个人护理装置的制作方法

专利名称：个人护理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动个人护理装置，更具体地涉及电动口腔护理装置。
背景技术：
利用牙刷来清洁牙齿是人们早已知道的。当前市场上销售的牙刷一般有两种，例如手动牙刷和电动牙刷。一般来讲，对于手动牙刷，使用者向口腔中的牙刷提供大部分的清洁运动。相反，对于电动牙刷，向牙刷头部的全部或一部分提供驱动力的马达向清洁口腔中的牙刷提供大部分的清洁运动。电动牙刷通常包括柄部，所述柄部内具有马达和电源。一般来讲，马达向连接到柄部的替换刷头提供旋转动能或纵向能量。电动牙刷的正常运行速度可变化。例如，具有摆动/旋转头的牙刷通常在40Hz至IOOHz的范围内运转。相反，市场上销售的一些牙刷被称作“声波式”并且可在160Hz至300Hz的范围内运转。然而，声波牙刷不包括摆动/旋转运动。摆动/旋转牙刷的传动系通常包括改变马达旋转动能的传动装置。例如，许多摆动/旋转牙刷包括传动系，所述传动系将马达输出转轴的360°运动转变成传动轴上的较小摆动位移角。替换刷头连接到传动轴并且通常改变传动轴的旋转动能的方向。由于角度、位移和/或方向的这些转换，因此提高当前销售的摆动/旋转刷的频率可能是难以实现的。已经证明，具有圆形或椭圆形刷头的摆动/旋转牙刷对于清洁牙齿比其它系统更有效。据信更高的驱动频率具有进一步改善由摆动/旋转牙刷提供的机械清洁效果并且在刷洗期间产生据信有助于清洁的流体动力效应的潜能。然而，由于齿轮传动系统被包括在常规摆动/旋转牙刷中，在更高频率下运行由于相关联的噪音而受到限制。因此，常规摆动/旋转牙刷以上述频率运行。因此，需要能够以大于IOOHz的频率运行的摆动/旋转牙刷。

发明内容
本发明的实施方案可向使用者提供具有减小的声强级的个人护理装置。在个人护理装置包括牙刷的实施方案中，与常规的摆动/旋转牙刷相比，一种摆动/旋转牙刷可向使用者提供更好的清洁效果和更低的噪音。在一些实施方案中，个人护理装置包括具有接合部分的柄部和个人护理连接件。个人护理连接件包括连接到接合部分的外壳和接触元件载体。接触元件载体能够运动地连接到外壳。接触元件载体上布置有多个接触元件，其中个人护理连接件以介于约150Hz至约175Hz之间的频率被驱动并且具有小于约75dB(A)的声强级。在一些实施方案中，个人护理连接件包括外壳；活动安装到外壳的接触元件载体;以及设置在外壳内的驱动构件。驱动构件具有近端和远端。近端具有连接元件并且远端包括连接到接触元件载体的连接部。连接元件包括永磁体或可磁化材料。在一些实施方案中，个人护理连接件包括外壳；活动安装到外壳的接触元件载体;以及设置在外壳内的驱动构件。驱动构件具有近端和远端。近端具有连接元件并且远端包括连接到接触元件载体的连接部。连接件被定位成相对于水平面成小于约40°的角度。


应了解，前述的一般说明和下面的详细说明描述了各种实施方案，并且旨在提供用于了解受权利要求书保护的主题的属性和特征的概述或框架。附图用来提供对各种实施方案的进一步理解，并且被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。图中所描述的实施例本质上是例证性的，且并非旨在限制由权利要求书所限定的主题。附图示出了本文所述的各种实施方案，并且连同说明书一起用来解释受权利要求书保护的主题的原理和操作。图1A是显示根据一个实施方案构造的牙刷的透视图。图1B是显示图1A的牙刷柄部的透视图。图1C是沿纵向轴线截取的横截面，其显示图1A的牙刷的替换刷头。图2是显示图1C的替换刷头的接触载体元件的前表面的近视图。图3是显示图1C的替换刷头的接触载体元件的前表面和摆动位移角的近视图。图4是显示替换刷头的另一个实施方案的接触载体元件的前表面的近视图。图5是显示在各种载荷下以及在空载下多个替换刷头的摆动位移角的图。图6是显示图1C的替换刷头的侧剖视图。图7是显示柄部的一个实施方案的侧剖视图。
图8是显示在图6的替换刷头与图7的柄部之间的互连的纵向剖视图。图9是显示替换刷头的一个实施方案的局部横截面的近视图。图10是显示替换刷头的另一个实施方案的侧横截面的近视图。图1lA是用来测量摆动位移角的测试装置的正视图。图1lB是显示用于图1lA的测试装置中的传感器阵列的多个光电二极管和它们的布置的电路图。
剖视图。
图1lC是显示图1lA的测试装置的一部分的平面图。
图12是显示用于支撑用于声强度测试的手持式装置的试验台的正视图。
图13是显示在个人护理装置与显示器之间/中间的无线通信的示意图。
图14是显示用于个人护理装置的一个实施方案的线性马达的另一个实施方案的
具体实施例方式下文阐述本发明众多不同实施方案的广泛说明。本说明应被视为仅是示例性的且未述及每一个可能的实施方案，因为描述每一个可能的实施方案即便是可能的话，也是不切实际的，并且应理解，本文所述的任何特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法均可被删除、整个或部分地与本文所述的任何其它特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法组合或由后者取代。可使用当前技术或在本专利的提交日期之后开发的技术来实施众多可供选择的实施方案，所述在本专利的提交日期之后开发的技术将仍然属于本权利要求的范围。本文所引用的所有公布和专利均以引用方式并入本文。还应理解，术语除非在本专利中使用语句“如本文所用，术语“_”被定义为是指”或类似的语句明确地定义，否则并不旨在将该术语的含义明确地或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应被解释为被限制在本专利的任一部分中所作出的任何语句(除了权利要求书的语言之外)的范围之内。没有任何术语对本发明而言是必不可少的，除非这样规定。当在本专利中以符合单一意义的方式来提及本专利最后权利要求书中叙述的任一术语时，只是为了清晰起见以便不使读者感到困惑，且并不旨在隐含地或换句话讲将这种权利要求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求元素是通过描述该词“装置”和功能而没有描述任何结构而定义的，否则并不旨在基于应用35U.S. C. § 112第六款来解释任一权利要求元素的范围。本发明的个人护理装置能够以大于IOOHz的频率运行。本发明的个人护理装置可包括剃须刀、剃刀、牙线、冲洗器等，然而为了方便起见，下面的说明书主要集中讨论牙刷。参见图1A和1C，在一个实施方案中，牙刷10包括柄部12和个人护理连接件，例如 替换刷头21。替换刷头21可按可拆卸的方式连接到柄部12。柄部12包括位于柄部的远端75处的接合部分14。柄部还包括近端80、纵向轴线99和传动轴35。当运行时，传动轴35可沿基本上平行于纵向轴线99的方向被驱动。此外，在柄部12内的驱动系统(后文讨论)可包括线性马达。在一些实施方案中，驱动系统在线性马达和传动轴之间可不包括传动装置。在后文讨论的一些实施方案中，传动轴可进行摆动/旋转运动。替换刷头21包括外壳20以及可旋转地连接到外壳20的接触元件载体22。多个接触元件24连接到接触元件载体22。替换刷头21包括纵向轴线100，在一些实施方案中，当外壳20接合所述接合部分14时，所述纵向轴线可与柄部12的纵向轴线99共线。接触元件载体22围绕旋转轴线95摆动，使得接触元件载体22如双箭头97所示来回旋转。如图2所示，接触元件载体22包括内区210和外周区220。外周区220邻近接触元件载体22的周边222设置。内区210被设置在外周区220的内侧，即较靠近旋转轴线95(示于图1C中)。接触元件24可被设置在接触元件载体22中的开口 240中。接触元件24设置在开口 240中的部分是连接端。接触元件24延伸到与连接端相对的末端。接触元件24可通过任何合适的方式连接到清洁元件载体22。例如，可利用网装固定或锚固。作为另一个实例，接触元件24可通过无锚技术例如注模成簇(MT)、无锚固成簇(AFT)等或它们的组合连接到接触元件载体22。此外，设想了利用无锚固和锚固成簇的组合的实施方案。取决于所利用的接触元件的类型，也可使用其它连接方法。在下文中讨论了此类其它连接方法。参见图1C和图2，接触元件24包括布置在内区210中的接触元件载体22上的第一多个接触元件33和布置在外区220中的接触元件载体22上的第二多个接触元件31。如前所述，接触元件24包括连接端和末端。在一些实施方案中，第二多个接触元件31的末端被驱动，使得第二多个接触元件31的至少一部分(如果不是全部)具有约1.5m/s或更大的末端速度。据信采用约1. 5m/s或更大的末端速度，可在口腔中产生液体流，其有助于口腔表面的清洁。接触元件24的末端速度由下列公式确定V = 2 31 f A其中f =摆动频率，并且A =摆幅。摆幅将部分地基于摆动位移角来计算。如图2和图3所示，摆动位移角310由点315在接触元件载体22的周边222上的运动来限定。在
操作期间，点315可相对于旋转轴线95 (示于图1C中)沿第一方向成第一角度305旋转，
并且沿第二方向成第二角度303旋转。第一角度305和第二角度303累积形成位移角310。
摆幅则由下列公式确定απτ其中α =位移角310并且r是从旋转轴线95 (示于图1C)至开口 240的中心点(示于图2)的距离，在开口中设置有用于确定末端速度的接触元件。值得注意的是，在一些实施方案中，接触元件载体的半径通常以毫米测量，其中被确定的速度(末端速度)是以米测量。因此，需要一些附加计算来转换用于摆幅和/或速度的单位以确保在末端速度公式中推导出m/s。 此外，因为摆幅是部分地基于所述接触元件远离旋转轴线95 (示于图1C)的半径，因此第一多个接触元件33所具有的末端速度应低于第二多个接触元件31的末端速度。在一些实施方案中，第一多个接触元件33或其一部分被驱动，使得它们具有至少1. 5m/s的末端速度。—般来讲，制造商试图利用尽可能多的接触元件载体的表面积。同样，对于更大直径的接触元件载体，可实现在旋转轴线和最外面的接触元件之间的较大半径，这可有利于以更低频率达到1. 5m/s的目标。然而，接触元件载体的半径因为口感例如用户感知而受到限制。一般来讲，较大直径的接触元件载体可被视为不舒适的，或者太大以至于不能给适当数目的牙齿，尤其是在口腔后部的那些牙齿提供清洁。例如，具有超过例如14mm的大直径的接触元件载体可在使用期间引起使用者不适或者显得体积太大。同样,在一些实施方案中,接触元件载体22的直径介于约8mm至约16mm之间。接触元件载体22的直径可大于约8mm，大于约9mm，大于约10mm，大于约11mm，大于约12mm，大于约13mm,大于约14mm,大于约15mm,大于约16mm,更大，或小于约16mm,小于约15mm,小于或等于约14mm,小于约13mm,小于约12mm,小于约Ilmm,小于约IOmm,或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数值或任何范围。参见图4，为了获得更大的覆盖范围，即接触元件区域，设想其中接触元件载体422包括非圆形表面的实施方案。例如，接触元件载体422可包括具有长轴433和短轴431的卵形或椭圆形形状。如图所示，在一些实施方案中，长轴433可大致与替换刷头401的纵向轴线400对齐。然而，在一些实施方案中，长轴433可偏离替换刷头401的纵向轴线400。在一些实施方案中，以上关于接触元件载体22的直径所述的沿短轴431的直径介于约8mm至约16mm之间，并且可为在这以前关于清洁元件载体22 (示于图3中)所述的任何数值或范围。在一些实施方案中，沿长轴433的直径介于约9mm至约19mm之间。长轴433可大于约9mm,大于约IOmm,大于约I Imm,大于约12mm,大于约13mm,大于约14mm,大于约15mm,大于约16mm,大于约17mm,大于约18mm,大于约19mm,或者小于或等于约19mm,小于约18mm,小于约17mm,小于约16mm,小于约15mm,小于约14mm,小于约13mm,小于约12mm,小于约Ilmm,小于约IOmm,或在以上数值内或包含以上数值的任何数目或任何范围。在此类实施方案中，以如前所述的同一方式来测量半径，即从旋转轴线495至接触元件的中心点的距离，或者至开口的中心点的距离，其中期望的接触元件位于开口中。以上提供的公式可应用于具有卵形或椭圆形表面的接触元件载体。对于其中接触元件载体422包括卵形或椭圆形状的那些实施方案，第二多个接触元件441可被设置在接触元件载体422邻近主轴433的相对侧上。在一些实施方案中，接触元件载体422以某一频率和/或摆幅被驱动，使得第二多个接触元件441具有至少1. 5m/s的末端速度。此外，在一些实施方案中，接触元件载体422以某一频率和/或摆幅被驱动，使得邻近短轴431的第一多个接触元件443具有至少1. 5m/s的末端速度。在其它实施方案中，接触元件载体422可按某一频率和/或摆幅被驱动，使得第二多个接触元件441具有至少1. 5m/s的末端速度,而第一多个接触元件443具有小于1. 5m/s的末端速度。许多末端速度可被用于接触元件。例如，第二多个接触元件可具有至少2. 5m/s的末端速度。在一些实施方案中，一部分接触元件的末端速度可大于约1. 3m/s，大于约1. 4m/s,大于约1. 5m/s,大于约1. 6m/s,大于约1. 7m/s,大于约1. 8m/s,大于约1. 9m/s,大于约
2.Om/s,大于约2. lm/s,大于约2. 2m/s,大于约2. 3m/s,大于约2. 4m/s,大于约2. 5m/s,或小于约2. 5m/s,小于约2. 4m/s,小于约2. 3m/s,小于约2. 2m/s,小于约2. lm/s,小于约2. Om/s,小于约1.9m/s,小于约1.8m/s,小于约1.7m/s,小于约1.6m/s,小于约1.5m/s,或者在这些数值内或包括这些数值的任何数目或任何范围。如以上公式所示，1. 5m/s的末端速度可通过较大半径(即从旋转轴线至正在确定其速度的接触元件的距离)获得。然而，如前所述，接触元件载体的尺寸可由于使用期间的口感而受到限制。此外，1. 5m/s的末端速度可通过接触元件载体22、422的摆幅来获得。然而，如上所述，摆幅可由使用者基于口感来限制。例如，影响摆幅的大摆动位移角可导致使用者感到牙刷太具侵略性。相反，摆动位移角太小可抑制牙刷的清洁效果，并且也可影响工作频率，使得需要太高的工作频率来获得1. 5m/s的末端速度。此外，出于成本考虑，更大的摆幅可能难以获得。例如，对于更大的摆幅，可能需要球轴承或弹簧，但它们可增加替换刷头的成本和复杂性。在一些实施方案中，摆动位移角310 (示于图3中)大于约5°至约60°。摆动位移角310 (图3所示)可大于约5°，大于约10°，大于约15°，大于约20°，大于约25°，大于约30°，大于约35°，大于约40°，大于约45°，大于约50°，大于约55°，大于约60°，或小于约60°，小于约55°，小于约50°，小于约45°，小于约40°，小于约35°，小于约30°，小于约25°，小于约20°，小于约15°，小于约10°，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。同样如前面的公式所示，工作频率也影响末端速度。对于工作频率可存在类似的约束。例如，工作频率太低可令使用者感到好似所述装置未正确运行或者未如期望的那样运行。相反，工作频率太高可令使用者感到所述装置太具侵略性。此外，工作频率太高可产生较高的噪声级，这可刺激使用者。在个人护理装置的驱动频率和共振频率或者个人护理连接件例如替换刷头21、401的共振相互接近的情况下，这些较高的噪声级可尤其相关。后文提供了共振频率和噪声级的讨论。相反，在一些实施方案中，牙刷可利用期望的工作频率和/或期望的摆动位移角，以便获得至少1. 5m/s的末端速度，同时在操作期间也发出/产生降低的噪声级。在下文中讨论了根据本发明构造的牙刷的噪声级。此外，特定运动的使用者感知可根据运动的频率而变化。例如，在低于120Hz的频率下的特定运动对使用者可非常明显，而在大于约120Hz的频率下的同一运动则不太明显。在一些实施方案中，工作频率大于约120Hz。工作频率可大于约120Hz，大于约130Hz，大于约140Hz，大于约150Hz，大于约160Hz，大于约170Hz，大于约180Hz，大于约190Hz,大于约200Hz，或小于约200Hz，小于约190Hz，小于约180Hz，小于约170Hz，小于约160Hz，小于约150Hz，小于约140Hz，小于约130Hz，和/或在这些数值内或包括这些数值的任何数目或任何范围。常规牙刷通常在空载条件下可提供小于IOOHz的工作频率和/或约20°的摆动位移角；然而，在加载状态中，摆动位移角和/或频率常常可显著下降。对于一些常规牙刷，将载荷施加至接触元件区会导致频率下降；然而，由于柄部或替换刷头中的传动装置的缘故，摆动位移角保持不变。马汰控制由于当接触元件具有至少1. 5m/s的末端速度时以上所述的清洁流体流动在口腔内发生，因此在一些实施方案中，摆幅和/或频率在加载和空载两种条件下可被保持在期望水平，以便对于接触元件的至少一部分获得1. 5m/s的末端速度。例如，在一些实施方案中，牙刷可包括负载检测器，其可确定在刷洗期间施加到牙刷的载荷。负载检测器可与控制器信号通信。在一些实施方案中，牙刷可包括测量马达的工作参数并且检测其中变化的检测器。工作参数可包括速度、摆幅、工作频率等、或它们的组合中的至少一个。此外，在一些实施方案中，除了前面提到的工作参数之外或独立于所述工作参数，还可测量特征电参数。在此类实施方案中，特征电参数可包括电流消耗。设想其中基于来自马达的输入而确定载荷的附加实施方案。此类实施方案讨论于2011年7月25日提交于欧洲专利局(“ΕΡ0”)的题目为“PERSONAL CARE DEVICE”、具有代理人档案号Z-08588FQ的专利申请中和于2011年7月 25 日提交于 EPO 的题目为“RESONANT M0T0RUNIT AND ELECTRIC DEVICE WITH RESONANTMOTOR UNIT”并具有代理人档案号Z-08572FQ的专利申请中。无论如何确定牙刷的加载与未加载状态，当处于加载状态时，即在刷洗期间，控制器可调节供应给马达的电源的脉冲宽度调制(PWM)，试图将摆动位移保持在期望的水平，使得在接触元件的至少一部分上获得至少1. 5m/s的末端速度。例如，为了改变摆动位移角，提供给马达的脉冲宽度可被增加，因此每脉冲供应更多动力。同样，脉冲宽度的增大可导致更大的摆动位移角。为了修正频率，可改变脉冲间的中心线间距。例如，增大脉冲间的中心线间距可导致更低的频率，而减小脉冲间的中心线间距可导致增大的频率。调节PWM将被认为是包括改变单个脉冲或多个脉冲的宽度或改变相邻脉冲间的中心线间距。对于所述各实施方案的个人护理装置，外加载荷仅影响摆幅而不影响频率。如前所述，在至少一种操作模式中，接触元件载体可被驱动，使得多个接触元件具有至少1.5m/s的末端速度。可利用期望的频率范围(迄今为止作为工作频率讨论)和/或期望的摆动位移角范围(迄今为止作为摆动位移角讨论)来实现该末端速度。在一些实施方案中，牙刷可将工作频率保持在期望的频率范围内和/或将操作摆动位移角保持在期望的摆动位移角范围内，即使具有施加到接触元件区的大于零牛顿例如约2N至约3N的载荷。例如，当检测到大于零牛顿的载荷时，可改变PWM，使得驱动系统将摆动位移角保持在期望的摆动位移角的范围内。又如，在空载下，可实现第一操作摆动位移角。 在约大于零牛顿至约3N的载荷下，可实现第二操作摆动位移角，其中第二操作摆动位移角为第一操作摆动位移角的至少约74 %。在一些实施方案中，接触元件载体可具有第二操作摆动位移角，其为第一摆动位移角的至少约74 %，至少约75 %，至少约80 %，至少约85 %，至少约90 %，至少约95%，至少约98%，至少约99%，至少约100%，和/或在以上数值内或包括以上数值的任何数目或任何范围。摆动位移角影响摆幅。同样，在空载下的摆动位移角可为约40°，并且在载荷下的摆动位移角为约30°。在一些实施方案中，在约IN至约3N的载荷下，摆动位移角可为约10°。对于根据本发明构造的牙刷原型，图5显示了在空载下和在载荷下的摆动位移角。如图5所示，测试了在空载下和在各种外加载荷下的一些原型。在多个频率下测试原型中的一些。对于被测试的每个原型，在空载下，摆动位移角为约40°。在IN载荷下，每个原型的摆动位移角下降至略微低于40。即使在约3N的载荷下，原型提供介于约25。和约30°之间的摆动位移角。因此，如果在3N的载荷下接触元件的 至少一部分的末端速度为至少1. 5m/s，则由于在IN下的摆动位移角较高，假设在IN和在3N下工作频率相同，则接触元件的至少一部分的末端速度将大于1. 5m/s。在此类情形下，对于较轻的载荷可向下调节PWM，使得摆动位移角和/或频率减小，使得接触元件的至少一部分具有约1. 5m/s的末端速度。常规牙刷的另一个问题是，一般当开始通电时，牙刷以全速例如最大频率和/或最大摆幅运行。例如，具有在空载下75Hz的工作频率和在空载下20°的位移角的常规牙刷一般将以牙刷被接通瞬间的那个频率和位移角运行。然而，这可能成问题，因为如果使用者将牙膏施用到接触元件区，则牙刷的频率和位移角趋于将牙膏甩离接触元件。此外，当使用者进行刷洗时，在通电状态中从口腔中移除牙刷可引起类似的问题，即将使用的牙膏甩离接触元件区。同样，在一些实施方案中，牙刷可包括控制器，所述控制器提供用于空载条件的怠速状态和用于加载条件的正常运行状态，其中怠速状态和正常运行状态是不同的。例如，在正常运行状态期间，即在刷洗期间，控制器可调节PWM，使得第二多个接触元件的末端速度为至少1. 5m/s。相反，在怠速状态期间，例如在空载下口腔的外部，控制器可调节PWM，使得第二多个接触元件的末端速度小于1.5m/s。在一些实施方案中，调节PWM可影响工作频率和/或摆动位移角，摆动位移角影响摆幅。在此类实施方案中，控制器可被构造成使得如果检测到约零牛顿的载荷，则执行怠速状态，例如空载。当牙刷初始被接通时，可通过控制器自动地选择怠速状态。此外，在刷洗预定时段例如两分钟、三分钟之后，控制器可启动怠速状态，使得使用者从其嘴中移除牙刷而不会将用过的牙膏甩离接触元件区。此外，在预定时间之后启动怠速状态可向使用者发出信号，即他/她已经刷洗足够的时间量。如果检测到高于或等于约零牛顿的载荷，则可执行正常运行状态。在正常运行状态中，控制器可调节PWM以确保第二多个接触元件具有至少1. 5m/s的末端速度。如果检测到约3N的载荷，则可执行第三运行状态。在第三运行状态中，控制器可再次调节PWM，从而增加供应给驱动系统的动力。在第三运行状态中调节PWM将确保第二多个接触元件甚至在增大的载荷下保持至少1. 5m/s的末端速度。在一些实施方案中，如果检测到高于或等于约3N的载荷，则可调节PWM来减轻或者完全排除对使用者的牙齿和/或牙龈的损坏。例如，对于可对使用者的牙齿和/或牙龈引起伤害的外力，控制器可调节PWM使得摆幅和/或频率减小。在怠速状态中在空载下和/或在以上所述的刷洗后状态中，可调节PWM使得摆幅从正常运行状态的摆幅减小。例如，摆幅可被减小小于或等于约30%，小于约25%，小于约20%,小于约15%,小于约10%,或在所提供的数值范围内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。类似地，在空载下怠速状态中和/或在以上所述的刷洗后状态中，可调节PWM使得从正常运行状态的频率具有频率的减小。例如，频率可被减小小于或等于约30%，小于约25%，小于约20%，小于约15%，小于约10%，或在所提供数值内或包括所提供数值的任何数目或任何范围。在一些实施方案中，牙刷可向使用者提供大量的灵活性。除了怠速状态和正常运行状态之外，也可存在许多其它附加的操作选项。例如，如前所述，调节PWM可影响摆幅以 及频率。同样，在一些实施方案中，控制器可向使用者提供改变摆幅和/或频率的多种操作模式。相反，常规牙刷具有在柄部内的传动装置以及替换刷头，替换刷头固定摆动位移角而不论施加到马达的电压如何。同样，对常规牙刷PWM的调节仅导致工作频率的改变。对于摆幅的变化，任何增大或减小均可通过改变摆动位移角来实现。在下文中也如此，摆幅增加可意味着摆动位移角的增加，而摆幅减小可意味着摆动位移角的减小。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择操作模式，其中对于预定的时段，摆幅增加至多约25%。为了方便起见，Al (摆幅增大)模式。摆幅的增大可为期望摆幅的任何合适的百分比(前面所讨论)。例如，摆幅的增大可大于约5%，大于约10%，大于约15%，大于约20%，大于约25%，或小于或等于约25%，小于约20%，小于约15%，小于约10%，小于约5%,或在这些数值内或包括这些数值的任何数目或任何范围。预定时段可为任何合适的时间段。例如，摆幅的增大可发生约I秒至约30秒之间。预定时段可大于约I秒，大于约5秒，大于约10秒，大于约15秒，大于约20秒，大于约25秒，或小于或等于约30秒，小于约25秒，小于约20秒，小于约15秒，小于约10秒，小于约5秒，或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或范围。设想其中在一次刷洗程序期间摆幅增加发生多于一次的实施方案。在接触元件中的至少一些包括可提供牙龈按摩以及抛光功能的弹性体元件的情况下，Al模式可为有益的。采用更大的摆幅例如摆动位移角，在一些实施方案中，弹性体元件可提供这两种功能。此外，设想其中使用者通过柄部上的按钮来选择Al模式的各实施方案。例如，如果使用者从清洁的立场意识到有问题的牙齿，则使用者可按压按钮以便增大预定时段的摆幅。在一些实施方案中，在接触元件的至少一部分具有至少1. 5m/s的末端速度的情况下，控制器可允许使用者选择操作模式。为了方便起见，TS(末端速度)模式例如正常模式。设想其中柄部可识别连接到其上的替换刷头并且根据需要调节PWM以便在接触元件区的至少一部分中获得1. 5m/s的末端速度的实施方案。例如，对于第一替换刷头，控制器可调节PWM至第一水平以在接触元件的至少一部分中获得1.5m/s的末端速度。对于第二替换刷头，控制器可将PWM调节至第二水平以在接触元件的至少一部分中获得1. 5m/s的末端速度，其中第一水平和第二水平是不同的。这样，如果第一替换刷头具有比第二替换刷头更大的半径，则摆幅和/或频率可低于用于第二替换刷头的频率和/或摆幅。此外，在替换刷头被柄部和/或显示器识别的情况下，可基于在替换刷头上呈现的接触元件的类型来调节PWM。例如，对于仅包括刷毛簇的第一替换刷头，至少1. 5m/s可通过增大摆幅和/或频率来获得。相反，对于具有适于抛光的弹性体元件的第二替换刷头，所述至少1.5m/s的速度可通过增大频率和减小摆幅来获得(参见后文所讨论的FI/AD模式)。柄部、替换刷头和/或显示器之间的此类通信公开于美国专利公开No. 7086111 ；No. 7673360 ;和No. 7024717 中;以及公开于美国专利申请公布 No. 2008/0109973A1 ；No. 2010/0170052A1 ；和 No. 2010/0281636A1 中。在一些实施方案中，控制器可允许由使用者选择操作模式，其是为了执行柔性的或敏感性的操作的目的。为了方便起见，AD(摆幅减小)模式。AD模式可包括摆幅的减小，从期望摆幅减小介于约5%至约50%之间。任何合适的减小均可被利用。例如，摆幅的减小可大于约5%，大于约10%，大于约15%，大于约20%，大于约25%，大于约30%，大于约35%，大于约40%，大于约45%，或小于或等于约50%，小于约45%，小于约40%，小于约35 %，小于约30 %，小于约25 %，小于约20 %，小于约15 %，小于约10 %，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。在一些实施方案中，在AD模式中，控制器可将频率增大到期望频率(迄今为止讨论的)之上，使得1. 5m/s末端速度被接触元件的至少一部分保持。在其它实施方案中，AD模式可从期望频率保持工作频率并且如上所述只是减小摆幅。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择一种操作模式，其为牙龈护理模式。为了方便起见，AV(摆幅变化)模式AV模式可包括摆幅的变化，其发生在预定的时间间隔处。摆幅的变化可介于大于期望摆幅的约25%至期望摆幅的约50%的减小之间。任何合适的摆幅变化均可被利用。例如，对于摆幅的增大变化可大于约5%，大于约10%，大于约15%，大于约20%，或者小于或等于约25%，小于约20%，小于约15%，小于约10%，小于约5%,或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。关于摆幅的减小变化可大于约5%，大于约10%，大于约15%，大于约20%，大于约25%，大于约30%，大于约35 %，大于约40 %，大于约45 %，或者小于或等于约50 %，小于约45 %，小于约40 %，小于 约35%，小于约30%，小于约25%，小于约20%，小于约15%，小于约10%，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。如前所述，摆幅的变化可发生在预定的间隔处。任何合适的时间段均可被选择。例如，变化可发生大于约每I秒，大于约每5秒,大于约每10秒,大于约每15秒,大于约每20秒，大于约每30秒,或在这些数值内或包括这些数值的任何数目或范围。摆幅的变化可发生在刷洗程序期间的任何合适的时间。例如，摆幅变化可发生在使用者正常刷洗例程之前。又如，变化可发生在使用者的刷洗例程之后。又如，变化可发生在使用者的刷洗例程期间。摆幅的变化可在两种状态间交替变化，时而摆幅的增大超过期望摆幅，接着摆幅的减小低于期望摆幅。例如，在第一循环中，摆幅可增大约20%，在期望摆幅之上，并且在第二循环中，摆幅可减小约30%，在期望摆幅之下。在一些实施方案中，在期望水平之上摆幅的增大可与在期望水平之下的减小值相同。例如，在第一循环中，摆幅可在期望摆幅之上增大约20%，并且在第二循环中，摆幅可在期望摆幅之下减小约20%。摆幅的变化可具有任何合适的持续时间。例如，当摆幅从期望摆幅增大或减小时，摆幅的变化可持续以下时间段大于约I秒，大于约5秒，大于约10秒，大于约20秒，大于约25秒，大于约30秒，大于约35秒，大于约40秒，大于约45秒，大于约50秒，大于约55秒，大于约60秒，或小于约60秒，小于约55秒，小于约50秒，小于约45秒，或者小于或等于约40秒，小于约35秒，小于约30秒，小于约25秒，小于约20秒，小于约15秒，小于约10秒，小于约5秒，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。在一些实施方案中，变化的持续时间可取决于所述变化是期望摆幅的增大还是减小。例如，在一些实施方案中，在期望摆幅之上摆幅的增大可具有第一持续时间，而在期望摆幅之下摆幅的减小可具有第二持续时间。在一些实施方案中，第一持续时间可与第二持续时间相同。在一些实施方案中，第一持续时间可与第二持续时间不同。例如，第一持续时间可大于第二持续时间。又如，第二持续时间可大于第一持续时间。 在一些实施方案中，可按任何合适的方式布置增大和/或减小。例如，在一些实施方案中，第一增大可发生在第一预定时段并且持续第一持续时间。在第一持续时间之后，摆幅可返回到期望水平预定时段。随后，第二增大可发生在第二预定时间并且持续第二持续时间。在第二持续时间之后，摆幅可再次返回到期望水平或者可减小。随后的摆幅调节可为从期望摆幅的另一次增大或减小。类似地，从期望摆幅摆幅的任何减小可如以上关于第一增大和第二增大所述发生。可形成任何数目的组合。例如,增大然后减小,增大然后增大,减小然后增大,或减小然后减小。此外，在增大或减小的任一个之间，摆幅可返回到期望摆幅。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择操作模式，其包括频率和摆幅二者的变化。为了方便起见，FV/AV(频率变化/摆幅变化)模式。频率的变化可为任何合适的增大或减小。例如，在一些实施方案中，频率可在期望频率之上增大大于约5Hz，大于约IOHz，大于约15Hz，大于约20Hz，大于约25Hz，大于约30Hz，或者小于或等于约30Hz，小于约25Hz，小于约20Hz，小于约15Hz，小于约10Hz，小于约5Hz，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。类似地，频率的变化可为从期望频率减小。例如，在一些实施方案中，频率可减小大于约5Hz，大于约IOHz，大于约15Hz，大于约20Hz，大于约25Hz，大于约30Hz，或者小于或等于约30Hz，小于约25Hz，小于约20Hz，小于约15Hz，小于约IOHz，小于约5Hz，或在所提供的数值内或包括所提供的数值的任何数目或任何范围。同样，摆幅可为任何合适的增大或减小。例如，在一些实施方案中，摆幅可如迄今为止关于AV模式所述相对于期望摆幅增大或减小。类似地，变化的时间段以及这些对于频率和/或摆幅变化的持续时间的时间段可如关于AV模式所述。此外，在一些实施方案中，频率的增大可伴随着摆幅的增大。在其它实施方案中，频率的增大可伴随着摆幅的减小。在其它实施方案中，摆幅的增大可伴随着频率的减小。而且，在其它实施方案中，摆幅的减小可伴随着频率的减小。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择可适于舌头清洁的操作模式。为了方便起见，FI/AD2(频率增大/摆幅减小)模式。频率的增大，其高于期望频率的频率增大，可如关于FV/AV模式所述。FI/AD2模式的AD2部分可包括摆幅从期望的摆幅范围的任何合适的减小。FI/AD2模式可包括摆幅从期望摆幅的减小，介于约5%至约75%之间。例如，摆幅的减小可大于约5%，大于约10%，大于约15%，大于约20%，大于约25%，大于约30 %，大于约35 %，大于约40 %，大于约45 %，大于约50 %，大于约55 %，大于约60 %，大于约65%，大于约70%，或者小于或等于约75%，小于约70%，小于约65%，小于约60%，小于约55 %，小于约50 %，小于约45 %，小于约40 %，小于约35 %，小于约30 %，小于约25 %，小于约20%,小于约15%,小于约10%,或包括这些数值或在这些数值内的任何数目或范围。因为舌头清洁可发生在刷洗例程的过程之后，因此FI/AD2模式可在预定时间量之后即刷洗程例程之后自动开始。例如，FI/AD2模式可在约两分钟之后或者约三分钟之后开始，或者在这些数值内或包括这些数值的任何数目或任何范围。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择适于抛光牙齿的操作模式。为了方 便起见，HF/AD(高频率/摆幅减小)模式。频率的增大可为任何合适的增大。例如，频率可在期望频率的频率之上增大大于约25 %，大于约30 %，大于约35 %，大于约40 %，大于约45%，大于约50%，大于约60%，大于约70%，大于约80%，大于约90%，大于约100%，或小于约100%，或小于约90%，小于约80%，小于约70%，小于约60%，小于约50%，小于约40%,小于约30%,或者在这些数值内或包括这些数值的任何数目或任何范围。摆幅从期望摆幅的摆幅的减小可如迄今为止关于AD模式所述。在一些实施方案中，控制器可允许使用者选择提供按摩功能的操作模式。为了方便起见，FV(频率变化)模式。频率的变化可为任何合适的量。关于FV/AV模式，提供了频率变化的一些实例。设想其中个人卫生系统包括存储(记忆)能力的各实施方案。例如，使用者可具有其中摆幅在刷洗期间被缓慢增大的已保存曲线。而且，在刷洗时间例如两分钟结束时，频率可被增大以执行抛光和/或密封功能。在一些实施方案中，控制器可提供这种功能而不使用已保存的曲线。在一些实施方案中，抛光和/或密封可在刷洗时间开始时发生。取决于连接到柄部的替换刷头的类型，某些模式可提供给使用者。例如，如果具有抛光元件的替换刷头连接到柄部，则控制器可允许仅某些操作模式提供给使用者，例如HF/AD。此外，如前所述，柄部和替换刷头可包括允许柄部识别替换刷头的通信装置。同样，设想其中个人卫生装置包括与柄部和替换刷头信号通信的显示器的各实施方案。在此类实施方案中，显示器可将关于何种操作模式对于特定替换刷头有效的指令提供给柄部。此外，在一些实施方案中，柄部可识别替换刷头并且确定哪一种模式对替换刷头有效。柄部、替换刷头和/或显示器之间的通信描述于美国专利公开No. 7086111 ；No. 7673360 ;和No. 7024717 中；以及描述于美国专利申请公布 No. 2008/0109973A1 ；No. 2010/0170052A1 ；和NO.2010/0281636A1中。基于前文所述，设想其中允许使用者从用于第一替换刷头的第一组操作模式和用于第二替换刷头的第二组操作模式中选择操作模式的实施方案，其中第一组操作模式和第二组操作模式是不同的。在下文中讨论了柄部、替换刷头和显示器之间的通信。柄部和替换刷头参见图6，个人护理连接件例如替换刷头21包括上文所述的外壳20。驱动构件640位于连接件外壳20内。驱动构件640具有近端640A和远端640B。近端640A可包括第一连接元件615，并且远端640B可包括连接部660。连接部660可连接到接触元件载体例如22、422。接触元件载体22、422可连接到连接件外壳20，如2011年7月25日提交于EPO的题目为“ORAL HYGIENE IMPLEMENT AND ORAL HYGIENE DEVICE”的并具有代理人档案号Z-08589FQ的专利申请中所述。接触元件载体22、422可按可旋转的方式连接到连接件外壳20，使得当驱动时，接触元件载体22、422可按摆动旋转方式运动。第一连接元件615可包括永磁体或可磁化的元件，例如可磁化的铁或钢块。通常，奥氏体钢是不可磁化的，而马氏体或铁素体钢通常是可磁化的。第一连接元件615可被设置在驱动构件640的近端640A中的凹口内。如图所示，驱动构件640可大致平行于由箭头630所示的纵向轴线100往复运动。因为连接部660偏心于枢轴670，驱动构件640的往复运动使得接触元件载体22，422围绕旋转轴线95 (示于图1C中)旋转。
驱动构件640应是相对纤细的以允许它紧密适配在附加外壳20内。在一些实施方 案中，驱动构件640可直径小于约9mm,直径小于约8mm,直径小于约7mm,直径小于约6mm,直径小于约5mm,直径小于约4mm,直径小于约3mm,直径小于约2mm,直径小于约Imm,或直径大于约1mm，直径大于约2mm，直径大于约3mm，直径大于约4mm，直径大于约5mm，直径大于约6mm，直径大于约7mm，直径大于约8mm，或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或任何范围。此外，驱动构件640应是机械上稳定的并且能够传递约ION的力。同样，驱动构件640应具有以下自然频率至少200Hz，大于约225Hz，大于约250Hz，大于约275Hz，或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或任何范围。驱动构件640的直径可不利地影响替换刷头的外壳尺寸。例如，如果驱动构件640的直径被选择得太高，则用于替换刷头的外壳一般将太大，这可被消费者视为过于笨重。尽管对于驱动构件640来讲期望较小的直径，但是驱动构件640也应被设计成在操作期间经受从驱动器传递来的外力。驱动构件640可包括任何合适的材料。一些实例包括聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。在一些实施方案中，可将附加增强件加入驱动构件640。例如,可将增强纤维例如Kevlar 纤维加入驱动构件640的材料。可加入任何其它合适的增强纤维。此外，驱动构件640可包括被构造成减少屈曲可能性的形状。例如，驱动构件640可包括呈十字形、Y形或任何其它合适的形状的横截面。对于其中驱动构件640包括非圆形横截面形状的那些实施方案而言，以上关于驱动构件640的直径所提供的数值仍可适用。例如，包括十字形横截面的驱动构件640不应超过具有6mm直径(在一些实施方案中，或5mm,或4mm,或3mm等等)的圆的边界。如前所述，在一些实施方案中，牙刷可具有大于约120Hz的工作频率。在一些实施方案中，对于此类频率，重要的是个人护理连接件例如替换刷头21具有大于工作频率的频率的共振频率。如果替换刷头21的共振频率太接近期望频率，则在操作期间，在替换刷头21中可引起共振运动。例如，替换刷头21或驱动构件640可经历侧向运动。这种侧向运动在操作期间可使用者造成一些不适和/或生成附加噪音。对于其中共振运动是不可取的那些实施方案而言，替换刷头21的共振频率可大于期望频率的约125%。然而，对于适于HF/AD、FI/AD2和FV/AV操作模式的那些替换刷头而言，替换刷头的共振频率可大于工作频率的约175%，大于约200%，大于约225%，大于约250%，大于约275%，大于约300%，或者小于或等于约300%，小于约275%，小于约250%,小于约225%,或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或任何范围。对于其中共振运动是期望的那些实施方案而言，则替换刷头可被设计成具有接近期望频率的共振频率。替换刷头21或其任何部分的共振频率可由任何合适的方法来确定。例如，可利用计算机软件来确定替换刷头21或其任何部分的共振频率。一种合适的商标的软件为Pro/ENGINEER10 Mechanica Wildfire1! 4. O。图7显示穿过柄部712的纵切面。可类似于关于图1A和IB所述的柄部12来构造柄部712。在所示实施方案中，柄部712包括用作直线驱动器760的可运动的马达部分的传动轴740。直线驱动器760被设置在柄部712内。在操作期间，直线驱动器760引起传动轴740沿大致平行于纵向轴线99 (示于图1B中)的方向往复运动。传动轴740的往复线性运动如双箭头797所指示。在所示实施方案中，传动轴740可通过扩展元件719被延长， 所述扩展元件构成传动轴740的一部分。相对于传动轴740的直径，扩展元件719可提供直径的增大。在扩展元件719中可提供凹口 711以用于容纳第二连接元件715。第二连接元件715可通过任何合适的方法连接到传动轴740。例如，代替被容纳在扩展元件719中，第二连接元件715可被直接固定在传动轴740处。在第二连接元件715为磁体或可磁化材料的实施方案中，传动轴740可至少在其末端部分由永久磁性材料制成，该末端接着构成第二连接元件71 5。第二连接元件715具有在进行连接时用来与替换刷头21的第一连接元件61 5的相应连接侧621 (示于图6中)接触的连接侧721。在第二连接元件715包括磁体和/或可磁化材料的实施方案中，第二连接元件715可为使其圆柱体轴线基本上平行于柄部712的纵向轴线99 (示于图1B中)定向的圆柱体形状。圆柱体的直径可被选择为约2mm或大于约2mm，大于约3mm，大于约4mm，大于约5mm，或大于约6mm，或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或任何范围。在第二连接元件715为磁体和/或可磁化材料的那些实施方案中，第二连接元件71 5可具有任何合适的形状。在此类实施方案中，第二连接元件可具有的表面区域类似于其中第二连接元件715在外形上是圆柱形的那些实施方案的表面区域。可选择第二连接元件715的任何适当高度。例如，高度可被选择为约2mm或大于2mm,大于约3mm,大于约4mm,大于约5mm,或大于约6mm,或在这些数值内或包括这些数值的任何数目或范围。在一些实施方案中，可选择与直径一样大的高度。在第一连接元件615(示于图6中)包括磁体和/或可磁化材料的那些实施方案中，可类似于以上所述的第二连接元件715来构造第一连接元件615。参见图6和7，对于其中第一连接元件615和第二连接元件715包括磁体和/或可磁化材料的那些实施方案而言，可磁化元件(例如，可磁化钢或铁元件)可较为廉价地实现。这个方面可适于连接部分，例如用来在使用期之后处理的替换刷头21则可较为廉价地实现。相反，提供永磁体可能更加昂贵。然而，在与前者的永磁体组合具有相同体积的相同构造处,替换刷头21中的永磁体连同柄部712中的永磁体一起可提供比永磁体和可磁化元件组合更高的连接强度。同样，在成本与连接强度与空间需求之间存在取舍。例如，为了获得下面所提供的连接强度，利用可磁化元件可能需要更大的体积。
对于其中第一连接元件615和第二连接元件715包括磁体和/或可磁化材料的那些实施方案而言，在连接状态中，它们的连接件可被设计成经受以下分离力至少约2牛顿，至少约4牛顿，至少约6牛顿，至少约8牛顿，至少约10牛顿，或包括以上所提供的数值或在以上所提供的数值内的任何单一数目或任何范围。第一连接元件615和第二连接元件715之间的连接件以及它们的构造在2011年7月25日提交于EPO的题目为“ATTACHMENTSECTION FOR AN ORAL HYGIENE DEVICE”并具有代理人档案号Z-08584FQ的专利申请中进一步讨论。
第一连接元件615和第二连接元件715的磁耦合的至少一个有益效果是，磁耦合不是基于公差的。同样，在操作期间，迄今为止所提出的磁耦合结构在操作期间可降低由个人护理装置产生的声强级。仍然参见图6和7，柄部712包括柄部外壳750，所述柄部外壳内设置有驱动系统760。柄部712还可包括连接部分714。连接部分714可包括第二连接结构751，所述第二连接结构连接到在替换刷头21处提供的第一连接结构650。在一些实施方案中，第二连接结构751可被刚性地连接到外壳750，使得第二连接结构751不相对于外壳750运动。在此类实施方案中，传动轴740向替换刷头21内部的驱动构件640提供往复线性运动。参见图6至8，在一些实施方案中，除了传动轴740之外，第二连接结构751还以往复线性形式驱动。第二连接结构751可被连接到相对于外壳750线性地摆动的第二电枢780。在此类实施方案中，驱动构件640和连接外壳20被驱动。对于这些实施方案，传动轴740和第二连接结构751可按反相例如180°异相驱动。同样，传动轴740可在大致沿纵向轴线99 (示于图1B中)或大致平行于它的第一方向上运动，而第二连接结构751在沿或大致平行于纵向轴线99(示于图1B中)的第二方向上运动。第一方向和第二方向可彼此相反。此类实施方案的至少一个优点是，因为异相线性往复运动，由于传动轴740的运动而提供给柄部外壳750的振动可至少部分地由驱动系统760驱动第二连接结构751的那部分抵消。柄部的振动减小可类似地产生工作期间较小的噪音产生，即声强较小。在下文中讨论了附加的隔音元件。此外，在一些实施方案中，可用于本发明的驱动系统可排除对于用于支撑传动轴的滑动轴承或滚动轴承的需要，这些轴承也可有助于在操作期间减少噪音产生。图14显示线性电动马达的另一个实施方案。迄今为止关于图7所述的特征可与图14的特征相结合，反之亦然。传动轴2450可沿柄部2400的纵向轴线延伸。传动轴2450通过安装弹簧2451被安装到外壳。安装弹簧2451可邻近传动轴2450的第一端部2452连接到传动轴2450。第一安装弹簧2451可为片簧并且一般可包括圆形形状，从而允许传动轴2450沿方向2453执行振动运动。由于设计的缘故，安装弹簧2451沿垂直于传动轴2450的运动的方向2453提供传动轴2450的稳定支撑。外电枢2454包括在传动轴2450的每一侧上的两个部件2454A，2454B。两个部件2454A和2454B可彼此连接，使得它们作为单个部件运动。外电枢2454可在其两个半块2454A和2454B之间形成通道2455。传动轴2450延伸穿过外电枢2454的半块2454A和2454B的这个通道2455。传动轴2450和外电枢2454在操作期间可经历沿同一路径2453的振动。外电枢2454通过第二安装弹簧2456被安装到外壳。尽管外壳连接到两个安装弹簧(2451，2456)的外部，但是传动轴2450和外电枢2454分别被安装到安装弹簧2451，2456的内安装部分。第二安装弹簧2456被连接成邻近第二端部2475或外电枢2454与传动轴2450的第一端部2452相对的一侧。当传动轴2450和外电枢2454异相180°运动，从两个安装弹簧2451,2456中的每个传递到外壳上的回缩力应至少部分地彼此抵消。即，传递到外壳的力应完全相互抵消或至少其一部分相互抵消，使得使用者抓握外壳时感觉到的振动大大减小和/或消除。传动轴2450和外电枢2454可通过两个安装弹簧2457，2458相互连接。两个连接弹簧2457,2458中的每一个可包括两个片簧2459，它们可为圆形性质的片簧(类似于弹簧 2451)。对于两个连接弹簧2457,2458中的每一个，可选择两个弹簧2459的组合以能够容易地改变组成弹簧2457,2458的弹簧常数。传动轴2450被安装到弹簧2459的内侧部分，而外电枢2454被安装到弹簧2459的外侧部分。线圈2462可连接到外壳，从而提供与外电枢2454的相互作用。外电枢2454还可包括一组四个永磁体2463以便允许在外壳处在外电枢2454和线圈2462之间的磁I禹合和/或电耦合。设想其中利用了大于四个永磁体的实施方案。也设想其中利用了小于四个永磁体的实施方案。可选择连接弹簧2457和2458的弹簧常数，使得它们的共振频率对应于由包括线圈2462和磁体2463的电驱动器施加的摆动频率。为了提供摆动运动，流过线圈2462的电流可被控制成使其为间歇的。当传动轴2450和外电枢2454达到它们的摆动运动的最大摆幅时，可中断电流。连接弹簧2457,2458以及两个安装弹簧2452、2456然后可强迫传动轴2450和外电枢2454返回到它们各自的初始位置。传动轴2450和外电枢2454中的每一个均包括用于将线性电动马达连接到家用电器的功能元件的连接器2460，2461。在上文中关于图6_8讨论了此类连接器。而且，如前所述，图6-8所述的连接器可被用于图14中所述的实施方案。可适用于本发明的个人护理装置的附加马达描述于2011年7月25日提交于EPO 的题目为 “ATTACHMENT SECTION FOR AN ORAL HYGIENEDEVICE” 并具有代理人档案号Z-08584FQ的专利申请中；描述于2011年7月25日提交于EPO的题目为“RESONANT MOTORUNIT AND ELECTRICDEVICE WITH RESONANT MOTOR UNIT” 并具有代理人档案号 Z-08572FQ的专利申请中；描述于2011年7月25日提交于EPO的题目为“LINEAR ELECTRIC MOTOR”并具有代理人档案号Z-08486MQ的专利申请中；描述于2011年7月25日提交于EPO的题目为 “HANDLE SECT 10N0F A SMALL ELECTRIC DEVICE AND SMALL ELECTRIC DEVICE”并具有代理人档案号Z-08585FQ的专利申请中；和描述于提交于美国的题目为“LINEARELECTRO-POLYMER MOTORS AND DEVICES HAVING THESAME”、具有 2011 年 7 月 25 日的存档日期并具有代理人档案号Z-08597P的专利申请中。在一些实施方案中，可利用包括向替换刷头提供旋转动能的马达的驱动系统。这些马达可类似地达到较高频率，因为它们可被用作与传统牙刷中的中间齿轮装置相反的直接驱动器。此类马达描述于美国专利申请公布No.US2010/0277013 JPEP公布No. EP2262084 ；No. EP2262085 中。不论所利用的马达如何，马达应具有比期望频率更高的共振频率。一旦将替换刷头添加到马达，则整个系统的共振一般将降至期望频率的共振以下。整个系统的期望频率和共振频率之间的差值为至少5Hz，至少10Hz，至少15Hz，或至少20Hz，或至少30Hz，至少40Hz或至少50Hz,或包括这些数值或在这些数值内的任何数目或任何范围。在一些实施方案中，驱动频率高于系统的理论共振频率。理论共振频率通过下列公式确定其中k=弹簧常数并且I是质量和/或质量惯性力矩。例如，在使用旋转马达的情况下，没有实际的弹簧存在于马达内。然而，磁阻力可起到类似于弹簧的作用，并且因此应在计算共振频率时被考虑。可利用其它合适的方法来确定牙刷或其任何部件的共振频率。例如，可利用计算机软件来确定牙刷或其任何部件包括替换刷头在内的共振频率。一种合适的软件商标是Pro/ENGlNEERK Mechanica Wildfire" 4. O。 在旋转马达中，磁阻力被用作弹簧以有效地复位传动轴的运动。可设计提供磁阻力的马达内部的磁体，以便磁阻力在加/减约2mm或加/减约20°的轴旋转的面积上是线性的。用于旋转马达的磁阻力另外详细地讨论于US2010/0277013 ；EP公布No. EP2262084 ；和 No. EP2262085 中。泵浦效应如前所述，据信在口腔中发生有益的液体流动，其中接触元件的至少一部分具有至少约1. 5m/s的末端速度。流体的压力可用下列公式描述。P = O. 5 P V其中P =密度(假设在标准温度和压力下水的密度)和V =速度(末端速度)。基于前面的讨论，邻近旋转轴线的第一多个接触元件具有比第二多个接触元件的末端速度更低的末端速度，所述第二多个接触元件被定位在旋转轴线的更远外侧。同样，由第一多个接触元件施加在流体上的速度压力小于第二多个接触元件施加在流体上的速度压力。不受理论的约束，据信从第一多个接触元件到第二多个接触元件的压力差趋于起到泵的作用。例如，据信邻近第一多个接触元件的流体趋于被第一多个接触元件吸收。此外，据信流体被分配给第二多个接触元件，其中流体接着远离第二多个接触元件被泵送到各种口腔表面上。此类流体泵送据信松开牙齿上的涂层例如牙斑。在实验室测试中，已经证明细菌可通过流体的剪切力被松开。也已发现，重要的是不仅移除细菌涂层而且还冲洗和控制牙斑成分。细菌性牙齿涂层容易在口腔中发生并且在牙龈缘和牙龈凹窝上生长。细菌在这些凹窝中增殖。在它们的新陈代谢期间，细菌产生毒素，已知为外毒素或内毒素，它们可引起牙銀炎。人们难以除去细菌，因为常规牙刷的长丝不能足够深地进入牙龈凹窝中。通过冲洗，细胞毒素被去除并且牙龈恢复。通过冲洗，流体中的氧气分压也在牙龈凹窝中增大。这样，生活在缺氧状态中的厌氧细菌繁殖不太快并且受不太有害细菌的抑制。此外，除了氟化物之外，许多牙膏还包含一种或多种抗菌物质。通过流动和建立压力，牙膏可较深入地渗透进生物膜或凹窝中并因此获得相当好的效果。这种效果也导致牙龈组织的恢复和炎症的减轻。由于第二多个接触元件被定位成更加远离接触元件载体的旋转轴线，因此第二多个接触元件一般与牙龈缘具有更多接触。而且，如上所述，据信流体被泵送而远离第二多个接触元件。同样，泵送流体据信松开细菌涂层并提供冲洗效果，其有助于去除细胞毒素并在牙龈凹窝中增大流体中的氧气分压。在一些实施方案中，从接触元件载体流出的流体可从接触元件载体放射出。此外，在一些实施方案中，流体可成约45°的角度离开接触元件。参见图9，接触元件载体922具有旋转轴线920。可类似于迄今为止所述的接触元件载体22，422，922，1210构造接触元件载体922。此外，据信流体流被吸引到第一多个接触元件910并且邻近第二多个接触元件912被散布。流体流可按下角度940离开接触元件大于约5°，大 于约10°，大于约20°，大于约30°，大于约40°，大于约45°，大于约50°，大于约60°，大于约70°，大于约80。，或小于约90°，小于约80°，小于约70°，小于约60°，小于约50°，小于约45°，小于约40°，小于约30°，小于约20°，小于约10°，或包括所提供的数值或在所提供的数值内的任何数目或任何范围。鹽査如前所述，本发明的牙刷可具有大于约120Hz的工作频率。常规摆动旋转刷当前不在这个范围内运行。对于在120Hz或之上的频率下操作常规的摆动/旋转牙刷具有几个潜在的问题。如前所述，常规牙刷的柄部趋于具有其中的传动装置以将360°的马达转轴旋转转换成传动轴上的有限位移角。此外，用于这些柄部的替换刷头趋于具有传动装置、弹簧等，以用于改变来自传动轴的运动的方向。第一问题是摩擦。在较高的工作频率下，柄部内的传动装置和/或替换刷头内的传动装置将易于升温。最终，在柄部或替换刷头中可导致过早失效。第二问题是产生噪音。在较高的工作频率下，柄部和/或替换刷头中的传动装置趋于制造更大的噪音。产生的噪音增大可令消费者不悦。对于本发明的牙刷而言，消除柄部和/或替换刷头中的传动装置在大于约120Hz的工作频率下可减少噪音产生。再次参见图7，所构造的驱动系统760不需要用于转轴740或用于第二电枢780的附加轴承。取而代之的是，可在转轴740和第二电枢780之间；在转轴740和外壳750之间；以及在第二电枢780和外壳750之间利用片簧。因为活动部件的数目减少，柄部712在较高的工作频率下可比常规牙刷产生的噪音小。此外，驱动系统760是直接驱动系统。同样，转轴740直接连接到替换刷头21而无需任何中间传动装置。这在操作期间帮助减少声强产生。往回参见图6和7，替换刷头21可类似地帮助降低由组装状态中的牙刷产生的噪音。在常规替换刷头中，在柄部和替换刷头之间通常利用机械连接例如揿钮连接。揿钮连接在连结伙伴之间具有固有的基于公差的间隙或空隙，以便在操作期间在所驱动的伙伴之间建立相应的连接件时，连接伙伴可相对于彼此运动。这样一种机械连接然后在操作期间易于产生讨厌的噪音。相反,在一些实施方案中，第一连接部分615通过磁引力连接到第二连接部分715。由于磁性连接不是基于公差的，因此磁性连接在大于约120Hz的工作频率下可倾向于产生较小的噪音。
除了替换刷头和柄部之间的连接机构之外，替换刷头的驱动机构也可有助于生成噪音。下面所描述的是一些附加措施，当在替换刷头中执行时，它们可降低声强级。此外，后文所述的特征可与上文所述的替换刷头21的特征组合，反之亦然。参见图10，其显示了替换刷头1021的横截面。在一些实施方案中，当处于中性位置时，替换刷头1021可包括轴元件1300，所述轴元件具有枢轴销1301，所述枢轴销1301在水平面H中连接到口腔卫生工具的功能元件的载体1210。水平面H穿过轴1240，所述轴1240为接触元件载体1210的旋转轴线。而且，水平面H垂直于替换刷头1021的纵向轴线L。纵向轴线L是在图10所示的平面上平分外壳1290的替换刷头1021的最长尺寸。固定元件1230在两个位置被固定在外壳1290处，所述两个位置相对于被支撑在固定元件1230的中心的轴1240是相对的。外壳1290可包括向内延伸部分1295，固定元件1230被支撑到其上以基本上允许在固定元件1230的一般延伸方向L3和口腔卫生工具的纵向延伸方向L之间小角度偏离(所述延伸方向L3由两个安装位置限定)。 在所示实施方案中，固定元件1230不沿两个安装位置之间的连接线L3对称地延伸。相反，固定元件1230以这样一种方式弯曲，即当在正角度方向运动时(即，朝向最大摆动角+ Θ )，所述固定元件相对于枢轴销1301从其接近的方向是凹的。这允许较大的最大摆动角度。固定元件1230的有效延伸方向由L3’指示。如图所示，固定元件1230可相对于由轴1240限定的中心轴线成对称弧形。在这里，弧形应包括台阶式设计的固定元件1230。人们发现，当替换刷头1021正在运转时，枢轴销1301相对于水平轴线H的取向可有助于噪音生成。例如，假想的径向臂1041由枢轴销1301的中心点和轴1240的中心点之间的距离限定。当径向臂1041与水平轴线H共线时，处在所述系统的中性位置中，工作期间的相对噪音产生较低。然而，当径向臂1041远离水平轴线H移动时，在操作期间噪音产生趋于增大。如果径向臂1041被定位成使得径向臂1041与偏移臂1043共线，则在径向臂1041和水平轴线H之间将存在角度1051。为了在操作期间降低由替换刷头1021产生的噪音，角度1051可为约零度，大于约2°，大于约4°，大于约5°，大于约8°，大于约10°，大于约15°，大于约20°，大于约25°，大于约30°，大于约35°，大于约40°，或小于约40°，小于约35°，小于约25°，小于约20°，小于约15°，小于约10°，小于约5°，小于约2°，或在以上所提供的数值内或包括以上所提供的数值的任何数目或任何范围。以上所述的角度并不限于是在水平轴线H下面。在一些实施方案中，径向臂1041和水平轴线H之间的角度可在水平轴线H上面。不受理论的约束，据信对于大于约45°的角度，作用在枢轴销1301上的力以有利的方式被分解。例如，考虑到作用在轴元件1300上的力趋于沿替换刷头1021的纵向轴线L作用。对于枢轴销大于45°的取向，对枢轴销1301的不到一半作用力被利用以在平行于纵向轴线L的方向上运动。同样，作用力的一半以上被浪费掉。据信该浪费的力产生附加的热和噪音。可在柄部712中采取附加措施来降低牙刷发出的噪音。例如，可将消声材料定位在第二电枢780和外壳750之间。例如，可将铅片放置在外壳内以减少从牙刷输出的噪音。此外，在第二电枢780不相对于外壳750运动的实施方案中，铅片也可在使用期间减轻使用者所经历的振动。
测试各种原型和常规电动牙刷来确定噪声级。根据如下所述的测试方法，测试每一种牙刷。在第一比较中，在其正常工作速度下测试不带替换刷头的常规电动牙刷柄部，然后提高到驱动频率，所述驱动频率可与本文实施方案中所述的原型的驱动频率相当。表I提供测试结果。所测试的常规牙刷包括柄部和替换刷头。常规柄部包括旋转马达。所测试的常规柄部类似于 Oral-B Professional CarelOOO 和 Oral-B ProfessionalCare3000 系
列的电动柄部。用于测试具有旋转马达的常规柄部以及原型柄部的替换刷头为Oral-B Precision Clean。
权利要求
1.一种个人护理连接件(21，401，1021)，包括 外壳(20，1290);和 能够旋转地安装到所述外壳(20)的接触元件载体(22，422，922，1210)； 刚性地安装在所述外壳(20，1290)或所述接触元件载体(22，422，922，1210)中的轴(1240)，所述轴代表所述接触元件载体(22，422，922，1210)围绕其旋转的轴线，并且水平轴线与所述轴(1240)的中心点相交并大致垂直于所述个人护理连接件的纵向轴线(L)； 设置在所述外壳(20)内的驱动构件￠40)，所述驱动构件(640)具有近端^40A)和远端(640B)，所述近端^40A)具有连接元件￠15)，并且所述远端^40B)包括连接到所述接触元件载体(22，422，922，1210)的连接部(660，1301)，其特征在于，径向臂(1041)由所述连接部(660)的中心点和所述轴(1240)的中心点之间的距离限定，并且在于所述径向臂(1041)在中性位置相对于所述水平轴线成小于约40°的角度(1051)。
2.如权利要求1所述的个人护理连接件，其特征在于，所述连接元件(615)包括永磁体。
3.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述径向臂(1041)在中性位置与所述水平轴线成小于20°的角度。
4.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件(640)具有横截面,所述横截面能够适配在具有9mm直径的圆的圆周内。
5.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件(640)具有Y形横截面。
6.如权利要求1至5所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件(640)具有十字形横截面。
7.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件具有至少200Hz的共振频率。
8.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件包含增强纤维。
9.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述个人护理连接件是用于牙刷的替换刷头。
10.如前述权利要求中任一项所述的个人护理连接件，其特征在于，所述驱动构件(640)具有大于约275Hz的共振频率。
全文摘要
本发明公开了一种个人护理连接件，所述个人护理连接件具有外壳和能够旋转地安装到外壳的接触元件载体。轴被刚性地安装在外壳或接触元件载体中。所述轴代表接触元件载体围绕其旋转的轴线。水平轴线与所述轴的中心点相交并且大致垂直于个人护理连接件的纵向轴线。在外壳内设置有驱动构件，所述驱动构件具有近端和远端。所述近端具有连接元件，并且所述远端包括连接到接触元件载体的连接部，其特征在于，径向臂由所述连接件的中心点和所述轴的中心点之间的距离限定。所述径向臂在中性位置相对于水平轴线成小于约40°的角度。
文档编号A61C17/22GK103025268SQ201180036072
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月25日 优先权日2010年7月23日
发明者弗兰克·齐格勒, 诺贝特·谢弗, 尤韦·肖伯, 乔姆·乌奇, 安德烈亚斯·克拉姆普, 贝内迪克特·海尔, 马利斯·许布纳 申请人:博朗有限公司