CN103784207B - 一种个人电动清洁工具 - Google Patents

Abstract

一种个人电动清洁工具，其包括：柄部，其容纳有驱动元件；头部，其连接有承载清洁元件的承载体，承载体限定了第一接合形状；传动杆，其远离头部的一端可操作地连接到驱动元件，其靠近头部的一端固定有限定了与第一接合形状适配的第二接合形状的驱动轮，以使得当传动杆被驱动元件驱动时承载体随驱动轮而往复转动；其中，第一接合形状和第二接合形状的其中之一为由一个锥齿轮上两个彼此面对的锥形齿齿面所限定的形状，第一接合形状和第二接合形状的另一个为与两个锥形齿齿面啮合的一个锥形齿所限定的形状。通过本发明，个人电动清洁工具的头部的体积被设计得更小，使用者使用更舒服。

Description

一种个人电动清洁工具

技术领域

本发明涉及一种个人电动清洁工具，具体地，涉及一种口腔电动清洁工具，更具体地，该口腔电动清洁工具为电动牙刷。

背景技术

本领域存在各种用于将马达或其他电动源的旋转输出转换成所需要的个人电动清洁工具所需的特定运动的技术。很多技术包括一个作为传动系部件的转轴。该转轴可旋转、摆动或往复运动。该转轴被联接到个人电动清洁工具的清洁元件的承载体上。通常，该清洁元件的承载体由转轴以旋转或摆动的方式围绕一个垂直于该转轴纵向轴线的轴线产生传动。

作为个人电动清洁工具的一种，电动牙刷提供了许多口腔卫生的好处。例如，牙刷可以除去斑点和食品残渣，以便帮助避免龋齿和疾病。它们除去每颗牙齿表面被玷污的表面，以便有助于牙齿变白。另外，与刷牙运动相结合的刷毛按摩牙龈组织，用于刺激组织和增加组织的健康。而且，电动牙刷可以以非常高的速度运动，这可以达到更好的清洁效果。通常电动牙刷由诸如一次性电池或者可充电电池的电力供应元件提供电力，上述电力供应元件给诸如小型电机的驱动元件提供电力，该驱动元件再通过布置在驱动元件和清洁单元之间的传动系驱动清洁单元，如牙刷头，以使清洁单元往复摆动或往复转动从而实现对牙齿的清洁。

然而，由于现有的电动牙刷的头部都容纳有往复运动构件，故，头部的体积通常被构造得较大。当这种牙刷的头部伸入到口腔内执行刷牙操作时，使用者的感觉并不是特别舒服。

发明内容

为了将个人电动清洁工具的头部的体积设计得更小，本发明公开了一种个人电动清洁工具，其包括：柄部、头部和传动杆。其中，柄部容纳有驱动元件，头部连接有承载清洁元件的承载体，承载体限定了第一接合形状；传动杆在其远离头部的一端可操作地连接到驱动元件，在其靠近头部的一端固定有限定了与第一接合形状适配的第二接合形状的驱动轮，以使得当传动杆被驱动元件驱动时承载体随驱动轮而往复转动。其中，第一接合形状和第二接合形状的其中之一为由一个锥齿轮上两个彼此面对的锥形齿齿面所限定的形状，这对锥形齿齿面具有相同的锥齿轮的锥点，它们限定了中空部分，第一接合形状和第二接合形状的另一个置于所述中空部分内、为与两个锥形齿齿面啮合的一个锥形齿所限定的形状；所述传动杆的转动角度不大于90度，相应地，所述承载体的转动角度也不大于90度。

进一步地，承载体设有限位部，头部相应地设有匹配限位部，限位部和匹配限位部被配置为当承载体在传动杆的转动而随动时限位部始终与匹配限位部接合，从而允许承载体绕其转动轴线转动的同时防止承载体脱离头部。这样，在使用该护理工具时，该承载体不会在其转动轴线上滑动，或者该承载体仅在其转动轴线上做限制性的滑动，从而可以防止它在运行期间中脱离头部而飞出。

具体地，限位部为凹槽，匹配限位部为限位销，凹槽周向地开设在承载体的连接部分的外表面上，限位销的一端固定到头部上另一端凸伸到头部内并被容纳到凹槽内。

优选地，限位销的数目为至少两个。

更优选地，至少两个限位销在与承载体的第一转动轴线相垂直的平面上绕承载体的第一转动轴线均匀分布。

优选地，驱动轮的限定第二接合形状的齿轮部分和承载体的连接部分被容纳在头部内。

优选地，承载体绕着第一转动轴线随动，传动杆绕着第二转动轴线转动，第一转动轴线基本上垂直于第二转动轴线。

具体地，个人电动清洁工具为口腔清洁工具。

更具体地，口腔清洁工具为电动牙刷，前述清洁元件为刷毛。

附图说明

为了解释本发明，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中：

图1为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的示意图；

图2为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的正视图，其中，移除了柄部；

图3为图2的A-A方向的剖面图；

图4为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的部分传动杆和与其连接的驱动轮的示意图；

图5为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的清洁元件、承载清洁元件的承载体和与承载体相适配的驱动轮；

图6为图5的B-B方向的剖面图；

图7为图5的B-B方向的剖面图，其中，移除了驱动轮；

图8为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的安装在传动杆上的驱动轮的示意图；

图9为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的示意图，其中，移除了柄部，该图详细地示出了承载体的连接部分被容纳于头部中；

图10为图9被移除了承载体和驱动轮后的示意图；

图11为图9在侧面的示意图，包含完整的承载体；

图12为图11在去除了头部和颈部外壳后的示意图；

图13为沿图9C-C方向的示意图，其中，示出了限位销、完整的承载体和驱动轮。

不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。

具体实施方式

在以下的实施方式的详细描述中，参照构成该描述的一部分的附图进行说明。附图以示例的方式展示出特定的实施方式，本发明被实现在这些实施方式中。所示出的实施方式不是为了穷尽根据本发明的所有实施方式。可以理解，其他的实施方式可以被利用，结构性或逻辑性的改变能够在不脱离本发明的范围的前提下被做出。对于附图，方向性的术语，例如“纵向”、“径向”等，是参照所描述的附图的方位而使用的。由于本发明的实施方式的组件能够被以多种方位方式，这些方向性术语是用于说明的目的，而不是限制的目的。因此，以下的具体实施方式并不是作为限制的意义，并且本发明的范围由所附的权利要求书所限定。

下文以电动牙刷为实施例并结合附图更详细地描述本发明的一种实施方式，然而，本领域普通技术人员应当可以理解，虽然下文仅以电动牙刷为示例进行解释说明，但本发明不限于此。本发明可用于非电动牙刷的口腔护理或清洁工具中，诸如牙齿钻孔工具、牙齿抛光工具、牙齿磨削工具或口腔手术工具等。而且，除了口腔护理或清洁工具，本发明还可以应用到诸如剃须刀的个人清洁工具上。

图1为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷100的示意图；图2为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷100的正视图，其中，移除了柄部；图3为图2的A-A方向的剖面图。

参见图1-3，根据本发明的一种实施方式，电动牙刷100包括柄部10、头部20和在柄部10和头部20之间延伸的颈部30。典型地，前述颈部30和头部20可以为一整体部件的两个部分。

柄部10通常容纳有诸如可充电电池的电力供应部件以及诸如电机的驱动元件，在柄部10的外表面还设置有用于开启或者关闭电力供应部件和驱动元件之间电连接的开关11。

头部20连接有承载清洁元件21的承载体22，其中，在图示中，清洁元件21为刷毛，承载体22为刷盘。具体地，承载体22包括可容纳在该头部20内的连接部分221以及从连接部分221沿着其第一转动轴线L1进一步延伸并在垂直于其第一转动轴线L1的径向上同时延伸的用于固定清洁元件21的固定部分223，前述的诸如刷毛的清洁元件21均锚定在该固定部分223上，连接部分221容纳在头部20内并可绕着第一转动轴线L1转动。

图9为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的示意图，其中，移除了柄部，该图详细地示出了承载体的连接部分被容纳于头部中；图10为图9被移除了承载体和驱动轮后的示意图。

参见图3、图9和图10，该头部20的内表面包括多个内侧面23，相应地，承载体22的连接部分221除了中空部分基本上呈圆柱状。当连接部分221被安装于头部20内时，连接部分221的外表面基本上与头部20的各内侧面23相切，藉此，连接部分221被这些内侧面23约束以可绕第一转动轴线L1转动。可以理解，该头部20的内表面可以为其他任何合适的形状，同时，承载体22的连接部分221也可以为可被容纳在该头部20内的其他任何合适的形状，只要头部20能够约束承载体22的连接部分221绕其第一转动轴线L1转动即可。这意味着该头部20的内表面的形状不一定与承载体22的连接部分221的形状是对应的，例如，在一种未示出的实施例中，可以将一根轴固定在头部20的第一转动轴线L1上，同时沿着承载体22的连接部分221的第一转动轴线L1开设一个能将承载体22安装于前述轴上的孔，藉此，承载体22绕着其第一转动轴线L1可转动地安装在头部20上。

图11为图9在侧面的示意图，包含完整的承载体；图12为图11在去除了头部和颈部外壳后的示意图；图13为沿图9的C-C方向的示意图，其中，示出了限位销、完整的承载体和驱动轮。

结合图11-13，在连接部分221的外表面上，还周向地开设有一对彼此相对的弧形凹槽24，相对应的，头部20上还固定有一对彼此径向相对的限位销25，其中，每个限位销25的一端被固定在头部20上另一端向头部20内凸伸以分别被容纳并接合于一个弧形凹槽。藉此，当承载体22绕着第一转动轴线L1转动时，前述一对限位销25始终定位在对应的弧形凹槽24内并与之接合从而限制该承载体22脱离该头部20而飞出。可以理解，该弧形凹槽24的弧形长度应当等于或大于承载体22的转动行程。

还可以理解，在一种未示出的实施例中，在连接部分221的外表面上可以周向地开设有弧形凹槽，相对应的，头部20上固定有和该弧形凹槽相匹配的仅一个限位销。当承载体22绕着第一转动轴线L1转动时，该限位销始终定位在该弧形凹槽内并与之接合从而限制该承载体22脱离该头部20而飞出。然而，由于一个限位销在限制承载体22沿第一转动轴线L1滑动时，限位销和承载体22的实际接触部分为一条线，且头部20和承载体22的连接部分221存在运动间隙。即，一方面，头部20约束承载体22的连接部分221绕着第一转动轴线L1转动，另一方面，头部20和承载体22的连接部分221之间存在的该间隙会使承载体22的实际转动轴线和第一转动轴线L1形成夹角。所以，当承载体22绕着第一转动轴线L1转动时，单一的限位销不能平稳地约束承载体22沿第一转动轴线L1的滑动，承载体22的实际转动轴线会和第一转动轴线L1形成不断变化的夹角，从而，承载体22的固定部分223和头部20形成大小和方位不断变化的夹缝。作为结果，高速的且往复转动的承载体22的固定部分223和头部20形成的大小和方位不断变化的夹缝可能存在夹伤口腔组织的风险。

优选地，在另一种未示出的实施例中，在承载体22的连接部分221的外表面上周向地开设有至少一个凹槽，例如，可仅开设一个环形凹槽或者开设两个以上的弧形凹槽，相对应的，头部20上固定有和凹槽相匹配的两个以上的限位销。

更优选地，在另外一种未示出的实施例中，可以在承载体22的连接部分221的外表面上周向地开设有至少一个凹槽，对应地，在头部20上固定有和凹槽相匹配的两个以上的限位销。而且，两个以上的限位销在和第一转动轴线L1垂直的平面上绕第一转动轴线L1均匀分布。

可替代地，前述弧形凹槽24可以开设在头部20上，同时，限位销25可以被固定到承载体22的连接部分221上。还可以理解，可以在承载体22的连接部分221上设置其他限位部，同时在头部20上相应地设置匹配限位部，它们可以被配置成当承载体22转动时限位部始终与匹配限位部接合，以使承载体22不能沿着头部20的第一转动轴线L1滑动或者仅允许该承载体22沿着该头部20的第一转动轴线L1做限制性的滑动，从而预防承载体22脱离头部20并飞出。这对于口腔清洁工具的安全性而言是极其重要的，因为一旦承载体22在高速运转时飞出，它可能伤及使用者的口腔、舌头和/或喉咙，甚至有可能会极其危险地进入消化道。

图4为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的部分传动杆和固定于其上的驱动轮的示意图；图5为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的清洁元件、承载清洁元件的承载体和与承载体相适配的驱动轮；图6为图5的B-B方向的剖面图；图7为图5的B-B方向的剖面图，其中，移除了驱动轮；图8为示意性地示出了根据本发明一种实施方式的电动牙刷的安装在传动杆上的驱动轮的示意图。

结合图3-8，颈部30内容纳有纵向延伸的传动杆31，该传动杆31远离头部20的一端可操作地连接到诸如电机的驱动元件上，靠近头部20的一端连接到承载体22上，从而该传动杆31在驱动元件的驱动下而以预定角度范围往复转动，同时，该承载体22被传动杆31带动也往复转动。具体地，该传动杆31包括柄部驱动轴段311、头部驱动轴段313、将柄部驱动轴段311和头部驱动轴段313连接在一起的联接件314，其中，柄部驱动轴段311和头部驱动轴段313具有相同的转动轴线L2(第二转动轴线)，而且，该第二转动轴线L2与前述的承载体22的第一转动轴线L1基本垂直。在本发明的示例中，柄部驱动轴段311围绕其第二转动轴线L2做转动角小于90度的往复转动，同时，头部驱动轴段313也绕第二转动轴线L2以相同的转动角转动。该传动杆31的柄部驱动轴段311可以通过本领域普通技术人员所熟知的诸如四连杆结构连接到电机上以将电机的回转运动变成在预定角度范围内的往复转动，在此，因为现有技术中存在很多诸如此类的具体机构，故为了节省篇幅的目的本申请的所有附图均没有详细地示出这种结构。而且，还应当理解，虽然在图示的实施例中，通过联接件314将柄部驱动轴段311的动能传递到头部驱动轴段313，然而，也可以采用任何能够将柄部驱动轴段311的往复转动传递给头部驱动轴段313并使之以预定角度范围往复转动的传动机构。传动杆31的头部驱动轴段313在远离驱动元件的一端固定有驱动轮315，该驱动轮315上仅布置一个锥形齿。如图8所示，该锥形齿包括锥形齿面315a、315b。相应地，作为被该驱动轮315驱动的该承载体22限定了与前述的一个锥形齿啮合的、由一个锥齿轮的两个彼此面对的锥形齿齿面26、27，这两个锥形齿齿面26、27限定了前述中空部分。如图6和图7所示，更详细地说，该承载体22的锥形齿齿面26可接合驱动轮315的锥形齿面315a，该承载体22的锥形齿齿面27可接合驱动轮315的锥形齿齿面315b。因为锥形齿齿面26、27为一完整锥齿轮中彼此面对的两个锥形面，所以锥形齿齿面26、27具有相同的锥齿轮的锥点。此外，锥形齿齿面26、27相对于承载体22的转动中心0点是偏心分布的。

如图3、图5、图9和图12所示，限定了前述驱动轮315的一个锥形齿的齿轮部分318和承载体22的连接部分221被容纳在头部20内，即，该驱动轮315的限定第二接合形状的齿轮部分和承载体22的连接部分221被容纳在头部20内。这样布置的优点在于能够提高电动牙刷100的安全性。

应当可以理解，前述驱动轮315的锥形齿和承载体22的锥形齿齿面26、27所构成的传动比可以根据需要被配置为任何合适值，即，传动可以是加速的、减速的或者等速的。在本实施例中，传动比为1∶1。

也应当可以理解，在另一种实施例中，可以在承载体22的连接部分221上设置一个锥形齿，同时，在固定于传动杆31的驱动轮315上设置可与所述一个锥形齿啮合的、一个完整锥齿轮中的两个彼此面对的锥形齿齿面。前述两个锥形齿齿面限定了中空部分，为了与两个锥形齿齿面分别接合，前述的该承载体22的连接部分221上的一个锥形齿被置于在该中空部分内。在这种实施例中，限定了前述驱动轮315的两个锥形齿面的齿轮部分和承载体22的连接部分221也被容纳在该头部20内，即，驱动轮315的限定第二接合形状的齿轮部分和承载体22的连接部分221被容纳在头部20内。这样布置的优点在于能够提供电动牙刷的安全性。

还应当可以理解，在其他实施例中，该承载体22的连接部分221可以限定第一接合形状，该传动杆31的驱动轮315可以限定有与该第一接合形状相互配合的第二接合形状，以使该承载体22可被该驱动轮315驱动。第一接合形状包括但不限于前述两个锥形齿齿面或一个锥形齿所限定的形状，同理，第二接合形状包括但不限于前述一个锥形齿或两个锥形齿齿面所限定的形状。

当使用者将电动牙刷100的柄部10上的开关11置于开启位置时，容纳于电动牙刷100的柄部10内的电机被启动，电机通过熟知的传动组件驱动该柄部驱动轴段311，该柄部驱动轴段311通过联接件314将动能传递给头部驱动轴段313，驱动轮315被头部驱动轴段313带动。结果，由柄部驱动轴段311、头部驱动轴段313和联接件314组合而成的传动杆31带动固定于远离驱动元件的端部的驱动轮315绕第二转动轴线L2以通常小于90度(典型地，约60度)的预定转动角度范围而往复转动。当驱动轮315绕第二转动轴线L2做逆时针转动时，驱动轮315的锥形齿齿面315a压动承载体22的锥形齿齿面26，承载体22绕第一转动轴线L1做顺时针转动；当驱动轮315绕第二转动轴线L2做顺时针转动时，驱动轮315的锥形齿齿面315b压动承载体22的锥形齿齿面27，承载体22绕第一转动轴线L1做逆时针转动。无论朝哪个方向转动，驱动轮315和承载体22之间的动能传递都是通过彼此接合的驱动轮315的锥形齿齿面和承载体22的锥形齿齿面来完成的。清洁元件21随着承载体22绕第一转动轴线L1的往复转动而对清洁表面(诸如牙齿表面)执行清洁动作。

本发明不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本发明的范围内。而且，在如权利要求书概括的本发明的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。例如，前述的“个人清洁工具”并不限于上文示例性的电动牙刷，它可以包括诸如电动剃须刀。本领域普通技术人员容易理解，一方面，由于执行剃须的清洁元件为刀片，故当将前文述及电动牙刷变形为电动剃须刀时需要对清洁元件进行适当的变形，另一方面，由于剃须时作为清洁元件的刀片的往复运动速度应当比刷牙时作为清洁元件的刷毛的运动速度更快，则传动方式可以变形为加速传动方式。前述的“个人清洁工具”也可以包括电动鞋刷，这种电动鞋刷可以去除鞋面的灰尘或者对鞋面打油。本领域普通技术人员应当很容易理解，这种电动鞋刷的工作原理与电动牙刷非常类似，除了可能根据实际需要对清洁元件做出一些适应性变形外。

本发明不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本发明的范围内。而且，在如权利要求书概括的本发明的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。

Claims (11)

1.一种个人电动清洁工具，其包括：

柄部，其容纳有驱动元件；

头部，其连接有承载清洁元件的承载体，所述承载体限定了第一接合形状；

传动杆，其远离所述头部的一端可操作地连接到所述驱动元件，其靠近所述头部的一端固定有限定了与所述第一接合形状适配的第二接合形状的驱动轮，以使得当所述传动杆被所述驱动元件驱动时所述承载体随所述驱动轮而往复转动；

其中，所述第一接合形状和所述第二接合形状的其中之一为由一个锥齿轮上两个彼此面对的锥形齿齿面所限定的形状，这对锥形齿齿面具有相同的锥齿轮的锥点，它们限定了中空部分，所述第一接合形状和所述第二接合形状的另一个为置于所述中空部分内、与所述两个锥形齿齿面啮合的一个锥形齿所限定的形状；所述传动杆的转动角度不大于90度，相应地，所述承载体的转动角度也不大于90度。

2.根据权利要求1所述的个人电动清洁工具，其中，所述承载体设有限位部，所述头部相应地设有匹配限位部，所述限位部和匹配限位部被配置为当所述承载体在所述传动杆的转动而随动时所述限位部始终与所述匹配限位部接合，从而允许所述承载体绕其转动轴线转动的同时防止所述承载体脱离所述头部。

3.根据权利要求2所述的个人电动清洁工具，其中，所述限位部为凹槽，所述匹配限位部为限位销，所述凹槽周向地开设在所述承载体的连接部分的外表面上，所述限位销的一端固定到所述头部上另一端凸伸到所述头部内并被容纳到所述凹槽内。

4.根据权利要求3所述的个人电动清洁工具，其中，所述限位销的数目为至少两个。

5.根据权利要求4所述的个人电动清洁工具，其中，至少两个所述限位销在与所述承载体的第一转动轴线相垂直的平面上绕所述承载体的第一转动轴线均匀分布。

6.根据权利要求1所述的个人电动清洁工具，其中，所述驱动轮的限定所述第二接合形状的齿轮部分和所述承载体的连接部分被容纳在所述头部内。

7.根据权利要求1所述的个人电动清洁工具，其中，所述承载体绕着第一转动轴线随动，所述传动杆绕着第二转动轴线转动，所述第一转动轴线基本上垂直于所述第二转动轴线。

8.根据权利要求1所述的个人电动清洁工具，其中，所述个人电动清洁工具为口腔清洁工具。

9.根据权利要求8所述的个人电动清洁工具，其中，所述口腔清洁工具为电动牙刷。

10.根据权利要求9所述的个人电动清洁工具，其中，所述清洁元件为刷毛。

11.根据权利要求1所述的个人电动清洁工具，其中，所述个人电动清洁工具为电动剃须刀或者电动鞋刷。