专利名称：电动牙刷的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及一种电动牙刷，它具有一在一牙刷管体内转动的牙刷轴以及一载鬃盘，牙刷轴和载鬃盘通过一传动装置彼此连接在一起，所述传动装置将牙刷轴的单向旋转运动转换到载鬃盘的往复式旋转运动，其中，牙刷轴在其端部靠近可转动安装的载鬃盘处有一偏心件或偏心轮，该偏心轮啮合在由两支承面限定的载鬃盘的间隙内。
本发明的背景WO 96/37164描述了这样一种牙刷，其间隙是由载鬃盘的一槽所形成的，而偏心轮是由牙刷轴端部的一双曲柄形成的。该双曲柄的自由端必须与载鬃盘的中心排成一直线，以使偏心轮在所述槽中的所有角位置操作不会产生游隙。对于公知的牙刷来说，为了获得足够的耐磨性和必要的无游隙以及低摩擦，该牙刷轴必须由金属部件制造，这将会大大增加电动牙刷的制造成本。
本发明的概述本发明的根本问题是设计一种在本文开始时所述的电动牙刷，以使其全部或尽可能接近全部的部件以注塑成型方式制造。
上述问题可根据本发明得以解决，即使所述偏心轮设计为一凸轮盘，该凸轮盘安装在牙刷轴上并桥接在每一角位置中的间隙。
这种构造使得牙刷轴和凸轮盘可以简单的注塑成型部件方式来制造，或也可被结合为一注射模塑部件。也就是说，在凸轮盘(忽略其必要的偏心轮)无须与载鬃盘的中心排成一直线时，可以达到具有标准制造精度的充分无游隙。此外，如果牙刷轴和凸轮盘被制造成两个部件的话，可通过配置不同的凸轮盘而获得载鬃盘的不同摆动角度。
在一特别简单的实施例中，所述两支承面彼此平行延伸并靠在偏心轮上，而所述偏心轮被制成为一非环形、接近椭圆形的凸轮盘。这种构造的作用是为了补偿在往复式运动过程中两支承面(以投影法观测)之间间隔的变化。
如果支承面将凸曲部分对着偏心轮的侧面，该牙刷就会以特别小的间隙和摩擦程度进行运作。这样可确保支承面总是沿切线方向延伸至凸轮盘的侧面。
另一具有创造理念的构造可从下列揭示中得出并具有特殊的优点，即凸轮盘具有一环绕的螺旋槽，该螺旋槽相对于凸轮盘倾斜地延伸，且该螺旋槽底部形成偏心轮并桥接两从动销之间的间隙。该构造结果形成两从动销和凸轮盘之间的线接触(不是点接触)，由此使磨耗大为减小。
到目前为止所描述的诸实施例中，一凸轮盘啮合在载鬃盘旋转轴一侧上的一槽内。如果载鬃盘相对于其旋转轴对称和径向地设置的两个间隙，牙刷轴相应地具有两个以相对方向定位的凸轮盘，且每个凸轮盘啮合在其中一个所述间隙中则可获得对称而无扭转的施力。从而使载鬃盘有着较平稳摆动的功能。而且，可避免作用在牙刷轴上的轴向力。
在本发明电动牙刷的一个特别简单的构造中，载鬃盘藉由其侧向圆柱形面可旋转地安置在筒形部中，而牙刷轴穿过该载鬃盘之下抵达和所述牙刷管体的自由端同一侧上的刷头中的一支承。这一实施例装置的制造成本比前述所有实施例装置的制造成本都要低。
本发明通过在载鬃盘内同心、可转动地安装另一个载鬃盘，使得刷部中不同组的鬃毛有可能进行不同的运动，所述另一载鬃盘同样具有一延伸部分，该延伸部分有两个相对的间隙，所述每一间隙以类似于所述外部载鬃盘的凸轮盘的方式与牙刷轴的一凸轮盘啮合，这样，所述牙刷轴总共具有四个凸轮盘。
附图的简单叙述本发明提供了各种实施例，现将若干示于附图中的实施例予以描述，在图中
图1为一牙刷的管体和头部的部件立体分解图。
图2为图1所述的部件的剖视图。
图3为牙刷轴和刷头之间的传动装置的立体图。
图4为通过处在往复式运动路径中点时带刷头的传动装置的剖视图。
图5为通过处在离开其往复式运动轨迹中点时带刷头的传动装置的剖视图。
图6为牙刷轴范围内的牙刷的第二实施例的立体图。
图7为按照本发明第二实施例的牙刷管体和其中安装的部件安装的立体图。
图8为通过本发明另一实施例的刷头范围内所作的纵向剖视图。
图9为以立体分解图形式表示图8中的部件配置。
图10为按照图8和9的载鬃盘的立体图。
图11所为本发明又一实施例的刷头范围内的纵向剖视图。
图12为以立体分解图形式表示图11的部件配置。
较佳实施例的描述图1示出一可夹住刷子的电动牙刷的牙刷管体1。该管体1形成为一细长的中空圆筒形部，该中空圆筒形部的一端可与一电动牙刷的手柄(图中未示)连接，其另一端可组合成供一刷部3用的碗状刷头2。一牙刷轴4安装在管体1内，该牙刷轴的一端可与牙刷手柄内的马达连接，而其另一端带有一偏心凸轮盘5，该凸轮盘的精确形状将在下文中作详细描述。位于牙刷轴4上凸轮盘5后面的是一轴承环6，该轴承环被保持在管体1的一轴承壳7内。
刷头2有一筒形部8，该筒形部的上部是敞开的，而其下部藉由底部9部分封闭。刷部3具有插入载鬃盘10中的鬃毛25。当装配时，载鬃盘10可转动地保持在筒形部8内。一轴颈11穿过所述底部9并藉由一开口簧环12加以外部固定。
两个从动销13，14向下突出于载鬃盘10。它们彼此平行延伸，但与所述轴颈11隔开一定距离。一与载鬃盘10摆动的角度相对应的底部9的扇形面是分离的。
筒形部8以及管体1的一部分被切去，并由一完整覆盖切去区域的盖15来封盖；该盖15的重要性现将通过对图2所作的描述而变得更清楚。
图2示出了组装的可夹住刷子的前部区域的纵向剖视图。牙刷轴4从“插入”端插入管体1。在盖15还未封盖时，位于凸轮盘5后面的轴承环6正好可放置在轴承壳7内。盖15具有一台肩22，该台肩设置在轴承壳7之上面的牙刷轴4上，由此使该轴安装在图中所示的位置。
牙刷轴4远离刷头2处具有一轴承环16，其上具有安置盖15的槽23，由此可辅助地以轴向方向固定牙刷轴4。实际上，凸轮盘5位于作为刷部3的刷头2内。在载鬃盘10被装上后，从动销13，14(图2中只显示了销13)配置在凸轮盘5的相对两侧。轴颈11穿过插入底部9中的一轴承壳17并藉由一开口簧环12加以保持，该开口簧环12置于一凹槽内并在底部9的外侧由一罩盖18封盖。如此，通过盖15封盖管体1就完成了整个组装。
图3示出了在牙刷轴4端部由凸轮盘5以及载鬃盘10上的两个从动销13，14形成的传动装置的详细视图。由此可见，凸轮盘5以极大的偏心距固定在牙刷轴4上；正是这一偏心距决定了载鬃盘10作来回转动的摆动角度。关键的特征是凸轮盘5由始至终跨接从动销13，14之间的间隙，大致上不会有游隙，以致于从一运动方向至另一运动方向能够平稳而无振动地过渡。
由于从动销13，14在环绕轴颈11的圆形轨迹上移动，因而有一些特定的特征应该加以注意。首先，在从动销13，14相对于凸轮盘5的侧面20的定位上会发生变化。比较图4和5可以清楚地看到当从动销13，14移动而离开轴4时，它们靠在侧面20上的角度就变成更锐(锐角)的。形成支承面的从动销13，14的两侧面因此被弯曲，使得凸轮盘5的侧面20始终形成一与支承面有关联的切线。而且，它们相对于凸轮盘5前后移动。鉴于这一原因，凸轮盘5具有一定的厚度，而其侧面20也因此具有一定纵向长度。
而且，应该注意到，当以与牙刷轴4平行的方向观察时，从动销13，14之间的间隙位会随载鬃盘10的角位置变化而发生变化。这与凸轮盘的外部轮廓有关。图4示出了环形凸轮盘5当其偏心半径21(示于图3中)与从动销13，14平行时的理论上的剖视图，而所述偏心半径21是连接该凸轮盘的中心和由牙刷轴4确定的转动轴线的线。凸轮盘5凸出部分在偏心半径21的线的任何一侧上是相等的。因此，载鬃盘10是位于其中心位置。与偏心半径21的线垂直的凸轮盘5的直径将作为主直径。
在转动90°后，偏心半径21处在垂直于从动销13，14，载鬃盘10因此转动至离其中心位置最远的位置。这种情况示于图3和图5中。在由凸轮盘5所形成的凸出平面中，从动销13，14之间的间隙减小。在此方向，凸轮盘的直径也必定减小。因此，位于偏心半径线上的直径比上述规定的主直径要小。所述两个直径之间的过渡是连续的，使得凸轮盘具有接近呈椭圆形的外部轮廓。
图6和7所示的实施例中，一倾斜环绕的螺旋槽19设置在凸轮盘5的侧面上。在此实施例中，该螺旋槽19的底部形成凸轮盘5的偏心圆。
图7示出载鬃盘10的两从动销13，14啮合在该螺旋槽19中。因此，牙刷轴4的旋转运动也会引起载鬃盘10的往复式运动。
在图8所示的实施例中，载鬃盘10藉由其侧圆柱形面26可旋转地设置在刷头2的筒形部8中。牙刷轴4穿过载鬃盘10下部抵达刷头外侧中的一支承27。载鬃盘10在朝向牙刷轴4的侧面上有一环形延伸部分28，其中，除间隙24之外，还在其相对侧设置一间隙29。如前述实施例中所描述的，牙刷轴4藉由一凸轮盘5啮合在间隙24中。然而，牙刷轴4还有一靠近支承27的第二凸轮盘30。该第二凸轮盘30以与凸轮盘5相反方向定位，并啮合在第二间隙29中。
图9示出的部件分解立体图，其目的是进一步阐明图8所示实施例的结构。由图中可见，牙刷轴4及其上的两个凸轮盘30和5。由图9还可以见到，载鬃盘10具有其延伸部分28以及用于与凸轮盘5啮合的间隙24。刷头2包括两个罩壳2a，2b。两环形件31，32被插入上罩壳2a中。这些环形件决定了载鬃盘10在刷头2的筒形部8内的轴向位置。
图10的载鬃盘10的详细视图示出了载鬃盘10的延伸部分28中两个相对的间隙29，24，其中，凸轮盘30和5分别啮合在所述两间隙中。
图11所示的实施例中，另一载鬃盘33可转动地插在载鬃盘10内。因此，外部的载鬃盘10是呈环形的。与外部载鬃盘10一样，内部载鬃盘33也具有一延伸部分34，该延伸部分34有两个间隙35，36，在每一间隙中，啮合有牙刷轴4的一凸轮盘37，38，由此产生往复式运动。因此，此实施例中的牙刷轴4总共具有四个凸轮盘5，37，38，30。
图12的部件立体分解图示出了具有其延伸部分28和一间隙24的环形载鬃盘10。还可见到具有其延伸部分34和一间隙35的载鬃盘33。图12所示的牙刷轴4是以与图9相同的方式显示的，但此图中有四个凸轮盘5，37，38，30。图12中还可见到支承27的半边，其中牙刷轴4的自由端是安装在刷头2中。
参考号清单1牙刷管体 21偏心半径2刷头 22台肩3刷部 23槽4牙刷轴24间隙5凸轮盘25鬃毛6轴承环26侧面7轴承壳27轴承8筒形部28延伸部分9底部 29间隙
10载鬃盘30凸轮盘11轴颈 31环形件12开口簧环 32环形件13从动销33载鬃盘14从动销34延伸部分15盖35间隙16轴承环36间隙17轴承壳37凸轮盘18罩盖 38凸轮盘19螺旋槽20侧面
权利要求
1.一种电动牙刷，该牙刷具有一在牙刷管体中旋转的牙刷轴和一载鬃盘，此牙刷轴和载鬃盘通过一传动装置彼此连接在一起，所述传动装置将牙刷轴的单向旋转运动转换成载鬃盘的往复式旋转运动中，其中，牙刷轴在其靠近可转动安装的载鬃盘的端部上设有一偏心轮，该偏心轮啮合在由两支承面界定的载鬃盘的间隙内，其特征在于，所述偏心轮由一凸轮盘(5)形成，该凸轮盘设置在牙刷轴(4)上并跨接在每个角位置中的间隙(24)。
2.如权利要求1所述的电动牙刷，其特征在于，所述两支承表面彼此平行延伸并抵靠在所述偏心轮上，并且，所述偏心轮被设计成为一非圆形的、接近于椭圆形的凸轮盘(5)。
3.如权利要求1或2所述的电动牙刷，其特征在于，所述支承表面具有对着所述凸轮盘(5)侧面(20)的一凸曲度。
4.如上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其特征在于，所述间隙(24)形成在自所述载鬃盘(10)的下端面突出的两从动销(13，14)之间，而所述两支承面设置在所述从动销(13，14)上。
5.如上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其特征在于，所述牙刷轴(4)在靠近其凸轮盘处具有一转动环(6)，该转动环安装在所述牙刷管体(1)中的一轴承壳(7)内。
6.如权利要求5所述的电动牙刷，其特征在于，所述牙刷管体(1)的一部分是由一盖(15)形成，该盖可拆卸地嵌在该牙刷管体(1)的一开口中并形成所述轴承壳(7)的一部分。
7.如权利要求6所述的电动牙刷，其特征在于，所述盖(15)还形成载鬃盘(10)的保持件(2)的一部分。
8.如上述权利要求至少一项所述的电动牙刷，其特征在于，所述凸轮盘(5)具有一环绕的螺旋槽(19)，该螺旋槽相对于凸轮盘(5)倾斜地延伸，以及一螺旋槽的底部，该底部形成所述偏心轮并跨接在所述两从动销(13，14)之间的间隙(24)。
9.如上述权利要求至少一项所述的电动牙刷，其特征在于，所述载鬃盘(10)具有相对于其旋转轴线对称和径向地设置的间隙(24，29)，且牙刷轴(4)相应地具有两个以相对方向定位的凸轮盘(5，30)，每一凸轮盘各自啮合在间隙(24，29)中。
10.如权利要求9所述的电动牙刷，其特征在于，所述载鬃盘(10)藉由其侧向圆柱形面(26)可转动地安置在所述筒形部(8)中，所述牙刷轴(4)穿过所述载鬃盘(10)下面达到与所述牙刷管体(1)自由端同一侧上的刷头(2)的一支承(27)中。
11.如权利要求9或10所述的电动牙刷，其特征在于，所述另一载鬃盘(33)同心、可转动地安装在所述载鬃盘(10)内，该载鬃盘(33)同样具有一延伸部分(34)，该延伸部分有两个相对的间隙(35，36)，在所述每一间隙中牙刷轴(4)的一凸轮盘(37，38)以类似于所述外部载鬃盘的凸轮盘(5，30)的方式啮合，由此所述牙刷轴(4)总共具有四个凸轮盘(5，30，37，38)。
全文摘要
在一电动牙刷中，一凸轮盘(5)设置在一牙刷轴(4)的自由端并啮合在一载鬃盘(10)的两从动销(13，14)之间。凸轮盘(5)的形状接近于椭圆形。这使得牙刷轴(4)被旋转驱动时，它可使载鬃盘(10)作往复式运动。
文档编号A61C17/16GK1479595SQ01820440
公开日2004年3月3日 申请日期2001年10月15日 优先权日2000年10月16日
发明者阿尔弗雷德·舒茨, 阿尔弗雷德 舒茨 申请人:吉梅尔里制造股份公司