CN1633262A

CN1633262A - 电动牙刷

Info

Publication number: CN1633262A
Application number: CN03804088.3A
Authority: CN
Inventors: W·J·奥伯曼恩; C·米库拉
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2005-06-29
Also published as: JP2005517489A; WO2003070122A1; EP1478303A1; US20050102773A1; AU2003202765A1

Abstract

本发明涉及一种电动牙刷，其包括可围绕传动轴线旋转式地驱动传动轴的电动机、具有设置了刷毛的自由外端的刷柄、可根据转换特性将传动轴的旋转运动转换成刷柄围绕着刷柄轴线的往复式旋转运动的转换装置，以及枢轴转动装置，其通过作用在刷毛上的力来使至少部分刷柄围绕枢轴线从空档枢轴转动位置克服促动装置的作用而枢轴转动到非空档位置，该枢轴线垂直于传动轴的纵向方向而延伸，至少部分刷柄围绕枢轴线到非空档位置的枢轴转动导致转换特性产生变化。

Description

电动牙刷

本发明涉及一种电动牙刷，其包括可围绕传动轴线旋转式驱动传动轴的电动机、具有设置了刷毛的自由外端的刷柄、可根据转换特性将传动轴的旋转运动转换成刷柄围绕着刷柄轴线的往复式旋转运动的转换装置，以及枢轴转动装置，其通过作用在刷毛上的力来使至少部分刷柄围绕枢轴线从空档枢轴转动位置克服促动装置的作用而枢轴转动到非空档位置，该枢轴线垂直于传动轴的纵向方向而延伸。

电动牙刷的刷头可能会损害牙龈或令人感到疼痛，在牙龈受到刺激的情况下更是如此。当刷毛和牙龈之间的接触力太大时，这种损害或疼痛就会发生。通过施加对使用者的牙龈无害的作用力，就可获得更佳的口腔卫生。因此，已经研制出了几种带有若干类型受力控制的电动牙刷。

从美国专利5406664中已知了一种如序言所述的牙刷，其考虑了上述的问题，并设有一些类型的受力控制装置。实际上，在这一专利文献中介绍了几种电动牙刷，它们的共同点在于，各电动牙刷的刷毛均相对于垂直于刷柄而延伸的轴线呈弹性地倾斜一段偏转距离，刷柄在刷毛和转换机构之间延伸，转换机构用于将电动机的旋转转换成带有刷毛的刷柄的往复旋转。为了达到此目的，刷柄可包含有弯曲部分，其例如使用刷柄的局部切开部分、将刷柄的两个纵向部分互连的弹性带，或者在刷柄内设置螺旋弹簧。或者，可将刷柄分成两个纵向的刷柄部分，其中一个携带有刷毛的部分可围绕枢轴线枢轴转动，该枢轴线垂直于刷柄的纵向方向而延伸。这两个纵向牙刷部分通过螺旋弹簧互连。因使用者将牙刷压靠在其牙齿上的作用力而导致倾斜距离的大小发生变化，从而可改变刷毛的往复运动的行程。上述美国专利所介绍的电动牙刷的缺点在于，刷柄上的携带有刷毛的一部分必须装有能产生弹性倾斜的特殊装置。这些特殊装置使得携带有刷毛的这一部分成本更高，应当注意的是，这一部分是必须定期更换的(例如每两个或三个月更换一次)，这至少对消费者来说是一个非常重大的缺点。另外，在使用者在往复行程中调整差异之前，必须通过刷毛来产生很大的倾斜行程。

欧洲专利申请481553是有关电动牙刷的另一专利，其旨在防止牙刷在牙齿上施加过大的压力。为了达到这一目的，这种牙刷具备能发出可听到的声音的特征，在刷牙期间当超过了一定的接触压力时就会发出这种声音。电动单元克服弹簧元件的操作而旋转。警告声音实际上是通过安装在传动轴上的正齿轮与片簧相接触而引起的，该传动轴在驱动单元的背面延伸。牙刷的外壳可用作共鸣器。这种牙刷的缺点是许多用户不喜欢听到这种声音，如果他人还在睡觉时尤其如此。另外，正齿轮和片簧之间的相互作用会引起作用在机械装置上的附加的机械作用力。

本发明的目的是提供一种如序言所述的牙刷，其可有效防止电动牙刷的使用者用力过大，并且没有上述现有技术牙刷的缺点。本发明还旨在提供一种具有触觉反馈的牙刷，在帮助使用者适应操纵牙刷的方面，其已经被证明比无触觉反馈更有效。

为了实现这些目的，至少部分刷柄围绕枢轴线到非空档位置的枢轴转动将导致转换特性产生变化。这意味着传动轴的旋转运动转换成刷柄的往复旋转运动的方式直接受到刷柄围绕该枢轴线枢轴转动的影响，如果在刷毛和牙齿之间施加了过大的接触压力，就会发生这种情况。使用者可在触觉上检测到这种影响，使用者可通过降低接触压力来改变操纵电动牙刷的方式，从而使刷柄返回到其空档枢轴转动位置。

当转换装置包括从刷柄中大致径向地伸出的臂件和可围绕偏心轴线旋转的偏心件时，可以得到一个非常有效的实施例，其中偏心轴线位于距刷柄轴线为一定径向距离的位置处，偏心件和臂件在偏心件的旋转运动期间始终相互间接触，至少部分刷柄围绕枢轴线的枢轴转动将引起径向距离的大小产生变化。这种径向距离大小的变化大致上会通过两种不同的方式来影响转换特性，这两种方式将在下文中说明。

在本发明的一个优选实施例中，刷毛背离偏心轴线。这意味着如果在刷毛上施加了过大的压力，那么由于臂件将运动离开偏心件，刷柄围绕枢轴线的枢轴转动将导致径向距离增大。因此，刷毛的行程将减小；这将使用户感觉到动力下降。

在本发明的另一优选实施例中，刷毛朝向偏心轴线。在这种结构中，当在刷毛上施加了过大的压力时，那么由于臂件将朝向偏心件运动，刷柄围绕枢轴线的枢轴转动将导致径向距离减小。因此，刷毛的行程和电动机所传递的动力将增大。最后，电动机的频率下降。显然，这对使用者来说完全是另一种信号，其表示接触压力过大。

如果促动装置包括有弹性装置，那么至少从结构的观点来看这是非常有利的。然而应当认识到，在本发明的体系结构中也可使用其它类型的促动装置，例如磁激励器。

虽然可采用如美国专利5406664所述的简单偏心销来作为偏心件，然而优选使用具有奇数凸角的凸轮来作为偏心件，所述数量等于或大于三。这种凸轮可使牙刷进行平稳的往复运动。凸轮的优选几何形状可采用所谓的Reuleaux曲线。

为了最佳地控制刷柄的枢轴转动对转换特性所产生的影响，刷柄优选是刚性的。

下面将通过参考附图并借助于对本发明的一些优选实施例的介绍来进一步解释本发明，在图中：

图1显示了本发明的第一优选实施例的纵向截面图；

图2显示了本发明的第二优选实施例的纵向截面图；

图3显示了本发明的第三优选实施例的纵向截面图；

图4显示了本发明的第四优选实施例的纵向截面图；

图5显示了本发明的第五优选实施例的纵向截面图；

图6显示了本发明的第六优选实施例的纵向截面图；

图7a和7b分别显示了处于空档位置和非空档位置时沿图1到3中的线VII-VII的截面图；

图8a和8b分别显示了处于空档位置和非空档位置时沿图4到6中的线VIII-VIII的截面图；

图9显示了沿图1到6中的线IX-IX的截面图。

图1到6显示了根据本发明的电动牙刷1，2，3，4，5和6的六个不同的实施例，它们具有大量相似的零件。在下文中将以相同的标号来标示这些相似的零件。各牙刷都具有外壳7，其中容纳了带有输出传动轴9的电动机8，该传动轴9可围绕传动轴线18旋转。在该传动轴9上安装了一个三凸角式凸轮10(也可参见图7a，7b，8a和8b)。

刷柄21部分地在外壳内延伸。该刷柄21包括三个主要的柄部：刷毛柄部分11、连接柄部分12和叉柄部分13。刷毛柄部分11在其外端处带有刷毛15，在如箭头14所示的一定接触力的作用下，刷毛15可与牙刷使用者的牙齿相接触。在刷毛15磨损后应当更换刷毛柄部分11。已经提到过的重要一点是，牙刷1，2和3的刷毛15朝向与牙刷4，5和6的刷毛15相反的方向。在叉柄部分13上的外端部处安装了带有两个臂部17a和17b的叉架16。叉柄部分13可在容纳于外壳7内的支承单元19中围绕刷柄轴线20旋转。刷柄轴线20和传动轴线18彼此平行，并相互间隔开一定的径向距离，该距离在图1和4中以双向箭头22来表示。连接柄部分12将刷毛柄部分11和叉柄部分13刚性地相连。凸轮10设于叉架16的臂部17a和17b中。这样，带有凸轮10的传动轴9的旋转便可引起带有刷毛16的刷柄21的振荡式旋转运动。

另外，由于支承单元19可在外壳7内枢轴转动，如图9所示，因此刷柄21也可围绕枢轴线23枢轴转动，该枢轴线23垂直于穿过叉柄部分13的刷柄轴线20。为此，支承单元19设有两个相对的枢轴部分24a和24b。

为了使刷柄21定位在空档枢轴转动位置，牙刷1，2，3，4，5，6均设有弹性装置，其可在靠近叉柄部分13的自由端的支承单元19和外壳7之间操作。各种牙刷1，2，3，4，5，6在所使用的弹性装置的种类方面有所不同。牙刷1和4使用了片簧25。牙刷2和5设有压缩弹簧26，其定位相对于刷柄21而言与刷毛15相同的一侧。牙刷3和6具有扭簧，其设置在与刷毛15相反的一侧。为了限制由弹性装置所引起的刷柄21的枢轴转动，牙刷2，3，5，6分别设有止动单元27，28，29，30，它们刚性地连接在外壳7上。

关于牙刷1，2，3，4，5，6的功能，必须在牙刷1，2，3和牙刷4，5，6之间作出区分。

牙刷1，2，3如下所述地操作。从空档位置(图7a)开始，如果在刷毛15和使用者牙齿之间存在过大的接触压力14，那么刷柄21将克服弹性装置的作用而围绕枢轴线23转动到非空档位置(图7b)。这将导致叉柄16产生径向运动，从而减小了径向距离22。由于径向距离22的这种减少，带有刷毛15的刷柄21的振荡式旋转运动的行程也将减少；这将使用户感觉到动力下降。

牙刷4，5，6如下所述地操作。从空档位置(图8a)开始，如果在刷毛15和使用者牙齿之间存在过大的接触压力，那么刷柄21将克服弹性装置的作用而围绕枢轴线23转动到非空档位置(图8b)，这将导致叉柄16产生径向运动。然而，这次叉柄16的径向运动将使径向距离22增大，因此带有刷毛15的刷柄21的振荡式旋转运动的行程也将增大。这也导致电动机8所传递的动力增大。如果这种所需动力的增加过高，那么电动机的频率将下降。

如果在刷毛15和使用者牙齿之间存在过大的接触压力，那么上述可应用的行程或频率变化将立即被使用者感受到，其将降低所施加的负载，以便重新得到初始动力。随着时间的过去，使用者将适应牙刷的操纵，使得较大的接触压力将变得很少发生，或者甚至根本就不再发生。

Claims

1.一种电动牙刷，包括：电动机，其可围绕传动轴线旋转式驱动传动轴；刷柄，其具有设置了刷毛的第一自由外端；转换装置，其可根据转换特性将所述传动轴的旋转运动转换成所述刷柄围绕着刷柄轴线的往复式旋转运动；以及枢轴转动装置，其通过作用在所述刷毛上的力来使至少部分刷柄围绕枢轴线从空档枢轴转动位置克服促动装置的作用而枢轴转动到非空档位置，所述枢轴线垂直于所述传动轴的纵向方向而延伸，其特征在于，至少部分刷柄围绕所述枢轴线到所述非空档位置的枢轴转动导致所述转换特性产生变化。

2.根据权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述转换装置包括从所述刷柄中大致径向地伸出的臂件和可围绕偏心轴线旋转的偏心件，所述偏心轴线位于距所述刷柄轴线为一定径向距离的位置处，所述偏心件和臂件在所述偏心件的旋转运动期间始终相互间接触，至少部分刷柄围绕所述枢轴线的枢轴转动导致了所述径向距离的大小产生变化。

3.根据权利要求2所述的电动牙刷，其特征在于，所述刷毛背离所述偏心轴线。

4.根据权利要求2所述的电动牙刷，其特征在于，所述刷毛朝向所述偏心轴线。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电动牙刷，其特征在于，所述促动装置包括弹性装置。

6.根据上述权利要求中任一项所述的电动牙刷，其特征在于，所述偏心件是具有奇数凸角的凸轮，所述数量等于或大于三。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电动牙刷，其特征在于，所述刷柄是刚性的。