自动牙刷的轴的制作方法

本申请要求以下申请的利益或优先权并且描述以下申请之间的关系：其中本申请要求2014年7月2日提交的序列号为62/020,072的美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本系统涉及一种自动(例如电动)牙刷，更具体地，涉及具有单件偏置输出轴的自动牙刷及其制造方法。

背景技术：

口腔保健是个人护理中的重要元素。常规的自动牙刷可以具有旋转和/或振动的口腔清洁工具，例如刷头，以有效地清洁牙齿和去除牙斑。口腔清洁工具附接到自动牙刷的输出轴并由其驱动，自动牙刷的输出轴通常由多个组装元件形成，其中一些元件是机加工的。例如，这些输出轴的外部部分通常被车削和机加工以形成适合于附接到口腔清洁工具的半圆形横截面形状。多元件设计和制造方法(例如，机加工和车削)增加了制造复杂性和成本。此外，多元件设计更容易发出噪声。因此，本系统的实施方式提供了尤其可以克服现有技术系统的缺点的自动牙刷。

技术实现要素：

本文描述的系统、设备、方法、布置、用户接口、计算机程序、过程等(以下将这些中的每一个都称为系统，除非上下文另有说明)可以解决现有技术系统中的问题。

根据本系统的实施方式，公开了一种自动牙刷，其包括：主体部分，该主体部分具有相反的端部、位于相反的端部之间的腔、以及位于相反的端部中的一个处的开口；具有第一(近)端和第二(远)端的输出轴，其中远端穿过所述开口延伸到所述腔的外部，输出轴具有位于所述第一端和所述第二端之间的多个弯曲部；以及口腔清洁工具，其被构造成压配合到所述轴的延伸穿过所述主体的开口的那部分上。输出轴可以包括位于所述多个弯曲部中的至少两个相邻的弯曲部之间的至少一个鞍状部。所述多个弯曲部可以包括两对弯曲部，其中每对弯曲部均包括在相反方向上的弯曲部，其间具有鞍状部。

输出轴可以是由单件材料形成的整体输出轴，或者由结合在一起的多层材料形成。自动牙刷可包括构造成压配合到输出轴的插口。插口可以具有正方形或矩形横截面。自动牙刷被设计成将诸如牙刷刷头之类的口腔清洁工具接收到输出轴的远端上。至少一个致动器可构造成往复地驱动输出轴。输出轴还可以包括彼此分离并且与多个弯曲部中的至少一个相邻的至少两个鞍状部。

根据本系统的实施方式，公开了一种自动牙刷，其包括：主体，该主体限定了腔和通向所述腔的开口；输出轴，其限定纵向轴线并具有相反的第一端和第二端，该输出轴延伸穿过所述开口，使得第一端位于所述腔内，并且所述第二端位于所述腔外，所述输出轴在折部处与所述纵向轴线正交地偏离，以在所述开口和所述第二端之间限定至少一个鞍状部；口腔清洁装置，其联接到所述输出轴并且具有手柄和设置在所述手柄的一端处的插口；以及致动器，其位于所述腔内并且构造成往复地驱动输出轴。输出轴的横截面形状可以在开口和输出轴的第二端之间变化。输出轴可以进一步包括位于开口处的止动部分(detention portion)，该止动部分具有多个圆形边缘，所述圆形边缘被构造成接收用于密封所述腔的轴密封件。

输出轴可以是由单件材料或者结合在一起的多层材料形成的整体输出轴。致动器可以包括输出往复运动以驱动输出轴的电机或振动器。相邻的折部可以位于彼此相反的方向上。鞍状部可以位于两个折部之间。

根据本系统的实施方式，公开了一种自动牙刷，其包括：主体部分，该主体部分具有相反的端部、位于相反的端部之间的腔、以及通向腔的开口；具有第一端和第二端的输出轴，输出轴延伸穿过所述开口，使得所述第二端在所述腔外，输出轴具有多个折部，所述多个折部限定位于所述第二端和所述开口之间的多个鞍状部；以及被构造成压配合到输出轴上的口腔清洁工具。所述多个折部可以包括在相反方向上的至少两个折部。输出轴可以是由具有相反的第一主表面和第二主表面的单件材料形成的整体输出轴。

附图说明

在下面的示例性实施方式中并参照附图更详细地解释本发明，其中相同或相似的元件由相同或相似的附图标记表示，并且各种示例性实施方式的特征是可组合的。在附图中：

图1示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的一部分的侧视平面图；

图2示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的输出轴的一部分的俯视平面图；

图3示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的输出轴的一部分的侧视平面图；

图4示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的输出轴的一部分的前等轴侧视图；

图5示出了根据本系统的实施方式的输出轴的一部分沿着图3的线5-5截取的横截面图；

图6示出了根据本系统的实施方式的输出轴的一部分例如可以沿着图3的线6-6截取的横截面图；

图7A示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的输出轴和工具的一部分的后平面侧视图；

图7B示出了根据本系统的实施方式的工具和输出轴的一部分的例如可以沿着图7A的线7B-7B截取的横截面图；

图8示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的输出轴和工具的一部分的前平面侧视图；

图9示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷的主体、输出轴和工具的一部分的前平面侧视图；

图10示出了根据本系统的实施方式的主体的一部分的例如可以沿着图9的线10-10截取的横截面图；以及

图11是根据本系统的实施方式的用于使输出轴坯件成形的工具压模的一部分的透视图。

具体实施方式

以下是说明性实施方式的描述，当结合附图时，所述实施方式可以阐明上述特征和优点以及其它特征和优点。在下面的描述中，为了解释而不是限制的目的，阐述了诸如架构、接口、技术、元素属性等说明性细节。然而，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，偏离这些细节的其他实施方式仍将被理解为在所附权利要求的范围内。此外，为了清楚起见，省略了公知的设备、回路、工具、技术和方法的详细描述，以免使本系统的描述模糊不清。应当清楚地理解，包括附图是为了说明的目的，并且不代表本系统的整个范围。在附图中，不同附图中相同的附图标记可以表示类似的元件。术语和/或其构词应当被理解为意味着，在根据权利要求叙述并根据本系统的一个或多个实施方式的系统中，可能需要适当地存在所列要素中的仅仅一个或多个(例如，仅存在一个所列要素，可以存在所列要素中的两个等，直至可以存在所有所列要素)。

图1示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的一部分的侧视平面图。自动牙刷100可以包括其中具有腔105的主体102。口腔清洁工具104可以联接到从主体102的一端处的开口107伸出的输出轴120。密封件112可以设置成密封围绕输出轴120的开口107的区域。密封件112可以适于防止腔外的液体进入腔105，并且还可以在操作期间允许输出轴120的运动。输出轴120可以分别包括第一(近)端124和第二(远)端122，其中第一端124位于腔105内，第二端122位于腔105外。口腔清洁工具104可以分别包括近端110和远端108、以及位于远端108的刷毛106。口腔清洁工具104包括可以可拆卸地联接到输出轴的第二(远)端122的插口。

用于驱动输出轴120的致动器103可以位于腔105内并且联接到输出轴120。致动器103可以包括任何合适的电动装置(例如，线性和/或旋转电机、超声振动电机等)，其可以提供往复电动力，以在可能需要的一个或多个方向上驱动输出轴120。输出轴120可以联接到主体102和/或致动器103，使得输出轴120可以根据需要以一个或多个自由度移动。口腔清洁工具104(例如刷头)可以经由输出轴120联接到主体102，并且从致动器103接收适于口腔护理的运动力(例如，旋转力、振动力)。在一些实施方式中，致动器103可以包括变速器以改变致动器103的输出的转速和/或方向。可以提供诸如ON/OFF开关101之类的用户接口(UI)，使得用户可以与自动牙刷100进行交互并且可以打开或关闭致动器103。UI还可以用于选择可能期望的操作模式。控制器(例如处理器)可以控制自动牙刷100的整体操作。例如，控制器可以控制致动器103的操作模式。此外，根据本系统的实施方式，控制器可以从自动牙刷100的存储器获得操作参数。

图2和图3示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的输出轴120的一部分的俯视图和侧视平面图。输出轴120可以是金属冲压件，或者多层金属或其它材料结合在一起，具有可以形成多个表面的多个侧面。示例性地，这些表面可以称为顶表面132-T、底表面132-B、前表面132-F和后表面132-R。顶表面132-T和底表面132-B彼此相反。前表面132-F和后表面132-R彼此相反并且可以邻近前表面132-F和后表面132-R。输出轴120沿着纵向轴线(La)延伸并且可以包括偏离纵向轴线的至少一个区域。例如，平台区域或鞍状部148、138、140和142可以定位成与输出轴120的纵向轴线相距不同的距离并且与输出轴120的纵向轴线成不同的角度，并且构造成接触口腔清洁工具104的插口的相邻部分，如本文所描述的。替代性地，鞍状部区域的位置可以朝向或远离纵向轴线(La)从一个鞍状部区域到相邻的鞍状部区域偏离。例如，第一鞍状部区域可以比第二相邻鞍状部区域相对更远离纵向轴线。此外，与第二鞍状部区域相邻但不与第一鞍状部区域相邻的第三鞍状部区域可以比第二鞍状部区域相对更远离纵向轴线。

此外，鞍状部区域148、138、140和/或142可以通过折部145、143、141和139(例如，偏离部、弯曲部，其分别在前表面132-F和后表面132-R之间延伸)与相邻的鞍状部区域和/或与输出轴120的中心部分分开。根据本系统的实施方式，鞍状部区域148、138、140和142可以在冲压过程(例如压印过程)期间产生。压印是无焰的精密冷锻操作，其中机械压力机用于在工件处于模具中时对工件施加大量的力以实现零件中的精细细节。密封区域128(例如，止动区域)可以包括具有圆形边缘130的拐角部。密封区域128可以在压印过程中形成。开口136可以延伸穿过输出轴120(例如，从前表面132-F延伸到后表面132-R)，并且可以适于将轴固定。输出轴120的底部平面视图可以类似于当前的图，但是为了清楚起见，尽管未示出，本系统的实施方式也可以与此不同。输出轴120可以包括基部平台134和止动部分152，止动部分152可以摩擦地接合口腔清洁工具104的插口的闩锁(latch)。

图4示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的输出轴120的一部分的前等轴侧视图。如图所示，基部平台134可以延伸到鞍状部138、140、142和148中的至少一个。可以更清楚地看到密封区域128和密封区域128的圆形边缘130。

图5示出了根据本系统的实施方式的输出轴120的一部分的例如可以沿着图3的线5-5截取的横截面图。密封区域128的每个拐角部都可以包括圆形边缘130；根据本系统的实施方式，圆形边缘130可以在压印过程期间形成。

图6示出了根据本系统的实施方式的输出轴120的一部分的例如可以沿着图3的线6-6截取的横截面图。根据本系统的实施方式，输出轴可以具有大致正方形或矩形的横截面，但是拐角部可以根据需要为圆形。

图7A示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的输出轴120和口腔清洁工具104的一部分的例如沿着图1的线7A-7A截取的横截面图。口腔清洁工具104可以包括手柄160、基部162、环164和谐振块168。手柄160可以具有由手柄160的内壁176限定的腔182。基部162可以至少部分地插入到腔182内，并且可以使用任何合适的附接方法例如摩擦配合(示例性地示出了使用基部162的突部180和手柄160中的槽口178)固定地联接到口腔清洁工具的腔182的内壁176。然而，在其它实施方式中，能够想到可以适当地应用其他附接方法，例如粘合剂、焊接等。环164可以使用任何合适的方法例如摩擦配合可移除地联接到基部162，并且可以根据本系统的实施方式操作成提供颜色编码，例如用于识别。谐振块168可以位于基部162的腔183中，并且可以具有用于调谐根据本系统的实施方式的自动牙刷100的驱动系统的谐振频率的合适质量。谐振块168可以具有合适的形状，例如环状，并且可以使用任何合适的方法例如粘合剂、粘结、摩擦配合等固定地联接到基部162。

口腔清洁工具104可以使用任何合适的方法例如摩擦配合(例如，压配合)等可释放地联接到输出轴120。例如，口腔清洁工具104可以包括插口170，输出轴120的至少一部分可以插入到插口170中并且使用例如摩擦配合可释放地保持在适当位置。插口170可以包括多个内壁，例如前壁172-F和相反的后壁172-R、以及顶壁172-T和相反的底壁172-B(见图7B)。这些内壁通常称为壁172-x。因此，插口170的壁172-x中的至少两个可以例如在鞍状部138、140、142、148处接合输出轴120的相邻表面。例如，根据一些实施方式，基部162可以形成插口170的例如在鞍状部148、138、140和142处接合输出轴120的至少一部分。通过使鞍状部148、138、140和142偏离输出轴120的纵向轴线(La)，可以获得更大的鞍状部横截面覆盖面积以用于例如在壁172-x处接合插口170的内部。可以提供偏压构件174(例如钢制c形夹弹簧)以将基部162偏压在口腔清洁工具176的内壁上。端部突片790可以位于邻近基部平台134处，其可以作为用于口腔清洁工具104的附接的止动部分操作。根据本系统的实施方式，较大的鞍状部横截面覆盖面积可以增强从输出轴120到口腔清洁工具104的动力传递。另外，通过增加鞍状部的横截面覆盖面积的大小，可以使用更大的插口170，这可以有助于将输出轴120插入插口170中。这可以增强用户的便利性。

图7B示出了根据本系统的实施方式的具有输出轴120的自动牙刷100的一部分的例如沿着图7A的线7B-7B截取的横截面视图。顶壁172-T与插口170的底壁172-B相反。通过使鞍状部(用138和148示出)相对于纵向轴线(La)(为了清楚起见，假定纵向轴线对应于输出轴120的中心线)偏离，可以建立更大的鞍状部横截面覆盖区。例如，假设鞍状部横截面覆盖区可以被定义为相反鞍状部(例如，位于纵向轴线(La)的相反侧上的148和138)的表面之间的距离，并且可以由距离D_T表示。因此，(例如，偏离的)相反鞍状部之间的距离增加了D_T，并且因此增加了鞍状部横截面面积。通过增加距离D_T，插口170的抓握区域的大小可以增加，这可以提供输出轴120与口腔清洁工具104之间的更好的联接，从而可以导致在使用期间的发出的噪声减少。另外，通过使鞍状部偏离，可以使用更细的输出轴120。此外，通过使用更细的输出轴120，输出轴120的重量可以与超声致动器平衡。

图8示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的输出轴120和口腔清洁工具104的一部分的前平面侧视图。口腔清洁工具的基部162可以包括突片180，突片180可以接合输出轴120的槽口部分184，以便在使用期间将工具104可释放地联接到输出轴120。可以提供偏压构件174(例如钢制c形夹弹簧)以将突片180偏压在槽口部分184上。端部突片790可以位于邻近基部平台134处，其可以用作用于口腔清洁工具104的附接的止动部分。

图9示出了根据本系统的实施方式的自动牙刷100的主体102、输出轴120和口腔清洁工具104的一部分的例如沿着图1的线9-9截取的横截面图。刷毛106位于口腔清洁工具104的远端108。主体102可以包括开口107，输出轴120的一部分可以从主体102的腔105延伸穿过开口107。密封件112可以位于开口107与密封区域128(例如止动区域)之间以密封腔105，防止诸如水的液体渗透。密封件112(例如，腔密封件)可以由任何合适的材料形成，例如由聚合物密封材料形成。口腔清洁工具104压配合在输出轴120上。如图所示，密封件112可以在密封区域128处联接到输出轴120，以对主体102的腔105密封液体(例如水，等等)。

图10示出了根据本系统的实施方式的主体102的一部分的例如沿着图9的线10-10截取的横截面图。

图11是根据本系统的实施方式的用于使输出轴坯件1120成形的工具压模1100的一部分的透视图。输出轴坯件1120可以通过金属冲压形成，并且可以具有大致平坦的形状。然后，在至少一个冲压过程例如压印过程期间(如图所示)，输出轴坯件1120的至少一个区域可以偏离(例如，在一个或多个折部、弯曲部等处)，使得输出轴坯件1120远离或朝向输出轴坯件的纵向轴线偏离大致平坦的形状。根据本系统的实施方式，偏离可以形成具有例如通向平台区域的折部145、143、141、139的鞍状部148、138、140和142、密封区域(例如见图2和图4，密封区域128和圆形边缘130)、槽口部分(例如见图8，槽口部分184)等。以这种方式，可以使用通过诸如工具压模1100的工具压模的压制操作使输出轴坯件1120变形的压印工艺来由输出轴坯件1120形成输出轴120。工具压模可以包括一个或多个冲压区域和/或可以使用包括与所形成的输出轴的期望形状互补(例如，构成镜像)的一个或多个冲压区域的两个或更多个工具压模。两个或更多个工具压模可以共同用来冲压输出轴坯件的给定纵向部分。

根据本系统的实施方式，可以使用简化的冲压工艺由单件材料形成整体输出轴。此外，与常规驱动方法相比，整体输出轴可以减少发出的噪声。

最后，上述讨论旨在仅仅说明本系统，并且不应被解释为将所附权利要求局限于任何特定实施方式或一组实施方式。因此，虽然已经参照示例性实施方式描述了本系统，但还应当理解，本领域普通技术人员可以在不脱离如所附权利要求中阐释的本系统的更广泛和期望的精神和范围的情况下设计出许多修改和替代实施方式。本系统的其它变型对于本领域普通技术人员将是容易想到的，并且包括在所附权利要求中。因此，说明书和附图被认为是说明性的，并不旨在限制所附权利要求的范围。

在解释所附权利要求书时，应当理解：词语“包括”不排除与给定权利要求中列出的元件或动作不同的元件或动作的存在；元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件；权利要求中的任何附图标记都不限制其范围；几个“装置”可以由相同的项目或硬件或软件实现结构或功能来表示；任何公开的元件都可以包括硬件部分(例如，包括分开的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机编程)及其任何组合；硬件部分可以由模拟部分和数字部分中的一个或两个组成；任何所公开的装置或其部分可以组合在一起或分离成另外的部分，除非另有特别说明；不需要动作或步骤的特定序列，除非明确指出；术语“多个”元件包括所声明的元件中的两个或更多个，并且不意味着元件数量的任何特定范围；即，多个元件可以少至两个元件，并且可以包括不可测量数量的元件；并且术语和/或其构词应当被理解为意味着在根据权利要求记载并且根据本系统的一个或多个实施方式的系统中，可能需要适当地存在所列出的元件中的仅仅一个或多个。