CN103269654A - 用于电动牙刷的具有楔形和弹簧手柄接口的刷头 - Google Patents

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Abstract

刷头(24)是电动牙刷(10)的一部分，所述电动牙刷包括手柄部分(12)，其带有具有楔形自由端(40)的驱动轴(14)以及外表面(35)中适于接纳螺旋弹簧构件(32)的一部分的圆形凹槽(36)。颈部的中空部分在其内表面(37)包括圆形凹槽(38)，其在所述刷头操作定位于手柄上时与驱动轴上的凹槽相配合，其中所述中空部分在其远端包括楔形凹槽(44)，其以配套关系接纳驱动轴的楔形端。

Description

用于电动牙刷的具有楔形和弹簧手柄接口的刷头
技术领域
本发明总体上涉及电动牙刷的刷头，尤其涉及刷头和牙刷手柄部分之间的机械接口。
背景技术
可移动(即振动)刷头和电动牙刷的手柄之间的接口配置对于牙刷的适当操作而言是必要的。所述接口必须提供所要求的轴向保持力以将刷头在使用期间进行固定，但是允许所述刷头被用户方便地拔出以使得能够在达到寿命结束时或者要对手柄进行清洁或者要使用诸如家庭成员的另一刷头时对其进行替换。此外，所述接口必须在从手柄延伸的牙刷驱动轴和刷头之间提供有效的扭矩传递。驱动轴运动和刷头的相对应运动之间任何损失的运动都会导致低效率操作、不良的刷牙效力以及噪声。
此外，机械接口还应当被设计为适应合理的制造公差和材料变化，以使得轴向保持力和扭矩传递特性在刷头之间是一致的。例如，材料的差异可能会导致特定刷头在操作期间脱落，而这是不期望见到的。而且，所述接口必须能够对刷头振动期间所产生的所有惯性力进行反应，以便是具有效率和效能的。例如，如果机械接口的一部分为弹簧，则弹簧刚度必须处于特定水平；如果弹簧刚度低，则扭矩传递的效率将会明显降低，导致刷部移动的幅度下降以及不良的临床功效。
因此，针对接口组件而言将期望在没有严格制造公差要求的情况下提供可靠且一致的轴向保持力以及高效的扭矩传递。
发明内容
因此，这里公开了一种电动牙刷及其刷头，其中刷头组件可以从牙刷的手柄部分取下并且插在其上，所述手柄部分包括驱动轴，所述驱动轴从所述手柄部分延伸，具有楔形自由端以及所述驱动轴的外表面中的用来接纳弹簧构件的一部分的***凹槽，所述刷头包括：安装在延长颈部远端上用于清洁牙齿的刷构件，所述颈部在从其近端起的其长度部分上是中空的以便接纳来自手柄部分的驱动轴，其中所述颈部包括其中空部分的内表面中的***凹槽，其在所述刷头组件操作定位于手柄上时与驱动轴中的凹槽对准，圆形弹簧构件被接纳于所述凹槽之中以提供刷头组件在驱动轴上可靠的轴向固定，并且其中颈部中空部分在所述中空部分的上端包括配套的楔形凹槽以协同地以充分紧固的关系接纳驱动轴的楔形端以便在驱动轴和刷头组件之间提供有效的扭矩传递。
附图说明
图1是结合有这里所公开的刷头/手柄接口的电动牙刷的简化立面分解视图。
图2是更为详细地示出图1的刷头/手柄接口配置的分解视图，其中所述接口部分地以截面示出。
图3和4示出了图1的刷头/手柄接口的正交截面图。
具体实施方式
图1总体上以10示出了电动牙刷。其包括手柄部分12，所述手柄部分12具有从手柄顶部延伸的驱动轴14。驱动轴14是手柄中由电池18进行供电的驱动组件16的一部分，所述电池18通常是可充电的。通/断开关20控制牙刷的操作。驱动组件16可以为各种形式。在一个实施例中，驱动组件为以200-300Hz范围内优选为大约260Hz的频率振动驱动轴经过例如处于5-20°范围之内优选为大约11°的所选择角度的电磁电机。这些规格通常提供有效的清洁。然而，应当理解的是，可以使用其它驱动装置。
牙刷10还包括刷头组件部分24。所述刷头组件部分24包括用于与牙齿相接触并清洁牙齿的常规刷构件26，以及延长的颈部28。刷毛构件26被安装在颈部28的远端。颈部28通过刷头/手柄接口与手柄部分12相配套，所述刷头/手柄接口包括刷头颈部之内的具体机械特征，所述特征在刷头24和驱动轴14之间提供了可靠连接。
现在参考图2、3和4，刷头组件部分24通过弹簧装置/构件32而被保留在驱动轴14上并且可从其取下。所示实施例中的弹簧构件为线圈弹簧，这是具有形成圆环的螺旋线圈的弹簧。例如，可以将螺旋弹簧的两端焊接在一起以形成所期望尺寸的圆环。一种这样的弹簧可从Bal Seal Engineering公司获得。弹簧构件32由弹簧钢所制成。在所示的牙刷实施例中，线圈自身的直径33为几毫米，即1/2至3mm。在驱动轴14的外表面35和刷头组件24颈部28的内表面37之间相适应的弹簧32的直径33(图4)处于5-10mm之间。
驱动轴的外表面35和其下部区域中空的刷头组件颈部的内表面37分别包括凹槽36、38，如图3和4中的装置中最清楚地示出的，它们在所述刷头操作定位于手柄上时相对准。
所示实施例中的螺旋线圈弹簧的大小和直径针对牙刷实施例进行调适。根据特定应用，诸如针对不同于牙刷的个人护理器具而言，可能有不同的弹簧大小，即不同的线圈直径和不同的弹簧直径。相应凹槽36和38的深度大约为线圈直径的四分之一至一半。典型地，颈部中的凹槽将比驱动轴上的凹槽更深，这是因为在将刷头从驱动轴取下或插到驱动轴上时更期望令弹簧保留在颈部之内。然而，也可以与之相反，即驱动轴上的凹槽可以更深以使得弹簧在取下和***刷头时保留在驱动轴上。以上的这种弹簧/凹槽配置形式提供了可靠的轴向保持力；在所示实施例中，其通常处于5-15牛顿的范围之内。所述保持力在牙刷操作期间将刷头组件24保持在驱动轴34上(即，使得其将不会在操作期间“脱落”)，但是也允许刷头被一般用户方便地取下以便替换新的或不同刷头或者对手柄进行清洁。
仍然参考图2-4，驱动轴14在其上端包括楔形部分40。在所示实施例中，所述楔形部分的长度大约为5-15mm，优选为10mm。所述楔形部分的远端40为2-4mm长且大约1-2mm宽。典型地，末端40的边缘将是倒圆的。所述楔形部分的角度处于5-30°范围之内，优选地大约为20°。
颈部的中空部分包括处于其上端的配套楔形凹槽44，其用于接纳驱动轴的楔形部分40。典型地，楔形凹槽44的配置将与驱动轴的楔形部分40紧密匹配，虽然两个凹槽的角度可以稍有不同，即几度的差异。所产生的楔形组合(驱动轴部分和颈部凹槽)在驱动轴14和刷头24之间提供了可靠、高效的扭矩传递。嵌套于两个凹槽36和38中的线圈弹簧以及楔形组合的组合形式还产生了相对于接口的各种组件的尺寸公差的合理范围有效(即，鲁棒)的接口，即所述接口能够适应驱动轴和颈部之间的一些大小差异以及材料构成的一些差异。楔形驱动轴和颈部中配套的楔形凹槽的配置确保了配套表面将被拉至一起而直接接触，而在两个部件之间没有任何间隙。在其被定位于两个凹槽之中时，线圈弹簧将占去相应的驱动轴的外直径和/或颈部中空部分的内直径中的公差，这消除了两个部件之间的运动/游隙。
以上配置形式因此在驱动轴和刷头组件之间提供了结构简单但是鲁棒的接口，其具有可靠、低变化的轴向保持力以及有效的扭矩传递。
虽然已经出于说明的目的而公开了优选实施例，但是应当理解的是，可以对所述优选实施例进行各种变化和修改以及替换而并不背离如以下权利要求所确定的本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于电动牙刷(10)刷头组件，其中所述刷头组件(24)能够从所述牙刷的手柄部分(12)取下并且插在其上，所述手柄部分包括驱动轴(14)，所述驱动轴从所述手柄部分延伸，具有楔形自由端(40)以及所述驱动轴的外表面(35)中的用来接纳弹簧构件(32)的一部分的***凹槽(36)，所述刷头包括：
安装在延长颈部(28)的远端上用于清洁牙齿的刷构件(26)，所述颈部从其近端起的其长度的一部分上是中空的以便接纳来自所述手柄部分的所述驱动轴，其中所述颈部包括其所述中空部分的内表面(37)中的***凹槽(38)，所述***凹槽在所述刷头组件操作地定位于所述手柄上时与所述驱动轴中的所述凹槽相对准，所述弹簧构件(32)被接纳于所述中空部分的内表面(37)中的***凹槽(38)之中以提供所述刷头组件在所述驱动轴上可靠的轴向固定，并且其中所述颈部的所述中空部分在所述中空部分的上端包括配套的楔形凹槽(44)以协同地以充分紧固的关系接纳所述驱动轴的所述楔形端以便在所述驱动轴和所述刷头组件之间提供有效的扭矩传递。
2.根据权利要求1的刷头组件，其中所述驱动轴末端和所述颈部中的所述凹槽之间的关系足够紧密以去除所述驱动轴和所述刷头组件之间的基本上所有游隙。
3.根据权利要求1的刷头组件，其中所述弹簧构件为以圆环配置的螺旋弹簧。
4.根据权利要求1的刷头组件，其中所述刷头组件的所述颈部中的所述凹槽比所述驱动轴中的所述凹槽更深，以使得在将所述刷头组件从所述驱动轴取下时将所述弹簧保留在所述颈部之内。
5.根据权利要求1的刷头组件，其中所述楔形凹槽的角度处于5°至30°的范围之内。
6.根据权利要求1的刷头组件，其中所述楔形凹槽的角度基本上与所述驱动轴的所述楔形自由端的角度相同。
7.根据权利要求5的刷头组件，其中所述楔形凹槽的上端具有1-2mm范围内的宽度、2-4mm范围内的长度，并且其中所述楔形凹槽的长度处于5-15mm的范围内。
8.一种电动牙刷(10)，包括：
具有驱动组件(16)的手柄(12)，所述驱动组件具有带楔形自由端(40)的延长驱动轴(14)，所述驱动轴包括处于其外表面(35)中的圆周凹槽(36)；
刷头(24)，其具有用于清洁牙齿的刷构件(26)以及延长颈部(28)，所述刷构件在所述延长颈部的远端安装于所述延长颈部上，所述颈部在从其近端起的长度的一部分上是中空的，适于并配置为接纳来自所述手柄部分的所述驱动轴，其中所述颈部包括所述颈部的所述中空部分的内表面(37)中的***凹槽(38)，所述***凹槽在所述刷头组件操作地定位于所述手柄上时与所述驱动轴中的所述凹槽相对准，并且其中所述颈部的所述中空部分在所述中空部分的远端包括配套的楔形凹槽(44)以协同地以充分紧固的关系接纳所述驱动轴的所述楔形自由端以便在所述驱动轴和所述刷头组件之间提供有效的扭矩传递；和
弹簧构件(32)，其被调适且配置为安装于在所述刷头操作地定位于所述手柄上时相对准的所述圆周凹槽和所述***凹槽之内，提供所述刷头在所述驱动轴上可靠的轴向固定。
9.根据权利要求8的电动牙刷，其中所述弹簧构件为以圆环形式的螺旋线圈弹簧。
10.根据权利要求8的电动牙刷，其中所述颈部中的所述凹槽比所述驱动轴中的所述凹槽更深，以使得在将所述刷头组件从所述驱动轴取下时将所述弹簧构件保留在所述颈部中。
11.根据权利要求8的电动牙刷，其中所述驱动轴的所述楔形自由端具有与所述颈部中的所述楔形凹槽的角度基本上相同的角度。
12.根据权利要求11的电动牙刷，其中所述角度处于5°至30°的范围之内。
13.根据权利要求8的电动牙刷，其中所述驱动轴的所述楔形自由端与所述颈部中的所述楔形凹槽的宽度基本上相同，均为1-2mm，长度实质上相同，均为2-4mm，并且所述楔形端和所述楔形凹槽的长度基本上相同，均为5-15mm。
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