利用清洁组件与换能器组成的谐振体的共振运动和谐振运动将电能高效地转换成机械能。

弹性组件中产生弹力的弹片通常一端被固定到驱动轴上，这一端能够随驱动轴作往复旋转运动。弹片的另一端则固定到换能器的壳体，固定到换能器壳体的端部是静止的。

然而，现已发现，当电磁力传递到驱动轴使驱动轴作往复旋转运动时，驱动轴与弹片的固定部分对弹片的弹性变形造成了阻碍，抑制驱动轴的旋转角度，降低驱动轴的输出功率。

因此，现有个人清洁护理用具的换能装置仍存在缺陷，需要对其进行改进。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提出一种用于清洁护理用具的换能装置，该换能装置包括换能器和驱动线圈，换能器包括换能器机架以及附连至换能器机架的磁铁、弹性组件和具有纵向轴线L的驱动轴，并且弹性组件包括传动臂以及由传动臂保持的至少一个弹片，其中传动臂与驱动轴固定连接，驱动线圈相对换能器的磁铁布置，换能器相对驱动线圈可动，驱动线圈中通过交变电流，驱动线圈和磁铁之间产生交变电磁力，电磁力驱动换能器做谐振运动，其中，弹片具有远离纵向轴线L的外边缘和靠近纵向轴线L的内边缘，从外边缘延伸到内边缘的弹片延伸方向横向于纵向轴线L，弹片在内边缘的一侧具有被传动臂固持的弹片固定段，在换能装置操作时，弹片的外边缘是静止的，传动臂具有固持弹片固定段的固持部，对应于固持部，传动臂从其外表面向内凹入形成凹部，凹部具有底面，弹片从凹部的底面延伸出并在凹部形成的空间中延伸，沿弹片的延伸方向，固持部具有从凹部的底面到纵向轴线的第一固联宽度B1，其中第一固联宽度B1大于等于零，并且在弹片的延伸平面中并且在凹部所在一侧，凹部的底面相对传动臂的和凹部同侧的外表面之间最远的径向距离限定为内凹深度D，内凹深度D大于第一固联宽度B1。

根据本发明的一个方面，弹片的可变形段的宽度为h,第一固联宽度B1小于可变形段的宽度h的20％。

根据本发明的再一个方面，弹片从外边缘起朝纵向轴线L向内延伸并越过纵向轴线L，使得外边缘和内边缘位于纵向轴线L的相对两侧上，弹片固定段在纵向轴线L的内边缘的一侧沿弹片延伸方向上具有第二固联宽度B2，其中第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2，并且固持部相对于纵向轴线L偏置。

根据本发明的再一个方面，传动臂的固持部完全偏置在纵向轴线L的一侧偏置，固持部与弹片的外边缘在纵向轴线L的相对两侧上。

根据本发明的再一个方面，第二固持宽度B2大于1mm，并且第一固联宽度B1在0-3mm的范围内。

根据本发明的再一个方面，弹性组件的至少一个弹片包括第一弹片和第二弹片，并且传动臂的凹部包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部和第二凹部沿相反方向凹入形成在所述传动臂，第一弹片和第二弹片分别在第一凹部和第二凹部的空间中从传动臂起朝着相反的方向横向于纵向轴线L延伸，第一凹部和第二凹部的内凹深度基本相等。

根据本发明的再一个方面，传动臂具有固持所述第一弹片的第一固持部和固持第二弹片的第二固持部，所述第一固持部和第二固持部在纵向轴线L的相对两侧上偏置，同时也沿着纵向方向错开，并且所述第一固持部和第二固持部通过连接部连接。或者，第一弹片和第二弹片由同一所述固持部固持，第一凹部和第二凹部位于固持部的两侧。

根据本发明的再一个方面，弹片与凹部的侧面在纵向方向上隔开一间隙。

根据本发明的再一个方面，换能装置还包括支撑保持驱动轴的轴承。

较佳地，驱动轴包括第一驱动轴部和第二驱动轴部，传动臂的近端和远端分别固定连接到第一驱动轴部和第二驱动轴部，轴承包括近端轴承和远端轴承，分别设置在第一驱动轴部和第二驱动轴部上。

此外，本发明还提供了一种清洁护理用具，该清洁护理用具包括上述的换能装置，清洁护理用具可以是电动牙刷、电动剃须刀、电动洁面器和电动沐浴器中的一种。

在根据本发明的换能装置中，传动臂上容纳弹片的凹部的内凹深度大于位于凹部同侧的传动臂固持部上的第一固联宽度，这样，在不影响驱动轴强度以及驱动轴和传动臂之间连接强度的前提下，能够尽可能地减少传动臂固持弹片时对弹片的负面影响，保证弹片可变形段的谐振效率，从而提高整个换能装置的工作效率。

采用根据本发明的换能装置，由于其中传动臂固持的弹片固定段中第一固联宽度小于第二固联宽度，因此，降低了弹片外边缘一侧的传动臂产生的阻尼，避免谐振运动中阻尼对谐振旋转角度的抑制，使得刷头之类的清洁组件能够有更大的旋转角度，提高机械效率。

传动臂采用了偏置的固持部来实现第一固联宽度的减小，这样的结构使换能器的弹性组件的体积能更小，但又不会影响传动臂的固持效果。

附图说明

为了更完全理解本发明，可参考结合附图来考虑示例性实施例的下述描述，附图中：

图1为根据本发明较佳实施例的个人清洁护理用具和内部机芯的分解立体图；

图2为根据本发明较佳实施例的个人清洁护理用具和内部机芯处于组装状态的立体图，其中部分外壳部移除以更好地示出内部结构；

图3为根据本发明较佳实施例的换能装置处于组装状态时的立体图；

图4为根据本发明较佳实施例的换能装置中的换能器的立体图；

图5为图4中的换能器的平面图；

图6为示出了根据本发明较佳实施例的换能器中传动臂的剖面图，其中示出了弹片与传动臂连接部的结构；以及

图7为根据本发明另一较佳实施例的换能装置的立体图。

图8为根据本发明又一较佳实施例的换能装置的立体图。

图9为图8所示的换能装置的一部分的放大立体图。

附图标记列表

1手柄外壳

2换能器

4驱动线圈组件

5线路板

6下壳

7上壳

8电池仓

9电池

22，22’，22”传动臂

221传动臂远端

222传动臂近端

223，223’，223”固持部

225，225’，225”凹部

226连接部

24，25，24’，24”弹片

S弹片固定段

26，26’，26”轴承

27换能器机架

28换能器磁盘

29磁铁

300驱动轴

30第一驱动轴部

31第二驱动轴部

32，33，32’，33’，32”，33”间隙

35，20’，21’，20”，21”弹片固定块

41驱动线圈架

42驱动线圈

L纵向轴线L

B1第一固联宽度

B2第二固联宽度

h弹片的可变形段宽度

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

下文以电动牙刷作为个人清洁护理用具的典型例子，并结合附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然下面仅以电动牙刷为例进行解释说明，但本发明不限于此。本发明也可适用于电动剃须刀、电动洁面器、电动沐浴器等能够通过换能器提供清洁动作的清洁护理用具。

为了清楚起见，在本说明书中采用了表述空间相对位置的词语如“上”、“下”、“左”、“右”、“近(端)”、“远(端)”、“外”、“内”等来简单描述如图所示的一个元件或特征与另一元件(一或多个)或特征(一或多个)的相互关系，其中，驱动线圈纵轴线方向是指平行于驱动线圈流过电流I时铁芯内部产生的磁力线方向；“上”、“下”、是相对于驱动轴纵轴线而言的，面向相应视图沿平行于驱动轴纵轴线的向上方向定义为“上”，沿平行于驱动轴纵轴线的向下方向定义为“下”；“左”和“右”是相对于驱动轴纵轴线而言的，面向相应视图沿垂直于驱动轴纵轴线的方向在驱动轴纵轴线的左侧定义为“左”，其右侧定义为“右”；“近端/近侧”指靠近清洁护理用具使用时清洁作用力作用位置的端部或侧部；“远端/远侧”指远离清洁护理用具使用时接近清洁作用力作用位置的端部或侧部；“外”和“内”是相对于纵向轴线L的距离而言的，距离纵向轴线L相对较远地定义为“外”，距离纵向轴线L相对较近地定义为“内”。

此外，本申请中使用的词汇“和/或”包括所列出的一或多个相关联的词汇中的任一个和所有组合。

尽管本说明书中使用了词语“第一”等来描述多个元件或构成部分，这些元件或构成部分不应受这些词语的限制。这些词语仅用于区分一个元件或构成部分和另一元件或构成部分，而不包含“顺序”。因此，将下面讨论的那些元件或构成部分的序数词相互变换也没有超出本发明的构思和范围。

图1和图2分别示出了根据本发明一较佳实施例的清洁护理用具的分解立体图和组装状态立体图。图1和图2示出了作为清洁护理用具的电动牙刷。电动牙刷主要包括手柄和可拆卸地安装在手柄上的清洁组件(未示出)。手柄包括手柄外壳1以及安装在手柄外壳1中的各功能部件。电动牙刷的清洁组件通常呈牙刷头的形式，其包括清洁元件载体和分布在清洁元件载体上的清洁元件。牙刷头的载体例如以卡扣联接方式安装到伸出手柄1的驱动轴300上，卡扣联接使得驱动手柄1和清洁组件可靠地联接在一起，也可以方便地分离驱动手柄和清洁组件。清洁元件可以包括各种硬度、材料和排布方式的刷毛。

如图1所示，容纳在电动牙刷的手柄外壳1中的功能部件主要包括电源部分、控制部分和换能装置。

电源部分通常包括安装在电池仓8内的充电电池9和充电电路，用以向电动牙刷的各个功能部分提供能量。控制部件主要包括线路板5，用以控制电动牙刷的各种工作模式以及电动牙刷的开启或关闭等，控制部分包括诸如开关的触发部分，用以启动和关闭电动牙刷的运转。换能装置被构造成将输入的电能转换为提供清洁组件往复运动的机械能。这些功能部分基本被容纳在手柄外壳1形成的内腔中，如图2所示，从电动牙刷的远侧开始，外壳1的内腔中依次排布着电源部分和换能装置，换能装置的驱动轴300从外壳1的近端处形成的开口伸出。

图3示出了根据本发明较佳实施例的换能装置。该换能装置主要包括换能器2和驱动线圈组件4，换能装置的驱动线圈组件4相对换能器2的一部分布置。

换能器2主要包括换能器机架27以及附连至换能器机架27的磁铁29、弹性组件和驱动轴300。从图4中能清楚地看到，磁铁29包括隔开一个空间相对布置的第一磁铁和第二磁铁，它们例如通过胶水、螺丝或注塑之类的手段与换能器机架27的换能器磁盘28固联在一侧，它们在整个电动牙刷中位于远离清洁元件的远端。磁铁29成为换能器机架27整体的一部分，这样，磁铁29的运动将带动整个换能器机架27一起运动。

驱动线圈组件4通常包括驱动线圈架41和驱动线圈42，如图3所示，驱动线圈42被布置在第一磁铁29和第二磁铁29之间的空间内，使得驱动线圈42的两侧与磁铁29相对。

进一步的，换能器机架27上固定附连驱动轴300，驱动轴300基本沿着纵向轴线L延伸，而弹性组件固定地连接到换能器2的驱动轴300，在使用过程中弹性组件中的弹片24、25产生的弹性力能够直接传递到驱动轴300上。

在根据本发明的较佳实施例中，如图4所示，在较佳实施例中，换能器2的驱动轴300包括靠近磁铁29的第一驱动轴部30和远离磁铁29的第二驱动轴部31。第一驱动轴部30和第二驱动轴部31相对纵向轴线L基本同心布置。弹性组件包括传动臂22和两个弹片24、25。弹性组件的传动臂22借助于其沿纵向轴线L的近端和远端固定在第一驱动轴部30和第二驱动轴部31之间。两个弹片24、25在其横向于纵向轴线L方向的两边缘被固定。具体而言，每一个弹片24、25具有远离纵向轴线L的外边缘和靠近纵向轴线L的内边缘，在弹片24、25的内边缘处，弹片24、25被传动臂22固定，在弹片24、25的外边缘处，如图3所示，弹片24、25被换能器2的外壳固定，在换能器2的外壳包括上壳7和下壳6的情况下，弹片24、25的外边缘通过弹片固定块35夹持固定在上壳7和下壳6之间。换能器2的上壳7和下壳6可借取于紧固件或紧固结构固定在一起。在这样的布置方式中，弹片24、25的外边缘为固定边缘或静止边缘，而弹片24、25的内边缘为随着驱动轴300运动的可动边缘或谐振边缘。

当使用者触发电动牙刷的外壳1上的开关按钮启动电动牙刷时，电动牙刷的电源部分在控制部分的控制下激励驱动线圈组件4，驱动线圈组件4中通过一定频率的交变电流，两个磁铁29形成的磁场和通电的驱动线圈组件4相互作用产生电磁力，并且电磁力在换能器2上形成电磁转矩M1。由于流过驱动线圈组件4的电流I是交变的，换能器2上的电磁转矩M1的方向相应也是交变的,从而换能器机架27及固定在其上的各部件在来自驱动线圈组件4的往复力偶作用下实现围绕纵向轴线L的往复动作。弹性组件中的传动臂22随着驱动轴300一起作往复运动，由于弹片24、25的外边缘被换能器2的外壳保持固定或静止的，而弹片24、25的保持在传动臂22中的一部分的随着传动臂22一起作往复运动，此时，弹片24、25发生往复弯曲弹性变形，从而实现换能器2和其上附连的清洁组件的谐振运动。

应当理解，磁铁和线圈可采用其他替代实施方式中，例如，磁铁可以围绕且靠近驱动轴布置，而线圈相对于磁铁的不同极性面分别围绕磁铁且远离驱动轴布置。上述磁铁和线圈的布置方式不影响本发明的实施，在此不再赘述。

为了更好地约束驱动轴300绕纵向轴线L作往复旋转，如图4和图5所示，在第一驱动轴部30和第二驱动轴部31上分别设置了轴承26，例如为滚动轴承26。滚动轴承26的内圈固定到驱动轴300上，滚动轴承26的外圈较佳地固定在换能器2的外壳6和7内部。这样，两个滚动轴承26沿着纵向轴线L的方向布置在弹性组件的两侧上。这样换能装置的谐振运动发生时，滚动轴承26能够对驱动轴300及其上的弹性组件起到支撑作用，将驱动轴300的运动限制在围绕纵向轴线L的往复旋转运动。

接着参照附图6具体说明根据本发明较佳实施例的弹片24、25与传动臂22之间的连接结构。

图6为示出了传动臂22的截面的立体图，其中在剖切位置示出了保持在传动臂22中的处于初始位置的薄片状的弹片24、25，弹片24和25分别被传动臂22的两个固持部223保持在传动臂22中形成的两个凹部225中。弹片24、25在该凹部225中延伸，这样，在谐振运动发生时该凹部225提供了弹片该部分弹性变形的空间。凹部225相对传动臂22的外表面朝纵向轴线L凹入形成。每个凹部225具有底面，弹片24和25从底面延伸出。每个凹部225具有两个侧面(即，凹部225沿纵向轴线L的两个面)，在本实施例中，侧面是平坦表面，但应当理解，在其他实施例中，凹部225的侧面也可以是弧形表面或者具有平面和弧形面的组合形状。

弹片24、25具有远离纵向轴线L的外边缘和靠近纵向轴线L的内边缘，从外边缘延伸到内边缘的弹片延伸方向横向于纵向轴线L。较佳地，弹片24、25延伸方向垂直于纵向轴线L。如图6所示，弹片24、25从其外边缘起朝着纵向轴线L向内延伸并越过纵向轴线L，使得弹片24、25的外边缘和内边缘位于纵向轴线L的相对两侧上。在较佳实施例中，纵向轴线L延伸通过弹片24、25。

弹片24、25靠近内边缘具有被传动臂22的固持部223固持的弹片固定段S。具体而言，这里的“弹片固定段”指在弹片延伸方向上具有一定长度的一段弹片段，这段弹片的一个或两个表面与传动臂22的固持部223直接接触，被保持为不能发生弹性变形动作。

如图6所示，弹片固定段是指点A到点C之间的一段弹片，这一段弹片被保持在固持段223内部。这里的A点也是弹片25的内边缘所在的位置，而C点是凹部225的底面所在的位置。

从图6中可以清楚地看到，在纵向轴线L的外边缘所在一侧，传动臂22的固持部223在弹片24、25延伸方向上具有第一固联宽度B1，该宽度B1指凹部225的底面到纵向轴线L之间的距离。在纵向轴线L的内边缘所在一侧，弹片固定段S在弹片延伸方向上具有第二固联宽度B2，换言之，在凹部225的底面和弹片外边缘在同一侧的情况下，如图6所示，第二固联宽度B2为弹片的内边缘到纵向轴线L的距离；在凹部225的底面和弹片外边缘在纵向轴线L相对两侧的情况下，第二固联宽度B2为凹部225的底面到弹片内边缘的距离。弹片24、25具有一段可变形段，它的宽度示作为h。弹片的“可变形段”通常是指在被保持的内边缘和外边缘之间的一段未被约束的一段长度的弹片，具体地指在传动臂的固持部和弹片固定块之间的一段弹片。凹部225的底面相对传动臂22的和凹部同侧的外表面之间最远的径向距离限定为凹部225的内凹深度D，特别地，该内凹深度D大于第一固联宽度B1。在图6所示的实施例中，凹部225的平坦底面与传动臂22的平坦外表面基本平行，内凹深度D是为这两个平坦面之间的距离，而第一固联宽度B1大于零，即，固持部223固联弹片固定段S的一部分与弹片的外边缘处于纵向轴线L的同一侧。在更优的一个实施例中，第一固联宽度B1可以等于零。应当理解，在本发明中第一固联宽度B1为零的情况包括了整个固持部223偏置在纵向轴线L与弹片外边缘相对一侧的结构，弹片固定段S仅在纵向轴线L和内边缘之间延伸，不延伸到纵向轴线L的弹片外边缘一侧，换言之，当凹部225的底面在纵向轴线L上或者凹部225的底面与弹片外边缘分别位于纵向轴线L的两侧时，第一固联宽度B1均被认为等于零，即固持部不具备第一固联宽度，仅具有第二固联宽度B2。

此外，较佳地，第一固联宽度B1小于可变形段的宽度h的20％，并且优选地弹片24、25的第一固联宽度B1优选地小于3mm。假定传递臂的固持部只有第一固联宽度B1部分而没有第二固联宽度B2部分，当第一固联宽度B1与弹片的可变形段的宽度h(如图6所示)之比为0.0339(B1/h＝0.0339)时，驱动轴300的旋转角度为α3；当传递臂22只有第二固联宽度B2部分而没有第一固联宽度部分B1部分时，设驱动轴300的旋转角度为α4，按照力学原理计算可得α3约为0.9倍α4。显然，第一固联宽度B1的存在抑制了驱动轴的旋转角度，B1/h值越大，驱动轴的旋转角度越小，而第二固联宽度B2能充分释放驱动轴的旋转角度。当第一固联宽度B1和第二固联宽度B2同时存在时，驱动轴的旋转角度只取决于第一固联宽度B1的作用，即驱动轴的旋转角度受到抑制，所述α3为受到抑制的驱动轴旋转角度，所述α4为不受抑制的驱动轴旋转角度。当B1/h＝0.2时，按照力学原理计算得此时的α3约为0.52倍α4。0.52倍在实际工程中可以被接受，所以要求B1/h小于等于0.2。弹片可弹性变形段的宽度h通常取值在5mm-15mm,所以第一固联宽度B1通常不应大于3mm。

另一方面，较佳地，第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2。第二固联宽度B2的目的为紧固弹片24、25，将来自磁铁的电磁力矩传递到传动臂22和弹片24、25，以驱动驱动轴300往复旋转，第一固联宽度B1的存在会阻碍弹片的弹性变形，抑制驱动轴300的旋转角度，从而降低驱动轴的输出功率。当设定第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2时，能够有效地减小对驱动轴300旋转角度的抑制，提高驱动轴300的输出功率。

第二固联宽度B2的大小应设定成能够足以传动电磁力矩。实践中发现，第二固联宽度B2的尺寸大小对弹片24、25的弹性变形几乎没有影响，但是第二固联宽度B2对于稳定地和有效地传递电磁力矩到传动臂有直接的影响。通过实验证明，最优选择是，在第一固联宽度B1等于零的情况下，为了稳固和有效地传递电磁力矩到传动臂22，第二固联宽度B2要大于等于1mm。

为了能够实现弹片24、25的第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2，同时实现整个弹性组件的小型化，如图5所示，根据本发明较佳实施方式的传动臂22特别地呈现具有多个曲折部段的曲臂形状。

具体而言，传动臂22包括分别固定连接到第一驱动轴部30和第二驱动轴部31的远端和近端，它们均沿着纵向轴线L对中地连接到相应的驱动轴部30、31上。传动臂22在远端221和近端222之间还包括固持弹片固定段S的固持部223，固持部223相对纵向轴线L偏置，从而也相对于固连驱动轴的近端和远端偏置。对于第一固联宽度B1为零的情况，固持部223完全地偏置在纵向轴线L的一侧。

此外，为了使弹片24、25能够在凹部225中充分自由地弹性变形，不受任何阻碍，较佳地，弹片24、25与凹部225的侧面在纵向轴线L的方向上隔开间隙32和33。

对于具有两个弹片24、25的弹性组件，传动臂22具有两个固持部223，两个固持部223在纵向轴线L方向上前后隔开地设置，并且它们相对纵向轴线L以相反的方向偏置。如图5所示，靠近驱动轴部31的固持部223偏置在纵向轴线L的右侧，而靠近驱动轴部30的固持部223偏置在纵向轴线L的左侧。两个固持部223相对纵向轴线L的偏置量较佳地是相同的。两个固持部223之间通过一段连接部226连接，该连接部226的宽度与传动臂22的远端221和近端222基本一致。

两个偏置的固持部223在传动臂22上形成两个凹部225，每一个凹部225在纵向轴线L方向上的长度大于弹片24、25在纵向方向上的长度，从而在弹片24、25与凹部225的两个侧边在纵向轴线L方向上均隔开一定间隙32和33，间隙的大小只要能够确保传动臂22与弹片在纵向方向上不接触即可。

采用根据本发明较佳实施例的换能装置，来自磁铁29的往复电磁力矩作用在弹片24、25上，换能器2和清洁元件在交变的电磁力矩下谐振，驱动轴300被轴承约束而绕驱动轴300的纵向轴线L往复旋转。如图6所示，弹片固定段为A点和C点之间的一段弹片。当电磁力矩在弹片24、25上的作用点位于C点，即位于弹片24、25的外边缘和纵向轴线L之间的弹片24、25上时，驱动轴300的最大旋转角度为α1。当电磁力矩在弹片24、25上的作用点位于A点，即位于纵向轴线L与外边缘所在一侧相对的另一侧的弹片24、25的内边缘时，驱动轴300的最大旋转角度为α2。由于驱动轴300被轴承约束而绕驱动轴300轴线L往复旋转，依照固体力学原理，由于弹片固定段S被传动臂22固持，这段弹片无法弹性变形，在相同的电磁力矩下，旋转角度α1小于旋转角度α2。C点到纵向轴线L之间的一段传动臂22在弹片24和25上形成阻尼，降低了机械效率。当设定第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2，尤其是当第一固联宽度B1小于相邻的弹片可变形宽度h的20％时，由于外边缘一侧的传动臂22部分的阻尼被显著降低，从而能够有效提高机械效率。根据最优方案，第一固联宽度B1可以设定为零，即弹片固定段S仅在纵向轴线L和内边缘之间存在，因此，在纵向轴线L与弹片的作为固定边缘的外边缘之间弹片任何部分都没有被传动臂22约束，由于消除了这部分的来自传动臂22的阻尼，因而大大提高了机械效率。

另外，如果弹片的外边缘和驱动轴300的纵向轴线L之间存在传动臂22与弹片的作用力，这一作用力会周期性的在轴承和驱动轴300之间产生冲击力，而产生高频噪音，而如果将第一固联宽度B1设定为零，也能有效消除噪音。

图7示出了根据本发明另一较佳实施例的换能装置。该换能装置同样具有换能器和驱动线圈组件，电磁力产生的装置和方式与前一较佳实施例一致，此处不再赘述。

该换能装置的不同之处在于，其中的传动臂22’上仅设有一个凹部225’以及容纳在凹部225’空间中的弹片24’。该弹片24’具有远离纵向轴线L的外边缘和靠近纵向轴线L的内边缘，在该弹片24’的内边缘处，弹片24’被传动臂固定，在弹片24’的外边缘处，弹片24’被换能器2的外壳固定。该弹片24’的外边缘为固定边缘或静止边缘，而弹片24’的内边缘为可动边缘或谐振边缘。

与前一实施例类似，该弹片24’从其外边缘起朝着纵向轴线L向内延伸并越过纵向轴线L，使得弹片24’的外边缘和内边缘位于纵向轴线L的相对两侧上。弹片24’靠近内边缘具有被传动臂22’固持的弹片固定段。与前一较佳实施例中的一致，这里的“弹片固定段”指在弹片延伸方向上具有一定长度的一段弹片段，这段弹片的一个或两个表面与传动臂的主体直接接触保持且不能发生弹性变形动作。在纵向轴线L的外边缘所在一侧，传动臂24’的固持部在所述弹片延伸方向上具有第一固联宽度B1，而在纵向轴线L的内边缘所在一侧，在弹片延伸方向上具有第二固联宽度B2，特别地，凹部225’的内凹深度D大于弹片24’的第一固联宽度B1，并且较佳地，第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2。较佳地，弹片的第一固联宽度B1优选地小于3mm，更优地小于第一固联宽度B1设定为0，即，弹片固定段仅设置在纵向轴线L和内边缘之间。

如图7所示，该换能装置同样具有两个轴承，轴承沿纵向轴线L方向在弹性组件的近侧和远侧设置到驱动轴300上，其中弹片24’更靠近近侧的轴承26。

对应于一个弹片24’的设计，图7所示的传动臂22’包括仅一个固持弹片固定段的固持部223，该固持部223相对纵向轴线L偏置，对于第一固联宽度B1为零的情况，该固持部223完全地偏置在纵向轴线L的一侧。该实施例同样能够降低弹片外边缘一侧的传动臂22’产生的阻尼，从而能够有效提高机械效率。

传动臂22、22’与弹片可以通过包覆模制的方法一体形成，但在其他替代实施方式中，也可以通过其他紧固装置将两者安装在一起。

图8、图9示出了根据本发明又一较佳实施例的换能装置。在该换能装置中，传动臂仅具有一个固持部223”，该固持部223”相对纵向轴线L对中，固持部223”的两侧形成两个凹部225”，两个凹部225”关于纵向轴线L对中。传动臂22”的近侧和远侧分别具有包络驱动轴一部分的端部，它们大致为圆柱形，由此传动臂22”被认为具有圆筒形的外表面，应当理解，这部分外表面构成为距离凹部225”的底部径向距离最远的表面，在弹片24”的延伸平面中，凹部225”的底面相对于端部的和凹部同侧的外表面的距离为内凹深度D，该内凹深度D大于图9中示出的固持部223”的第一固联宽度B1。

与前述实施例相同，沿着弹片24”的延伸方向，凹部225”的底面到纵向轴线L的宽度B1小于弹片的可变形段宽度h的20％，即B1/h<20％。

两个弹片24”分别在两个凹部225”内延伸，并且较佳地在同一平面上。弹片24”的外边缘分别由弹片固定块20”和21”保持，从而在谐振运动中构成弹片的静止边缘或固定边缘。同样地，弹片24”与凹部的侧面之间留有间隙32”、33”，并且驱动轴上也设有轴承26”。

传动臂可以为塑料，也可以为塑料包络通常为金属的驱动轴300的一部分以加强传动部尤其是固持部的强度。本实施例中，弹片的内边缘可以位于纵向轴线L上，也可以将内边缘和外边缘设置在纵向轴线L的同侧。

图8和图9示出的两片弹片24”，但应当理解，在替代实施例中，这两个弹片24”也可形成为一体。

采用根据本发明的换能装置，由于其中传动臂具有凹部，弹片设置在凹部中，并且第一固联宽度B1小于凹部的内凹深度D，较佳地，第一固联宽度B1小于弹片可变形段的宽度h的20％，因此，有效地减小了第一固联宽度B1对谐振旋转角度的抑制，提高机械效率。较佳地，弹片固持段中第一固联宽度B1小于第二固联宽度B2，可进一步使得刷头之类的清洁组件获得更大的旋转角度，并增强弹片的固持可靠性。

传动臂采用了偏置的固持部来实现第一固联宽度B1的减小，这样的结构使换能器的弹性组件的体积能更小，但又不会影响传动臂的固持效果。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于清洁护理用具的换能装置，其中所述换能装置包括换能器和驱动线圈，

换能器包括换能器机架以及附连至所述换能器机架的磁铁、弹性组件和具有纵向轴线L的驱动轴，并且所述弹性组件包括传动臂以及由所述传动臂保持的至少一个弹片，其中所述传动臂与所述驱动轴固定连接，

驱动线圈相对所述换能器的所述磁铁布置，所述换能器相对所述驱动线圈可动，所述驱动线圈中通过交变电流，所述驱动线圈和所述磁铁之间产生交变电磁力，所述电磁力驱动所述换能器做谐振运动，

其特征在于，

所述弹片具有远离所述纵向轴线L的外边缘和靠近所述纵向轴线L的内边缘，从所述外边缘延伸到所述内边缘的弹片延伸方向横向于所述纵向轴线L，所述弹片在所述内边缘的一侧具有被所述传动臂固持的弹片固定段，在所述换能装置操作时，所述弹片的外边缘是静止的

所述传动臂具有固持所述弹片固定段的固持部，

对应于所述固持部，所述传动臂从其外表面向内凹入形成凹部，

所述凹部具有底面，所述弹片从所述凹部的底面延伸出并在所述凹部形成的空间中延伸，

沿所述弹片的延伸方向，所述固持部具有从所述凹部的所述底面到所述纵向轴线的第一固联宽度B1，所述第一固联宽度B1大于等于零，

并且在所述弹片的延伸平面中并且在所述凹部所在一侧，所述凹部的底面相对所述传动臂的和所述凹部同侧的外表面之间最远的径向距离限定为内凹深度D，所述内凹深度D大于所述第一固联宽度B1。

2.如权利要求1所述的换能装置，其特征在于，

所述弹片的可变形段的宽度为h,所述第一固联宽度B1小于所述可变形段的宽度h的20％。

3.如权利要求1或2所述的换能装置，其特征在于，所述弹片从所述外边缘起朝所述纵向轴线L向内延伸并越过所述纵向轴线L，使得所述外边缘和所述内边缘位于所述纵向轴线L的相对两侧上，

所述弹片固定段在所述纵向轴线L的所述内边缘的一侧沿所述弹片延伸方向上具有第二固联宽度B2，其中所述第一固联宽度B1小于所述第二固联宽度B2，

并且所述固持部相对于所述纵向轴线L偏置。

4.如权利要求3所述的换能装置，其特征在于，

所述传动臂的所述固持部完全偏置在所述纵向轴线L的一侧偏置，所述固持部与所述弹片的所述外边缘在所述纵向轴线L的相对两侧上。

5.如权利要求3所述的换能装置，其特征在于，

所述第二固持宽度B2大于1mm，并且所述第一固联宽度B1在0-3mm的范围内。

6.如权利要求1或2所述的换能装置，其特征在于，

所述弹性组件的所述至少一个弹片包括第一弹片和第二弹片，并且所述传动臂的凹部包括第一凹部和第二凹部，所述第一凹部和所述第二凹部沿相反方向凹入形成在所述传动臂，所述第一弹片和所述第二弹片分别在所述第一凹部和所述第二凹部的空间中从所述传动臂起朝着相反的方向横向于所述纵向轴线L延伸，

其中，所述第一凹部和所述第二凹部的内凹深度基本相等。

7.如权利要求6所述的换能装置，其特征在于，

所述传动臂具有固持所述第一弹片的第一固持部和固持所述第二弹片的第二固持部，所述第一固持部和所述第二固持部在纵向轴线L的相对两侧上偏置，

并且所述第一固持部和所述第二固持部通过连接部连接。

8.如权利要求6所述的换能装置，其特征在于，所述第一弹片和所述第二弹片由同一所述固持部固持，所述第一凹部和所述第二凹部位于所述固持部的两侧。

9.如权利要求1或2所述的换能装置，其特征在于，所述弹片与所述凹部的侧面在所述纵向方向上隔开一间隙。

10.如权利要求1或2所述的换能装置，其特征在于，所述换能装置还包括支撑保持所述驱动轴的轴承。

11.如权利要求10所述的换能装置，其特征在于，所述驱动轴包括第一驱动轴部和第二驱动轴部，所述传动臂的近端和远端分别固定连接到所述第一驱动轴部和第二驱动轴部，

所述轴承包括近端轴承和远端轴承，分别设置在所述第一驱动轴部和所述第二驱动轴部上。

12.一种清洁护理用具，所述清洁护理用具包括如权利要求1至11中任一项所述的换能装置，所述清洁护理用具包括电动牙刷、电动剃须刀、电动洁面器和电动沐浴器中的一种。

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