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兩速牙刷的制作方法

文檔序號(hào):7309943閱讀:291來源:國知局
專利名稱:兩速牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于改變電池操作馬達(dá)的速度的新型電路。該可變速 馬達(dá)用于諸如電動(dòng)牙刷的家用器具中。
背景技術(shù)
用于清潔口腔的傳統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)手動(dòng)牙刷延伸到電動(dòng)設(shè)備。
例如,諸如那些具有軸向和橫向振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的毛刷的電動(dòng)牙刷已經(jīng)用 于模仿(stimulate)手動(dòng)牙刷的上和下、后和前的擺動(dòng)。這些設(shè)備通常 由可充電,但是續(xù)航時(shí)間稍短的電池組和/或繩系電纜所供電。
盡管在電動(dòng)牙齒清潔裝置方面具有許多技術(shù)優(yōu)點(diǎn),但是老式的手 動(dòng)牙刷仍是最為流行的潔齒方式。據(jù)信這不僅是因?yàn)槠浜唵?、?shí)用、 可處置性以及成本,而且因?yàn)槠浜w了從新型刷毛材料和圖案到有角 度的刷頭和有造型的刷握柄的許多設(shè)計(jì)創(chuàng)新。然而,其有效性在很大 程度上仍然取決于用戶的技巧和警惕。穩(wěn)步增加的成本已經(jīng)導(dǎo)致絕大 多數(shù)用戶使用同一把牙刷遠(yuǎn)超過其預(yù)期的設(shè)計(jì)壽命。結(jié)果,這種具有 彎曲刷毛的特征的舊牙刷不僅不衛(wèi)生,而且碎屑清除能力尤其是對(duì)于 牙齒和下方牙齦之間的清除能力,顯著降低。
因此,期望有一種牙刷,其不僅以用戶的最小的努力來提供較好 的牙齒和牙齦清潔,而且是安全、實(shí)用、方面和便宜的。手動(dòng)牙刷的特殊優(yōu)勢(shì)在于用戶可以控制刷牙動(dòng)作的壓力和速度。 典型的電動(dòng)牙刷僅有一個(gè)速度,而且,通常增加毛刷對(duì)牙齒的壓力可 能會(huì)不利地影響包含傳動(dòng)和移動(dòng)的聯(lián)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)的電動(dòng)牙刷內(nèi)部結(jié) 構(gòu),最終損壞馬達(dá)本身。
已知的是,在電動(dòng)牙刷內(nèi)提供可變速馬達(dá),并且使用開關(guān)系統(tǒng), 以提供例如兩種功率設(shè)置來控制電動(dòng)馬達(dá)的速度。這種設(shè)備通常使用 多個(gè)開關(guān)和一個(gè)或多個(gè)電阻器來控制給馬達(dá)的電流,從而根據(jù)選擇哪 個(gè)開關(guān)來改變馬達(dá)的速度。根據(jù)歐姆定律,跨過電阻器的電壓降與通 過它的電流成比例。因此,隨著馬達(dá)負(fù)載越重,它吸收更多電流并且 相應(yīng)地,該電阻器兩端的電壓降將增加并且馬達(dá)將更慢。
此外,在電池壽命期內(nèi),隨著電池老化,電壓會(huì)波動(dòng),因此,毛 刷的振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的期望速度在電池的整個(gè)壽命期間將會(huì)不一致。
雖然此處的討論將涉及在電動(dòng)牙刷中的電池操作馬達(dá)的使用,但 本文的發(fā)明應(yīng)被作更寬泛的理解,因?yàn)榇颂幩峁┑母淖冸姵夭僮黢R 達(dá)的速度的電路不僅限于電動(dòng)牙刷,而且更一般地涉及用于任何類型 設(shè)備的電池操作馬達(dá)。例如,本發(fā)明可用于電動(dòng)剃須刀等設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明,提供一種用于改變電池操作馬達(dá)的速度的電路,其 中,用于降低馬達(dá)速度的電壓降很大程度上獨(dú)立于馬達(dá)電流。在本發(fā) 明中,使用一種電路,其中,使用二極管替代用于電壓降設(shè)備的電阻 器。由于通過二極管的電壓降不取決于電流,在電池的整個(gè)操作壽命 中,馬達(dá)可以提供一致的速度。本發(fā)明的電路在電動(dòng)牙刷中具有特殊 的用途,但如前所述,本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為限于這樣的用途。


圖l是電動(dòng)牙刷的內(nèi)部的示意性視圖。圖2是用于本發(fā)明的兩速馬達(dá)操作的電子示意圖。
具體實(shí)施例方式
將相對(duì)于在電動(dòng)牙刷中的兩速電池操作馬達(dá)的使用來描述本發(fā) 明。而且,應(yīng)理解的是,由電池操作的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的其他設(shè)備也可以提 供本發(fā)明的獨(dú)有的電路。
根據(jù)圖l,電動(dòng)牙刷IO包括殼體12,殼體12具有握柄部分14、 頸16和頭部分18。頭部分18包含刷毛20,刷毛20典型地由刷板22 支撐。提供可變的高速馬達(dá)24,用于影響刷板22或刷毛20的振動(dòng)或 旋轉(zhuǎn)??偟膩碚f,在馬達(dá)和刷板22或刷毛20之間的某些類型的聯(lián)動(dòng) 裝置24將馬達(dá)24的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成刷板22和/或刷毛20的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于刷 毛20的運(yùn)動(dòng)類型、或者對(duì)于用于通過馬達(dá)24的旋轉(zhuǎn)來移動(dòng)刷毛20的 聯(lián)動(dòng)裝置和聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)的類型的限制不在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此, 任何和所有類型的運(yùn)動(dòng),包括軸的橫向運(yùn)動(dòng)、垂直于毛刷的軸的線性 運(yùn)動(dòng)、或者甚至刷板22或包含在刷頭中的刷毛20的組的水平旋轉(zhuǎn)都 在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。馬達(dá)的操作由諸如電池27和28的電源驅(qū)動(dòng)。 雖然示出為兩個(gè)電池,但該電源可以由一個(gè)或多個(gè)可充電或可替換的 電池提供。開關(guān)29和30操作以分別將該設(shè)備導(dǎo)通或斷開以及控制其 速度。
優(yōu)選的是,殼體12是一體型單元,其被有效地密封,防止諸如水 或空氣的流體進(jìn)入(或出去)。 一體型構(gòu)造在允許具有延長牙刷壽命 的氣密、防水密封性的相對(duì)簡單、便宜的制造方面是有利的。具體而 言,該密封不僅保護(hù)電池和工作機(jī)構(gòu)不受潮,從而改善可靠性,而且 增強(qiáng)了安全性并且防止電池從該單元向外泄漏。該單元的每個(gè)部分優(yōu) 選地由諸如聚乙烯的聚合材料構(gòu)成??蛇x擇地或與之并存地,傳統(tǒng)的 耐高沖擊塑料的殼構(gòu)造對(duì)于在旅行中最小化損壞風(fēng)險(xiǎn)也是理想的。
刷頭18的運(yùn)動(dòng)由適當(dāng)?shù)匕惭b在握柄部分14中的可變 速馬達(dá)24所控制。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,刷頭18提供有以任何形狀形成的軟 的緊湊尼龍刷毛20。例如,刷毛20可以被設(shè)置成圓錐形形狀,對(duì)于該
形狀已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)于從牙齒間清除碎屑是高度有效的,而且對(duì)于在 牙齒和牙齦之間的清潔、牙冠的快速清潔以及在非規(guī)則形狀的牙齒上
使用也是高度有效的。可選擇地,刷頭18可以具有如圖1所描述的扁 平形狀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該設(shè)置對(duì)于碎屑清除、亮齒和牙齦按摩是理想的。 在另一示例中,可選擇地或與前述的刷頭構(gòu)造的任何一個(gè)并存地,刷 頭18可以通過諸如卡入固定,來可分離地固定在頭部分,以便于容易 地移除或替換。
如在圖1中所示的,頸部分16—般可以被固定為選擇的彎曲形狀, 用于將刷頭一般地定向在相對(duì)于牙刷的縱軸的一個(gè)角度。這種角度可 以提高與用戶整個(gè)口腔內(nèi)牙齒的更好的接觸。
頸部分16可以全部或部分地是可調(diào)整地柔性的,用于在相對(duì)于握 柄部分的所選擇的方向上的刷頭的可變定位。通過萬向接頭和頸部分 內(nèi)部的軸承組件以及包含外部頸部分的柔性線(未示出),有利地方 便了選擇的調(diào)整。以這種方式,可以保持用于有效刷動(dòng)的刷頭相對(duì)于 牙齒的適當(dāng)角度。柔性的可彎曲頸部分對(duì)于將牙刷放置在用于存儲(chǔ)的 塞緊的或折疊的位置也是有利的,其提高了便攜性等。柔性頸部分的 示例在2001年5月15日頒布的美國6,230,717文獻(xiàn)中公開,其全部內(nèi) 容通過引用合并于此。
馬達(dá)24優(yōu)選地為傳統(tǒng)的低電流DC (直流)馬達(dá),其具有至少三 (3)伏特的容量,通過例如,電池27、 28的所選擇的DC電源供電。 一個(gè)目的在于當(dāng)與牙齒或牙齦接觸時(shí),以最小限度的速度降低,提 供選擇的恒定的高速運(yùn)動(dòng)??紤]到本發(fā)明詣在的目的,本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將意識(shí)到其他相對(duì)低電流馬達(dá)的適用性。
如圖l所示,通過一個(gè)或多個(gè)電池27、 28可以提供電源。如在本技術(shù)領(lǐng)域中所熟知的,任何已知類型的電源可被用于操作諸如電動(dòng)牙 刷的馬達(dá)24。電池可以是一次性使用或可充電的,并且通常是防泄露 的,因?yàn)樗鼈兙哂邢鄬?duì)長的壽命。例如,可以使用鎳鎘、鎳金屬氫化 物和鋰類型的可充電電池。傳統(tǒng)的可替換的堿性電池也可以用作電源。
用于驅(qū)動(dòng)刷板22和/或刷毛20運(yùn)動(dòng)的可變速功率控制設(shè)備可以由 如圖l所示的分立的開關(guān)29、 30來提供,或可以被設(shè)置成多位置樞軸 (pivot)開關(guān),其可以以至少兩個(gè)功率設(shè)置來驅(qū)動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例, 如果使用三位置開關(guān),該開關(guān)具有對(duì)應(yīng)于第一或低功率設(shè)置的第一位 置、對(duì)應(yīng)于第二或高功率設(shè)置的第二設(shè)置、以及對(duì)應(yīng)于電源斷開位置 的第三設(shè)置。每個(gè)功率設(shè)置依次對(duì)應(yīng)于所選擇的刷頭速度,例如,低 功率設(shè)置對(duì)應(yīng)于第一刷頭速度,并且高設(shè)置對(duì)應(yīng)于第二刷頭速度???br> 選擇地,可以使用傳統(tǒng)滑動(dòng)型多位置開關(guān)。如果使用如圖1所示的兩 個(gè)分立的開關(guān),可以將一個(gè)開關(guān)29用于導(dǎo)通或斷開馬達(dá),而將開關(guān)30 用于選擇低或高功率設(shè)置。
用于調(diào)整本發(fā)明的兩速馬達(dá)的速度的電子電路32在圖2中示出。 電路32包括DC馬達(dá)24、由1.5伏電池所代表的電源27和28、以及 開關(guān)29和30,開關(guān)29和30分別代表導(dǎo)通/斷開開關(guān)和高/低開關(guān)。而 且,如果需要,電源27和28可以被設(shè)置為單個(gè)電池電源。如圖2所 示的"快速"所代表的,當(dāng)開關(guān)29處于導(dǎo)通位置并且開關(guān)30閉合時(shí), 該電路閉合,并且激活馬達(dá)24的高速狀態(tài),以便根據(jù)刷頭18的特定 構(gòu)造,以較高的振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)來移動(dòng)刷毛20。當(dāng)開關(guān)29處于導(dǎo)通位置并 且開關(guān)30處于慢速位置時(shí),通過經(jīng)由二極管34的路徑形成了一個(gè)回 路,二極管34將使得通過該電路到達(dá)馬達(dá)24的電壓降低約1/3。由于 通過二極管34的電壓降不取決于通過該電路的電流量,所以可以實(shí)現(xiàn) 一致的低速,而與使用電阻器的情況不同,在使用電阻器的情況下, 電阻器兩端的電壓降導(dǎo)致電流大小(level)的變化。出于安全原因, 可以將熔絲36并入電路32中,以便防止過熱?,F(xiàn)在描述操作,提供一種使用機(jī)動(dòng)化的牙刷來清潔用戶牙齒的方 法。首先,將該牙刷的頭部分插入用戶口腔。接下來,激活導(dǎo)通開關(guān) 29,并且由用戶通過開關(guān)30選擇速度設(shè)置。然后,在握柄部分內(nèi)的馬
達(dá)24以高或低速運(yùn)轉(zhuǎn)。通過馬達(dá)24的旋轉(zhuǎn),影響刷頭的振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。 然后,將運(yùn)動(dòng)的刷頭與用戶的至少一顆牙齒接觸持續(xù)選定的時(shí)間。當(dāng) 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了期望程度的清潔時(shí),將頭部分從用戶口腔移開,并且通過 斷開開關(guān)29的使用,停止馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于可變速馬達(dá)的電路,包括可變速馬達(dá)、將電壓提供至所述馬達(dá)的電源、以及在所述電路內(nèi)提供電壓降并且降低所述馬達(dá)速度的裝置,其中,提供所述電壓降的所述裝置基本獨(dú)立于給所述馬達(dá)的所述電流量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的所述電路,其中,提供電壓降并且降低馬達(dá) 速度的所述裝置是二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的所述電路,其中,所述可變速馬達(dá)是2速馬達(dá)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的所述電路,其中,所述電源是至少一個(gè)電池 的形式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的所述電路,其中,至少一個(gè)所述電池是可充 電電池。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的所述電路,包括將電流從電源提供至所述可 變速馬達(dá)的導(dǎo)通/斷開開關(guān),以及控制所述馬達(dá)的速度的可變速開關(guān)。
7. —種電動(dòng)牙刷,包含可變速馬達(dá)、在所述牙刷的一端上支撐的 并且通過振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)可以移動(dòng)的刷板、從所述可變速馬達(dá)至所述刷板 以引起所述刷板的所述振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動(dòng)裝置、以及用于向所述可變 速馬達(dá)提供電流以控制所述馬達(dá)的速度的電子電路、提供電壓降并降 低所述馬達(dá)速度的裝置,所述裝置提供基本獨(dú)立于給所述馬達(dá)的所述 電流的所述電壓降。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述電動(dòng)牙刷,包括握柄部分、頸部分、以 及刷頭部分,其中,將所述可變速馬達(dá)設(shè)置在所述握柄部分內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述電動(dòng)牙刷,其中,提供所述電壓降的裝置是二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7的所述電動(dòng)牙刷,其中,所述可變速馬達(dá)由 至少一個(gè)可替換或可充電的電池供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于改變可變速馬達(dá)速度的電路,該電路具有將電壓提供至所述馬達(dá)的電源、以及在所述電路內(nèi)作為提供電壓降的裝置的二極管,該電壓降基本獨(dú)立于給所述馬達(dá)的所述電流量。本發(fā)明還包括使用該電路的電動(dòng)牙刷。
文檔編號(hào)H02P3/00GK101610697SQ200780050279
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者大衛(wèi)·J·博爾, 霍克·伏格勒·布拉德 申請(qǐng)人:丘奇和德懷特有限公司
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