CN204766008U - 声波电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种声波振荡牙刷。所述牙刷包括：包括多个刷毛的刷头；具有驱动轴的电机；连接到驱动轴的联接组件；以及连接到联接组件和刷头的输出轴。联接组件将驱动轴的旋转运动转换成振荡运动，并且输出轴将所述振荡运动传递到多个刷毛。

Description

声波电动牙刷

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月16日提交的标题为“SonicElectricToothbrush”的美国临时申请号61/994,783的优先权，并且其整体地结合于本文中。

本申请与2013年3月15日提交的标题为“ElectronicToothbrushwithVibrationDampening”的美国专利申请号13/833,897相关，其通过引用整体地结合于本文中。

技术领域

本文所述的技术一般涉及牙刷，并且更具体而言，涉及电动牙刷。

背景技术

电动牙刷通常包括具有多个刷毛的刷头，其中，刷头或刷毛通过电机振动或旋转。刷头和/或刷毛的旋转和/或振动帮助使用者清理他（或她）的牙齿和牙龈。通常，电机的驱动轴以及电动牙刷中其它部件的旋转可以使牙刷的其它部件（例如，手柄）也振动或旋转。手柄中的振动对于使用者而言可能是不愉快的，以及使得使用者握持手柄和引导牙刷的运动更加困难。

在说明书的此背景技术部分中包括的信息，包括本文引用的任何参考及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的被包括，并且不应被视为通过其来约束在权利要求中限定的本实用新型的范围的主题。

发明内容

本公开的一些实施例包括一种牙刷，其包括：具有多个刷毛的刷头；具有驱动轴的电机；连接到驱动轴的联接组件；以及连接到联接组件和刷头的输出轴。在操作期间，联接组件将驱动轴的旋转运动转换成振荡运动，并且输出轴将所述振荡运动传递到多个刷毛。

在一些示例中，所述牙刷的联接组件可以包括连接到驱动轴的凸轮从动件。所述凸轮从动件可以限定齿轮室和延伸到齿轮室中的多个从动齿轮齿。联接装置还可以包括连接到输出轴的行星齿轮，所述行星齿轮包括连接到输出轴的终端并且接收在齿轮室内的多个行星齿轮齿。在一些情况下，从动齿轮齿与行星齿轮齿的比率确定刷毛的速度。

所述牙刷还可以包括具有第一缓冲器和第二缓冲器的缓冲器组件，其中，第一缓冲器和第二缓冲器基本上围绕输出轴的一部分。

提供此发明内容来以简化的形式引入对构思的选择，以下在具体实施方式中进一步对其进行描述。此发明内容不意在识别所要求主题的关键特征或基本特征，也不意在用于限制所要求主题的范围。对权利要求中限定的本实用新型的特征、细节、效用和优点的更全面的呈现被提供在本实用新型的各种实施例的后续书面描述中，并且在附图中图示。

附图说明

图1A为电动牙刷的前向等距视图。

图1B为图1A所示牙刷的侧视图。

图1C为图1A所示牙刷的后向透视图。

图1D为图1A所示牙刷的底视图。

图1E为图1A所示牙刷的顶视等距图。

图2为电动牙刷的另一个示例的等距视图。

图3为图2所示牙刷的等距视图，其中为清楚而移除了壳体。

图4为图2所示牙刷的等距视图，其中为清楚而移除了壳体和其它部件。

图5为图示了驱动组件和联接组件的图2所示牙刷的等距视图。

图6为图5所示牙刷的放大视图，其中为清楚而移除了选择的元件。

图7为图2所示牙刷的等距视图，其中为清楚而移除或透明地示出了选择的元件。

图8A-8E图示了图1A和图2所示的牙刷的凸轮从动件的各种视图。

图9为图2所示牙刷的等距视图，其中为清楚而移除了选择的元件。

图10为沿图9中的线10-10所取的图2所示牙刷的截面图。

图11为图1A和图2所示的牙刷的密封套的前视图。

图12A为用于图1A和图2所示的牙刷的机架（chassis）的前视图。

图12B和图12C分别为用于图1A和图2所示的牙刷的机架盖的前视图和后视图。

图13为用于图1A和图2所示的牙刷的控制电路和电机的放大视图。

具体实施方式

本文公开了一种电动力牙刷的各种示例。所述牙刷可以包括主体、包括多个刷毛的刷头、驱动组件、给驱动组件提供功率的功率组件、在刷头和驱动组件之间互相连接的联接或传动组件以及多个振动和声音阻尼部件。一般而言，在操作中，功率组件给驱动组件提供功率，驱动组件使刷头旋转和/或振动，传动装置将驱动组件的旋转转换成刷毛的振荡运动，并且振动和声音阻尼部件降低从电机传输到所述牙刷的主体的振动，以及可以有助于降低功率组件的电流消耗。

联接装置包括连接到电机轴的偏心轮。在一些实施例中，偏心轮可以被附接到滚珠轴承，并且偏心轮可以包括随其形成的配重（counterweight），以平衡滚珠轴承的重量。在这些实施例中，通过降低联接组件和电机驱动轴之间的连接中的摩擦，所述轴承和所述配重帮助降低电流消耗。它们还可以降低连接接头处的噪声。换句话说，包括滚珠轴承的平衡的偏心轮可以产生具有降低量的摩擦的接头，这连同所述轴承和配重之间的平衡一起，作用于降低驱动轴旋转时的噪声。

联接装置可以包括行星齿轮布置。例如，联接装置还可以包括连接到刷头轴的行星齿轮、连接到所述行星齿轮并且围绕所述行星齿轮接收的凸轮从动件以及连接到所述凸轮从动件的U形夹（clevis）。联接装置的偏心轮和轴承被连接到凸轮从动件，并且使凸轮从动件随它们一起移动。枢轴销将凸轮从动件固定到U形夹并且限定了枢轴点，凸轮从动件围绕所述枢轴点振荡。凸轮从动件包括限定在与行星齿轮的齿啮合的内表面上的齿圈。随着凸轮从动件枢转，凸轮从动件的运动通过行星齿轮传递到刷头轴，由于联接结构，所述行星齿轮使刷头转换成振荡运动。在一些实施例中，凸轮从动件的齿圈结构包括第一组齿轮齿，并且行星齿轮包括第二组齿轮齿，其中，行星齿轮和齿圈之间的齿轮比在超速传动配置中设定成产生大于凸轮从动件的齿圈的行星齿轮的旋转速度。

此外，输出轴可以包括附接到其的一个或多个滚珠轴承。所述滚珠轴承还可以包括可压缩部件，例如围绕它们的外表面接收的O型环。滚珠轴承连同O型环一起作为阻尼器可以降低来自驱动组件的噪声。例如，在轴承和输出轴之间的装配是宽松的或有一些松动的情况下，所述阻尼器可以防止轴承发出嘎嘎声。此外，所述阻尼器可以在轴承上施加均匀的负载，这可以防止轴承被压缩（由于旋转力）成非均匀的形状，例如椭圆形的形状。另外，通过降低嘎嘎声的噪声以及防止轴承形成非均匀的形状，可以降低驱动组件产生的噪声。这是因为所述嘎嘎声以及椭圆形的或其它非均匀的轴承形状可以增加牙刷产生的可闻噪声。

所述牙刷还可以包括附接到输出轴的一个或多个缓冲器。例如，输出轴可以包括与围绕输出驱动轴连接到彼此的两个橡胶缓冲器相互作用的定位销。缓冲器从通过所述定位销传递的输出轴的角速度吸收动能，并且随后可以再次应用所述能量，以反转旋转方向。通过再次应用吸收的能量来修改输出轴的旋转方向，可以降低以特定模式旋转刷头所需的功率。在一些情况下，定位销可以延伸穿过输出轴以接触第一缓冲器和第二缓冲器。在这些情况下，定位销的相反两端可以基本上同时地并且沿相反的方向接触橡胶缓冲器（由于轴的旋转以及和轴一起的缓冲器的后继运动）。定位销的端部所经受的力可以给轴提供力矩，这进一步作用于保存能量。所提供的力矩可以是纯反向力矩，原因在于输出轴上的净力反应可以没有可导致轴承和其它联接部件上的附加的可闻噪声和损耗以及能量浪费的任何侧负载（sideload）。除了保存能量外，通过减少运动和摩擦，缓冲器和定位销还可以减少输出轴以及驱动轴和输出轴之间的联接装置的其它部件上的磨损。

在一些情况下，驱动组件的一个或多个部件可以通过塑料注射成型过程形成。例如，机架和/或机架盖可以由塑料部件而不是金属部件形成。塑料部件可以利用支撑肋等来加强，以给塑料材料提供附加的刚度。通过使用能够注射成型的材料（例如塑料），可以省略一些机加工过程（例如钻孔、攻丝和/或铣削）。作为示例，用于机架和机架盖的紧固件可以是现成的螺钉或螺母，而不是在金属中攻螺纹。

牙刷概述

现在转向附图，现在将更详细地讨论所述牙刷。图1A-1E图示了所述牙刷的各种视图。参考图1A-1E，牙刷100可以包括具有壳体106和手柄108的主体104以及包括附接到主体104的多个刷毛105的刷头102。刷头102可以是从主体104可移除的，这允许刷头102当刷毛105变得磨损时被更换，或允许不同的使用者使用牙刷100。

主体104可以被使用者握在他（或她）的手中。主体104可以具有细长的圆筒形形状，其可以具有朝向刷头104逐渐变细的上部。所述牙刷可以包括手柄108，手柄108为使用者的手提供握持表面，并且可以是比壳体106柔软的材料。主体104可以包括控制按钮110，以激活牙刷100以及控制牙刷100的一个或多个设置或速度。此外，可以包括多个灯或其它显示元件的指示面板可以是通过主体104的壳体106可查看的。

图2为根据本公开的牙刷的另一个示例的等距视图。参考图2，在此示例中，牙刷100可以具有更简单地成形的主体，而没有手柄和其它特征。但是，内部部件可以是与图1A-1E中所示的牙刷基本上相同的。

主体104收容牙刷100的内部部件。图3为牙刷100的等距视图，其中为清楚而移除了壳体106。图4为牙刷100的等距视图，其中为清楚而移除了壳体106和机架盖。参考图3和图4，牙刷100可以包括功率组件116和驱动组件112。驱动组件可以包括将驱动组件112连接到刷头102的联接组件107。功率组件116给驱动组件112提供功率，驱动组件112通过联接组件107使输出轴126振荡以移动刷头102。因此，驱动组件112一般可以被定位在功率组件116之上并且电连接到功率组件116，而联接组件107将驱动组件112连接到刷头102。这些部件中的每一个都将在下文中依次讨论。

驱动组件

现在将进一步详细地讨论驱动组件112。图5为所述牙刷的放大等距视图，其中为清楚而移除了选择的部件。参考图3-5，驱动组件可以包括电机114、联接组件107和输出轴126。联接组件107将来自电机114的运动传送到输出轴126，并且将电机114的旋转运动变换成振荡运动。

电机114将能量或功率转化成运动。电机114包括从电机114的顶表面延伸的驱动轴124。响应于电压源提供的电流，电机114使驱动轴124旋转。电机114可以包括一组端子194或插脚（prong）（仅一个插脚被示出在图5中，但是另一个插脚与所示插脚是基本上相同的。参见图13）。两个插脚194从电机114的底端延伸，并且在电机114和功率组件116之间提供电气连接。电机114可以是恒速电机或可以是变速电机。此外，电机114可以是直流电机或交流电机。

偏心轮128被连接到电机114的驱动轴124。图7为所述牙刷的等距视图，其中为清楚而移除了选择的部件。参考图5-7，偏心轮128包括限定了不对称分布的重量的主体结构，所述不对称分布的重量改变偏心轮128的旋转特性。另外，偏心轮128可以包括在轴孔200的任一侧上的质量分布的变化，其当作配重以平衡联接滚珠轴承130的重量，这会在下文中更详细地讨论。

参考图4-7，联接组件107的部件将被更详细地讨论。联接组件107可以包括凸轮从动件113、联接滚珠轴承130、行星齿轮119以及U形夹115。如将在下文中更详细地讨论的，联接滚珠轴承130和偏心轮128将联接组件107的其它部件连接到电机114的驱动轴124。

凸轮从动件113将联接滚珠轴承130和偏心轮128连接到联接组件107的其它部件，并且帮助将驱动轴124的运动传送到输出轴126。图8A-8E图示了凸轮从动件113的各种视图。参考图8A-8E，凸轮从动件113包括稍微成三角形地成形的主体，其中齿轮孔（齿轮aperture）125纵向延伸穿过所述主体。齿轮孔125具有在凸轮从动件113的顶表面141内限定的第一横截面区域以及在凸轮从动件113的底表面137上限定的较小的第二横截面区域，第二横截面区域是具有大直径（majordiameter）和小直径（minordiameter）的椭圆形或跑道形。因此，凸轮从动件113的底表面137减小了凸轮从动件113的底端处的齿轮孔125的直径的大小。

枢轴孔131被限定成与齿轮孔125的延伸部平行，但通过壁与齿轮孔125分开。枢轴孔131具有比齿轮孔125小的直径，并且在限定了凸轮从动件113主体的最小宽度的凸轮从动件113的第一端143处形成，即，在三角形横截面的末端处形成。肋129从凸轮从动件113的内壁延伸到齿轮孔125中。肋129沿齿轮孔125的长度纵向延伸，并且为凸轮从动件113提供附加的支撑强度且有助于维持行星齿轮119在凸轮从动件113内的位置。

参考图8A和图8C，凸轮从动件113包括从内侧壁延伸到齿轮孔125中的多个从动齿轮齿127a、127b。齿轮齿127a、127b可以被定位在与肋129相对的侧壁上。多个齿轮槽139a、139b、139c被限定成与齿轮齿127a、127b相邻并且定位在齿轮齿127a、127b之间。齿轮齿127a、127b以及齿轮槽139a、139b、139c限定了与行星齿轮119上相对应的齿啮合的部分的齿圈结构，这会在下文中更详细地讨论。

参考图8A-8E，凸轮从动件113包括从凸轮从动件113的底表面137向外延伸的轴承壁133。轴承壁133是部分地围绕齿轮孔125的底端的U形的壁。轴承壁133限定了轴承室135，并且被配置成接收偏心轮128和联接滚珠轴承130，这会在下文中更详细地讨论。轴承壁133可以从凸轮从动件113的第二端145部分地偏移，使得轴承壁133的一部分在第二端145的终端（terminalend）之下延伸（参见图8D）。

参考图6，联接组件107的U形夹115连接到凸轮从动件113。U形夹115包括从U形夹115的顶表面以及U形夹115的第一端157和第二端159分别向上延伸的两个凸起部151、153。凸起部151、153中的每一个都包括销孔171，销孔171限定成穿过凸起部151、153，并且配置成接收销117。如在下文中更详细地讨论的，U形夹115的顶表面155限定了为待在销117上枢转的凸轮从动件113提供间隙的凹井（concavewell）。

再次参考图7，联接组件107的行星齿轮119将被更详细地讨论。行星齿轮119用于将运动从凸轮从动件113传送到输出轴126。行星齿轮119可以具有大致圆筒形成形的主体，其中，多个行星齿轮齿121a、121b、121c从所述主体的外表面向外延伸并且沿所述主体的外表面纵向延伸。齿轮齿121a、121b、121c以一定的角度向外延伸，以在所述齿中的每一个之间限定成一定角度的狭槽147a、147b。

参考图3-5，输出轴126从联接组件107延伸，以连接到刷头102。在一些示例中，输出轴126可以被形成为单部件。但是，在其它实施例中，输出轴126可以被连接到单独的末端轴，其随后连接到刷头102。输出轴126可以包括将输出轴用键固定到（keyto）刷头102和/或联接组件107的部件的一个或多个键锁（keying）特征，例如开口、凹陷等。

如图5中所示，定位销孔（dowelaperture）244可以通过输出轴126的宽度限定。此外，输出轴126可以包括一个或多个轴承套（未示出），其包括从输出轴126的外表面延伸的附加材料的部分。

参考图4和图5，两个或更多个滚珠轴承136、138可以被连接到输出轴126。滚珠轴承136、138可以彼此隔开，并且各自包括包围多个滚珠的两个座圈，其中，所述滚珠被配置成围绕所述座圈行进并且围绕所述座圈旋转。

在一些实施例中，牙刷100可以包括连接到输出轴126的一个或多个缓冲器148。图9为所述牙刷的等距视图，其中为清楚而移除了选择的部件。图10为沿图9中的线10-10所取的所述牙刷的横截面图。参考图4、图6、图9和图10，每个缓冲器148都可以包括配置成环绕输出轴126的一部分的内部弯曲的壁。每个缓冲器148都可以包括穿过其侧壁限定的销孔264。销孔264可以具有相对矩形的形状，但可以另外被配置成接收定位销182的一端，定位销182会在下文中更详细地讨论。参考图10，销孔264的宽度可以沿缓冲器148的侧壁的宽度变化。例如，销孔264的宽度W可以从缓冲器148的内壁朝向外壁增大。

牙刷100可以包括两个缓冲器148，其中，缓冲器148中的每一个是基本上相同的。在缓冲器148可以是基本上相同的实现中，因为两个缓冲器可以在相同的设备中产生，所以可以降低用于所述牙刷的模具成本。但是，在其它实施例中，缓冲器可以是彼此不同的，或者缓冲器148组件可以是单缓冲器，所述单缓冲器具有穿过所述单缓冲器限定的接收孔。

牙刷100还可以包括定位在刷头102下方位置处的密封构件。图11为密封套的前向等距视图。参考图5、图9和图11，密封套146是可以由可变形材料形成的密封构件。在一些实施例中，密封套146可以包括向外和向下延伸以限定引导腔330的裙部（skirt）328。裙部328的终端边缘（terminaledge）可以限定唇缘320。唇缘320可以包括与O型环类似的圆整的边缘。

参考图11，座杆326可以从裙部328的顶部延伸，并且环形槽322可以被限定在座杆326内。裙部328可以被限定为成一定的角度，使得在密封套的第一侧上的环形槽322和裙部328的顶表面之间的长度可以与第二侧不同。例如，参考图11，座杆326在环形槽322下方的第一侧可以具有第一长度L1，并且座杆326在环形槽322下方的第二侧可以具有长度L2，其中，第一长度L1比第二长度L2要长。裙部328在L2之下的部分也可以比裙部328在L1之下的部分宽。此长度上的差异可以基于刷头102和主体104之间的期望的角度来确定。换句话说，刷头102可以被定向成相对于主体104成一定的角度，并且长度L1和长度L2的差异可以基于成角的角度。在一些实施例中，主体104也可以是稍微成角度的，以容纳刷头102的角度，并且在这些实施例中，密封套146的不同的长度L1和长度L2可以有助于确保壳体106和密封套146之间的密封。应当注意的是，在其它实施例中，电机和驱动组件可以不倾斜，并且密封套146可以大致对称地成形。

驱动组件112还可以包括支承牙刷100的主体104内的各种部件的机架118。图12A为所述机架的前视图。参考图4和图12，机架118可以包括支承机架118的基部274以及接收驱动组件112和联接组件107的部件的多个腔。此外，机架118可以包括限定成穿过侧壁的多个紧固孔272a、272b、272c、272d以及限定成穿过基部274以接收一个或多个紧固构件的多个紧固孔278。槽292可以被限定成围绕机架118的顶端。

限定在机架118内的腔可以大致符合驱动组件112的部件。例如，轴腔270可以沿机架118的长度形成，并且可以大致与输出轴126相对应。两个轴承腔280、282可以沿轴腔270的长度限定。与轴腔270相比，轴承腔280、282可以具有较大的直径。缓冲器腔284可以被限定在两个轴承腔280、282之间。与轴承腔280、282相比，缓冲器腔284可以具有较大的直径。此外，缓冲器腔284可以具有圆筒部388和凸缘部290，而轴承腔280、282可以是大致圆筒形的。

联接腔286可以被限定在第二轴承腔282下方。联接腔286可以大致符合联接组件107的形状，并且可以允许凸轮从动件113的运动。因此，联接组件107可以被配置成限定联接组件107的可移动部件和所述腔的壁之间的间隔空隙。

机架盖120可以连接到机架118，以包围驱动组件112的选择的部件。参考图12B和图12C，机架盖120可以包括限定成穿过机架盖120的正面的多个紧固孔294a、294b、294c、294d。此外，机架盖120可以限定盖孔296，其可以被限定在机架盖120的底部上。在一些实施例中，可以省略盖孔296，并且联接组件107可以被包围在机架和机架盖内。机架盖120还可以包括围绕盖120的顶部的外表面延伸的槽300。

机架盖120的外表面可以包括多个肋298或其它加强构件。肋298可以通过肋298的邻侧上的肋凹部299限定。肋298给机架盖120提供刚度。通过肋298提供的附加刚度可以允许机架盖120和机架118由刚度较小的材料形成。例如，在一些实施例中，机架盖120可以例如通过塑料注射成型由塑料形成，与机器压铸的部件相比，这可以降低成本，同时仍然提供足够的刚度。

参考图12C，与机架118类似，机架盖120可以限定可以接收驱动组件112的各种部件的多个腔。机架盖120可以限定轴腔302、两个轴承腔304、306、缓冲器腔308以及联接腔314。这些腔可以是与在机架118中限定的腔基本上类似的，并且可以大致符合驱动组件112的一个或多个部件。

轴承腔304、306可以基本上成圆筒形地成形，并且与轴腔302相比，可以具有较大的直径。缓冲器腔308可以被定位在两个轴承腔304、306之间，并且可以包括圆筒部310和从圆筒部301延伸的凸缘部312，且具有可以小于圆筒部310的深度的深度。联接腔314可以被限定在第二轴承腔306下方，并且可以大致包围驱动组件112的可移动部件。因此，如机架118中的联接腔286一样，在组装时，联接腔314可以在可移动部件和机架盖120的壁之间限定间隔空隙或距离。

功率组件

现在将更详细地讨论功率组件116。图13为电机114和控制电路154之间的连接的顶视等距图。参考图3、图4和图13，功率组件116可以包括一个或多个电池152、控制电路154和充电线圈162。如将在下文中更详细地讨论的，功率组件116给电机114提供功率，以驱动驱动轴124。此外，功率组件116可以包括可将所述功率组件的一个或多个部件连接到壳体和电机114的一个或多个隔离或阻尼构件150、160。

所述一个或多个电池152可以是可再充电的，或可以是一次性使用的。此外，电池152的数量、尺寸、类型和容量可以根据需要而变化。在电池152可以是可再充电的实施例中，牙刷100还可以包括充电线圈162。充电线圈162可以是自身环绕的铜线，或以其它方式配置成从电源远程接收感生的电流流动。例如，牙刷100可以包括充电器（未示出），其耦接到充电线圈162以在充电线圈162中远程感生可以被用于给电池152提供功率的电流。因此，充电线圈162可以与电池152电连通。

电池152和充电线圈162可以与控制电路154电连通。例如，一个或多个导线336a、336b可以将电流从电池152和充电线圈162传输到控制电路154。控制电路154可以包括一个或多个电气部件，例如控制芯片、电阻器、电容器等。在一些实施例中，控制电路154可以是印刷电路板或为一个或多个电气部件提供支持并且允许那些部件之间的通信的其它衬底。

控制电路154选择性地从电池152给电机114提供功率，并且还可以改变牙刷100的一个或多个功能。控制电路154也可以与按钮电路340通信（参见图3）按钮电路340可以从按钮110接收使用者的输入，并且将那些输入提供给控制电路154。在一些实施例中，两个或更多个通信线路334a、334b可以将信号从按钮电路340传输到控制电路154。

功率组件116还可以包括一个或多个柔性支架（softmount）或阻尼器。阻尼器可以减少驱动组件112所产生的振动被传递到主体104的壳体106。参考图3，所述牙刷可以包括围绕电机114定位的第一隔离器150以及定位在功率组件116的顶端上的第二隔离器160。隔离器150、160可以包括可以将隔离器150、160连接到牙刷100的各种部件的若干固定特征或键锁特征。隔离器150、160可以由可以吸收振动和声波的可压缩或可变形的材料形成。例如，隔离器150、160可以是硅或其它弹性材料。

第一隔离器150可以被成形为套筒或其它中空构件。第一隔离器150可以包括沿其外表面限定的并且沿隔离器150的长度纵向延伸的一个或多个导线通道161。导线通道161可以具有与通信线路334a、334b中的一个或多个相对应的宽度，并且由于通信线路334a、334b从控制电路154延伸到按钮电路340，因此可以限定用于通信线路334a、334b的路径的一部分。

牙刷100还可以包括对牙刷100的内部部件施加压缩力的偏压构件。参考图4，牙刷100可以包括作用于将牙刷100的各种部件压缩在一起的压缩弹簧164。压缩弹簧164可以是螺旋弹簧或其它弹性构件。参考图4，定位在功率组件116的底端处的第三隔离器163在形状上可以是稍微椭圆形的，并且具有配置成接收压缩弹簧164的内腔以及配置成与所述电池的底端接合的顶表面上的凸缘。

底盖111可以被连接到壳体106的底部。底盖111可以通过若干不同机制中的任何机制连接到牙刷壳体106，例如但不限于扭锁、卡扣、紧固件等。

牙刷的组装

牙刷100的各种部件可以被互相连接在一起，并且接收到壳体106和刷头102中。参考图2-4，从底部开始向上，压缩弹簧164被接收到第三隔离器163的腔中，并且充电线圈162被定位成围绕第三隔离器183的外表面。充电线圈162邻接第三隔离器183的凸缘的底表面。一旦弹簧164和线圈162被连接到第三隔离器163，底盖111就被连接到第三隔离器163。当连接时，底盖111使压缩弹簧164向上偏压压靠第三隔离器163。以这种方式，压缩弹簧164可以被至少稍微压缩，并且对电池152施加力，这可以一个朝向另一个压缩牙刷100的各种部件。底盖111可以通过一个或多个联锁特征（未示出）锁定到壳体106内的位置中。

电池152被定位在第三隔离器163的顶部上，并且与充电线圈162电连接。控制电路154被布置成沿电池152的一侧纵向延伸。电池152邻接第二隔离器160的底端。电机114被定位在第二隔离器160的顶部上，并且连接端子194在第二隔离器160的两侧上延伸。电机114的端子184随后被电连接到控制电路154，并且被放置成与电池152选择性地连通。

继续参考图2-4，第一隔离器150可以围绕电机114来接收，其中，电机114的端子194延伸到隔离器150的外壁的底部边缘之外。当壳体106被连接到所述牙刷时，隔离器150还可以与壳体106的内表面接合。通过隔离器150与壳体106接合以及包围电机来帮助防止来自电机114的振动传送到功率组件116和/或手柄中。例如，隔离器150的材料可以吸收振动，从而防止或减少它们被传递。

通过将内部部件压缩在一起，压缩弹簧164连同隔离器150一起可以减少驱动组件和功率组件之间的松动。松动的减少可以降低操作期间因部件发出嘎嘎声或移动而引起的振动，以及可以降低驱动组件和功率组件上的磨损。例如，压缩弹簧164的力可以显著降低运动的程度，这有助于保持机架组件的有限运动，从而作用于从所述壳体隔离机架组件，以及降低机架组件将在功率组件中激发振动的可能性。

参考图13，一个或多个连接线336a、336b将电路154连接到充电线圈162，以将功率从充电线圈162传输到控制电路154并且随后传输到电池152。连接线336a、336b可以连接到电路154的底端，并且参考图4和图13，电力线336a、336b可以沿电池152向上延伸，连接到电机端子194并且将电流传输给电机。以这种方式，电力线336a、336b连通性地将控制电路154耦接到电机114。

机架118的基部274被定位在隔离器150的顶端上，并且驱动轴124可以延伸到机架118中。参考图5-7，偏心轮128被拧到驱动轴124上，其中，驱动轴124插入到偏心轮128中的轴孔中。联接滚珠轴承130随后围绕偏心轮128来接收。如上所述，偏心轮128在其主体的一侧上可以包括更多的材料，使得与另一侧相比，偏心轮128在其中心线的一侧上可以具有更多的质量。

如在上文中简短讨论的，偏心轮128的重量的非对称分布限定了用于联接滚珠轴承130的配重，并且在偏心轮128上平衡滚珠轴承130。在所示的示例性实施例中，偏心轮128的配重与其一体地形成。但是，在其它实施例中，外部配重可以被接收到偏心轮128上。偏心轮128的配重平衡滚珠轴承130，从而随着偏心轮通过驱动轴旋转而降低噪声，这会在下文中更详细地讨论。

参考图6和图8A-8E，凸轮从动件113被连接到偏心轮128和联接滚珠轴承130。特别地，联接滚珠轴承130和偏心轮128被定位在轴承室135中，并且至少部分地被轴承壁135围绕。

参考图7和图8A-8E，输出轴126被连接到行星齿轮119。行星齿轮119围绕输出轴126的终端接收，并且六角螺母123被拧到输出轴126的端部上，以将行星齿轮119固定就位。行星齿轮119和螺母123随后被定位到凸轮从动件113的齿轮孔125中。螺母123被定位成与齿轮孔125的后壁相邻，即，与凸轮从动件113的底表面137的内侧相邻。行星齿轮119在齿轮孔125内对齐，使得齿轮齿121a、121b、121c被接收到凸轮从动件113的齿轮槽139a、139b、139c中。

参考图6，U形夹115被连接到凸轮从动件113。凸轮从动件113被定位在U形夹115的第一端157和第二端159的两个凸起部151、153之间。枢轴销117随后被插入，穿过两个凸起部151、153中第一个凸起部中的孔，穿过凸轮从动件113的枢轴孔131，以及随后穿过两个凸起部151、153中的第二个凸起部。枢轴销117延伸穿过凸起部151、153的侧壁并且通过枢轴孔131的长度。枢轴销117可以延伸越过凸起部151、153中每一个的外表面的边缘，以将凸轮从动件113固定在两个凸起部151、153之间。

现在参考图4和图5，输出轴126可以从凸轮从动件113向上延伸。第一滚珠轴承可以在定位销182之上的第一位置处围绕输出轴126接收，并且第二滚珠轴承138可以在定位销182之前的第二位置处围绕输出轴126接收。此外，每个滚珠轴承136、138都可以包括围绕其外部接收的密封构件。例如，第一O型环140可以围绕第一滚珠轴承136周向接收，并且第二O型环142可以围绕第二滚珠轴承138周向接收。

在机架118和机架盖120是宽松的或在滚珠轴承136、138之间具有额外空间的情况下，围绕滚珠轴承136、138接收的O型环140、142可以减少嘎嘎声。当围绕滚珠轴承136、138的外直径的机架118和机架盖120的装配可能是宽松的时，O型环140、142可以延伸到所述额外空间中，从而使机架118和滚珠轴承136、138之间的连接变紧。此外，O型环140、142可以提供围绕轴承136、138的均匀的负载，这有助于防止轴承136、138因输出轴126所施加的旋转力而受迫成为不对称的形状（例如，椭圆形）。换句话说，当滚珠轴承136、138旋转时，O型环140、142可以均匀地分配负载。

通过降低嘎嘎声和在轴承136、138中的每一个上提供均匀的负载，O型环140、142降低了在所述牙刷的操作期间可以产生的可闻噪声。此外，因为O型环140、142可以靠着机架118和机架盖120变形，所以可以使用较宽松的公差来制造机架和机架盖，这可以减少制造成本。而且，通常可以由可变形材料（例如，弹性体材料）形成的O型环140、142，可以在滚珠轴承136、138以及机架118和机架盖120之间提供柔性支架。此柔性支架可以作为隔离器或阻尼构件，并且吸收输出轴126的振动。

继续参考图4、图5和图10，定位销182穿过输出轴126中的定位销孔244接收。缓冲器组件随后可以围绕输出轴126来放置。例如，两个缓冲器148可以围绕输出轴126接收，其中，定位销182被接收在缓冲器148中每一个缓冲器中的定位销孔264中。在一些实施例中，缓冲器148可以被连接在一起，并且完全地围绕输出轴126。缓冲器148可以装配在机架118和机架盖120的凹部284、310内，以围绕输出轴126。轴126延伸穿过的形成在缓冲器148之间的通道，在直径上要大于输出轴126，因此输出轴126能够在所述通道内自由地枢转。定位销182可以是足够长的，以延伸穿过缓冲器148的厚度的至少一部分。在缓冲器148中围绕和限定定位销孔264的壁可以作用于阻止定位销182的横向运动。在一些示例中，定位销182可以被牢固地定位在输出轴126内，并且在其它示例中，定位销182可以被可移除地定位在输出轴126内。

参考图1A-2和图12A-12C，机架118和机架盖120可以围绕若干个联接和驱动部件来接收。凸轮从动件113、U形夹115以及偏心轮128可以分别被接收在机架118和机架盖120中的联接腔286、314中。换句话说，机架118和机架盖120可以被连接在一起，使得两个联接腔286、314可以形成单一的腔。联接腔286、314可以被配置成接收联接组件107的部件，同时仍然允许所述部件根据需要在腔内移动。

输出轴126可以被接收到轴腔270、302中，并且滚珠轴承136、138可以分别被接收在轴承腔280、282、304、306中。输出轴126可以从机架118和机架盖120二者的顶端向外延伸。此外，缓冲器148可以被接收在相应的缓冲器腔284、308中，其中，所述缓冲器的弯曲的壁266定位在缓冲器腔284、308的圆筒部288、310中。

一旦联接部件被接收在机架118中的相应的腔中，机架盖120就可以被定位在机架118之上，并且紧固到机架118。例如，机架上的所述多个紧固孔272a、272b、272c、272d和紧固孔294a、294b、294c、294d可以对齐，并且紧固件可以被接收在其中，以将机架和机架盖连接在一起。此外，紧固件190可以穿过机架118的基部274中的紧固孔278接收，以将机架118连接到基座板122。

参考图3-6，密封套146可以围绕输出轴126接收，并且安置在机架118和机架盖120的顶部上。在一个实施例中，密封套146的唇缘320可以被插入到机架118和机架盖120上的槽292、300中。密封环170可以被接收到在密封套146中限定的环形槽322中，并且围绕输出轴126压缩密封套146，以使所述密封套对输出轴126密封。例如，密封环170可以是稍微刚性的材料，例如黄铜。密封环170可以对密封套146的颈部挤压，以帮助密封套146对轴密封。此外，密封套146的裙部328和密封件326还可以压靠壳体106，以靠着壳体106的内表面396密封。

参考图3，输出轴126可以被插入到刷头102中并且固定在一起。在一些情况下，刷头102可以是可移除的和/或可更换的，并且因此，固定元件可以允许选择性地移除刷头102。

现在参考图2和图3，按钮电路340和按钮110可以被连接到机架盖120的前侧，并且可以在盖孔296之上定位在机架盖120上。连接线334a、334b可以从控制电路154延伸到按钮电路340，并且可以将控制电路154与按钮电路340电耦接。以这种方式，由于按钮110由使用者选择性地激活，因此控制电路154可以接收指示使用者所选择的期望的操作或设置的信号。

牙刷的操作

现在将更详细地讨论牙刷100的操作。参考图1A-3，为了激活牙刷100，使用者可以按压按钮110。按钮110可以朝向按钮电路340被推动，从而使按钮上的触头与按钮电路340上的触头连接。一旦按钮110已接触按钮电路340，按钮电路就可以通过通信线路334a、334b传输信号到控制电路154。

控制电路154从电池152给电机114提供功率。例如，来自电池152的功率可以通过电力线336a、336b传输到电机114的端子194。随着电机114接收功率，它开始使驱动轴124旋转。连接到驱动轴124的偏心轮128因此也开始旋转。

参考图6，联接轴承130的内壁随着偏心轮128一起旋转，并且滚珠轴承130的座圈被接收在轴承室135内，从而将运动传递到凸轮从动件113。联接滚珠轴承130可以降低偏心轮128和凸轮从动件113之间连接处的摩擦，这降低了阻力，并且为电机114产生降低的电流消耗。因此，滚珠轴承130可以有助于降低电机114所经受的负载，这可以提高电机114的效率并且延长电池寿命。此外，摩擦的降低可以减少在接头处产生的可闻噪声。

继续参考图6和图9，偏心轮128的旋转运动使凸轮从动件113在保持在U形夹115中的枢轴销117上来回枢转。通过U形夹115的井155提供的间隙允许凸轮从动件113不受U形夹115阻碍地在枢轴销117上振荡。轴承壁133接合联接轴承130以随其一起移动。因为枢轴销117被固定到U形夹115，所以对围绕枢轴销117的运动而言，凸轮从动件113的运动限于部分的来回振荡，即，振荡而不是完全的旋转。例如，振荡可以包括沿第一方向旋转特定度数，并且随后沿第二方向旋转特定度数，而不沿任何方向旋转360度。凸轮从动件113可以被配置成围绕U形夹115的中心线枢转。随着凸轮从动件113振荡，通过行星齿轮119的齿轮齿121a、121b、121c与凸轮从动件113的齿轮槽139a、139b、139c接合，凸轮从动件113的运动被传递到行星齿轮119。在此布置中，凸轮从动件113的齿圈可以作为对行星齿轮119的外环形齿轮，但齿轮齿127a、127b并不沿凸轮从动件113的完整环形壁延伸。

在运动期间，对于凸轮从动件113的旋转或振荡的每一度，行星齿轮119可以旋转一个或多个额外的旋转或振荡的度数。这是由于行星齿轮119的齿轮齿127a、127b与凸轮从动件113的齿轮齿127a、127b的比率。特别地，借助于通过枢轴销117的凸轮从动件113到U形夹115的连接，凸轮从动件113可以被保持成与输出轴126成恒定的距离。随着刷轴126的轴线和枢轴销117之间的距离增加，行星齿轮119的半径减小，从而减少行星齿轮119的有效齿轮齿的数量并且引起更大的旋转比。在一个示例中，对于凸轮从动件113旋转的每一度，行星齿轮119可以旋转三度，即，产生1:3的超速传动。应当注意的是，上述齿轮齿意在作为示例，并且在其它实施例中，行星齿轮119和/或凸轮从动件113上的相对半径和齿轮齿的数量可以被改变，以产生其它比率输出。行星齿轮119与凸轮从动件113的齿轮比可以被配置成使得输出轴126可以比凸轮从动件113更快地振荡，来以比用不同方式可需要的要低的电机速度114为刷头102提供声波振荡运动R（参见图1E）。

在一些实施例中，刷头102可以在半圆形的路径中移动，从而在通过旋转弧R示出的路径中振荡。这使刷毛105从一侧到一侧移动，这对从使用者的牙齿去除残渣和斑块而言可以是有用的。

参考图4和图5，当输出轴126枢转时，弹性缓冲器148可以作用于保存系统中的能量。如上所述，定位销182穿过输出轴126接收，并且在两个缓冲器148之间的对称对置的空间内从输出轴126的相反两侧延伸。当输出轴126可枢转地往复运动时，定位销182的相反两端接触相应缓冲器148的相反的边缘。因输出轴126的往复运动而引起的定位销182和缓冲器148之间的接触可以同时地和沿相反的方向发生。在循环的沿输出轴目前的枢转方向的行程结束时，此碰撞沿与该方向相反的方向在轴126上施加力矩。缓冲器148（通过定位销182）由此作用于保存输出轴的一部分动能，并且沿相反的方向再次应用所述能量。这种能量保存降低了联接组件107上的应力，从而减少了部件上的磨损以及运动期间产生的可闻噪声。而且，电机114上的负载可以降低，这是因为缓冲器148在旋转弧R的一端处保存能量，并且当所述轴改变成朝向旋转弧R的另一端前进时，将所述能量应用于所述轴。

如上所述，输出轴126还被连接到滚珠轴承136、138，并且滚珠轴承136、138中的每一个都包括围绕其外周界的O型环140、142。当输出轴126旋转时，所述O型环提供到机架118和机架盖120的柔性支架，以进一步吸收因输出轴126的运动而引起的振动。

结论

前面的描述具有广泛的应用。例如，虽然本文所公开的示例可集中在牙刷上，但应当理解的是，本文所公开的构思可以等同地应用于其它类型的电机驱动装置，其中，隔振、增加的旋转比以及噪声降低可能是期望的。类似地，尽管所述牙刷关于单速电机讨论，但本文所公开的装置和技术可等同地适用于其它类型的驱动机构。因此，对任何实施例的讨论仅意在是示例性的，并且不意在提示包括权利要求的本公开的范围限于这些示例。

所述牙刷组件的各种示例的壳体、机架、机架盖以及其它元件可以一体地形成，或可以由通过机械紧固件、声波焊接或热焊接、粘合剂、化学键、任何其它合适的方法或它们的任何组合结合在一起的两个或更多个单独的部件制成。

所有的方向引用（例如，上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、之上、之下、竖直、水平、顺时针以及逆时针）仅用于识别的目的，以帮助读者理解本实用新型的示例，并且不产生限制，特别是关于位置、定向或本实用新型的使用的限制，除非在权利要求中明确地阐述。连接的引用（例如，附接、耦接、连接、结合等）应当被宽泛地解释，并且在元件的连接和元件间的相对运动之间可以包括中间构件。因此，连接的引用不一定推断两个元件直接地连接到彼此并且相对于彼此关系固定。

Claims (25)

1.一种牙刷，包括：

包括多个刷毛的刷头；

具有驱动轴的电机；

连接到所述驱动轴的联接组件；以及

连接到所述联接组件和所述刷头的输出轴；其中

所述联接组件将所述驱动轴的旋转运动转换成振荡运动；以及

所述输出轴将所述振荡运动传递到所述多个刷毛。

2.如权利要求1所述的牙刷，还包括连接到所述输出轴的缓冲器组件，其中，所述缓冲器组件包括：

第一缓冲器；以及

第二缓冲器；其中

所述第一缓冲器和所述第二缓冲器基本上围绕所述输出轴的一部分。

3.如权利要求2所述的牙刷，其特征在于，所述缓冲器组件还包括横向于所述输出轴的纵向轴线定向的定位销，其中，所述定位销穿过所述输出轴中的孔接收，并且与所述第一缓冲器和所述第二缓冲器二者相互作用。

4.如权利要求3所述的牙刷，其特征在于，所述第一缓冲器和所述第二缓冲器各自限定相应的通道，所述定位销的相反两端分别在所述通道内延伸。

5.如权利要求2所述的牙刷，其特征在于，所述第一缓冲器和所述第二缓冲器由弹性体材料制成。

6.如权利要求1所述的牙刷，其特征在于，所述联接组件包括：

连接到所述驱动轴的凸轮从动件，所述凸轮从动件限定：

　　齿轮室；以及

　　延伸到所述齿轮室中的多个从动齿轮齿；以及

连接到所述输出轴的行星齿轮，其包括连接到所述输出轴的终端并且接收在所述齿轮室内的多个行星齿轮齿；其中

所述从动齿轮齿与所述行星齿轮齿的比率确定所述刷毛的振荡速度。

7.如权利要求6所述的牙刷，其特征在于，联接装置还包括连接到所述凸轮从动件的U形夹，所述U形夹包括从第一端向上延伸的第一凸起部和从第二端向上延伸的第二凸起部，其中，所述凸轮从动件被定位在所述第一凸起部和所述第二凸起部之间。

8.如权利要求7所述的牙刷，其特征在于，

所述凸轮从动件包括沿所述凸轮从动件的长度限定的枢轴孔；

所述U形夹的所述第一凸起部和所述第二凸起部包括穿过所述第一凸起部和所述第二凸起部限定的销孔；以及

所述牙刷还包括枢轴销，其穿过所述U形夹的第一凸起部中的销孔、所述凸轮从动件的枢轴孔以及所述U形夹的第二凸起部中的销孔接收，以将所述凸轮从动件连接到所述U形夹。

9.如权利要求8所述的牙刷，其特征在于，所述U形夹包括在顶表面上限定的凹井，所述凹井为待在所述枢轴销上枢转的所述凸轮从动件提供间隙。

10.如权利要求8所述的牙刷，其特征在于，所述凸轮从动件还包括平行于所述枢轴孔延伸的肋，并且所述肋被定位成与所述从动齿轮齿相对。

11.如权利要求8所述的牙刷，其特征在于，所述凸轮从动件还包括从所述凸轮从动件的底表面向外延伸的轴承壁。

12.如权利要求11所述的牙刷，其特征在于，所述轴承壁为围绕穿过所述凸轮从动件的底表面限定的齿轮孔的U形的壁。

13.如权利要求12所述的牙刷，其特征在于，所述轴承壁限定用于所述凸轮从动件的轴承室。

14.如权利要求13所述的牙刷，还包括连接在所述凸轮从动件和所述电机的驱动轴之间的偏心轮。

15.如权利要求14所述的牙刷，还包括连接到所述偏心轮的联接滚珠轴承，其中，所述联接滚珠轴承和所述偏心轮被接收在所述凸轮从动件的轴承室中。

16.如权利要求8所述的牙刷，其特征在于，所述驱动轴的旋转使所述凸轮从动件在所述枢轴销上振荡。

17.如权利要求16所述的牙刷，其特征在于，随着所述凸轮从动件振荡，所述行星齿轮振荡，并且与所述凸轮从动件相比，所述行星齿轮具有增加的振荡度数。

18.如权利要求17所述的牙刷，其特征在于，对于通过所述凸轮从动件的振荡的每一度，所述行星齿轮振荡三度。

19.如权利要求17所述的牙刷，其特征在于，所述多个刷毛一侧到一侧移动。

20.如权利要求17所述的牙刷，其特征在于，所述刷头在半圆形的路径中移动。

21.如权利要求1所述的牙刷，还包括电连接到所述电机的一个或多个电池，其中，所述一个或多个电池给所述电机提供功率。

22.如权利要求1所述的牙刷，还包括定位在所述电机、所述联接组件以及所述输出轴之上的壳体。

23.如权利要求1所述的牙刷，还包括连接在所述驱动轴和所述联接组件之间的偏心轮。

24.如权利要求1所述的牙刷，其特征在于，所述联接组件包括行星齿轮布置。

25.如权利要求2所述的牙刷，其特征在于，所述输出轴在限定在所述第一缓冲器和所述第二缓冲器之间的空间中自由地振荡。