用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置.pdf

本发明涉及一种用于驱动电动牙刷刷元件(5)的驱动装置。根据本发明的驱动装置具有第一驱动部件(25)和第二驱动部件(26)，第一驱动部件用于产生磁场，第二驱动部件通过磁场的作用不仅可以被平移地驱动也可以被旋转地被驱动。此外，根据本发明的驱动装置具有可从预定位置偏转出来的传递元件(4)，该传递元件(4)用于沿着传递元件(4)的纵轴线(3)将第二驱动部件(26)的平移运动和旋转运动传递至刷元件(5)。根据本发明的驱动装置的特别之处在于，传递元件(4)的从预定位置出来的偏转沿着传递元件(4)的纵轴线(3)发生变化。

1.  用于驱动电动牙刷刷元件(5)的驱动装置，所述驱动装置具有：
-第一驱动部件(25)，用于产生磁场；
-第二驱动部件(26)，所述第二驱动部件(26)通过所述磁场的作用不仅能够被平移地驱动而且能够被旋转地驱动；
-能从预定位置偏转出来的传递元件(4)，所述传递元件(4)用于沿着所述传递元件(4)的纵轴线(3)将所述第二驱动部件(26)的平移运动和旋转运动传递至所述刷元件(5)，
其特征在于，所述传递元件(4)的从所述预定位置出来的所述偏转沿着所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)发生变化。

2.  根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)的所述预定位置相应于平衡位置，所述传递元件(4)在所述磁场对所述第二驱动部件(26)不发生作用的情况下，持续占据所述平衡位置。

3.  根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述平衡位置设置在所述传递元件(4)的某一位置之外，在所述某一位置上，所述磁场对所述第二驱动部件(26)的作用具有最大值。

4.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，在传递所述第二驱动部件(26)的所述平移运动和所述旋转运动时，所述传递元件(4)的至少一个轴向位置(12、14)仅实施旋转运动。

5.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)从所述预定位置出来的所述偏转的、横向于所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)定向的分量沿所述传递元件(4)纵轴线(3)线性地或者依赖于非线性函数地发生变化。

6.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)从所述预定位置出来的所述偏转在同一时间在沿着所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)的第一区域内具有第一方向并且在沿着所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)的第二区域内具有反向于所述第一方向的第二方向。

7.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)能够被激励产生平移振动和旋转振动。

8.  根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述平移振动和所述旋转振动具有不同的共振频率。

9.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)能够被激励产生环绕摆动轴线(12)的摆动振动，所述摆动轴线(12)横向于所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)地延伸。

10.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)能够被激励产生横向于所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)的弯曲振动。

11.  根据权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)能够被选择性地激励产生摆动振动或者弯曲振动。

12.  根据权利要求7至11之一所述的驱动装置，其特征在于，设置至少一个悬挂件(10、11、15)，用以支撑所述传递元件(4)，所述悬挂件(10、11、15)使得所述传递元件(4)的所述旋转振动和/或所述平移振动成为可能。

13.  根据权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，针对所述传递元件(4)的所述旋转振动和所述平移振动，设置不同的悬挂件(10、11、15)。

14.  根据权利要求12或13之一所述的驱动装置，其特征在于，所述悬挂件(10)设置在所述传递元件(4)的所述摆动轴线(12)的区域内或者设置在所述传递元件(4)的振动节点(14)的区域内。

15.  根据权利要求12至14之一所述的驱动装置，其特征在于，所述悬挂件(11)设置在所述传递元件(4)的轴向端部的区域内。

16.  根据权利要求12至15之一所述的驱动装置，其特征在于，至少一个悬挂件(10、11、15)被构造为弹性元件或者具有弹性元件。

17.  根据权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，所有悬挂件(10、11、15)被构造为弹性元件或者具有弹性元件。

18.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)具有耦合区域(6、7)，用以耦合所述刷元件(5)。

19.  根据权利要求18所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)的所述平移振动和所述旋转振动之间的振幅比在所述传递元件(4)的所述耦合区域(6、7)内是能改变的。

20.  根据权利要求18或19之一所述的驱动装置，其特征在于，所述耦合区域(6、7)通过其形状对所述刷元件(5)相对于所述传递元件(4)的定向如此规定，即，设置在所述刷元件(5)上的刷毛与所述传递元件(4)的所述平移振动的偏转方向围成一锐角。

21.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)与所述第二驱动部件(26)抗扭地连接。

22.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)与所述第二驱动部件(26)刚性地连接。

23.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)被构造为轴。

24.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动部件(26)在轴向上靠近所述第一驱动部件(25)地设置。

25.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动部件(25)具有线圈(27)。

26.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动部件(25)具有极靴装置(33)，所述极靴装置(33)具有内极靴元件(35)和外极靴元件(36)，所述外极靴元件(35)在径向上围绕所述内极靴元件(36)。

27.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动部件(26)具有至少一个永磁体(31)。

28.  根据前述权利要求之一所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动部件(25)和所述第二驱动部件(26)设置在由铁磁性材料制成的壳体(29)内部。

29.  用于驱动电动牙刷刷元件(5)的驱动装置，所述驱动装置具有：
-第一驱动部件(25)，用于产生磁场；
-第二驱动部件(26)，所述第二驱动部件(26)通过所述磁场的作用不仅能够被平移地驱动而且能够被旋转地驱动；
能从预定位置偏转出来的传递元件(4)，所述传递元件用于沿着所述传递元件(4)的纵轴线(3)将所述第二驱动部件(26)的平移运动和旋转运动传递至所述刷元件(5)，其特征在于，所述传递元件(4)在其两个轴向端部之间固定在悬挂件(10)上。

30.  根据权利要求29所述的驱动装置，其特征在于，所述传递元件(4)的所述轴向端部能够自由运动。

31.  根据权利要求29或30之一所述的驱动装置，其特征在于，所述悬挂件(10)被构造为弹性元件或者具有弹性元件。

32.  根据权利要求29至31之一所述的驱动装置，其特征在于，设置有其自身能扭转的片簧装置(19、22)，用以产生旋转振动。

33.  用于驱动电动牙刷刷元件(5)的驱动装置，所述驱动装置具有：
-第一驱动部件(25)，用于产生磁场；
-第二驱动部件(26)，所述第二驱动部件(26)具有在轴向上靠近所述第一驱动部件(25)地设置的磁体装置(30)，所述磁体装置(30)具有多个永磁体(30)或者磁化区域，
其特征在于，所述磁体装置(30)内的所述永磁体(31)或者所述磁化区域在其尺寸和其磁定向方面依照如下的模式来设置，所述模式既不是轴线对称的，也不是点对称的。

34.  根据权利要求33所述的驱动装置，其特征在于，所述磁体装置(30)具有不同大小的永磁体(31)或者磁化区域。

35.  用于驱动电动牙刷刷元件(5)的驱动装置，所述驱动装置具有：
-第一驱动部件(25)，用于产生磁场；
-第二驱动部件(26)，所述第二驱动部件(26)具有在轴向上靠近所述第一驱动部件(25)地设置的磁体装置(30)，所述磁体装置(30)具有多个永磁体(30)或者磁化区域，
其特征在于，所述磁体装置(30)在所述永磁体或者所述磁化区域的尺寸和磁定向方面如此构造，即，在由所述第一驱动部件(25)产生的所述磁场起作用时，对所述第二驱动部件(26)施加力和扭矩。

36.  具有用于驱动刷元件(5)的驱动装置的电动牙刷，其特征在于，所述驱动装置依照前述权利要求之一来构造。

37.  用于运行电动牙刷的驱动装置的方法，其中，由第一驱动部件(25)产生磁场，通过所述磁场的作用使第二驱动部件(26)平移运动和旋转运动，并且所述第二驱动部件(26)的所述平移运动和所述旋转运动通过传递元件(4)的从预定位置出来的偏转沿着所述传递元件(4)的纵轴线(3)传递至刷元件(5)，其特征在于，所述传递元件(4)的从所述预定位置出来的所述偏转沿着所述传递元件(4)的所述纵轴线(3)发生变化。

用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置。此外，本发明还涉及具有这种驱动装置的电动牙刷，以及运行该驱动装置的方法。
背景技术
EP 1 193 844 A1公开了一种线性振荡器，其中，转子设置在被构造为定子的壳体中，该转子实施往复运动。此外，用于控制转子振幅的主轴可运动地设置在壳体内。转子和主轴借助于弹簧相互耦合并且与壳体耦合。尤其能够借助于螺旋弹簧实现转子与壳体的耦合，其中，螺旋弹簧的一个端部固定在壳体上，而另一端部固定在转子上。在这种设置方式中，弹簧在压缩和伸长时不仅在轴向上施加力而且相应略微扭转转子，从而尤其是当以振荡转动运动的共振频率进行激励时，发生振荡的转动运动。这样产生的振荡转动运动与线性振动运动耦合，并且强制性地以如下所述为前提，即，激励产生线性振动运动。此外，振荡转动运动始终具有与线性振动运动相同的频率，从而变动可能性非常有限。
由DE 103 55 446 A1公开了一种用于电动小型装置的电动马达，该电动马达具有磁体装置，所述磁体装置具有至少一个永磁体和用以产生磁场的线圈。磁场在与磁体装置的相互作用下产生用于激励产生线性振动运动的力以及造成旋转振动运动的扭矩。线性振动运动能够平行或者垂直于旋转振动运动的轴线地定向。
发明内容
本发明的任务在于，以尽可能最优化的方式驱动电动牙刷刷元件。
该任务通过具有权利要求1的特征组合的驱动装置以及通过具有权利要求29的特征组合的电动牙刷和通过具有权利要求30的特征组合的方法来解决。
用于驱动电动牙刷刷元件的根据本发明的驱动装置具有第一驱动部件和第二驱动部件，第一驱动部件用于产生磁场，第二驱动部件通过磁场的作用不仅能够被平移地驱动也可以被旋转地驱动。此外，根据本发明的驱动装置具有可从预定位置偏转出来的传递元件，该传递元件用于沿着传递元件的纵轴线将第二驱动部件的平移运动和旋转运动传递至刷元件。根据本发明的驱动装置的特别之处在于，传递元件的从预定位置出来的偏转沿着传递元件的纵轴线发生变化。这意味着，在本发明驱动装置的运行状态下，传递元件的偏转不在传递元件的整个纵轴线上连续具有相等的值，而是沿着纵轴线存在如下的位置，在这些位置上，传递元件的偏转具有不同的值。
本发明的优点在于，以比较低的成本产生旋转运动和平移运动，并且能够将该旋转运动和平移运动传递至刷元件。在此，特别有利的是，驱动装置被构造为直接驱动装置，并且直接通过磁场对第二驱动部件的作用而产生旋转运动和平移运动。因此，不需要如下的传动装置，所述传动装置由旋转运动产生平移运动，或者反之由平移运动产生旋转运动。
其它优点在于，对于驱动装置的可运动部件的支承不需要滚动支承或者滑动支承，并且借助于该驱动装置能够生成大幅度的运动模式，其中，最多必须在驱动装置上进行略微的结构变动。另外，优点在于，通过该驱动装置很少会产生不希望的振颤。
传递元件的预定位置优选相应于平衡位置，传递元件在磁场没有对第二驱动部件起作用的情况下持续占据该平衡位置。从而，驱动装置可以如此构造，即，磁场对第二驱动部件的作用在平衡位置上具有最大值。例如在刷牙时能够通过刷元件的挤压力而产生的从外部作用的力推移传递元件，进而导致驱动装置的驱动力降低。同样可行的是，如此构造驱动装置，即，平衡位置设置在传递元件的某一位置之外，在所述某一位置上，磁场对第二驱动部件的作用具有最大值。驱动装置的这种构造方式的优点在于，驱动装置驱动力首先随刷元件挤压力的升高而增加，进而阻止在挤压力上升时对刷元件运动的侵扰。
在驱动装置的优选实施例中，在对第二驱动部件的平移运动和旋转运动进行传递时，传递元件的至少一个轴向位置仅实施旋转运动。这种方式的优点在于，通过将传递元件悬挂在这样的轴向位置上能够将对不希望的振颤的传递保持得非常小。
驱动装置优选如此构造，即，传递元件从预定位置出来的偏转的、横向于传递元件纵轴线定向的分量沿所述传递元件的纵轴线发生线性变化或者依据非线性函数发生变化。同样可行的是，传递元件从预定位置出来的偏转在同一时间在沿着传递元件纵轴线的第一区域内具有第一方向并且在沿着传递元件纵轴线的第二区域内具有反向于第一方向的第二方向。
特别有利的是，传递元件能够被激励产生平移振动或者旋转振动。因而，可以实现驱动装置的较高效率。平移振动和旋转振动优选具有不同共振频率。这种方式的优点在于，能够选择性地激励产生平移振动和旋转振动。传递元件尤其能够激励产生环绕摆动轴线的摆动振动，所述摆动轴线横向于传递元件纵轴线地延伸。以这种方式能够产生比较大的偏转，并且通过选择摆动轴线的轴向位置而非常简单地实现对于将第二驱动部件的运动传递至刷元件所希望的加速比或者减速比。同样也是可行的是，传递元件能够被激励产生横向于传递元件纵轴线的弯曲振动。因此，能够获得相对较高的振动频率，并且仅需要比较小的驱动力。此外，通过传递元件包括刷元件的刚性的配合能够预定规定加速比或者减速比。另一优点在于，已经在传递元件内部对进行振动的物体进行平衡，进而几乎不产生不希望的振颤。特别有利的是，传递元件能够选择性地被激励产生摆动振动或者弯曲振动。由此，实现了在不同运动模式之间进行选择的可能性，进而允许在电动牙刷使用者一方个别地适配优选运动模式。
驱动装置具有至少一个悬挂件用于支撑传递元件，该悬挂件使得传递元件的旋转振动和/或平移振动成为可能。优选针对传递元件的旋转振动和平移振动而设置不同的悬挂件。这种方式的优点在于，悬挂件能够最优化地与相应的振动运动相协调并且每个悬挂件的负荷很小。在驱动装置的优选实施例中，悬挂件设置在传递元件摆动轴线的区域内或者设置在传递元件振动节点的区域内。在那里悬挂件的负荷是最小的，并且最多在非常小的范围内出现不希望的振颤通过悬挂件的传递。此外，还存在这样的可能性，即，悬挂件设置在传递元件的轴向端部区域内。特别有利的是，至少一个悬挂件被构造为弹性元件或者具有弹性元件。这种悬挂件可以廉价地实现，并且不会遭受明显的损耗。此外，摩擦可以保持得非常小。另一优点在于，这种悬挂件能够同时用作用于传递元件振动运动的回复元件。尤其是所有悬挂件能够被构造为弹性元件或者具有弹性元件。在这种情况下，能够彻底省去用于支撑传递元件的滚动支承或者滑动支承的开支。
传递元件可以具有用于耦合刷元件的耦合区域。在这里优点在于，传递元件的平移振动和旋转振动之间的振幅比在传递元件的耦合区域内是可以改变的。这使得由电动牙刷使用者个别地调整所希望的运动模式成为可能。在驱动装置的优选实施例中，耦合区域通过其形状相对于传递元件如此规定刷元件的定向，即，设置在刷元件上的刷毛与传递元件平移振动的偏转方向围成一锐角。由此，利用电动牙刷能够获得很高的清洁效果。
传递元件优选抗扭地与第二驱动部件连接。尤其是传递元件与第二驱动部件刚性地连接。由此，能够以很小的成本确保将第二驱动部件的运动可靠地传递至传递元件。所述传递元件例如被构造为轴。
在驱动装置的优选实施例中，第二驱动部件在轴向上靠近第一驱动部件地设置。这种方式的优点在于，第二驱动部件在径向上的平移运动不受第一驱动部件妨碍。第一驱动部件优选具有线圈。因为第一驱动部件最多稍微地运动，所以不会对给线圈馈电所需的布线产生干扰影响。此外，第一驱动部件具有极靴装置，极靴装置具有内极靴元件和外极靴元件，外极靴元件在径向上围绕内极靴元件。以这种方式能够形成由第一驱动部件产生的磁场的有利的场分配方式，并且由此非常有效率地产生希望的驱动。第二驱动部件优选具有至少一个永磁体。这种方式的优点在于，第二驱动部件不需要布线。第一驱动部件和第二驱动部件优选设置在由铁磁性材料制成的壳体内部。以这种方式能够有效地屏蔽漏磁场。
此外，本发明涉及用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置，该驱动装置具有第一驱动部件和第二驱动部件以及传递元件，第一驱动部件用于产生磁场，第二驱动部件通过磁场的作用不仅能够平移地驱动，也可以旋转地驱动，可从预定位置偏转出来的传递元件用于沿着传递元件的纵轴线将第二驱动部件的平移运动和旋转运动传递至刷元件。传递元件在其两个轴向端部之间固定在悬挂件上。
传递元件在其两个轴向端部之间的固定能够以很小的开支实现，并且使得将第二驱动部件的驱动运动有效地传递至刷元件成为可能。在这里优点还在于，传递元件的轴向端部可以自由运动。悬挂件可以被构造为弹性元件或者具有弹性元件。此外，能够设置其自身可扭转的片簧装置，用于产生旋转振动。
此外，本发明涉及一种用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置，所述驱动装置具有用于产生磁场的第一驱动部件以及第二驱动部件，第二驱动部件具有在轴向上靠近第一驱动部件地设置的磁体装置，所述磁体装置具有多个永磁体或者磁化区域。永磁体或者磁化区域在磁体装置内在其尺寸及其磁定向方面依据如下的模式来设置，所述模式既不是轴线对称的，也不是点对称的。
这种方式的优点在于，根据本发明的驱动装置能够紧凑地构造，并且通过第一驱动部件与第二驱动部件之间直接的相互作用不仅能够产生平移运动而且能够产生旋转运动。在此特别有利的是，磁体装置具有不同大小的永磁体或者磁化区域。
此外，本发明涉及一种用于驱动电动牙刷刷元件的驱动装置，所述驱动装置具有用于产生磁场的第一驱动部件以及第二驱动部件，第二驱动部件具有在轴向上靠近第一驱动部件地设置的磁体装置，所述磁体装置具有多个永磁体或者磁化区域。磁体装置在永磁体的或者磁化区域的尺寸和磁定向方面如此构造，即，在通过第一驱动部件产生的磁场发生作用时，对第二驱动部件施加力和扭矩。
尤其是磁体装置能够如此构造，即，在以对称方式构造的磁场的作用下产生力和扭矩。
本发明还涉及一种电动牙刷，所述电动牙刷具有前面介绍的、用于驱动刷元件的驱动装置之一。
在用于运行电动牙刷驱动装置的根据本发明的方法中，由第一驱动部件产生磁场。通过磁场的作用使第二驱动部件平移运动和旋转运动。第二驱动部件的平移运动和旋转运动通过传递元件从预定位置出来的偏转沿着传递元件纵轴线的偏转传递至刷元件。根据本发明方法以如下所述见长，即，传递元件的从预定位置出来的偏转沿着传递元件的纵轴线变化。
正如以上所描述的那样，本发明的单个特征也能够以另外的方式相互组合，并且下面借助实施例进行详细介绍。此外，正如以下描述的那样，本发明以可以在以其它类型构造的牙刷中应用。
附图说明
以下借助在附图中示出的实施例进一步描述本发明。
其中：
图1以透视图示出根据本发明构造的电动牙刷的实施例；
图2以侧视图示出电动牙刷的图1所示的实施例；
图3以透视图示出轴的支承方式的实施例；
图4以侧视图示出对应第一振动状态的、根据图3支承的轴；
图5以侧视图示出对应第二振动状态的、根据图3支承的轴；
图6以透视图示出弹簧托架的实施例，所述弹簧托架用于接纳第一弹簧和第二弹簧；
图7以透视图示出振动系统的实施例；
图8以透视图示出一组片簧模块的实施例；
图9示出电动马达的第一原理图；
图10示出电动马达的第二原理图；
图11示出电动马达的第三原理图；
图12以透视图示出电动马达的一实施例；
图13以透视图示出电动马达的另一实施例；
图14以俯视图示出电动马达的图12所示实施例的极靴装置；
图15以透视图示出电动马达的图12所示实施例的磁体装置；
图16以透视图示出的电动马达的图13所示实施例，所述电动马达不具磁体装置也不具极靴装置；
图17以透视图示出电动马达的图16所示实施例的极靴装置；以及
图18以透视图示出电动马达的图16所示实施例的磁体装置。
具体实施方式
图1以透视图示出根据本发明构造的电动牙刷的实施例。图2以侧视图示出电动牙刷的图1所示的实施例。
均以不具壳体的方式示出该电动牙刷，以便能看见设置在壳体内部的部件。电动牙刷具有电动马达1和振动系统2，电动马达1和振动系统2沿着共同的纵轴线3在轴向上彼此相邻地设置。振动系统2尤其具有轴4，插装刷5插在轴4上。插装刷5仅在图1中示出。图2示出不具插装刷5的电动牙刷，从而可以看到轴4的接纳插装刷5的区域。在该区域内构成有平整部6和凹部7，平整部6和凹部7用于将插装刷5抗扭地且在轴向上固定在轴4上。振动系统2的其它部件以及电动马达1的部件在下面还要进行详尽介绍。
电动马达1用于使振动系统2进入限定的振动状态。在此，尤其能够产生插装刷5环绕纵轴线3的旋转振动运动以及插装刷5横向于纵轴线3的平移振动运动，所述旋转振动运动由方向箭头8示出，所述平移振动运动由方向箭头9示出。
图3以透视图示出对于轴4的支承方式的实施例。在所示的实施例中，轴4借助于第一弹簧10和第二弹簧11支承。第一弹簧10在轴向上设置在轴4的两个端部之间，并且使得轴4能够环绕摆动轴线12进行摆动运动，摆动轴线12通过第一弹簧10限定，并且横向于纵轴线3延伸。结合图4详细介绍这种摆动运动。
第二弹簧11设置在轴4的与插装刷5接纳区域相反的轴向端部区域内，并且在平行于摆动轴线12的方向上具有高刚度，而在垂直于摆动轴线12和纵轴线3的方向上具有低刚度。由此，第二弹簧11在摆动运动中作为轴4的附加引导部起作用，方法是第二弹簧11通过抑制平行于摆动轴线12的运动以及允许环绕摆动轴线12的运动。
图4以侧视图示出对应第一振动状态的、根据图3支承的轴4。第一振动状态的特征在于，轴4环绕摆动轴线12周期性地摆动运动。图4示出这种摆动运动的两个快照。第一快照是关于平衡状态的，如果轴4没有激励产生振动运动，则在该平衡状态下，轴4保持处于平衡位置。针对平衡状态，图4示出轴4和两个弹簧10和11的轮廓。在摆动运动时，轴4在周期性时间间隔占据相应于平衡状态的位置。轴4的位置在图4中通过其中心线表明，其中，在平衡状态下的中心线被配以附图标记13。
此外，在图4中还示出已偏转状态。针对已偏转状态，图4中仅再现了轴4的中心线，并且以附图标记13′标识。在已偏转状态下，轴4相对于平衡状态环绕摆动轴线12倾斜，从而偏转状态下轴4的中心线13′与平衡状态下轴4的中心线13相互围成一角度。这意味着，轴4从静止位置出来的偏转沿轴4是变化的，并且在同一时间在摆动轴线12的两侧存在朝向相反侧的偏转。在此，偏转应该被理解为偏转状态下轴4上的点与静止状态下该同一点之间的间距。附加于偏转的位置依赖性地，在摆动运动期间还存在偏转的时间依赖性，从而对于轴4上固定轴向位置的偏转时间性地发生变化。即使在不同于前述摆动运动的其它类型的运动方式中，以及在牙刷的其它类型构造方式中也能够设置偏转的位置依赖性和时间依赖性。通过摆动轴线12的轴向位置，进而通过第一弹簧10，能够改变轴4在一侧轴4的由电动马达1驱动的端部与另一侧轴4的接纳插装刷5的端部之间的杠杆作用。换句话说，通过第一弹簧10的轴向位置来预定电动马达1和插装刷5之间的加速比或者减速比。
前面介绍的摆动振动是轴4的基本振动。除了这种基本振动，也可以激励出更高的自有模式(Eigenmode)。更高的自有模式分别相应于呈静止的轴4形式的弯曲振动。在图5中示出这种弯曲振动的示例。
图5以侧视图示出对应第二振动状态的、根据图3支承的轴4。第二振动状态的特征在于，轴4执行呈所示弯曲振动形式的第一谐振动。第一谐振动具有两个振动节点14，在这两个振动节点14上，轴4停留在其平衡位置。在振动节点14之外，轴4的偏转进行时间性地变化。此外，轴4在振动节点14之外的偏转由于在特定时间点上的弯曲而沿着轴4发生变化。
第一弹簧10优选设置在其中一个振动节点14的范围内。这产生的结果是，第一弹簧10不会阻碍轴4的弯曲振动，并且几乎不会通过第一弹簧10将振颤传递至电动牙刷未示出壳体。
通过轴4和插装刷5的刚度能够对轴4的驱动端部和插装刷5之间的运动的加速比产生影响。按照这种方式，不仅可以实现增加行程而且也可以实现减少行程。
图6以透视图示出弹簧托架15的实施例，弹簧托架15用于接纳第一弹簧10和第二弹簧11。弹簧托架15在第一接纳框16内接纳第一弹簧10，以及在第二接纳框17内接纳第二弹簧11，第一接纳框16的形状与第一弹簧10相协调，而第二接纳框17的形状与第二弹簧11相协调。这两个接纳框16和17借助平行于纵轴线3延伸的连接片18刚性地相互连接。
图7以透视图示出振动系统2的实施例。振动系统2具有图6所示的弹簧托架15。在弹簧托架15的第一接纳框16附近安装四个呈长方形构造的片簧19，这些片簧19借助各一个端部安装在弹簧托架15上。例如，这些片簧19均在弹簧托架15与夹持件20之间的端部被夹紧。片簧19的纵向侧关于轴4在轴向上延伸。片簧19的窄侧关于轴4在径向上延伸。片簧19以其自由端部分别成对地固定在保持块21上。片簧19的这种设置方式阻止了在保持块21和弹簧托架15之间的、平行于轴4的轴向以及平行于轴4的径向的相对运动。然而，弹簧托架15可以相对于保持块21在一定界限内扭转。
因而，振动系统2的前述构造方式附加于已经详细描述过的、轴4的摆动振动或者弯曲振动，还实现了弹簧托架15包括轴4相对于保持块21环绕纵轴线3的旋转振动。这种旋转振动优选具有与摆动振动或者弯曲振动不同的共振频率。由此，通过相对于共振频率选择激励频率优选可以激励产生摆动振动或者弯曲振动或者旋转摆动。如果摆动振动和弯曲振动具有不同共振频率，则也可以通过选择激励频率，优选一方面激励产生摆动振动或者另一方面激励产生弯曲振动。通过在共振频率之间的激励频率能够产生组合的振动运动。同样也可以执行具有多个频率部分的激励，这些频率部分优选接近各相应共振频率，并且以这种方式产生组合式振动运动。
图8以透视图示出一组片簧模块22的实施例。片簧模块22能够取代图7所示的单个片簧19，用于将弹簧托架15以可转动运动方式固定在保持块21上。在此，每个片簧模块22代替两个片簧19。片簧模块22分别被实施为冲压/弯曲件，在冲压/弯曲件内集成有各两个片簧19。两个片簧19在其端部借助于各一个弓形件23相互连接。弓形件23与片簧19一体地构造。
通过应用片簧模块22代替片簧19，从而将待安装的构件的数量降低了两个。此外还简化了片簧19的精确取向。这使得安装成本得以降低。
图9示出电动马达1的第一原理图。在图9中还绘出了轴4和弹性元件24，并由此示出振动系统2。电动马达1具有定子25和转子26，它们在轴向上并排设置。
定子25具有线圈27、线圈芯28和线圈壳体29。线圈27围绕线圈芯28卷绕，并且设置在线圈壳体29内。线圈芯28和线圈壳体29都由铁磁性材料制成。
转子26具有磁体装置30，磁体装置30以机械方式与轴4连接。这种连接优选是刚性地构造。在图9的实施例中，磁体装置30具有永磁体31，永磁体31的北极/南极延伸部横向于线圈芯28的纵向延伸部延伸。同样也可以设置两个永磁体31，这两个永磁体31的北极/南极指向分别平行于纵轴线3地延伸，并且这两个永磁体31以反平行的极性并排地设置。在这种替代可能性也存在于以其它方式构造的磁体装置30中。
在电流通过线圈27时产生磁场，磁场方向取决于线圈27内的电流方向。通过磁场对永磁体31的作用产生平行于永磁体31的北极/南极延伸部的磁力，由此磁体装置30从其平衡位置偏转出来。弹性元件24产生指向平衡位置的回复力。在平衡位置上，磁体装置30相对于线圈芯28居中地设置。由于周期性地换向或者至少优选以接近振动系统2(振动系统2也连同包括磁体装置30)的共振频率的频率接通和关断线圈电流，振动系统2被激励产生已经介绍过的摆动振动或者弯曲振动。因为未产生扭矩，所以未激励产生旋转振动。
图10示出电动马达1的第二原理图。第二原理图与图9的差别在于磁体装置30。代替唯一的永磁体31地，磁体装置30具有两个以反平行极性并排设置的永磁体31。永磁体31的这种定向的结果是，通过从线圈27产生的磁场对磁体装置30的作用而产生扭矩，并由此使得磁体装置30从平衡位置转动出来。在平衡位置上，永磁体31的北极/南极延伸部以相对于线圈芯28的纵向延伸部呈直角的方式定向。弹性元件24产生指向平衡位置的返回力矩。通过周期性地改变由线圈27产生的磁场(这种改变可以通过相应地改变线圈电流而产生)，振动系统2能够被激励产生旋转振动。因为仅产生力矩，所以未激励产生摆动振动或者弯曲振动。
图11示出电动马达1的第三原理图。在第三原理图中，转子26具有如下的磁体装置30，该磁体装置30相应于依照第一原理图和第二原理图的磁体装置30的组合。在此，依照第一原理图的永磁体31设置在依照第二原理图的两个永磁体31之间。由线圈27产生的磁场对中间的永磁体31起作用而产生力；由线圈27产生的磁场对两个外永磁体31起作用而产生扭矩。因而不仅可以激励产生摆动振动或者弯曲振动而且可以激励产生旋转振动。通过相对于共振频率选择激励频率而存在这样的可能性，即，相应更主要地激励产生摆动振动、弯曲振动或者旋转振动。同样也可行的是，以所希望的振幅比一方面激励产生摆动振动或者弯曲振动，另一方面激励产生旋转振动。也能够通过多个激励频率的叠加来获得不同振动类型的、所希望的振幅比。
如果磁体装置30居中地定位于线圈芯28之上，也就是说，处于平衡位置，则通过由线圈27产生的磁场对磁体装置30的作用而产生的力是最大的。如果磁体装置30通过外力从平衡位置推移出来，则通过磁场作用产生的力会减小。外力尤其是在刷牙期间插装刷5承受的推压力。因此还有这种可能性，即，从预定的推压力起，不再激励产生摆动振动或者弯曲振动。
这也是可行的，即，对电动马达1如此进行改动，即，在平衡状态下磁体装置30相对于线圈芯28以在外部居中的方式设置。在这种改动下，插装刷5的增加的推压力首先导致对摆动振动或者弯曲振动更强的激励。如果磁体装置30由于推压力而相对于线圈芯28居中地定位，则进行对摆动振动或者弯曲振动最大程度的激励。继续增加的推压力导致磁体装置30再次离开相对于线圈芯28的居中位置，并且相应地，对摆动振动或者弯曲振动的激励再次减弱。
图12以透视图示出电动马达1的实施例。在所示实施例中，线圈壳体29在轴向侧上借助于由铁磁性材料制成的封闭板32封闭。通过封闭板32在线圈芯28和线圈壳体29之间形成连接，通过这种连接可以传导磁通。在线圈壳体29的另一轴向侧上设置极靴装置33，由线圈27产生的磁场经由极靴装置33输出。磁体装置30直接在轴向上邻接于极靴装置33地设置，并且具有优选由铁磁性材料制成的托架34，用以接纳永磁体31。线圈壳体29也可以如此构造，即，其通过磁体装置30延伸出来。以这种方式能够将漏磁场保持得非常小。
图13以透视图示出电动马达1的另一实施例。该实施例与图12所示的实施例的区别主要在于磁体装置30和极靴装置33。如以下进一步描述的那样，极靴装置33和磁体装置30的构造比图12所示实施例复杂得多。
图14以俯视图示出电动马达1在图12中所示的实施例的极靴装置33。该极靴装置33具有内极靴元件35以及外极靴元件36，外极靴元件36连同内极靴元件35一同设置在一个平面内，并且外极靴元件36在径向上围绕内极靴元件35。内极靴元件35基本呈长方形地构造。外极靴元件36具有与线圈壳体29相协调的形状，并且在径向上突出于线圈壳体29。在外极靴元件36内部区域内，外极靴元件36具有空腔37，空腔37的形状与内极靴元件35相协调，并且相应地具有长方形横截面。内极靴元件35设置在空腔37内。内极靴元件35在装入状态下固定在线圈芯28上；外极靴元件35在装入状态下固定在线圈壳体29上。除了存在于内极靴元件35与外极靴元件36之间的自由空间之外，线圈壳体29还通过极靴装置33封闭。
图15以透视图示出电动马达1的图12所示实施例的极靴装置30。在此，如此选择透视图，即，磁体装置30的在已安装状态下朝向极靴装置33的一侧是可见的。磁体装置30具有两个永磁体31，这两个永磁体31具有两个以逆平行的磁性并排设置在托架34上。在平行于永磁体31北极/南极延伸部的方向上，永磁体31具有相同的尺寸。在横向于北极/南极延伸部的方向上，在图15右侧示出的永磁体31的尺寸是图15左方示出的永磁体31的尺寸的两倍大。永磁体31的不同尺寸产生的结果是，在对线圈27馈电时，力和扭矩都被施加到磁体装置30上。如借助附图11详尽示出的那样，以这种方式能够使得磁体装置30连同与之连接的部件一起，产生摆动振动或者弯曲振动以及旋转振动。
对于应用多个永磁体31可另选地，也可以应用具有多个不同磁化区域的唯一永磁体31。这也适用于不同于图15所示的、以其它类型构造的磁体装置30。
图16以透视图示出的电动马达1在图13中所示的实施例，所述电动马达1不具磁体装置30也不具极靴装置33。所示线圈芯28呈八角形地构造，并且在极靴装置33的轴向侧上具有轴向突起38，该突起38具有长方形横截面。线圈27环绕具有大约恒定横截面的线圈芯28。线圈壳体29也呈八角形地构造，从而在线圈27与线圈壳体29之间仅保持较小间距，并且线圈27连同线圈芯28一起几乎完全填满线圈壳体29。
图17以透视图示出电动马达1在图13中所示的实施例的极靴装置33。与图14相类似地，极靴装置33又具有内极靴元件35和外极靴元件36，外极靴元件36在径向上围绕内极靴装置35。内极靴元件35设置在外极靴元件36的空腔37内，并且被构造为具有四个径向突起40的圆盘39，这些突起40分别成对地对置，并具有不同的径向延伸部。在圆盘39中心的区域内，内极靴元件35具有长方形的孔41，该孔41与线圈芯28的轴向突起38的外轮廓相协调，从而内极靴元件35能够被推移到线圈芯28的轴向突起38上。针对极靴装置33的图14所示实施例，可以选择类似的固定方式。
外极靴元件36的空腔37与内极靴元件35相协调，并且具有两个相互垂直的对称平面，这两个对称平面在空腔37的中心相交。在此，外极靴元件36具有四个突出部42，所述突出部42在径向上向内凸入空腔37，并且所述突出部42向内极靴元件35的径向突起40扭转45°。
图18以透视图示出电动马达1在图13中所示的实施例的极靴装置30。与图15类似地，图18的磁体装置30也具有多个永磁体31，这些永磁体31设置在托架34上。在此，永磁体31设置为具有两个半壳的形状，这两个半壳保持间距地以相反的极性相互对置，在这两个半壳之间设有长方形形状的永磁体31。借助于图17所示极靴装置33，在电流通过线圈27时，能够对图18所示的磁体装置30施加力和扭矩。通过永磁体31的构型能够预先规定，磁体装置30的哪些分区域用于产生力，哪些分区域用于产生扭矩。
前面所介绍的驱动原理也能够在以其它类型构造的电动牙刷中应用。
附图标记列表
1    电动马达
2    振动系统
3    纵轴线
4    轴
5    插装刷
6    平整部
7    凹部
8    方向箭头
9    方向箭头
10   第一弹簧
11   第二弹簧
12   摆动轴线
13   平衡状态下的轴的中心线
13′ 已偏转状态下的轴的中心线
14   振动节点
15   弹簧托架
16   第一接纳框
17   第二接纳框
18   连接片
19   片簧
20   夹持件
21   保持块
22   片簧模块
23    弓形件
24    弹性元件
25    定子
26    转子
27    线圈
28    线圈芯
29    线圈壳体
30    磁体装置
31    永磁体
32    封闭板
33    极靴装置
34    托架
38    轴向突起
35    内极靴元件
36    外极靴元件
37    空腔
39    圆盘
40    径向突起
41    孔
42    突出部