CN103108610A - 电动牙刷的可更换头部 - Google Patents

Abstract

用于电动牙刷的可更换头部（10）包括细长套管（11），套管包括易弯曲部分（19），并且容纳有可以振荡旋转运动旋转的纵向驱动轴（18）。驱动轴具有被接收在套管内的腔（22）内的球形轴承部分（21）。头部包括变速器部分以将头部驱动轴的旋转转换成刷毛承载器（15）的旋转，包括偏心销（23），其从头部驱动轴延伸从而以振荡旋转运动移动刷毛承载器，并具有被接收在刷毛承载器中的接收腔（25）内的球形销轴承部分（24）。

Description

电动牙刷的可更换头部

本发明涉及电动牙刷，尤其涉及电动牙刷的可更换头部。

电动牙刷是非常公知的。通常，电动牙刷包括手柄，手柄中装有诸如可更换或可再充电蓄电池的电动电源和由该电源提供能量的电马达。手柄驱动轴大体上从手柄延伸，在马达和手柄驱动轴之间设有变速器装置以使驱动轴以连续的或振荡的旋转运动旋转。连接器基本上邻近手柄驱动轴以用于可更换头部。通常，手柄驱动轴穿过连接器。

通常来说，可更换头部包括细长套管，该套管在一个纵向端具有连接部以与手柄上的连接器配合；还包括在相对的纵向端处的刷毛承载器安装件，刷毛承载器安装在其上以实现基本上绕横向于套管纵向方向的旋转轴线的连续的或振荡的旋转运动。通常来说，头部驱动轴沿着套管部分并在套管部分内纵向延伸，并且在其紧邻所述连接部的端部具有诸如花键槽的连接部以在头部通过连接器和连接部的接合被连接到手柄时与手柄驱动轴连接。通常来说，这种头部驱动轴以连续的或振荡的旋转运动绕基本上与轴纵向方向对准的旋转轴线旋转。

通常，在头部驱动轴和刷毛承载器之间是变速器系统以将头部驱动轴绕基本上与轴纵向方向对准的轴线的旋转转换为刷毛承载器绕横向于轴纵向方向的旋转轴线的旋转。

公知许多这种牙刷。例如，WO-A-91/07117公开了一种电动延伸，其具有变速器系统，该系统包括两个接合的冠齿轮。例如，US-A-5,625,916公开了常用的变速器系统，其包括旋转头部驱动轴，该头部驱动轴具有偏离中心的偏心销，该销沿着头部驱动轴的旋转轴线的半径方向延伸，并且其与圆柱形刷毛支撑件的侧面内的腔接合，从而在头部驱动轴旋转时，其引起刷毛承载器以振荡的旋转运动旋转。DE202008005856U1和CH-A-688537公开了类似的系统。

还已知的是，给电动牙刷提供可更换头部，该可更换头部在牙刷使用过程之施加到刷毛承载器的压力作用下是易弯曲的。例如，EP-A-1186254公开了一种头部，其包括弹性弯曲区域，该区域将套管部分分为在该弯曲区域的两个纵向侧的两个部分。还已知电动牙刷头部的包括在刷毛支撑件和手柄之间的易弯曲区域的各种其它构造，例如在EP-A-0510940中。

当头部如上所述是易弯曲的时，在上述的使用偏心销的常用变速器系统中会一直留有一个问题，即优化销和头部之间的摩擦接触并维持变速器系统内的头部驱动轴和刷毛承载器之间的均匀力。本发明的一个目的是解决这个问题。本发明的其它目的和优点将从下面的描述中变得易于理解。

根据本发明，提供了一种用于电动牙刷的可更换头部，包括细长套管，该套管在一个纵向端具有连接部以与电动牙刷手柄上的连接器配合，该套管具有在相对的纵向端处的刷毛承载器安装件并具有安装在其上的刷毛承载器，刷毛承载器安装在刷毛承载器安装件上以实现绕横向于套管纵向方向的旋转轴线的旋转运动，具有沿着套管部分纵向延伸并安装成实现绕基本上与套管纵向方向对准的旋转轴线的旋转运动的头部驱动轴，其特征在于：该套管包括易弯曲区域，其允许套管的在刷毛支撑件和易弯曲区域之间的部分在使用过程中在刷毛承载器上的压力的作用下相对于连接部移动，

邻近头部驱动轴的纵向最远离连接部的端部是球形头部驱动轴轴承部分，并且套管具有对应的头部驱动轴轴承部分接收腔，从而接收该球形头部驱动轴轴承部分，

头部包括变速器系统以将头部驱动轴的旋转转换成刷毛承载器绕横向于轴纵向方向的旋转轴线的旋转，该变速器系统包括邻近该头部驱动轴的纵向最远离连接部的端部从头部驱动轴延伸到销端的偏心销，该销端沿着该头部驱动轴的旋转轴线的半径方向距该头部驱动轴一定距离，并且偏心销具有邻近该销端的球形销轴承部分，

刷毛承载器在其内具有球形销轴承部分接收腔，该接收腔径向地距离刷毛承载器的旋转轴线一定距离，用来接收球形销轴承部分，并且其尺寸被设置成当头部驱动轴绕其旋转轴线以振荡旋转运动移动时，球形销轴承部分支承在该腔的绕着刷毛承载器的旋转轴线周向间隔开的表面上，使得由此引起刷毛承载器以振荡旋转运动移动。

已经发现，提供两个所述球形轴承部分优化头部驱动轴和套管之间的摩擦，以及销和刷毛承载器之间的摩擦，并且有助于当易弯曲头部在使用中弯曲时维持变速器系统中的头部驱动轴和刷毛承载器之间的均匀力。

优选地，刷毛承载器被安装成实现振荡旋转运动。

优选地，刷毛承载器的旋转轴线基本上垂直于套管的纵向方向，例如与套管的纵向方向的角度在80-90°内。刷毛承载器具有表面，刷毛从该表面延伸。

优选地，头部驱动轴被安装成实现振荡旋转运动。优选地，马达和变速器在手柄中被布置成将振荡旋转运动传递给手柄驱动轴。

优选地，易弯曲区域被定位在套管的紧邻连接部的纵向半部中。例如，这种易弯曲区域可从套管的离连接部最近的端部最多延伸该连接部和刷毛承载器安装件之间的距离的30％。优选地，易弯曲区域包括复合塑料材料-弹性体材料区域。例如，套管可以由诸如本领域常见的聚丙烯的塑料材料制成，并且在其内可具有孔，例如完全穿过套管的塑料材料壁，所述孔容纳诸如热塑性弹性体材料的弹性易弯曲弹性体材料。这种易弯曲区域可由已知的工艺制造，该工艺包括模塑包括这种孔的塑料材料套管的第一注射，在第二注射模具中封闭如此形成的套管，以及将弹性体材料注射成型在所述孔中。

优选地，易弯曲区域允许套管的在刷毛支撑件和易弯曲区域之间的部分在使用过程中在刷毛承载器上的压力的作用下相对于连接部在平行于刷毛承载器的旋转轴线的平面内以弧线移动。至多为10°例如至多为5°的移动似乎足以在使用过程中帮助过大的刷牙压力。

优选地，头部驱动轴在所述套管的在刷毛支撑件和易弯曲区域之间的所述部分移动时能够易弯曲地弯曲。头部驱动轴可由易弯曲的塑料材料制成，例如POM（聚甲醛）。例如，头部驱动轴可包括纵向交替的宽、窄部分以增强易弯曲性。

邻近头部驱动轴的纵向最远离连接部的端部，优选地，在该端部处有球形头部驱动轴轴承部分。术语“球”和衍生术语在本文中被使用时包括椭球和扁球。头部驱动轴轴承部分可在其外表面的足够大的部分上是球形的，使得在套管的弯曲移动过程中，头部驱动轴轴承部分的球形表面保持与轴承腔接触。该驱动轴轴承部分可包括驱动轴的一体部分，或者替换地，例如，为了最小化磨损对轴承的影响，该轴承可由金属制造成单独的部分并被附接到驱动轴。

接收邻近驱动轴的端部的球形头部驱动轴轴承部分的套管轴承接收腔可例如是圆柱形腔。这可以是套管的邻近刷毛承载器安装件的塑料部分中的侧面为塑料的腔，但是优选地套管轴承接收腔是金属衬的，尤其是在轴承部分本身是由金属制成时。例如，该腔可由插入套管的塑料材料的开有圆柱形内孔的插件提供。

优选地，偏心销在头部驱动轴的距离刷毛承载器安装件最近的端部短距离的位置处从头部驱动轴延伸。优选地，偏心销包括横向于头部驱动轴沿着头部驱动轴的旋转轴线的半径方向延伸的销部，该销部连接到平行于头部驱动轴延伸到销端的销部。球形销轴承部分可以是完整的球（除了其连接到销的位置）。球形销轴承部分可在其外表面的足够大的部分上是球形的，使得在套管的一部分的移动过程中，销轴承部分的球形表面保持与轴承腔接触。该球形销轴承部分可包括销的一体部分，或者替换地，例如，为了最小化磨损对球形销轴承部分的影响，该部分可由金属制造成单独的部分并被附接到该销。

通常，销轴承接收腔在刷毛承载器的相对于刷毛承载器的旋转轴线径向向外的表面中可包括狭槽或其它形状的孔。销轴承接收腔的尺寸被设置成使得在销轴承部分在头部驱动轴以振荡旋转运动移动时而横向往复移动时，销轴承部分支承在该腔的侧表面上，该侧表面围绕着刷毛承载器的旋转轴线被周向间隔开，从而引起刷毛承载器响应于振荡的旋转运动而移动。

刷毛承载器具有表面，刷毛从该表面延伸。优选地，销轴承接收腔最远离该表面的一侧被封闭或受约束以使得在被施加到刷毛承载器的力有将其从刷毛承载器安装件移除的趋势时刷毛承载器抵靠在该销和/或销轴承部分以抵抗该力。这可有助于将刷毛承载器保持在安装件上。这种构造可改善刷毛承载器的所谓“拉拔强度”，符合一些国家的安全要求。经常在电动牙刷头中已知的是在刷毛承载器安装件中提供保持器销，该保持器销与刷毛安装件中的腔接合以有助于将刷毛承载器保持在刷毛承载器安装件上，并且该腔的前述封闭或约束能补充这种保持器销的作用。

通常，刷毛承载器可由塑料材料制成，例如POM（聚甲醛），并且可通过注射成型制作，该腔在成型过程中形成。这种轴承接收腔也可是侧面是塑料的，或者可内衬有金属。

刷毛承载器可以是绕其旋转轴线的大体上的圆柱形。通常，刷毛承载器可利用刷毛承载器安装件和刷毛承载器之间的轴被安装在刷毛承载器安装件中。通常，这种轴是金属销轴。

术语“刷毛”和衍生术语在本文中指的是所有种类的口腔清洁元件，例如细丝刷毛，诸如由尼龙或PBT制成（聚对苯二甲酸丁酯），

其可例如是带有圆端的圆柱形，或者可以是逐渐变细的，如在EP-B-0596633Bl中所公开的。替换地，这种元件可由弹性体材料制成，例如诸如本领域已知类型的指状件、条、薄片等。也可使用这些元件的组合。

本发明的牙刷头的其它部分在其它方面可以是常规的。

连接部可例如是适合于与牙刷手柄上对应的连接器连接的已知类型的推压配合、螺纹配合或卡口连接，例如从Oral-B™电动牙刷熟知的类型。连接部可包括可插入的适配器以使套管的内部轮廓适合于连接器的外部轮廓，例如如在US-A-3,369,265中公开的。

本发明的牙刷头部适合于与已知类型的牙刷手柄一起使用，该牙刷手柄容纳有电动电源（例如可更换或可再充电的蓄电池）和由该电源供电的电动马达。通常，这种手柄具有驱动轴，该驱动轴从手柄延伸并且可被制造成以振荡旋转运动旋转，并且其与头部驱动轴连接。

参照附图仅以举例方式描述本发明。

图1示出了本发明的牙刷头的纵向截面图。

图2用沿着和横过纵向方向的两个示意图示出了变速器系统。

图3示出了牙刷头如何接合牙刷手柄。参照图1，这大体示出了本发明的牙刷头部10，包括细长中空套管11，套管11具有纵向方向L-L，并且在一个纵向端具有连接部12以与在电动牙刷手柄（未示出，见图3）上的连接器（未示出，见图3）配合，这个连接部12是常规的卡口或推压配合连接部。

在套管11的相对端是刷毛承载器安装件13，包括轴14，在轴14上安装有刷毛承载器15，该刷毛承载器能够在该轴上绕旋转轴线R-R旋转，该旋转轴线R-R由轴14定义并且横向于套管纵向方向L-L。在刷毛承载器15的表面15A上安装有刷毛16，其沿着平行于旋转轴线R-R的方向延伸。保持器销17与刷毛承载器15中的周向狭槽28接合以将刷毛承载器15保持在安装件13上，并且还限制刷毛承载器15在轴14上的旋转，从而将刷毛承载器15的旋转限制为振荡旋转运动。这个整体构造是常规的。

头部驱动轴18沿着套管部分11并在其内纵向延伸并且被安装成实现在套管11内绕与套管11的纵向方向L-L同轴的旋转轴线的振荡旋转运动。

该套管11包括易弯曲区域19，其允许套管的在刷毛支撑件13和易弯曲区域19之间的部分在使用过程中在刷毛承载器15上的压力的作用下相对于连接部12移动。易弯曲区域19包括复合塑料材料-弹性体材料区域，由套管11提供，套管11由诸如聚丙烯的塑料材料制成，套管11具有在该套管的塑料材料中的孔，这些孔容纳热塑性弹性体材料20。易弯曲区域19从套管11的最靠近连接部12的端部延伸连接部12和刷毛承载器安装件13之间的距离的约30％。易弯曲区域18允许套管12的在刷毛支撑件13和易弯曲区域18之间的部分在使用过程中在刷毛承载器15上的压力的作用下相对于连接部12在平行于刷毛承载器15的旋转轴线R-R的平面中，即在附图的平面中，以弧线移动。

头部驱动轴18由易弯曲的塑料材料制成，例如POM（聚甲醛）。头部驱动轴包括纵向交替的宽部分181和窄部分182，以增强易弯曲性，即促进绕窄部分182的弯曲。

邻近头部驱动轴18的纵向最远离连接部12的端部是球形头部驱动轴轴承部分21。套管12具有对应的头部驱动轴轴承部分接收腔22以接收轴承部分21。轴承部分21以设置在轴18的端部中的金属销的形式被提供，其远离轴18的端部被形成为球形形状。腔22以具有紧密地对应球形轴承部分21的外径的内部圆柱形孔的金属圆筒的形式被提供。

头部10包括变速器系统以将头部驱动轴18的振荡旋转转换成刷毛承载器15绕横向于轴纵向方向L-L的旋转轴线R-R的振荡旋转。这种变速器系统包括偏心销23，其邻近头部驱动轴18纵向最远离连接部12的端部一体地从头部驱动轴18延伸。这个偏心销23包括靠近轴18的第一部分231，其横向于纵向方向L-L延伸，然后第二部分232平行于纵向方向地延伸到销端24，该销端沿着头部驱动轴18的旋转轴线的半径方向距离头部驱动轴18一定的距离。该销端24的形式是球形销轴承部分，是设置在部分232的端部内的金属销，其远离连接部12的端部被形成为球形形状。

在刷毛承载器15的径向距旋转轴线R-R一定距离的表面中有球形销轴承部分接收腔25以接收球形销轴承部分24。腔25的尺寸被设置为使得当头部驱动轴18以振荡旋转运动绕其旋转轴线L-L移动时，球形销轴承部分24交替地支承在该腔的侧表面上，该侧表面围绕刷毛承载器15的旋转轴线R-R周向间隔开，从而由此引起刷毛承载器15以振荡旋转运动绕轴线R-R移动。

在头部驱动轴18的端部，花键槽26（示意性地示出）被形成在一体地加宽的部分27中，能够以常规方式与牙刷手柄（未示出，见图3）的驱动轴（未示出，见图3）接合。

图2是图1的牙刷头部的变速器系统的操作的示意图。示出了两个视图，这两个视图分别是沿着和横过纵向轴线L-L观察的。当头部驱动轴18以振荡旋转运动绕其轴线L-L旋转时，偏心销23从一侧摆到另一侧，并且球形销轴承部分24交替地支承在腔25的侧表面25A、25B上，这两个侧表面围绕旋转轴线R-R周向间隔开。这引起刷毛承载器15对应地绕其自身的旋转轴线R-R以振荡旋转运动移动。

可以看到，由于球形轴承部分21、24，无论轴17和头部驱动轴18在刷牙过程中在压力下弯曲多大，并且随后引起轴承部分21、24在相应的轴承腔22、25中移动，部分21、24的球形表面保持与相应的腔22、25接触。随后，在头部驱动轴18和腔22之间的、以及在销23和刷毛承载器15的腔25之间的驱动力和摩擦被适当地维持不变，这最小化了在使用过程中的磨损和振动。

图2还示出了销轴承接收腔25的最远离表面15A的侧面26如何被壁部分26封闭，刷毛16从表面15A延伸。从图2还可以看到，在正被施加到刷毛承载器15的力有将其从刷毛承载器安装件（图2中未示出）移除的趋势时，刷毛承载器15的壁部分26将抵靠销轴承部分24以抵抗这个力并有助于将刷毛承载器15保持在安装件上，从而补充保持器销17在其狭槽28内的作用。

图3示意性地示出了牙刷头部10如何与电动牙刷的手柄30接合。手柄30容纳电动电源，例如可更换或可再充电的蓄电池（未示出），以及由电源供能的电动马达（未示出）。从手柄30延伸手柄驱动轴31，在马达和手柄驱动轴之间有变速器装置（未示出）以使驱动轴31以振荡旋转运动旋转。邻近手柄驱动轴31是用于可更换头部10的连接器32，手柄驱动轴31穿过连接器32。在使用中，连接器32以阳-阴合作方式与牙刷头部10的连接部12接合，并且当如此连接时，驱动轴31以阳-阴合作方式与槽26接合从而驱动轴31能驱动轴18。

Claims (16)

1.一种用于电动牙刷的可更换头部，包括细长套管，该套管在一个纵向端具有连接部以与电动牙刷手柄上的连接器配合，该套管具有在相对的纵向端处的刷毛承载器安装件并具有安装在其上以实现绕横向于套管纵向方向的旋转轴线的旋转运动的刷毛承载器，具有头部驱动轴，该头部驱动轴沿着套管部分纵向地延伸并且被安装成实现绕与套管纵向方向基本上对准的旋转轴线的旋转运动，其特征在于：

该套管包括易弯曲区域，其允许套管的在刷毛支撑件和易弯曲区域之间的部分在使用过程中在刷毛承载器上的压力的作用下相对于连接部移动，

邻近头部驱动轴的纵向最远离连接部的端部是球形头部驱动轴轴承部分，并且套管具有对应的头部驱动轴轴承部分接收腔，从而接收该球形头部驱动轴轴承部分，

头部包括变速器系统以将头部驱动轴的旋转转换成刷毛承载器绕横向于轴纵向方向的旋转轴线的旋转，该变速器系统包括邻近该头部驱动轴的纵向最远离连接部的端部从头部驱动轴延伸到销端的偏心销，该销端沿着该头部驱动轴的旋转轴线的半径方向距该头部驱动轴一定距离，并且偏心销具有邻近该销端的球形销轴承部分，

刷毛承载器在其内具有球形销轴承部分接收腔，该接收腔径向地距离刷毛承载器的旋转轴线一定距离，用来接收球形销轴承部分，并且其尺寸被设置成当头部驱动轴绕其旋转轴线以振荡旋转运动移动时，球形销轴承部分支承在该腔的绕着刷毛承载器的旋转轴线周向间隔开的表面上，使得由此引起刷毛承载器以振荡旋转运动移动。

2.如权利要求1所述的可更换头部，其中刷毛承载器被安装成实现振荡旋转运动。

3.如权利要求1或2所述的可更换头部，其中刷毛承载器的旋转轴线与套管纵向方向在80-90°内。

4.如权利要求1或2或3所述的可更换头部，其中头部驱动轴被安装成实现振荡旋转运动。

5.如权利要求1-4中任一项所述的可更换头部，其中易弯曲区域位于套管的最靠近连接部的纵向半部中。

6.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中易弯曲区域允许套管的在刷毛支撑件和易弯曲区域之间的部分在使用过程中在刷毛承载器上的压力的作用下相对于连接部在平行于刷毛承载器的旋转轴线的平面内以弧线移动。

7.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中头部驱动轴在所述套管的所述部分移动时能够易弯曲地弯曲。

8.如权利要求7所述的可更换头部，其中头部驱动轴由易弯曲塑料材料制成并且球形头部驱动轴轴承部分由金属制成为单独的部分并被附接到所述驱动轴。

9.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中接收邻近驱动轴的端部的球形轴承部分的套管轴承腔是圆柱形腔。

10.如权利要求8或9所述的可更换头部，其中所述套管轴承腔内衬有金属并且由插入到套管的塑料材料的带圆柱形内孔的插件提供。

11.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中偏心销包括横向于头部驱动轴沿着头部驱动轴的旋转轴线的半径方向延伸的销部，该销部连接到平行于头部驱动轴延伸到销端的销部。

12.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中球形销轴承部分由金属制造成单独的部分并被附接到所述销。

13.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中所述轴承接收腔包括位于刷毛承载器的相对于刷毛承载器的旋转轴线径向向外的表面内的孔。

14.如权利要求13所述的可更换头部，其中轴承接收腔侧面是塑料的，或者内衬有金属。

15.如前述权利要求中任一项所述的可更换头部，其中销轴承接收腔的最远离刷毛承载器的刷毛从其延伸的表面的侧面是被封闭或受约束的表面，从而在正被施加到刷毛承载器的力有将其从刷毛承载器安装件移除的趋势时，刷毛承载器抵靠销和/或销轴承部分以抵抗该力。

16.一种电动牙刷，包括组合有根据权利要求1-15中任一项的可更换头部的手柄，所述手柄容纳诸如可更换或可再充电的蓄电池的电动电源和由该电源供能的电动马达。

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