專利名稱：用于機械系統的低摩擦旋轉或平移界面的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及用于諸如電動牙刷的機械系統中的關節(運動)臂的低摩擦接頭。
背景技術：
包括一個或多個關節臂的機械系統，例如為在電動牙刷和其他的個人護理器具中的傳動系統中設置的關節臂，該機械系統具有允許不連續的旋轉動作的多個接頭。使用這些接頭，通常產生高的摩擦損耗以及額外的噪音。這些接頭中的一部分接頭使用滑動軸承或球軸承，從而通過形成樞轉或滾動界面而不是滑動界面來減小摩擦損耗。但是，即使使用這些軸承，通常在個人護理器具的操作過程中也將產生一些摩擦損耗和空轉。這導致低效的運行，并且在某些情況下需要增大動力來實現期望的效果，例如有效地清潔牙齒。

發明內容
因此，用于個人護理器具的機械系統包括其中的運動部件之間的界面，該機械系統包括驅動組件；從動組件，所述從動組件包括用于個人護理器具中的工件組件；以及機械接頭，所述機械接頭將驅動組件連接到從動組件，并且包括經由接頭的旋轉軸線對接頭施加預加載力的預加載組件。


圖I是用于個人護理器具的機械系統的簡化透視圖，該個人護理器具具體是具有本文描述的低摩擦旋轉界面的電動牙刷。圖2是圖I的局部側視立視圖。圖3是沿圖2的線3-3剖開的剖面圖。圖4是具有平移工件運動的低摩擦界面的器具的機械系統的立視圖。圖5是可替換的旋轉的機械系統實施例的簡化立視圖。
具體實施例方式圖1-3示出了手持個人護理器具的傳動系部分中的本發明的機械界面布置的一個實施例。圖I是電動牙刷的傳動系統中的此種機械界面的透視圖。但是，應該理解的是該種機械界面可用于其他的健康護理裝置，例如剃刀或毛發修剪器。圖I中的牙刷由附圖標記10總體地表示，該牙刷包括具有輸出軸14的傳統的DC電動機12，其在3000-18，OOOrpm的范圍內運轉，用以產生工件15的期望的輸出頻率。圓盤16附連到輸出軸14上，與輸出軸14 一起旋轉。在所示的實施例中，圓盤16由金屬或塑料制成，圓盤的直徑約為15mm,但可改變圓盤16的上述設置。樞轉驅動構件18附連到圓盤16，樞轉驅動構件18通過銷20連接到圓盤16。樞轉驅動構件18在構件18的下端24附近可旋轉地鉸接到圓盤16，并且隨著圓盤16旋轉而圍繞銷20自由地旋轉。樞轉驅動構件18的尖端26變細而成為刀緣，如圖2最明顯地所示。尖端26在樞轉臂40的一端38的附近與三角槽32的頂端30接觸，頂端30稱作接頭41。在所示實施例中，樞轉臂40約25mm長、6mm寬，并且由塑料或金屬制成。在樞轉臂40的另一端42附近具有另一個三角槽42，在三角槽42中配合有固定到基座45 (例如，器具的手柄)的樞轉構件44。樞轉構件44在其頂端變細而成為刀緣尖端46，刀緣尖端46配合到三角槽42的頂端中。在操作中，隨著圓盤16旋轉，樞轉驅動構件18圍繞銷20旋轉，這使得樞轉臂40的一端38圍繞固定的樞轉構件44進行弧形運動。如圖I最明顯地所示，使得刷臂50圍繞其縱向軸線進行有角度的運動，其中刷臂50其一端連接到樞轉臂40的端部43，并且從樞轉臂40的端部43向外延伸。位于刷臂50末端的刷頭15也圍繞刷臂50的縱向軸線有角度地運動。在所示的實施例中，這種有角度的運動在圍繞中間位置的±15°的范圍內，但可以改變該角度以適應具體的器具。在一些情況中，優選±8°的角度。、圖1-3中的布置的重要特征是在樞轉驅動構件18和樞轉臂40之間施加的預加載力。樞轉驅動構件18和樞轉臂40通過兩個彈簧54和56(圖3)在約為3N的預加載力的作用下被保持在一起，彈簧54和56沿樞轉驅動構件18的軸線安裝，即，穿過樞轉驅動構件18和樞轉臂40之間的旋轉中心(軸線)。具體地，彈簧54、56在其下端附近連接到樞轉驅動構件，并且連接到鄰近樞轉驅動構件的刀尖26與樞轉臂40中的槽32的頂端之間的接觸點的樞轉臂。由于旋轉的部件，該樞轉點或旋轉軸線處的預加載力不施加扭矩，從而使得兩個運動的部件之間為低摩擦界面，并且當在兩個運動的部件運動，但進行的是有角度的運動時，使得在兩個運動的部件之間產生很小的游隙或者不產生游隙。由此實現了能量節省和更高效的驅動系統，而且還降低了噪音。盡管圖3中示出了兩個彈簧54和56，但可以使用延伸穿過旋轉軸線的單個彈簧。盡管所示實施例針對樞轉(刀緣)接觸布置，但應該理解的是，也可以使用其他的接觸配置，通常包括使用球的滾動式接觸，在滾動式接觸中兩個配合部件彼此相互滾動。圖4示出了第二實施例，包括引起工件的平移運動的布置。該實施例還包括由傳統的DC電動機(未示出)驅動的旋轉圓盤60。樞轉驅動構件62的一端通過銷66可旋轉地附連到圓盤。樞轉驅動構件的另一端68終止于刀緣70，刀緣70與樞轉臂74中的槽72的頂端接合，樞轉臂74被設置為圍繞大體垂直的位置樞轉。樞轉臂74的下端是接觸刀緣尖端78，接觸刀緣尖端78配合到被固定到基座(即，器具手柄)的樞轉構件82的槽80中。在樞轉臂74的另一端(上端)安裝有工件構件86，例如刷頭。在操作中，由電動機動作產生的圓盤60的旋轉引起樞轉臂74圍繞樞轉尖端78的大體水平但略微弧形的移動，移動經過的角度通常在±8°的范圍內。類似于圖1-3的實施例，彈簧構件88 (為了清楚，圖示與實際的連接有差異)經由樞轉點82將驅動構件62的鉸接端連接到樞轉臂74。彈簧可沿著樞轉驅動構件62的兩側或者僅沿著樞轉驅動構件62的一側延伸。旋轉臂74的上端的平移運動引起工件(刷頭)86抵靠例如牙齒的表面的敲擊式動作，從而對該表面進行清潔。圖5示出了圖1-3的實施例的變型。圖5還包括由DC電動機(未示出)驅動的旋轉圓盤92以及樞轉驅動構件94。在旋轉驅動構件94的上端附近具有突出部96，突出部96終止于刀緣尖端98。刀緣尖端98與位于樞轉臂104的一端102中的凹部100的內側端進行樞轉接觸。樞轉臂104的另一端106包括凹部109，從固定到基座的樞轉構件112延伸的突出部108配合到凹部109中。工件臂的一端是工件(未示出)，例如刷頭，該工件臂從樞轉臂104的一端102的附近向外延伸(進入紙頁中)。預加載力由彈簧110產生，彈簧110從一端的樞轉驅動構件94延伸到另一端的樞轉構件112。圓盤92的旋轉引起樞轉臂104的一端102的向上/向下的略微弧形的運動，由此引起工件臂和位于工件臂自由端處的工件的弧形運動。刷臂延伸到圖4的頁面中。再次，當樞轉驅動構件和樞轉臂之間的接觸以及樞轉臂和樞轉構件之間的接觸是樞轉式連接時，應該理解的是，這些連接可以是滾動式連接或者其他類型的移動連接。因此，圖中示出了用于機械系統的旋轉/樞轉部件的界面，該界面包括延伸穿過部件之間的界面的旋轉軸線的預加載力。這種不產生扭矩的預加載力產生低摩擦、低損耗以及低噪音的界面，該界面在多種機械系統中具有優勢，特別是在使用期間被頻繁地實際使用的機械系統，例如電動牙刷或刮胡刀等。 盡管為了示例的目的披露了優選的實施例，但應該理解的是，可在不偏離所附權利要求限定的本發明的精神的情況下對優選實施例進行各種修改、變型以及替換。
權利要求
1.ー種用于個人護理器具的機械系統，包括其中的運動部件之間的界面，所述機械系統包括 驅動組件(16，18)； 從動組件(40，44)，所述從動組件(40，44)包括在個人護理器具中使用的エ件組件；以及 機械接頭(41)，將所述驅動組件連接到所述從動組件，并且包括經由所述接頭的旋轉軸線對所述接頭施加預加載力的預加載組件(54，56)。
2.根據權利要求I所述的機械系統，其中所述驅動組件包括具有電動機輸出軸(14)的DC電動機(12)，連接到所述輸出軸的旋轉圓盤以及驅動臂(16)，所述驅動臂(16)的一端連接到所述圓盤，所述驅動臂(16)的另一端連接到所述機械接頭，其中所述預加載組件沿著所述驅動臂延伸穿過所述機械接頭處的旋轉軸線。
3.根據權利要求2所述的機械系統，其中所述驅動臂在其另一端處包括樞轉或滾動邊緣(26),所述軸轉或滾動邊緣與所述從動組件的樞轉臂部分(40)中的配合凹部(32)接合，其中所述驅動臂和所述樞轉臂的接合限定所述機械接頭(41)。
4.根據權利要求3所述的機械系統，其中所述預加載組件包括至少ー個彈簧，用以在所述機械接頭處產生預加載力。
5.根據權利要求3所述的機械系統，其中所述樞轉臂是伸長的，所述樞轉臂在其一端的附近具有所述配合凹部，在其另一端處具有到固定構件(44)的樞轉或滾動連接，所述固定構件(44)被固定到所述個人護理器具的手柄部分。
6.根據權利要求5所述的機械系統，其中所述エ件組件包括從所述樞轉臂延伸的エ件臂以及位于所述エ件臂的端部處的エ件(15)。
7.根據權利要求6所述的機械系統，其中所述機械系統是電動牙刷，所述エ件是刷頭。
8.根據權利要求3所述的機械系統，其中所述驅動臂在其另一端處具有刀形或楔形，所述樞轉臂中的所述配合凹部被配置為以樞轉的關系來容納所述刀形或楔形的驅動臂。
9.根據權利要求3所述的機械系統，其中所述驅動臂的另一端為錐形，并且所述樞轉臂中的所述配合凹部被配置為以樞轉的關系來容納所述錐形驅動臂。
10.根據權利要求3所述的機械系統，其中所述驅動臂的另一端為球形，并且所述樞轉臂中的所述配合凹部被配置為以滾動的關系容納來所述球形驅動臂。
11.根據權利要求7所述的機械系統，其中在操作中，所述エ件通過弧形運動移動經過圍繞中間位置的±15°的范圍內的角度。
12.根據權利要求4所述的機械系統，其中所述樞轉臂(74)是伸長的，所述配合凹部(72)近似位于所述樞轉臂長度的中部，并且樞轉連接(78)位于所述樞轉臂的一端與所述樞轉臂的縱向軸線共線，所述樞轉連接(78)與被固定到所述器具的手柄部分的固定構件(82)接合，并且其中所述エ件位于所述樞轉臂的另一端處，在所述器具的操作中所述エ件以大體平移運動進行移動。
13.根據權利要求4所述的機械系統，其中所述驅動臂(94)包括位于其另一端的突出部(96)，該突出部與所述樞轉臂(104)的一個端面中的凹部(100)配合，并且其中所述機械系統在所述樞轉臂的另一端的附近包括基座固定構件(112)，所述基座固定構件(112)包括突出部(108)，所述突出部與所述樞轉臂的另一端面中的相應的凹部(109)配合，并且其中所述預加載彈簧(110)經由所述驅動臂和所述樞轉臂之間的旋轉軸線將所述驅動臂連接到所述 基座固定構件。
全文摘要
一種機械系統，該機械系統包括用于使部件運動的界面，其中該機械系統包括驅動組件和從動組件，其中該驅動組件與從動組件在機械接頭(41)處配合。驅動組件包括旋轉圓盤(16)和可旋轉地連接到旋轉圓盤的驅動臂(18)。從動組件包括由驅動臂驅動的樞轉臂(40)，并且還包括被固定到手柄的基座固定構件(44)，樞轉臂圍繞該手柄運動。包括一個或多個彈簧(54，56)的預加載組件連接到驅動臂和樞轉臂，從而在驅動臂和樞轉臂之間的機械接頭的旋轉軸線上施加預加載力。
文檔編號A61C17/34GK102665602SQ201080051469
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月15日 優先權日2009年11月16日
發明者P·A·海德斯多姆 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司