专利名称：多运动牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及牙刷领域，更具体地讲，本发明涉及电动牙刷领域。
背景技术：
本领域存在各种用于将马达或其它的电动力源的旋转输出转换成所需要的刷洗运动的技术。很多技术包括一个作为传动系部件的转轴。该转轴可旋转、摆动或往复运动。该转轴被联接到刷毛载体上。通常，刷毛载体由转轴以旋转或摆动的方式围绕一个垂直于该转轴纵向轴线的轴线产生传动。
这些电动牙刷典型地仅提供单一的刷洗运动。虽然单一的刷洗运动是有益的，据信多运动电动牙刷可提供更高级的清洁动作。此外，也存在这样一种需求，即将由旋转的或摆动的刷毛载体的刷毛提供的清洁动作与仅沿着电动牙刷的纵向轴线往复运动的刷毛的清洁动作结合起来，使其更准确地模仿手动刷牙运动。
发明概述提供了一种电动牙刷。该电动牙刷包括一个具有一个设置在其内的马达的柄部，一个具有纵向轴线的头部，和一个设置在位于柄部和头部之间的颈杆。第一和第二刷毛载体与头部相连。第一刷毛载体摆动或旋转。第二刷毛载体在与头部纵向轴线大体相同的方向上往复运动，但不旋转或摆动。马达被可操作地连接到第一和第二刷毛载体上。
附图简述据信，通过下面说明并结合附图可更好地理解本发明，其中
图1是根据本发明制造的电动牙刷的平面的、局部剖面顶视图，其中电动牙刷装入了一个旋转轴；
图2是适于供图1的电动牙刷使用的牙刷头部的第一实施方案的平面的、局部剖面顶视图；图3是适于供图1的电动牙刷使用的牙刷头部的第二实施方案的立面的、局部剖面侧视图；图4是图1的牙刷头部的立面的、局部剖面侧视图，其中第二刷毛载体被显示处于第一位置；图5是图4的牙刷头部的立面的、局部剖面侧视图，其中第二刷毛载体被显示处于第二位置；图6是适于供图1的电动牙刷使用的立面的、牙刷头部的第四实施方案的局部剖面侧视图；图7是适于供如图6所示的牙刷头部使用的凸轮的透视图；图8是适于供如图6所示的牙刷头部使用的另一种凸轮的透视图；图9是根据本发明制造的电动牙刷的透视图，其中为了图示说明另外的隐蔽特征，已经去除了牙刷外壳部分并且其中电动牙刷装入一个往复运动的转轴；图10是适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第一实施方案的分解透视图；图11是适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第二实施方案的分解透视图；图12是适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第三实施方案的分解透视图；图13是适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第四实施方案的分解透视图；图14是适于供图1和9的电动牙刷使用的牙刷刷毛簇图样的侧正视图，其中一些刷毛簇与刷毛载体的顶面形成锐角；图15是图16的牙刷头部的前正视图；图16是适于供图1和9的电动牙刷使用的牙刷刷毛簇图样的侧正视图；图17是图16的牙刷头部的透视图；图18是图16的牙刷头部的摄影透视图19是图18的牙刷头部的摄影侧正视图；图20是图18的牙刷头部的摄影顶平面视图；图21是具有图16的刷毛图样的牙刷头部的摄影透视图，其中第二刷毛载体被显示处于第二位置；图22是图21的牙刷头部的摄影侧正视图；图23是图21的牙刷头部的摄影顶平面视图；图24是图18和21的牙刷头部的摄影前正视图；图25是与一个柄部结合的图18的牙刷头部的摄影顶平面视图；图26是图25的牙刷的摄影侧视图；和图27是图25的牙刷的摄影透视图。
发明详述现在详细地描述本发明各种实施方案，其实施例在附图中以图示说明，其中同样的编号在整个视图中代表相同元件，并且其中具有相同的最后两位数(例如20和120)意味着类似或对应的元件。应当理解的是，本发明是针对电动牙刷(包括具有可更换头部的电动牙刷)和具有第一和第二运动刷毛载体的电动牙刷头部。当第二刷毛载体在头部纵向轴线方向上往复运动时，第一刷毛载体旋转或摆动。在一个更优选的形式中，第一刷毛载体旋转或摆动但是不往复运动、平移或进行任何其它的非旋转或摆动的运动，并且第二刷毛载体往复运动但不旋转或摆动。在本发明中所用的术语“旋转”意思是指单方向的角运动(即，恒顺时针方向运动)，同时术语“摆动”意思是指振荡的角运动(即，顺时针方向旋转和逆时针方向旋转的重复循环)。振动是任何具有重复周期的周期运动。振动可具有一个或多个频率和振幅。本发明中基本线性的振动被称为往复运动。
本发明可被用于与包括旋转、摆动或往复运动(以及其组合)的转轴的电动牙刷和电动牙刷头部相结合来传递运动给第一和第二刷毛载体。此外，本发明还可与转轴被可操作地连接到第一和第二刷毛载体二者上面或仅连接到一个刷毛载体上面的电动牙刷和电动牙刷头部相结合使用。在后一种情形下，刷毛载体自身互连以便运动被传递给不直接连到转轴上的刷毛载体。
参见图1至9，现在将描述根据本发明制造的一些示例性电动牙刷。这些电动牙刷利用一个旋转的转轴。为了简单和清楚起见，将根据如图1所示的特殊的马达和转轴装置来描述这些实施方案；但应当理解的是，还可用其它的马达和旋转(或摆动)转轴装置来代替。例如，美国专利5,617,603；5,850,603；5,974,615；6,032,313；5,732,432；5,070,567；5,170,525；5,416,942；3,588,936；5,867,856和4,397,055，公开了其它可能适合的马达和旋转或摆动转轴装置，其内容引入本发明作为参考。
翻至图1，电动牙刷包括一个牙刷头部20、一个主体或柄部22和一个位于二者之间的细长的颈杆24。本发明中所用的术语“向前”意思是指从柄部到头部的方向，而术语“向后”意思是指从头部到柄部的方向。此外，术语“纵向的”意思是指从其顶平面视图所见的元件的长度方向的特征。例如，纵向轴线为经过一个元件如头部或转轴的最长尺寸的轴线。纵向为一般对应于纵向轴线但可能不和纵向轴线排列在同一平面内的方向。例如，转轴和牙刷头部的纵向轴线可能不排列在同一平面内，但是一般从顶平面视图来看在同一方向延伸。同样地，对于彼此成一定夹角的颈杆和头部可不具有在同一平面内延伸的纵向轴线，但的确有从顶平面视图来看在同一纵向延伸的轴线。本发明的电动牙刷典型地具有纵向轴线穿过其最长尺寸的细长头部。这种轴线典型地在与牙刷颈杆和/或转轴的纵向轴线大体相同的方向上延伸。用短语“大体相同的方向”，则预期在各轴线之间存在某些角度偏差。这些牙刷的第二刷毛载体在与这些轴线的一个或多个大体相同的方向上往复运动。更优选地，这些牙刷的第二刷毛载体在与这些轴线的一个或多个大体相同或相同的方向上往复运动，尽管这以后为简单起见，仅讨论在大体相同的方向上的往复运动。
柄部是中空的并且包括一个马达26和用于给马达提供动力的电池28。可用一个可再充电电源取代该电池。头部20具有穿过自身的纵向轴线30。纵向轴线30在与转轴34的纵向轴线32大体相同的纵向上延伸。转轴34至少部分被封装在颈杆24内。第一刷毛载体36被设置在头部20的第一末端，其中第一末端是在头部20的前面最远点。尽管第一刷毛载体36被图示说明成形状为圆形，可以采用其它的形状。此外，尽管第一刷毛载体36被设置在头部20的第一末端，应该理解的是，其可被设置远离第一末端和其它的特征，例如静止的刷毛可以被设置在第一刷毛载体36和头部20的第一末端之间。第一刷毛载体36包括至少一个用于安放旋转轴34最远末端的狭槽，如美国专利5,625,916所描述的那样，其内容引入本发明作为参考。转轴34的最远末端被弯曲或偏离转轴34的纵向轴线32并且插入狭槽来绕一个轴销摆动第一刷毛载体36(未显示)。换言之，第一刷毛载体36绕近似垂直于头部20和/或转轴34的纵向轴线30、32的一条轴线摆动。在这个实施方案中，第一刷毛载体仅摆动而不往复运动、平移或进行任何其它非旋转运动。
第二刷毛载体38被设置邻近第一刷毛载体36。第二刷毛载体38在与头部20的纵向轴线30大体相同的纵向上往复运动。在这个实施方案中，往复运动的纵向也与转轴34的纵向轴线32的纵向相同。尽管希望将第二刷毛载体38直接靠近第一刷毛载体36放置，可以预计在第一和第二刷毛载体之间可存在一个缝隙。此外，在第一和第二刷毛载体之间的缝隙可用固定的刷毛填充，刷毛被嵌入构成牙刷头部部分的固定或静止的第三刷毛载体(未显示出)中。此外，虽然第一刷毛载体36已经被描述成邻近头部20的第一末端，但可以预计第二刷毛载体38可被设置在头部20的第一末端附近并且如以下根据图2描述的那样以同样方式传动。
此外，图1的电动牙刷还可能包含一个可更换的头部。本发明可采用的适当装置被公开于美国专利5,617,601中，其内容引入本发明作为参考。
参见图2，现将比较详细地描述适于供图1的电动牙刷使用的牙刷头部的第一实施方案。第二刷毛载体38具一对相对的凸块40，图示说明了其中之一，其被可滑动地容纳在头部20的狭槽41中来引导第二刷毛载体38进行纵向运动。狭槽被排列在与头部20的纵向轴线大体相同的纵向上。第二刷毛载体38通过一对相对的半球凸起42、44由第一刷毛载体36的运动被传动进行往复的纵向运动，凸起42、44彼此接合来移动靠着如弹簧46的偏置元件的第二刷毛载体38。当第一刷毛载体30摆动时，由于凸起周期性地彼此接合和脱离，第二刷毛载体38产生移动远离第一刷毛载体36，然后与弹簧46协同朝着第一刷毛载体36返回。凸起被刚性地安装到第一和第二刷毛载体上或与第一和第二刷毛载体整体成形。当电动牙刷的马达26旋转转轴34时，转轴的远心端嵌入第一刷毛载体36的狭槽中来摆动第一刷毛载体。当第一刷毛载体36摆动时，设置在第一刷毛载体36上的凸起44与在第二刷毛载体38表面上的凸起42的表面接触，从而在与头部20纵向轴线相同的纵向上移动第二刷毛载体38远离第一刷毛载体。当转轴34继续旋转时，第一刷毛载体36的凸起44脱离另外一个凸起42以便弹簧46可推动第二刷毛载体38朝着第一刷毛载体36返回，因此完成一次循环。当第一刷毛载体36倒转其旋转方向时，这种循环重复进行。
参见图3，现在将比较详细地描述适于供图1的电动牙刷使用牙刷头部的第二实施方案。头部120也包括一个被可滑动地安装在狭槽中(未显示出，但其可与如图2所示的凸块40和狭槽42的布置相同)的第二刷毛载体138。第二刷毛载体138在与头部20和/或转轴134纵向轴线大体相同的纵向上被往复地传动。被包含在转轴134上的凸轮48可操作地将转轴134与第二刷毛载体138相互连接。可任选地，转轴134可用轴支架50来支撑。轴支架50可包括安放转轴34的C型或U型部分(未显示出)。在一个支架中保持转轴134的其它方法在本领域是众所周知的。凸轮48可包括一个具有合适的偏心构造的异型元件或凸缘。其被放置或模注在转轴134上并紧固于其上。在某一种布置中，用一对尖锐的斜面52、54与圆柱交截形成凸轮48，斜面向同一方向倾斜同样的角度，但它们分别被设置在凸轮48的相对两端。换言之，斜面52、54仅仅是由贯穿凸轮48的圆柱的斜片产生的表面。需要时可改变其倾斜的方向和角度，以改变第二刷毛载体138的频率和行程。第一和第二凸轮随动件56、58悬挂于第二刷毛载体138的底面60。凸轮随动件56、58彼此偏离或间隔开，以便凸轮48被设置在跨骑和/或夹持凸轮48的凸轮随动件56、58之间。凸轮48的斜面52、54与凸轮随动件56、58的自由端滑动配合。当转轴134旋转时，凸轮48的第一尖锐斜面52和第一凸轮随动件56的表面接触并传动该凸轮随动件，因此第二刷毛载体138在与头部120的纵向轴线方向大体相同的方向上远离第一刷毛载体36。第二刷毛载体138由纵向延伸的狭槽进行导向。当转轴134继续旋转时，凸轮48与第一凸轮随动件56脱离。凸轮48的第二尖锐斜面54接着和第二凸轮随动件58的表面接触并传动该第二凸轮随动件58，因此第二刷毛载体138朝着第一刷毛载体36返回。
参见图4和5，现在将比较详细地描述适于供图1的电动牙刷使用的牙刷头部的第三实施方案。头部220包括一个被滑动安装在狭槽(未显示出，但与图2所示的凸块40和狭槽42的布置相同)中的第二刷毛载体238。第二刷毛载体238在与头部220和/或转轴234的纵向轴线大体相同的纵向上被往复传动。被包含在转轴234上的凸轮48可操作地将转轴234与第二刷毛载体138互相连接。可任选地，转轴234可用轴支架50来支撑。轴支架50可包括安放转轴234的C型或U型部分(未显示出)。在一个支架中保持转轴234的其它方法在本领域是众所周知的。凸轮248被设置成多个在转轴234上的弯曲62、64的形式。弯曲实质上为正弦形或曲线形，其中每个弯曲部分具有一个或多个相邻的拱形部分。弯曲各自具有一个顶点并且顶点被设置在转轴234的相对的两侧。一个半球形的凸轮随动件256悬挂于第二刷毛载体238的底面60上并且被设置在凸轮248的顶点之间。当转轴234旋转时，凸轮248的第一表面66与凸轮随动件256的第一表面68接触并传动该凸轮随动件256，因此，第二刷毛载体238在与头部220的纵向轴线大体相同的纵向上远离第一刷毛载体36。当转轴234继续旋转时，最前面的顶点通过凸轮248并与第一凸轮随动件表面68脱离。如图5所示，凸轮248的第二表面70接着和凸轮随动件256的第二表面72接触并传动该凸轮随动件256，因此，第二刷毛载体238朝着第一刷毛载体36返回。第二刷毛载体410的往复运动的行程和频率可通过改变顶点间的间距和/或顶点的幅度、形状或高度进行调整。
参见图6，现在将比较详细地描述适于供图1的电动牙刷使用的牙刷头部的第四实施方案。头部320包括一个被滑动安装在狭槽(未显示出，但与图2所示的凸块40和狭槽42的布置相同)中的第二刷毛载体338。第二刷毛载体338在与头部320和/或转轴334的纵向轴线大体相同的纵向上被往复传动。被包含在转轴334上的凸轮348可操作地将转轴134与第二刷毛载体338互相连接。可任选地，转轴334可用轴支架50来支撑。轴支架50可包括安放转轴334的C型或U型部分(未显示出)。在一个支架中保持转轴334的其它方法在本领域是众所周知的。凸轮348被设置成放置或模注在转轴334上并紧固于其上的圆柱形凸缘的形式。如图7和8所示，凸轮348包括一个螺旋形或螺旋状的凹槽74。螺旋形或螺旋状凹槽74环绕凸缘的圆周伸展并绕凸缘的纵向轴线盘旋，该纵向轴线可能，例如，与转轴334的纵向轴线432相重合。通过凸轮348传递给凸轮随动件356的运动的行程和频率可通过改变凹槽的形状和尺寸进行调整。例如，凸轮348的凹槽74形状为正弦形并将提供第二刷毛载体338的一个完整行程(即，远离和返回第一刷毛载体36的一个周期)进行转轴334的一次回转。图9图示说明具有螺旋凹槽472的交替凸轮348，凹槽设置成图8的形式。这将仅仅提供转轴334的一次回转的一半行程(即，仅或是朝着第一刷毛载体36平移或是远离第一刷毛载体36)。凸轮随动件356悬挂于第二刷毛载体338的底面60上。凸轮随动件356被可滑动地安装在凹槽72中。当转轴334旋转时，螺旋形凹槽72的第一表面354，例如其中的一个侧壁，与凸轮随动件356的第一表面接触并传动该凸轮随动件356，因此，第二刷毛载体338在与头部320的纵向轴线大体相同的纵向上远离第一刷毛载体36。当转轴334继续旋转时，凸轮随动件356达到螺旋形凹槽72的顶点74并且螺旋形凹槽72的第一表面354脱离凹槽72的第一表面354。凹槽72的第二表面352，例如凹槽72的相对的侧壁，接着与凸轮随动件356的第二表面接触并传动该凸轮随动件356，因此，第二刷毛载体338朝着第一刷毛载体36返回。
参见图9至13，现在将描述根据本发明制造的更多的示例性电动牙刷。这些电动牙刷采用往复运动的转轴。为了简单和清楚起见，根据图9所示的特殊的马达和转轴装置来描述这些实施方案，但应该理解的是，可用其它的马达和往复轴装置来代替。例如，美国专利5,226,206；5,524,312；5,383,242；5,465,444；5,504,959；5,836,030；4,845,795；5,404,608；5,359,747和5,617,601公开了其它可能适合的马达和旋转或摆动轴装置，它们的内容引入本发明作为参考。此外，图9的电动牙刷还可能包含一个可更换的头部。一种适合于本发明的合适的布置公开于2001年5月7日提交的美国申请09/850,662中，其内容引入本发明作为参考。
翻至图9，该电动牙刷包括一个牙刷头部420、一个主体或柄部422和一个位于二者之间的细长颈杆424。由将运动从马达传送到第一刷毛载体36的转轴和齿轮组成的传动系类似于在美国专利6,178,579中描述的传动系，其内容引入本发明作为参考。柄部422是中空的并且包括一个马达426和一个用于给马达提供动力的电池(未显示出)。可用一个可再充电电源代替该电池。头部420具有经过自身的纵向轴线430。纵向轴线430在与转轴434的纵向轴线432大体相同的纵向上延伸。第一刷毛载体36被设置在头部420的第一末端，其中第一末端是在头部420的最前点。尽管第一刷毛载体36被图示说明成形状为圆形，但也可以采用其它的形状。此外，尽管第一刷毛载体36被设置在头部20的第一末端，应该理解的是，其可被设置远离第一末端和其它的特征，例如静止的刷毛可以被设置在第一刷毛载体36和头部20的第一末端之间。在本实施方案中，第一刷毛载体只摆动，而不往复运动、平移或进行任何其它非旋转运动或振动。
第二刷毛载体438被设置邻近第一刷毛载体436。第二刷毛载体在与头部240的纵向轴线430大体相同的纵向上往复运动。在这个实施方案中，往复运动的纵向也与转轴434的纵向轴线432的纵向相同。尽管希望将第二刷毛载体438直接靠近第一刷毛载体36放置，可以预计在第一和第二刷毛载体之间可存在一个缝隙。另外，在第一和第二刷毛载体之间的缝隙可用固定的刷毛填充，刷毛被嵌入构成牙刷头部部分的固定或静止的第三刷毛载体(未显示出)中。
第一齿轮76被可操作地连接到马达426上并由其提供动力。第二齿轮78被可操作地连接到第一齿轮76上。第二齿轮78的旋转轴线近似垂直于第一齿轮76的旋转轴线以使第一齿轮76的轮齿与第二齿轮78的轮齿啮合，因此引起第二齿轮78随第一齿轮76的旋转而旋转。
第一悬臂79通过一个轴销80或其它的连接装置被偏心地和可绕枢轴转动地连到第二齿轮76上。由于偏心连接的缘故，第二齿轮76的旋转运动被转换成第一悬臂79的往复运动。第二悬臂82通过轴销84或其它的连接装置被可绕枢轴转动地连接到第一悬臂78上。转轴434用一个轴销88通过例如压力配合被牢固地固定到第二悬臂82和第三悬臂86上。转轴434至少部分被封装在颈杆424内。第三悬臂86在其终端通过一个轴销90或其它的连接装置被连接到第一刷毛载体36上。第三悬臂86的终端偏离转轴434的纵向轴线以便其被定住在第一刷毛载体36的外周线附近。这种偏置布置将第三悬臂86的往复运动转换成第一刷毛载体36的摆动运动，其中第一刷毛载体36绕近似垂直于转轴432的轴线434摆动。
参见图10，现在将比较详细地描述适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第一实施方案。在头部520中，将转轴434与第三悬臂86互相连接的轴销590伸进第二刷毛载体538中。第二刷毛载体538因此在与头部520和/或转轴434的纵向轴线大体相同的纵向上被传动。多个T型(在横截面上)滑块92悬挂于第二刷毛载体538的表面60上。通过被连接到一个横向部分96上的一个直立部分94形成T型滑块92。在第二刷毛载体538的底面60、直立部分94的一个侧壁和横向部分60的向内侧壁之间形成狭槽98。狭槽98在与头部520的纵向轴线大体相同的纵向上延伸。两对凸起100从在外壳内的两个开口102伸出来。开口102容纳T型滑块92。开口102之一也具有一个安放圆形的第一刷毛载体(图10中未显示出)的圆形部分。当第二刷毛载体538被安装在头部520的顶部外壳中时，凸起100被可滑动地安放在T型滑块92的狭槽98内。在使用时，凸起100和狭槽98协同在与头部520和/或转轴534的纵向轴线大体相同的纵向上引导第二刷毛载体538的运动。最后面的T型滑块(即，位于颈杆旁边的T型滑块)具有一个安放轴销590的孔104。
当转轴434往复运动时，轴销590也往复运动，因此传动后部的具有孔104的T型滑块92，并因此传动第二刷毛载体538进行往复的纵向运动。此外，如前所述，转轴434传动第三悬臂86进行往复运动，其又传动第一刷毛载体36进行摆动运动。在一种实施方案中，当第二刷毛载体538朝着第一刷毛载体36远离柄部422运动时，第一刷毛载体36按逆时针方向运动。
参见图11，现在将比较详细地描述适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第二实施方案。在头部620中，第二刷毛载体638被设置邻近第一刷毛载体36。第二刷毛载体638具有第一和第二L型(从侧面观察时)滑块692，其悬挂于第二刷毛载体638的底面60上。尽管显示的是L型滑块，可用其它形状来代替。L型滑块638由一个直立部分694和一个纵向部分696形成，纵向部分696与头部620和/或转轴634的纵向轴线同一方向对齐。L型滑块692被安放在对应的狭槽602中以使L型滑块692的侧壁和狭槽602的侧壁协同引导第二刷毛载体638的往复运动。L型滑块638纵向部分696的悬臂部分106下侧接合一个牙刷头部外壳的内表面来将第二刷毛载体638保持在头部620上。第二刷毛载体638包括一个从最前面的L型滑块692伸出来的轴销105。轴销105可被模注于L型滑块692上或与其是一体的。轴销105在转轴634和第三悬臂86相连的点附近被安装在与转轴634相连的孔604中。当转轴634在与头部620的纵向轴线大体相同的方向上往复运动时，轴销105也在同一方向上往复运动，因此使第二刷毛载体638在与头部620和/或转轴634的纵向轴线大体相同的纵向上往复运动。狭槽602的侧壁与L型滑块692的侧壁滑动配合，因此防止第二刷毛载体638在横向上明显移动。第三悬臂86也传动第一刷毛载体36进行如前面所讨论的对于本发明的早期实施方案的振动。
参见图12，现将比较详细地描述适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第三实施方案。在头部720中，第二刷毛载体738被设置邻近第一刷毛载体36。第二刷毛载体738具有两个L型(在侧视图中)滑块692和792，其设置在第二刷毛载体738的前部和后部边缘上。然而，也可用T型、I型或其它形状的滑块。滑块692、792从第二刷毛载体738的底面60伸出。L型滑块692与前述图11的滑块相同。L型滑块792具有一对相对的直立部分794，每个都包含一个U型狭槽706。U型狭槽706每个安放一个从转轴734横向伸出来的对应的轴销108。当转轴734在与头部720的纵向轴线相同的纵向往复运动时，轴销108也往复运动，因此以同样的方式传动L型滑块692、792和第二刷毛载体738。连接到转轴734上的第三悬臂86传动第一刷毛载体36进行如前所述的振动。
参见图13，现在将比较详细地描述适于供图9的电动牙刷使用的牙刷头部的第四实施方案。在头部820中，第二刷毛载体838被设置邻近第一刷毛载体36。第二刷毛载体838具有两个L型(在侧视图中)滑块692和892，其设置在第二刷毛载体838的前部和后部边缘上。然而，也可用T型、I型或其它形状的滑块。滑块692、892从第二刷毛载体838的底面60伸出。L型滑块692与前述图11的滑块相同。L型滑块892具有一个带C型狭槽806的直立部分894，C型狭槽被做成可滑动安放转轴834的尺寸。一对有间距的分开的环110套在转轴834上。当装配时，转轴834被安装在C型狭槽806中以使直立部分894被设置在两个环110之间。当转轴834在与头部820的纵向轴线大体相同的方向上往复运动时，这两个环使L型滑块892往复运动并因此也以同样的方式使第二刷毛载体838往复运动。第三悬臂86也传动第一刷毛载体36进行如前面所讨论的振动。虽然为简单起见，本发明的实施方案已经图示说明了刷毛簇是在基本垂直于刷毛载体顶面的方向上延伸的，可以考虑刷毛被布置另外的方式以补充或进一步增强第一和/或第二刷毛载体的运动。参见图14和15，某些或全部刷毛可在与第一和第二刷毛载体36、38的顶面23、33形成锐角21的方向上延伸并向前方或向后方延伸，例如分别通过对于刷毛簇25、27和29的实施例所示。参见图15，在另一种实施方案中，某些刷毛可从头部向外伸出来，在另一个方向上再次与第一和第二刷毛载体33、38的顶面23、33形成锐角31，如通过对于刷毛簇35和37的实施例所示。也可采用按摩型刷毛或高度变化的刷毛，例如在美国专利Des.330,286、Des.434,563中所描述的，其内容引入本发明作为参考。其它优选的适于使用的刷毛装置包括那些全部或部分在美国专利6,006,394；4,081,876；5,046,213；5,335,389；5,392,483；5,446,940；4,894,880中和国际出版物WO99/23910中所描述的那些装置，其内容引入本发明作为参考。
尽管本发明的电动牙刷可用刷毛或按摩型顶端的形状、尺寸、组合、角度和装置的任何组合来制造，尤其优选的装置如图16和17所示。第一刷毛载体36具有两个刷毛簇的同心环，其中外环39具有在10和20簇之间的刷毛和内环41具有在6至和10簇之间的刷毛。在一种实施方案中，外环39具有14簇刷毛和内环41具有8簇刷毛。在第一刷毛载体内环39内的中心处设置1至2簇刷毛。外环39中的刷毛簇的高度高矮相间。在一种实施方案中，有七簇高刷毛43和七簇较矮的刷毛45。高刷毛簇43和较矮刷毛簇45间的长度差异在一种实施方案中在约0.5mm和约2.5mm之间，在其它实施方案中在约1mm和约2mm之间。高的和矮的刷毛簇可设置成不同的特性。例如，高刷毛簇可以相对软一些用于温和地清洁和按摩使用者的牙龈，同时矮刷毛簇可稍微硬一些用于齿间清洁(或反之亦然)。这种布置在较短的(并且典型地较挺的)刷毛接触使用者的牙齿和牙龈之前，使较长(并且典型地较软的刷毛)能够贴紧、弯曲和靠使用者的牙龈偏斜。因此，软刷毛作用着较多的力同时较硬(并可能不太舒适的刷毛)的刷毛作用着很少的力。
第一刷毛载体36在一种实施方案中在约20度和约45度之间摆动，在另一种实施方案中在约25度和约35度之间摆动。第一刷毛载体的峰值摆动频率在一种实施方案中在约6,000和约10,000周每分钟之间，在另一种实施方案中在约7,000和9,000周每分钟之间。当电池充满电的时候，一个周期为一个完整的顺时针和逆时针旋转(或反之亦然)。可以预计当电池被耗尽时，摆动频率可降到这些范围之外。由于用同一个转轴传动第一和第二刷毛载体二者，第二刷毛载体也将具有同样的运转频率。第二刷毛载体的一个周期为一个朝着柄部的完整行程和一个朝着第一刷毛载体的完整返回行程(或反之亦然)。
第二刷毛载体38在一种实施方案中具有在15和20簇之间的刷毛，在另一种实施方案中具有在约20和约30簇之间的刷毛。正如图16所示，毛簇被排成约5至约15行。行可以是直线行或曲线行。正如图16所示，刷毛簇的顶端被设置成从侧面观察时为直线的、波形的轮廓，尽管这种轮廓可能更接近曲线。当从侧面观察时，这种布置在一种实施方案中具有在2和约8个之间的峰顶45，和在另一种实施方案中具有在约3和约6个之间的峰顶45。通过相邻的具有相对的斜端面47和49的毛簇形成峰顶45。谷底51也同样如此。峰峰之间的距离在一种实施方案中在约2mm和约10mm之间，在另一种实施方案中在约4mm和约6mm之间。峰谷间的深度在一种实施方案中在约0.5mm和约3mm之间，在另一种实施方案中在约1mm和2mm之间。每个毛簇被切成约45度。第二刷毛载体38的毛簇布置在一种实施方案中长度在约5mm和约20mm之间和宽度在约5mm和约15mm之间，在另一种实施方案中长度在约10mm和约15mm之间和宽度在约10mm和15mm之间。随着坡度渐渐向后，第二刷毛载体38的毛簇图样沿着牙刷头部的纵向轴线逐渐变细。第二刷毛载体的行程(即，在某一方向上的位移)在一种实施方案中在约1mm和约6mm之间，在另一种实施方案中在约2mm和约4mm之间。第二刷毛载体38的波形毛簇轮廓也可被用于第二刷毛载体38不运动的电动牙刷实施方案，例如用于美国专利6,630,395所描述的电动牙刷。
上面参考特定的实施方案对本发明进行了描述。但在阅读和理解本说明书后，可对其进行修改和改变。例如，虽然某些凸轮已经被描述成包括在轴上的弯曲部分和其它的凸轮已经被描述成包括适当成形的固定到轴上的凸缘，凸轮并不限于所建议的形式。实际上，弯曲可以取代凸缘，凸缘可以取代弯曲，并可实施其它的形状、尺寸和轮廓。因此，本发明的各种修改及变化只要在所附权利要求书或其等同物范围内，均应涵盖在本发明内。
权利要求
1.电动牙刷，其包括柄部，其具有设置在其中的马达；头部，其具有纵向轴线；颈杆，其设置在所述柄部和所述头部之间；第一刷毛载体，其与摆动或旋转的所述头部相连；和第二刷毛载体，其与所述头部相连，所述头部在与所述头部的所述纵向轴线大体相同的方向上往复运动但不旋转或摆动，其中所述马达被可操作地连接到所述第一和第二刷毛载体上。
2.如权利要求1所述的电动牙刷，其中所述第二刷毛载体被设置在所述第一刷毛载体和所述柄部之间。
3.如权利要求1所述的电动牙刷，其中所述第一刷毛载体仅旋转或摆动。
4.如权利要求1所述的电动牙刷，其还包括至少部分地被设置在所述颈杆内的转轴，所述转轴被可操作地连接到所述马达并被连接到所述第一刷毛载体和所述第二刷毛载体至少其中之一上。
5.如权利要求4所述的电动牙刷，其中所述转轴被可操作地连接到所述第一刷毛载体和所述第二刷毛载体上。
6.如权利要求4所述的电动牙刷，其中所述转轴往复运动。
7.如权利要求6所述的电动牙刷，其还包括可操作地连接所述转轴和所述第二刷毛载体的轴销。
8.如权利要求6所述的电动牙刷，其中所述第二刷毛载体还包括悬挂于所述第二刷毛载体底面的第一T型滑块，其中所述T型滑块与所述头部的第一凸块对滑动接合，引导所述第二刷毛载体的运动。
9.如权利要求8所述的电动牙刷，其中所述轴销插入所述第一T型滑块中的孔中。
10.如权利要求8所述的电动牙刷，其中所述轴销从所述第一T型滑块伸出并插入与所述转轴相连的孔中。
11.如权利要求8所述的电动牙刷，其还包括与所述头部的第二凸块对接合的第二T型滑块。
12.如权利要求6所述的电动牙刷，其中所述转轴还包括呈多个有间距的环形式的凸轮并且所述第二刷毛载体还包括呈具有狭槽设置在其中的滑块形式的凸轮随动件，其中所述滑块悬挂于所述第二刷毛载体的底面上并且其中形成了所述狭槽来安放所述转轴并且所述滑块被设置在所述环之间。
13.如权利要求6所述的电动牙刷，其中所述转轴还包括从所述转轴横向伸出来的一对凸块，并且其中所述第二刷毛载体还包括悬挂于所述第二刷毛载体底面上的滑块，所述第二刷毛载体具有被成形来滑动地安放所述凸块的一对狭槽。
14.如权利要求4所述的电动牙刷，其中所述转轴旋转或摆动。
15.如权利要求14所述的电动牙刷，其还包括与所述转轴相连的凸轮。
16.如权利要求15所述的电动牙刷，其中所述凸轮包括在所述转轴上的弯曲。
17.如权利要求15所述的电动牙刷，其中所述第二刷毛载体包括悬挂于所述第二刷毛载体底面上的凸轮随动件并且其中所述凸轮随动件与所述凸轮接合。
18.如权利要求17所述的电动牙刷，其中所述凸轮包括凹槽并且其中所述凸轮随动件随动于所述凹槽的表面。
19.如权利要求15所述的电动牙刷，其中所述第二刷毛载体包括悬挂于所述第二刷毛载体底面上的第一和第二凸轮随动件，所述第一和第二凸轮随动件彼此分离并且其中所述凸轮被设置在所述第一和第二凸轮随动件之间。
20.如权利要求3所述的电动牙刷，其中所述凸轮包括固定地连接到所述传动轴上的异型凸缘。
21.电动牙刷头部，其包括头部，其具有纵向轴线；颈杆，其连接到所述头部上；第一刷毛载体，其与摆动或旋转的所述头部相连；和第二刷毛载体，其与所述头部相连，所述头部在与所述头部的纵向轴线大体相同的方向上往复运动但不旋转或摆动。
全文摘要
提供了一种电动牙刷。该电动牙刷包括一个具有一个设置在其中的马达的柄部、一个具有纵向轴线的头部和一个设置在柄部和头部之间的颈杆。第一和第二刷毛载体与头部相连。第一刷毛载体摆动或旋转。第二刷毛载体在与头部的纵向轴线大体相同的方向上往复运动但不旋转或摆动。马达被可操作地连接到第一和第二刷毛载体上。
文档编号A61C17/34GK1582135SQ02822128
公开日2005年2月16日 申请日期2002年11月6日 优先权日2001年11月6日
发明者J·Q·常, W·平, L·A·布罗斯坦恩, D·A·高尔, P·W·布朗 申请人:宝洁公司