[发明专利]用于电动牙刷的振动补偿系统

说明书

技术领域

本本发明大体上涉及电动牙刷，并且更具体地说涉及用于在牙刷的操作过程中使牙刷的把手部分的振动减小的系统。

背景技术

许多电动牙刷使用谐振驱动系统，因此它们可以以在牙齿的清洗中已经证明有效的频率高效地运行，例如在200-300Hz的范围内。谐振驱动系统通常地包括通过致动器驱动的机械质量/弹簧装置。在操作中，谐振质量与弹簧来回地互换机械能以产生显著地大于致动器力自身的刷力。

然而，如果在把手内的致动器和/或谐振弹簧的定子部分以任何方式机械地附接到牙刷的壳体，诸如为了安装的目的，那么通过质量/弹簧动作提供的形成的反作用转矩将作用在牙刷壳体上，导致把手的振动，此振动通常地足够大以至于可注意到并且在一些情形中对使用者产生不舒服，致动器能量的至少一部分消散在使用者的手中。

多种解决方案试图解决或者至少减小此影响。一个解决方案是增加壳体(把手)的质量惯性矩；然而，由于通常小直径把手，到把手的任何增加的质量都将不会显著地增加其质量惯性矩。因此通过增加质量将对振动具有很小的影响。另一个解决方案是使用节点弹簧装置，其中弹簧在弹簧节点处连接到壳体。然而，此布置通常结构上复杂并且此外，致动器的定子部分仍连接到把手，导致把手的继续振动。

因此，期望的是具有在操作期间显著地减小或消除了牙刷把手的振动的对电动牙刷的谐振驱动装置。

发明内容

一种在电动牙刷器具中的振动补偿系统，其包括：牙刷壳体，其适于通过使用者抓握；用于牙刷的电动致动器，其包括具有第一惯性矩的定子与具有第二惯性矩的转子，转子在其向前端具有安装在其上的用于清洗牙齿的刷毛构件，其中所述致动器在操作中产生用于驱动所述转子以及由此驱动所述刷毛构件的转矩，并且其中在所述器具的操作过程中所述定子与所述转子沿着相对方向移动；具有第一弹簧常数的第一弹簧元件或组件，其将定子连接到壳体或固定到壳体的元件；以及具有第二弹簧常数的第二弹簧元件，其连接在转子与壳体或固定到壳体的元件之间，其中第一与第二弹簧常数的比率与第一与第二惯性矩的比率充分地类似以至于在牙刷的操作过程中基本上没有形成的传送到器具壳体的转矩并且因此在器具的操作过程中基本上没有壳体的振动。

附图说明

图1是示出包括定子与转子的简化的电动牙刷驱动装置的横截面视图。

图2是示出图1的电动牙刷的多个部分以及其间的电连接与机械连接的图。

图3是分别示出图1的壳体、定子与转子部分的移动的图。

图4是示出这里描述的在电动牙刷的操作过程中用于减小把手的振动的驱动装置的图。

图5是示出图4的驱动装置的元件之间的连接件的图。

图6是示出具有这里所述的装置的转子、定子与壳体部分的移动的振动图。

图7和图8示出了用于电动牙刷的本驱动装置的一个实施方式的示意图。

图9示出了本驱动装置的另一个实施方式的剖视图。

图10和图10A是示出弹簧装置的两种振动的横截面图。

图11示出了图10的变型中的一个的插图以及用于轴向与切向方向的弹簧刚度的公式。

图12是具有带有弹簧补偿组件的致动器的电动牙刷的横截面图。

图13是具有一个弹簧补偿系统的电动牙刷的一部分的横截面图。

图14是具有另一个弹簧补偿系统的电动牙刷的一部分的横截面图。

具体实施方式

如上所述，具有谐振驱动致动器系统的图1中示出的传统电动牙刷10将包括把手12与在其前端上具有刷毛部分16的刷头组件14。刷头组件14包括形成致动器的转子部分18的心轴或颈部件17。致动器还包括定子部分20。定子通过电池驱动，具有电子控制，大体上整体以21示出。如上面指出的，此布置导致振动传送到把手12。

图2和图3中示出了图1的用于致动器系统的振动效果。图2示出了驱动定子/转子装置的用于致动器22的转矩的源(T_act)。定子20具有质量惯性矩J_s而转子18具有质量惯性矩J_r。转子18通过弹簧24(指示为k_sr)连接到定子20，其是谐振驱动系统的质量弹簧系统的弹性部分，同时定子机械地连接到具有质量惯性矩J_h的壳体26。J_h分别包括电子装置与电池的质量，而J_r还包括牙刷的刷毛部分的质量。