專利名稱：豎刷式電動牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力驅(qū)動的清潔或磨光裝置，特別涉及日常用的電動牙刷。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動牙刷其牙刷頭大多數(shù)采用旋轉(zhuǎn)刷洗的方式，如中國專利CN 2412546、CN 2080343所公開的技術(shù)方案，它們都是利用旋轉(zhuǎn)牙刷頭來清潔牙齒的。還有采用擺動刷洗方式的電動牙刷(CN2154025Y)，它采用擺桿撥動牙刷頭擺動的方式，刷毛以弧形軌跡來回擺動來達到清潔牙齒的效果。美國專利US 8778474和US 5504958所公開的電動牙刷，雖采用了曲軸機構(gòu)和單排刷毛擺動的方式，但因各排牙刷頭可轉(zhuǎn)動地固定在一條軸上，所以單排刷毛同樣是以弧形軌跡擺動清潔牙齒。而科學(xué)的刷牙方式應(yīng)是刷毛順著牙縫的方向刷，即豎刷，因此，現(xiàn)有電動牙刷的刷牙方式不完全符合科學(xué)刷牙的要求，難以達到護牙同時又能有效清除牙縫中污垢的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種牙刷毛作垂直于牙刷長度方向的直線往復(fù)運動的豎刷式電動牙刷。
本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案設(shè)計一種豎刷式電動牙刷，包括置于牙刷身內(nèi)腔的馬達和由馬達驅(qū)動的變速齒輪組，安裝在牙刷身端部的牙刷柄以及設(shè)置在該牙刷柄前段區(qū)域并與牙刷柄活動連接的牙刷頭，該牙刷頭的前面固定有牙刷毛，用于帶動牙刷頭作垂直牙刷柄的往返直線運動牙刷頭驅(qū)動拉桿，用于把變速齒輪組的旋轉(zhuǎn)運動變換成牙刷頭驅(qū)動拉桿的往復(fù)直線運動的連接牙刷頭驅(qū)動拉桿和變速齒輪組的連桿裝置；
所述變速齒輪組的被動齒輪設(shè)有偏心軸，該偏心軸與連桿裝置的后端部軸連接；所述牙刷頭的背面設(shè)有斜向方形柱和作為斜向方形柱基部的導(dǎo)向凸鍵，所述斜向方形柱從底部向上穿過牙刷柄的長方形導(dǎo)向孔，其上部伸入牙刷頭驅(qū)動拉桿頭部的斜向矩形槽孔，所述導(dǎo)向凸鍵套入牙刷柄的長方形導(dǎo)向孔中；所述導(dǎo)向凸鍵的寬度略小于長方形導(dǎo)向孔的寬度，其長度加上牙刷頭左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于長方形導(dǎo)向孔的長度；定位螺絲從斜向矩形槽孔的上部向下旋入所述斜向方形柱上表面的的鑼孔，所述定位螺絲頂部的螺帽限制所述牙刷頭驅(qū)動拉桿不脫離牙刷頭背面的斜向方形柱，從而實現(xiàn)牙刷頭驅(qū)動拉桿、牙刷柄和牙刷頭間的活動連接；當(dāng)所述馬達的動力輸出軸驅(qū)動變速齒輪組作旋轉(zhuǎn)運動時，變速齒輪組的偏心軸通過連桿裝置帶動牙刷頭驅(qū)動拉桿作往返直線運動，所述牙刷頭驅(qū)動拉桿頭部的斜向矩形槽孔的孔壁推動所述牙刷頭背面的斜向方形柱，令牙刷頭沿刷柄的長方形導(dǎo)向孔作往復(fù)直線運動。
所述連桿裝置包括連桿、連接頭和拉桿軸；所述連桿兩端分別與偏心軸和連接頭的后端部軸連接；所述拉桿軸的兩端分別與連接頭的前端部和牙刷頭驅(qū)動拉桿的后端部固定連接，所述連接頭位于所述牙刷身與牙刷柄的連接處。
為了增加牙刷頭左右振動的穩(wěn)定度，在所述所述牙刷頭的背面設(shè)置第二導(dǎo)向凸鍵，該第二導(dǎo)向凸鍵與牙刷柄的第二長方形導(dǎo)向孔滑動配合；所述第二導(dǎo)向凸鍵的寬度略小于第二長方形導(dǎo)向孔的寬度，其長度加上牙刷頭左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于第二長方形導(dǎo)向孔的長度。
所述牙刷柄的長方形導(dǎo)向孔以及第二長方形導(dǎo)向孔的長度方向與牙刷柄的長度方向垂直，從而保證牙刷頭的運動方向與牙刷柄的長度方向垂直，實現(xiàn)豎刷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的豎刷式電動牙刷具有如下的有益效果把電動牙刷的牙刷頭自然放入使用者的口腔內(nèi)時，牙刷毛的往返直線運動方向與牙齒縫的方向一致，即牙刷毛順著牙齒的方向來回刷，因此不僅能有效清除牙齒表面和牙縫的污垢，又不損傷牙齒表面，符合牙科醫(yī)生推薦的科學(xué)刷牙方法。


圖1是本發(fā)明豎刷式電動牙刷的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明豎刷式電動牙刷主要部件牙刷頭驅(qū)動拉桿(a)、牙刷頭(b)和牙刷柄(c)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明豎刷式電動牙刷的牙刷柄和牙刷頭部分的裝配示意圖；圖4是本發(fā)明豎刷式電動牙刷牙刷頭及其驅(qū)動部件運動方向的示意圖；(a)、偏心軸居中，(b)、偏心軸向下，(c)、偏心軸向上；圖5是本發(fā)明實施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例之二的牙刷柄和牙刷頭部分的裝配示意圖；圖7是本發(fā)明實施例之二牙刷頭及其驅(qū)動部件運動方向的示意圖；(a)、偏心軸居中，(b)、偏心軸向下，(c)、偏心軸向上。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和附圖所示的實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
1、如圖1所示，本發(fā)明的豎刷式電動牙刷包括置于牙刷身1內(nèi)腔的馬達11和由馬達11驅(qū)動的變速齒輪組12，安裝在牙刷身1頂端的牙刷柄2以及設(shè)置在該牙刷柄前段區(qū)域并與刷柄2活動連接的牙刷頭3，該牙刷頭3的前面固定有牙刷毛35；所述變速齒輪組12包括固定在馬達11動力輸出軸的主動齒輪122和被動齒輪121，在被動齒輪121設(shè)有偏心軸122，該偏心軸122通過連桿裝置8把所述變速齒輪組12的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成牙刷頭驅(qū)動拉桿9的往返直線運動；所述連桿裝置8包括連桿81、連接頭82和拉桿軸83；連桿81兩端分別與偏心軸122和連接頭82的后端部軸連接，拉桿軸83的兩端分別與連接頭82的前端部和牙刷頭驅(qū)動拉桿9的后端部固定連接。所述連接頭(82)位于所述牙刷身(1)與牙刷柄(2)的連接處。
圖2是本發(fā)明豎刷式電動牙刷主要部件牙刷頭驅(qū)動拉桿(a)、牙刷頭(b)和牙刷柄(c)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述牙刷頭3的背面設(shè)有斜向方形柱31和作為斜向方形柱31基部的導(dǎo)向凸鍵32，所述斜向方形柱31從底部向上穿過牙刷柄2的長方形導(dǎo)向孔21，其上部伸入牙刷頭驅(qū)動拉桿9頭部的斜向矩形槽孔91；所述導(dǎo)向凸鍵32套入牙刷柄2的長方形導(dǎo)向孔21中。為使牙刷頭3能在垂直于牙刷柄2的方向振動一段距離，牙刷柄2的長方形導(dǎo)向孔21的長度方向必須與牙刷柄2的長度方向垂直；而且導(dǎo)向凸鍵32的寬度應(yīng)略小于長方形導(dǎo)向孔21的寬度，其長度加上牙刷頭3左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于長方形導(dǎo)向孔21的長度。所述牙刷頭3的背面的斜向方形柱31和牙刷頭驅(qū)動拉桿9頭部的斜向矩形槽孔91的中心軸與所述牙刷柄2的長度方向的夾角α可在15度至60度之間，夾角α的優(yōu)選范圍為30度至45度之間，本實施例夾角α為35度。帶有螺帽的定位螺絲36從斜向矩形槽孔91的上部向下旋入所述斜向方形柱上表面的的鑼孔311，所述定位螺絲36頂部的螺帽限制所述牙刷頭驅(qū)動拉桿9不脫離牙刷頭3背面的斜向方形柱31，從而實現(xiàn)牙刷頭、牙刷頭驅(qū)動拉桿和牙刷柄三者的活動連接(圖3)。
為了使牙刷頭3滑動平穩(wěn)，可以增加輔助導(dǎo)向機構(gòu)。即在所述牙刷頭3的背面設(shè)有第二導(dǎo)向凸鍵33，該第二導(dǎo)向凸鍵33與牙刷柄2的第二長方形導(dǎo)向孔22滑動配合；同理，為使牙刷頭3能在垂直于牙刷柄2的方向振動一段距離，所述牙刷柄2的第二長方形導(dǎo)向孔22的長度方向應(yīng)與牙刷柄2的長度方向垂直，而且第二導(dǎo)向凸鍵33的寬度應(yīng)略小于第二長方形導(dǎo)向孔22的寬度，其長度加上牙刷頭3左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于第二長方形導(dǎo)向孔22的長度(圖2)。
所述牙刷身1后部設(shè)有電池室17，電池室17內(nèi)的電池組18與馬達11電連接，馬達11的控制開關(guān)設(shè)置在牙刷身1的外壁。
當(dāng)按壓馬達11的控制開關(guān)時，馬達11通過變速齒輪組12和連桿裝置8帶動牙刷頭驅(qū)動拉桿9作往返直線運動，牙刷頭驅(qū)動拉桿9頭部的斜向矩形槽孔91的孔壁將推動牙刷頭3背面的斜向方形柱31，令牙刷頭3沿刷柄2的長方形導(dǎo)向孔21作高速往復(fù)的直線運動，如圖4所示。當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122處于居中的位置時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9將牙刷頭3推至居中的位置(圖4a)；當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122向下移動時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9也向下移動，推動牙刷頭3向左移動(圖4b)；當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122向上移動時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9也向上移動，推動牙刷頭3向右移動(圖4c)。變速齒輪組12不斷旋轉(zhuǎn)，使被動齒輪121上的偏心軸122不斷上下移動，牙刷頭驅(qū)動拉桿9也隨著上下移動，推動牙刷頭3快速左右振動。
為了提高刷牙效率，可在牙刷柄2前端增設(shè)一圓形旋轉(zhuǎn)刷頭4(圖5和圖6)，該旋轉(zhuǎn)刷頭4的背面設(shè)有半邊齒輪43和與固定軸41轉(zhuǎn)動配合的中心軸孔42；所述牙刷頭驅(qū)動拉桿9前端左側(cè)延伸一齒條92，該齒條92與旋轉(zhuǎn)牙刷頭4背面的半邊齒輪43嚙合；當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122處于居中的位置時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9及前端的齒條92將牙刷頭3和旋轉(zhuǎn)刷頭4推至居中的位置(圖7a)；當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122向下移動時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9及前端的齒條92也向下移動，推動牙刷頭3向左移動，同時齒條92帶動旋轉(zhuǎn)刷頭4逆時針轉(zhuǎn)動(圖7b)；當(dāng)被動齒輪121上的偏心軸122向上移動時，牙刷頭驅(qū)動拉桿9及前端的齒條92也向上移動，推動牙刷頭3向右移動，同時齒條92帶動旋轉(zhuǎn)刷頭4順時針轉(zhuǎn)動(圖7c)。因此，所述馬達11帶動所述牙刷頭驅(qū)動拉桿9上下運動，牙刷頭驅(qū)動拉桿9前端左側(cè)的齒條92帶動旋轉(zhuǎn)刷頭4以固定軸41為軸心，在一定角度內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動，其運動軌跡為一段圓弧線。
所述牙刷柄2的中后部設(shè)有用于避免拉桿軸83偏離中心軸的管位套5及管位套5兩端的減震圈6，所述拉桿軸83穿過管位套5和管位套5兩端的減震圈6的軸孔并與其滑動配合。
所述牙刷柄2由牙刷柄前蓋2a和牙刷柄后蓋2b構(gòu)成，牙刷柄2沿軸線中空，所述拉桿軸83、牙刷頭驅(qū)動拉桿9、管位套5和管位套5兩端的減震圈6置于其中，牙刷柄前蓋2a和牙刷柄后蓋2b通過牙刷柄套2c來固定(圖1和圖3)。
權(quán)利要求
1.一種豎刷式電動牙刷，包括置于牙刷身(1)內(nèi)腔的馬達(11)和由馬達(11)驅(qū)動的變速齒輪組(12)，安裝在牙刷身(1)端部的牙刷柄(2)以及設(shè)置在該牙刷柄(2)前段區(qū)域并與牙刷柄(2)活動連接的牙刷頭(3)，該牙刷頭(3)的前面固定有牙刷毛(35)；其特征在于還包括牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)，用于帶動牙刷頭(3)作垂直牙刷柄(2)的往返直線運動；連接牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)和變速齒輪組(12)的連桿裝置(8)，用于把變速齒輪組(12)的旋轉(zhuǎn)運動變換成牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)的往復(fù)直線運動；所述變速齒輪組(12)的被動齒輪(121)設(shè)有偏心軸(122)，該偏心軸(122)與連桿裝置(8)的后端部軸連接；所述牙刷頭(3)的背面設(shè)有斜向方形柱(31)和作為斜向方形柱(31)基部的導(dǎo)向凸鍵(32)，所述斜向方形柱(31)從底部向上穿過牙刷柄(2)的長方形導(dǎo)向孔(21)，其上部伸入牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)頭部的斜向矩形槽孔(91)，所述導(dǎo)向凸鍵(32)套入牙刷柄(2)的長方形導(dǎo)向孔(21)中；所述導(dǎo)向凸鍵(32)的寬度略小于長方形導(dǎo)向孔(21)的寬度，其長度加上牙刷頭(3)左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于長方形導(dǎo)向孔(21)的長度；定位螺絲(36)從斜向矩形槽孔(91)的上部向下旋入所述斜向方形柱(31)上表面的的鑼孔(311)，所述定位螺絲(36)頂部的螺帽限制所述牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)不脫離牙刷頭(3)背面的斜向方形柱(31)，從而實現(xiàn)牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)、牙刷柄(2)和牙刷頭(3)間的活動連接；當(dāng)所述馬達(11)的動力輸出軸驅(qū)動變速齒輪組(12)作旋轉(zhuǎn)運動時，變速齒輪組(12)上的偏心軸(122)通過連桿裝置(8)帶動牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)作往返直線運動，所述牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)頭部的斜向矩形槽孔(91)的孔壁推動所述牙刷頭(3)背面的斜向方形柱(31)，令牙刷頭(3)沿刷柄(2)的長方形導(dǎo)向孔(21)作往復(fù)直線運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述連桿裝置(8)包括連桿(81)、連接頭(82)和拉桿軸(83)；所述連桿(81)兩端分別與偏心軸(122)和連接頭(82)的后端部軸連接；所述拉桿軸(83)的兩端分別與連接頭(82)的前端部和牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)的后端部固定連接，所述連接頭(82)位于所述牙刷身(1)與牙刷柄(2)的連接處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷頭(3)的背面的斜向方形柱(31)和牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)頭部的斜向矩形槽孔(91)的中心軸與所述牙刷柄(2)的長度方向的夾角α在15度至60度的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷頭(3)的背面設(shè)有第二導(dǎo)向凸鍵(33)，該第二導(dǎo)向凸鍵(33)與牙刷柄(2)的第二長方形導(dǎo)向孔(22)滑動配合；所述第二導(dǎo)向凸鍵(33)的寬度略小于第二長方形導(dǎo)向孔(22)的寬度，其長度加上牙刷頭(3)左右振動的幅度應(yīng)等于或略小于第二長方形導(dǎo)向孔(22)的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷柄(2)的中后部設(shè)有用于避免拉桿軸(83)偏離中心軸的管位套(5)及管位套(5)兩端的減震圈(6)，所述拉桿軸(83)穿過管位套(5)和管位套(5)兩端的減震圈(6)的軸孔并與其滑動配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷柄(2)由牙刷柄前蓋(2a)和牙刷柄后蓋(2b)構(gòu)成，牙刷柄(2)沿軸線中空，所述拉桿軸(83)、牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)、管位套(5)和管位套(5)兩端的減震圈(6)置于其中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于還包括設(shè)置在牙刷柄(2)前端的旋轉(zhuǎn)刷頭(4)，該旋轉(zhuǎn)刷頭(4)的背面設(shè)有半邊齒輪(43)和與固定軸(41)轉(zhuǎn)動配合的中心軸孔(42)；所述牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)前端左側(cè)延伸一齒條(92)，該齒條(92)與旋轉(zhuǎn)牙刷頭(4)背面的半邊齒輪(43)嚙合；所述馬達(11)帶動所述牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)上下運動，牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)前端左側(cè)的齒條(92)帶動旋轉(zhuǎn)刷頭(4)以固定軸(41)為軸心，在一定角度內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述后部設(shè)有電池室(17)，電池室(17)內(nèi)的電池組(18)與馬達(11)電連接，馬達(11)的控制開關(guān)設(shè)置在牙刷身(1)的外壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)刷頭(4)為圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷柄(2)的長方形導(dǎo)向孔(21)以及第二長方形導(dǎo)向孔(22)的長度方向與牙刷柄(2)的長度方向垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的豎刷式電動牙刷，其特征在于所述牙刷頭(3)的背面的斜向方形柱(31)和牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)頭部的斜向矩形槽孔(91)的中心軸與所述牙刷柄(2)的長度方向的夾角α在30度至45度的范圍，α的最佳選值為35度。
全文摘要
一種豎刷式電動牙刷，包括牙刷身(1)、牙刷柄(2)、牙刷頭(3)、馬達(11)、變速齒輪組(12)、連桿裝置(8)和牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)，所述變速齒輪組(12)設(shè)有偏心軸(122)，該偏心軸(122)通過連桿裝置(8)把變速齒輪組(12)的旋轉(zhuǎn)運動變換成牙刷頭驅(qū)動拉桿(9)的往返直線運動；所述牙刷頭(3)的背面設(shè)有斜向方形柱(31)和導(dǎo)向凸鍵(32)；導(dǎo)向凸鍵(32)套入牙刷柄(2)的長方形導(dǎo)向孔(21)中；定位螺絲(36)從斜向矩形槽孔(91)的上部向下旋入斜向方形柱(31)頂部的螺孔(311)；本發(fā)明的電動牙刷其刷毛順著牙縫方向來回刷，因此不僅有效清除牙縫的污垢，而且符合牙科醫(yī)生推薦的科學(xué)刷牙方法。
文檔編號A61C17/16GK1491623SQ0313086
公開日2004年4月28日 申請日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
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