CN1725986A - 用于将从动件可拆卸地连接到带有工件的从动件上的系统 - Google Patents

Abstract

本系统包括多个用于将器具的从动件组件(15)可拆卸地连接到器具主体部分(12)上的连接组件(37，38，39)，其中连接组件与工件的扭转轴线是分开的。各连接组件都包括位于器具主体上的销件(43)，以及位于从动件组件中的用来容纳延伸销件的接受件(46)。工件的驱动轴(16)通过两个弹簧(32，34)与从动件组件的头部(24)相连，其中延伸销件和接受件配合成使得工件在运转期间没有无效运动，并且从动件组件可从器具主体中容易地拆下来。

Description

用于将从动件可拆卸地连接到带有工件的从动件上的系统

本发明大体上涉及小型器具装置，包括个人护理器具，更具体地涉及一种用于将包含有工件的这种器具的从动件组件部分与包括器具驱动件的器具的其余部分如器具基座/主体部分相连的结构。

个人护理器具如电动牙刷或剃须刀、或者其它诸如搅拌器或混合器的小型电动器具通常具有基部和从动件组件，其中基部包括用于器具的驱动件，例如马达，而从动件组件包括某些类型的工件。电动牙刷包括带有驱动件的柄部和带有从动件组件的可拆式头部，其中该从动件组件包括其上带有刷毛的刷头。为了使器具的这两个部分相结合，需要有一种安装或连接结构。

连接结构的设计/构造依赖于驱动件传递到从动件上的特定运动。在那些通过扭转作用、例如单向的或往复式的扭转作用来驱动工件的系统中，例如在一个实施例中，从动件组件可包括弹簧或其它复位件，它们将其上安装了工件的驱动轴与器具头部相连，或者在另一实施例中，从动件组件包括弹簧件，其将工件以头部夹紧在驱动轴上。

在这种系统中，夹紧件相对于驱动轴的弹性力应当足够大，使得在驱动轴的一部分运动期间，夹紧件不会暂时地脱离驱动轴，否则这会导致不必要的效率损耗(无效运动)和相当大的噪音。然而，为了达到这种效果所需的夹紧力会导致例如在更换牙刷头时工件相对于驱动轴的拆卸和插入变得非常困难，也就是说，所需的作用力太大以至于大多数使用者都不方便拆卸。

因此，希望具有一种连接结构，其不会在通常为某类驱动轴的驱动件和从动件之间产生无效运动，而且是基本上无噪音的，同时可以很容易地将从动件组件从携带有驱动件的器具基部上拆下来。

因此，本发明是一种用于将具有驱动组件的器具主体部分连接到包括具有扭转运动轴线的工件单元的从动件组件上的系统，所述系统包括：多个用于将所述从动件组件可拆卸地连接到所述器具主体上的连接组件，其中各连接组件都与工件单元的扭转轴线分开，各连接组件都包括位于a)器具主体或b)从动件组件中的一个上的配合件，以及位于另一个上的相关接受件，其中配合件和接受件各自的结构以及它们的配合方式使得，工件单元在器具的工作期间基本上不存在无效运动，并且从动件组件可从器具主体上容易地拆下来。

图1是显示了在电动牙刷应用中的本发明连接系统的分解透视图。

图2是图1器具的从动件组件部分的端视图，其显示了上面安装了工件的驱动轴和可拆卸头部之间的设置。

图3是从动马达组件的透视图。

图4是显示了在剃须刀应用中的本发明系统的透视图。

图5是显示了本发明另一实施例的器具的一部分的透视图。

图6是沿着图5中的线6-6剖开的截面图。

图7是显示了图5和图6中所示实施例的弹性夹紧作用的视图。

图1显示了在示例性的电动牙刷应用中的本发明的器具连接系统。应当理解，本发明可用于其它个人护理器具如剃须刀中，或者用于其它小型器具如电动工具和/或包括搅拌器或混合器的厨房器具中。

图1中的电动牙刷10包括狭长的基部/柄部12，其包括有电磁驱动件13以及电池14，但是也可使用其它的驱动装置，包括马达。在所示特定实施例中，电磁驱动器13驱动了驱动轴16的后端，驱动轴16是从动件组件15的一部分，其上安装了一对并排往复运动的永磁体17-17。在美国专利No.5189751中详细介绍了这种驱动作用，其内容通过引用结合于本文中。

驱动轴16向上延伸穿过从动件组件，其包括所谓的头部24。在驱动轴16的伸出端上安装了工件26。在所示实施例中，工件26包括安装臂28和牙刷头30。驱动轴16的底座部分19通过两个片簧件32和34而与头部24相连。这种设计导致电磁驱动器13所提供的驱动轴16的后端的左右运动被转换成限定角度如8-14°的弧形运动。在本发明受让人所有的未决美国专利申请No.10/137962中详细介绍了这种结构，其内容通过引用结合于本文中。驱动轴16的弧形运动通过两个弹簧件32和34而产生了作用在头部24上的扭矩。

本发明的连接系统设计成可防止驱动轴16在其沿规定弧线来回旋转时产生无效运动。该连接系统包括三个位于基部12和头部24之间的间隔开的连接组件37-39(如箭头所示)。所示实施例中的这三个连接组件37-39都设于头部和基部之间的界面的周边上，并且与驱动轴线16分开。两个连接组件37，38隔开约7/8英寸，而第三连接组件39与组件37，38形成三角关系，分别与那两个连接组件中的每一个隔开约1-1/8英寸。然而这种设计是可以改变的。

各连接组件都包括狭长的销件43，其设于器具基部的上表面上并从中延伸出来。在所示实施例中，销件43长约5/16英寸，并且在其最厚点处厚约3/16英寸。在所示实施例中，销件43具有十字形横截面，但这同样也是可以改变的。销件43可与设于器具头部24的下部中的配对插座46配合。插座46可以是安装在头部开口中的独立部分，或者可以直接形成在头部中。销43紧密地配合在插座46中，插座46具有和销43的截面构造相匹配的截面结构。

插座和销构造成使得在插座和销之间存在干涉配合，使得在销43的插入期间，插座46会变形到在销43上产生了预定压力的程度。当销是十字形的时，这种压力跨越在销43的两个相对部分(叶片)上。如果件43是单叶片型的，那么压力就分布在单个叶片上，如果件43是圆形的，那么压力指向件43的中心。

对于上述所有结构而言，结果都是作用在连接组件上的一组平衡的压力，其将从动件组件保持在适当的位置上。当通过驱动组件的操作而施加负载时，压力的平衡随着连接组件对负载起作用而发生变化。由于因负载作用而引起的反作用力的增加，压力不会变为零。因此，配合表面仍被夹紧在一起。否则，这两个表面将分开一段短暂的时间，并且交替的扭矩将导致这两个表面快速分开和闭合，从而在器具工作期间产生令人不悦的噪音。

因此，将这两个零件设计成较紧的配合是非常重要的，这样，这两个零件之间的作用将如上所述，并且由驱动轴和两个与头部相连的弹簧件的作用所产生的作用在头部上的扭转力将不会导致器具的头部和基部之间产生任何运动，因此将不存在驱动轴的无效运动。

如上所述，连接组件并不和器具的扭转轴线即驱动轴16的轴线重合。在该设置中，三个静态连接组件和工件扭转轴线之间的物理距离是连接组件的一项重大机械优点。利用该设置，抵抗驱动作用所产生的扭矩所需的作用力使得可以得到没有无效运动的效果，不需要非常大的过盈配合，这种过盈配合需要很大的作用力来安装或拆卸头部。头部可由普通使用者方便地拆卸，而且由于上述的特殊销/插座连接结构，在器具的工作期间不存在无效运动。由器具的弧形运动所产生的噪音也比较小。

相应连接组件37-39之间的距离产生了宽阔的支撑基面，其提高了连接结构的稳定性。由于连接结构实际上是静态的，因此可在器具基部和从动件组件之间使用另一部件，其可以是适配器或其它附件，例如用来将或大或小的头部连接到现有柄部上的配件。该附件随驱动轴16一起移动。附件的类型和运动受到来自驱动件的动力的限制。

在使用期间，驱动组件通过直接作用如马达或其它方法如磁作用而使驱动轴16运动，不会引起器具的头部和基部之间的相对运动，其中驱动轴通过弹簧件而固定在头部上。由于不存在无效运动，因此器具在工作期间是无噪音的。

虽然所示实施例包括三个间隔开的连接组件，但是也可以成功地使用两个间隔开的连接组件，它们是相对的或通过一些其它的设置而间隔开。也可以使用超过三个连接组件。然而出于结构的可靠作用和经济性，三个这样的组件是最佳的。

总体来说，本发明的连接结构包括将器具头部与器具基部连接起来的多个连接组件，基部包括驱动组件。连接组件和器具、具体而言是工件安装在其上的驱动轴的扭转轴线是分开的。对于这种设置来说不存在无效运动，而且这两个部分的分离相对容易，不需要较大的作用力/努力。图1显示了这种系统的一个例子。图5-7显示了另一实施例，其将在下文中介绍。

该连接结构还包括用以保证这两部分以正确的定向连接在一起的配准结构。连接组件的非对称布置也将实现定向功能。所示的配准结构包括两个均较薄的相对耳件51，53，它们从基部的周边中向上延伸出来。耳件装配在相邻接受件之间的匹配空间55，57中。耳件和空间构造成使得这两个部分只能以一种方式配合在一起，并导致这两个器具部分的更“自动化”或更容易的连接。

图3显示了电动剃须刀应用中的本发明的连接结构，其显示了连接结构在电动牙刷以外的其它器具中的应用。剃须刀包括主体部分50，其内包含驱动组件如马达。马达驱动三根可配合到设在剃须刀头部58内的刀片组件56-56中的驱动轴54-54。从器具主体50的上表面中延伸出来三个围绕器具主体的周边进行安装的间隔开的摩擦销60-60。摩擦销60-60延伸到剃须刀头部中的相应接受孔62-62内，并与其相配合。摩擦销60和接受孔62相接合，而三个驱动轴分别与单个的刀片组件56相接合。这三个销及其相关接受孔的组合防止了驱动轴的无效运动，从而降低了器具在工作期间的噪音。

图5、6和7显示了本发明的另一实施例。图中所示的零件是用于电动牙刷的，但也可用于其它器具。在这一实施例中，位于电动器具柄部79的上端处的杯状部分78包括两个从杯状部分78的圆形壁83中径向向外伸出的独立肋条部分81和82。图6显示了杯壁83，其具有位于肋条81和82之间的被去除部分85(因此在肋条之间存在敞开空间)，否则杯壁83将是连续的，肋条81和82从壁83的外表面83a中径向向外地延伸出来。

器具头部87向下安装在杯状部分78上，与柄部79相配合。当头部和柄部配合在一起时，驱动弹簧组件89便定位在柄部的杯状部分中，驱动弹簧89受到来自柄部79中的驱动单元的电磁作用的驱动。

如图7中最清楚地示出，从头部下缘91中向下延伸出两个弹簧插座92。弹簧插座92(每个肋条一个)通常是环状结构，在其端部带有开口部分，而且从插座的各端延伸出小突起94-94。环的自由端倾向于彼此相向地回弹。插座92设在头部87上并在肋条81，82之上延伸，并且提供了作用在肋条上的弹簧力。在所示实施例中显示了两个肋条和两个相配的弹簧插座。然而应当理解，也可以使用其它的肋条/插座组合。

在工作中，在工件驱动弹簧组件的运动所产生的顺时针扭矩的过程中，由插座施加在肋条上的沿图6中“A”方向上的弹性力增加；因此，作用在肋条上的“B”方向上的弹性力将减小，这将防止弹簧插座在器具的工作过程中与肋条分离，从而导致器具无噪地工作。这种弹簧/肋条设置提供了所需的针对这种分离的高抗力(不存在无效运动)，同时如图1-3的实施例那样，便于头部插入柄部中或从中拆下来。

虽然已经出于示例性的目的来介绍了本发明的优选实施例，但是应当理解，在不脱离限定在下述权利要求中的本发明精神的前提下，在实施例中可包括各种变更、修改或替换。

Claims (16)

1.一种用于将具有驱动组件(13)的器具主体(12)连接到包括具有扭转运动轴线的工件单元(26)的从动件组件(15)上的系统，包括：

多个用于将所述从动件组件可拆卸地连接到所述器具主体上的连接组件，其中各所述连接组件都与所述工件单元的扭转轴线分开，各所述连接组件都包括位于a)所述器具主体或b)所述从动件组件中的一个上的配合件(43)，以及位于另一个上的相关接受件(46)，其中所述配合件和接受件各自的结构以及它们的配合方式使得，所述工件单元在所述器具的工作期间基本上不存在无效运动，并且所述从动件组件可从所述器具主体上容易地拆下来。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配合件和接受件构造成使得在其上安装了所述工件的驱动轴的扭转作用的期间，总是存在足以使所述配合件与接受件之间保持接触的压力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括三个定位在所述器具主体和从动件组件之间的界面周边的周围的连接组件(37，38，39)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述连接组件的配合件都具有非圆形截面，所述相关接受件具有相似的非圆形截面，使得所述接受件和配合件能够配合在一起。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述器具主体和从动件组件分别包括口腔护理器具的柄部和头部。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述口腔护理器具是电动牙刷。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括位于所述器具主体上并与所述从动件组件相匹配的配准件(51，53)，当所述器具主体与从动件组件相连时，所述配准件在所述器具主体和从动件组件之间形成了正确的方位。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配合件从所述器具主体中延伸出来，而所述接受件处于所述从动件组件中。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配合件包括位于所述器具主体中的间隔开的叶片体，所述接受件包括弹簧组件，其以一定的压力夹紧在所述叶片体上。

10.一种口腔护理器具，包括：

其中具有驱动组件(13)的器具主体(12)；

从动件组件(15)，其包括具有扭转运动轴线的工件单元(26)，所述工件单元包括牙刷头(30)；和

用于将所述器具主体与从动件组件连接起来的连接结构，所述连接结构包括多个用于将所述从动件组件可拆卸地连接到所述器具主体上的连接组件，其中各所述连接组件都与所述工件单元的扭转轴线分开，各所述连接组件都包括位于a)所述器具主体或b)所述从动件组件中的一个上的配合件(43)，以及位于另一个上的相关接受件(46)，其中所述配合件和接受件各自的结构以及它们的配合方式使得，所述工件单元在所述器具的工作期间基本上不存在无效运动，并且所述从动件组件可从所述器具主体上容易地拆下来。

11.根据权利要求10所述的器具，其特征在于，所述器具包括三个定位在所述器具主体和从动件组件之间的界面周边的周围的连接组件(37，38，39)。

12.根据权利要求10所述的器具，其特征在于，各所述连接组件的配合件都具有非圆形截面，所述相关接受件具有相似的非圆形截面，使得所述接受件和配合件能够配合在一起。

13.根据权利要求10所述的器具，其特征在于，所述配合件从所述器具主体中延伸出来，而所述接受件处于所述从动件组件中。

14.根据权利要求10所述的器具，其特征在于，所述配合件包括位于所述器具主体中的间隔开的叶片体，所述接受件包括弹簧组件，其以一定的压力夹紧在所述叶片体上。

15.一种电动牙刷的牙刷头组件部分，其可通过多个连接组件而与牙刷柄部相连并可从中拆下来，所述连接组件与所述牙刷头组件的牙刷头工件部分的扭转运动轴线分开，包括：

包括有牙刷头工件单元的牙刷头组件，其中所述牙刷头组件包括多个可与所述柄部中的相关第二连接件相配合以形成连接组件的连接件，其中所述第一连接件相对于所述相关第二连接件的结构具有这样的结构并以这样的方式与之配合，使得所述工件单元在牙刷的工作期间基本上不存在无效运动，并且所述牙刷头组件可从所述牙刷柄部上容易地拆下来。

16.根据权利要求15的牙刷头组件部分，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件的结构使得在其上安装了所述工件部分的驱动轴的扭转作用的期间，总是存在足以使所述第一连接件与第二连接件之间保持接触的压力。

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