[发明专利]使用滚动板弹簧的直线轴承

说明书

技术领域

本发明总体上涉及直线轴承，更具体涉及直线弹簧轴承。

背景技术

直线轴承已被并正被用于各种应用中，包括直线驱动电机，其用于各种小型器具中。通常类型的直线轴承是球轴承和轴衬。尽管这些类型的轴承中的每一种都有其自身的优点，并且在特定应用中有用，但它们在很多应用中也具有很大的缺点，包括少量的游隙，这导致有噪声的操作，特别是在较高频率的往复运动下。这样的轴承还通常具有很大的摩擦量，这在一些应用中可以通过使用润滑剂来减轻，但是在比如涉及谐振系统的其他应用中，产生很大的效率损失。

还通常使用弹簧轴承来克服传统直线轴承的一些缺点。弹簧轴承通常具有极小的游隙并且没有摩擦。然而，弹簧轴承具有实质的弹簧率以及取决于弹簧尺寸的运动范围。弹簧轴承在很多应用中使用的谐振系统中不是特别有用，因为例如由系统上的负载的变化引起的弹簧率的变化将引起系统的谐振响应的变化，这是不期望的。然而任何补偿弹簧率变化的布置将必定增加总体系统的复杂度和成本。

因此，期望具有一种直线轴承，其没有明显的游隙或摩擦，具有期望的运动范围，并且几乎没有弹簧率。这样的直线轴承在比如牙刷或者剃须器的往复直线驱动器具中是特别期望的。

发明内容

因此，公开了一种直线轴承，其包括：中心构件组件，其具有安装于其上的工件组件；一组板弹簧，每个板弹簧的一个末端连接到中心构件组件，其另一末端连接到固定位置构件，其中板弹簧布置为使得其两个末端之间有大约180度的弯折；以及(a)弹簧构件、或者(b)连接到中心构件组件的另一末端的另一组板弹簧、或者(c)轴衬，其支持中心构件的另一末端，并且连接到所述固定位置构件，或者连接到另一固定位置构件，其中在工作中，所述一组板弹簧以及弹簧构件或者所述另一组板弹簧，连同所述中心构件组件以及工件组件，以往复直线运动前后移动。

附图说明

图1A和图1B是本发明的直线轴承的一个实施方式的纵向和横向横截面图。

图2是图1A和图1B的直线轴承的一部分的简化透视图。

图3是使用图1的直线轴承的牙刷应用的正视图。

图4是图3的结构的一部分的正视图。

图5是直线轴承的单个弹簧部分的简化图。

图6A和图6B是替换实施方式的纵向和横向横截面图。

图7A和图7B是另一替换实施方式的纵向和横向横截面图。

图8A和图8B是另一实施方式的纵向和横向横截面图。

图9A和图9B是另一实施方式的纵向和横向横截面图。

图10A到图10D示出直线轴承的弹簧构件部分的各种形状。

具体实施方式

图1A和图1B以及图2示出了文中公开的直线轴承的一个实施方式，通常指的是10。图3和图4示出在电动牙刷应用中的直线轴承10。然而，应当理解，直线轴承在各种其他个人护理应用中具有应用，比如剃须器和电子牙线和剪发器。图5示出直线轴承的单个弹簧部分的操作。直线轴承10包括中心安装组件14，其进而包括两个相对的实质上相同的末端构件20和22。从安装组件14的一个末端构件20延伸的是工件臂16，在该工件臂的末端安装了刷头18(图3)，其设计并布置为适合于刷人的牙齿。

在图1、图2A、图2B和图3-图4中，安装组件14大约50mm长并且由钢或者类似的坚固材料制成。连接在每个末端构件(例如20)和附接到器具外壳的相关联的固定地点构件26之间的是板弹簧构件24-24，也称为滚轴板弹簧。地构件26-26也可以是外壳的一个集成部分或者是外壳本身。在示出的实施方式中，有四个这样的处于正交位置(即间隔90度)的板弹簧构件，用于每个末端构件。在示出的实施方式中，板弹簧构件由直条弹性材料比如易弯的弹簧钢制成。可以使用其他高弹性的材料，包括钢以外的金属或者塑料。

正交的弹簧布置具有对于直线轴承必要的在所有方向上所要求的弹簧刚度。在示出的实施方式中，用于牙刷应用的弹簧构件的厚度是0.01到0.3mm，优选厚度是0.05mm。弹簧的宽度是1到5mm，优选的宽度是3mm，而长度是5到30mm，优选的长度是10mm。

每个板弹簧构件(尽管在其与所示布置分开的松弛位置处是直的)在其工作位置弯折了180度以提供包括图5的图中所示的形状。弹簧构件的变形是有弹性的，使得一旦放松弹簧将回到其原始平坦形状。在操作中，如图1中的箭头所示的安装组件14的轴向移动，以及由此的末端构件20的移动，将使得弹簧的区域30弯折，伴随着弹簧在弹簧区域32中变形即滚动(rolling)。弹簧将在弹簧区域34中松弛。