专利名称：可变功能的牙刷的制作方法 市场上现有的牙刷的设计有如下的优点和缺点手动牙刷具有很大的清洁表面区域，从而很好地覆盖牙齿。然而，这种很大的尺寸使得难以在牙齿的后部角落对该牙刷进行操作，并且在这些区域限制了有效的刷牙操作和调整。磨损的刷毛导致整个牙刷被丢弃。手动牙刷不能彻底研磨牙齿。电动环形牙刷具有小的清洁表面区域，从而对整个牙齿表面的覆盖较小，但是这种小刷头能极好地与所有牙齿区域接触，特别是后部角落。仅需新的推上型替换件就可更换磨损的牙刷。大多数操作仅以一个速度进行摆动或者振动运动，并且其需要马达、电池或者变压器。本发明提出一种混合设计，其从上面提及的两种类型的牙刷中获得最佳特征，从而生产一种具有手动刷牙操作以及机械旋转刷牙操作并带有研磨工具而不需要电池、马达或者变压器的牙刷。提供一种良好的表面清洁区域而不损及进入牙齿后部角落。第二种设计引入手动牙刷但是具有与该混合设计相同的可更换单元。用手致动的牙刷在GB228978中示出，但是该设备并不允许对刷头的旋转进行控制。另外，其中没有通过锁定杠杆锁定刷头以允许手动操作的装置。
本发明通过提供如权利要求1所述的可变功能的牙刷设法解决了现有技术中的这些问题。混合概念允许利用来自上述各类牙刷的特征，并将它们应用到新设计中，该新设计包括在刷体内手动驱动联动装置，因此不需要马达驱动力。这样有利于形成良好的表面清洁区域而不损及进入牙齿后部角落，这通过在牙刷刷头上配置两个环形清洁元件实现，该牙刷刷头具有大于电动环形刷但又小于一般手动刷头的表面区域。为了使表面清洁区域最大，该设计提出一种刷元件，该刷元件包括用一圈扁平弹性体节点所围绕的尼龙刷毛的组合体。这些节点大大增加了表面清洁区域并能够保持更多牙膏与牙齿接触，其具有精确地造型(moulding)到牙齿表面的优点，而尼龙刷毛具有搜索深处牙齿轮廓的一般优点。这些刷毛的过度弯曲(over flexing)通过将其悬挂在支架内来实现，该支架形成有节点以允许整个结构共同弯曲(codependently flex)，这使得即使在该牙刷刷头上施加过多压力时，使刷毛的过度应力保持到最小以允许其端部在与牙齿表面相接触时具有更多的刚性。刷子的形状是环形或者矩形，并且这两种形状可以同时安装到牙刷刷头上。它们是一次性的，并且在其位置上可以使用研磨元件，环形清洁元件能够以可变的旋转速度在偏心的或者环形路径上完全通过360°旋转和逆向旋转。旋转元件的速度变化相当大并且通过手在加载弹簧的可锁定杠杆上的移动来控制。当在该杠杆上施加快且短的挤压操作时，刷元件仅部分且很快地旋转和逆向旋转，但允许彻底清洁。在很低的旋转速度下，刷元件上的清洁刷毛可以搜索诸如牙齿和牙龈之间区域的深处轮廓而不会跳过它们，从而在牙齿的后部角落特别有效地除去难以清理的食物残渣和牙斑，而矩形刷元件允许更大的表面覆盖，如果需要矩形刷元件具有可以更换的优点。在仅需要手动刷牙时，为了使用这类元件或者环形元件而将杠杆向下锁住。可折叠的牙刷柄的特点在于能存放在该可变功能牙刷的刷体中，该可变功能牙刷能够保持一个矩形悬挂刷元件或者一个或两个环形悬挂刷元件，并具有当磨损和作为为第二个用户存放的刷时能够用存放在底部的备用刷元件对它们进行更换的优点。
所有类型的刷清洁元件都可以互换，以允许在同一刷头上在静态刷和旋转刷(圆的和矩形的)之间进行置换。
对于用户选择，连接有两个旋转悬挂刷元件的混合概念的典型使用应当是从其静止位置(图3)握紧牙刷并挤压杠杆以使其自动锁定到刷体。在施加了牙膏以后就可以进行手动刷牙操作了。然后该杠杆可以通过按压按钮立即解锁，以允许在杠杆上进行挤压操作和使刷元件逆向旋转的释放操作，从而用户能进行更彻底的机械清洁操作，特别是在难以到达的口腔区域，如前面段落所述。如果需要，可以将刷元件拔出并用两个研磨元件替换，研磨元件带有所施加的合适研磨剂以进行彻底的机械旋转研磨。如果需要，可以用具有更大表面区域的单个矩形刷元件更换逆向旋转的刷元件。
上述的可更新附件部件的刷单元和研磨单元以可变的旋转速度在偏心的或者环形路径上完全通过360°旋转和逆向旋转。旋转单元的速度变化相当大并且通过手在弹簧加载杠杆上的手的移动来控制。当在该杠杆上施加快而短的爆发力(bursts)时，刷单元仅部分且很快地旋转和逆向旋转，这种旋转允许彻底清洁。在很低的旋转速度下，刷单元上的清洁刷毛能够搜索特别是牙齿和牙龈之间区域的深处轮廓而不会跳过它们，从而在牙齿的后部角落特别有效地除去难以清理的食物残渣和牙斑，而矩形刷单元附件允许更大的的表面覆盖且具有可以更换的优点。为了在仅需要手动刷牙时使用这类单元或环形单元可以将杠杆向下锁定。


该可变功能的牙刷具有很多排列。下面仅以示例的方式参考附图描述示出该功能和致动可变功能牙刷的装置的本发明的实施方式，其中图1示出横截面主视图，其中示出处于非致动模式的两个皮带传动的旋转悬挂刷单元，以及如何将力F施加到杠杆上以致动它们。在横截面主视图和平面图中还示出不同的轴承设计。
图2示出横截面主视图，其中已经安装了一个矩形悬挂刷单元。当需要传统刷牙操作时，杠杆被压下并且出现在锁定位置。还示出了能够容纳悬挂刷单元的折叠手柄的存储位置。还示出了稍微不同的齿轮结构。
图3示出横截面主视图，其中示出处于非致动模式的两个皮带传动旋转悬挂的刷单元以及示出处于其排水位置的牙刷并且其特征在于刷体内的齿轮更少。
图4示出刷头细节的横截面，其示出具有或者不具有防水板的单个旋转悬挂刷单元和研磨单元。还示出了清洗管道以及不同衬垫轴的平面视图。
图5示出刷头细节的横截面，其示出具有与杠杆处于向下锁定模式时使用的单个悬挂矩形刷相同横截面的两个旋转悬挂刷单元和研磨单元。六个不同轴承/轴选择也被示出在横截面主视图和平面视图以及带有不同衬垫轴的平面视图中。
图6示出刷头细节的横截面，其示出两个旋转悬挂刷单元和研磨单元，并且研磨单元具有与在杠杆处于向下锁定模式时使用的单个传统矩形刷不同的横截面。还示出了允许对刷头或者防水刷头进行清洗的不同组装板。
图7示出刷头细节的横截面，其示出三个不同横截面的旋转悬挂刷单元和具有处于静态的一个单元。四个刷头结构还示出当杠杆处于向下锁定模式时使用的单个悬挂矩形刷单元。示出了不同组装板。还示出清洗管道。
图8示出刷头细节的横截面，其示出一个旋转悬挂的刷单元和一个静态的矩形刷单元，但特征在于不同尺寸的牙刷刷头8a和8b。还示出相同的研磨结构。
图9示出具有组装板和不同类型清洗槽的刷头细节的横截面，其具有或者不具有清洗板。还示出了不同类型的清洗管道。
图10示出旋转悬挂的刷单元和矩形悬挂的刷单元的等距图。
图11示出旋转悬挂的刷单元的横截面图。
图12示出可以容纳一个矩形悬挂刷单元或者一个或两个旋转悬挂的刷单元的手动牙刷。
图13示出可选的齿轮结构。

首先参考附图中的图1，示出具有处于未致动模式中的带齿传动带和两个刷单元的手操作牙刷，可以将刷体和刷头分开，并且以下面方式致动和使用；图1中，刷体示出了通过杠杆上的力F致动的传动装置，该杠杆在其枢轴P处具有弹簧S。当该杠杆被致动时，将刷体中的传动装置和刷头相连的带齿的传动带B使刷单元旋转多次360°。这些刷单元以不同方向旋转，从而消除了任何滑动旋转(skating rotation)。当将该力从该杠杆上释放时，弹簧中的压制能量使得该杠杆返回到其初始位置，并且在此期间，使刷单元、传动带和刷体内的传动装置逆向旋转。
图1中示出的传动装置允许该刷单元在该杠杆每次被压下和返回时旋转和逆向旋转多次。
传统刷牙可以通过利用图2中示出的设备将杠杆向下锁定的环形或者矩形单元来实现，该设备在受到挤压时自动锁定杠杆并且通过按压弹簧加载按钮而释放。杠杆在其下侧具有弧形的齿轮臂装置，并且与具有自身轴的齿轮G1相接触，并且接触与齿轮G3连接在同一轴上的G2。齿轮G4和G5共用同一个轴，并且G4与G3相接触。齿轮G6和G7也共用同一个轴并且分开地位于G4的两侧，而G5与G6相接触。带齿的传动带将刷体内的齿轮G7连接到刷头中的齿轮G8，并可在可选的T处对张力进行调整。因为这两个齿轮处于不同的平面上，连接它们的传动带被示出旋转90°，但是当颈部在R处旋转时，该传动带在翻转180°时变得平行。颈部的旋转使得用户可友好地进行调整，然而，颈部的旋转不是必须的并且其可以与刷体和刷头整体浇铸成一体件。示出在R附近的滴油圈D。刷头中的齿轮G8和G9设置在同一轴上，而G10具有自身的轴。
图2示出较大的刷体齿轮G7，该齿轮G7允许刷头齿轮G8到G10的更多旋转，图3示出完全不同的刷体齿轮结构，其使用较少部件但提供与图1中齿轮相似的旋转性能。两个自由旋转的导向凸起G在传动带穿过颈部时将其保持在正确的对齐位置中，并在图2和3中示出。如果需要该凸起能如图1、2和3中的任选的T那样调整传动带的张力。刷体和刷头中齿轮的所有轴都位于在可选设计的轴承孔中，并在图1的A1和B1-B4以及图5a、5b和5c中示出。
轴承B1-B4被设计用于减少在轴上的摩擦。所有轴的端部都可被圆化，这样轴的端部在与表面相接触时进一步减少摩擦。图5a、5b和5c示出在刷头齿轮G9和G10上不同类型的轴以及不同的组装板，而5b示出图1中提及的轴承选择。图4c和4d以及5d和5e在平面图中示出两种类型的刷单元轴；4c和5d示出的是位于中央的轴，而4d和5e示出的是偏置的轴，使得刷单元以偏心路径旋转从而覆盖更大的清洁区域。
所有齿轮的接触表面都可以是窄且倾斜的或者是圆化的以减少摩擦(参见图1中的A1和B1)，这以横截面水平面图示出并仅表示原理。所有刷单元和研磨单元都具有从其上表面伸出的方形轴，该方形轴被推入到位于G9和G10中的相应定位孔中，从而允许这些表面配合到一起从而形成防水配合。一旦这些单元磨损，可以简单地将其拔出并丢弃。这些单元可用于具有不同尺寸的牙刷刷头的各种结构中，该牙刷刷头可为单个、两个、奇数两个(odd double)或者三个。
图6示出刷头细节的横截面，其中示出两个旋转悬挂的刷单元和研磨单元，研磨单元具有与在杠杆处于向下锁定模式时使用的单个传统矩形刷毛不同的横截面。该图还示出了不同的组装板以允许对刷头或者防水刷头进行清洗。
图7示出刷头细节的横截面，其中示出三个不同横截面的旋转悬挂的刷单元和具有一个静态单元的四刷头结构。还示出当杠杆处于向下锁定模式时使用的单个悬挂矩形刷单元。还示出了不同的组装板。该图还示出清洗管道。
图7d示出具有四个单元的刷头，其中三个单元是旋转的且一个单元是静态的。
图8示出刷头细节的横截面，其中示出一个旋转悬挂的刷单元和一个静态矩形刷单元，并且这可以以8a和8b中的不同尺寸的牙刷刷头为特征。相同的结构可以用于研磨结构。
图9示出具有组装板和不同类型清洗槽的刷头横截面细节，其具有或者不具有清洗板。该图还示出不同类型的清洗管道。
图10和11示出环形和矩形悬挂的刷单元的等距图。
图11示出旋转悬挂的刷单元的横截面图。
图12示出可以如何将矩形悬挂的单元应用到传统牙刷刷柄。该刷柄还可以容纳一个或者两个单元，该单元在该情况下示出为环形单元。
这些单元的和示出的正好位于这些单元之上的组装板的冲洗装置是用于保持刷头防水的装置。然而，如果发现需要对齿轮和刷头内表面定期清洗，这也可以通过多种提出的方式实现(参见附图9)。对衬垫轴插入其中的杆的端部开孔(参见附图9a)，以允许一旦将这些单元移走就能对内部刷头表面进行冲洗。水可以通过定位在滴油圈附近的孔或者通过将该刷头保持在流动的水下并多次致动杠杆而施加到颈部下。可选择地，为了将齿轮杆保持就位而安装的板可以被开孔(参见图9b和9c)或者被一起移走(参见图9d)，以使得易于清洗所有内部刷头区域。齿轮也可以被开孔。图9c和9d示出用穿孔齿轮水平表面上的多个节点在旋转期间稳定穿孔齿轮G9和G10的必要性。另一种稳定刷头齿轮的方法在图5b中示出，其中环在正好其贯穿到组装板之前定位在杆的周围。这也用于图4b中示出的单个齿轮，其中该板被移走，并且在其杆的周围有两个稳定环。
尽管在图4-7中没有充分示出，如图9a、9b、9c、9d所示的清洗设计概念采用包括单个、两个、奇数两个以及三个旋转单元的牙刷刷头。其还采用四重的衬垫结构。
可以使用驱动杆代替上面提及的传动带。其优点在于，可以使颈部轻微地逐渐变细从而允许相对于刷体的握持部分具有不同的角度。所提出的驱动杆可以在其各端部具有伞齿轮，一个伞形齿轮与G7配合，G7自身也是伞齿轮并仍与其它齿轮共用如上面段落提及的相同的位置关系。在该驱动杆的另一端上的伞齿轮与G8配合，G8也是伞齿轮，但是与刷头中的其它齿轮共用如上面段落所述的相同的位置关系。该驱动杆通过穿过每个伞齿轮附近的轴承固定。
本发明不仅覆盖了如上所述的各个实施方式，还覆盖了所有讨论的实施例的结合。


一种在手动和电动牙刷技术之间的混合设计，其具有机械旋转或者手动刷牙操作。当由加载弹簧的杠杆致动时牙刷刷头上的刷或者研磨单元旋转和逆向旋转多次，而当该杠杆被锁定，该牙刷允许传统手动操作。旋转的或者矩形的刷或者研磨单元的排列可以用在同一刷头上。刷单元包括由弹性体节点的环所围绕的刷毛束，这些节点遍布腔槽悬挂，该腔槽模制成牙齿的轮廓。还示出将该刷单元设计用于手动牙刷刷柄。施加到该杠杆的力允许旋转变化，并且当慢速旋转时，刷单元上的刷毛可以搜索进入牙齿和牙龈表面深处的轮廓，特别是难以到达的牙齿后部角落，而不会像在高速时跳过它们。