自動牙刷的軸的制作方法

本申請要求以下申請的利益或優先權并且描述以下申請之間的關系：其中本申請要求2014年7月2日提交的序列號為62/020,072的美國臨時專利申請的優先權。

技術領域

本系統涉及一種自動(例如電動)牙刷，更具體地，涉及具有單件偏置輸出軸的自動牙刷及其制造方法。

背景技術：

口腔保健是個人護理中的重要元素。常規的自動牙刷可以具有旋轉和/或振動的口腔清潔工具，例如刷頭，以有效地清潔牙齒和去除牙斑。口腔清潔工具附接到自動牙刷的輸出軸并由其驅動，自動牙刷的輸出軸通常由多個組裝元件形成，其中一些元件是機加工的。例如，這些輸出軸的外部部分通常被車削和機加工以形成適合于附接到口腔清潔工具的半圓形橫截面形狀。多元件設計和制造方法(例如，機加工和車削)增加了制造復雜性和成本。此外，多元件設計更容易發出噪聲。因此，本系統的實施方式提供了尤其可以克服現有技術系統的缺點的自動牙刷。

技術實現要素：

本文描述的系統、設備、方法、布置、用戶接口、計算機程序、過程等(以下將這些中的每一個都稱為系統，除非上下文另有說明)可以解決現有技術系統中的問題。

根據本系統的實施方式，公開了一種自動牙刷，其包括：主體部分，該主體部分具有相反的端部、位于相反的端部之間的腔、以及位于相反的端部中的一個處的開口；具有第一(近)端和第二(遠)端的輸出軸，其中遠端穿過所述開口延伸到所述腔的外部，輸出軸具有位于所述第一端和所述第二端之間的多個彎曲部；以及口腔清潔工具，其被構造成壓配合到所述軸的延伸穿過所述主體的開口的那部分上。輸出軸可以包括位于所述多個彎曲部中的至少兩個相鄰的彎曲部之間的至少一個鞍狀部。所述多個彎曲部可以包括兩對彎曲部，其中每對彎曲部均包括在相反方向上的彎曲部，其間具有鞍狀部。

輸出軸可以是由單件材料形成的整體輸出軸，或者由結合在一起的多層材料形成。自動牙刷可包括構造成壓配合到輸出軸的插口。插口可以具有正方形或矩形橫截面。自動牙刷被設計成將諸如牙刷刷頭之類的口腔清潔工具接收到輸出軸的遠端上。至少一個致動器可構造成往復地驅動輸出軸。輸出軸還可以包括彼此分離并且與多個彎曲部中的至少一個相鄰的至少兩個鞍狀部。

根據本系統的實施方式，公開了一種自動牙刷，其包括：主體，該主體限定了腔和通向所述腔的開口；輸出軸，其限定縱向軸線并具有相反的第一端和第二端，該輸出軸延伸穿過所述開口，使得第一端位于所述腔內，并且所述第二端位于所述腔外，所述輸出軸在折部處與所述縱向軸線正交地偏離，以在所述開口和所述第二端之間限定至少一個鞍狀部；口腔清潔裝置，其聯接到所述輸出軸并且具有手柄和設置在所述手柄的一端處的插口；以及致動器，其位于所述腔內并且構造成往復地驅動輸出軸。輸出軸的橫截面形狀可以在開口和輸出軸的第二端之間變化。輸出軸可以進一步包括位于開口處的止動部分(detention portion)，該止動部分具有多個圓形邊緣，所述圓形邊緣被構造成接收用于密封所述腔的軸密封件。

輸出軸可以是由單件材料或者結合在一起的多層材料形成的整體輸出軸。致動器可以包括輸出往復運動以驅動輸出軸的電機或振動器。相鄰的折部可以位于彼此相反的方向上。鞍狀部可以位于兩個折部之間。

根據本系統的實施方式，公開了一種自動牙刷，其包括：主體部分，該主體部分具有相反的端部、位于相反的端部之間的腔、以及通向腔的開口；具有第一端和第二端的輸出軸，輸出軸延伸穿過所述開口，使得所述第二端在所述腔外，輸出軸具有多個折部，所述多個折部限定位于所述第二端和所述開口之間的多個鞍狀部；以及被構造成壓配合到輸出軸上的口腔清潔工具。所述多個折部可以包括在相反方向上的至少兩個折部。輸出軸可以是由具有相反的第一主表面和第二主表面的單件材料形成的整體輸出軸。

附圖說明

在下面的示例性實施方式中并參照附圖更詳細地解釋本發明，其中相同或相似的元件由相同或相似的附圖標記表示，并且各種示例性實施方式的特征是可組合的。在附圖中：

圖1示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的一部分的側視平面圖；

圖2示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的輸出軸的一部分的俯視平面圖；

圖3示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的輸出軸的一部分的側視平面圖；

圖4示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的輸出軸的一部分的前等軸側視圖；

圖5示出了根據本系統的實施方式的輸出軸的一部分沿著圖3的線5-5截取的橫截面圖；

圖6示出了根據本系統的實施方式的輸出軸的一部分例如可以沿著圖3的線6-6截取的橫截面圖；

圖7A示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的輸出軸和工具的一部分的后平面側視圖；

圖7B示出了根據本系統的實施方式的工具和輸出軸的一部分的例如可以沿著圖7A的線7B-7B截取的橫截面圖；

圖8示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的輸出軸和工具的一部分的前平面側視圖；

圖9示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷的主體、輸出軸和工具的一部分的前平面側視圖；

圖10示出了根據本系統的實施方式的主體的一部分的例如可以沿著圖9的線10-10截取的橫截面圖；以及

圖11是根據本系統的實施方式的用于使輸出軸坯件成形的工具壓模的一部分的透視圖。

具體實施方式

以下是說明性實施方式的描述，當結合附圖時，所述實施方式可以闡明上述特征和優點以及其它特征和優點。在下面的描述中，為了解釋而不是限制的目的，闡述了諸如架構、接口、技術、元素屬性等說明性細節。然而，對于本領域普通技術人員來說顯而易見的是，偏離這些細節的其他實施方式仍將被理解為在所附權利要求的范圍內。此外，為了清楚起見，省略了公知的設備、回路、工具、技術和方法的詳細描述，以免使本系統的描述模糊不清。應當清楚地理解，包括附圖是為了說明的目的，并且不代表本系統的整個范圍。在附圖中，不同附圖中相同的附圖標記可以表示類似的元件。術語和/或其構詞應當被理解為意味著，在根據權利要求敘述并根據本系統的一個或多個實施方式的系統中，可能需要適當地存在所列要素中的僅僅一個或多個(例如，僅存在一個所列要素，可以存在所列要素中的兩個等，直至可以存在所有所列要素)。

圖1示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的一部分的側視平面圖。自動牙刷100可以包括其中具有腔105的主體102。口腔清潔工具104可以聯接到從主體102的一端處的開口107伸出的輸出軸120。密封件112可以設置成密封圍繞輸出軸120的開口107的區域。密封件112可以適于防止腔外的液體進入腔105，并且還可以在操作期間允許輸出軸120的運動。輸出軸120可以分別包括第一(近)端124和第二(遠)端122，其中第一端124位于腔105內，第二端122位于腔105外。口腔清潔工具104可以分別包括近端110和遠端108、以及位于遠端108的刷毛106。口腔清潔工具104包括可以可拆卸地聯接到輸出軸的第二(遠)端122的插口。

用于驅動輸出軸120的致動器103可以位于腔105內并且聯接到輸出軸120。致動器103可以包括任何合適的電動裝置(例如，線性和/或旋轉電機、超聲振動電機等)，其可以提供往復電動力，以在可能需要的一個或多個方向上驅動輸出軸120。輸出軸120可以聯接到主體102和/或致動器103，使得輸出軸120可以根據需要以一個或多個自由度移動。口腔清潔工具104(例如刷頭)可以經由輸出軸120聯接到主體102，并且從致動器103接收適于口腔護理的運動力(例如，旋轉力、振動力)。在一些實施方式中，致動器103可以包括變速器以改變致動器103的輸出的轉速和/或方向。可以提供諸如ON/OFF開關101之類的用戶接口(UI)，使得用戶可以與自動牙刷100進行交互并且可以打開或關閉致動器103。UI還可以用于選擇可能期望的操作模式。控制器(例如處理器)可以控制自動牙刷100的整體操作。例如，控制器可以控制致動器103的操作模式。此外，根據本系統的實施方式，控制器可以從自動牙刷100的存儲器獲得操作參數。

圖2和圖3示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的輸出軸120的一部分的俯視圖和側視平面圖。輸出軸120可以是金屬沖壓件，或者多層金屬或其它材料結合在一起，具有可以形成多個表面的多個側面。示例性地，這些表面可以稱為頂表面132-T、底表面132-B、前表面132-F和后表面132-R。頂表面132-T和底表面132-B彼此相反。前表面132-F和后表面132-R彼此相反并且可以鄰近前表面132-F和后表面132-R。輸出軸120沿著縱向軸線(La)延伸并且可以包括偏離縱向軸線的至少一個區域。例如，平臺區域或鞍狀部148、138、140和142可以定位成與輸出軸120的縱向軸線相距不同的距離并且與輸出軸120的縱向軸線成不同的角度，并且構造成接觸口腔清潔工具104的插口的相鄰部分，如本文所描述的。替代性地，鞍狀部區域的位置可以朝向或遠離縱向軸線(La)從一個鞍狀部區域到相鄰的鞍狀部區域偏離。例如，第一鞍狀部區域可以比第二相鄰鞍狀部區域相對更遠離縱向軸線。此外，與第二鞍狀部區域相鄰但不與第一鞍狀部區域相鄰的第三鞍狀部區域可以比第二鞍狀部區域相對更遠離縱向軸線。

此外，鞍狀部區域148、138、140和/或142可以通過折部145、143、141和139(例如，偏離部、彎曲部，其分別在前表面132-F和后表面132-R之間延伸)與相鄰的鞍狀部區域和/或與輸出軸120的中心部分分開。根據本系統的實施方式，鞍狀部區域148、138、140和142可以在沖壓過程(例如壓印過程)期間產生。壓印是無焰的精密冷鍛操作，其中機械壓力機用于在工件處于模具中時對工件施加大量的力以實現零件中的精細細節。密封區域128(例如，止動區域)可以包括具有圓形邊緣130的拐角部。密封區域128可以在壓印過程中形成。開口136可以延伸穿過輸出軸120(例如，從前表面132-F延伸到后表面132-R)，并且可以適于將軸固定。輸出軸120的底部平面視圖可以類似于當前的圖，但是為了清楚起見，盡管未示出，本系統的實施方式也可以與此不同。輸出軸120可以包括基部平臺134和止動部分152，止動部分152可以摩擦地接合口腔清潔工具104的插口的閂鎖(latch)。

圖4示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的輸出軸120的一部分的前等軸側視圖。如圖所示，基部平臺134可以延伸到鞍狀部138、140、142和148中的至少一個。可以更清楚地看到密封區域128和密封區域128的圓形邊緣130。

圖5示出了根據本系統的實施方式的輸出軸120的一部分的例如可以沿著圖3的線5-5截取的橫截面圖。密封區域128的每個拐角部都可以包括圓形邊緣130；根據本系統的實施方式，圓形邊緣130可以在壓印過程期間形成。

圖6示出了根據本系統的實施方式的輸出軸120的一部分的例如可以沿著圖3的線6-6截取的橫截面圖。根據本系統的實施方式，輸出軸可以具有大致正方形或矩形的橫截面，但是拐角部可以根據需要為圓形。

圖7A示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的輸出軸120和口腔清潔工具104的一部分的例如沿著圖1的線7A-7A截取的橫截面圖。口腔清潔工具104可以包括手柄160、基部162、環164和諧振塊168。手柄160可以具有由手柄160的內壁176限定的腔182。基部162可以至少部分地插入到腔182內，并且可以使用任何合適的附接方法例如摩擦配合(示例性地示出了使用基部162的突部180和手柄160中的槽口178)固定地聯接到口腔清潔工具的腔182的內壁176。然而，在其它實施方式中，能夠想到可以適當地應用其他附接方法，例如粘合劑、焊接等。環164可以使用任何合適的方法例如摩擦配合可移除地聯接到基部162，并且可以根據本系統的實施方式操作成提供顏色編碼，例如用于識別。諧振塊168可以位于基部162的腔183中，并且可以具有用于調諧根據本系統的實施方式的自動牙刷100的驅動系統的諧振頻率的合適質量。諧振塊168可以具有合適的形狀，例如環狀，并且可以使用任何合適的方法例如粘合劑、粘結、摩擦配合等固定地聯接到基部162。

口腔清潔工具104可以使用任何合適的方法例如摩擦配合(例如，壓配合)等可釋放地聯接到輸出軸120。例如，口腔清潔工具104可以包括插口170，輸出軸120的至少一部分可以插入到插口170中并且使用例如摩擦配合可釋放地保持在適當位置。插口170可以包括多個內壁，例如前壁172-F和相反的后壁172-R、以及頂壁172-T和相反的底壁172-B(見圖7B)。這些內壁通常稱為壁172-x。因此，插口170的壁172-x中的至少兩個可以例如在鞍狀部138、140、142、148處接合輸出軸120的相鄰表面。例如，根據一些實施方式，基部162可以形成插口170的例如在鞍狀部148、138、140和142處接合輸出軸120的至少一部分。通過使鞍狀部148、138、140和142偏離輸出軸120的縱向軸線(La)，可以獲得更大的鞍狀部橫截面覆蓋面積以用于例如在壁172-x處接合插口170的內部。可以提供偏壓構件174(例如鋼制c形夾彈簧)以將基部162偏壓在口腔清潔工具176的內壁上。端部突片790可以位于鄰近基部平臺134處，其可以作為用于口腔清潔工具104的附接的止動部分操作。根據本系統的實施方式，較大的鞍狀部橫截面覆蓋面積可以增強從輸出軸120到口腔清潔工具104的動力傳遞。另外，通過增加鞍狀部的橫截面覆蓋面積的大小，可以使用更大的插口170，這可以有助于將輸出軸120插入插口170中。這可以增強用戶的便利性。

圖7B示出了根據本系統的實施方式的具有輸出軸120的自動牙刷100的一部分的例如沿著圖7A的線7B-7B截取的橫截面視圖。頂壁172-T與插口170的底壁172-B相反。通過使鞍狀部(用138和148示出)相對于縱向軸線(La)(為了清楚起見，假定縱向軸線對應于輸出軸120的中心線)偏離，可以建立更大的鞍狀部橫截面覆蓋區。例如，假設鞍狀部橫截面覆蓋區可以被定義為相反鞍狀部(例如，位于縱向軸線(La)的相反側上的148和138)的表面之間的距離，并且可以由距離D_T表示。因此，(例如，偏離的)相反鞍狀部之間的距離增加了D_T，并且因此增加了鞍狀部橫截面面積。通過增加距離D_T，插口170的抓握區域的大小可以增加，這可以提供輸出軸120與口腔清潔工具104之間的更好的聯接，從而可以導致在使用期間的發出的噪聲減少。另外，通過使鞍狀部偏離，可以使用更細的輸出軸120。此外，通過使用更細的輸出軸120，輸出軸120的重量可以與超聲致動器平衡。

圖8示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的輸出軸120和口腔清潔工具104的一部分的前平面側視圖。口腔清潔工具的基部162可以包括突片180，突片180可以接合輸出軸120的槽口部分184，以便在使用期間將工具104可釋放地聯接到輸出軸120。可以提供偏壓構件174(例如鋼制c形夾彈簧)以將突片180偏壓在槽口部分184上。端部突片790可以位于鄰近基部平臺134處，其可以用作用于口腔清潔工具104的附接的止動部分。

圖9示出了根據本系統的實施方式的自動牙刷100的主體102、輸出軸120和口腔清潔工具104的一部分的例如沿著圖1的線9-9截取的橫截面圖。刷毛106位于口腔清潔工具104的遠端108。主體102可以包括開口107，輸出軸120的一部分可以從主體102的腔105延伸穿過開口107。密封件112可以位于開口107與密封區域128(例如止動區域)之間以密封腔105，防止諸如水的液體滲透。密封件112(例如，腔密封件)可以由任何合適的材料形成，例如由聚合物密封材料形成。口腔清潔工具104壓配合在輸出軸120上。如圖所示，密封件112可以在密封區域128處聯接到輸出軸120，以對主體102的腔105密封液體(例如水，等等)。

圖10示出了根據本系統的實施方式的主體102的一部分的例如沿著圖9的線10-10截取的橫截面圖。

圖11是根據本系統的實施方式的用于使輸出軸坯件1120成形的工具壓模1100的一部分的透視圖。輸出軸坯件1120可以通過金屬沖壓形成，并且可以具有大致平坦的形狀。然后，在至少一個沖壓過程例如壓印過程期間(如圖所示)，輸出軸坯件1120的至少一個區域可以偏離(例如，在一個或多個折部、彎曲部等處)，使得輸出軸坯件1120遠離或朝向輸出軸坯件的縱向軸線偏離大致平坦的形狀。根據本系統的實施方式，偏離可以形成具有例如通向平臺區域的折部145、143、141、139的鞍狀部148、138、140和142、密封區域(例如見圖2和圖4，密封區域128和圓形邊緣130)、槽口部分(例如見圖8，槽口部分184)等。以這種方式，可以使用通過諸如工具壓模1100的工具壓模的壓制操作使輸出軸坯件1120變形的壓印工藝來由輸出軸坯件1120形成輸出軸120。工具壓模可以包括一個或多個沖壓區域和/或可以使用包括與所形成的輸出軸的期望形狀互補(例如，構成鏡像)的一個或多個沖壓區域的兩個或更多個工具壓模。兩個或更多個工具壓模可以共同用來沖壓輸出軸坯件的給定縱向部分。

根據本系統的實施方式，可以使用簡化的沖壓工藝由單件材料形成整體輸出軸。此外，與常規驅動方法相比，整體輸出軸可以減少發出的噪聲。

最后，上述討論旨在僅僅說明本系統，并且不應被解釋為將所附權利要求局限于任何特定實施方式或一組實施方式。因此，雖然已經參照示例性實施方式描述了本系統，但還應當理解，本領域普通技術人員可以在不脫離如所附權利要求中闡釋的本系統的更廣泛和期望的精神和范圍的情況下設計出許多修改和替代實施方式。本系統的其它變型對于本領域普通技術人員將是容易想到的，并且包括在所附權利要求中。因此，說明書和附圖被認為是說明性的，并不旨在限制所附權利要求的范圍。

在解釋所附權利要求書時，應當理解：詞語“包括”不排除與給定權利要求中列出的元件或動作不同的元件或動作的存在；元件之前的詞語“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件；權利要求中的任何附圖標記都不限制其范圍；幾個“裝置”可以由相同的項目或硬件或軟件實現結構或功能來表示；任何公開的元件都可以包括硬件部分(例如，包括分開的和集成的電子電路)、軟件部分(例如，計算機編程)及其任何組合；硬件部分可以由模擬部分和數字部分中的一個或兩個組成；任何所公開的裝置或其部分可以組合在一起或分離成另外的部分，除非另有特別說明；不需要動作或步驟的特定序列，除非明確指出；術語“多個”元件包括所聲明的元件中的兩個或更多個，并且不意味著元件數量的任何特定范圍；即，多個元件可以少至兩個元件，并且可以包括不可測量數量的元件；并且術語和/或其構詞應當被理解為意味著在根據權利要求記載并且根據本系統的一個或多個實施方式的系統中，可能需要適當地存在所列出的元件中的僅僅一個或多個。