本发明涉及一种电动防蚀牙刷,它含有一个在其一端装有清洁/按摩头(具体说是牙刷头)的手柄,所述清洁/按摩头绕大致垂直于手柄纵向轴线旋旋并由装在手柄内的马达(最好是电动马达)带动,连续地单向旋转运动或往复式旋转运动。
本发明的目的在于提供一种上述类型的牙刷,这种牙刷将具有更有效的清洁功能和去除牙斑的作用,并且,从按摩和清洁牙龈的观点来看,可保证极好的疗效。
本发明的另一目的是改进上述类型的牙刷之结构,具体说是使驱动零件和传动零件更容易生产和装配,从而降低制造成本,延长牙刷寿命。
本发明以上述类型的牙刷的形式来达到这些目的,在这种牙刷中,清洁/按摩头至少由两件独立的清洁/按摩工具部分组成,该两部分彼此相对地同轴向地支承以使它们能互相相对地转动,在连续地单向转动的情况下,它们互相呈反方向的转动,在往复式转动的情况下,它们彼此呈反相位的转动。
转动驱动装置和清洁/按摩工具可以是任何类型的。
在清洁/按摩工具部分是牙刷头的情况下,该牙刷头由至少一个管状的外刷和至少一个中心的内刷组成,所述内刷与上述外刷同一轴线,并可作相对于外刷的转动,内刷和外刷的刷毛大致平行于转动轴线或来回振摆的轴线。
上述管状外刷和中心内刷的刷毛自由端,可以端接在同一平面上或同一曲面上,或者,它们具有互不相同的长度。
牙刷头的两个反向旋转部分可增强牙刷的清洁作用和去除牙斑的作用,而且改进了有益的按摩牙龈的动作。
按照本发明的另一特征,使两个同轴的牙刷作彼此反相位的往复式转动的机构包含:
-围绕本身轴线作连续单向旋转的驱动轴,其轴线垂直于牙刷旋转的轴线;和
-将转动运动传输给牙刷并由与驱动轴转动地连接且与两个牙刷部分动态配合的传动轴组成的传动机构,其形状要使得两个牙刷部分在两人个极端角度位置之间绕其共同的轴线呈彼此反相位的往复摆动。
上述传动轴可制成带有弯曲的轴的形状。
在本发明的一个特别有利的实施例中,传动轴含有一个其取向垂直于驱动轴之转动轴线的偏心V形段,V形之顶点或多或少地处于两个同轴牙刷的转动轴线中,同时,管状外刷和中心内刷设有可绕它们的轴线一个在另一个内部转动地支承的圆柱形刷毛支承座,该
支承座各在其径向相对边设有一轴向槽,这些槽分别与偏心V形段的一个斜臂相配合,而在与一个刷毛支承座的凹槽的同一边,另一个刷毛支承座有一个传动轴的通孔,其尺寸设计成可防止相应的刷毛支承座与配合在另一个刷毛支承座的凹槽中的V形段斜臂之间的互相干扰。
构成牙刷头的两个同轴牙刷的往复式旋转运动的振摆幅度可以改变,并可通过改变V形轴的两个斜臂相对于驱动轴的纵向轴线的斜度使每个牙刷具有不同的振摆幅度。
传动轴的V形段斜臂可处在平行于驱动轴的转动轴线的同一平面内,在此情况下,两个牙刷的运动处于理想的反相位状态。通过使传动轴V形段的一个臂具有更大的垂直于包含另一个臂的平面的斜度,可以改变两个牙刷的振摆运动的相位之间的关系。
用于驱动牙刷头的两个牙刷作往复式的反相位转动的传动装置是十分简单的,而且易于制造,不要求作高精度的加工,它保证了即使在磨损的情况下也很少可能有操作故障,并且,牙刷的结构仅含有极少量可方便而快速地装配的廉价零件。
通过明显和适当的改变,本发明的传动装置也可用来使只含有一个牙刷的牙刷头作往复振摆运动,其方法是将传动轴的结构限制为只有一个单一的斜臂。
同理,如果牙刷头由两个以上反向旋转的部分组成,也可以经过明显的改型,增加各在相应部分的槽内配合的倾斜段,使用传动轴来
驱动上述各部分。
本发明还有其他的一些能进一步改进上述牙刷的特征,这些特征包含在相关的权利要求中。
下面将通过附图中的非限制性实例所示的最佳实施例来详细说明本发明的具体特征和所具有的优点,附图中:
图1是按照本发明的牙刷的部分透视图;
图2是图1所示牙刷头的平面放大图;
图3是牙刷柄和牙刷头端部的轴向放大剖视图;
图4是单独牙刷头的轴向放大剖视图,是沿着驱动轴旋转轴线方向从牙刷头与驱动轴相对一侧看的视图;
图5是前面图中所示牙刷头的分解透视图;
图6至图8是牙刷头和通过垂直于该牙刷头旋转轴线平面的相关轴柄端部的剖视图,各图示出在转半圈时处于不同角度位置的驱动轴和传动轴。
上述附图示出一种防蚀牙刷,它包含一个手柄部分1,一个沿轴向可拆卸装到手柄部分1上的轴柄2,一个装在轴柄2之自由端的牙刷头3,该牙刷头3由一个圆筒形的管状外部刷4和一个圆形内部刷5组成。管状外部刷4和圆形内部刷5由与轴柄2成一整体的圆筒形外壳6同轴地支承着,且能相对于外壳6互相转动。牙刷头3的取向要使得它的转动轴线和刷毛7大致垂直于轴柄2的轴线。管状外部刷4由一个可自由转动地装在外壳6的互补空腔106中的
刷毛载杯104组成。载杯104的最前面由一个带有固定刷毛组7的轴向孔304的径向加宽部分或台阶204形成。这个加宽部分或台阶204靠在容纳空腔106之壁上的内环凸肩206上。装在圆筒形刷毛载杯104内作为内部刷5的装刷毛的元件并在空腔106内固定刷毛载杯104的是中空圆柱体105,该圆柱体105的最前面带有固定刷毛组7的轴向孔205。
刷毛载杯104和装刷毛的圆柱体105通过轴向扣住它们的扣件13安装在外壳6内,在所举之实例中,扣件13包含靠在外壳6最外面的表面413和至少两个或多个轴向扣舌113,例如一个扣舌113的环。扣舌113具有类似于锯齿的钩齿213,其齿顶点径向向外,并带有斜面313以利于将它们插入。在牙刷头的背离刷毛7的面上,外壳6、刷毛载杯104和装刷毛的圆柱体105分别有同心的孔304、604和605,这些孔与轴向扣舌113相配合。刷毛载杯104中心孔604的直径小于装刷毛圆柱体105的外径,因而形成一环形端接法兰,用以支承上述装刷毛圆柱体105的外圆周边。在装刷毛圆柱体105的内部有一环形槽705,安装时,扣件113的齿213卡入槽705内,因此,装刷毛圆柱体105和刷毛载杯104在轴向上固定但可相对于壳6自由地绕它们的轴线转动。
在径向相对的两边,刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105分别有一轴向槽404、405,而在同一边上,刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105的其他部分具有与刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105的轴向槽
404、405同心的大致为圆形的孔505和504。
轴柄2是管状的,并且可转动地装在同轴的驱动轴8内,该轴8在其装配入手柄1的一端,装有可使它活动地转动连接到驱动马达(最好是电动马达,未示出)的轴10上的装置9,该马达装在手柄1内。驱动轴8是锥形的,在其最靠近牙刷头3的端部有一圆盘形导向法兰208,该法兰作为一个滚动轴承与轴柄2的圆筒内壁互相配合。在驱动轴8的另一端也有一圆盘状法兰308,起到一个与轴柄2的内壁配合的滚动轴承的作用并起到一个止推轴承的作用。上述圆盘形法兰308插在轴柄2连接口的径向加宽部分或台阶102与手柄上相应凸形部分101的最末端凸缘之间。
在最靠近牙刷头3的端部,驱动轴8与传动轴11整体转动地连接,这种连接可以通过例如一个在驱动轴8的端部的非圆形轴向连接座108来实现,而传动轴11的相应非圆形连接端111被引入连接座108内。传动轴11有一垂直于驱动轴8转动轴线并相对于上述转动轴线偏心地取向的V形段,该V形段的第一倾斜臂211与管状外部刷4的刷毛载杯104的轴向槽404配合,从而通过内部刷5的装刷毛圆柱体105的孔505在后者的转动轴线上或多或少地与V形段的下一个臂311连接,该臂311沿相反方向倾斜,并在与刷毛载杯104的轴向槽404径向相对的上述装刷毛圆柱体105的槽405内配合。刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105的孔504和505最好是圆形的,并与驱动轴8同轴,它们的半径要使得通过它们的传动轴
11的V形段的臂211和311的重合部分在转动时不会与其圆周边缘相干扰。
图6-8示出驱动轴8转半圈时的三个阶段,从图中可以清楚地看出,在刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105的槽404、405中配合的臂211、311是自由的,以便当它们与刷毛载杯和装刷毛圆柱体104、105沿周边接合时,可进行相对于槽404和405的轴向相对运动,其结果是引起刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105围绕自己的轴线作互相反向的转动。在驱动轴8转前半圈时,刷毛载杯104作逆时针转动,而装刷毛圆柱体105则作顺时针方向转动。在驱动轴8转后半圈时,刷毛载杯104和装刷毛圆柱体105的转动方向颠倒过来,这样,通过传动轴11使将驱动轴8的单向连续转动转换成外部刷4和内部刷5的反相位的往复式转动。
很容易证实,如果传动轴11的横向V形段的两个臂211和311相对于驱动轴8转动轴线以相等的但相反的角度倾斜,那么外部刷4和内部刷5的振摆冲程的角度振幅实际上是一样的,上述的角度振幅可以通过改变臂211和311的倾斜角的绝对值来改变。而且有可能通过给予传动轴11的臂211和311以不同的绝对倾斜角来完成不等角度振幅的反相位往复摆动。另外,通过在穿过臂211和311的公用平面之外增大臂211或臂311的倾斜,可改变外部刷4和内部刷5的来回振摆运动之间的相位关系。
本发明的牙刷的具体结构就是部件数目限制在6个以下,即,
包含管状轴柄2和牙刷头3之外壳6为一整体的支承结构、两个同轴的外部刷4和内部刷5、扣件13、驱动轴8和传动轴11。通过将外部刷4和内部刷5设计成彼此轴向固定并与外壳6固定(例如通过补偿互联的圆形凸肩和圆形凹槽来达到),并使传动轴11与驱动轴8做成一整体,可将部件数正好减至4个。本发明牙刷的结构十分简单,这就使得所用的制造工艺简化,因为上述部件不要求很高的尺寸精度。
显然,本发明并不仅限于上面所述的和所示出的实施例,而是可以作较大的改变和改进的,特别是在结构方面。例如,牙刷头可以用诸如磨光头、抛光头、按摩头和其他头之类的不同工具来替代。而且,传动装置的具体结构也可以用其他类似的装置,只要能将一个连续旋转运动转换成两个反相位的往复运动就可。另外,通过简单地省去传动轴11的末端倾斜槽311,本发明的传动装置可用来将单向的连续旋转运动转换成整体的工具头(例如单一牙刷的牙刷头)的往复旋转运动。上面所述的所有各种改变都可以在不背离上面所述的和下面权利要求规定的根本原则的情况下进行。