牙齿清洁装置的传动方法

专利名称：牙齿清洁装置的传动方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述之摆动传动至少一个牙齿清洁装置的方法，以及一种适用于实施此方法的牙齿清洁器具。
本发明是欧洲专利申请No.0173114所介绍的牙齿清洁器具的进一步改进，从而使本专利申请作为上述欧洲专利申请的继续和补充。
如上述欧洲专利申请所述，重要的是能借助于一个清洁器具同样良好地清洁各个不同的齿面。也就是说，重要的是特别能尽可能同样良好地清洁里面(亦即对着口腔的齿面和牙龈)和外面(亦即朝着面颊背面的齿侧面和同样包括牙龈)。重要之点还有能保证在所有要清洁的部位有一个尽可能合理的局部清洁压力。最后，重要的还有，清洁装置应进行最合理的运动过程，也就是从牙龈出发，尽可能沿牙齿轴向朝齿冠方向运动，而不作反方向的清洁运动。
基本上可以参阅上述欧洲专利申请No.0173114的说明书，它具有本专利申请的主要组成部分。对本专利申请特别重要的是，在上述欧洲专利申请中界定的用一个牙齿清洁器具清洁牙齿的方法，在这一方法中重要之点在于，清洁工作同时在至少牙齿两个侧面进行。在欧洲专利申请No.0173114中界定的并作为发明要点的方法和所界定的牙齿清洁器具的特征，再加上在下面界定的本发明的发明特征，描述了本专利申请的基本发明特征。
在EP-A-0173114中，在按照发明所界定的牙齿清洁器具中的各种运动过程，主要通过由气动或液压操纵的驱动机构来进行。尽管用气动或液压操纵的驱动机构已证明是适用的，但是本发明的任务还是要进一步优化和简化此驱动机构，一方面进一步提高牙齿清洁器具的工作可靠性，另一方面降低制造成本，最后，使清洁头的结构小型化成为可能。
按本发明规定的任务借助于按本文尤其是按权利要求1所述之方法来解决。
建议了一种摆动传动牙齿清洁器具上至少一个牙齿清洁装置的方法，此牙齿清洁器具有一个驱动机构，并有在驱动机构和清洁装置之间工作的运动传递机构，其中，至少一个由驱动机构的转动导出的在运动传递机构上的旋转运动转变为往复运动，往复运动的方向与驱动机构旋转运动的轴线成一角度，此往复运动传递到清洁装置上。
按照此方法的一个实施方案，在运动传递机构上的往复运动与一个基本上垂直于往复运动方向的旋转运动叠加起来，因此，往复运动可传递到清洁装置上，与此同时，清洁装置可绕运动传递机构转动。
按照此方法的方案，驱动机构的转动在运动传递机构上转变为绕第二旋转轴的旋转运动，第二旋转轴基本上平行于驱动机构的轴线，或与此轴线成一个斜角，此第二旋转运动转变成一个基本上平行于绕第二轴线的旋转运动平面的往复直线运动，并传递给清洁装置。
按照摆动传动方法的另一种实施方案，建议，由驱动机构的转动导出的至少一个绕第一轴线的旋转运动转变为绕第二轴线的转动，此第二轴线与第一轴线成一角度；绕第二轴线的旋转运动转变成一个基本上平行于绕第二轴线的旋转运动平面的往复直线运动，并传递给清洁装置。
按照上述方法之一得出，借助于此往复直线运动可例如使牙齿清洁装置相对于牙齿清洁器具或相对于要清洁的牙齿作往复运动。
按照另一个按本发明对方法的设计，还可以借助于此往复直线运动，至少造成清洁装置相对于牙齿清洁器具或相对于要清洁的牙齿的两个相对运动，即上面已提到的往复直线运动和牙齿清洁装置绕装置上的一个摆动轴的摆动运动。
摆动传动至少一个清洁装置的方法还建议，借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，此时，此往复直线运动垂直于清洁装置上的摆动轴进行，用以造成一个或几个清洁装置的往复直线运动，与此同时，在摆动轴上所设的转动机构，在向下行程时朝一个方向转动，而在向上的行程时朝另一个方向转动，借助于此转动机构，亦即通过它的转动，使清洁装置作往复摆动运动。
转动机构最好通过其沿基本上平行于往复运动的平面滚动而转动，此转动运动最好利用摩擦传递给一个或几个清洁装置，使之进行往复摆动。
按以上所述本发明方法之一所述的在运动传递机构上产生的并传递到清洁装置上的往复直线运动最好同时造成摆动轴的往复或上下运动，因此，与此同时通过转动机构的转动，使清洁装置作往复摆动运动。
按另一个本发明的摆动传动至少一个清洁装置的方法，它借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，此方法建议，设夹紧弹簧式或卡簧式机构，它们与一个或几个清洁装置在工作上连接起来，并将此清洁装置夹紧定位在两个摆动位置上，此时，此夹紧弹簧式或卡簧式机构借助于至少一个运动系，在往复运动时夹紧或松开或变换压力，于是使清洁装置或摆动轴在两个位置之间来回摆动。
同样可以做到，可借助于往复直线运动产生使夹紧弹簧式或卡簧式机构夹紧或松开或变换压力的往复式上下直线运动，上述所借助的往复直线运动，在运动传递机构上由驱动机构导出并转变成的旋转运动所产生。
按本发明摆动传动至少一个清洁装置的又一种方法，借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，此方法建议，借助于另一个往复直线运动，使得与清洁装置相连的杠杆状摇摆机构克服弹簧力的作用，与往复式上下运动同步操纵，使得当清洁装置作其中一个方向的往复运动时，借助于摇摆机构将清洁装置驱动到一个摆动位置，而在作另一个方向的往复运动时，在弹簧力驱动下使清洁装置处于另一个摆动位置。
有优点的做法还有，借助于从驱动机构通过运动传递机构导出的旋转运动而转变成两个往复直线运动，其中一个往复直线运动引起上下运动，另一个往复运动作用在摇摆机构上，以造成清洁装置的往复摆动。
在运动传递机构上的旋转运动最好转变成两个具有不同行程的往复直线运动，其中，一个往复直线运动横向地传递到清洁装置的摆动轴上，使牙齿清洁装置相对于清洁器具或相对于要清洁的牙齿作往复运动，另一个往复运动作为摆动驱动作用在摆动机构上，造成清洁装置的往复摆动运动。
为适用于实施按本发明所界定的方法，建议了一种牙齿清洁器具，它带有驱动机构，用于借助于通过驱动机构摆动地传动清洁装置进行洁齿，其中，驱动机构至少有一个轴状构件，至少设有一个旋转的适用于至少产生一个往复运动的运动传递装置，该运动传递装置与此轴状构件在工作上连接起来，此运动传递装置还与清洁装置在工作上连接起来，以便至少在清洁装置的一个部分上造成一个往复运动。
按本发明建议的牙齿清洁器具有一个把手和一个头部，清洁装置设在一个至少基本上接近头部末端的清洁头上或里面，至少清洁装置的两个部分彼此对置并相反作用地装在清洁头上，以便至少进行一个相对于清洁头的往复运动，以及每一个清洁装置部分相对于另一个清洁装置部分各进行一个往复摆动运动。
按照牙齿清洁器具的一种实施方案，轴状的驱动机构从把手穿过头部一直延伸到设在端部的清洁头，在那里，驱动机构通过一种适当的蜗轮蜗杆、锥形或人字形齿轮传动机构的螺旋状、锥形或人字形齿轮，与至少一个设在清洁头中的第一运动传递装置相连，并驱动此运动传递装置，此运动传递装置最好是一个转动构件，尤其是一个设计成轮状、盘状或圆柱形的装置，并带有至少一个相对于其旋转轴线偏心设置的轴状、销子状或凸块状的装置。此运动传递装置和此偏心装置安排成能产生一个相对于驱动轴的旋转轴线成一个角度的往复运动。
按照牙齿清洁器具的一种实施方案建议，第一运动传递装置由至少两个彼此对置的轮状、盘状或圆柱状的装置构成，在每一个外侧至少带有一个偏心装置，此偏心装置与一个可绕运动传递装置自由转动并可沿往复运动方向移动地支承着的支架相连，支架至少与清洁装置的一个部分在工作上连接起来，以便使清洁装置作往复运动。借助于此可绕运动传递装置自由转动的支架，可以在清洁头设计成由两部分组成的情况下，将头的一个部分(它至少包括清洁装置的一个部分)可运动地与另一部分(例如清洁头的底座)连接起来，因此，可以在相对于底座的任何位置下，为了造成上下往复运动而将往复运动传递到清洁装置上。
为了将往复运动传递到清洁装置上，一个或几个运动传递装置以及往复运动构件、偏心装置和可能有的传递构件的结构是多种多样的，并在下面结合附图详细说明可能的实施方案。
为了实施如所界定的方法所建议的清洁装置的摆动往复运动，提出了牙齿清洁器具的另一种实施方案，在这种牙齿清洁器具中，至少牙齿清洁装置的一部分，如牙刷，可绕一根摆动轴可摆动地安装着。通常清洁装置的往复摆动在两个位置之间进行，也就是，一个是离开牙齿或从牙齿摆开的位置；一个是贴靠在牙齿上向前倾倒的位置，在这一位置对牙齿进行清洁。
为了造成牙齿清洁装置，例如牙刷的往复摆动运动，按本发明提出了不同的实施方案，其中，既可以如上面阐明的那样依赖于往复直线运动进行驱动，但也可以通过与之独立设置的驱动机构。
按照一种实施方案建议，在牙齿清洁装置的摆动轴上设滚轮状、圆柱状或齿轮状转动件，它与牙齿清洁装置或摆动轴例如通过摩擦在工作上连接起来，此滚轮状、圆柱状或齿轮状转动件贴靠在互补的壁或平面上或与之啮合，当摆动轴进行垂直于其轴线方向的往复直线运动或上下运动时，转动件绕摆动轴旋转，因此，由于存在摩擦而促使牙齿清洁装置作往复摆动运动。因此可以使负责造成清洁装置往复摆动运动的摆动轴的上下往复运动，借助于一个独立于运动传递机构的驱动机构来产生；但也可以使此往复运动与通过运动传递机构产生的那个往复运动相一致。
转动件或可与摆动轴和/或可与清洁装置的至少一部分通过摩擦在工作上连接起来，使之当沿一个方向转动时，将清洁装置推向一个摆动位置，而当沿另一个方向转动时被推向另一个摆动位置。
按照牙齿清洁器具的另一种结构，设夹紧弹簧式或卡簧式机构，它们与清洁装置的至少一部分在工作上连接起来，并将此清洁装置定位在两个摆动位置上，此时，彼此对置并相反作用地安装着的清洁装置，各绕一根摆动轴可从这一个摆动位置摆动到另一个摆动位置或反之。此外，还至少设一个参考系，以便在摆动轴运动时，借助于一个朝向和/或离开一个或多个参考系的往复运动，使夹紧式或卡簧式机构夹紧或松开或变换压力，因此，此牙齿清洁装置相对于清洁头或要清洁的牙齿向里或向外摆动，从而处于这一个或另一个摆动位置。
还可以通过一个独立的驱动机构造成摆动轴的往复运动，或通过运动传递机构借助于往复运动来产生。
按照另一种按本发明的牙齿清洁器具，设置一个用于产生另一个往复运动的驱动机构，以及一个与至少清洁装置一部分杠杆状连接的摇摆机构，此摇摆机构可借助于另一个往复运动进行操纵，使清洁装置处于一个摆动位置。还设有弹簧机构，借助于此弹簧机构，可将清洁装置压向另一个与上述这一个摆动位置相反的摆动位置。因此，当与清洁装置杠杆状相连的摇摆机构未被操纵时，借助于上述弹簧机构可将清洁装置推向另一个摆动位置。
再次可以设一个独立工作的驱动装置，或可使此驱动装置与上面所述的驱动机构相一致，使运动传递装置与至少两个偏心装置在工作上连接起来，以产生这一个和另一个往复运动。
为了在上述最后一种已阐明其特征的牙齿清洁器具中，使牙齿清洁装置能分别适应要清洁的牙齿，最好使牙齿清洁装置至少有一个橡胶弹性段，以便能最好地适应牙齿的不同轮廓形状。
其他的一些牙齿清洁器具的最佳实施方案在从属权利要求中说明其特征。
在设计各种不同的牙齿清洁器具、运动传递装置、弹簧构件、转动件等时，关键是应将清洁装置的上下往复运动和往复摆动叠加起来或使之同步，这样，当清洁牙齿时，在上下往复运动朝牙齿方向进行时，此清洁装置应从牙齿摆开，在牙根或牙龈区则应朝牙齿方向摆动，以便在上下往复运动是从牙根朝齿冠方向进行时，在牙齿上施加一定压力，并在此压力的作用下清洁牙齿。一旦朝齿冠方向的往复运动结束，清洁装置再次从牙齿摆开，以便在朝牙齿方向作往复运动时，使清洁装置处于摆开位置。
下面作为举例并借助于附图进一步说明本发明。其中

图1a和1b按本发明造成清洁装置往复运动的驱动机构示意剖视和俯视图；图2按本发明造成清洁装置往复运动的另一种驱动机构示意剖视图；图3按本发明造成清洁装置上下往复和往复摆动运动的驱动机构局部视图4a至4c示意表示使用夹紧弹簧式或卡簧式机构造成清洁装置朝向或离开牙齿的往复摆动的另一种实施方案；图5a和5b示意表示按本发明驱动机构另一种实施方案的剖视图，此驱动机构主要用于同步并叠加地造成清洁装置作上下往复和往复摆动运动；图6和7示意地用横截面表示含有类似于图3所示本发明驱动机构的清洁头；图8含有类似于图6和7所示驱动机构的清洁头处于分解状态的透视图；图9含有与图6至8所示相同驱动机构的清洁头另一种结构形式；图10a至10d图8和9所示清洁头和驱动机构工作方式；图11含有图4a至4c所示驱动机构的另一个种清洁头处于分解状态的透视图；图12另一种含有图5a和5b所示驱动机构的清洁头；图13图12之清洁头剖示，以表示图5a和5b或图12所示驱动机构工作方式。
在图1a和1b中，用剖面和俯视示意表示电动牙刷清洁头中按本发明的牙刷传动装置。从一个例如可再次充电的电机，经驱动轴1，通过锥齿轮或人字齿轮3，传动一个装在清洁头中的锥齿轮11。在锥齿轮11周围制有设计为锥形的齿9，它与锥齿轮或人字齿轮3啮合。锥形齿轮11绕第二轴线A2旋转，轴线A2基本上平行于或略倾斜于驱动轴1的旋转轴线。另一个齿轮11a与此锥齿轮11刚性连接，例如通过一根设在中央的刚性传动轴11b来连接。
在这两个齿轮11和11a的外侧，各设有一个偏心地设在边缘上的凸块13，它们分别基本上沿两个齿轮11或11a的圆周，绕轴线A2旋转。
如图1a的剖视图所表示的，通过凸块或销子13的旋转运动，产生上下往复运动，从而使一个与此凸块13相连的支架14作上下往复运动。支架14本身则经由一个连接或固定装置15与设在支架14两侧并彼此对置的清洁装置，如牙刷19相连，牙刷19中装有适当的鬃毛。这些牙刷19还可绕设在连接或固定装置15上的轴17摆动地支承着。
因此，在驱动轴1旋转时，传动了这两个齿轮11和11a，并通过固定在端面的凸块或销子13，使支架14并因而使与之相连的牙刷19，沿着朝向和离开要清洁的牙齿的方向进行往复直线运动，其行程的长度为L。因为牙刷19可绕轴17摆动地安装着，因此它们可以适应牙齿的外部轮廓形状。此外，由此结构得出，或支架14可绕两个齿轮11或11a自由旋转地设置；或者固定或连接装置15可绕支架14自由旋转地固定在支架14中。从而保证装在清洁头中的牙刷同样可自由地绕轴线A1作旋转运动，并始终能适合牙齿的位置，无须操纵牙刷的人用手柄作相应的校正运动。
图2也是用剖面示意表示在电动牙刷的清洁头中的另一种按本发明的牙刷传动机构。这里再次通过驱动轴1传动设在清洁头中央的锥形齿轮7，此锥形齿轮的圆周上有一个设计为锥形的齿5，它与锥齿轮或人字齿轮3啮合。锥齿轮7绕第一轴线A1旋转，轴线A1的走向基本上垂直于驱动轴1的旋转轴线，或与之成斜角。锥齿轮7上面，在其两侧的周边区中，设有两个彼此对置的齿轮11，它们仍由齿轮传动装置9通过锥齿轮7传动。在这两个齿轮11的外侧各设有一个在边缘处的凸块13，它们分别基本上沿两个齿轮11的圆周，绕轴线A2旋转。
借助于这种中央齿轮7的结构，只要凸块或销子13通过连接或固定装置15直接与牙刷连接，便可以在如图2所示的结构中取消支架14。在驱动轴1旋转时，再次使牙刷19沿朝向或离开要清洁的牙齿的方向作往复直线运动。
图3中示意表示了一种类似的传动可能性，这时，图1或2中的往复运动与牙刷19尽可能大的强迫摆动运动叠加在一起。在图3中与图1或2中相同的构件采用同一个编号。
当锥齿轮7旋转并因而带动齿轮11旋转时，凸块13沿齿轮圆周运动，并因而产生使牙刷19作往复运动的上下运动。在摆动轴17的区域内，齿轮23装在连接或固定装置15上，齿轮23的外圆周上有齿25。齿25与设在牙刷19附近的壁29上相应的齿27啮合，壁29例如与在它下面的外壳2固定连接。在凸块13或连接装置15上下运动时，其旋转轴与牙刷19的旋转轴17连接的空转齿轮23沿壁29上的齿27运动。当齿轮23的侧面紧靠着牙刷19时，齿轮23的旋转由于在齿轮和牙刷之间存在摩擦而使牙刷19进行摆动，此时，在向下运动时牙刷19向里摆，而在向上运动时则向外摆。
因为齿轮23与牙刷19只是通过侧面摩擦连接，从而保证牙刷只能向前或向后倾到所规定的最大摆动位置。尤其在牙齿的清洁过程中，牙刷只能摆动到牙齿，也就是说，在牙齿上作用有一定的压力。当然，也可以使齿轮与旋转轴17摩擦连接，在这种情况下，牙刷19则应与旋转轴刚性连接。此外，还可以在“齿轮”23与壁面之间不用齿轮连接，代之以仅设一个粗糙表面，轮子23则借助于由此而造成的摩擦力运动。
在图4a、4b和4c中表示了另一种可能性，将牙刷19的往复直线运动与摆动运动相叠加。如图4a至4c中的结构所示，这一点是借助于两个弹簧机构35和39实现的，其中，相对设置并反向工作的牙刷19各借助一个弹簧39朝牙齿的方向压紧。与此压紧力的作用方向相反，在牙刷19下端的一个突起19a上，各通过一个夹紧弹簧或卡簧35上向内弯的弹簧段35b的作用，使牙刷19保持在向外摆的位置上。
在牙刷19向上运动时，夹紧弹簧或卡簧35通过在两端外伸的直段35a靠在导引件37的下边缘37a上，因此，如图4b所示，这两个向里弯的区段35b向后向下弯曲并分开，从而释放这两个牙刷19的端段19a。由于有朝牙齿方向的压紧力，使这两个牙刷19向里倾斜，因而现在牙刷紧贴在牙齿41的外形上。当牙刷处于“伸出”或上升状态，亦即在牙龈43的附近时，作此向里的倾斜运动。因此，在回拉牙刷19时，鬃毛21从牙龈沿齿面朝齿冠方向移动，对牙齿41进行清刷。一旦牙刷19到达齿冠，亦即牙刷处于“收回”或下降状态时，这两个端段35a紧贴着两个侧面导引装置37的下部阻挡面37b上，因此，卡簧或夹紧弹簧35向下围拢，于是两个向里弯的区段35b重新夹在两个突起19a上，并使牙刷19向外倾斜。
现在牙刷在互相分开的倾斜状态，亦即如所要求的牙刷几乎不与牙齿接触或完全不接触的情况下，从齿冠朝着牙龈的方向移动。
在牙齿的卫生学中业已证实，在清洁牙齿时，鬃毛的运动最好始终从牙龈朝齿冠进行而不相反，这样做是有优点的。
图5a和5b表示另一种传动机构方案，表明往复直线运动是如何与牙刷的摆动运动叠加的。齿轮11的传动仍通过锥形齿轮7，但其中显然也可以例如在图1中所表示的那样直接用锥齿轮3来传动。与图1至3中的结构不同，在齿轮11的周边上没有设置凸块13。确切地说，牙刷19的基座15与齿轮11中央旋转轴通过偏心轴42连接起来，偏心轴42具有设计为不同偏心度的部分。直接连接在齿轮11中心轴上的轴42有一个设计成强烈偏心或偏移的段43，在段43上又连接着段44，后者相对于齿轮11的旋转轴线A2的偏移或偏心度减小。在末端的轴42装在轴承42a中。
此双偏心式连接轴的外段44例如穿过基座15中的孔15a，基座15上支承着可绕轴17摆动的牙刷19。牙刷19的底点还通过连杆47与平行于齿轮11延伸的一个杠杆46连接，杠杆46的长度比区段43沿杠杆或摇杆46方向的侧向偏移量小得多。最后，还设有一个压紧弹簧49，将摇杆46并因而与之相连的牙刷19向下或向内压。
若锥齿轮7现在由驱动轴驱动而旋转，则与此同时，双偏心轴42借助于齿轮11绕轴线A2旋转，此时，借助于相对齿轮11偏心设置的段44使基座15作往复直线运动，并因而使与之连接的牙刷19作往复直线运动。在压紧弹簧49作用下，牙刷被向里压。在区段43旋转时，当其向上运动时从下面靠在摇杆46上，并使摇杆向上移动。与此同时，通过连杆47和轴17，使牙刷19按图5a箭头所示方向，从要清洁的牙齿向外摆动。
在完成了离开牙齿清洁头朝牙齿方向的行程后，区段43由于侧向偏移再次释放摇杆46。在这种情况下，摇杆在压紧弹簧49压紧力作用下向下摇摆，同时也使牙刷19朝牙齿的方向往里摆。由于在作往复运动过程中，从下降位置到上升位置时牙刷19向外摆，所以再次做到使牙刷鬃毛21几乎与牙齿和牙龈不接触，或根本不接触。一旦牙刷处于上升位置，牙刷向里摆，以便用鬃毛21进行从牙龈朝齿冠方向的清洁运动。通过在牙刷19上设置一个柔性或弹性区19a，还可使牙刷分别适应牙齿的外形轮廓。
在下面的图6至13中，将图1至5中示意表示的传动可能性，表示为有具体结构设计的所谓电动牙刷清洁器(以下简称电动牙刷)的清洁头。图中凡与图1至5中相同的零件仍用同一个编号表示。
图6和7表示一种清洁头的结构，其中包括了与图3类似的传动机构。图6表示清洁头的底座2，将传动输入此清洁头中例如从一个带电机的把手经驱动轴1进行。通过设在驱动轴1端处的锥齿轮3，传动一个相应的锥齿轮7，锥齿轮7绕一根在清洁头中央基本上垂直于驱动轴延伸的第一轴线旋转。但锥齿轮7的驱动也可以例如借助于驱动轴1通过蜗轮蜗杆传动装置来进行。
通过设在中央的齿轮9来传动齿轮11，在齿轮11的周边区外表面上各设有一个偏心凸块13。图6中没有表示牙刷，以便能将传动是如何传递给齿轮11的情况表示得更清楚。
图7表示通过清洁头的剖面，其中示意表示了驱动轴1插入底座2中。这两个齿轮11仍由锥齿轮7(图中看不到)通过齿轮9传动。两个各设在一个齿轮11端面上的凸块插入支架14中，支架14基本上是圆形的，这两个齿轮围绕着它，支架可以自由移动，并与插入其中的凸块13一起进行往复运动。图7实线表示支架14处于上升位置，虚线表示下降位置。支架14的侧面通过一个连接装置或基座15与牙刷19的摆动轴17连接，摆动轴17同时也是齿轮23的旋转轴。齿轮23的外侧与壁29上相应的切槽相啮合，壁例如可与底座2连接并可转动。由于齿轮23处于上升位置，所以此时牙刷19向外摆。
通过将支架14下降到虚线表示的位置，另一个齿轮23沿着切槽27绕轴17旋转，于是，与之相连表示在左边的牙刷19运动到向里摆的位置。显然，两个处于相对位置的牙刷必然同时向里或向外摆；为了能在一张图上同时表示两种位置，选择了图7所示的表示方法。
在齿轮23向下运动时，牙刷直接随着齿轮的旋转而向里摆动，在往复运动余留的距离中，牙刷和齿轮彼此相磨，因为齿轮与牙刷之间的连接仅借助于摩擦实现。在齿轮向上运动时重复同样的过程，此时，在往复运动一开始牙刷便立即向外摆，并接着与齿轮相磨。也可以将齿轮与旋转轴固定连接，但此时牙刷19应自由地支承在摆动轴上并在侧面通过摩擦附着在齿轮23上。或也可以将牙刷与摆动轴固定连接，而将齿轮23通过摩擦附着地与此摆动轴连接。
除此以外，显然还可以替代齿轮，而仅在“齿轮”23的圆周上设摩擦面，此摩擦面在侧壁29上相应的摩擦面上滚动。重要的是，通过轮23的滚动能使与之相连的牙刷19向里或向外摆动。
图8是表示类似于图6和7所示电动牙刷清洁头分解后的状态，包括带固定部分2a的底座2和一个可转动地与底座2相连的壁2b。驱动仍借助于驱动轴1通过设在轴端的蜗杆3，传递给设在底座2中央的齿轮7。由此齿轮7进一步通过中心齿轮9，将驱动传递给四个对称设置的锥齿轮11。为保证同步运动，在四个锥齿轮上面覆着另一个锥齿轮7a。四个各在端部的凸块13各插入可沿行程方向自由运动的支架14的一个槽4a中，以便造成此支架14作直线的往复运动。在支架14上面设有一个带侧向切口16a的承托件18，在它的侧向切口16a中装入固定件16，它通过在其端头的止挡面16b，将两个旋转支承17，包括牙刷19和齿轮23，紧压在一起固定住。显然，齿轮11、支架14、承托件18、固定件16、以及齿轮和牙刷19等，全都装在可转动的壁2b的里面。
图9表示的是如图8所示相同的牙齿清洁头处于局部组装的状态，尤其是表示了彼此对置的牙刷19和齿轮23与承托件18和固定件16固定连接或牢固地紧压在一起的情况。为保证在齿轮23和牙刷19之间的摩擦力，并在必要时经过一定程度磨损后能重新调整，另设有两根固定杆20，它们用来将两个在侧面的固定件通过止挡面16b牢固地紧压在一起。
与图8所示不同，图9中的清洁头只有两个彼此对置并在中央的齿轮11，用于将驱动从齿轮7传递到支架14。在支架14上还另外设有与支架14固定连接的清洁装置或刷子19b，例如用于清洁牙缝或清洁牙齿的牙冠表面部分。
图10a至10d表示按图8或图9所示牙齿清洁头的工作过程。图10a表示支架14、承托件18、侧面的固定件16和与之连接的牙刷19都处于下降后的位置，也就是说，处于从要清洁的牙齿41离开后的位置。
在图10b中整个清洁装置已经上升，此时，借助于图中看不到的凸块13，使支架14、与之相连的承托件18、侧向固定件16和牙刷19向上运动。与此同时，由于与侧面的齿27啮合使齿轮23向外转，因此，在摩擦力作用下在向上运动的一开始牙刷19从牙齿处离开并向外摆。一旦牙刷已处于向后摆的状态，齿轮23侧面与牙刷相磨，但不会使牙刷继续向后摆动。
当凸块13的向上运动结束或凸块13的往复运动开始向下时，齿轮23向内旋转，于是如图10c所示，由于侧面摩擦，牙刷重新朝着牙齿方向向内摆。因此，向下的运动在牙齿上产生一个符合牙科技术要求的从牙龈朝齿冠方向在牙齿上的清洁运动。
最后，图10d表示结束下降运动后的清洁装置，其中，牙刷仍处于向里摆的状态。紧接在图10d之后，牙刷由于向上运动而重新向外摆，这一情况如图10a所示。
图11表示了另一种电动牙刷清洁头分解后的状态，其中仍借助于驱动轴(图中未表示)传动在清洁头底座2中的四个设在中央的齿轮11，它们使设在中央的支架14作往复运动。支架14上仍设有一个承托件18，在承托件中相对地在摆动轴17上装有两组牙刷19。这些牙刷19借助于弹性构件39被向里压紧。在承托件18和支架14之间设有另一个其结构类似于图4a至4c中的卡簧或夹紧弹簧35。此卡簧或夹紧弹簧35用来通过端部向上弯曲的部分35b，驱动牙刷19下段19a使之向外摆。图11所示清洁头的工作过程不再重复说明，读者可以参阅对图4a至4c的介绍。
借助于卡簧或夹紧弹簧35端部外伸的直段35a，可使卡簧或夹紧弹簧35向上或向下压，在清洁头上部可转动的壁26上，制有相应的止挡面37a和37b。
作为对以上列举的图的补充，在图11中还表示了导引件14b，用以保证支架14在清洁头内部进行准确无误的往复运动。在清洁头中央仍固定安装着牙刷19b，例如适用于清洁牙缝。
最后，在图12和13中通过透视或剖切表示了另一种清洁头处于分解状态或处于组装状态，它的传动机构与图5a和5b类似。
传动仍例如从一个把手通过驱动轴1传递到设在中央的齿轮7，齿轮7例如通过蜗轮传动机构将传动传递给两个齿轮11。因此，齿轮7与两个齿轮11中之每一个各组成一个所谓的蜗轮对。两个齿轮的各两侧均设有类似于图5的双偏心轴42，它在中心旋转轴处与齿轮11连接，其端部装入支承42a中。这些双偏心轴各包括一个偏移量较大的段43和一个偏移量较小并与段43错开的段44，后者插入基座15的槽15a中，牙刷19可装在此基座15上。基座15可沿导引装置48移动地支承着，以便与牙刷19一起作往复运动。仍各设有四把牙刷19，但为了能看得更清楚起见，图上没有表示鬃毛21。
每一个包括四把牙刷19的牙刷组件中央装有一根摇杆，它包括一个连接片47和一个在端部的摇杆46，其中，连接片47通过摆动轴17与牙刷19相连。当摇杆46下降时使牙刷向里摆，而通过向上的摇动相应地使牙刷向外摆。借助于所设的另一个压紧弹簧49，可将牙刷19和包括摇杆46和连接片47在内的摇杆向里或向下压紧，因此不受外部影响地使牙刷19向内摆。为了使牙刷能适应不同的牙形，最好在牙刷下部设一个柔性部分19a，它例如用橡胶弹性的或弹性材料制成，这种材料例如为Beyer公司的Desmopan。当然，为此也可以使用任何弹性聚合材料，只要这些材料符合适用于牙科卫生学的相应的前提条件。
在中央和在齿轮7与齿轮11上覆盖着另一个固定板22，在固定板上设有中央牙刷19b，它们适用于清洁齿冠，尤其对于清洁在全付牙齿端部的牙齿是有其优越性的。
在驱动如图12和13所示的清洁头时，四根偏心轴42各绕两个齿轮的中心旋转轴转动，因此，现在区段43从下面作用在摇杆46上，并推动摇杆46向上。于是，牙刷19向外摆，因此，在朝牙齿的方向作往复运动时，牙刷是离开牙齿的。在通过偏心轴42的区段44的作用完成了向上的往复运动后，使区段43向外偏移，因为区段43相对于区段44侧向偏移或弯曲，因为释放了摇杆46，并使摇杆向下摇摆。在夹紧弹簧49的弹簧力作用下，牙刷19立即向里摆，因此在往复运动的向下过程中，牙刷清洁牙齿。
在图1至13中表示的传动机构和作相应设计的清洁头当然仅仅是举例，它们可改变、修改、或补充成任意类型和方式。力从驱动轴是否通过锥齿轮传动、通过斜齿轮对传动或通过蜗轮蜗杆传动是无关紧要的，重要的是首先借助于驱动轴传动一个运动传递机构，通过这个传动机构能产生一个往复直线运动。借助于这个往复直线运动，一方面可以使清洁机构产生一个上下往复运动，另一方面最好同时使此清洁机构能产生一个往复的摆动或摇动。
当然，清洁装置的摆动或摇动也可以通过一个独立的传动机构来产生，例如为气动的或液压的传动机构。
此外，用什么材料制作各个传动机构、轴和外壳等也是不重要的，例如驱动轴最好用金属制造，而装在清洁头中的传动机构以及运动传递机构、齿轮等用塑料制成，塑料一方面应有高的耐磨强度，另一方面能耐热水。选择结构材料，尤其如塑料时，其重要的依据是机械负荷和必要的化学稳定性及耐热水性能。这类用于制造电动牙刷清洁头的材料当然已为人们所熟知，因此在这里可不必列出最佳材料的名称。
1.摆动传动牙齿清洁器具上至少一个牙齿清洁装置的方法，此牙齿清洁器具有一个驱动机构，并有在驱动机构和清洁装置之间工作的云雾传递机构，其特征为，由驱动机构(1)的转动导出的运动传递机构(11)的旋转运动，在至少一个牙齿清洁装置的部位转变成一个往复运动，该往复运动的方向与驱动机构旋转运动的轴线成一角度，此往复运动传递到清洁装置(19)上。
说明书按照条约19条修改的声明在国际检索报告中首先提到的两个列为破坏新颖性的文献DE－2715414和US－3978852介绍了一种电动牙刷，其中，牙刷在一个驱动部件，例如在把手外壳中由驱动轴传动。总是在把手外壳中将驱动轴的转动转变为往复运动，以使装在把手外壳外的牙刷头来回运动。
与之相比，德国实用新型专利DE－G－8911427.2介绍了一种电动牙刷，其中，一根穿过牙刷头伸出的驱动轴使一个安置在端部的牙刷通过从轴导出的往复运动来回运动。往复运动摆动轴线平行于驱动轴的旋转轴线。
但是，在检索报告中列为破坏新颖性的这些文献根本不适用于驱动例如在EP－A－0173114中所介绍的清洁头或牙齿清洁器具，以便按本发明的要求能同时从两侧清洁牙齿。更谈不上对EP－A－0173114中所介绍的驱动机构进行简化。
为了更清楚地强调本发明与在检索报告中引用的三篇文献的区别，权利要求1作了如下准确的表达驱动机构的旋转运动转变为往复运动是在接近牙齿清洁装置处进行的，亦即在牙齿清洁头中接近真正的牙刷处进行，此往复运动的方向与驱动机构的旋转运动轴线成一角度。
权利要求
1.摆动传动牙齿清洁器具上至少一个牙齿清洁装置的方法，牙齿清洁器具有一个驱动机构，并有在驱动机构和清洁装置之间工作的运动传递机构，其特征为由驱动机构(1)的转动导出的在运动传递机构(11)上的旋转运动转变成往复运动，该往复运动的方向与驱动机构旋转运动的轴线成一角度，此往复运动传递到清洁装置(19)上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为，在运动传递机构上的往复运动与一个基本垂直于往复运动方向的旋转运动叠加起来，因此，往复运动可传递到清洁装置(19)上，并与此同时，清洁装置(19)可绕运动传递机构(11)旋转。
3.按照权利要求1或2之一所述的方法，其特征为，驱动机构(1)的转动转变为绕第二轴线(A2)的旋转运动，第二轴线(A2)基本上平行于驱动机构(1)的轴线，或仅与之有一个很小的夹角，此旋转运动转变成一个基本上平行于绕第二轴线(A2)进行的旋转运动平面(E2)的往复直线运动，并传递给清洁装置。
4.按照权利要求1至3之一所述的摆动传动牙齿清洁器具上至少一个牙个清洁装置的方法，牙齿清洁器具有一个驱动机构，并有在驱动机构和清洁装置的方法，牙齿清洁器具有一个驱动机构，并有在驱动机构和清洁装置之间工作的运动传递机构，其特征为，-由驱动机构的转动引出的至少一个绕第一轴线(A1)的旋转运动转变为绕第二轴线(A2)的转动，此第二轴线(A2)与第一轴线(A1)构成夹角，-绕第二轴线(A2)的旋转运动转变成一个基本上平行于绕第二轴线(A2)的旋转运动平面(E2)的往复直线运动，并传递给清洁装置(19)。
5.按照权利要求1或4之一所述的方法，其特征为，借助于此往复直线运动，使牙齿清洁装置(19)相对于清洁器具(2)或相对于要清洁的牙齿(41)作往复运动。
6.按照权利要求1或5之一所述的方法，其特征为，借助于往复直线运动，至少造成清洁装置(19)相对于清洁器具(2)或相对于要清洁的牙齿(41)的两个相对运动，即一个往复直线运动，一个绕装置(19)上的摆动轴(17)的摆动运动。
7.尤其按照至少前述权利要求之一所述的摆动传动至少一个清洁装置(19)的方法，借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，其特征在于，往复直线运动垂直于清洁装置(19)上的摆动轴(17)，用以造成清洁装置的往复直线运动，与此同时，在摆动轴上所设的转动机构(23)，在向下行程时朝一个方向转动，而在向上行程时朝另一个方向转动，借助于此转动机构(23)或它的转动，使清洁装置(19)作往复摆动运动。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征为，转动机构(23)通过其沿基本上平行于往复运动的平面(29)滚动而转动，此转动运动利用摩擦传递给清洁装置(19)，使之进行往复摆动运动。
9.按照权利要求1至6之一和权利要求7或8之一所述的方法，其特征为，在运动传递机构(11)上产生的并传给清洁装置(19)的往复直线运动，同时造成摆动轴(17)的往复或上下运动，并与此同时通过转动机构(23)的转动，使清洁装置(19)作往复摆动运动。
10.尤其按照至少前述权利要求之一所述摆动传动至少一个清洁装置(19)的方法，借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，其特征为，设夹紧弹簧式或卡簧式机构(35，39)，它们与清洁装置(19，19a)在工作上连接起来，并将此清洁装置夹紧定位在两个摆动位置上，夹紧弹簧式或卡簧式机构借助于至少一个参考系(37，37a，37b)，在往复运动时夹紧或松开或变换压力，于是使清洁装置(19)或摆动轴在两个位置之间来回摆动。
11.按照权利要求1至6之一和权利要求10所述的方法，其特征为，在运动传递机构上产生的并传递给清洁装置(19)的往复直线运动，同时造成了摆动轴的往复或上下运动，并与此同时通过夹紧弹簧式或卡簧式机构(35，39)的夹紧或松开或变换压力，使清洁装置(19)作往复摆动运动。
12.最好按照至少前述权利要求之一所述的摆动传动至少一个清洁装置的方法，借助于一个驱动机构在此清洁装置上造成一个上下往复直线运动，其特征为，借助于另一个往复直线运动，使得与清洁装置(19)杠杆式相连的摇摆机构(46)克服弹簧力(49)的作用，与往复式上下运动同步操纵，并操纵成当清洁装置(19)作其中一个方向的往复运动时，借助于摇摆机构(46)将清洁装置驱动到一个摆动位置，而在作另一个方向的往复运动时，在弹簧力(49)驱动下使清洁装置处于另一个摆动位置。
13.按照权利要求1至6之一和权利要求12所述的方法，其特征为，借助于从驱动机构通过运动传递机构(11)导出的旋转运动，转变成两个往复直线运动，其中一个往复直线运动引起上下运动，另一个往复运动作用在摇摆机构(46)上，以造成清洁装置的往复摆动。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征为，绕第二轴线(A2)的旋转运动转变成两个不同行程的往复直线运动，清洁装置(19)可摆动地支承着，其中一个往复直线运动横向地传递到摆动轴(17)上，另一个作为摆动驱动作用在摆动轴上。
15.带有驱动机构的牙齿清洁器具，用于借助于通过驱动机构摆动地驱动的清洁装置进行洁齿，其特征为，驱动机构(1)至少有一个轴状的构件，至少设有一个旋转的适用于至少产生一个往复运动的运动传递装置(11)，它与此轴状构件在工作上连接起来，此运动传递装置与清洁装置(19)在工作上连接起来，以便至少在清洁装置的一个部分上造成一个往复运动。
16.按照权利要求15所述的牙齿清洁器具，其特征为，设置一个把手和一个头部，清洁装置(19)设在一个至少基本上接近头部末端的清洁头(2)上或里面，至少清洁装置(19)的两个部分彼此对置并相反作用地装在清洁头上，以便至少进行一个相对于清洁头(2)的往复运动，以及，每一个清洁装置部分相对于另一个清洁装置部分各进行一个往复摆动运动。
17.按照权利要求15或16之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，至少清洁装置的两个部分面对着一个牙齿(41)成凹状地围绕着此牙齿地设置着，因此清洁装置(19)围绕着牙齿的至少两个侧面。
18.按照权利要求15至17之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，清洁头设计成至少分成两部分，其中的一个部分(2b)可运动地与另一个部分(2)(例如为一个底座)相连接。
19.按照权利要求15至18之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，驱动机构是一根驱动轴(1)，它通过一个在其端部的蜗杆、锥形或人字形齿轮(3)，与至少一个在清洁头(2)中的第一运动传递装置(11)相连，并传动此装置(11)，其中，此第一运动传递装置最好是一个设计成轮状、盘状或圆柱状的装置，并带有至少一个相对于其旋转轴线(A2)偏心设置的轴状、销子状或凸块状的装置(13)，此时，运动传递装置(11)和偏心装置(13)安排成能产生一个相对于驱动轴的旋转轴线成一个角度的往复运动。
20.按照权利要求15至19之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，第一运动传递装置(11)由至少两个彼此对置的轮状、盘状或圆柱状的装置构成，在每一个的外侧至少带有一个偏心装置(13)，此偏心装置与一个可绕运动传递装置(11)自由转动并可沿往复运动方向移动地支承着的支架(14)相连，支架与清洁装置(19)的至少一个部分在工作上连接起来，以便使清洁装置作往复直线运动。
21.按照权利要求15至20之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，在驱动机构(1)和第一运动传递装置之间，设有另一个第二运动传递装置(7)，借助于此第二运动传递装置(7)，将驱动从驱动轴(1)传给第一运动传递装置(11)，其中，第二运动传递装置的旋转轴线(A1)与驱动机构的旋转轴线成一个角度，而第一运动传递装置(11)的旋转轴线(A2)则相对于第二运动传递装置(7)的旋转轴线(A1)又再次成一个夹角。
22.最好至少按照前述诸权利要求之一所述的带有驱动机构的牙齿清洁器具，用于借助于通过驱动机构摆动地驱动的清洁装置进行洁齿，其特征为，牙齿清洁装置(19)可绕摆动轴(17)摆动地支承着，在摆动轴(17)上装有滚轮状或齿轮状的转动件(23)，牙齿清洁装置(19)例如通过摩擦与此转动件(23)在工作上连接起来，此滚轮状或齿轮状的构件(23)靠在互补的壁上或与之相啮合，当牙齿清洁装置(19)作往复运动时，构件(23)可绕摆动轴(17)转动，由此促使牙齿清洁装置作往复摆动运动。
23.按照权利要求22所述的牙齿清洁器具，其特征为，转动件(23)与摆动轴(17)和/或与清洁装置(19)的至少一个部分通过摩擦连接成，当沿一个方向转动时，清洁装置被推向一个摆动位置，而当沿另一个方向转动时，被推向另一个摆动位置。
24.最好至少按照前述权利要求之一所述的带有驱动机构的牙齿清洁器具，用于借助于通过驱动机构摆动地驱动的清洁装置进行洁齿，其特征为，设有夹紧弹簧式或卡簧式机构(35，39)，它们与清洁装置(19)在工作上连接起来，并将此清洁装置定位在两个摆动位置上，彼此对置并相反作用地安装着的清洁装置(19)，可绕摆动轴(17)从这一个摆动位置摆动到另一个摆动位置可相反，另外，还至少设一个参考系(37，37a)，以便在摆动轴(17)运动时，借助于一个朝向和/或离开参考系(37，37a，37b)的往复运动，使夹紧弹簧式或卡簧式机构(35)夹紧或松开或变换压力，因此牙齿清洁装置(19)可相对于清洁头向内或向外摆动，亦即处于这一个或另一个摆动位置。
25.最好至少按照前述权利要求之一的带驱动机构的牙齿清洁器具，用于借助于通过驱动机构摆动地驱动的清洁装置进行洁齿，其特征为，设一个用于产生另一个往复运动的驱动机构，和一个与至少清洁装置(19)的一部分杠杆式连接的摇摆机构(46)，此摇摆机构(46)可借助于另一个往复运动进行操纵，使清洁装置摆动到一个位置；以及设有一个弹簧机构(49)，借助于引弹簧机构，可将清洁装置(19)压向另一个摆动位置。
26.按照权利要求25所述的牙齿清洁器具，其特征为，驱动机构与驱动机构(1)是一致的，运动传递装置(11)与至少两个偏心装置(43，44)在工作上连接起来，以产生这一个和另一个往复运动。
27.按照权利要求15至26之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，清洁装置(19)至少有一个橡胶弹性段(19a)，以便能最好地适应牙齿(41)的不同轮廓形状。
28.按照权利要求15至27之一所述的牙齿清洁器具，其特征为，独立地受驱动而工作的清洁装置(19b)，最好设在清洁头(2，2b)的中央和/或在周边，以便尤其是清洁牙齿的缝隙。
全文摘要
为了摆动传动带驱动机构(1)的牙齿清洁器具上的至少一个牙齿清洁装置(19)，例如是一把牙刷，从驱动机构(1)(例如为一根驱动轴)的旋转运动首先导出一个绕旋转轴线(A
文档编号A61C17/00GK1105173SQ94190198
公开日1995年7月12日 申请日期1994年4月5日 优先权日1993年4月15日
发明者安德烈斯·莫勒 申请人:安德烈斯·莫勒