专利名称：带有振动头部的牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有一个用于产生运动的机电装置的牙刷，该机电装置被装在头
部内并且被直接固定在带有刷毛的该头部的簇状部分，带有该机电装置的该头部的簇状部 分通过软性材料连接到该头部的下部，该头部的下部连接到颈部和柄部。
背景技术：
使用各种驱动机构的各种各样的动力牙刷是公知的。动力牙刷通常提供比手动牙 刷更好的清洁效果，并且通常更为消费者所喜爱。大多数的动力牙刷使用一个马达或者致 动器来产生运动，然后通过各种转轴和驱动机构将运动传递到簇状头部。这样的运动通常 是连续旋转、摆动旋转、或者线性往复运动或线性横向运动。其它的配置使用磁性驱动器来 产生运动，该运动也通过各种类型的转轴和驱动机构被传递到簇状头部。头部上的各种刷 毛布置是已知的，例如单个圆形的振动簇状盘、固定的和可动的簇状部分的组合或者两个 或更多个可动簇状部分的组合。 这些牙刷通常具有一个大体积的本体和头部，并且该头部的厚度往往显著大于手 动牙刷，使得刷毛难以到达后臼齿。由于低效的驱动机构，这些牙刷也往往具有很大的噪
声° 另外一种类型的动力牙刷利用了一种振动装置。例如参照美国专利申请公布第 2002/0124333号，该专利申请涉及一种具有一个柄部和一个带有刷毛的头部的牙刷，该柄 部和头部通过一个颈部互连，并且其中该头部或者邻接所述头部的区域容纳有一个使头部 振动的机械振动装置。在颈部上设有减振装置，以减少传递到柄部的振动，从而使牙刷使用 起来令人舒适。 虽然这些牙刷的尺寸接近手动牙刷的尺寸，但是由于振动装置的能量消耗在整个 头部和颈部上而不是被集中在簇状部分，这些牙刷的效率是很低的，因此清洁行为不是有 效的。虽然在颈部上引入了减振的装置，但振动还是被传递到柄部，使得这些牙刷的使用相 当不舒适。大部分的振动能量被无效果地消耗，被消耗在头部和颈部上以及在颈部和柄部 之间的减振部分上，以及被消耗在柄部自身上。
发明内容
本发明提供了一种牙刷，该牙刷包括连接到柄部的头部；具有刷毛的该头部的上 部；连接到该柄部的该头部的下部或侧部；用于振动该刷毛的、位于该头部内并且被固定 到该头部的上部的振动装置； 其中该头部的上部通过一个柔性部分连接到该头部的下部或侧部，从而减少振动 从该头部的上部到该头部的下部或侧部的传递。 本发明的一个目的在于提供一种具有用于产生运动的机电装置的牙刷头，该机电 装置被容纳在该头部内并且被直接固定在带刷毛的该头部的簇状部分，并且该牙刷头在尺 寸上与手动牙刷的尺寸大致一致。
本发明的另一目的在于提供这样一种牙刷，其中头部被分成至少两部分，固定有
机电装置的簇状上部通过软性材料连接到该头部的下部，该头部的下部连接到颈部和柄
部，使得该机电装置以最有效的方式相对于该下部产生最大振幅的运动。 本发明的又一目的在于提供一种在头部上的机电装置和被容纳在牙刷的柄部中
的电源之间进行方便的电连接的手段。 本发明提供了优于常规动力牙刷或者其它振动牙刷的若干优点。具体而言，振动 被集中在头部的簇状部分，从而在清洁作用方面提供了最大效率。只有最小限度的振动被 传递到柄部，使得其使用非常舒适。此外，该牙刷的尺寸和手动牙刷相差不大，并被成形为 使得它易于到达口腔内的后臼齿。另一优点在于在运转时所产生的噪声水平大大低于常规 的动力牙刷。
下文中参照附图，通过举例说明本发明，其中
图1示出了本发明的牙刷的立体图； 图A1-A6示出了本发明的一个优选实施方案，其中该振动机电装置是一个安装在 头部的簇状上部的圆形扁平式振动马达(roundcoin-type vibration motor)，并且该头部 的底部和该颈部是单个塑料模制件，其中该头部的上部和底部通过软性材料，优选地是弹 性体，隔开； 图B1-B7示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是一个安装在 头部的簇状上部的圆形扁平式振动马达，并且该头部的底部由一个薄金属片制成，该金属 片连接到塑料颈部，并且其中该头部的簇状上部和该头部的底部通过软性材料，优选地是 弹性体，隔开； 图C1-C11示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是一个安装
在头部的簇状上部的圆形扁平式振动马达，并且该头部的底部由薄中空金属片制成，该薄
中空金属片提供结构刚性并且完全被软性材料，优选地是弹性体，包裹； 图D1-D6示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是一个安装在
头部的簇状上部的带有偏心质量的管式振动马达，并且该头部的底部由一个薄中空金属片
制成，该金属片提供结构刚性并且完全被软性材料，优选地是弹性体，包裹； 图E1-E13示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是一个安装
在头部的簇状上部的带有偏心质量的管式振动马达，上述簇状上部具有箭头形状，该头部
的底部由位于该头部的上部的竖直壁两侧的两个薄竖直弹簧钢片形成，其中该两个弹簧钢
片在竖直面上提供结构刚性，同时使水平面上的振动便利，并且该两个弹簧钢片被软性材
料，优选地是弹性体，完全包裹； 图Fl和F2示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是一个带有 偏心质量的管式振动马达，该管式振动马达安装在头部的簇状上部，并且连接到颈部的该 头部的固定部分是一个"叉子"的形式，其中该簇状部分通过软性材料，优选地是弹性体，固 定到该"叉子"的中间空间中； 图G1-G5示出了本发明的另一优选实施方案，其中该振动机电装置是固定在该头 部的簇状上部的一个圆形扁平式振动马达或者一个带有偏心质量的管式振动马达，其中刷
7毛穿过上塑料片并且被熔接在该头部的底部上，该底部由一薄金属片形成。水隔离通过一 个薄弹性体层来提供； 图Hl-H6示出了竖直弹簧钢片和水平金属支撑片的构型，该构型有助于进一步减
少振动向牙刷的颈部和主体传递； 图Kl示出了用于驱动振动装置的电设计图； 图K2示出了用于驱动振动装置的不同的可能信号。 这些附图被以系列的形式进行表示和编号。因此，例如图Al-A6表示所有关于一 个特定优选实施方案的六幅附图，该特定优选实施方案即优选实施方案A。每一系列的附 图的各组成部分以一致的方式来编号，使得相同的数字表示同一一般组成部分。因此，例 如部分2a、2b、2c、2d、2e、2f 、2h全都表示刷毛，而这些刷毛是分别在各优选实施方案的簇 状上部la-lh上的刷毛。例如，一般地提到部分1时指的是各优选实施方案中的每一部分 la-lh。
具体实施例方式
在附图A-H系列中示出的每一个牙刷头被分成至少两部分，上部(1)是包含刷毛 (2)的簇状部分，而底部(4)或侧部(26e)是提供支撑结构的部分。振动装置(7， 20)总是 固定在上部。上部(1)和底部(4)或者上部(1)和侧部(26e)之间通过柔性部分(3)连接， 该柔性部分使得在上部(1)和底部(4)之间或者上部(1)和侧部(26e)之间能够进行相对 运动。 现在将参照每一系列的附图详细描述每一个优选实施方案。 在图1和图A1-A6中示出了一个优选实施方案，在下文中对其进行描述。图1示 出了包括一个适于被使用者握住的细长的柄部40的牙刷。该柄部40通过颈部6固定到 头部41。图A1和A2显示了两个示出了牙刷头的夹层结构的等距视图，其中有为包含刷毛 (2a)的簇状部分的上部(la)，以及为提供支撑结构的部分的底部(4a)，上述这些部分被柔 性部分(3a)分隔开。底部(4a)是颈部(6a)的延伸，该颈部将该牙刷头连接到牙刷的柄部 (40)。 该上部和底部由优选为塑料的硬质材料制成。刷毛可以成束布置，以形成不同的 外形，并且可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(la)。柔性部分(3a)可以由弹性 体制成。柔性部分(3a)可以通过多重注塑法(overmoulding process)形成，其中弹性体 被注入一个支撑该上部和底部的模具中，以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底 部的表面上形成接合。可替代地，可以通过在柔性部分(3a)和上部(la)之间以及在柔性 部分(3a)和底部(4a)之间的夹层结构的界面处使用粘合剂来形成接合。
振动装置(7)可以是一个扁平式振动马达或者任意其它类型的圆柱形振动装置。 可以在底部(4a)上制造一个凹槽(5a)，以帮助减少头部尖端、也就是头部的相对于颈部 (6a)而言的相反侧的整体厚度，产生一个整体厚度较小的感觉并且呈现一种"发动机舱"的 视觉效果。图A3显示了牙刷头的侧视图，该侧视图示出了上述对头部厚度的影响。凹槽 (5a)足够在振动装置(7)和底部(4a)之间产生至少lmm的间隙(8a)。图A4以虚线示出 了振动装置(7)的定位以及在该振动装置和该底部凹槽(5a)之间的间隙(8a)。图A5显示 了一个剖开视图，该视图示出了前述的夹层结构。
通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下安装到上部凹槽(9)内，可以将振动装置 (7)连接到上部(la)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(7)定位和连接到上部(la) 上时，上述上部凹槽(9)可以起到导向装置的作用。振动装置通过导线(10)从电源获得动 力，该导线穿过一个通过柔性部分(3a)并且通过颈部(6a)的通道(未示出)。
当柔性部分(3a)要通过使用粘合剂被粘合到上部和底部时，该柔性部分可以以 这样的方式来形成即使得，一个中心孔(11a)可被形成使得它具有比振动装置(7)的直径 更大的直径，从而在该振动装置和柔性部分之间形成一个间隙。 当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(la)和 刷毛(2a)上，从而产生有效的清洁作用。柔性部分(3a)还充当一个减少传递到牙刷的颈 部(6a)和柄部(40)的振动量的装置。 在图B1-B7中示出了另一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图Bl显示了 示出牙刷头的夹层结构的等距视图，其中有为包含刷毛(2b)的簇状部分的上部(lb)，以及 为提供支撑结构的部分的底部(4b)，上述这些部分被柔性部分(3b)分隔开。底部(4b)由 薄金属片制成并且通过其尾部(4bT)连接到颈部(6b)，该尾部滑入一个在颈部内的水平槽 (13b)内，该颈部将牙刷的牙刷头连接到其柄部(40)。图B5示出了所有部分的分解图。如 图B6的切开视图所示，底部(4b)的尾部(4bT)被弯曲，使得槽(13b)大致在颈部(6b)的 中面中，以使得在尾部(4bT)上方和下方，颈部(6b)上有用于结构强度目的的足够材料。
该上部由优选为塑料的硬质材料制成。刷毛可以成束布置，以形成不同的外形， 并且可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(lb)。柔性部分(3a)可以由弹性体制 成。柔性部分(3b)可以通过多重注塑法形成，其中弹性体被注入一个支撑该上部和底部的 模具中，以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底部的表面上形成接合。可替代地， 可以通过在柔性部分(3b)和上部(lb)之间以及在柔性部分(3b)和底部(4b)之间的夹层 结构的界面处使用粘合剂来形成接合。底部(4b)的尾部(4bT)通过使用粘合剂或者通过 过盈配合被固定到颈部(13b)的槽(13b)内。底部的尾部(4bT)可以被固定到颈部(6b) 中的另一种方法是采用一个如图H2所示的扩大的槽(30)，以使得在注塑过程中柔性部分 (3b)的材料能够流进该扩大的槽(30)内。在本文中稍后将更详细地描述这一特征。
振动装置(7)可以是一个扁平式振动马达或者任意其它类型的圆柱形振动装置。 可以在底部(4b)上制造一个凹槽(5b)，以帮助减少头部尖端、也就是头部的相对于颈部 (6b)而言的相反侧的整体厚度，产生一个整体厚度较小的感觉并且呈现一种"发动机舱"的 视觉效果。图B2显示了牙刷头的侧视图，该侧视图示出了上述对头部厚度的影响。凹槽 (5b)足够在振动装置(7)和底部(4b)之间产生至少lmm的间隙(8b)。图B3以虚线示出 了振动装置(7)的定位以及该振动装置和底部凹槽(5b)之间的间隙(8a)。图B6显示了示 出上述夹层结构的切开视图。 图B7示出了作为在底部(4b)上的可选结构特征的冲压肋(4bR)，这些冲压肋为薄 金属片提供附加的抗弯曲强度。 通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下安装到上部凹槽(9)内，振动装置(7)可 以连接到上部(la)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(7)定位和连接到上部(lb) 上时，上述上部凹槽(9)可以起到导向装置的作用。振动装置通过导线(10)从电源获得动 力，该导线穿过一个通过柔性部分(3b)并且通过颈部(6b)的通道(12b)。
当柔性部分(3b)要通过使用粘合剂被粘合到上部和底部时，该柔性部分可以以 这样的方式来形成即使得，一个中心孔(lib)可被形成，使得它具有比振动装置(7)的直 径大的直径，从而在该振动装置和柔性部分之间形成一个间隙。 当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(lb)和 刷毛(2b)上，从而产生有效的清洁作用。柔性部分(3b)还充当一个减少传递到牙刷的颈 部(6b)和柄部(40)的振动量的装置。 在图Cl-Cll中示出了又一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图C1显示了 示出牙刷头的等距视图，其中有为包含刷毛(2c)的簇状部分的上部(lc)，以及为提供支撑 结构的部分的底部(4c)，上述这些部分被柔性部分(3c)分隔开。在此优选实施方案中的柔 性部分(3c)完全包裹底部(4c)，并且以柔性的"指状物"(14c)为特点，这些"指状物"延 伸至与刷毛(2c)大致相同的高度并且在清洁牙齿时用于按摩牙龈。 底部(4c)由薄金属片制成并且通过其尾部(4cT)连接到颈部(6c)，该尾部滑入颈 部(6c)内的一个水平槽(未示出)内，该颈部将牙刷的牙刷头连接到其柄部(40)。图B7 显示了所有部分的分解图。底部(4c)的尾部(4cT)被弯曲，使得上述槽(未示出)大致在 颈部(6c)的中面中，以使得在尾部(4cT)上方和下方，颈部(6c)上有用于结构强度目的的 足够材料。底部(4c)具有直径优选比振动装置(7)的直径大2mm的孔(15c)，以使得振动 装置(7)能够以足够的间隙穿过底部(4c)滑动。可以通过在薄金属片上冲压出的孔(16c) 来减小底部(4c)和柔性部分(3c)之间的有效接触面积。该有效接触面积的减少有助于改 变整个结构在振动中的动态性能，使得在上部(lc)和底部(4c)之间可以产生更大幅度的 相对运动。可以通过如图C8所示的冲压肋(4cR)来提高底部(4c)的抗弯曲强度。底部还 可以被分成两个条(4cl和4c2)。这些金属条的厚度必须使得有足够的结构强度。将底部 (4c)分成两个条(4cl和4c2)使得这两个条能够用作单独的电导体，使得振动装置的导线 可以连接到上述两个条(4cl和4c2)上，然后这两个条可以被压入适当地定位在颈部(6c) 内的电连接接收器(未示出)内。 该上部由优选为塑料的硬质材料制成。刷毛可以成束布置，以形成不同的外形，并 且可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(lc)。柔性部分(3c)可以由弹性体制成。 柔性部分(3c)通过多重注塑法形成，其中弹性体被注入一个支撑该上部和底部的模具中， 以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底部的表面上形成接合。通过在模塑过程之 前将一薄层的蜡或润滑剂施用到振动装置(7)的表面上，可以避免弹性体粘结到该振动装 置的表面上。 通过使用粘合剂，或者通过过盈配合，底部(4c)的尾部(4cT)被固定到颈部(6c) 的槽(13c)内。底部的尾部(4cT)可以被固定到颈部(6c)中的另一种方法是采用一个如 图H2所示的扩大的槽(30)，以使得在注塑过程中柔性部分(3c)的材料能够流进该扩大的 槽(30)内。在本文中稍后将更详细地描述这一特征。 振动装置(7)可以是一个扁平式振动马达或者任意其它类型的圆柱形振动装置。 振动装置(7)穿过底部(4c)中的中心孔(15c)滑动。图C6显示了侧视图形式的一个分解 部件图，该侧视图示出了底部(4c)、振动装置(7)和上部(lc)的相对位置。底部(4c)和上 部(lc)之间的距离必须是大约2mm或更多。由于振动装置的厚度可能会大于3mm，振动装 置可以在底部下方突出。模具内的一个用于柔性部分(3c)的凹槽使得在柔性部分(3c)上
10可以有一个容纳振动装置的该突出部的凹槽(5c)。图C4显示了示出该相对位置的切开视 图。 通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下安装到上部凹槽(9)内，振动装置(7)可 以连接到上部(lc)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(7)定位和连接到该上部 (lc)上时，上述上部凹槽(9)可以起到导向装置的作用。振动装置通过导线(10)从电源获 得动力，该导线穿过一个通过柔性部分(3c)并且通过颈部(6c)的通道(12c)。
当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(lc)和 刷毛(2c)上，从而产生有效的清洁作用。并且，上部(lc)的运动推动在柔性部分(3c)上 的"指状物"(14c)跟随着上部(lc)的运动运动，从而在口腔内的牙龈上产生柔和的按摩作 用。柔性部分(3c)还充当一个减少传递到牙刷的颈部(6c)和柄部(40)的振动量的装置。
在图D1-D6中示出了另一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图D1显示了示 出牙刷头的等距视图，其中有为包含刷毛(2d)的簇状部分的上部(ld)，以及为提供支撑结 构的部分的底部(4d)，上述这些部分被柔性部分(3d)分隔开。在此优选实施方案中的柔性 部分(3d)完全包裹该底部(4d)。 底部(4d)由薄金属片制成，并且通过其尾部(4dT)连接到颈部(6d)，该尾部滑入 颈部(6d)内的一个水平槽(24d)内，该颈部将牙刷的牙刷头连接到其柄部(40)。图D6显 示了所有部分的分解图。底部(4d)的尾部(4dT)被弯曲，使得槽(24d)大致在颈部(6d)的 中面中，以使得在尾部(4dT)上方和下方，颈部(6d)上有用于结构强度目的的足够材料。底 部(4d)具有一尺寸比振动装置(20)的盖子(28)的尺寸在每一侧大至少lmm的孔(15d)， 使得在盖子(28)和底部(4d)之间具有足够的间隙。 该上部由优选为塑料的硬质材料制成。刷毛可以成束布置，以形成不同的外形，并 且可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(ld)。柔性部分(3d)可以由弹性体制成。 柔性部分(3d)通过多重注塑法形成，其中弹性体被注入一个支撑该上部和底部的模具中， 以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底部的表面上形成接合。
通过使用粘合剂，或者通过过盈配合，底部(4d)的尾部(4dT)被固定到颈部(6d) 的槽(24d)内。底部的尾部(4dT)可以被固定到颈部(6d)中的另一种方法是采用一个如 图H2所示的扩大的槽(30)，以使得在注塑过程中柔性部分(3d)的材料能够流进该扩大的 槽(30)内。在本文中稍后将更详细地描述这一特征。 振动装置(7)可以是一个管式振动马达或者任意其它类型的圆柱形或矩形振动 装置。振动装置(7)穿过底部(4d)中的中心孔(15d)滑动。图D5显示了侧视图形式的 一个分解部件图，该侧视图示出了底部(4d)、振动装置(7)和上部(ld)的相对位置。底部 (4d)和上部(ld)之间的距离必须是大约2mm或更多。由于振动装置的厚度可能会大于 3mm，振动装置可以在底部下方突出。模具内的一个用于柔性部分(3d)的凹槽使得在柔性 部分(3d)上可以有一个容纳振动装置的该突出部的凹槽(5d)。图D4显示了示出该相对位 置的切开视图。在头部部分的上部(ld)上的突出(19d)使得可以有一个凹槽深度等于该 突出(19d)的高度的凹槽(9d)。这使得能够显著地降低牙刷头的整体厚度。固定在突出部 分(19d)上的刷毛(2d)短于其它的刷毛。这导致了一种在中间的刷毛更刚性的刷毛布置， 从而产生特殊的清洁效果。 通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下安装到上部凹槽(19d)内，振动装置(7)可以连接到上部(ld)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(7)定位和连接到上部 (Id)时，上述上部凹槽(19d)可起到导向装置的作用。振动装置通过导线(未示出)从电 源获得动力，该导线穿过一个通过柔性部分(3d)并且通过颈部(6d)的通道(12d)。
当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(Id)和 刷毛(2d)上，从而产生有效的清洁作用。柔性部分(3d)还充当一个减少传递到牙刷的颈 部(6d)和柄部(40)的振动量的装置。 在图E1-E13中示出了又一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图El显示了示 出牙刷头的等距视图，其中有为包含刷毛(2e)的簇状部分的上部(le)，以及为提供支撑结 构的部分的侧部(26e)，上述这些部分被柔性部分(3e)分隔开。在此优选实施方案中的柔 性部分(3e)完全包裹侧部(26e)，并且也以柔性的"指状物"(3eB)为特点，这些"指状物" 延伸到与刷毛(2e)大致相同的高度，并且在清洁牙齿时用于按摩牙龈。
侧部(26e)由两个相同的薄竖直弹簧钢金属片制成，这些金属片通过它们的尾部 (26eT)连接到颈部(6e)，该尾部滑入在颈部(6e)内的两个竖直槽(24e)内，该颈部将牙刷 的牙刷头连接到其柄部(40)。组成侧部(26e)的两个竖直弹簧钢金属片在竖直面上提供 支撑结构，它们在该竖直面上是非常刚性的，但是允许整个头部结构在垂直于如图E3所示 的颈部(6e)的方向的轴线上在水平面上从一侧运动到另一侧。图E5和E6显示了组成侧 部(26e)的弹簧钢金属片相对于上部(le)的位置。在这些弹簧钢金属片上的弯曲(26eA) 使得能够有效地遵循上部(le)的轮廓，同时虑及整个头部构造的美观、令人舒适的椭圆形 状。这些弯曲(26eA)在确定整个构造的固有振动频率方面也有重要的作用。根据具体的 结构材料以及上述运动中所期望的运动，形成侧部(26e)的竖直弹簧钢金属片的厚度为 0. 1-0. 5mm。组成侧部(26e)的该两个弹簧钢金属片还可以用作单独的电导体，使得振动装 置的导线可以连接到该两个竖直弹簧钢金属片中的每一个上，这两个竖直弹簧钢金属片然 后可以被推入被适当地定位在颈部(6e)内的电连接接收器(未示出)内，以形成到电源的 电连接。 该上部由优选为塑料的硬质材料制成。上部(le)的形状看起来像一个箭头(参 见图E9)，以使得竖直弹簧钢金属片能够如图E5、E6和E7所示被定位在两侧。刷毛可以成 束布置，以形成不同的外形，并且可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(le)。柔性 部分(3e)可以由弹性体制成。柔性部分(3e)通过多重注塑法形成，其中弹性体被注入一 个支撑该上部和底部的模具中，以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底部的表面 上形成接合。通过在模塑过程之前将一薄层的蜡或润滑剂施用到振动装置(20)的表面上， 可以避免弹性体粘结到该振动装置的盖子(28)的表面上。 通过使用粘合剂，或者通过过盈配合，侧部(26e)的尾部(26eT)被固定到颈部 (6e)的槽(24e)内。侧部的尾部(26eT)可以被固定到颈部(6e)内的另一种方法是采用一 个如图H5所示的扩大的槽(30V)，以使得在注塑过程中柔性部分(3e)的材料能够流进该扩 大的槽(30V)内。在本文中稍后将更详细地描述这一特征。 振动装置(20)可以是一个管式振动马达或者任意其它类型的圆柱形振动装置或 者矩形振动装置。图E8显示了侧部(26e)、振动装置(20)和上部(le)的侧视图。在头部 部分的上部(le)上的一个突出(19e)使得可以产生一个凹槽深度等于该突出(19e)的高 度的凹槽(9e)。这使得能够显著地降低牙刷头的整体厚度。图E13显示了一个示出上述突出、凹槽以及振动装置的相对位置的切开视图。固定在突出部分(19e)上的刷毛(2e)短于 其它的刷毛。这导致了一种在中间的刷毛更刚性的刷毛布置，从而产生特殊的清洁效果。
通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下安装到上部凹槽(9e)内，振动装置(7)可 以连接到上部(lc)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(20)定位和连接到上部(le) 上时，上述上部凹槽(9e)可起到导向装置的作用。如图E12所示，使用一个薄盖(28)来防 止在注塑过程中处于液体形态下的弹性材料与振动装置直接接触。上述薄盖被压配合到该 上部(le)上的凹槽(9e)的内周边上。 当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(le)和 刷毛(2e)上，从而产生有效的清洁作用。并且，上部(le)的运动推动在柔性部分(3e)上 的"指状物"(3eB)跟随着上部(le)的运动运动，从而在口腔内的牙龈上产生柔和的按摩作 用。柔性部分(3e)还充当一个减少传递到牙刷的颈部(6e)和柄部(40)的振动量的装置。
在图F1和F2中示出了又一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图F1显示了 示出牙刷头的等距视图，其中有为包含刷毛(2f)的簇状部分的上部(lf)，以及为提供支撑 结构的部分的侧部(26f)，上述这些部分被柔性部分(3f)分隔开。 如图F2所示，上部(lf)被分成两个部件(lfA和lfB)，从而形成一个空腔(32f)， 并且在该空腔内固定有一个振动装置(此处未示出)，该空腔还将该振动装置密封。
侧部(26f)是颈部(6f)的延伸部分，并且被一次注塑成叉子的形状。该两个竖直 侧部可以是非常薄的，并且在竖直面上提供支撑结构，在该竖直面上它们是非常刚性的，不 过它们在一个垂直于如图E1所示的颈部(6f)的方向的轴线上在水平面上从一侧到另一侧 可以更灵活。 上部由优选为塑料的硬质材料制成。刷毛可以成束布置，以形成不同的外形，并且 可以以不同的角度以及不同的方法固定到上部(lf)。柔性部分(3f)可以由弹性体制成。 柔性部分(3f)通过多重注塑法形成，其中弹性体被注入一个支撑该上部和侧部的模具中， 以使得随着弹性体在模具内凝固而在该上部和底部的表面上形成接合。该弹性体还将上部 (lf)的部件lfA和lfB保持在一起；由于部件lfA和lfB的配合表面，防止了在注塑过程 中弹性体流入空腔(32f)内。 振动装置可以是一个管式振动马达或者任意其它类型的圆柱形振动装置或者矩 形振动装置。 振动装置通过部件lfA和lfB的紧配合被固定在上部(lf)上。
当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(lf)和 刷毛(2f)上，从而产生有效的清洁作用。柔性部分(3f)充当一个减少传递到牙刷的颈部 (6f)和柄部(40)的振动量的装置。 在图G1-G5中示出了又一优选实施方案，在下文中对其进行描述。图G5显示了示 出牙刷头的切开视图，其中有为包含刷毛(2g)的簇状部分的上部(lg)，以及为提供支撑结 构的部分的底部(4g)，上述这些部分被柔性部分(3g)分隔开。底部(4g)由薄金属片制成， 并且通过其尾部(4gT)连接到颈部(6g)，该尾部滑入颈部内的一个水平槽(13g)内，该颈部 将牙刷的牙刷头连接到其柄部(40)。如图G5中的切开图所示，底部(4g)的尾部(4gT)被 弯曲，使得槽(13g)大致在颈部(6g)的中面中，以使得在尾部(4gT)上方和下方，颈部(6g) 上有用于结构强度目的的足够材料。
上部由优选为塑料的硬质材料制成。在上部上的刷毛(2g)没有被固定而是如图 Gl所示贯穿塑料底座，使得上部(lg)的塑料底座充当对每一束刷毛的枢点。薄膜(31g)使 刷毛保持连接到上部(lg)并且提供对上部(lg)的下表面的水隔离。如图G5所示，刷毛的 下部(2gB)被熔接在底部(4g)上。柔性部分(3g)可以由弹性体制成。如图G3和G4所示， 柔性部分(3g)提供在周边提供水隔离的薄层(3gP)以及将整个头部结构连接到颈部(6g) 的基部(3gB)。通过在柔性部分(3g)和薄隔离层(31g)之间以及在柔性部分(3g)和底部 (4g)之间的夹层结构的界面处使用粘合剂或超声波焊接或者其它手段，可以形成柔性部分 (3g)的结合。通过使用粘合剂，或者通过过盈配合，底部(4g)的尾部(4gT)被固定到颈部 (6g)的槽(13g)内。 振动装置(7)可以是一个扁平式振动马达或者任何其它类型的圆柱形振动装置。 可以在底部(4g)上制造一个凹槽(5g)，以帮助减少头部尖端、也就是头部的相对于颈部 (6g)而言的相反侧的整体厚度，产生一个整体厚度较小的感觉并且呈现一种"发动机舱"的 视觉效果。图G5显示了牙刷头的切开视图，该视图示出了上述对头部厚度的影响。凹槽 (5g)足够在振动装置(7)和底部(4g)之间产生至少lmm的间隙。 通过使用粘合剂或者在过盈配合状态下装入上部凹槽(9)中，振动装置(7)可被 连接到上部(lg)。在任意情况下，在于正确位置将振动装置(7)定位和连接到上部(lg)上 时，上述上部凹槽(9g)可起到导向装置的作用。振动装置通过导线(未示出)从电源获得 动力，该导线穿过一个通过柔性部分(3g)并且通过颈部(6g)的通道(12g)。
当振动装置被加电并且在运转中振动时，振动的能量主要被集中在上部(lg)和 刷毛(2g)上，从而产生有效的清洁作用。上部(lg)的运动还引起刷毛(2g)的附加运动， 这些刷毛在上部(lg)上枢轴转动，并且因为它们的下部(2gB)被熔接在底部(4g)上，它们 被固定到该底部(4g)上。柔性部分(3g)还充当一个减少传递到牙刷的颈部(6g)和柄部 (40)的振动量的装置。 对于以上所描述的、并且如附图中所示出的所有优选实施方案，为振动装置提供 动力的模式可以通过适当的电路来调整，如图Kl所示，使得以固定频率进行的振动行为被 叠加以一个该振动装置的被以其接通和断开电源的脉动频率，并且该脉动频率远低于该装 置的振动频率，从而可获得振幅最大的接近谐振的状态。图K2示出了不同的可能脉动频 率。还可以调节该脉动频率，以在口腔内获得最舒适的感觉，或者实现不同的运转模式。可 以实现这种调节的一种方式是通过一个如图1所示的在牙刷正面的旋转开关51来实现。
图Kl显示了牙刷内的电路的示意图。电池50通过模式选择开关51可连接到振 荡模块(信号发生器)52。该振荡模块通过马达驱动器53控制马达54的运动。图K2显 示了三种可以由振荡模块52产生的可能波形。每一波形以一个循环周期T重复，其中马达 54被驱动时间t。 虽然上文已经描述了本发明的几个实施方案，但可以将这些实施方案中的任意实 施方案的任意特征组合起来，来提供本发明的其它实施方案。
权利要求
一种牙刷，包括连接到一个柄部的一个头部；具有刷毛的该头部的一个上部；连接到该柄部的该头部的一个下部或侧部；一个用于振动该刷毛的、位于该头部内并且被固定到该头部的上部的振动装置；其中该头部的上部通过一个柔性部分连接到该头部的下部或侧部，从而减少振动从该头部的上部到该头部的下部或侧部的传递。
2. 如权利要求1所述的牙刷，其中该柔性部分由弹性体构成。
3. 如权利要求1或2所述的牙刷，其中该振动装置是带有旋转的偏心质量的扁平式或 管式振动微电机。
4. 如权利要求1、2或3所述的牙刷，其中该头部的上部是簇状的，同时该刷毛被成束布 置以形成不同的形状和/或以不同的角度和不同的方法被固定到该上部。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的牙刷，其中通过使用粘合剂或者在过盈配合的状 态下安装到一个上部凹槽中，该振动装置可被连接到该上部。
6. 如权利要求1所述的牙刷，其中一个颈部设置在该头部和柄部之间，并且该头部的 下部和该颈部是单个塑料模制件。
7. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中在一个夹层结构中，该头部的上部和底 部被该柔性部分隔开。
8. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该柔性部分通过多重注塑法形成，其中 弹性体被注入一个支撑该上部和底部的模具中，以使得随着该弹性体在模具内凝固而在该 上部和底部的表面上形成接合。
9. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该上部、该底部和该柔性部分通过在该 柔性部分和该上部之间以及在该柔性部分和该底部之间的界面处使用粘合剂粘合到一起。
10. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中一个凹槽设置在该下部中。
11. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该柔性部分具有一个直径比振动装置 的直径大的孔，以使得在该振动装置和该柔性部分之间形成一间隙。
12. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该下部由薄片制成，并且通过一个安装 到该颈部中的一个槽内的尾部连接到该颈部。
13. 如权利要求12所述的牙刷，其中该薄片由金属构成。
14. 如权利要求12所述的牙刷，其中该底部的尾部被弯曲，使得该槽大致在该颈部的 中面中。
15. 如权利要求12、 13或14所述的牙刷，其中该底部的尾部通过使用粘合剂或者通过 过盈配合被固定到该颈部的槽内。
16. 如权利要求12至15中任一项所述的牙刷，其中通过使用一个扩大的槽使得在注塑 过程中该柔性部分的材料能够流进该扩大的槽内，该底部的尾部可以被固定在该颈部内。
17. 如权利要求12至16中任一项所述的牙刷，其中在该扩大的槽内的柔性材料减少了 振动向该颈部和柄部的传递。
18. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中在该底部上形成肋，以为该底部提供附 加的抗弯曲强度。
19. 如权利要求12所述的牙刷，其中设置在该底部的尾部中的孔可以用来调整该头部 组件移动到该颈部中的灵活性。
20. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该底部完全被该柔性部分包裹。
21. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该柔性部分具有柔性的指状物，该指状物延伸到与刷毛大致相同的高度。
22. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该底部具有一个直径优选比该振动装置的直径大2mm的孔，以使得该振动装置能够以足够的间隙穿过该底部滑动。
23. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中通过该底部中的孔减少该底部和该柔性部分之间的有效接触面积。
24. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该底部被分成两个条，这两个条形成单独的连接到该振动装置的电导体，并且可以被压入适当地定位在该颈部内的电连接接收器中。
25. 如权利要求8所述的牙刷，其中在模塑过程之前将一薄层的蜡或润滑剂施用到该振动装置的表面上，以避免弹性体粘结到该振动装置的表面上。
26. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该柔性部分上的一个凹槽容纳该振动装置在该底部下方的突出部。
27. 如权利要求21所述的牙刷，其中该上部的运动推动该柔性部分上的指状物跟随着该上部的运动运动，从而在口腔内的牙龈上产生柔和的按摩作用。
28. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该振动装置被一薄盖覆盖，以防止在注塑过程中该柔性材料与该偏心质量接触。
29. 如权利要求28所述的牙刷，其中该薄盖(28)由熔点高于该柔性部分在注塑过程中的温度的金属或塑料制成。
30. 如权利要求28或29所述的牙刷，其中该底部具有一尺寸比该振动装置的盖子的尺寸在每一侧大至少1mm的孔，使得在该盖子和该底部之间具有足够的间隙。
31. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该振动装置可穿过该底部中的一个中心孔滑动。
32. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中设置在该头部的上部上的一个突出提供一个凹槽深度等于该突出的高度的凹槽，该振动装置被固定在该凹槽内。
33. 如权利要求32所述的牙刷，其中固定在该突出上的刷毛短于其它刷毛，使得它们更刚性。
34. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该上部是包含刷毛的簇状部分，该侧部是提供支撑结构的部分，上述这些部分被一个柔性部分分隔开，使得该柔性部分完全包裹该侧部。
35. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该侧部由两个相同的薄竖直弹簧钢金属片制成，这两个竖直弹簧钢金属片在竖直面上提供支撑结构，它们在该竖直面上是非常刚性的，但是允许整个头部结构在垂直于该颈部的方向的轴线上在水平面上从一侧到另一侧运动。
36. 如权利要求35所述的牙刷，其中该竖直弹簧钢金属片通过滑入该颈部中的两个竖直槽内的尾部连接到该颈部。
37. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该上部类似箭头形，使得该侧部能够围绕该上部定位。
38. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该侧部被定位在比该上部低大约1mm 的高度上。
39. 如权利要求35所述的牙刷，其中在该弹簧钢金属片上有形成的弯曲(26eA)。
40. 如权利要求35或39所述的牙刷，其中根据具体的结构材料以及所期望的运动，形 成该侧部(26e)的竖直弹簧钢金属片的厚度为0. 1-0. 5mm。
41. 如权利要求35、39或40所述的牙刷，其中组成该侧部的该两个弹簧钢金属片还可 以用作单独的电导体，使得该振动装置的导线可以连接到该两个竖直弹簧钢金属片中的每 一个上，该两个弹簧钢金属片然后可被推入被适当地定位在该颈部内的电连接接收器内， 以形成到电源的电连接。
42. 如权利要求28所述的牙刷，其中该薄盖被压配合到该上部上的一个凹槽的内周边上。
43. 如权利要求28所述的牙刷，其中在模塑过程之前将一薄层的蜡或润滑剂施用到该 振动装置的表面上，以避免弹性体粘结到该振动装置的盖子的表面上。
44. 如权利要求36所述的牙刷，其中该侧部的尾部通过使用粘合剂或者通过过盈配合 被固定到该颈部的槽内。
45. 如权利要求36所述的牙刷，其中通过使用扩大的槽使得在注塑过程中该柔性部分 的材料能够流进该扩大的槽内并且随着该材料凝固而将该侧部的尾部粘合到该颈部，该侧 部的尾部可以被固定到该颈部。
46. 如权利要求36所述的牙刷，其中设置在该尾部中的孔可以用于调整该侧部相对于 该颈部的运动的灵活性以及整个头部结构在振动时的动态特性。
47. 如权利要求1所述的牙刷，其中在该上部上的刷毛没有被固定而是贯穿一个塑料 底座以及由一薄金属片制成的底部(4g)，同时这些刷毛的下端被固定到该薄金属片上。
48. 如权利要求47所述的牙刷，其中该刷毛通过热熔合被固定到该薄金属片上。
49. 如权利要求47或48所述的牙刷，其中该上部的塑料底座在该上部振动时充当对每 一束刷毛的枢点。
50. 如权利要求47或48所述的牙刷，其中一薄柔性膜使刷毛保持连接到该上部并且提 供对该上部的下表面的水隔离。
51. 如权利要求50所述的牙刷，其中该薄柔性膜由弹性材料制成。
52. 如权利要求47至50中任一项所述的牙刷，其中有一柔性部分，该柔性部分由一提 供水隔离的在周边布置的薄层以及一个将整个头部结构连接到该颈部的基部构成。
53. 如权利要求50至52中任一项所述的牙刷，其中通过在该薄柔性膜、该底部、该上部 和该颈部中的各部件之间的界面处使用粘合剂、或超声波焊接、或者其它手段，该柔性部分 可以结合到该薄柔性膜、该底部、该上部以及该颈部。
54. 如权利要求47所述的牙刷，其中该底部的尾部通过使用粘合剂或者通过过盈配 合，被固定到该颈部的槽内。
55. 如权利要求47所述的牙刷，其中在该底部上设有一个凹槽。
56. 如权利要求47至55中任一项所述的牙刷，其中该上部的运动还引起刷毛的附加运 动，这些刷毛在该上部上枢轴转动并且因为它们的下部被熔接在该底部上而被固定到该底 部上。
57. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中给该振动装置提供动力的模式可以通 过一个电路调整，使得以固定频率进行的振动行为被叠加以一个该振动装置被以其提供动 力的脉动频率，该脉动频率远低于该装置的振动频率，从而可获得振幅最大的接近谐振的 状态。
58. 如权利要求57所述的牙刷，其中该脉动频率可以通过一电开关或者合适的逻辑电 路或者其它电子装置来调整，以在口腔内获得最舒适的感觉，或者实现不同的运转模式。
59. 如权利要求57所述的牙刷，其中该开关是一个旋转开关。
60. 如前述权利要求中任一项所述的牙刷，其中该柔性部分具有一个孔，该振动装置贯 穿该柔性部分中的该孔。
61. —种如附图所示以及参照附图所描述的牙刷和牙刷头。
全文摘要
本发明涉及一种具有使用一个振动装置的头部的牙刷，该振动装置用于产生运动，该振动装置被容纳在该头部内并且被直接固定在带有刷毛的该头部的上部，带有机电装置的该头部的上部通过一个柔性部分连接到该头部的下部或侧部，并且该头部的下部或侧部连接到颈部和柄部，使得振动的能量被集中在上部，该上部可以相对于颈部运动，同时仅最小限度的振动被传递到牙刷的柄部。本发明提供了一种牙刷头，其中用于产生运动的整个机构被容纳在头部内，同时该运动产生装置的所有能量被集中在该头部的簇状部分，同时该牙刷的尺寸大致与手动牙刷的尺寸一致，并且为该颈部和柄部的设计提供了灵活性。
文档编号B29C45/16GK101715328SQ200680020032
公开日2010年5月26日 申请日期2006年4月13日 优先权日2005年4月13日
发明者N·拉夫提斯 申请人:智慧牙刷有限公司