CN102271615A - 具有用于产生短刷毛行程的致动器系统的电动口腔清洁用具 - Google Patents

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Abstract

一种用于在口腔清洁用具中产生刷毛簇敲击运动的用于电动口腔清洁用具的致动器系统的一个实施例包括装配于刷头中用于背离、然后朝向刷头(12)移动的多个活塞元件(16)。刷毛簇(20)定位于活塞元件上并且依次靠向和背离牙齿移动以产生清洁动作。范围为1Hz-6Hz的低频流体压力动作(40)维持刷毛簇在低频序列中与牙齿相靠的顺应,而范围为100Hz-300Hz的更高频流体压力动作(42)在该频率移动刷毛簇以在牙齿上产生敲击刷毛动作以产生清洁。在另一实施例中,一种激励系统包括由弹性材料制成的伸长致动器构件(52),该致动器构件通过流体压力在所选频率绕着其纵轴膨胀和收缩。多个致动器分节(56)固定地装配于致动器元件上。致动器分节被配置成使得在致动器构件膨胀时致动器分节的上桥接部分(63)上移。装配于其上的刷毛簇(74)在牙齿上产生清洁动作。

Description

具有用于产生短刷毛行程的致动器系统的电动口腔清洁用

技术领域

[0001] 本发明主要涉及利用直接朝向和背离牙齿(即近似垂直于牙齿)的刷毛动作的电动口腔清洁用具,并且更具体涉及在所选频率范围和刷毛行程范围内操作的这样的用具。

背景技术

[0002] 已知刷毛与牙齿表面相靠的敲击/轻锤动作可以产生有效牙齿(包括齿间区域) 清洁。但是这样的用具的有效性依赖于较短刷毛行程以及某个频率范围以产生有效结果。 流体(气体或者液体)压力致动器相对于其它类型的致动器在这样的用具中具有某些设计优点,但是致动器引起的液体空化效应妨碍刷毛簇区域在80Hz以上频率的有效移动。有效清洁通常需要范围为100Hz-300Hz的频率。

发明内容

[0003] 因而希望具有一种可以产生行程长度有效并且频率在期望范围(例如 100Hz-300Hz)内的刷毛敲击动作的流体压力致动器。

[0004] 一种口腔清洁用具的一个实施例包括:用具主体,具有刷头部分,刷头部分具有装配于其中的、用于在刷头部分的远端定位于口腔中时朝向和背离牙齿移入和移出刷头部分的多个可移动活塞构件;刷毛簇,装配于活塞构件上,用于与牙齿的清洁接触;低频致动器,用于低频移动活塞构件以依次使刷毛簇的末端大体上顺应牙齿;以及更高频致动器,用于相对于牙齿更高频移动活塞构件以通过在刷毛簇与牙齿之间的定期接触来产生牙齿的清洁。

[0005] 另一实施例包括:用具主体,包括驱动系统,驱动系统具有在所选频率绕着其纵轴膨胀和收缩的弹性伸长致动器构件;多个致动器分节,固定地装配于致动器构件上,各致动器分节被配置成使得在致动器构件膨胀时致动器分节的上部上移;以及刷毛簇,装配于各致动器分节的上部上,从而在致动器构件膨胀时致动器分节的上部和装配于其上的刷毛簇在用具定位于口腔中时朝向和背离牙齿交替地向外、然后往回移动。

附图说明

[0006] 图1-图3是示出了口腔用具的部分的三个操作状态的横截面图,这些横截面图示出了第一流体压力致动器实施例。

[0007] 图4-图6是另一流体压力致动器实施例的各种视图。

[0008] 图7-图10是又一流体压力致动器实施例的各种视图。

具体实施方式

[0009] 图1-3示出了口腔用具中的致动器组件和刷头组件的一个实施例。致动器组件10 和刷头组件12定位于用具壳部14中。装配多个活塞16-16用于刷头组件的上/下移动。壳14和活塞16通常由塑料材料制成。在一个实施例中共有五个单独活塞,但是这一数目

可以变化。

[0010] 多个(20个)刷毛簇装配于各活塞16-16的上表面上。通常,各活塞将具有数目范围为五个或者更多的刷毛簇。各刷毛簇将包含尺寸、配置和材料可以变化的近似90根刷毛或者细丝。在一个实施例中,刷毛/细丝将具有6mil的直径并且将从活塞的顶部延伸近似 8mm。

[0011] 壳14包括两个流体通道22和M。流体通道22和M由壳壁和在壳的长度上延伸的内壳构件;34限定。在刷头组件的近端通向流体通道22和M的入口经过流动开口 28 和30。流动开口 28狭窄(在所示实施例中近似Imm宽)。流动开口 28在壳的全宽度上延伸。流动开口 30较大(近似3mm宽)并且也在刷头的近似全宽度上延伸。流动开口观和 30由流动头部元件32和34限定,这些元件是壳14的一部分。流动头部元件32从壳的上壁向下延伸,而流动头部元件34定位于内构件34的近端。流动开口的尺寸可以根据刷头的期望动作在某一程度上变化,但一个开口必须很窄而另一开口较大。

[0012] 低频弹簧构件致动器40和更高频致动器组件42 (在一个实施例中是对与壳14的内表面有流体密封接触的活塞元件进行操作的线性致动器)朝向图1中的壳14的后部定位。诸如水之类的流体存在于活塞构件前面的壳14中。弹簧构件40和更高频致动器组件 42对流体操作以产生刷头活塞16的上下运动并且因此产生装配于其上的刷毛簇20的上下运动。弹簧构件40产生优选范围为1Ηζ-6Ηζ的低频流体压力动作(尽管它可以略微更高),而更高频致动器组件42产生范围为100Hz-300Hz的更高频流体压力动作。因此存在对壳内流体的组合低频/高频动作,其中高频动作叠加于低频动作上。

[0013] 图1示出了在电气零位(null position)的用具,即系统未操作,其中所有活塞16 处于同一中性位置而刷毛簇的末端共面。图2示出了由于弹簧构件40的低频动作所致的刷毛动作,其中流体被迫经过窄开口 28。低频(1Ηζ-6Ηζ)流体动作使得刷毛顺应/适应口腔几何结构,即刷毛簇以如下方式低频移动使得在相应各个活塞上的刷毛簇依次移动与牙齿相靠较长一段时间。各刷毛簇又根据低频致动器的频率接触牙齿并且保持与牙齿的接触。

[0014] 线性致动器/活塞组件42产生的更高频流体压力动作(100Ηζ-300Ηζ)叠加于由弹簧构件40提供的低频流体压力动作上。这一更高频动作产生刷毛簇在100Ηζ-300Ηζ之间的移动频率。产生更高频动作的流体移动通过更宽的流动开口 30,从而借助对活塞16进行操作的更高频流体通道中的流体如图3中所示造成刷毛簇的有效敲击动作。活塞动作在频率范围100Hz-300Hz中并且产生刷毛簇与牙齿相靠的敲击或者轻锤动作,从而带来牙齿的有效清洁。

[0015] 因此,在这一实施例中,低频流体动作和更高频流体动作的组合带来刷毛簇行程短的有效清洁。在这一情况下的刷毛簇行程短是因为刷毛簇的更高频移动是在刷毛簇与牙齿基本上接触的情况下开始的;它们首先在更高频流体动作的前半个周期期间从牙齿移开,然后在另一半周期中移回以用敲击/轻锤动作接触牙齿。在中性位置,活塞一般顺应牙齿而不是离开牙齿。这带来刷毛簇的更短行程(这在有限空间中是可贵的)并且也允许刷毛更容易进入牙齿的偏僻区域(即齿间区域)中。

[0016] 图4-图6示出了上述实施例的一种变化。它包括刷头壳34,该壳具有内部流体通道35,其中诸如水之类的流体流向活塞构件37右侧。弹簧致动器36提供低频流体动作,同时线性致动器对活塞元件37进行操作使得它在通道35中来回移动以提供高频流体动作。 刷头包括多个刷毛簇38A装配于其上的多个活塞构件38。该实施例包括具有窄入口 41的第一流体部分40和具有更大入口 44的第二流体部分43。流体通过低频弹簧构件(1Ηζ-6Ηζ) 的动作经过窄入口 41移入第一流体部分40,而流体通过更高频致动器(100Ηζ-300Ηζ)的动作经过更大入口 44移入第二部分43。低频动作一般使刷毛末端顺应牙齿的表面,而更高频动作产生刷毛簇与牙齿相靠的更高频敲击动作从而产生清洁动作。因此实际上叠加了两种流体动作。

[0017] 在图7-图10中示出了另一实施例。在这一实施例中,口腔用具50包括从致动器 53延伸的致动器杆52。致动器杆52啮合多个致动器分节56-56(图8和图9)。用于特定用具的致动器分节数目可以变化;然而典型数目将为七个。通常,四个将是有效清洁所必需的,但在一些境况中更少数目也将是足够的。参照图8和图9,各个致动器分节由诸如ABS 塑料之类的硬塑料制成并且固定地装配于弹性致动器杆52上。致动器杆52为静放直径近似2mm的软弹性管或者软管的形式。

[0018] 类似于先前实施例,在操作中,致动器53对弹性致动器杆进行操作使得它在范围例如为100Hz-300Hz的所选频率交替地从静放位置膨胀、然后收缩回至它的静放位置。在膨胀期间,弹性杆的直径在回到中性位置之前增加近似200微米,但这一数量可以变化。致动器杆直径的这一增加和减少迫使各致动器分节56绕着致动器杆向外相对膨胀。

[0019] 致动器分节的膨胀动作归因于在图8和图9中最清楚示出的它们的特定配置。各致动器分节大体上整体为椭圆形,包括具有上表面60的下基部58。窄弯曲桥接构件63连接下基部58的相对边61、62。在所示实施例中,致动器分节各自近似为12. 5mm长、IOmm高和3mm厚(前到后)。除了三个铰接分节66、68和70 (它们分别位于桥接构件63的相对端(在此处与下基部58汇合)和桥接构件63的中点)之外,桥接构件63近似为0. 5mm宽 (上到下)。各铰接分节近似为0. 2mm宽。

[0020] 多个刷毛簇74从各桥接构件63的上表面72延伸。刷毛簇可以在数目上变化,但是典型数目将在范围12内,而各刷毛簇将例如包含近似90根独立刷毛。各个刷毛可以在尺寸和配置上变化、但是为用于清洁牙齿的典型刷毛,即近似8mm长和6mil的直径。

[0021] 下分节58除了其中具有用于致动器杆的开口 70之外还包括从开口 70向下分节 58的边缘向下延伸的槽76。另一开口 78定位于开口 70上方,该开口包括从下分节的中心线的相对侧延伸的两个类似椭圆形的分节。窄槽80将开口 70连接到开口 78。附加的小圆形开口 82定位于开口 78与下分节58的上表面60之间。各自近似为Imm宽(上到下)的两个窄铰接部分86和88在开口 82的相对侧上。

[0022] 在操作中,随着致动器杆52由于致动器53的操作而膨胀和收缩,下分节58的两个镜像部分84、85绕着铰接部分86和88略微向外彼此移开。这引起桥接构件63由于其中的铰接部件66、68和70而上/下移动,从而产生刷毛簇74朝向和背离牙齿的对应上/ 下移动。这是产生牙齿清洁的敲击/轻锤动作。

[0023] 桥接构件63相对于致动器杆的膨胀而言的上述运动称为放大因子,即致动器杆的较少量膨胀产生刷毛簇的放大(更大)移动。至少为七并且高达40的放大因子(比值) 对于所示结构而言是可能的。作为一个例子,致动器杆的0. 25mm的膨胀带来刷毛簇的Imm 的行程。因此,在本实施例中的一个重要概念在于致动器杆元件的较少量膨胀可以产生有效的刷毛簇行程长度。

[0024] 因而已经公开如下实施例,这些实施例提供一种有效刷毛簇动作,其中相对较短的刷毛簇行程和/或致动器元件的少量移动可以产生刷毛簇的直接朝向和背离牙齿的有效敲击/清洁动作。

[0025] 虽然已经出于示例的目的而公开本发明的优选实施例,但是应当理解可以在实施例中并入各种改变、修改和替换而不脱离所附权利要求限定的本发明的精神实质。

Claims (15)

1. 一种口腔清洁用具,包括:用具主体(14),具有刷头部分(12),所述刷头部分具有装配于其中的、用于在所述刷头部分的远端定位于口腔中时朝向和背离牙齿移入和移出所述刷头部分的多个可移动活塞构件(16);刷毛簇(20),装配于所述活塞构件上,用于与牙齿的清洁接触;低频致动器(40),用于低频移动所述活塞构件以依次使所述刷毛簇的末端大体上顺应牙齿;以及更高频致动器(42),用于相对于牙齿更高频移动所述活塞构件以通过在所述刷毛簇与牙齿之间的定期接触来产生牙齿的清洁。
2.根据权利要求1所述的口腔清洁用具,其中所述刷毛清洁动作是与牙齿相靠的敲击动作。
3.根据权利要求1所述的口腔清洁用具,其中所述更高频是所述低频的至少30倍。
4.根据权利要求1所述的口腔清洁用具,其中所述低频的范围为1Ηζ-6Ηζ而所述更高频的范围为100Hz-300Hz。
5.根据权利要求1所述的口腔清洁用具,其中所述刷头包括用于激励所述活塞构件的低频流体流动通道0¾和更高频流体流动通道(M),其中所述低频致动器使流体主要经过窄入口 08)移入所述低频流动通道而所述更高频致动器使流体经过更宽入口(30)移入所述更高频流动通道。
6.根据权利要求5所述的口腔清洁用具,其中所述低频致动器是弹簧构件并且其中所述更高频致动器是线性致动器/活塞组件。
7.根据权利要求6所述的口腔清洁用具,其中所述更高频致动器装配于所述弹簧构件上。
8. —种口腔清洁用具,包括:用具主体(50),包括驱动系统(53),所述驱动系统具有在所选频率绕着其纵轴膨胀和收缩的弹性伸长致动器构件(52);多个致动器分节(56),固定地装配于所述致动器构件上,各致动器分节被配置成使得在所述致动器构件膨胀时所述致动器分节的上部(6¾上移;以及刷毛簇(74),装配于各致动器分节的上部上,从而在所述致动器构件膨胀时所述致动器分节的上部和装配于其上的所述刷毛簇在所述用具定位于口腔中时朝向和背离牙齿交替地向外、然后往回移动。
9.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中所述刷毛簇移动的距离为所述致动器构件的膨胀量的至少七倍。
10.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中所述刷毛簇移动的距离为所述致动器构件的膨胀的近似40倍。
11.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中各致动器分节包括基部(58)和上窄桥接部分(6¾而在所述桥接部分与所述基部之间具有开放区域,其中所述基部包括槽(76), 所述槽从其中的第一开口(70)向所述致动器分节的所述基部的边缘延伸,所述致动器构件延伸经过所述第一开口,并且所述基部在所述第一开口上方在所述致动器分节的中心线的相对侧上还包括所述基部上的铰接部分(86,88),并且其中所述桥接部分包括三个铰接部分(66,68,70),一个铰接部分在所述桥接部分的与所述基部接合的每个端处,而一个铰接部分近似在所述桥接部分的中心点处,从而在所述致动器构件的直径膨胀时所述基部的两个部分(84,8¾绕着所述基部的铰接部分彼此移开,从而迫使所述桥接部分与装配于其上的所述刷毛簇一起向上。
12.根据权利要求11所述的口腔清洁用具,其中所述致动器分节在轮廓上为椭圆形。
13.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中所述致动器构件和所述刷毛簇的移动频率范围为100Hz-300Hz。
14.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中所述致动器分节由硬塑料制成。
15.根据权利要求8所述的口腔清洁用具,其中所述基部包括关于所述致动器分节的中心线对称的、在所述第一开口上方的第二开口(78),所述致动器分节的所述基部还包括在所述第二开口与所述基部的上表面之间的第三开口(82),其中所述第一铰接部分和第二铰接部分部分地由所述第二开口限定并且在所述第三开口的相对侧上。
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