专利名称：电动牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动牙刷，所述电动牙刷具有外壳、刷子、用于驱动刷子的驱动器例如 电动马达、电源、以及用于供使用者开启和关闭驱动器的开关机构。
背景技术：
DE 10 2006 004 146 Al描述了一种电动牙刷，所述电动牙刷包括用作柄部的外 壳和电动马达，所述马达可在外壳的纵向上以及跨越其纵向以摆动动作移动刷毛区载体。 该牙刷具有电池和稳压电路，所述稳压电路向电动马达提供稳定的电源电压。DE 2 99 12 009 Ul描述了一种电动牙刷，所述电动牙刷具有驱动器，刷子在清洁 牙齿期间用所述驱动器来执行旋转运动和反转运动，其中刷子的转速为恒定的或可连续地 变化。DE 10 2005 063 045 Al描述了一种放电状态显示器，可借助于该显示器来识别 并显示出电池的几乎所有放电状态。该放电状态显示器包括被设计为LED的显示装置。当 电池电压降至某个阈值级别以下时，所述显示装置会点亮。对于已知的具有以摆动动作旋转的刷头的电池操作的电动牙刷来讲，驱动马达的 转速随电池的电压而变化，即，在电池充分充电时的电压(并且因此转速)要比电池在为若 干次刷牙操作供电之后的电压高得多。在使用新电池的情况下，由于转速特别高，刷毛的刷 洗运动会特别地快速，因此会被使用者感知为令人不悦的，尤其是对于先前使用手动牙刷 的使用者来讲更是如此。本发明的目的本发明的目的是创制出一种如下的电动牙刷，所述电动牙刷可廉价地制造并且其 特征在于其操作性能被使用者感知为不需要进行许多调整。问题解决方案上述目的通过具有专利权利要求1中所表征特征的电动牙刷即如下的牙刷来实 现，所述牙刷具有外壳；刷子；用于驱动刷子的电动马达4 ；用于为操作牙刷提供所需电功 率的电源，其中由电源提供的电压随电源的放电状态减小，即，从高电压范围H减小至中电 压范围M，然后减小至低电压范围L ；用于开启和关闭驱动器的开关机构；和用于调整施加 到电动马达4上的有效电压Umot的电子电路，使得在牙刷在高电压范围H内的运行期间， 施加到电动马达4上的有效电压Umot被降低至某个水平，在所述水平时电动马达4达到基 本上对应于电动马达4在中电压范围M内时的转速的转速，其中电动马达4被设计成使得 其在低的允许电压范围L内仍然达到所需的最小转速。以该方式，就可能制造出如下的电动牙刷，其中电源可由电池、蓄电池或电容器来 提供。通过将马达电压限制于中等水平，就防止了刷子运动被使用者感知为具有令人不悦 的高动力。此外，在具有高充电状态电源的阶段中，还可防止过度的功率消耗，并且基于由 此所节省出的功率，中等速度下的运行时间得以延长。此外，还有可能将驱动马达设计成使 得其最佳效率是在运行期间占主导地位的电压下实现的。所述电子电路优选地用ASIC (专用集成电路)来实施。该ASIC优选地具有复位控制器，所述复位控制器包括具有温度和电压补偿的基准电压源和比较器。优选地，通过比 较器输出来触发电子开关例如晶体管，从而设定有效马达电压。晶体管通过例如脉宽调制 信号来触发。调制频率优选地足够高以便电动马达基于有效马达电压(即，按时间平均的 电压)和流过马达的电流而消耗功率。马达优选地被设计为直流马达。该电动牙刷包含永久地安装的电容器或具有电池座仓。取决于使用者的选择，可 向所述电池座仓中插入优选地市售1. 5V 一次电池或1. 2V 二次电池。例如，可将两个此类 电池插入到电池座仓中并将它们串联连接起来。因而当使用新的一次电池时，由电源提供 的电压可在3V范围内；并且当使用充分充电的蓄电池时，电压在2. 4V范围内。因而将该电 子电路设计成提供大约1.8V-2. 3V范围内的有效电压，其中当使用市售的一次电池以及蓄 电池时，将达到预期的转速。电压容量被设计成使得刷牙操作可以大约2分钟的刷洗时间 来执行，每次均使用平均的刷子接触压力。该电动牙刷优选地具有旋转刷头或摆动及旋转 刷头。附图简述本发明的附加细节和特征来源于以下结合附图所作的描述，其中
图1示出了一个图以示出电动牙刷的转速曲线，所述电动牙刷具有旋转或摆动的 且旋转的刷头并且具有稳压电路；图2示出了稳压电路的电路图。各图详述图1中的图示出了由电池提供的电源电压U和马达4(见图2)的转速之间的关 系。由电压源提供的在区域H中的高电压在一段时间之后由于自发放电并由于电动牙刷的 使用而下降，下降至在区域M中占优势的大约2. 3V的平均电压水平。在耗用了电压源中所 存储的电功率的大约75%之后，区域L中的电压进一步下降至在大约2. IV范围内的电压。 在区域L(此处所示的实例)中，其也连接到短区段F。在区段F中，刷牙操作可用最低电压 来进行，所述最低电压仍然足够用于电驱动器。该电动牙刷具有连接到驱动器和电压源上的电子电路，该电子电路被设计成一旦 电源下降至不可取的低水平时就终止牙刷的运行，以便在使用蓄电池的情况下避免完全的 电池放电。该电子电路也可被设计成包括电压变压器电路，在电源电压下降至预定电压水 平以下的情况下，借助于所述电压变压器电路使施加到马达2上的电压增大至足够的电 压。该电子电路也被设计成当存在特别高的电源电压时减小提供给马达的有效电压。然而， 在中等电源电压水平时并且优选也在最终阶段L期间，马达4也可用由电源提供的电压来 运行。 为了使电子电路能够保持马达4的转速尽可能恒定(无论电源的充电状态如何)， 马达4优选地被设计成使得其在最低可行电源电压下仍然达到期望的转速。在具有两个电 池的变体中，该范围介于大约1.8V和2. 3V之间。在电动牙刷在由电源本身所提供的高电压 范围H内以及在中电压范围M内的运行期间，电动马达是在其最大效率范围内运行的。在 耗尽了电源中所存储的剩余的大约25%的能量时，该电动牙刷的转速仅有轻微的可辨别的 下降。该电子电路优选地被设计成使得马达的转速仅在电池要完全放电并且从而用信号提 示使用者需要置换电池和/或再充电时才显著地下降。这种介于转速的显著下降和驱动马 达停机之间的范围具有如下的幅度优选地至少此刻的牙齿清洁操作仍然可具有令人满意的效果。图2示出了用于操作电动牙刷中的电动马达4的优选的电子电路，利用所述电路 可大致防止在电池的使用寿命之后发生的典型的转速下降。该电子电路优选地用ASIC来 实施，其基本上包括具体实施稳压所需的所有电路。为了稳定转速，通过测量装置来测量马 达4上的电压Umot，任选地将电压进行过滤并且与设定值进行比较。电源U通过开关机构1 连接到马达4上，所述开关机构例如通过高频脉宽调制信号来触发，使得当按时间平均时， 马达4的转速并且因此被驱动的刷子载体的运动频率保持在基本上恒定的水平。该电子电路可特别有利地用所谓的复位控制器来实施，所述复位控制器包括具有 温度和电压补偿的基准电压源2和比较器3。比较器将马达电压Umot与基准电压源2的电 压进行比较。如果马达电压Umot大于基准电压源2的电压，则打开由比较器3的输出所触 发的开关机构1。如果马达电压Umot低于基准电压源2的电压，则闭合由比较器3的输出 所触发的开关机构1。开关机构1优选地用电子开关例如晶体管来实施。该电动牙刷可被设计成使得其包括结构组件，所述结构组件包括用于可置换电池 或蓄电池的座仓空间。该电子电路可以如下方式安装在该结构组件上电源可被设计为预 装配的模块。该电子电路可以如下方式安装在该结构组件上使其受到保护而不受水分或 污染物的影响。考虑到如下事实，也有可能借助于电子电路来实施主装置开关以有利于使 用者抓握的方式安装在牙刷外壳上的操作元件被连接到电子电路的输入上，这使得能够提 供对应的开关信号。该电子电路也可具有充电状态显示器，所述显示器借助于例如光信号 或声信号来显示电源的充电状态。
权利要求
1.一种电动牙刷，所述电动牙刷包括 -夕卜壳；-刷子；-用于驱动所述刷子的电动马达；-用于提供操作所述牙刷所需的电功率的电源(U)，其中由所述电源(U)提供的电压随 着所述电源的放电状态而从高电压范围(H)经过中电压范围(M)下降至低电压范围(L)； -用于开启和关闭所述驱动器的开关机构(1)；和-电子电路(ASIC)，所述电子电路用于调整施加到所述电动马达(4)上的有效电压 (Umot)，使得在所述牙刷在所述高电压范围(H)内的运行期间，施加到所述电动马达(4)上 的所述有效电压(Umot)被降低至所述电动马达(4)的转速达到基本上对应于所述电动马 达(4)在中电压范围(M)内的转速的水平，其中所述电动马达(4)被设计成使得其在所述 低的容许电压范围(L)内仍然达到所需的最小转速。
2.如权利要求1所述的牙刷， 其特征在于所述马达(4)被设计成使得其最大效率在所述中电压水平范围(M)内的电压下获得。
3.如权利要求1或2所述的牙刷， 其特征在于所述电子电路(ASIC)具有复位控制器。
4.如权利要求3所述的牙刷， 其特征在于所述复位控制器包括具有温度和电压补偿的基准电压源( 和比较器(3)。
5.如权利要求4所述的牙刷， 其特征在于所述马达电压(Umot)通过所述比较器(3)的输出来调整。
6.如权利要求1至5中任一项所述的牙刷， 其特征在于所述电源(U)包括至少一个一次电池或二次电池或电容器。
7.如权利要求1至6中任一项所述的牙刷， 其特征在于所述电子电路(ASIC)被设计成使得当使用一次电池以及当使用二次电池时，可达到 为在所述中电压范围(M)内的运行所提供的转速。
8.如前述任一项权利要求所述的牙刷， 其特征在于所述驱动器被设计成使得所述刷子执行旋转运动或摆动及旋转运动。
全文摘要
本发明涉及电动牙刷，所述电动牙刷具有外壳、刷子、用于驱动刷子的驱动器例如电动马达、电源、以及用于开启和关闭驱动器的开关机构。该牙刷包含用于调整施加到电动马达上的有效电压的电子电路以便在牙刷在由电源提供的高电压范围内运行期间，施加到电动马达上的有效电压被减小至电动马达的转速达到基本上对应于电动马达在中电压下的转速的水平，其中同时电动马达被特别地设计成使得其在低的允许电压范围内仍然达到所需的最小转速。
文档编号A61C17/22GK102065792SQ200980122959
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月13日 优先权日2008年6月20日
发明者A·施瓦茨哈特曼, H·保恩黑莫尔, J·莱波尔, M·斯脱尔波, P·卓温斯基, P·荣格 申请人:博朗有限公司