專利名稱：用于產(chǎn)生小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生用于小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。此外本發(fā)明涉及一種具有這樣驅(qū)動(dòng)單元的小型電器。
背景技術(shù)：
用于產(chǎn)生振蕩運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元例如應(yīng)用于電動(dòng)牙刷或者電動(dòng)剃須刀。例如從US 5,263,218中尤其已知一種具有可擺動(dòng)的桿臂的電動(dòng)牙刷，其中可擺動(dòng)的桿臂借助于固定的電磁鐵和固定的永久磁鐵被設(shè)置成振蕩，刷子設(shè)置在所述桿臂上。因此，桿臂在鄰近于電磁鐵的區(qū)域中由鐵磁體材料構(gòu)成，其部分地包圍永久磁鐵。鐵磁體材料用于將由永久磁鐵產(chǎn)生的磁通量結(jié)合于電磁鐵并且因此驅(qū)動(dòng)桿臂。
從US 5,613,259中已知一種振蕩工具，特別是電動(dòng)牙刷。該工具具有機(jī)械的振蕩器，其被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)具有帶有線圈的定子和配備有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子。根據(jù)機(jī)械振蕩器的振蕩頻率(其中所述振蕩頻率通過傳感器檢測)，如此控制電動(dòng)機(jī)，使得機(jī)械振蕩器在不同負(fù)載下保持諧振。機(jī)械振蕩器通過彈簧質(zhì)量系統(tǒng)構(gòu)造，所述系統(tǒng)能夠具有螺旋彈簧或者扭桿。
EP 1 329 203 A1公開了一種具有用于嵌入牙刷的直線振蕩驅(qū)動(dòng)軸和通過彈簧與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的減振器的電動(dòng)牙刷。電樞設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上，并且由可磁化材料制成并且基本上具有圓柱形形狀。此外，電動(dòng)牙刷具有固定的線圈和固定的永久磁鐵，以便將軸設(shè)置成沿軸向的振蕩運(yùn)動(dòng)。
從DE 30 25 708 A1中已知一種具有擺動(dòng)的轉(zhuǎn)子的交流小電機(jī)，特別用于振蕩驅(qū)動(dòng)固定在轉(zhuǎn)子軸上的牙刷。該小電機(jī)具有定子和擺動(dòng)的轉(zhuǎn)予。該定子由可磁化材料制成的外殼、線圈和一對永磁鐵組成。轉(zhuǎn)子具有固定在轉(zhuǎn)子軸上的電樞部分和兩個(gè)設(shè)置在所述電樞部分的直徑相對處的極片。線圈通過它的軸線與轉(zhuǎn)子軸垂直并且基本上垂直于在永磁鐵之間的磁性定子磁場定向。線圈位于基本上在永磁鐵之間的定子外殼內(nèi)并且包圍電樞部分。
已知電動(dòng)機(jī)具有相對復(fù)雜和大體積的設(shè)計(jì)，它們中的一些磁電路的開路設(shè)計(jì)。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，轉(zhuǎn)子總是具有大質(zhì)量或者大的慣性矩，并且因此導(dǎo)致電機(jī)外殼和整個(gè)牙刷的強(qiáng)烈振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種盡可能緊湊并且低振動(dòng)的用于產(chǎn)生用于小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。
該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征組合被完成。
根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生用于小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元具有定子，所述定子包括至少一個(gè)線圈和每個(gè)帶有至少一個(gè)永久磁鐵的第一和第二磁性裝置。此外根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元具有非旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第一和第二徑向凸起，所述凸起每一個(gè)僅僅在轉(zhuǎn)子的圓周的部分區(qū)域上延伸并且由可磁化材料組成。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的特點(diǎn)在于，通過磁性裝置相對于轉(zhuǎn)子的徑向凸起的定位，在磁性裝置和徑向凸起之間這樣成對地構(gòu)成配置，使得在一對的磁性裝置和徑向凸起之間的磁相互作用總是大于在兩個(gè)不同對的磁性裝置和徑向凸起之間的磁相互作用。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)子具有小質(zhì)量和小的慣性矩并且因此不希望的振動(dòng)僅僅在非常小的范圍產(chǎn)生。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過驅(qū)動(dòng)單元的小直徑能夠取得大轉(zhuǎn)矩。同樣有利的是，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元具有高度的效率。此外，由于封閉的磁路，在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中僅僅產(chǎn)生低的漏磁場。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)實(shí)施例如此構(gòu)成，使得每個(gè)徑向凸起具有一個(gè)徑向端并且每個(gè)磁性裝置設(shè)置在徑向凸起中一個(gè)的僅僅徑向端面的附近。在這種情況下，徑向凸起每一個(gè)在限制徑向端面的區(qū)域中沿圓周方向優(yōu)選地具有至少一個(gè)相同的延伸。為了借助于線圈能夠最優(yōu)地磁化徑向凸起，徑向凸起直徑上正相對地設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。在靜止位置徑向凸起優(yōu)選地平行于至少一個(gè)線圈的軸線定向。
磁性裝置每個(gè)包括至少兩個(gè)永久磁鐵，所述磁鐵在圓周方向互相隔開。特別地，兩個(gè)永久磁鐵通過逆平行定向互相并排設(shè)置。同樣可以的是，磁性裝置每個(gè)包括永久磁鐵，所述永久磁鐵具有至少兩個(gè)互相逆平行磁化的區(qū)域和在兩個(gè)磁化區(qū)域之間的磁隙。為了能夠獲得最佳的鐵軛，磁性裝置的永久磁鐵設(shè)置在由可磁化材料制成的載板上，其中每個(gè)磁性裝置設(shè)有一個(gè)載板。
轉(zhuǎn)子可以通過復(fù)位交互作用與定子耦合并且因此構(gòu)成可振動(dòng)系統(tǒng)。因此，通過比較小的驅(qū)動(dòng)能量能夠產(chǎn)生振蕩運(yùn)動(dòng)的大振幅。特別有利的是，復(fù)位交互作用以這樣的方式構(gòu)成，使得在加載情況下，可振動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率向激勵(lì)可振動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)頻率轉(zhuǎn)換。因此，在沒有改變激勵(lì)頻率情況下抵抗振蕩運(yùn)動(dòng)的振幅的減小。優(yōu)選地選擇激勵(lì)頻率大于諧振頻率。復(fù)位交互作用可以具有特性曲線，所述特性曲線通過徑向凸起的結(jié)構(gòu)和/或通過磁性裝置影響，所以為了獲得希望的特性，僅僅這些部件必須被配合或者調(diào)節(jié)。特別地，以這種方式也可以補(bǔ)償公差，所述公差影響在磁性裝置和徑向凸起之間的磁交互作用。復(fù)位交互作用優(yōu)選地具有非線性特征曲線。因此，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的用于任何應(yīng)用情況的最佳振動(dòng)方法。
在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子通過扭桿與定子耦合，其中扭桿的至少部分區(qū)域設(shè)置在轉(zhuǎn)子的中空構(gòu)成的軸內(nèi)部。該實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)，即扭桿在它的彈性特征方面被非常精確地制造并且因此在一批產(chǎn)品中根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的諧振頻率沒有顯著地偏差。此外，當(dāng)扭桿安裝在中空構(gòu)成的軸中時(shí)幾乎不需要另外的結(jié)構(gòu)空間。備選地，轉(zhuǎn)子通過螺旋彈簧或者盤簧與定子耦合。
在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的有利的造型，設(shè)有具有兩個(gè)外殼部分的外殼，所述外殼部分沿圓周方向在磁性裝置的區(qū)域中重疊。因此，能夠容易地裝配根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元并且可以使用幾乎任何形狀的外殼。此外，通過外殼改進(jìn)鐵軛，所以通常能夠取消用于永久磁鐵的載板。
此外本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的小型電器。根據(jù)本發(fā)明的小型電器優(yōu)選地構(gòu)成為電動(dòng)牙刷或者電動(dòng)剃須刀。


下面根據(jù)在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元總是應(yīng)用于電動(dòng)牙刷。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)單元的實(shí)施例的極其示意的剖視圖；圖2示出在轉(zhuǎn)子上所作用的復(fù)位力矩是轉(zhuǎn)子從它的靜止位置的偏轉(zhuǎn)的函數(shù)的不同分布曲線的圖；圖3是表示在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的不同負(fù)載和不同結(jié)構(gòu)的情況下在諧振頻率附近的本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的振蕩響應(yīng)的圖；圖4以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的另一個(gè)實(shí)施例；圖5以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的另一個(gè)實(shí)施例；圖6以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的又一個(gè)修改的實(shí)施例；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的實(shí)施例的詳細(xì)設(shè)計(jì)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以極其示意的剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)單元1的實(shí)施例。作為主要的功能部件，驅(qū)動(dòng)單元1包括位置固定的定子2和相對于定子2繞驅(qū)動(dòng)單元1的縱向軸可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置的轉(zhuǎn)子3。定子2具有由可磁化的材料制成的外殼4，兩個(gè)例如串聯(lián)的線圈5，以及兩個(gè)磁性裝置6，所述磁性裝置分別具有兩個(gè)永久磁鐵7。兩個(gè)線圈5互相平行地設(shè)置，其中兩個(gè)線圈5的軸線互相重合并且在圖1的表示中水平分布。磁性裝置6互相對著設(shè)置在外殼4的相對側(cè)上，其中磁性裝置6的單個(gè)永久磁鐵7分別以逆平行的極性并排相對于線圈5的軸線對稱地定位。在這種情況下，在每個(gè)磁性裝置6的兩個(gè)永久磁鐵7之間總是保持較小的距離，所述距離可以例如為了調(diào)節(jié)或者校準(zhǔn)的目的而變化。轉(zhuǎn)子3同軸地設(shè)置在定子2內(nèi)部并且具有軸8，由可磁化材料制成的電樞9設(shè)置在所述軸上。例如，電樞9由軸向互相并排設(shè)置的低碳鋼板組成。在電樞9的兩個(gè)圓周區(qū)域中各構(gòu)成一個(gè)徑向凸起10，從而電樞9在那里比在它們之間的圓周區(qū)域徑向向外更遠(yuǎn)地延伸并且因此沒有構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)對稱。在圖1中所示的驅(qū)動(dòng)單元1的靜止位置中，徑向凸起10在平行于線圈5的軸線的相對方向上延伸，它們的徑向端部11到達(dá)永久磁鐵7的附近。在這種情況下，線圈5的軸線從中央穿過徑向凸起10。在所示的實(shí)施例中，軸8是中空構(gòu)成的并且在它的內(nèi)部具有同心設(shè)置的扭桿12，所述扭桿在它的一端抗扭地連接于定子2并且在它的另一端抗扭地連接于轉(zhuǎn)子3，從而在驅(qū)動(dòng)單元1的靜止位置中在轉(zhuǎn)子3上施加了復(fù)位轉(zhuǎn)矩。
當(dāng)電流流過線圈5時(shí)在電樞9中產(chǎn)生磁場，所述磁場平行于電樞9的徑向凸起10定向，所以在徑向凸起10的徑向端部11的區(qū)域中形成相對的磁極，導(dǎo)致與磁性裝置6的永久磁鐵7發(fā)生磁相互作用。利用磁相互作用，在電樞9上施加轉(zhuǎn)矩，電樞9通過所述轉(zhuǎn)矩而偏移它的靜止位置并且軸8在這種情況下略微地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在電樞9的兩個(gè)徑向凸起10的區(qū)域中形成相反的磁極，所以兩個(gè)磁性裝置6與電樞9的相應(yīng)鄰近的徑向凸起10的磁相互作用導(dǎo)致相同方向的轉(zhuǎn)矩，因此它們可以相加。由于大距離，在磁性裝置6和電樞9的相應(yīng)的直徑相對的徑向凸起10之間產(chǎn)生的磁相互作用顯著地小于上述的在鄰近的磁性裝置6和電樞9的徑向凸起10之間的磁相互作用。
當(dāng)固定規(guī)定磁性裝置6的定向時(shí)，轉(zhuǎn)子3的由磁相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)依靠在電樞9中產(chǎn)生的磁場方向，并且因此也依靠在線圈5中的電流方向。因此，可以通過令在線圈5中的電流反向而反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并且因此將轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)回到它的靜止位置。由扭桿12所產(chǎn)生的復(fù)位轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步輔助朝向靜止位置方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過在線圈5中的電流的定期的極性轉(zhuǎn)換，能夠使轉(zhuǎn)子3產(chǎn)生振蕩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榕U12和轉(zhuǎn)子3構(gòu)成可振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，當(dāng)電流信號的頻率和彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的諧振頻率一致時(shí)，用于線圈5所給定的電流的振蕩的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的振幅特別大。諧振頻率取決于轉(zhuǎn)子3和扭桿12的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及扭桿12的彈簧常數(shù)。此外，諧振頻率還受到磁性裝置6和電樞9的徑向凸起10的影響，因?yàn)橥ㄟ^永久磁鐵7在轉(zhuǎn)子3上施加一個(gè)磁性的復(fù)位轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩的特性取決于磁性裝置6的幾何形狀和電樞9的徑向凸起10在它們徑向端面11附近的設(shè)計(jì)。在磁性裝置6的相鄰的永久磁鐵7之間的距離特別適合于磁性復(fù)位轉(zhuǎn)矩的單獨(dú)變化。磁性復(fù)位轉(zhuǎn)矩以在定子2和轉(zhuǎn)子3之間的附加彈簧的方式作用，其中磁性復(fù)位轉(zhuǎn)矩對彈簧特性的影響是復(fù)雜的。為了說明，在圖2中作為例子示出磁性復(fù)位轉(zhuǎn)矩的典型分布曲線。
圖2示出作用在轉(zhuǎn)子3上的復(fù)位力矩依賴于轉(zhuǎn)子3從它的靜止位置的偏轉(zhuǎn)的不同分布曲線的圖。在橫坐標(biāo)上繪制轉(zhuǎn)子3從靜止位置旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角φ。在縱坐標(biāo)上繪制復(fù)位轉(zhuǎn)矩T。示出的分布曲線表示關(guān)于以下參數(shù)的不同參數(shù)集電樞9的徑向凸起10在徑向端面11的區(qū)域中的寬度p_width，磁性裝置6的永久磁鐵7的縱向延伸mag_length以及在磁性裝置6的相鄰的永久磁鐵7之間的距離nonm_length。所有的分布曲線分別表示在沒有電流流過線圈5的情況下的關(guān)系。為了比較，在圖中也示出傳統(tǒng)的彈簧的分布曲線，其中復(fù)位轉(zhuǎn)矩T相對于轉(zhuǎn)角φ成比例地增加，所以在每個(gè)偏轉(zhuǎn)中存在沿靜止位置的方向的復(fù)位轉(zhuǎn)矩T，其中偏轉(zhuǎn)等于零。因此，傳統(tǒng)的彈簧的分布曲線表示為直線。
對于由磁交互作用產(chǎn)生的復(fù)位轉(zhuǎn)矩T，所產(chǎn)生的分布曲線完全不同于傳統(tǒng)的彈簧的。如果電樞9的徑向凸起10相當(dāng)寬(p_width＝1.5)并且磁性裝置6如此構(gòu)造，使得相當(dāng)短的永久磁鐵7(mag_length＝4)直接并排地設(shè)置(nonm_length＝0)，那么與傳統(tǒng)的彈簧的分布曲線最靠近地重合。在這些參數(shù)的情況下，該分布曲線基本上具有與傳統(tǒng)彈簧一樣的曲線，也就是說在整個(gè)示出的范圍中存在沿靜止位置方向的復(fù)位轉(zhuǎn)矩T。為了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元1，一個(gè)略微改變的分布曲線是優(yōu)選的，所述分布曲線在電樞9的徑向凸起10的相同寬度(p_width＝1.5)并且永久磁鐵的相同長度(mag_length＝4)，以及永久磁鐵7以一定距離(nonm_length＝0.8)互相設(shè)置的情況下產(chǎn)生。這導(dǎo)致分布曲線變平，其中保持各個(gè)符號。通過以相當(dāng)窄的寬度(p_width＝0.9)設(shè)置電樞9的徑向凸起10并且以互相距離(nonm_length＝0.8)設(shè)置相對長的永久磁鐵7(mag_length＝5)，可以獲得另一個(gè)分布曲線。在這種情況下，分布曲線的符號與傳統(tǒng)的彈簧相比在整個(gè)示出的區(qū)域中相反。這意味著，通過這樣一組參數(shù)，沒有沿朝向靜止位置的方向作用的復(fù)位力矩T。代替地，由磁相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致從靜止位置的偏轉(zhuǎn)。
用于基于磁相互作用的復(fù)位轉(zhuǎn)矩T的所有在圖2中示出的曲線相對于傳統(tǒng)的彈簧表示為明顯的非線性形狀。因此當(dāng)振蕩運(yùn)動(dòng)的振幅改變時(shí)，可振動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明利用這種效果以便保持通過驅(qū)動(dòng)單元1產(chǎn)生的振蕩運(yùn)動(dòng)的振幅由負(fù)載引起的縮減量盡可能地小。這將參考圖3詳細(xì)地說明。
圖3是表示在驅(qū)動(dòng)單元1的不同負(fù)載和不同結(jié)構(gòu)的情況下在諧振頻率附近驅(qū)動(dòng)單元1的振動(dòng)特性的圖。在橫坐標(biāo)上表示振蕩運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)頻率f并且在縱坐標(biāo)上表示振幅A。所有示出的曲線具有如下共同點(diǎn)，即振幅A隨著振動(dòng)頻率f接近驅(qū)動(dòng)單元1的諧振頻率frl或者frn而增加并且在超過諧振頻率frl或者frn之后又減小，所以這些曲線在所屬的諧振頻率frl或者frn處分別具有最大值。在這種情況下，frl表示具有線性彈簧特征曲線的驅(qū)動(dòng)單元1的諧振頻率并且frn表示具有非線性彈簧特征曲線的驅(qū)動(dòng)單元1的諧振頻率。在最大值區(qū)域中的振幅A的大小取決于驅(qū)動(dòng)單元1的負(fù)載。所以最上面的曲線表示在沒有負(fù)載情況下驅(qū)動(dòng)單元1的振幅分布狀態(tài)。兩個(gè)下面的曲線分別表示在驅(qū)動(dòng)單元1的加載情況下的振幅分布狀態(tài)，所以直接從圖3中明顯地看出負(fù)載引起的振幅A的縮減。兩個(gè)下面曲線中的左邊一個(gè)涉及具有線性彈簧特性的驅(qū)動(dòng)單元1。在一個(gè)這樣構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)單元1中，諧振頻率frl在加載時(shí)保持相等并且僅僅改變振幅A。但是在非線性彈簧特性的情況下，諧振頻率frn隨著驅(qū)動(dòng)單元1的負(fù)載的增加而改變。這涉及到下面右邊的曲線，其中諧振頻率frn隨著負(fù)載增加而向高振動(dòng)頻率f移動(dòng)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選地使用具有這樣特性的非線性彈簧特性。同樣在這種情況下，在諧振頻率frn的區(qū)域中在加載下不會(huì)防止振幅A的縮減。但是，可以部分地補(bǔ)償振幅A的縮減。為此，以在諧振頻率frn之上的固定頻率f0激勵(lì)驅(qū)動(dòng)單元1。那么在加載情況下諧振頻率frn的移動(dòng)導(dǎo)致如下后果，即驅(qū)動(dòng)單元1在加載情況下的激勵(lì)比在未加載情況下更接近諧振頻率frn。更靠近諧振頻率frn的激勵(lì)轉(zhuǎn)而在激勵(lì)頻率f0的地方導(dǎo)致更高振幅A，所以能夠完全或者部分地補(bǔ)償振幅A由負(fù)載引起的縮減量?？傊虼?，與線性彈簧特性曲線相比，非線性彈簧特性曲線在激勵(lì)頻率f0的情況下在加載時(shí)幾乎沒有明顯的振幅A縮減量。
圖4以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元1的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例的特征在于，電樞9的徑向凸起10在徑向端面11的附近沿圓周方向被加寬。此外，在該實(shí)施例中設(shè)有由磁性材料制成的載板13，磁性裝置6的永久磁鐵7共同地設(shè)置在所述載板上。載板13分別用作永久磁鐵7的鐵軛并且在強(qiáng)的永久磁鐵7時(shí)，例如在由NdFeB制成的永久磁鐵7的情況下是特別有意義的。另外，在圖4中所示的驅(qū)動(dòng)單元1的實(shí)施例在結(jié)構(gòu)和功能方面相應(yīng)于圖1中的實(shí)施例。
圖5以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元1的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例的特點(diǎn)在于，電樞9的徑向凸起10在徑向端面11的附近是錐形的并且每個(gè)磁性裝置6僅僅具有一個(gè)永久磁鐵7。永久磁鐵7總是這樣被磁化，使得兩個(gè)逆平行磁化的區(qū)域通過磁隙互相分開并且并排設(shè)置。這意味著，在圖1和4中所示的磁性裝置6的永久磁鐵7總是在保持磁性定向的情況下被組合以形成每個(gè)磁性裝置6單個(gè)永久磁鐵7。類似于根據(jù)圖4的實(shí)施例，在圖5的實(shí)施例中同樣設(shè)有用于永久磁鐵7的載板13。
圖6以相應(yīng)于圖1的形式示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元1的又一個(gè)修改的實(shí)施例。該實(shí)施例的特征在于，外殼4由可磁化材料支撐的兩個(gè)二合罩14構(gòu)成。二合罩14在磁性裝置6的區(qū)域中互相重疊，所以通過在重疊區(qū)中的外殼4的雙重材料厚度構(gòu)成了用于永久磁鐵7的較厚的鐵軛。在該實(shí)施例中，因此通?？梢允÷暂d板13。而且，利用二合罩14能夠更容易裝配驅(qū)動(dòng)單元1，并且?guī)缀跞魏涡螤钔鈿ざ伎梢孕纬伞?br> 圖7是驅(qū)動(dòng)單元1的實(shí)施例的詳細(xì)設(shè)計(jì)的透視圖。在該實(shí)施例中，在定子2和轉(zhuǎn)子3之間沒有設(shè)有扭桿12而是設(shè)有螺旋彈簧15作為旋轉(zhuǎn)彈性元件。例如可以使用盤簧代替螺旋彈簧15。因?yàn)椴淮嬖谂U12，軸8不是中空的而是實(shí)心構(gòu)成的。為了能夠安裝到圖中未示出的插入牙刷，軸8的軸向末端從外殼4中突出。軸8的可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝借助于兩個(gè)軸承16實(shí)現(xiàn)，所述軸承嵌入到內(nèi)襯17中。內(nèi)襯17也用作線圈5的纏繞體，所示線圈在圖7中未示出。
驅(qū)動(dòng)單元1總是能夠如此修改，使得利用條狀磁鐵段代替塊狀構(gòu)成的永久磁鐵7。此外，在驅(qū)動(dòng)單元1的上述實(shí)施例中存在的特征也可以被組合以形成其他的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生用于小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元，包括定子(2)，所述定子具有至少一個(gè)線圈(5)和各自帶有至少一個(gè)永久磁鐵(7)的第一和第二磁性裝置(6)；并且包括非旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)成的轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子包括第一和第二徑向凸起(10)，所述凸起每一個(gè)僅僅在轉(zhuǎn)子(3)的圓周的部分區(qū)域上延伸并且由可磁化材料組成，其特征在于，通過磁性裝置(6)相對于轉(zhuǎn)子(3)的徑向凸起(10)的定位，在磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間這樣構(gòu)成成對配置，使得在一對的磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間的磁相互作用總是大于在兩個(gè)不同對的磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間的磁相互作用。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中每個(gè)徑向凸起(10)各自具有一個(gè)徑向端面(11)，并且每個(gè)磁性裝置(6)僅僅設(shè)置在徑向凸起(10)中一個(gè)的徑向端面(11)的附近。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中徑向凸起(10)每一個(gè)在限制徑向端面(11)的區(qū)域中沿圓周方向具有至少一個(gè)相同的延伸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中徑向凸起(10)直徑上正相對地設(shè)置在轉(zhuǎn)子(3)上。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中徑向凸起(10)在靜止位置中平行于至少一個(gè)線圈(5)的軸線定向。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中磁性裝置(6)每個(gè)包括至少兩個(gè)永久磁鐵(7)，所述磁鐵在圓周方向互相隔開。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中兩個(gè)永久磁鐵(7)以逆平行定向互相并排設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中磁性裝置(6)每個(gè)包括永久磁鐵(7)，所述永久磁鐵具有至少兩個(gè)互相逆平行磁化的區(qū)域和在兩個(gè)磁化區(qū)域之間的磁隙。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中磁性裝置(6)的永久磁鐵(7)設(shè)置在由可磁化材料制成的載板(13)上，其中每個(gè)磁性裝置(6)設(shè)有一個(gè)載板(13)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中轉(zhuǎn)子(3)通過復(fù)位交互作用與定子(2)耦合并且因此構(gòu)成可振動(dòng)系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中復(fù)位交互作用以這樣的方式構(gòu)成，使得在加載情況下，可振動(dòng)系統(tǒng)的諧振頻率向激勵(lì)可振動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)頻率轉(zhuǎn)換。
12.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中激勵(lì)頻率大于諧振頻率。
13.如權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中復(fù)位交互作用具有特性曲線，所述特性曲線可受到徑向凸起(10)的結(jié)構(gòu)和/或磁性裝置(6)的影響。
14.如權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中復(fù)位交互作用具有非線性的特征曲線。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中轉(zhuǎn)子(3)通過扭桿(12)與定子(2)耦合，其中扭桿(12)的至少部分區(qū)域設(shè)置在轉(zhuǎn)子(3)的中空構(gòu)成的軸(8)內(nèi)部。
16.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中轉(zhuǎn)子(3)通過螺旋彈簧(15)或者盤簧與定子(2)耦合。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中設(shè)有具有兩個(gè)外殼部分(14)的外殼(4)，所述外殼部分沿圓周方向在磁性裝置(6)的區(qū)域中重疊。
18.小型電器，其特征在于，它具有如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元(1)。
19.如權(quán)利要求18所述的小型電器，其中它構(gòu)成為電動(dòng)牙刷或者電動(dòng)剃須刀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)單元(1)，其用于產(chǎn)生用于小型電器的振蕩運(yùn)動(dòng)的。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元(1)具有定子(2)，所述定子包括至少一個(gè)線圈(5)和每個(gè)帶有至少一個(gè)永久磁鐵(7)的第一和第二磁性裝置(6)。此外根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元(1)具有非旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)成的轉(zhuǎn)子(3)，所述轉(zhuǎn)子包括第一和第二徑向凸起(10)，所述凸起每一個(gè)僅僅在轉(zhuǎn)子(3)的圓周的部分區(qū)域上延伸并且由可磁化材料組成。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元(1)的特點(diǎn)在于，通過磁性裝置(6)相對于轉(zhuǎn)子(3)的徑向凸起(10)的定位，在磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間這樣成對地構(gòu)成配置，使得在一對的磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間的磁相互作用總是大于在兩個(gè)不同對的磁性裝置(6)和徑向凸起(10)之間的磁相互作用。
文檔編號H02K33/18GK1875537SQ200480031929
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者伯恩哈德·克勞斯, 漢斯約爾格·賴克, 烏韋·舍貝爾 申請人:布勞恩股份有限公司