專利名稱：牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前述部分的帶一個由牙刷桿支承的牙刷頭的牙刷。
可買到大量的和各種形式的帶偏心驅(qū)動裝置的牙刷。
一般它們有一牙刷頭，它由一牙刷桿支承并可換地置于一電動手持裝置上。牙刷頭有一插放硬毛的毛架，它繞一旋轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地被支承。它由一偏心驅(qū)動裝置可逆旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并完成交替地指向二個旋轉(zhuǎn)方向的帶一定旋轉(zhuǎn)角度的，例如可達130°的旋轉(zhuǎn)運動。
在一個廣泛使用的可買到的牙刷中，偏心運動是通過對驅(qū)動電機連接一偏心機構(gòu)來產(chǎn)生的。它產(chǎn)生可逆的往復(fù)運動，傳給一隨動桿。隨動桿穿過牙刷桿，并以其彎曲的、相對于毛架的旋轉(zhuǎn)軸軸向延伸的端部插接于一個在毛架上的相應(yīng)的孔中，這里傳動孔是相對旋轉(zhuǎn)軸徑向偏置地設(shè)置的。用這種方式將使立桿的可逆的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)槊艿目赡娴霓D(zhuǎn)動。這種牙刷的偏心驅(qū)動裝置裝置描述于印刷品US 5,617,601或US 5,524,312中。
在WO 96/37164中描述了牙刷的偏心驅(qū)動裝置的另一方案。在這個方案中驅(qū)動電機的回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運動直接傳給驅(qū)動軸，后者穿過牙刷桿，并有一彎曲端部。這個彎曲端部插接于在毛架上的一個相應(yīng)的導(dǎo)槽中，由此使毛架處于可逆旋轉(zhuǎn)運動中。用這種方式可實現(xiàn)在機構(gòu)上構(gòu)造簡單的、并摩擦很小的驅(qū)動，占面積也非常小，以致于外殼可做成細長和緊湊的構(gòu)造。
雖然這種可逆驅(qū)動的牙刷按其原理證明是可靠的，然而有幾個缺點，特別是這樣的牙刷的潔齒性能需很好地改進。
眾所周知，為了改進潔齒性能應(yīng)考慮一個疊加于旋轉(zhuǎn)運動上的移動?；谄尿?qū)動裝置，例如在WO 96/31171或DE 4433914Al中描述了這種牙刷，其毛架完成一種擺動運動。
已表明這種牙刷在潔齒性能方面還不是最好的。另外，其構(gòu)造比較復(fù)雜。
由此，本發(fā)明的目的是，進一步發(fā)展開頭提到的那種牙刷，以使它具有改進了的潔齒性能而不放棄結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)造。
此目的在一個開頭提到的那種牙刷中通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)。
本發(fā)明的有利的實施形式通過從屬權(quán)利要求給出。
本發(fā)明基于將毛架軸向可移動地置于牙刷頭上，并由偏心驅(qū)動裝置可逆地直線往復(fù)運動地驅(qū)動的思想。用這種方式將使毛架具有一擺動的軸向移動運動，它導(dǎo)致特別好的潔齒結(jié)果。
按第一方案考慮到牙刷頭至少有一個支承槽，至少有一個相應(yīng)的支承卡插接于其中。這個方案保證毛架的直線往復(fù)運動(沖程)的移動運動是受擋塊限制的。
借助于第二方案使得可以直接給毛架軸向移動運動。為此，滑塊在毛架的導(dǎo)槽中在軸向上固定，或者在軸向受擋塊限制地移動?；瑝K又有一傳動孔或?qū)Р?，偏心軸插接于其中。毛架現(xiàn)在是這樣可軸向移動地置于牙刷頭上，以致于它在軸向強制耦合地執(zhí)行偏心銷在二個換向點之間的相應(yīng)的運動。由此出現(xiàn)—如上所述—一個疊加在旋轉(zhuǎn)運動上的軸向移動運動。
疊加的軸向移動運動也可根據(jù)其它方案通過以下產(chǎn)生，即毛架至少有一傳動槽，它沿圓周截面且在軸向傾斜地置于毛架上。與此相應(yīng)的是在牙刷頭上至少設(shè)有一傳動銷，它導(dǎo)入傳動槽插接。傳遞到毛架上的旋轉(zhuǎn)運動由此而強制耦合地導(dǎo)致一軸向移動運動，因為傳動槽有一軸向分量。由此，另一個滑塊導(dǎo)向裝置在毛架的圓周范圍實現(xiàn)了，它可結(jié)構(gòu)簡單地轉(zhuǎn)換，為此設(shè)有一個單個的傳動銷和與此相應(yīng)的一個單個的傳動槽就足夠了，這里就運動學(xué)換向方面而言，傳動銷和傳動槽的布置是可互換的。
也可以設(shè)二個傳動銷，它們互相相對地置于牙刷頭上。這導(dǎo)致傳動銷和槽的載荷減小，因為為了產(chǎn)生軸向力設(shè)有二個滑塊導(dǎo)向裝置。
按第五方案導(dǎo)槽直接在毛架中形成。偏心銷直接插接在這個導(dǎo)槽中，并且是可在前后換向點之間往復(fù)移動的，以致于能通過導(dǎo)槽的沿軸向的邊發(fā)生力的傳遞，且其中毛架可可逆地驅(qū)動。
這一方案用少量活動結(jié)構(gòu)部件就夠了，因此噪音小，且特別適用于高頻應(yīng)用，所謂快速牙刷，為其名稱也制定了超聲波牙刷的概念。在這種牙刷中，偏心軸以每分鐘從15000到25000轉(zhuǎn)之間的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。在這樣高的轉(zhuǎn)數(shù)下，構(gòu)件受到特別高的載荷，后者也特別由牙刷桿的旋轉(zhuǎn)方向不斷變化決定。重要的是傳動要盡量保持結(jié)構(gòu)簡單，如同它通過前面描述的措施給出的最好的那樣。
在一個這樣的實施形式中可以不用附加的結(jié)構(gòu)措施來給毛架擺動旋轉(zhuǎn)運動附加軸向移動，后者導(dǎo)致開始說明的好的潔齒結(jié)果。為此考慮了導(dǎo)槽長度在軸向上比在偏心銷的前后換向點之間的偏移小。
因此，由于導(dǎo)槽在軸向受限的擴展，偏心銷的不受阻礙的運動是不可能的。毛架是那樣軸向可移動地置于牙刷桿上，即它在軸向強制耦合地執(zhí)行偏心銷在二個換向點之間的相應(yīng)運動，產(chǎn)生一疊加于旋轉(zhuǎn)運動之上的軸向移動運動。
按第六方案設(shè)有一軸向固定在毛架上的滑塊?；瑝K有一導(dǎo)槽，偏心銷插接于其中，且能在軸向在前后換向點之間往復(fù)跑動。
第七方案考慮把滑塊軸向可移動地置于導(dǎo)槽中。滑塊有一傳動孔，偏心銷插接于其中?；瑝K由此而通過偏心銷在前后換向點之間在做在毛架內(nèi)的導(dǎo)槽之內(nèi)來回移動。
所有帶滑塊的方案的共同點是滑塊和在毛架上的相應(yīng)空隙或者導(dǎo)槽這樣構(gòu)造，即滑塊可有與毛架的旋轉(zhuǎn)運動反向進行的旋轉(zhuǎn)或擺動，以便插接在其中的偏心銷不受彎曲載荷。
為此，滑塊通常做成圓柱形的，由此得到在孔隙或者導(dǎo)槽中的可靠的定位放置。一個優(yōu)選的方案考慮將滑塊做成球形的，它的優(yōu)點是在滑塊的空隙或?qū)Р壑g出現(xiàn)的摩擦最小。
本發(fā)明將在下面借助于附圖中所示實施形式進一步說明。附圖中

圖1 按第一實施形式的驅(qū)動裝置的截面圖，圖2 按圖1的驅(qū)動裝置的放大截面圖(細節(jié)圖)，圖3 按第二實施形式的驅(qū)動裝置的放大截面圖，圖4 按第三實施形式的驅(qū)動裝置的放大截面圖，圖5 按第四實施形式的驅(qū)動裝置的放大截面圖，圖6 按第五實施形式的驅(qū)動裝置的放大截面圖。
牙刷1的第一實施方案示于圖1中。
牙刷頭12是牙刷桿10的組成部分，后者可更換地插接在手柄60上。在牙刷頭12上裝有支承銷16，它插接在毛架20的對應(yīng)的支承孔26中。由此，支承銷16是毛架20的旋轉(zhuǎn)支承。
在牙刷頭12上還設(shè)有一環(huán)形支承槽14，毛架20的一個相應(yīng)的支承卡24插接于其中。用這種方法使毛架20相對于牙刷頭12在軸向上能有限地移動，并保證不會掉下。
毛架20有一軸向孔隙28，其中裝有一帶導(dǎo)槽32的滑塊30。它就其相對于孔隙28或毛架20的軸向位置而言是固定的。
驅(qū)動軸50的偏心銷52插接于導(dǎo)槽32中。驅(qū)動軸50由電機40旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。導(dǎo)槽32具有例如孔的形狀，然而也可做成在軸向上擴展的。
毛架20的運動過程可如下進行如特別是從放大圖X上可看出的那樣，偏心銷52在所選的截面圖中位于左換向點。隨著開動了的旋轉(zhuǎn)，其位置向右偏移，直至達到右換向點。這樣，牙刷頭12完成了在局部視圖中右上方表示的旋轉(zhuǎn)運動，而且是從實線畫的左邊位置到虛線畫的右邊終點位置。在進一步的旋轉(zhuǎn)運動中，偏心銷52返回它的原始位置，由此實現(xiàn)毛架20的往復(fù)擺動運動。
因此，為了無障礙的運動過程，要求偏心銷52做成邊上有較小的空隙，以便擺動運動能相當(dāng)無間隙地轉(zhuǎn)換。另外，滑塊30需可繞其縱軸轉(zhuǎn)動地置于空隙28中，以便它能完成與毛架20的旋轉(zhuǎn)方向相反的平衡運動，來避免處于插接中的偏心銷52的彎曲載荷。滑塊30和空隙28有總是互相相一致的圓形截面，以致于使相當(dāng)無間隙的，然而又有小摩擦的平衡運動成為可能。最后應(yīng)注意，偏心銷52就其長度而言是這樣確定的，即它相對于滑塊30的變化的高度位置一直保持插接。
通過這一簡單的措施達到了使驅(qū)動軸50的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成可逆的轉(zhuǎn)動(擺動)。
圖2以放大圖表示圖1中的牙刷。從圖2中可得出以下細微特征牙刷桿210在其上端有一牙刷頭212，它設(shè)有一支承銷216。后者在支承孔226處支承一毛架220。
毛架220相對于牙刷頭212軸向可移動地支承。一環(huán)形支承卡插接于牙刷頭212的支承槽214中，其中支承槽214做成能使毛架220在圖2左邊所示的靠前的軸向位置和右邊所示的靠后的軸向位置之間移動。最大移動行程標(biāo)為“沖程”。
毛架220有一軸向?qū)Р?28，在其中裝有滑塊230。它相對于毛架220在軸向固定布置。另外，它有一傳動孔232，驅(qū)動軸50的一偏心銷52插接于其中。
因偏心銷52通過滑塊230與毛架220在軸向強制耦合，它完成一疊加上轉(zhuǎn)動的軸向平移。這一高頻率在軸向作用的脈動運動顯著地改進了潔齒結(jié)果。以此，這一認(rèn)識的轉(zhuǎn)化，按本實施例，通過簡單的機械措施實現(xiàn)了。
圖3表示一牙刷300，它同樣強制耦合地實現(xiàn)毛架320的軸向移動。
又設(shè)有一帶一牙刷頭312的牙刷架310，前者有一支承銷316。它在支承孔326處可軸向移動地支承毛架320。
毛架320有一軸向?qū)Р?28，在其中軸向可移動地裝進一滑塊330?；瑝K330有一傳動孔332，一驅(qū)動軸50的偏心銷52插接于其中。
另外，在牙刷頭312上裝有二個傳動銷314，它們互相相對，并徑向向內(nèi)地布置。它們插接在二個相應(yīng)的傳動槽324中，后者在毛架320上沿一圓周截面布置。它們在軸向上是稍有傾斜的，以致于毛架320的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致一強制耦合的軸向移動。
在圖4中所示的牙刷400做成與上述各方案很相符合的。
又設(shè)有一個帶牙刷頭412的牙刷桿410，前者有一支承銷416。毛架420通過支承孔426縱向可移動地置于支承銷416上。
毛架420有一軸向?qū)Р?28，在其中軸向可移動地裝有一滑塊430?；瑝K430有一傳動孔432，驅(qū)動軸50的偏心銷52插接在其中。
就此而言，基本結(jié)構(gòu)與圖3描述的結(jié)構(gòu)方案是相一致的。差別在于僅設(shè)有一個傳動銷414，它與一個傳動槽424共同作用。軸向移動又是由傳動槽424做成在軸向上稍有傾斜的來實現(xiàn)，由此預(yù)先確定了毛架420的軸向直線往復(fù)運動。
在圖5中所示的牙刷500的方案與前面描述的差別僅在于滑塊530做成了球形的。它有一傳動孔532，驅(qū)動軸50的偏心銷52插接于其中。
滑塊在毛架520的軸向?qū)Р?28中軸向移動。毛架520有一支承孔526，它通過后者而在支承銷516上可縱向移動。支承銷516固定在牙刷桿510的牙刷頭512上。
在牙刷頭512上裝進了傳動銷514，它同一相應(yīng)的傳動槽524共同作用，以致于使毛架520的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為毛架520的強制耦合的軸向直線往復(fù)運動。
在圖6中所示的牙刷600的方案與圖4和圖5中所示的方案很相一致。
又構(gòu)成一個帶牙刷頭612的牙刷桿610，前者設(shè)有一支承銷616。毛架620通過一支承孔626縱向可移動地置于支承銷616上。
如同在圖4和圖5中已詳細表示的那樣，設(shè)有一傳動銷614，它與一傳動槽624共同作用，后者在軸向上稍有傾斜，由此得出毛架620的軸向直線往復(fù)運動。
就此而言這里所示的牙刷方案的基本結(jié)構(gòu)同圖4和圖5描述的實施方案相一致。在圖6中所示牙刷600的方案的差別僅在于導(dǎo)槽628直接在毛架620中形成。
由驅(qū)動軸50用電機旋轉(zhuǎn)運動的偏心銷52直接插接于該導(dǎo)槽628中。偏心銷52由于驅(qū)動軸50的電機驅(qū)動而在導(dǎo)槽628中在前后換向點之間自由地往復(fù)移動。偏心銷52向毛架620的力的傳遞是通過導(dǎo)槽628的在軸向擺動的邊實現(xiàn)的。為了使在導(dǎo)槽628中插接的偏心銷52不受彎曲載荷，導(dǎo)槽628有一徑向向內(nèi)的空腔634，它支承偏心銷52的自由端，且使之不接觸空腔634的內(nèi)壁。
附圖標(biāo)記清單1 牙刷10 牙刷桿12 牙刷頭14 支承槽16 支承銷20 毛架24 支承卡26 支承孔28 空隙30 滑塊32 導(dǎo)槽40 電機50 驅(qū)動軸52 偏心銷60 手柄
200 牙刷210 牙刷桿212 牙刷頭214 支承槽216 支承銷220 毛架224 支承卡226 支承孔228 導(dǎo)槽230 滑塊232 傳動孔300 牙刷310 牙刷桿312 牙刷頭314 傳動銷316 支承銷320 毛架324 傳動槽326 支承孔328 導(dǎo)槽330 滑塊332 傳動孔400 牙刷410 牙刷桿412 牙刷頭414 傳動銷416 支承銷
420 毛架424 傳動槽426 支承孔428 導(dǎo)槽430 滑塊432 傳動孔500 牙刷510 牙刷桿512 牙刷頭514 傳動銷516 支承銷520 毛架524 傳動槽526 支承孔528 導(dǎo)槽530 滑塊532 傳動孔600 牙刷610 牙刷桿612 牙刷頭614 傳動銷616 支承銷620 毛架624 傳動槽626 支承孔628 導(dǎo)槽634 空腔
權(quán)利要求
1.帶一個由一牙刷桿(10；210；310；410；510；610)支承的牙刷頭(12；212；312；412；512；612)的牙刷，后者—有一插放硬毛的毛架(20；220；320；420；520；620)，它繞一旋轉(zhuǎn)軸(R)可旋轉(zhuǎn)地支承，且可由一偏心驅(qū)動裝置(40，50，52)可逆地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，其中—偏心驅(qū)動裝置有一在一個方向上回轉(zhuǎn)運行的驅(qū)動軸(50)，它相對于毛架(20；220；320；420；520；620)的旋轉(zhuǎn)軸(R)正交地，且正中穿過牙刷桿(10；210；310；410；510；610)布置，并且它在前端帶有一偏心銷(52)，其中—毛架(20；120；220；320；420；520；620)有一導(dǎo)孔或有一軸向走向的導(dǎo)槽(32；128；228；328；428；528；628)，偏心銷(52)引入其中，其特征為毛架(20；220；320；420；520)軸向可移動地置于牙刷頭(12；212；312；412；512)上，并且由偏心驅(qū)動裝置(40，50，52)可逆地直線往復(fù)地驅(qū)動。
2.按權(quán)利要求1的牙刷，其特征為牙刷頭(12，212)至少有一個相應(yīng)的支承卡(24，224)限制毛架(20；220)直線往復(fù)運動(沖程)地插接在其中。
3.按權(quán)利要求1或2的牙刷，其特征為—設(shè)有一個帶一個傳動孔(32；232)或帶一個導(dǎo)槽的滑塊(30；230)，偏心銷(52)插接在其中，并且—滑塊(30；230)在導(dǎo)槽(28；228)中是軸向固定的或在軸向上受擋塊限制地活動的。
4.按權(quán)利要求1的牙刷，其特征為—毛架(320；420；520)至少有一傳動槽(324；424；524)，它沿圓周截面且軸向傾斜地置于毛架(320；420；520)上，并且—在牙刷頭(312；412；512)上至少布置有一個傳動銷(314；414；514)，它引入傳動槽(324；424；524)插接。
5.按權(quán)利要求4的牙刷，其特征為設(shè)有二個傳動銷(314)，它們互相相對地置于牙刷頭(310)上。
6.按權(quán)利要求4或5中之一的牙刷，其特征為導(dǎo)槽(628)直接在毛架(620)中形成。
7.按權(quán)利要求4或5中之一的牙刷，其特征為導(dǎo)槽是軸向固定在毛架上的滑塊的組成部分。
8.按權(quán)利要求4或5中之一的牙刷，其特征為—滑塊(430；530)軸向可移動地置于導(dǎo)槽(328；428；528)中，并且—滑塊(330；430；530)有一傳動孔(332；432；532)，偏心銷(52)插接于其中。
9.按權(quán)利要求3，7或8中之一的牙刷，其特征為滑塊(130；230；330；430)做成圓柱形的。
10.按權(quán)利要求3，7或8中之一的牙刷，其特征為滑塊(530)做成球形的。
全文摘要
帶一個由一牙刷桿(10)支承的牙刷頭(12)的牙刷,牙刷頭(12)有一插放硬毛的毛架(20),后者可繞一旋轉(zhuǎn)軸(R)旋轉(zhuǎn)地放置,并可由一偏心驅(qū)動裝置(40,50,52)可逆驅(qū)動,其中偏心驅(qū)動裝置(40,50,52)有一在一個方向上回轉(zhuǎn)運行的驅(qū)動軸(50),后者相對于毛架(20)的旋轉(zhuǎn)軸(R)正交地,且正中穿過牙刷桿(50)放置,并且它在前端帶有一偏心銷(52)。另外,毛架(20)有一導(dǎo)孔或一軸向走向的導(dǎo)槽(32),偏心銷(52)導(dǎo)入其中。另外,毛架軸向可移動地置于牙刷頭(12)上,并可由偏心驅(qū)動裝置(40,50,52)可逆地往復(fù)驅(qū)動。
文檔編號A61C17/34GK1364067SQ00810837
公開日2002年8月14日 申請日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者馬丁·尼博加爾, 烏多·格茨 申請人:莫澤電器有限公司