專利名稱：頂部裝載的電動(dòng)牙刷內(nèi)部組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種小型器具如電動(dòng)牙刷的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)組件， 具體地，首先涉及可相對(duì)牙刷把手定位驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件的對(duì)接件， 因此，驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件可精確地對(duì)準(zhǔn)，還涉及這種驅(qū)動(dòng)組件的纏 繞部分的線軸件。
背景技術(shù)：
在制造小型器具，比如電動(dòng)牙刷，的過程中，重要的是驅(qū)動(dòng)組 件部分相對(duì)從動(dòng)件精確對(duì)準(zhǔn)，從動(dòng)件可以是樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)臂，工作件(牙 刷頭)固定其上。在典型的已知方式中，支承件安裝了器具的多個(gè) 內(nèi)部件。支承件然后安裝到把手殼體， 一般是從殼體的底端(近端) 安裝，底端面設(shè)置頂蓋。從動(dòng)件安裝到把手殼體的另一端(遠(yuǎn)端)。 驅(qū)動(dòng)組件與從動(dòng)件的可靠對(duì)準(zhǔn)通常難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭紤]到安裝驅(qū)動(dòng) 組件的方便，驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件之間的對(duì)接位于把手殼體的相對(duì)端。由于驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件之間相對(duì)偏斜或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)造成的未對(duì)準(zhǔn) 很容易發(fā)生，驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件之間的對(duì)接面通常是在部分殼體上， 因此殼體成為適當(dāng)操作器具的關(guān)鍵部件。彈簧或其他部件經(jīng)常用于 保持驅(qū)動(dòng)組件位于對(duì)接面，但這樣增加了器具的整體費(fèi)用、尺寸和 復(fù)雜性。出于制造和加工的考慮，這種底部裝載方式還要求殼體的 底部大于頂部，這從美觀的角度或人體工程學(xué)的角度是不希望的。在該發(fā)明的另 一方面，驅(qū)動(dòng)組件還包括具有芯部繞組的電磁鐵。保持繞組的芯部件，其稱作線軸，的一端固定到磁鐵框架，另一端 固定到固定/對(duì)接件或作為其一部分，其中框架包括繞組和電池的導(dǎo) 電銷接件/端接件，對(duì)接件固定到器具的把手部分，器具的頭部固定 到把手部分。固定件和固定到固定件的線軸部分暴露于器具的操作環(huán)境，即 電動(dòng)牙刷使用的牙膏和水或其他潔齒劑。固定到固定件的線軸部分 必須具有能夠耐受器具的暴露的操作環(huán)境，比如牙膏和水，的材料， 并且還要能夠吸引消費(fèi)者，包括能夠帶有顏色。連接到框架或作為其一部分的的線軸部分必須耐熱，能夠抵抗 芯部繞組的接線釬焊到銷連接件時(shí)產(chǎn)生的高溫，銷連接件還接受電 池的連接線。線軸部分還必須有高強(qiáng)度，以承受線圈的纏繞過程。不利的是，沒有一種材料具有全部上述性能/特征。因此，提出了對(duì)電動(dòng)牙刷的纏繞線軸的結(jié)構(gòu)的折衷設(shè)計(jì)，具體地，對(duì)線軸本身 和/或其與驅(qū)動(dòng)組件其他部分關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，單個(gè)部件要求復(fù)雜從而高成本的制造過程。在發(fā)明的這方面，希望設(shè)置線軸組件， 以滿足上面介紹的所有要求。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的第一方面是小型電動(dòng)器具的驅(qū)動(dòng)組件，其包括: 驅(qū)動(dòng)件，具有遠(yuǎn)端部分，驅(qū)動(dòng)件的操作能以特定動(dòng)作移動(dòng)從動(dòng)件組 件；從動(dòng)件組件，其包括位于遠(yuǎn)端的工作件，可響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)件的 動(dòng)作進(jìn)行移動(dòng)；和對(duì)接定位件，具有多個(gè)對(duì)接部分，其中第一對(duì)接 部分在預(yù)先制定位置固定連接到驅(qū)動(dòng)件的遠(yuǎn)端部分，從動(dòng)件組件固 定連接到對(duì)接件的第二對(duì)接部分，使所述驅(qū)動(dòng)件和從動(dòng)件組件之間 產(chǎn)生可靠的固定對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的另一方面是電動(dòng)器具的驅(qū)動(dòng)組件的通電線圈部分，包 括第一部分，可與暴露于器具操作環(huán)境的器具部分配合，其中，第 一部分用能夠耐受暴露的操作環(huán)境的材料制成；相對(duì)的第二部分，可與驅(qū)動(dòng)組件的基部配合，用具有足夠耐熱性的材料制成，允許線 圈導(dǎo)線連接到端子銷，其位于所述基部并具有足夠高的強(qiáng)度，可承受導(dǎo)線纏繞其上；和位于第一和第二部分的連接件，可將第一部分和第二部分連接到一起。


圖1是電動(dòng)牙刷器具的分解圖，其中包括本發(fā)明的內(nèi)部組件結(jié)構(gòu)；圖1A是圖1的電動(dòng)牙刷一部分的分解圖； 圖2是顯示本發(fā)明的線軸組件的分解圖； 圖3是圖2所示組件一部分的頂視圖。
具體實(shí)施方式
圖l顯示了分解圖中標(biāo)記為IO的小型器具，具體是電動(dòng)牙刷。 一般地，器具10包括把手部分12，其包括內(nèi)部驅(qū)動(dòng)組件14， 一端 設(shè)有對(duì)接定位件16,和把手部分的殼體18。對(duì)接件16可固定連接 到殼體18的上端，如下面的詳細(xì)介紹。器具還包括刷頭組件20，在所示實(shí)施例中，包括工作件組件21， 其還包括從動(dòng)件22。從動(dòng)件連接到刷頭臂，刷頭23位于其遠(yuǎn)端24。 刷頭組件20通過下面介紹的方式固定到對(duì)接件16。螺帽26通過螺 紋連接固定刷頭組件20到對(duì)接件16。其他連接方式，如卡接或單獨(dú) 連接件也可以采用。具體地，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)組件14包括支承件32，電池34和印刷電路 板36保持在支承件上，印刷電路板支承牙刷的電子驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng) 件40從支承板32的遠(yuǎn)端38延伸，驅(qū)動(dòng)件可以是E形芯部電磁鐵， 其包括E形芯部疊層，和中心線圈繞組44。 E形芯部疊層從電磁鐵 框架延伸，框架連接到支承件32并從支承件32延伸。繞組44纏繞 在驅(qū)動(dòng)件40的線軸件45上。線軸45的遠(yuǎn)端固定連接到對(duì)接件16 的近端表面46或與其整體形成，而線軸45的近端固定連接到框架，或與其整體形成。E形芯部疊層的自由端也固定到對(duì)接件16的近端 表面46。在器具的制作過程中，整個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置到對(duì)接件上。 這時(shí)可以測(cè)試驅(qū)動(dòng)組件的適當(dāng)功能。
圍繞對(duì)接件16的第一下部的外周面設(shè)有多個(gè)定位件48，如窄突 起部分，其可安裝到靠近殼體18端部?jī)?nèi)表面的對(duì)應(yīng)槽49。制作時(shí)， 頂開口的殼體18安裝到包括支承件32的整個(gè)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)組件上，并 通過定位件48安裝到內(nèi)殼體表面的對(duì)應(yīng)槽49而固定到對(duì)接件16。
這樣就形成了對(duì)接件16和把手殼體之間的物體固定關(guān)系，即對(duì) 接件和固定其上的驅(qū)動(dòng)件相對(duì)殼體對(duì)準(zhǔn)，具有已知的物理關(guān)系。因 此，可以直接連接殼體到對(duì)接件，并保持驅(qū)動(dòng)件和從動(dòng)件相對(duì)對(duì)接 件的直接對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。這是本發(fā)明的重要結(jié)構(gòu)方面，具體地，相對(duì)驅(qū) 動(dòng)件40和殼體18精確定位對(duì)接件16。
盡管所顯示的實(shí)施例包括具有突起部分形式的單個(gè)定位件，實(shí) 現(xiàn)和保持這種關(guān)系也可以使用其他設(shè)置，比如夾緊和/或螺紋連接。 使用定位件和配合槽已經(jīng)證明是可靠和有效的。
對(duì)接件16的上部是中空的，形成杯狀內(nèi)部49。在對(duì)接件16的 上部外周面設(shè)有螺紋部分50，其可接受螺帽26內(nèi)表面上相配合的螺 紋56。在所顯示的實(shí)施例，工作件組件21包括可移動(dòng)的刷頭臂，帶 有位于其遠(yuǎn)端24的刷頭23。刷頭臂在從動(dòng)件22的作用下移動(dòng)。從 動(dòng)件22的近端是永久磁鐵60，可與把手內(nèi)的電磁鐵驅(qū)動(dòng)件相互配合 作用，使從動(dòng)件22的后端產(chǎn)生前后移動(dòng)。在所示實(shí)施例中，是從一 側(cè)到另一側(cè)的帶有一些弧度的移動(dòng)。取決于工作件組件的其余部分， 產(chǎn)生的刷頭23的移動(dòng)可以變化，工作件組件還可包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件， 可將帶弧線的一側(cè)到另一側(cè)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)，如圖1A器具的 情形，但是對(duì)于本發(fā)明這是不必要的。
工件件組件還包括固定件61,固定件包括定位件62，定位件安 裝到對(duì)接件16的上部(杯狀內(nèi)部49)內(nèi)表面的對(duì)應(yīng)槽63,使帶有 永久磁鐵60的從動(dòng)件22具有相對(duì)對(duì)接件16以及相對(duì)驅(qū)動(dòng)件40的固定定位關(guān)系。螺帽26螺紋連接到對(duì)接件16的上部外面，形成完整的器具。對(duì)^J妄件16因此可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)件40，即電^茲4^,和>^人動(dòng)件22之間 可靠和可重現(xiàn)的固定關(guān)系，其中從動(dòng)件22具有固定到其后端的永久 磁鐵60，可連接到牙刷臂21。殼體18主要作為頂蓋，因此對(duì)于器 具的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作沒有關(guān)鍵作用。但是，對(duì)接件與殼體的對(duì)準(zhǔn)在 某些應(yīng)用中是重要的，比如開關(guān)觸點(diǎn)定位于支承件，過模制開關(guān)按 鈕18a到殼體上，以及印刷電路板上的發(fā)光二極管對(duì)準(zhǔn)殼體上的窗 口，以讀出電池水平等。在所限定的空間，比如電動(dòng)牙刷的空間，驅(qū)動(dòng)件和從動(dòng)件之間 這樣精確的對(duì)準(zhǔn)對(duì)高效操作是非常重要的。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的， 以一種容易的可重復(fù)實(shí)現(xiàn)的可靠方式通過使用對(duì)接件和連接其上的頂部裝載驅(qū)動(dòng)件實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的。在上面討論的一個(gè)實(shí)施例中，電磁鐵用作牙刷這樣器具的驅(qū)動(dòng) 件。如上面討論的，電磁鐵包括纏繞在線軸45上的繞組44。在所示 實(shí)施例中，帶有繞組的線軸位于電磁E形芯部的中間疊層，當(dāng)然可 以設(shè)置其他的繞組和線軸，所顯示的實(shí)施例只是用于說明。本發(fā)明的線軸是"分開的"，其包括兩個(gè)可以連接到一起的分 開部分70和72。部分70延伸到驅(qū)動(dòng)件的框架或基部74或成為其一 部分?；?4包括三個(gè)銷連接件76,形成了繞組的端子連接件和電 池的電線連接件。基部74因此必須能夠抵抗高溫。分開的線軸部分 70采用與基部相同的材料制成。該材料還必須能夠抵抗纏繞線圏繞 組時(shí)的張緊線的壓力，該壓力一般有許多磅。線軸部分70和基部74 的材料必須有足夠的強(qiáng)度，當(dāng)較薄時(shí)不會(huì)失效。分開的線軸的另一部分72,其延伸到對(duì)接件16的后表面或成為 其一部分。部分72采用與對(duì)接件相同的材料制成。對(duì)接件16本身 采用可化學(xué)耐受器具的環(huán)境條件，如牙膏和/或其他牙齒處理化合物， 的材料制成，這些化合物在操作器具時(shí)能遇到。此外，材料還必須具有美觀表面以滿足美化要求，包括帶顏色的能力，以配合牙刷的 其他暴露部分。分開的線軸的第一部分70，從驅(qū)動(dòng)件的框架或基部74延伸或成 為整體部分，其包括從基部74延伸的第 一部分75和從第 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。在所示實(shí)施例中，第一部分大約為3/8英寸長(zhǎng)，而第二部分大約 為1/2英寸長(zhǎng)。第二部分77的尺寸稍小(與第一部分75相比外周面 大約小1/32英寸)。耳部84， 84從頂和底表面80， 81向外延伸(大 約l/32英寸)，耳部的前端具有微小向外凸出部。兩個(gè)耳部具有稍 微不同的結(jié)構(gòu)，如將在下面所作更詳細(xì)的討論。兩個(gè)部分70和72 是矩形中空結(jié)構(gòu)。線軸部分72大約為5/8英寸長(zhǎng)，其內(nèi)部尺寸可容 納第一線軸部分70的第二部分77。線軸部分72還包括沿其長(zhǎng)度的 兩個(gè)部分。第一部分靠近對(duì)接部分16，另一部分從第一部分延伸到 部分72的端部。兩個(gè)部分的外部尺寸是相同的，但其內(nèi)部尺寸不同。 第二向外部分的內(nèi)部開口比較小，導(dǎo)致其強(qiáng)度比第一部分要大。槽88 (每個(gè)表面有一個(gè))從第二線軸部分72的外邊85分別在 上和下相對(duì)表面向內(nèi)延伸，其設(shè)置成可容納第一線軸部分的耳部84， 84。帶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的結(jié)構(gòu)稍微不同，兩個(gè)槽也稍微不同，設(shè)置成可 配合相關(guān)的耳部84, 84。其結(jié)果是，兩個(gè)部分只能在一特定位置互 相連接。各耳部只能配合到相關(guān)的槽中，而不能進(jìn)入另一槽中。當(dāng) 兩個(gè)部分互相卡到一起，線軸部分70的較大部分75的邊成為部分72 的邊85的止動(dòng)部分。這樣設(shè)置可使產(chǎn)生的線軸組件的長(zhǎng)度均勻。兩 個(gè)線軸部分通過耳部/槽組合牢固地保持在一起，盡管可通過使用足 夠的力來拉開。線圈的導(dǎo)線纏繞在線軸的兩個(gè)連接的部分上，從驅(qū)動(dòng)件的基部 延伸到對(duì)接件的后表面46，將兩個(gè)線軸部分70和72牢固保持在一 起。詳細(xì)地講，線軸部分的牢固連接以下列方式來實(shí)現(xiàn)首先，耳部84， 84定位于槽88， 88中。防止兩個(gè)部分分開。此外，當(dāng)兩個(gè) 部分卡在一起時(shí)，線軸部分72的第二向外部分重疊到部分70的向 外部分77。線圏然后纏繞在兩個(gè)部分上。線圏纏繞的張力足以壓縮 部分72的第二向外部分與部分70的部分77牢固接觸。壓縮可極大 地增加兩個(gè)部分之間的摩擦力，因此可極大地提高分開力。部分70 的部分77和75不會(huì)產(chǎn)生明顯的變形，因?yàn)椴糠质怯脧?qiáng)度高的材料 來制造。部分72的向外部分也不能夠顯著變形，因?yàn)槠渚哂泻苄〉?內(nèi)部開口和部分70的重疊部分77。因此，本文所介紹和顯示的分開的線軸設(shè)置允許在線軸的連接 端使用可滿足該線軸部分所有要求的材料，即具有化學(xué)抵抗性和美 觀；線軸另一端的第二材料滿足該線軸端的所有要求，即耐熱性， 允許進(jìn)行釬焊；以及可承受線圈纏繞過程的高強(qiáng)度。因此，采用這種結(jié)構(gòu)，不需要相對(duì)線軸使用的材料進(jìn)行折衷設(shè) 置。本文介紹的兩個(gè)部分70和72的連接方式也有意義，因?yàn)椴煌?的材料不能可靠地焊接或粘接，而使用固定件會(huì)增加所需的空間， 增加組裝方法的復(fù)雜性。分開的線軸設(shè)計(jì)實(shí)際上極大地筒化了對(duì)線 軸的加工。在單個(gè)部件上實(shí)現(xiàn)所有必要特征將導(dǎo)致非常復(fù)雜的加工和制造。因此，已經(jīng)對(duì)小型電動(dòng)器具，如牙刷，的內(nèi)部組件進(jìn)行了介紹。 一方面，已經(jīng)介紹了定位組件可使驅(qū)動(dòng)件和從動(dòng)件之間具有要求的 的對(duì)準(zhǔn)能力。這點(diǎn)對(duì)空間受限的器具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。采用頂端裝載 方式，所有的器具的關(guān)鍵部件直接連接到對(duì)接件。對(duì)接件、分開的 線軸線圈和E形芯部疊層件組成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。支承件和控制電路也 連接到對(duì)接件上。牙刷頭組件通過螺帽件直接連接到對(duì)接件的上側(cè) (杯形側(cè))。另外，對(duì)于使用帶線圏繞組的電磁鐵驅(qū)動(dòng)件的器具， 分開的線軸設(shè)置如所介紹的可滿足線軸結(jié)構(gòu)的嚴(yán)厲和不能協(xié)調(diào)的要 求，即需要強(qiáng)度高和耐熱性、還有化學(xué)抵抗性、能夠暴露于使用環(huán)境下，并外形要美觀。當(dāng)知道可對(duì)實(shí)施例進(jìn)行各種變化、改進(jìn)和替換，只要不脫離本發(fā)明 的精神，本發(fā)明的精神在所附權(quán)利要求中限定。
權(quán)利要求
1.一種用于電動(dòng)器具的驅(qū)動(dòng)組件的通電線圈部分(44)的線軸組件(45)，包括第一部分(70)，可與暴露于所述電動(dòng)器具操作環(huán)境的器具部分配合，其中，所述第一部分用能夠耐受暴露的操作環(huán)境的材料制成；相對(duì)的第二部分(72)，可與所述驅(qū)動(dòng)組件的基部配合，用有足夠耐熱性的材料制成，以允許線圈導(dǎo)線連接到端子銷(76)，該端子銷(76)位于所述基部并具有足夠高的強(qiáng)度，可承受導(dǎo)線纏繞其上；和連接件(84，88)，位于所述第一部分和第二部分上，可將所述第一部分和第二部分連接到一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線軸組件，其特征在于，所述連接件 互鎖到一起，使所述第一和第二部分形成^f皮所述線圈(44)所圍繞 的完整的線軸件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的線軸組件，其特征在于，所述連接件 設(shè)置成當(dāng)互鎖時(shí)不能分開。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的線軸組件，其特征在于，所述連接件 設(shè)置成，當(dāng)線圈纏繞其上時(shí)，抵抗分開的抗力增加。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的線軸組件，其特征在于，所述連接件 的截面形狀大體是矩形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線軸組件，其特征在于，所述電動(dòng)器 具是牙刷，所述驅(qū)動(dòng)組件是E形芯部電磁鐵(42, 43, 44)，所述 通電線圈圍繞所述E形芯部的中間部分纏繞。
全文摘要
本公開的第一方面涉及電動(dòng)牙刷的驅(qū)動(dòng)組件，其包括驅(qū)動(dòng)件，具體是E形芯部電磁鐵；從動(dòng)件，可響應(yīng)驅(qū)動(dòng)件的動(dòng)作；和固定到從動(dòng)件遠(yuǎn)端的工作件。驅(qū)動(dòng)組件包括對(duì)接定位件，其一端的表面部分固定到E形芯部電磁鐵的端表面，另一部分設(shè)置成可產(chǎn)生選擇的驅(qū)動(dòng)組件和從動(dòng)件的定位。還有一部分設(shè)置成可形成對(duì)接件相對(duì)牙刷把手的選擇定位。本公開的第二方面涉及電動(dòng)牙刷內(nèi)電磁鐵的通電線圈部分的分開的線軸組件。分開的線軸組件包括第一部分，可與器具的一部分配合，該部分暴露于器具的操作環(huán)境；并采用具有足夠化學(xué)穩(wěn)定性的材料制造，以耐受暴露的環(huán)境。該分開的線軸的第二部分是用耐熱材料制造，可耐受通電線圈導(dǎo)線釬焊到位于線軸組件基部的端子銷。第一和第二部分的連接件將這兩部分連接到一起。
文檔編號(hào)A61C17/22GK101268969SQ20071019951
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2003年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月2日
發(fā)明者C·D·哈內(nèi)拉, R·K·泰勒, S·E·霍爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司