CN103565535B - 牙科压电超音波磁性切换洁牙机头及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头及其控制方法。该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头由磁性装置所控制，其包括一筒身，筒身内设置一固定磁铁和一磁性致动开关；一致动磁铁，有一形状和尺寸与筒身相应的开口以容置筒身使得致动磁铁沿筒身纵轴被加以定位于一消磁位置离开磁性致动开关，或定位于一激磁位置靠近磁性致动开关，固定磁铁驱使致动磁铁到消磁位置，当致动磁铁被手动推至激磁位置时，磁性开关被开启。致动磁铁沿筒身外侧从消磁位置到激磁位置纵向滑动，当使用者移动致动磁铁远离固定磁铁并靠近磁性致动开关时，致动磁铁的磁场控制磁性致动开关以开启该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，使用十分方便。

Description

牙科压电超音波磁性切换洁牙机头及其控制方法

技术领域

本发明关于一种牙科工具，更具体地，属于牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，通过一外部环绕该机头筒身的致动磁铁来加以控制，该致动磁铁沿着该机头筒身的纵轴可被定位到消磁和激磁位置。

背景技术

电动的牙科器械在业界是众所周知的，一种像这样的器械就是振动超音波牙科洁牙器所具有一尖端，以便在高频率下去除牙齿菌斑和结石。用于产生超音波振动的器械现有两种类型：磁致伸缩和压电；磁致伸缩类型是产生一脉冲磁场，该磁场施加到弯曲的金属堆栈以移动尖端；压电类型是使用脉冲电压，该脉冲电压被施加到陶瓷晶体以移动尖端。

通常超音波洁牙器的控制是通过脚控踏板系统来开启或关闭机头单元。目前超音波洁牙器的类型需要使用到脚控来控制机头操作，当使用者踩下脚踏板时超音波洁牙器被开启，当使用者将脚从脚踏板移除时，超音波洁牙器处于关闭状态。

使用手控而非脚控开关的超音波洁牙器业已开发。然而，手控开关不普及是因其受限于人体工程学、无法进行消毒（灭菌）以及可操控性差。例如，在一个典型的超音波去结石单元的正常操作期间，对于牙医或牙科专业人员而言是需要能够去旋转机头的方式，允许充分深入口腔的能力。手启动开关的缺点在于，当进行牙科操作的过程中，无法时时刻刻操纵机头开关。

脚控开关在临床环境上也有缺点。脚踏开关占用牙科办公室的地板空间，在此空间上可能已摆放了其他几个相关的牙科设备单位，如内窥镜脚控制，激光脚控制，高速和低速机头脚控制等等。放有几个占有面积的设备的楼板面积并不是一个有效提升诊间运作的方法。此外，脚踏开关占据固定的场所，因此必须根据使用者左脚或右脚的偏好将以手动方式被放置在一个符合人体工程学的位置。而且，每当牙科手术椅或牙医更改位置时，脚踏开关必须以手动方式将之移动。脚踏板也会妨碍牙科诊所地板的一般例行清洁，因为踏板必须被移出办公室外实施清洁。还有，脚踏开关需要从诸如一个洁牙机的牙科用器械去连接电缆线到脚踏开关。电缆线有可能在正常的诊疗过程中缠绊使用者。脚踏开关电缆线损坏的固定风险会使脚踏开关踏板并非是最佳的解决方案。即使无线脚踏开关介面仍然有干扰的问题，使其在市场上不是一个可行的选择，但使用无线脚踏板仍然没有解决像是楼板的布置和定位等问题。

再者，牙科超音波洁牙机头在每一个病人的治疗过程之后是需要高压灭菌的，高压灭菌涉及到高压和高温以达到法律规定的卫生标准。因此，针对当前的机头单元设计需要完全地密封机头。

基于上述理由，一种具有以下特性的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头将会有其好处：

1. 不需使用线材或无线的脚踏开关；

2. 机头在任何角度或位置可 360°操控机头开关；

3. 从外部经由气密性密封到内部的通过电缆不会干扰到机头的  超音波特性；

4. 没有来自于位于机头单元里面水管线的干扰；

5. 机头可易于拆下用以高压灭菌和清洗。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头。

该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头包括一具有纵轴、一消磁位置和一激磁位置的筒身，一固定磁铁置设于该筒身内，一磁性致动开关置设于该筒身内，沿所述纵轴上所述磁性致动开关与所述固定磁铁呈间距隔开；一致动磁铁，具有一形状和尺寸与筒身相应的开口以容置该筒身使得所述致动磁铁沿所述纵轴被加以定位于一消磁位置离开所述的磁性致动开关，或定位于一激磁位置靠近所述的磁性致动开关；所述固定磁铁驱使所述致动磁铁到所述消磁位置，以及，当所述致动磁铁被手动地推移至所述激磁位置时，所述磁性致动开关被加以启动。

上述牙科压电超音波磁性切换洁牙机头可通过装设一超音波压电传感器和被耦接到该超音波压电传感器的牙科工具，并连接到外部供应电源和机头控制器而构成完整的洁牙装置。

优选地，所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；以及该筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁的移动。

优选地，所述筒身具有一环状周围；以及所述致动磁铁以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围。

优选地，所述筒身、所述致动磁铁和所述开口均呈环状结构。

优选地，所述致动磁铁沿着该筒身滑动而此间无任何实体连结。

优选地，所述致动磁铁受所述固定磁铁的磁力驱动到所述消磁位置，而无需弹簧构件。

优选地，无线路连结该致动磁铁和该磁性致动开关。

优选地，所述致动磁铁从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴移动的距离介于2 mm和12 mm之间。

更优选地，所述致动磁铁沿所述纵轴移动的距离为3 mm。

优选地，所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；所述筒身具有一环状周围；所述致动磁铁以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围；所述筒身、所述致动磁铁和所述开口均呈环状结构；所述致动磁铁从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴移动的距离介于2 mm和12 mm之间；所述致动磁铁沿着所述筒身滑动而此间无任何实体连结；所述致动磁铁受所述固定磁铁的磁力驱动到所述消磁位置；以及无线路连结所述致动磁铁和所述磁性致动开关。

本发明还提供了一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的控制方法，包括：

(a) 提供一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其包含：

一筒身具有一纵轴、一消磁位置和一激磁位置；一固定磁铁置设于所述筒身内；一磁性致动开关置设于所述筒身内，沿所述纵轴上所述磁性致动开关与所述固定磁铁呈间距隔开；一致动磁铁具有一形状和尺寸与筒身相应的开口以容置所述筒身使得所述致动磁铁沿所述纵轴被加以定位于一消磁位置离开所述的磁性致动开关，或定位于激磁位置靠近所述的磁性致动开关；所述固定磁铁驱使所述致动磁铁到所述消磁位置；以及，

(b) 使用者手动地推移所述致动磁铁到所述激磁位置，因此致使所述磁性致动开关启动。

优选地，于 (a) 中，所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致动磁铁的移动，以及所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；于 (a) 中，所述消磁位置限制在所述消磁位置中的所述致动磁铁的移动；以及于 (b) 中，所述激磁位置限制在所述激磁位置中的所述致动磁铁的移动。

优选地，于 (a) 中，所述筒身具有一环状周围；以及于 (b) 中，所述致动磁铁以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围。

优选地，于 (b) 中，所述致动磁铁从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴移动的距离介于2 mm和12 mm之间。

优选地，于 (a) 中，所述致动磁铁沿着所述筒身滑动而此间无任何实体连结。

优选地，还包括：于 (a) 中，所述致动磁铁受所述固定磁铁的磁力驱动到所述消磁位置而无需弹簧构件。

优选地，于 (a) 中，无线路连结所述致动磁铁和所述磁性致动开关。

优选地，该使用者具有拇指和食指，该方法进一步包括：于 (b) 中，该使用者通过拇指和食指去移动所述致动磁铁到所述激磁位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种以磁性控制的牙科压电超音波磁切换洁牙机头。本发明并不适用于磁致伸缩型机头，因为磁性干扰是此种类型的固有问题。牙科医生和卫教人员会使用到牙科洁牙机头。牙科压电超音波磁性切换洁牙机头采用了悬浮可移动的致动磁铁和磁性致动开关去开启和关闭装置，该滑动致动磁铁通过一个固定磁铁被偏置到消磁位置，当该致动磁铁经由使用者被自然地移动到激磁位置时，该磁性致动开关被启动然后打开该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，不需要使用到脚踏控制。该滑动外部致动磁铁并不需要弹簧复位，而且不会妨碍牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的震动与水流，不论使用者的手持或机头角度的相对位置，该滑动致动磁铁可以360°活动于使用范围，也同样适用于惯用左手和右手的使用者。

附图说明

图1为一种牙科压电超音波磁切换洁牙机头的分解立体图；

图2为在消磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的侧视图；

图3为在消磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的剖面侧视图；

图4为在激磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的侧视图；

图5为在激磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的剖面侧视图；

图6为显示在消磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头沿着图2的A－ A虚线的放大剖面侧视图；

图7为显示在激磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头沿着图4的B－B虚线的放大剖面侧视图；

图8为沿着图2的C－C虚线的放大剖面侧视图；

图9为在消磁状态中一固定磁铁、一致动磁铁和一磁性致动开关的立体放大图；

图10为在激磁状态中该固定磁铁、该致动磁铁和该磁性致动开关的立体放大图；

图11为使用者手握该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的使用图。

符号说明：

20 牙科压电超音波磁性切换洁牙机头；25 纵轴；

22 前盖；                                                23 握筒；

24 底筒；                                                26 牙科工具；

27 超音波压电传感器；                        28 机头控制器；

29 水电母接头；                                    31 水电公接头；

30 固定磁铁；                                        32 固定磁铁套筒；

34 磁性致动开关；                                36 致动磁铁；

38 开口；                                                37 箭号；

39 箭号；                                                40 致动磁铁环；

42 消磁停止部；                                    44 激磁停止部；

50 磁场。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

首先请参阅图1到图3，分别绘示有一种牙科压电超音波磁切换洁牙机头在消磁状态下的分解立体图、侧视图和剖面侧视图，该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头通常以20来表示。牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20包括一筒身具有一纵轴25。于所示的实施例中，该筒身包括一前盖22、一握筒23和一底筒24。一超音波压电传感器27置于该握筒23的内部。前盖22容置一被耦接到该超音波压电传感器27的牙科工具26，以及一底筒24连接到一外部供应电源(图中未示)和一机头控制器28（复请参阅图6和图7）。一固定磁铁30置设在该握筒23的内部。于所示的实施例中，该固定磁铁30为一固定磁铁套筒32所围绕。磁性致动开关34沿纵轴25与该固定磁铁30呈间距隔开。在所示的实施例中，该磁性致动开关34为一磁簧开关，如台湾的骏融 (Jin Zon) 企业有限公司所销售产品，型号SWR-1010。

一致动磁铁36具有一经造形和尺寸化的开孔38以容置在所示实施例中的该握筒23，使得该致动磁铁36沿着纵轴25被定位于（1）一消磁位置离开该磁性致动开关34，和（2）一激磁位置靠近该磁性致动开关34（附请参阅图6到图10）。在图1和图2中，该致动磁铁36以虚线来表示，且被容置在一致动磁铁环40之内。该致动磁铁环40紧密地套置于该握筒23，使得该致动磁铁环40和该致动磁铁36可以沿该握筒23从该消磁位置到该激磁位置以手动方式移滑动。该固定磁铁30以磁性吸引该致动磁铁36到在箭头37方向上的消磁位置（复请参阅图6 ）。请再参阅图7，当致动磁铁36以手动拨移至该激磁位置时，该磁性致动开关34被启动。即，当致动磁铁36被朝向箭头39方向上移动至磁性致动开关34时，该致动磁铁36的磁场50致使该磁性致动开关34会关闭。图1也表示出水电母接头29和水电气公接头31。

图4和图5分别为牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20于激磁状态下的侧视图示和剖面侧视图示。如图所示为前盖22、握筒23、底筒24、固定磁铁30、磁性致动开关34、致动磁铁36和致动磁铁环40。在所示的激磁位置中，该致动磁铁环40和该致动磁铁36于箭头39方向已被手动推至该激磁位置。如此的话，使用者必须克服介于固定磁铁30和致动磁铁36之间的磁吸力。

图6为显示在消磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头沿着图2的A－A虚线的放大剖面侧视图。图7为显示在激磁状态中该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头沿着图4的B－B7虚线的放大剖面侧视图。请注意在图6中，致动磁铁36经由磁铁30的磁吸力于箭头37方向上被驱使到该消磁位置而不需要弹簧构件。前盖22具有一消磁停止部42或肩型部件，在消磁位置中去限制致动磁铁36和致动磁铁环40的作动。同样地，该握筒23具有一激磁停止部44或肩型部件，在激磁位置中去限制致动磁铁36和致动磁铁环40的作动。请留意到的是，该致动磁铁36和致动磁铁环40沿着该握筒23滑动而此间无任何实体连结。再请注意到，致动磁铁36和磁性致动开关34无线路连接。换言之，磁性致动开关36的启动仅通过磁性装置来加以达成。

数种参数搭配构成牙科洁牙机机头20的操作。固定磁铁30、致动磁铁36和磁性致动开关34的相对实体配置必须加以考虑。同样重要的是，从消磁位置到激磁位置的致动磁铁36的移动距离，固定磁铁30和致动磁铁36的磁场强度以及磁性致动开关34的磁力灵敏度。这些参数必须最佳化，使得当致动磁铁36是处于消磁位置时（如图6所示），磁性致动开关34不会启动，还有，当致动磁铁36被移动到激磁位置时（如图7所示），该致动磁铁36的磁场 50 将会导致磁性致动开关34启动或关闭。在图6中所示的实施例中，致动磁铁36沿纵轴25从消磁位置到激励位置约2 mm和约12 mm之间移动一距离D。即，致动磁铁环40在消磁停止部42和激磁停止部44之间轻易移动一距离D。在一个实施例中，距离D为约3mm，此间距提供磁性致动开关34有效触发足够近接而让操作者保持的舒适性和操控。

磁性致动开关34被电性连接到离牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20位于远端处的机头控制器28。机头控制器28容置从磁性致动开关34的开关闭合以及使用那闭合去启动牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20。在机头控制器28的一种操作模式中，当致动磁铁36处于激磁位置时，则牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20被启动，而当致动磁铁36处于消磁位置时，则被关闭。即，致动磁铁36必须保持在激磁位置，以使牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20被启动。在机头控制器28的第二种操作模式中，即使致动磁铁36被释放返回到消磁位置，当致动磁铁36被移动到激磁位置并保持启动时，牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20被启动。该牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20通过再次移动致动磁铁36到消磁位置并且释放将造成牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20关闭的该致动磁铁36而被关闭。这些操作模式以固件（firmware）程序编写到机头控制器28中。

图8为沿着图2的C－C虚线的放大剖面侧视图，显示出固定磁铁30、磁性致动开关34、致动磁铁36、开口38、致动磁铁环40和筒身23。请注意的是，该筒身23具有一环状周围P以及致动磁铁36可以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围P。还要注意的是，筒身23、致动磁铁36、致动磁铁环40和开口38均呈环状结构。

图9为在消磁状态中固定磁铁30、致动磁铁36和磁性致动开关34的立体放大图。图10为在激磁状态中固定磁铁30、致动磁铁36和磁性致动开关34的立体放大图。注意的是，该致动磁铁36通常被置设于该固定磁铁30和该磁性致动开关34之间，并且在所示的实施例中，该固定磁铁30和该致动磁铁36均为环状。各种类型的磁铁可以用于此目的。该固定磁铁30较佳选用具有10.4 mm外径，8.1 mm内径以及3.55 mm长度能产生2700高斯的键合钕铁硼(NdFeB)永久磁铁。该致动磁铁36较佳选用具有20 mm外径，18 mm内径以及6 mm长度能产生1400高斯的相同材料。

图11为使用者手握牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20的放大使用图。该使用者可以像握持铅笔那样使用牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20并且用拇指和食指作为偏好的手指去移动致动磁铁环40而致动磁铁36离开固定磁铁30且靠近磁性致动开关34（参阅图6和图7）。

就使用而言，一种对于使用者去控制牙科压电超音波磁性切换洁牙机头的方法包括（请参见图1~图11）：

 (a) 提供一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头20，包含：

一筒身 (22 , 23 , 24) 具有一纵轴 25；

一固定磁铁30置设于所述筒身内；

一磁性致动开关34置设于所述筒身内，所述磁性致动开关34沿所述纵轴25上与所述固定磁铁30呈间距隔开；

一致动磁铁36具有一形状和尺寸与筒身相应的开口38以容置所述筒身使得所述致动磁铁36沿所述纵轴25被加以定位于 (1) 一消磁位置离开所述的磁性致动开关34，和定位于 (2) 激磁位置朝所述的磁性致动开关34；

所述固定磁铁30驱使所述致动磁铁36到所述消磁位置；以及，

(b) 使用者以手动方式移动致动磁铁36至所述激磁位置，所述磁性致动开关34被加以致动。

该方法进一步还包含：

在 (a) 中，所述筒身具有一消磁停止部42，在所述消磁位置中去限制所述致动磁铁36的作动；以及

所述筒身具有一激磁停止部44，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁36的作动。

在 (a) 中，消磁停止部42限制在所述消磁位置中致动磁铁36的作动；以及

在 (b) 中，激磁停止部44限制在所述激磁位置中致动磁铁36的作动。

该方法进一步还包含：

在 (a) 中，所述筒身具有一环状周围 P；以及

在 (b) 中，致动磁铁36以360°近距绕着所述筒身之所述环状周围P。

该方法进一步还包含：

在 (b) 中，致动磁铁36从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴25移动的距离介于约2 mm和约12 mm之间。

该方法进一步还包含：

在 (a) 中，致动磁铁36沿着所述筒身滑动而此间无任何实体连结。

该方法进一步还包含：

在 (a) 中，致动磁铁36受所述固定磁铁30的磁力驱动到所述消磁位置而无需弹簧构件。

该方法进一步还包含：

在 (a) 中，无线路连结致动磁铁36和磁性致动开关34。

具有拇指和食指的使用者，该方法进一步还包含：

在 (b) 中，该使用者使用拇指和食指去移动所述致动磁铁36到所述激磁位置。

在此所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头及其控制方法仅为示范性实施例，且本发明当可有多种修改、组合、变化和重组能够轻易思及以达成等效结果，所有这些都旨在包含于所申请专利范围内。另外，在上述牙科压电超音波磁性切换洁牙机头及其方法所提供的讨论不应解释为限制本发明的具体实施例或实施例组合。本发明的范畴由权利要求书的权利要求保护范围所限定。

Claims (9)

1.一种牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于，包括：

一筒身具有一纵轴、一消磁位置和一激磁位置；

一固定磁铁置设于所述筒身内；

一磁性致动开关置设于所述筒身内，沿所述纵轴上所述磁性致动开关与所述固定磁铁呈间距隔开；

一致动磁铁，具有一形状和尺寸与筒身相应的开口以容置所述筒身使得所述致动磁铁沿所述纵轴被加以定位于一消磁位置离开所述的磁性致动开关，或定位于一激磁位置靠近所述的磁性致动开关；

所述固定磁铁驱使所述致动磁铁到所述消磁位置；以及，

当所述致动磁铁被手动地推至所述激磁位置时，所述磁性致动开关被加以启动；

所述筒身具有一环状周围；所述致动磁铁以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围。

2.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；以及

所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁的移动。

3.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述筒身、所述致动磁铁和所述开口均呈环状结构。

4.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述致动磁铁沿着所述筒身滑动而此间无任何实体连结。

5.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述致动磁铁受所述固定磁铁的磁力驱动到所述消磁位置。

6.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

无线路连结所述致动磁铁和所述磁性致动开关。

7.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述致动磁铁从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴移动的距离介于2 mm和12 mm之间。

8.如权利要求7所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述致动磁铁沿所述纵轴移动的距离为3 mm。

9.如权利要求1所述的牙科压电超音波磁性切换洁牙机头，其特征在于：

所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致动磁铁的移动；

所述筒身具有一环状周围；

所述致动磁铁以360°近距绕着所述筒身的所述环状周围；

所述筒身、所述致动磁铁和所述开口均呈环状结构；

所述致动磁铁从所述消磁位置到所述激磁位置沿着所述纵轴移动的距离介于2 mm和12 mm之间；

所述致动磁铁沿着所述筒身滑动而此间无任何实体连结；

所述致动磁铁受所述固定磁铁的磁力驱动到所述消磁位置；以及

无线路连结所述致动磁铁和所述磁性致动开关。