偏心杆的固定结构及振动发生装置制作方法

畑裕道

2012年11月14日

2011年2月16日

2010年2月26日

欧姆龙健康医疗事业株式会社

A61C17/22GK102781365SQ20118001065

偏心 振动 装置 固定 结构 发生

1.一种偏心杆的固定结构，用于振动发生装置，其特征在于， 具有 旋转驱动单元(20 ),具有驱动轴(21), 大致棒状的偏心杆(30A、30B)，在所述偏心杆(30A、30B)的一端(31)侧具有偏心配重部(33 )，在所述偏心杆(30A、30B)的另一端(32 )侧具有与所述驱动轴(21)相连接的杆部(34)，并且所述偏心杆(30A、30B)借助从所述旋转驱动单元(20)经由所述驱动轴(21)传递来的动力进行旋转， 振动部(40)，在所述振动部(40)的一端(41)侧的内侧具有轴承部(44)，所述偏心杆(30A、30B )的所述一端(31)能够插入到所述轴承部(44 )内，并且，所述振动部(40 )罩住所述偏心杆(30A、30B)； 所述偏心配重部(33)具有沿着所述偏心配重部(33)的长度方向延伸的第一中心轴(33t)， 所述杆部(34)具有沿着所述杆部(34)的长度方向延伸的第二中心轴(34t)， 通过将所述第二中心轴(34t)向所述偏心配重部(33)侧延长来规定延长线(34s)，在未将所述偏心杆(30A、30B)的所述一端(31)插入到所述轴承部(44)内的状态下，所述偏心配重部(33)的所述第一中心轴(33t)与所述延长线(34s)之间的角度(0 )大于0°且在约10°以下， 通过将所述偏心杆(30A、30B)的所述一端(31)插入到所述轴承部(44)内，来使所述偏心杆(30A、30B)固定为，所述偏心杆(30A、30B)的所述一端(31)总是对所述轴承部(44)的内周面施力2.如权利要求I所述的偏心杆的固定结构，其特征在于， 在未将所述偏心杆(30A、30B)的所述一端(31)插入到所述轴承部(44)内的状态下，所述偏心配重部(33)的所述第一中心轴(33t)与所述延长线(34s)之间的角度(0 )在约2.0°以上且在约5.0°以下3.如权利要求I所述的偏心杆的固定结构，其特征在于，所述杆部(34)由轴连接部(34c)和大致圆柱状的杆连接件(34d) —体构成，所述杆连接件(34d)将所述偏心配重部(33)固定在所述杆连接件(34d)的一端(34da)侧，所述轴连接部(34c)安装在所述杆连接件(34d)的另一端(34cb)侧，并且与所述驱动轴(21)相连接，在所述杆连接件(34d)的所述一端(34da)与所述杆连接件(34d)的所述另一端(34cb)之间形成有大致圆柱状的缩颈部(37)，该缩颈部(37)的直径小于其他的部分的直径4.如权利要求3所述的偏心杆的固定结构，其特征在于， 所述杆连接件(34d)的材料是聚甲醛5.如权利要求I所述的偏心杆的固定结构，其特征在于， 所述偏心配重部(33)与所述杆部(34) —体成形6.一种振动发生装置(1A)，其特征在于， 具有权利要求I所述的偏心杆的固定结构

本发明涉及一种偏心杆的固定结构及振动发生装置，特别是涉及一种通过偏心杆的旋转来产生振动的偏心杆的固定结构及振动发生装置

下面，参照附图，针对本发明的各实施方式进行说明在下面的各实施方式中，作为偏心杆的固定结构及振动发生装置的一个例子，基于通过马达的旋转来使振动产生的电动牙刷进行说明在下面的各实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了有特别记载的情况以外，本发明的范围不限于所提及的个数、量在下面说明的各实施方式中，有时对相同部件、等同部件标注相同的附图标记，并且不重复说明[第一实施方式]参照图I 图3，针对本实施方式的电动牙刷IA进行说明(结构)参照图1，电动牙刷IA具有外壳10、马达20 (旋转驱动单元)、偏心杆30A、轴杆40 (振动部)及口腔卫生构件50外壳10、马达20、轴杆40及口腔卫生构件50与上述的电动牙刷I同样构成在轴杆40的一端41侧的内侧设置的轴承部44，可以与轴杆40 —体构成，也可以作为与轴杆40不同的部件来构成外壳10 的材料为例如 ABS树脂(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合成树脂)轴杆40的材料为例如聚碳酸脂(Polycarbonate)在轴杆40的另一端42侧设置成环状的固定构件43的材料优选采用弹性聚合体(Elastomer)口腔卫生构件50的筒状部51的材料为例如聚丙烯(Polypropylene)口腔卫生构件50的刷扫部52的材料为例如尼龙(Nylon)(毛状)本实施方式的口腔卫生构件50为刷状的构件口腔卫生构件50还可以为按摩用的硅片组等参照图2，偏心杆30A形成为大致棒状偏心杆30A在一端31侧具有偏心配重部33，在另一端32侧具有杆部34参照图3，偏心配重部33由圆柱状的插入部33a、剖面呈大致C字形状的重量部33b和连接部33c —体构成偏心配重部33的材料为例如磷青铜通过将轴杆40以罩住偏心杆30A的方式安装在外壳10侧上，来将插入部33a插入到轴杆40的轴承部44内(参照图3下侧)还可以将轴杆40安装在容置于外壳10中并内置有基板和马达等的内壳上在偏心配重部33的长度方向上，插入部33a的中心轴及连接部33c的中心轴大致位于同一直线上插入部33a的中心轴及连接部33c的中心轴规定沿着偏心配重部33的长度方向延伸的第一中心轴33t重量部33b的重心位置从第一中心轴33t向外侧(图3纸面上方一侧)偏尚换言之，重量部33b相对于偏心杆30的中心轴30t偏心杆部34由大致圆柱状的上部杆连接件34a、大致圆柱状(剖面呈大致H形状)的下部杆连接件34b、轴连接部34c来构成上部杆连接件34a (除了一端34aa侧的部分)、下部杆连接件34b和轴连接部34c以第二中心轴34t (后面详细说明)为中心形成为轴对称在此所说的轴对称是指，与第二中心轴34t垂直的剖面形状以第二中心轴34t为中心呈点对称(中心对称)上部杆连接件34a及轴连接部34c的材料为例如聚丙烯下部杆连接件34b的材料能够采用例如弹性聚合体或其他的具有弹性的构件在上部杆连接件34a的一端34aa侧上形成有凹部35偏心配重部33的连接部33c插入嵌合到凹部35内并与凹部35嵌合在下部杆连接件34b的一端34ba侧形成有凹部36上部杆连接件34a的另一端34ab插入到凹部36内并与凹部36嵌合在下部杆连 接件34b的另一端34bb侧形成有凹部38轴连接部34c的一端34ca插入到凹部38内并与凹部38嵌合先准备上部杆连接件34a和轴连接部34c，然后在成形下部杆连接件34b时，使上部杆连接件34a和轴连接部34c和下部杆连接件34b —体化即可在下部杆连接件34b的长度方向的大致中央部上形成有缩颈部37缩颈部37作为整体形成为大致圆柱状缩颈部37的直径比上部杆连接件34a的直径小在轴连接部34c的另一端34cb侧形成有凹部39通过将马达20的驱动轴21插入到凹部39内并与凹部39嵌合，来将偏心杆30A连接到驱动轴21上上部杆连接件34a的中心轴、下部杆连接件34b的中心轴及轴连接部34c的中心轴大致位于同一直线上上部杆连接件34a的中心轴、下部杆连接件34b的中心轴及轴连接部34c的中心轴规定沿着杆部34的长度方向延伸的第二中心轴34t通过将第二中心轴34t向偏心配重部33侧延长，来规定延长线34s在偏心杆30A的一端3 I没有插入到轴承部44内的状态(偏心杆30A的在图3纸面上方一侧所示的状态)下，在偏心配重部33的第一中心轴33t与上述延长线34s之间形成有约2. 0°以上且约5.0°以下的角度Θ换言之，将偏心配重部33以偏心配重部33的第一中心轴33t与杆部34的第二中心轴34t之间的角度在约175°以上且约178°以下的方式固定在杆部34上(作用和效果)轴杆40以罩住偏心杆30A的方式安装在外壳10侧在将插入部33a插入到轴承部44内时，偏心杆30A的一端31侧向箭头ARl (参照图3纸面上方一侧)所示的方向立起参照图I (或图3纸面下方一侧)，轴杆40安装在外壳10侧在偏心杆30A的一端31侧，产生要向箭头AR2所示的方向移位的回复力通过该回复力，插入部33a的外周面总是对所述轴承部的内周面施力换言之，插入部33a的外周面总是压在轴承部44的内周面上使用者操作操作部13以使马达20驱动马达20使驱动轴21旋转偏心杆30A借助从驱动轴21传递来的动力，与驱动轴21 —体进行旋转在偏心杆30A旋转时，插入部33a的外周面相对于轴承部44的内周面滑动根据电动牙刷1A，上述回复力作用在偏心杆30A的一端31侧上偏心杆30A能够在确实保持插入部33a的外周面与轴承部44的内周面的接触状态的状态下旋转即使在马达20使驱动轴21以高速旋转的情况下，(与开头说明的电动牙刷I相比)也能够更好地保持插入部33a的外周面与轴承部44的内周面的接触状态换言之，根据电动牙刷1A，能够获得更多的使插入部33a的外周面与轴承部44的内周面接触的机会如果插入部33a的外周面与轴承部44的内周面接触，则偏心杆30A的两端(一端31及另一端32)成为所谓的固定端偏心杆30A能够稳定地旋转在开头说明的电动牙刷I (参照图10)中，偏心杆30整体的中心轴30t形成为直线状即使轴杆40以罩住偏心杆30的方式安装在外壳10侧，插入部33a的外周面也不会对轴承部44的内周面施力(插入部33a的外周面不压在轴承部44的内周面上)根据电动牙刷1，在马达20使驱动轴21以高速旋转的情况下，不能够保持插入部33a的外周面与轴承部44的内周面的接触状态由此会发出像插入部33a的外周面敲打轴承部44的内周面那样的吧嗒吧嗒的声音偏心杆30变得不能够稳定地旋转结果，因偏心杆30的振动而 发出的声音的大小变大在本实施方式的电动牙刷IA中，在轴杆40以罩住偏心杆30A的方式安装在外壳10上时，由于插入部33a的外周面总是压在轴承部44的内周面上，所以偏心杆30A能够稳定地旋转能够抑制发出像插入部33a的外周面敲打轴承部44的内周面那样的吧嗒吧嗒的声音结果，能够减小因偏心杆30A的振动而发出的声音的大小在电动牙刷IA中，在下部杆连接件34b上形成有整体大致呈圆柱状的缩颈部37缩颈部37的直径比上部杆连接件34a的直径小偏心杆30A易于在缩颈部37弯曲即使在通过使偏心杆30A旋转而使过度的负载作用在偏心杆30A上的情况下，由于缩颈部37弯曲也能够减轻上述负载结果，能够延长偏心杆30A的耐用时间通过采用聚丙烯作为上部杆连接件34a及轴连接部34c的材料，并且采用弹性聚合体(比聚丙烯更柔软)作为下部杆连接件34b的材料，而能够进一步延长偏心杆30A的耐用时间[实施方式2]参照图4及图5，针对本实施方式的电动牙刷进行说明本实施方式的电动牙刷与上述第一实施方式的电动牙刷IA相比，只有偏心杆30B不同，其他结构相同参照图4，偏心杆30B形成为大致棒状偏心杆30B在一端31侧具有偏心配重部33，在另一端32侧具有杆部34参照图5，偏心配重部33由圆柱状的插入部33a、剖面呈大致C字形状的重量部33b及连接部33c —体构成偏心配重部33的材料为例如磷青铜通过将轴杆40以罩住偏心杆30B的方式安装在外壳10上，来使插入部33a插入到轴杆40的轴承部44内(参照图5下侧)在偏心配重部33的长度方向上，插入部33a的中心轴及连接部33c的中心轴位于同一直线上插入部33a的中心轴及连接部33c的中心轴规定沿着偏心配重部33的长度方向延伸的第一中心轴33t重量部33b的重心位置从第一中心轴33t向外侧(图5纸面上方一侧)偏离换言之，重量部33b相对于第一中心轴33t偏心杆部34由大致圆柱状的杆连接件34d和轴连接部34c构成杆连接件34d(除了一端31侧的部分)和轴连接部34c以第二中心轴34t (后面详细说明)为中心形成为轴对称杆连接件34d优选构成为如下的结构到位于图5纸面右侧的缩颈部37 (后面详细说明)为止，杆连接件34d的直径逐渐地变小根据该结构，与杆连接件34d到缩颈部37为止其直径阶梯性地(阶梯状地)变小的情况相比，能够提高杆连接件34d的弹性和耐久性杆连接件34d及轴连接部34c的材料优选采用聚甲醒杆连接件34d与轴连接部34c 一体成形杆连接件34d与轴连接部34c也可以构成为不同的部件在杆连接件34d的一端34da侧形成有凹部35偏心配重部33的连接部33c插入在凹部35内并与凹部35嵌合在杆连接件34d与轴连接部34c构成为不同的部件的(不一体成形)情况下，杆连接件34d的另一端侧与轴连接部34c的一端侧连接偏心配重部33与杆连接件34d优选通过树脂成形来一体成形在杆连接件34d的长度方向上，在杆连接件34d的大致中央部的靠近另一端(靠近轴连接部34c)的部分上形成有缩颈部37缩颈部37作为整体形成为大致圆柱状缩颈部37的直径比杆连接件34d的其他部分的直径小在轴连接部34c的另一端34cb侧形成有凹部39通过将马达20的驱动轴21插入到凹部39内并与凹部39嵌合，来将偏心杆30B与驱动轴21连接 杆连接件34d的中心轴和轴连接部34c的中心轴大致位于同一直线上杆连接件34d的中心轴和轴连接部34c的中心轴规定沿着杆部34的长度方向延伸的第二中心轴34t0通过将第二中心轴34t向偏心配重部33侧延长，来规定延长线34s在偏心杆30B的一端31没有插入到轴承部44内的状态(偏心杆30B的在图5纸面上方一侧所示的状态)下，在偏心配重部33的第一中心轴33t与上述延长线34s之间，形成有约2. 0°以上且约5.0°以下的角度Θ换言之，偏心配重部33以偏心配重部33的第一中心轴33t与杆部34的第二中心轴34t之间的角度在约175°以上且约178°以下的方式固定在杆部34上(作用和效果)轴杆40以罩住偏心杆30B的方式安装在外壳10侧在将插入部33a插入到轴承部44内时，偏心杆30A的一端31侧向箭头ARl (参照图5纸面上方一侧)所示的方向立起参照图5纸面下方一侧，轴杆40安装在外壳10上在偏心杆30A的一端31侧，产生要向箭头AR2所示的方向移位的回复力通过该回复力，插入部33a的外周面总是对所述轴承部的内周面施力换言之，插入部33a的外周面总是压在轴承部44的内周面上在本实施方式的电动牙刷中，与上述第一实施方式的电动牙刷IA相同，偏心杆30B能够稳定地旋转结果，能够减小因偏心杆30B的振动而发出的声音的大小在本实施方式的电动牙刷中，在杆连接件34d上形成有整体大致呈圆柱状的缩颈部37缩颈部37的直径比杆连接件34d的其他部分的直径小，偏心杆30A易于在缩颈部37弯曲即使在通过使偏心杆30B旋转而使过度的负载作用在偏心杆30B上的情况下,通过缩颈部37弯曲也能够减轻上述负载结果，能够延长偏心杆30B的耐用时间通过采用聚甲醛作为杆连接件34d的材料，能够进一步延长偏心杆30B的耐用时间本实施方式的偏心杆30B的杆部34作为一个部件，由杆连接件34d及轴连接部34c构成(还可以作为两个部件，由杆连接件34d及轴连接部34c构成)另一方面，第一实施方式的偏心杆30A的杆部34由三个部件(上部杆连接件34a、下部杆连接件34b及轴连接部34c)构成通过本实施方式的电动牙刷，能够减小部件个数并削减制造费用在将杆连接件34d与偏心配重部33 —体成形的情况下，可以将偏心配重部33放置在规定的模具中，并通过树脂成形与杆连接件34d —体化在该情况下，由于偏心配重部33为同轴形状即可，所以能够抑制制造费用，并且制造工艺本身也简单另一方面，在杆连接件34d不与偏心配重部33 —体成形的情况下，需要将偏心配重部33插入嵌合到杆连接件34d上在该情况下，在杆连接件34d侧设置孔是有些困难的，并且需要将偏心配重部33构成为非同轴形状[实施方式2的实验结果]参照图6及图7，针对实施方式2的实验结果进行说明在实施方式2的结构中，测定使偏心配重部33的第一中心轴33t (参照图5)与延长线34s之间的角度Θ变化时的、从电动牙刷发出的振动声音的噪声等级N的变化(参照图6)及电动牙刷的消耗电流IC (A)的变化在此所说的噪声等级是指，基于振动声音的频率及声压等计算出的规定的值在该实验所使用的电动牙刷中，偏心配重部33的全长为约23mm杆部34的全长为约45mm偏心配重部33的材料为磷青铜杆部34的直径为约3mm杆部34的缩颈部37的直径为约I. 57mm杆部34的材料为聚甲醛偏心配重部33的插入部33a的直径为约I. 98mm轴杆40的轴承部44的内周面的直径为约2. 00mm马达20的旋转速度为约33000spmo参照图6，在角度Θ为0°时，噪声等级N很大从图中可得知随着使角度Θ大于0°，噪声等级N急剧减小当角度Θ在约2.0°以上时，噪声等级N基本不再减小在角度Θ大于约10°时，虽然噪声等级N维持在减小的状态，但变得难以组装偏心杆与轴杆(轴承部)参照图7，在角度Θ在0°以上且约5°以下时，基本看不到消耗电流IC发生变化随着角度Θ大于约5° ,消耗电流IC增加从上述内容得知优选角度Θ在约2. 0°以上且约5. 0°以下还得知更优选角度Θ在约3.0°以上且约3. 5°以下此外，用第一实施方式的结构也进行了相同的实验，得知优选角度Θ在约2.0°以上且约5.0°以下还得知更优选角度Θ在约3.0°以上且约3. 5°以下上面，作为本发明的各实施方式，针对偏心杆的固定结构及振动发生装置将电动牙刷作为一个例子进行了说明，应该注意的是，本次公开的实施方式在所有方面只是例示性的，而非限定例如，在上述各实施方式的电动牙刷中，基于形成为大致直线状的大致圆筒状的外壳进行了说明，但本发明不限于此上述外壳还可以构成为中间有一部分弯曲，以便使用者更易于把持另外，在上述各实施方式中，作为所谓的刷更换型的电动牙刷的结构，基于能够更换用于罩住轴杆40的口腔卫生构件50整体的形态进行了说明，但本发明不限于此本发明能够适用于如下的形态口腔卫生构件50为不具有筒状部51的结构(筒状部51与轴杆40为一体的结构)，能够只更换刷扫部52及植入刷扫部52的底座部分附近部分本发明还能够适用于如下的形态口腔卫生构件50不具有筒状部51的结构，而将刷扫部52直接设置在轴杆40上(不能更换刷扫部)另外，本发明的偏心杆的固定结构及振动发生装置，不限于适用于电动牙刷，还能够适用于例如，带振动器(vibrator)功能的头皮用刷子、牙科用电动治疗器具或电动工具等本发明的范围由权利要求书的范围示出，包括与权利要求书的范围等同的含义以及在该范围内的所有变更的内容附图标记说明I、IA电动牙刷10 外壳 ll、31、34aa、34ba、34ca、34da、41 一端13操作部，20 马达，21驱动轴，30、30A、30B 偏心杆30t中心轴32、34ab、34bb、34cb、42 另一端33偏心配重部33a插入部33b重量部33c连接部33t第一中心轴34 杆部34a上部杆连接件34b下部杆连接件34c轴连接部34d杆连接件34s延长线34t第二中心轴35、36、38、39 凹部37缩颈部40 轴杆40t基准轴43固定构件44轴承部50 口腔卫生构件51筒状部52刷扫部，AR1、AR2 箭头IC消耗电流N噪声等级Θ 角度