CN107635508B - 用于个人护理器具的附接结构、个人护理器具和方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于个人护理器具的附接结构，所述附接结构包括具有近端和远端的本体，其中所述近端具有用于联接到个人护理器具的手柄的传动轴的联接插座；并且其中所述联接插座在其内表面上具有一个或多个部分的剪切增稠材料。相应的个人护理器具和将附接结构固定到个人护理装置的手柄的方法也被提供。

Description

用于个人护理器具的附接结构、个人护理器具和方法

技术领域

本实施例总体上涉及个人护理器具诸如电动牙刷，并且更特别地，涉及用于个人护理器具的附接结构诸如牙刷头。

背景技术

结合口腔保健，使用牙刷(例如，电动牙刷)去除牙菌斑的主要原理是获得对牙刷头的足够的刷毛尖端压力。优化从马达到刷头的功率传递是实现这个目标的一种机制。其它类型的个人护理器具也需要最大化功率传递效率的类似目标。

通常，牙刷头必须通过机构联接到牙刷手柄，该机构允许容易地移除和更换，同时防止牙刷头在使用中脱落。然而，该牙刷头不能松动，否则会因松动而发出声响并放大影响用户体验的振动。这涉及设计中的折衷，特别是在牙刷手柄的传动轴与牙刷头的相应配件之间允许的间隙公差。必须有足够的间隙，使得这两个部件在所有制成的部件上容易地联接和分离，但是如果公差太大，则在使用期间将会发出声响，同时传动轴将驱动力传给刷头，从而使得清洁动作成为可能。这种声响可能会降低使用牙刷的用户体验。

图1示出了传统牙刷头2的内部下侧的侧剖视图。牙刷头2具有本体3，该本体具有被成形用于接纳手柄的传动轴的联接插座或空腔4。传统牙刷头2被设计成通过压配合装配到传动轴的端部。

因此，鉴于上述问题，需要改善个人护理器具和用于个人护理器具的附接结构。

发明内容

根据一个方面，公开了一种用于个人护理器具的附件，该附件包括在将刷头联接到马达和传动系的机构中使用非牛顿材料，作为获得最佳效率并保持刷头固定到传动系的创新方式。本公开的实施例有利地提供了使用当前制造技术来实现这样的机构的新颖方式，以及如何对这些益处进行建模和优化。

根据一个实施例，个人护理器具包括手柄、马达控制器和附件。所述手柄包括传动系和传动轴。马达控制器被配置用于控制传动系的操作，以用于产生机械激励。附件具有本体，该本体具有在附件的近端和远端之间延伸的主轴，其中近端联接到传动轴，并且其中远端联接到附接结构诸如刷头，可移除地联接到该附接结构。当传动系被激活时，附接到传动系上的附接结构被操作以提供个人护理，例如刷牙运动。附接结构和传动系之间的联接部的一些部分由可以实现良好联接的非牛顿材料制成，利用改变刚度的材料，当通过传动系运动施加高频振动时，以便保持良好联接并且提供从传动系到联接到其上的附接结构的良好的功率传递。

根据第一具体方面，提供一种用于个人护理器具的附接结构，所述附接结构包括具有近端和远端的本体，其中所述近端具有联接插座，以用于联接到个人护理器具的手柄的传动轴；并且其中所述联接插座在其内表面上具有一个或多个部分的剪切增稠材料。

根据第二具体方面，提供一种个人护理器具，包含：包括传动系和传动轴的手柄；用于控制传动系的操作以产生机械激励的马达控制器；以及如上所述的附接结构。

根据第三具体方面，提供一种个人护理器具，包含：包括传动系和传动轴的手柄；用于控制传动系的操作以产生机械激励的马达控制器；以及在传动轴上的一个或多个部分的剪切增稠材料。

根据第四具体方面，提供一种将附接结构固定到个人护理器具的手柄的方法，该方法包括：在附接结构的联接插座的内表面和手柄的传动轴之一上提供一个或多个部分的剪切增稠材料；将附接结构放置到手柄的传动轴上，使得传动轴和联接插座的内表面接触剪切增稠材料；并且经由马达控制器控制传动系在个人护理器具上的操作，以便产生传动轴的机械激励，从而增加剪切增稠材料的刚度或粘度。

附图说明

本公开的实施例可以采取在各种部件和部件的布置中和在各种步骤和步骤的布置中的形式。因此，附图是为了说明各种实施例的目的，而不应被解释为限制实施例。在附图中，同样附图标记表示同样的元件。另外，要注意的是，附图可能不是按比例绘制的。

图1是现有技术的附接结构的内部下侧的剖切横截面视图；

图2是根据本公开的实施例的具有附接结构的个人护理器具诸如电动牙刷的示意图；

图3示出了附接结构的分解的立体视图；

图4是本发明的附接结构的内部下侧的剖切横截面视图；

图5是根据本公开的实施例的个人护理器具例如电动牙刷的示意图；以及

图6是图示根据一个实施例的将附接结构固定到个人护理器具的手柄的方法的流程图。

具体实施方式

参考在附图中描述和/或示出并且在下面的描述中详述的非限制性的示例，更加充分地解释本公开的实施例及其各种特征及有利细节。应该注意的是，附图中所示的特征不一定按比例绘制，并且一个实施例的特征可以与本领域技术人员会认识到的其它实施例一起使用，即使在此没有明确说明。对公知的部件和处理技术的描述可能被省略，以免不必要地模糊本公开的实施例。这里使用的示例仅仅是为了便于理解可以实施本发明的实施例的方式，并且进一步使本领域技术人员能够实施本发明的实施例。因此，本文中的示例不应被解释为限制本公开的实施例的范围，其仅由所附权利要求和适用法律限定。

应当理解的是，本公开的实施例不限于本文所描述的特定方法、协议、装置、设备、器械、材料、应用等，因为它们可以变化。也应当理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并非旨在于所要求保护的实施例的范围中进行限制。必须注意的是，如本文和所附权利要求中所使用的那样，单数形式的“一个”，“一种”和“所述”包括复数指代，除非语境另有明确规定。

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开的实施例所属于的本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的方法和材料相似或等同的任何方法和材料可以使用在实施例的实践或测试中，描述了优选的方法、装置和材料。

根据本公开的实施例，用于与个人护理器具一起使用的附接结构依赖于附件被置于来自个人护理器具的传动系的规定的激发下时的振动特性。

现在参考图2，示出了本公开的个人护理器具10的示意图。根据本公开的实施例，所述个人护理器具包括手柄12、马达控制器14(其安置在手柄12中)和附接结构16。在一个实施例中，附接结构16包括附件或者是可更换的附件，也即，附接结构16能够被从个人护理器具10移除并且被另一附接结构16更换。个人护理器具10优选地包括电动牙刷或者是电动牙刷，并且附接结构16优选地包含刷头18。手柄12包括传动系20和传动轴22。传动轴22从手柄12的远端24延伸，并且当附接结构16附接到手柄12时进入到附接结构16中。

如本文进一步讨论的那样，马达控制器14(也即控制电子器件)包括任何合适的控制器、微控制器、处理器、电源和/或其它的为实现各种功能提供功率和控制信号的电子器件，或者上述任意组合。此外，个人护理器具10还可以包括在至少(i)OFF状态和(ii)至少一个激活ON状态之间可操作的激活按钮26(或等效机构)。所述至少一个激活ON状态可以包括一个或多个操作状态，用于利用个人护理器具10实现各种护理程序和/或操作。

在实施例中，马达控制器14能够被配置用于控制传动系20的一个或多个操作，以用于产生机械激励。机械激励可以包括在高频下的振动或其它运动，例如大于50Hz的频率，诸如在250-300Hz范围内的频率。

还参考图2，附接结构16(该附接结构在这里也称为附件)具有本体28，该本体具有在附件16的近端29和远端30之间延伸的主轴。近端29经由压配合或者其它合适的联接机构(其在图3中示出)联接到从手柄12的远端24延伸的传动轴22的部分。附件16的远端30能够包括具有刷毛31的刷头18，根据附件16的具体应用的要求来配置。正如对于附件16的具体应用所需的那样，刷毛31可以布置在一个或多个簇中，和/或一个或多个行或列中。刷毛31可以由任何合适的材料形成。

在操作中，响应于马达控制器14，附接结构16实施清洁运动，马达控制器14被操作为控制传动系20的操作以产生机械激励。

现在转到图3，示出了可以实施本发明的实施例的示例性的附接结构16的分解的立体视图。附接结构16被设计成联接到从个人护理器具10的手柄12的远端24延伸的传动轴22的部分。附接结构16包括位于附件16的近端29处的联接机构。联接机构包括具有联接弹簧33的联接元件32，该联接弹簧33被装配在联接元件32的远端34上。联接元件32将传动轴22连接到也即联接到本体28。惯性环36被装配在联接元件32的近端(也即最靠近附接结构16的近端29的端部)中的环形槽35中。颜色环37被装配在联接元件32的近端上，当附接结构16被有效定位在手柄12上时，该颜色环紧靠手柄12。

惯性环36被用于在附接结构16和个人护理器具10的其余部分之间建立所期望的惯性比。联接弹簧33将联接元件32配对到传动轴22，以用于将驱动扭矩从传动轴22传递到附接结构16。

如上所述，联接机构应允许容易的移除以及更换，同时防止在使用中脱落。联接机构必须提供功率从驱动机构到附接结构的高效传递，以用于附接结构的最佳的操作。附加地，联接机构不能太松动，否则附接结构在操作中会振动，从而引起声响或影响用户体验的其它噪音。因此，联接机构不能太松或太紧，并且也必须提供从驱动机构到附接结构的良好的功率传递。

因此，根据本发明的实施例，用于将附接结构16联接到个人护理器具10的手柄12的联接机构包括一个或多个部分的剪切增稠材料(也称为膨胀材料或与应变速率有关的材料)。一种膨胀材料是非牛顿流体，其中剪切粘度或刚度随施加的剪切应力而增加。因此，剪切增稠材料根据材料的运动频率而表现出不同水平的刚度。

将剪切增稠材料使用在用于附接结构的联接机构中，使得附接结构在未工作时或在联接或分离时(例如在低的应变速率下，在约0.1-2Hz的数量级上)联接到相比于现有的联接机构更好地符合传动轴的尺寸和形状，并且使得附接结构在高频率下(例如大于50Hz，并且例如在250-300Hz的范围中，诸如个人护理器具能够工作的频率下)变得刚硬得多，以便高效地将驱动力传递到附接结构。因此，任何在接口处的声响能够被消除或者基本上被消除，而当个人护理器具没有处于使用中时，仍然允许所述附接结构被移除，从而能够改善用户体验。

膨胀材料典型地由细颗粒(通常是二氧化硅)结合各种长链聚合物的经稳定的悬浮体组成，以产生所期望的性质。它们也可以通过被包含在例如细胞泡沫基质中而被包含到固体中。膨胀材料的特性(例如，刚度变化的幅度，发生刚度变化的运动频率)可以由诸如颗粒大小、形状和分布的因素来控制。在一些实施例中，所述膨胀材料可以是柔软(即能够形变)的泡沫或聚合物的形式。在特别的实施例中，膨胀材料可以包含或者是被称为Dow

3179的膨胀化合物(http://www.dowcorning.com/applications/search/ products/details.aspx？prod＝01512137&type＝PROD)。在特别的实施例中，膨胀材料能够包括与常规的(也即非膨胀的)聚合物结合的Dow

3179膨胀化合物。在另一实施例中，膨胀材料能够是称为D3O的材料。

现在参照图4，显示了根据本发明的实施例的附接结构16的剖切侧视图图示，其中一个或多个部分的非牛顿的或者剪切增稠材料38在附接结构16中被使用在附接结构16与传动轴22交界的区域中。特别地，该剪切增稠材料38可以成行排列在用于将附接结构16联接到传动轴22的联接插座40的内部或内部的一部分上。一个或多个部分的剪切增稠材料38能够在联接插座40的至少一个表面上，但是优选地在几个表面上，正如在图4中所显示的那样。在这个图示的实施例中，显示了四个部分38，但是要理解的是，能够使用更多或更少的部分38。也要理解的是，在一些实施例中，单个部分的剪切增稠材料38能够围绕联接插座40的整个内周部。在一些实施例中，这种膨胀材料或者剪切增稠材料38可以是在通常室温下柔软(即能够形变)的泡沫或聚合物的形式。

联接插座40一般被成形用于接纳传动轴22并且将附接结构16联接到传动轴22，从而来自传动轴22的机械激励被传递至附接结构16。

在一些实施例中，剪切增稠材料38的尺寸和/或位置被选择，使得在插座40中的用于插入传动轴22的空间实际上相比于最小的传动轴22尺寸稍微更小。在这个情况中，在联接附接结构的插座40内部留有一些膨胀空间，使得当传动轴22插入到联接插座40中时，膨胀材料38能够被稍微推出或形变。这有助于提供用于附接结构16的紧密配合，甚至在激活所述器具10之前。

在一些实施例中，(不论是否在插座40中的空间稍微小于传动轴22的尺寸)传统的附接结构保持系统可以被用于在使用器具10期间防止附接结构16的“离开”。在一些实施例中，这个保持系统能够是基于弹簧夹的保持系统，例如正如在图3中所显示的那样。在基于弹簧夹的保持系统中，一个或多个夹子/联接弹簧33能够被提供在插座40中，这些夹子/联接弹簧被配置用于当附接结构16附接到传动轴22时与传动轴22上的突起或凹陷接合。

因此，当在手柄12中激活驱动机构20、22时，一个或多个部分的剪切增稠材料38的刚度或粘度由于高频振动而增加，使得驱动力相比于传统的联接机构被改善地联接到附接结构16，伴随着小的振动阻尼或者损失。此外，要理解的是，当器具10没有在使用中时，剪切增稠材料38的使用仍旧允许附接结构16容易地从手柄12移除。

在对于上述实施例(膨胀材料38位于附接结构16的联接插座40中)的备选的实施例中，可以作为取代方案将膨胀材料38提供在手柄12的传动轴22上或中。这个实施例被图示在图5中，该图示出了总体上如上参照图2描述的手柄12和传动轴22，该传动轴22具有被附接到其上的一个或多个部分的剪切增稠材料38。在这个被图示的实施例中，显示了两个部分38，但是要理解的是，能够使用更多或更少的部分38。在该实施例中，手柄12能够与例如图1所示的传统的附接结构2联接，以便实现本发明的益处。所述部分38定位在传动轴22上，使得它们压靠联接插座4的内表面。如果器具10被激活，则由传动系20生成的到传动轴22的高频振动使得该部分38的粘度或者刚度增加，从而改善传动轴22到附接结构2的联接和振动能量到附接结构2的传递，同时当器具10没有在使用中时仍旧使得附接结构2能够容易地从手柄12移除。

图6图示根据本发明的实施例的将附接结构固定到个人护理器具的手柄的方法。首先，提供手柄12和附接结构。然后，在步骤101中，提供一个或多个部分的剪切增稠材料38。在一些实施例中(例如如上所述参考图4)，所述一个或多个部分的剪切增稠材料38被提供在附接结构16的内表面上，例如附接结构16的联接插座40的内表面上。在另一些实施例(例如如上所述参考图5)中，一个或多个部分的剪切增稠材料38被提供在传动轴22上。

接下来，在步骤103中，将附接结构放置到手柄12的传动轴22上，使得传动轴22和附接结构的内表面接触剪切增稠材料38。在一些实施例中，将附接结构放置到手柄12的传动轴22上能够导致传统保持机构的接合，以用于将附接结构保持到手柄12上。

然后，在步骤105中，手柄12的马达控制器14被用于控制传动系20的操作，以用于产生传动轴22的机械激励，从而增加剪切增稠材料38的刚度或者粘度。剪切增稠材料38的刚度或者粘度的增加改善了附接结构到传动轴22的联接，从而改善了振动能量到附接结构的传递，同时当器具10没有在使用中时仍旧使得附接结构能够容易地从手柄12移除。

附件，诸如用于飞利浦

电动牙刷的传动系上的刷头，是会从在驱动机构联接部和附接结构之间的至少一个联接区域中使用剪切增稠材料或非牛顿材料38中受益的机构类型。

虽然仅一些示例的实施例已经具体在上文被说明，本领域技术人员却会容易地理解的是，在实质上不脱离本公开的实施例的新颖教导和优点的情况下，在示例性实施例中可以进行许多修改。例如，本公开的实施例可以有利地用在用于牙齿保健应用中的电动牙刷中。因此，所有这样的修改旨在被包括在由权利要求所限定的本公开的实施例的范围内。在权利要求中，手段加功能的限定旨在覆盖本文被描述为实施所记载的功能的结构，并且不仅覆盖结构等同物，而且覆盖等效结构。

此外，在一个或多个权利要求中在括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包含”和“包括”等不排除除了在任何权利要求或说明书中作为整体列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件的单数引用并不排除这样的元件的复数引用，并且反之亦然。一个或多个实施例可以借助于包括几个不同元件的硬件和/或借助于适当编程的计算机来实现。在列举了几个器具的装置或者器件权利要求中，这些器具中的几个可以由同一项硬件实现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。

涉及一些特定的实施例的表述被陈述如下：

1.一种个人护理器具，包括：

手柄，包括传动系和传动轴；

马达控制器，用于控制传动系的操作以产生机械激励；以及

附接结构，具有带有近端和远端的本体，其中近端具有联接到传动轴的插座，其中剪切增稠材料在联接插座的内表面的至少一部分上成行排列在附接结构的联接插座上。

2.按照表述1所述的个人护理器具，其中，在没有施加运动或者振动时，所述剪切增稠材料在室温下呈软泡沫的形式。

3.按照表述1所述的个人护理器具，还包括在联接机构中的弹簧夹机构。

4.按照表述2所述的个人护理器具，其中，当驱动机构的振动频率大于50Hz时，所述剪切增稠材料变得刚性。

5.一种用于个人护理器具的附接结构，包括：

本体，具有近端和远端，其中近端具有插座，该插座用于联接到传动轴，该传动轴形成设置在所述个人护理器具的手柄内的传动系的一部分；并且

其中所述插座具有在其内表面的至少一部分上的剪切增稠材料。

6.按照表述5所述的附接结构，其中，在没有施加运动或者振动时，所述剪切增稠材料在室温下呈软泡沫的形式。

7.按照表述5所述的附接结构，还包括在联接机构中的弹簧夹机构。

8.按照表述6所述的附接结构，其中，当驱动机构的振动频率大于50Hz时，所述剪切增稠材料变得刚性。

9.一种用于将附接结构固定到个人护理器具的方法，包括：

经由马达控制器控制传动系在个人护理器具上的操作，以便产生传动轴的机械激励；并且

提供附接结构，具有带有用于附接到传动轴的联接部的近端，并且其中剪切增稠材料在联接部的内表面的至少一部分上成行排列在联接部上，以用于确保在联接部和传动轴之间良好的连接。

Claims (13)

1.一种用于个人护理器具(10)的附接结构(16)，所述附接结构包括：

本体(28)，具有近端和远端，其中所述近端具有联接插座(40)，该联接插座用于联接到所述个人护理器具的手柄的传动轴(22)；

其特征在于，

所述联接插座具有在其内表面上的一个或多个部分的剪切增稠材料(38)，所述内表面用于在所述附接结构(16)被联接到所述个人护理器具的所述手柄时接触所述传动轴(22)，

其中所述剪切增稠材料(38)使得随着所述传动轴(22)的振动频率的增加而增加所述剪切增稠材料的刚度或者粘度。

2.根据权利要求1所述的附接结构(16)，其中，在没有被所述传动轴(22)施加运动或者振动时，所述剪切增稠材料(38)是软的或者可形变的。

3.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，在没有被所述传动轴(22)施加运动或者振动时，所述剪切增稠材料(38)呈软的或者可形变的泡沫形式，或者呈软的或者可形变的聚合物形式。

4.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，在被所述传动轴(22)施加运动或者振动时，所述剪切增稠材料(38)是刚性的。

5.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，所述振动频率大于50Hz。

6.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，所述振动频率在250-300Hz的范围中。

7.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，在所述联接插座(40)中的所述一个或多个部分的剪切增稠材料(38)的尺寸和/或位置使得所述联接插座中的用于插入所述传动轴(22)的空间小于所述传动轴的尺寸。

8.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，还包括在所述联接插座(40)中的用于将所述附接结构联接到所述手柄的保持机构。

9.根据权利要求1或2所述的附接结构(16)，其中，所述附接结构是用于电动牙刷的附件。

10.一种个人护理器具(10)，包括：

手柄，包括传动系，其中所述传动系包括传动轴(22)；

马达控制器，用于控制所述传动系的操作以产生机械激励；以及

根据权利要求1-9中任一项所述的附接结构(16)。

11.一种个人护理器具(10)，包括：

手柄，包括传动系，其中所述传动系包括传动轴(22)，所述传动轴(22)用于联接到附接结构的联接插座，所述附接结构包括本体，所述本体具有近端和远端，所述近端具有所述联接插座；

马达控制器，用于控制所述传动系的操作以产生机械激励；

其特征在于，

在所述传动轴上的一个或多个部分的剪切增稠材料(38)，所述剪切增稠材料(38)用于在所述附接结构被联接到所述传动轴(22)时接触所述联接插座的内表面，并且所述剪切增稠材料(38)使得随着所述传动轴(22)的振动频率的增加而增加所述剪切增稠材料的刚度或者粘度。

12.一种用于将附接结构固定到个人护理器具的手柄的方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述附接结构的联接插座的内表面或所述手柄的传动轴上，提供一个或多个部分的剪切增稠材料；

将所述附接结构放置到所述手柄的所述传动轴上，使得所述传动轴和所述联接插座的内表面接触所述剪切增稠材料；并且

经由马达控制器控制在所述个人护理器具上的传动系的操作，以便产生所述传动轴的机械激励，从而增加所述剪切增稠材料的刚度或者粘度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在没有通过所述传动轴进行的所述机械激励时，所述剪切增稠材料是软的或者可形变的。

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