專利名稱：線性振蕩器及電動(dòng)牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行軸方向往復(fù)振動(dòng)的線性振蕩器以及電動(dòng)牙刷。
背景技術(shù)：
電動(dòng)牙刷具有使刷部向前后進(jìn)行細(xì)微的往復(fù)振動(dòng)，使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的往復(fù)磨刷模式、使刷部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磨刷模式等各種各樣的動(dòng)作模式。作為其中用于進(jìn)行往復(fù)磨刷的驅(qū)動(dòng)源，電動(dòng)牙刷具備線性振蕩器。線性振蕩器包含將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向變換機(jī)構(gòu)和在軸方向上進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)的可動(dòng)部。
采用這樣的運(yùn)動(dòng)方向變換機(jī)構(gòu)，不僅存在著因運(yùn)動(dòng)方向變換機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的機(jī)械損耗而導(dǎo)致的能效低、噪音大等問題，而且很難實(shí)現(xiàn)小型化。而且，在電動(dòng)牙刷上，由于電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)方向與刷部(作用點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)方向不同，動(dòng)作時(shí)發(fā)生彎曲力矩，對(duì)驅(qū)動(dòng)特性產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能效好、噪音低，而且可以做到小型化的線性振蕩器以及電動(dòng)牙刷。
本發(fā)明線性振蕩器，使軸在該軸的方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其特征在于具備能夠與所述軸一同在所述軸的方向上移動(dòng)的套筒；根據(jù)所述套筒的移動(dòng)量，向所述套筒施加所述軸方向的彈力的彈性體；通過施加交變電流，使所述套筒以共振頻率在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部；將所述套筒的軸周圍的旋轉(zhuǎn)限制在規(guī)定角度內(nèi)的固定部。由此，由于可以直接將電能變換成包含套筒和軸的可動(dòng)部的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以不需要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，特別是由于施加共振頻率的交變電流，可以在高效率基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)低噪音和小型化。這樣的線性振蕩器可以合適地使用于機(jī)械控制用的驅(qū)動(dòng)部、電剃須刀或者電動(dòng)牙刷的驅(qū)動(dòng)部。進(jìn)而，由于具備限制軸周圍旋轉(zhuǎn)的限制裝置，可以確實(shí)地只進(jìn)行可動(dòng)部的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
所述電磁驅(qū)動(dòng)部，也可以具備向套筒施加所述軸方向磁力的磁鐵；由流過的電流使所述磁鐵的磁通的強(qiáng)弱發(fā)生變化的線圈；在所述線圈上流過共振頻率的交變電流，使從所述彈性體施加的彈性力與從所述磁鐵施加的磁力的平衡發(fā)生變化，從而使套筒向所述軸方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制電路。
所述彈性體是螺旋彈簧，該螺旋彈簧伴隨由所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的伸縮，在被固定部限制的所述規(guī)定的角度內(nèi)，使軸周圍的位置發(fā)生變化，從而使所述軸旋轉(zhuǎn)。由此，在軸方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上還可以得到與往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)同步的軸周圍的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此，可以實(shí)現(xiàn)往復(fù)磨刷動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)磨刷動(dòng)作。
本發(fā)明的電動(dòng)牙刷是是具有使軸在該軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性振蕩器和在所述軸上安裝的牙刷的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述線性振蕩器，具備能夠與所述軸一同在所述軸的方向上移動(dòng)的套筒；根據(jù)所述套筒的移動(dòng)量，將所述軸方向的彈性力施加在所述套筒上的彈性體；通過施加交變電流，使所述套筒以共振頻率在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部；將所述套筒的軸周圍的旋轉(zhuǎn)限制在規(guī)定角度內(nèi)的固定部。由此，由于在取得開始所述的線性振蕩器的效果的同時(shí)，還可以縮小對(duì)驅(qū)動(dòng)特性產(chǎn)生不好影響的彎曲力矩的發(fā)生，因此可以效果良好地使用能量。進(jìn)而，當(dāng)往復(fù)振動(dòng)驅(qū)動(dòng)刷時(shí)，由于用軸直接驅(qū)動(dòng)刷，因此可以用很少的部件效率良好地進(jìn)行刷驅(qū)動(dòng)。由此，可以確實(shí)地使刷只進(jìn)行往復(fù)直線的運(yùn)動(dòng)。
這里，電磁驅(qū)動(dòng)部，也可以具備向所述套筒施加所述軸方向磁力的磁鐵；由流過的電流使所述磁鐵的磁通的強(qiáng)弱發(fā)生變化的線圈；在所述線圈上流過共振頻率的交變電流，使從所述彈性體施加的彈性力與從所述磁鐵施加的磁力的平衡發(fā)生變化，從而使套筒向所述軸方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制電路。
所述彈性體是螺旋彈簧，該螺旋彈簧伴隨由所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的伸縮，也可以在被固定部限制的所述規(guī)定的角度內(nèi)，使軸周圍的位置發(fā)生變化。由此，可以容易地使刷進(jìn)行往復(fù)磨刷動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)磨刷動(dòng)作。
所述控制電路也可以控制用于取得所述交變電流的電能脈沖的脈沖幅從而變化所述軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程。由此，可以使刷的動(dòng)作符合使用者的喜好。
所述控制電路，也可以對(duì)應(yīng)從所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的開始的經(jīng)過時(shí)間，使用于取得所述交變電流的電能脈沖的發(fā)生時(shí)序發(fā)生變化。由此，使用者可以知曉刷牙的時(shí)間。
所述控制電路，也可以對(duì)應(yīng)從所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的開始的經(jīng)過時(shí)間，使用于取得所述交變電流的電能脈沖的幅徐徐增加，從而使所述軸方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程發(fā)生變化。由此，使用者即使在將刷含入口之前打開電源，在牙刷上的牙膏、水也不會(huì)形成飛散。


圖1的(a)是表示本發(fā)明的第一線性振蕩器的構(gòu)造的軸方向的剖面圖。(b)是垂直于軸方向的線性振蕩器的局部剖面圖。
圖2是表示采用板彈簧的第二線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖3是表示具有兩個(gè)彈簧的第三線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖4是表示采用兩個(gè)板彈簧的第四線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖5是表示采用兩個(gè)波形彈簧的第五線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖6是表示省略彈簧的第六線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖7是表示具備具有兩個(gè)固定部的螺旋彈簧的第七線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。
圖8是表示將線性振蕩器M作為動(dòng)力源的電動(dòng)牙刷的剖面圖。
圖9是表示驅(qū)動(dòng)控制電路構(gòu)成的方框圖。
圖10是表示從電源模塊供給波形生成電路模塊的電壓的脈沖波形的圖。
圖11的(a)是表示變更脈沖的占空系數(shù)時(shí)的輸出電壓的脈沖波形的圖。(b)是表示變更脈沖的振幅時(shí)的輸出電壓的脈沖波形的圖。
圖12的(a)是表示將脈沖波形變更為正玄波時(shí)的輸出電壓的脈沖波形的圖。(b)是表示將脈沖波形變更為鋸齒波時(shí)的輸出電壓的脈沖波形的圖。
圖13是表示對(duì)應(yīng)時(shí)間被控制的驅(qū)動(dòng)電壓波形的圖。
圖14是表示階段性地增加的刷的變位量與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓波形的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在圖中，標(biāo)記同一符號(hào)的構(gòu)成要素具有同一功能。
圖1的(a)是表示本發(fā)明的第一線性振蕩器101的構(gòu)造的軸方向的剖面圖。線性振蕩器101具有固定在軸7上的可動(dòng)部1，通過在線性振蕩器101上流過規(guī)定的電流，可動(dòng)部1與軸7一起向軸方向進(jìn)行往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。即，通過在線性振蕩器101上流過規(guī)定的電流，線性振蕩器101可以使軸7作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線性振蕩器101，比如，在電動(dòng)牙刷中，作為使刷部向前后做細(xì)微的往復(fù)振動(dòng)，進(jìn)行發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的往復(fù)磨刷的驅(qū)動(dòng)源而被使用。
以下，說明線性振蕩器101的各構(gòu)成要素。線性振蕩器101具備作為可動(dòng)部的套筒1、線圈5、軸7、屏蔽罩10、第一軛鐵20、21、第二軛鐵30、31、永磁鐵40、41、彈簧60、軸承80。套筒1由鐵材料等的磁性體形成圓柱狀，軸方向的兩端附近直徑比較大，中央部比兩端附近直徑小。柱子塞1安裝在軸7上與軸7成為一體，在軸方向可以自由地移動(dòng)。線圈5形成環(huán)狀，在屏蔽罩10內(nèi)面并且配置在套筒1的外周。如后所述，通過在線圈5流過電流，套筒1與軸7一起在軸方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸7是電動(dòng)牙刷(圖未示出)的軸，貫通線性振蕩器101。圖1的(b)是垂直于軸方向的線性振蕩器的部分剖面圖。在軸7中形成槽70。通過使在軸7上設(shè)置的槽70與在屏蔽罩10上設(shè)置的突出部的咬合，可以限制軸7以及套筒1的軸7周圍的轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一軛鐵20和21以及第二軛鐵30和31都形成環(huán)狀。永磁鐵40、41也形成環(huán)狀，帶磁性。第一軛鐵20和21在線圈5的軸方向兩側(cè)對(duì)于線圈5對(duì)稱地配置。同樣，第二軛鐵30和31以及永磁鐵40和41也分別在線圈5的軸方向?qū)€圈5對(duì)稱地配置。而，向線圈5的軸方向兩側(cè)看去，從線圈附近為止開始，依次配置的是軛鐵30、永磁鐵40、以及軛鐵20。同樣按照這個(gè)順序配置軛鐵31、永磁鐵41、以及軛鐵21。
彈簧60是作為彈性體的螺旋彈簧，安裝在屏蔽罩10的內(nèi)面與套筒1的端面之間。即彈簧60的一端固定在屏蔽罩上，另一端固定在套筒上。彈簧60伴隨著套筒1的軸方向的移動(dòng)而伸張，作為軸方向的彈力的壓縮彈簧力以及拉伸彈簧力作用在套筒上。彈力的大小以及方向，根據(jù)套筒1的軸方向的移動(dòng)的量、彈性常數(shù)而決定。軸承80設(shè)置在屏蔽罩10的端部，將軸7的一端可以在軸方向自由滑動(dòng)地支撐。由此，套筒1以及軸7對(duì)于線性振蕩器101的屏蔽罩10可以在軸方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
其次，說明線性振蕩器101的動(dòng)作。當(dāng)沒有在線圈5上流過電流時(shí)，在永磁鐵40、41通過軛鐵20、30、21、31到達(dá)套筒1的軸方向的磁力與彈簧60的軸方向的彈簧力平衡的圖示的位置上，套筒保持靜止。如果在線圈的流過某個(gè)方向的電流，兩個(gè)永磁鐵40、41之中的任何一方的磁通被弱化，因此對(duì)抗彈簧60的彈簧力，套筒與軸7一起向另一方向的磁鐵側(cè)移動(dòng)。一方面，如果在線圈5上流過與上述方向相反的方向電流，也會(huì)對(duì)抗彈簧60的彈簧力套筒1與軸7一起向相反方向移動(dòng)。因此，通過在線圈5上交換地流過方向變化的交變電流，可以使套筒1以及軸7在軸方向往復(fù)振動(dòng)。進(jìn)而，如果使線圈5流過1具有接近共振頻率的頻率的交流電流，可以實(shí)現(xiàn)以共振狀態(tài)振動(dòng)的往復(fù)振動(dòng)。永磁鐵40、41、線圈5、以及用于流過交變電流的控制電路(比如后述的驅(qū)動(dòng)控制電路109(圖9))，也被稱為使套筒1向軸7的方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部。這里，所謂共振頻率，是由彈簧60的彈性常數(shù)以及套筒1和軸7構(gòu)成的可動(dòng)部的質(zhì)量而決定的頻率。
圖2是表示采用板彈簧的第二線性振蕩器的構(gòu)造的剖面圖。在對(duì)線性振蕩器101的說明中(圖1)，作為彈簧60的一個(gè)良好的實(shí)例，已對(duì)采用螺旋彈簧的構(gòu)成進(jìn)行了圖示。在圖2中，彈簧60是板狀彈性體的彈簧(彈簧板)。彈簧板60的外周被固定在屏蔽罩10上，其內(nèi)周被固定在軸7上。板彈簧不僅具有作為彈簧的作用，還發(fā)揮限制軸7轉(zhuǎn)動(dòng)的功能。線性振蕩器102的其它構(gòu)成與線性振蕩器101(圖1)一樣，因此省略說明。
圖3是表示具有兩個(gè)彈簧的第三線性振蕩器103的構(gòu)造的剖面圖。第三線性振蕩器103，在軸7的一端設(shè)置有螺旋彈簧60，而在軸7的另一端也具備螺旋彈簧61。螺旋彈簧61設(shè)置在套筒1和屏蔽罩10之間。由這樣的構(gòu)成，套筒1承受從兩個(gè)螺旋彈簧60、61施加的彈力。由于設(shè)置有彈簧60、61，軸承被設(shè)置在屏蔽罩的外部。另外，線性振蕩器103的其它構(gòu)成與線性振蕩器101(圖1)的構(gòu)成相同。
也可以代替線性振蕩器103的螺旋彈簧60、61而采用板彈簧。圖4是表示采用兩個(gè)板彈簧的第四線性振蕩器104的構(gòu)造剖面圖。即，在線性振蕩器104中，彈簧60、61由板彈簧構(gòu)成。
進(jìn)而，也可以使用板彈簧以外的其它彈簧。圖5是表示采用兩個(gè)波形彈簧的第五線性振蕩器105的構(gòu)造的剖面圖。線性振蕩器105由兩個(gè)彈簧60、61的彈性常數(shù)、套筒1以及軸7的質(zhì)量決定的共振頻率而動(dòng)作。在圖4以及圖5的線性振蕩器104、105中，即使沒有軸承80(圖1)也可以支撐軸。在所有的例子中，線性振蕩器的其他構(gòu)成都與線性振蕩器101(圖1)相同。
另外，用于決定共振頻率的彈力，也可以利用掣子力。當(dāng)利用掣子力時(shí)，不需要彈簧60、61。圖6是表示省略彈簧的第六線性振蕩器106的構(gòu)造的剖面圖。
圖7是具備具有兩個(gè)固定部60-1、60-2的螺旋彈簧的第七線性振蕩器線性振蕩107的構(gòu)造的剖面圖。螺旋彈簧60的一端整圈固定在屏蔽罩10上作為固定部60-1起作用。螺旋彈簧60的另一端同樣整圈固定在套筒上作為固定部60-2的起作用。由于有固定部60-1以及固定部60-2，螺旋彈簧60不但發(fā)揮套筒1的軸方向的彈性力，伴隨軸方向的伸縮，可以使套筒有小角度的旋轉(zhuǎn)，而限制其這個(gè)角度以上的旋轉(zhuǎn)。所謂小角度，比如是±2°～±5°的角度，最好不要超過±2°。這樣，線性振蕩器107不但可以在軸方向振動(dòng)，軸周圍也可以有小角度轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，這種軸周圍的旋轉(zhuǎn)與加上扭矩彈簧一樣，可以在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生共振。而，得到這樣的輸出的線性振蕩器可以是需要往復(fù)方向磨刷和旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))方向磨刷的電動(dòng)牙刷的最適合的動(dòng)力源。
通過將至此說明的線性振蕩器作為線性振蕩電機(jī)使用，可以構(gòu)成電動(dòng)牙刷。電動(dòng)牙刷，具有使刷部前后往復(fù)細(xì)微振動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的往復(fù)磨刷的模式以及使刷部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磨刷的模式等各種各樣的動(dòng)作模式。以下，說明這樣的電動(dòng)牙刷的構(gòu)成以及動(dòng)作。
圖8是將線性振蕩器作為動(dòng)力源的電動(dòng)牙刷108的剖面圖。電動(dòng)牙刷108具備線性振蕩器M、殼體11、電池12、電路基板13、開關(guān)14、刷桿16、刷17。電動(dòng)牙刷1087的各構(gòu)成要素收容在形成細(xì)筒狀的殼體11的內(nèi)部，或者配置在其表面。在線性振蕩器M中，可以使用先前說明的線性振蕩器101～107(圖1～圖7)的任一個(gè)。線性振蕩器M收容在殼體11的上部?jī)?nèi)。電池是作為電源設(shè)置在殼體11的下部的一次電池或充電電池。在電路基板13中，安裝線性振蕩器M的驅(qū)動(dòng)控制電路。電路基板以及其驅(qū)動(dòng)控制電路從電池12得到電量并動(dòng)作。開關(guān)14設(shè)置在殼體11的上部的外表面，即刷桿16附近的外表面。通過線性振蕩器M的軸7從殼體11的上端突出，與在前端側(cè)面具備有刷17的刷桿16連結(jié)成為一條直線。
其次，說明電動(dòng)牙刷108的動(dòng)作。線性振蕩器M通過軸7的軸方向的振動(dòng)，與軸7成一條直線連結(jié)的刷桿16也在軸方向振動(dòng)。這樣，設(shè)置在刷桿16的前端的刷17也振動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)牙刷108的往復(fù)磨刷的動(dòng)作。作為線性振蕩器M采用線性振蕩器107(圖7)的情況下，其套筒和軸在往復(fù)磨刷的基礎(chǔ)上還進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磨刷的動(dòng)作。因此，電動(dòng)牙刷108實(shí)現(xiàn)了將這些復(fù)合起來的磨刷動(dòng)作。
電動(dòng)牙刷108的動(dòng)作，由在電路基板13上安裝的驅(qū)動(dòng)控制電路控制。圖9是表示驅(qū)動(dòng)控制電路109的構(gòu)成的圖。驅(qū)動(dòng)控制電路109具備電源模塊B1、波形生成電路模塊B2和驅(qū)動(dòng)電路模塊B3。如上所述，驅(qū)動(dòng)電路109由電池12供給電量。電池12與電源模塊B1之間，比如由電路基板13上的布線進(jìn)行電連接。電源模塊B1調(diào)整從電池12來的電量并得到供給波形生成電路模塊B2的電量。波形生成電路模塊B2生成應(yīng)用用于使線性振蕩器M動(dòng)作的電壓波形，供給驅(qū)動(dòng)電路模塊B3。驅(qū)動(dòng)電路模塊B3包含供給電量的動(dòng)力元件。驅(qū)動(dòng)電路模塊B3基于從波形生成電路模塊B2供給的規(guī)定的電量信號(hào)，控制動(dòng)力元件并得到交變電流，施加在線性振蕩器M上。由此，可以控制線性振蕩器M的振動(dòng)等動(dòng)作。
波形生成電路模塊B2內(nèi)置控制電量的驅(qū)動(dòng)電量控制電路(圖未示出)。驅(qū)動(dòng)電量控制電路通過將施加電壓固定來控制電流量，或者通過將電流固定來控制施加電壓而得到控制電量的結(jié)果。以下，以后者的情況為例，說明驅(qū)動(dòng)電量控制電路是怎樣控制電量的。
首先，圖10是表示從電源模塊B1供給波形生成電路模塊B2的電壓的脈沖波形圖。電源模塊B1對(duì)于波形生成電路模塊B2的驅(qū)動(dòng)電量控制電路，以如圖所示的那樣的周期T輸出電壓a，-a的脈沖。接收到這樣的電壓脈沖后，驅(qū)動(dòng)電量控制電路，比如，可以變更脈沖的占空因數(shù)比、振幅、波形的種類等并生成輸出電壓。圖1的(a)是表示變更占脈沖的空因數(shù)比時(shí)的輸出電壓的波形圖。圖11的(b)是表示變更脈沖的振幅時(shí)的輸出電壓的脈沖波形圖。圖中的‘na’表示輸入振幅a的n倍。進(jìn)而圖12的(a)是表示將脈沖波形變更成正玄波形時(shí)的輸出電壓的脈沖波形圖。而圖12的(b)是表示將脈沖波形變更成鋸齒波形時(shí)的輸出電壓的脈沖波形圖。驅(qū)動(dòng)電量控制電路可以將上述的脈沖波形的加工進(jìn)行各種各樣的組合并生成輸出電壓。波形生成電路模塊B2的驅(qū)動(dòng)電量控制電路可以這樣地變更輸出電壓，變更電量，因此，對(duì)應(yīng)電量被驅(qū)動(dòng)的刷17(圖8)的變位量也可以自由控制。由此，可以根據(jù)使用者的喜好設(shè)定刷17(圖8)的變位量。
波形生成電路模塊B2的驅(qū)動(dòng)電量控制電路還可以對(duì)應(yīng)時(shí)間控制電量。圖13是表示對(duì)應(yīng)時(shí)間被控制的驅(qū)動(dòng)電壓波形圖。電動(dòng)牙刷108(圖8)只在規(guī)定的時(shí)間t1(比如120秒)驅(qū)動(dòng)刷17，在下一個(gè)期間t2(比如0.3秒)停止動(dòng)作。接著，在期間t3(比如0.3秒)動(dòng)作，在期間t4(比如0.3秒)停止，以后又在期間t1進(jìn)行動(dòng)作。通過這樣地控制驅(qū)動(dòng)電壓，可以對(duì)使用者報(bào)告已經(jīng)經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間t1。由此，使用著可以知道牙齒磨刷經(jīng)過的時(shí)間，以防止磨刷不足、或者磨刷時(shí)間過長(zhǎng)等。
另外，從操作開關(guān)14(圖8)使電源打開的時(shí)刻，也可以控制驅(qū)動(dòng)電量使刷17的變位量階段性地增加。圖14是表示階段性地增加刷17的變位量與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓波形的關(guān)系圖?？梢越忉尀閷?duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓波形的脈沖的脈沖幅度，改變刷的變位量(行程)。所謂脈沖幅度表示脈沖上升或脈沖下降的期間。通過這樣地控制驅(qū)動(dòng)電壓，可減少在從在刷17(圖8)上放上牙膏和水后的打開電源開始到將刷17含入口中的期間，牙膏、水形成飛散的現(xiàn)象。圖中的t01、t02、t03比如各自設(shè)定為0.6秒為最好，但是不限于此。
權(quán)利要求
1.一種線性振蕩器，使軸在該軸的方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其特征在于具備能夠與所述軸一同在所述軸的方向上移動(dòng)的套筒；根據(jù)所述套筒的移動(dòng)量，向所述套筒施加所述軸方向的彈力的彈性體；通過施加交變電流，使所述套筒以共振頻率在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部；將所述套筒的軸周圍的旋轉(zhuǎn)限制在規(guī)定角度內(nèi)的固定部。
2.如權(quán)利要求1所述的線性振蕩器，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)部，具備向套筒施加所述軸方向的磁力的磁鐵；由流經(jīng)的電流使所述磁鐵的磁通發(fā)生強(qiáng)弱變化的線圈；在所述線圈上流過共振頻率的交變電流，使從所述彈性體施加的彈性力與從所述磁鐵施加的磁力的平衡發(fā)生變化，從而使套筒在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制電路。
3.如權(quán)利要求1所述的線性振蕩器，其特征在于所述彈性體是螺旋彈簧，該螺旋彈簧伴隨由所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的伸縮，在被固定部限制的所述規(guī)定的角度內(nèi)，使軸周圍的位置發(fā)生變化，從而使所述軸旋轉(zhuǎn)。
4.一種電動(dòng)牙刷，是具有使軸在該軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性振蕩器和在所述軸上安裝的牙刷的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述線性振蕩器，具備能夠與所述軸一同在所述軸的方向上移動(dòng)的套筒；根據(jù)所述套筒的移動(dòng)量，將所述軸方向的彈性力施加在所述套筒上的彈性體；通過施加交變電流，使所述套筒以共振頻率在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部；將所述套筒的軸周圍的旋轉(zhuǎn)限制在規(guī)定角度內(nèi)的固定部。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)部，具備向所述套筒施加所述軸方向磁力的磁鐵；由流過的電流使所述磁鐵的磁通發(fā)生強(qiáng)弱變化的線圈；在所述線圈上流過共振頻率的交變電流，使從所述彈性體施加的彈性力與從所述磁鐵施加的磁力的平衡發(fā)生變化，從而使套筒在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制電路。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述彈性體是螺旋彈簧，該螺旋彈簧伴隨由所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的伸縮，在被固定部限制的所述規(guī)定的角度內(nèi)，使軸周圍的位置發(fā)生變化。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述控制電路通過控制用于取得所述交變電流的電能脈沖的脈沖幅，改變?cè)谒鲚S方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程。
8.如權(quán)利要求4～7中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述控制電路對(duì)應(yīng)從所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的開始所經(jīng)過的時(shí)間，改變用于取得所述交變電流的電能脈沖的發(fā)生時(shí)序。
9.如權(quán)利要求4～8中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)牙刷，其特征在于所述控制電路對(duì)應(yīng)從所述套筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的開始所經(jīng)過的時(shí)間，逐漸增加用于取得所述交變電流的電能脈沖的脈寬，增加在所述軸方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以實(shí)現(xiàn)低噪音、小型化的線性振蕩器以及電動(dòng)牙刷。使軸向該軸方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線性振蕩器具備能夠與軸一同在軸方向上移動(dòng)的套筒；根據(jù)套筒的移動(dòng)量，向套筒施加軸方向的彈性力的彈性體；施加交變電流，使所述套筒以共振頻率在所述軸方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)部；將套筒的軸周圍的旋轉(zhuǎn)限制在規(guī)定的角度內(nèi)的固定部。電動(dòng)牙刷具有上述的線性振蕩器和安裝在軸上的牙刷。
文檔編號(hào)H02K33/04GK1509514SQ02807180
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月27日
發(fā)明者國(guó)田智裕, 北村嘉宏, 藪內(nèi)英一, 井上弘幹, 鈴木誠(chéng)之, 泉智博, 山田富男, 平田勝弘, 有川泰史, 一井義孝, 一, 之, 史, 孝, 宏, 弘, 男 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社