CN103876849B - 具有压力传感器的口腔护理器具及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有压力传感器的口腔护理器具及其形成方法。其中，一种牙刷具有压力传感器。在一个实施例中，本发明可为牙刷，其包括：把手；头部；多个牙齿清洁元件，其安装于头部的前表面并且从头部的前表面延伸；印刷电路板，其位于头部内，印刷电路板具有前表面和后表面；压力传感器，其可操作地联接于印刷电路板的前表面，其中施加于多个牙齿清洁元件的压力传输到压力传感器；和光源，其附接于印刷电路板的后表面，其中光源在压力传感器经受超过预定阈值的压力之后发光。

Description

具有压力传感器的口腔护理器具及其形成方法
技术领域
本申请涉及具有压力传感器的口腔护理器具及形成该口腔护理器具的方法。
背景技术
每天刷牙长期被认为是防止细菌在人的牙齿和齿龈上的积聚的最有效方法。虽然刷牙在清洁牙齿表面方面是大体有效的，但是如果在刷洗期间施加的力不足，则它的效力极大地减小。此外，利用过大的力的牙齿的剧烈刷洗可导致对使用者的牙齿和/或齿龈组织的损坏。因此，在口腔护理时段期间，使用者可想要被警告他们太猛烈地刷洗他们的牙齿。
已知具有各种类型的压力传感器的牙刷。然而，具有压力传感器的已知牙刷出于若干原因而为不足的。例如，具有压力传感器的一些已知牙刷要求放大的把手以便容纳警告使用者过大的刷洗压力所需的电路。具有压力传感器的其它牙刷要求附加的大体积结构并入在牙刷的头部中以便促动压力传感器。具有压力传感器装置的这些已知牙刷可对制造而言是昂贵的并且使用起来不舒服。
因此，存在对具有简化压力传感器机构的牙刷的需要，该牙刷可容易地警告使用者：使用者以过大的压力刷他或她的牙齿。
发明内容
诸如牙刷的口腔护理器具包括压力传感器和指示器。指示器在超过预定阈值的压力施加于压力传感器之后被促动。
在一个实施例中，本发明可为一种牙刷，其包括：本体，其包括把手部分和头部部分，槽(basin)形成到头部部分的前表面中；清洁组件，其包括：头部板；多个牙齿清洁元件，多个牙齿清洁元件中的每一个包括从头部板的前表面延伸的清洁部分和从头部板的后表面延伸的基部部分；多个牙齿清洁元件的基部部分熔化在一起以形成与头部板的后表面相邻的熔化垫(melt matte)；清洁元件组件的头部板定位在槽中并且连接于头部部分；压力传感器，其与熔化垫的后表面相邻，使得施加于多个牙齿清洁元件的清洁部分的压力传输到压力传感器；和指示器，其可操作地联接于压力传感器，用于在压力传感器传感超过预定阈值的压力之后产生使用者感知信号。
在另一个实施例中，本发明可为一种牙刷，其包括：把手；头部；多个牙齿清洁元件，其安装于头部的前表面并且从头部的前表面延伸；印刷电路板，其位于头部内，印刷电路板具有前表面和后表面；压力传感开关，其附接于印刷电路板的前表面，其中，施加于多个牙齿清洁元件的压力传输到压力传感开关；和光源，其附接于印刷电路板的后表面，其中，光源在压力传感开关响应于经受超过预定阈值的压力而关闭之后发光。
在又一个实施例中，本发明可为一种形成牙刷的方法，其包括：a)形成包括把手部分和头部部分的本体，槽形成在头部部分的前表面中；b)使光源可操作地联接于印刷电路板的后表面且使压力传感开关可操作地联接于印刷电路板的前表面，由此形成印刷电路板组件；c)使印刷电路板组件定位在槽内；d)使预先形成的清洁元件组件连接于头部部分以围封槽的前开口，使得压力传感开关响应于施加于预先形成的清洁元件组件的多个牙齿清洁元件的压力以促动光源。
在再一个实施例中，本发明可为一种牙刷，其包括：把手；头部；多个牙齿清洁元件，其安装于头部的前表面并且从头部的前表面延伸；印刷电路板，其位于头部内，印刷电路板具有前表面和后表面；压力传感器，其可操作地联接于印刷电路板的前表面，其中，施加于多个牙齿清洁元件的压力传输到压力传感器；和光源，其附接于印刷电路板的后表面，其中，光源在压力传感器经受超过预定阈值的压力之后发光。
在又一个实施例中，本发明可为一种形成牙刷的方法，其包括：a)形成包括把手部分和头部部分的本体；和b)使印刷电路板定位头部部分中，该印刷电路板具有附接于印刷电路板的前表面的压力传感器和附接于印刷电路板的后表面的光源。
本发明的可应用性的又一些领域从在下文中提供的详细描述将变得显而易见。应当理解，详细描述和具体实例(虽然指示本发明的优选实施例)仅意图出于说明的目的而不意图限制本发明的范围。
附图说明
本发明从详细描述和附图将变得被更全面地理解，其中：
图1是根据本发明的实施例的口腔护理器具的纵向截面图；
图2是图1的口腔护理器具的头部的分解图；
图3是图1的区域III的特写视图；
图4A是图3的区域IVA的特写视图，其中，没有压力施加于牙齿清洁元件的清洁部分，并且压力传感开关处于打开位置；
图4B是图4A的特写视图，其中，压力施加于牙齿清洁元件的清洁部分，并且压力传感开关处于关闭位置；和
图5是图1的口腔护理器具的头部的后视透视图。
具体实施方式
优选实施例的下列描述本质上仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、它的应用或使用。
根据本发明的原理的说明性实施例的描述意图被连同附图阅读，该附图将被认为是整个书面描述的部分。在本文中公开的本发明的实施例的描述中，对方向或方位的任何参考仅意图为了描述的方便起见，并且不意图以任何方式限制本发明的范围。诸如“下”、“上”、“水平的”、“竖直的”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”以及它们的派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)的相关用语应当被解释为参考接着描述或在讨论中的附图中示出的方位。这些相关用语仅为了描述的方便起见，并且不要求设备在特别方位上被构造或操作，除非如此明确地指出。诸如“附接”、“附于”、“连接”、“联接”、“互连”等类似的用语指的是关系(其中，结构通过插入结构直接或间接地彼此固定或附接)以及可移动或固定的附接或关系二者，除非另外确切地描述。此外，本发明的特征和益处通过参考示范性实施例而示出。因此，本发明确切地不应当受限于示出特征的一些可能非限制性组合的这种示例性实施例，该特征可单独存在或者与特征另外地组合；本发明的范围由所附的权利要求限定。
同时参考图1至图3，示出根据本发明的实施例的口腔护理器具100。虽然口腔护理器具100示范为牙刷，但是在其它实施例中，口腔护理器具可采取如下形式：软组织清洗器具、邻间尖镐(inter-proximal pick)、牙线器具、牙斑刮刀、机动牙刷或设计用于口腔护理的另一种有柄器具。还将理解，可利用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下可进行结构和功能的修改。
口腔护理器具100包括把手110和头部120。把手110向使用者提供机构，他/她可通过该机构容易地紧握和操纵口腔护理器具100。头部120连接于把手110的远端111，并且包括被一般地示出的从其延伸的多个牙齿清洁元件130。口腔护理器具100沿着纵向轴线A-A(在图1中示出)从近端101(也为把手110的近端)延伸到远端102。在概念上，纵向轴线A-A为与把手110和头部120的三维中心线大体共同延伸的参考线。因为在某些实施例中，把手110为非线性结构，所以用于口腔护理器具100的纵向轴线A-A在这种实施例中也为非线性的。然而，在某些其它实施例中，口腔护理器具100具有线性配置，并且因此具有大致线性的纵向轴线A-A。
口腔护理器具100包括本体150，其为附加构件联接或者容纳于其的口腔护理器具100的主要结构构件。本体150大体包括头部部分151和把手部分152。本体150的头部部分151用作用于口腔护理器具100的头部120的结构基部，而本体150的把手部分152用作用于口腔护理器具100的把手110的结构基部。在一个实施例中，本体150由诸如例如硬塑料的刚性材料构造。合适的硬塑料包括但不受限于聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚酰胺、聚酯、纤维素塑料、SAN、丙烯酸纤维、ABS或在牙刷制造中使用的众所周知的热塑性塑料中的任何其它热塑性塑料。
头部部分151在其远端111(也为把手110的远端111)处联接于把手部分152。在一个实施例中，本体150的头部部分151和把手部分152使用喷射模制过程形成为整体结构(integral structure)。然而，在其它实施例中，本体150的把手部分152和头部部分151可形成为分离构件，其通过现有技术中已知的任何合适技术在制造过程的随后阶段联接在一起，该任何合适技术包括但不受限于热焊接、声速焊接、紧密配合组件、联接套管、粘附或紧固件。头部部分151和把手部分152是否构造为单独整体构件或多件组件(包括连接技术)在所有实施例中不限制本发明，除非在权利要求中明确地叙述。此外，代替喷射模制和/或除了喷射模制之外，诸如铣削和/或机加工的其它制造技术可用于产生本体150(包括把手部分151和/或头部部分152)。
口腔护理器具100的头部部分151包括前表面121和相对的后表面122。多个牙齿清洁元件130从头部部分151的前表面121向外延伸。在某些实施例中，多个牙齿清洁元件130可安装于头部120的前表面121并且从头部120的前表面121延伸。口腔护理器具100的本体150包括形成在头部部分151的前表面121中的槽154。在示范性实施例中，槽154形成本体150的头部部分151中的通孔155。然而，在某些其它实施例中，槽154可不完全地延伸穿过头部部分151，并且相反地可具有底板，其将槽154分成前槽和后槽，或者形成头部部分151的后表面122。在这种实施例中，底板可由本体150的头部部分151的板部分形成。
在示范性实施例(其中，槽154形成通孔155)中，通孔155具有在头部部分151的前表面121上的前开口123和在头部部分151的后表面122上的后开口124。由于通孔155，故头部部分151为环形结构。如将在下面讨论的那样，在示范性实施例中，当多个清洁元件130使用锚固自由植毛(anchor free tufting，AFT)技术安装于头部部分151时，槽154设置成接收清洁组件170的部分。
在示范性实施例中，头部部分151包括延伸到槽154中的突出部分159。在示范性实施例中，突出部分159为限定槽154的头部部分151的内表面157的环形延伸部。然而，本发明将不被如此限制，并且突出部分159可由相对线性延伸部形成，该相对线性延伸部从头部部分151的内表面157朝向槽154向内延伸。可选地，突出部分159可由多个间隔开的延伸部形成，该多个间隔开的延伸部从头部部分151的内表面157朝向槽154向内延伸。突出部分159提供了表面，包含在头部部分151内的口腔护理器具100的构件可依靠在该表面上。将在下面更详细地讨论突出部分159的结构配置和包含在头部部分151内的口腔护理器具100的构件。
多个牙齿清洁元件130设置在口腔护理器具100的头部120上，并且从头部120的前表面121延伸。头部120的前表面121和后表面122可呈现各种形状和轮廓，该各种形状和轮廓中一个也没有限制本发明。例如，前表面121和后表面122可为平面的、仿形的(contoured)或它们的组合。前表面121和后表面122被外周或侧向表面限制。
多个牙齿清洁元件130从头部120的前表面121向外延伸，用于与牙齿清洁接触。“牙齿清洁元件”的共同实例包括但不受限于细丝刚毛、纤维刚毛、尼龙刚毛、螺旋刚毛、橡胶刚毛、弹性体凸出部、柔性聚合物凸出部、共同挤压细丝、旗形尾刚毛(flag bristle)、卷曲刚毛(crimped bristle)、抗细菌刚毛和它们的组合和/或包含这种材料或组合的结构。在一个实施例中，多个牙齿清洁元件130包括刚毛簇131。在另一个实施例中，多个牙齿清洁元件130包括刚毛簇131和弹性体元件132二者。
在本发明的某些实施例中，多个牙齿清洁元件130可以以现有技术中已知的任何方式连接于本体150的头部部分151。例如，内模植毛(in-mold tufting，IMT)或装毛(stapling)技术可用于将多个牙齿清洁元件130安装于本体150的头部部分151。可选地，牙齿清洁元件130可通过延伸穿过簇块中的合适开口而安装于簇块或区段，以使牙齿清洁元件130的基部安装在簇块内或下面。
在示范性实施例中，多个牙齿清洁元件130使用AFT安装方法通过使牙齿清洁元件130形成在清洁组件170上而联接于本体150的头部部分151。清洁组件170大体包括头部板171和连接于其的多个牙齿清洁元件130。在AFT中，头部板171(其在某些实施例中可为膜)形成为具有形成在其中的期望模式的簇孔172。簇孔172为孔，其从头部板171的前表面173形成穿过头部板171到头部板171的后表面174。簇孔172可以以任何期望的模式或构造形成穿过头部板171。如将在下面讨论的那样，牙齿清洁元件130通过将牙齿清洁元件130插入到簇孔172中而联接于头部板171。
在一个实施例中，头部板171可由用于本体150的以上描述的材料中的任何一种形成。在一个这种实施例中，头部板171使用喷射模制过程由用于本体150的以上描述的硬热塑性塑料中的一种形成。一旦形成头部板171，则刚毛簇131中的一个(或另一种期望的牙齿清洁元件，诸如弹性体元件)插入到簇孔172中的每一个中。当被如此插入时，刚毛簇131和弹性体清洁元件132中的每一个(即，多个牙齿清洁元件130中的每一个)的清洁部分133从头部板171的前表面173凸出，而刚毛簇131和弹性体清洁元件132中的每一个(即，多个牙齿清洁元件130中的每一个)的基部部分134从头部板171的后表面174凸出。牙齿清洁元件130的清洁部分133为在刷洗期间接触使用者牙齿的部分，然而牙齿清洁元件130的基部部分134保持在头部板171之下，并且在刷洗期间不接触使用者的牙齿。牙齿清洁元件130的中心部分135定位在簇孔172内，并且不从头部板171的前表面173或后表面174中的任何一个凸出。如将在下面更详细地描述的那样，因为牙齿清洁元件130能够在簇孔172内移动，所以定位在簇孔172内的牙齿清洁元件130的确切部分(即，中心部分135)可变化。
在将牙齿清洁元件130如上所述地插入到头部板171的簇孔172中之后，加热元件(诸如板)与牙齿清洁元件130的基部部分134接触。加热元件熔化牙齿清洁元件130的基部部分134，由此将基部部分134熔合在一起以形成熔化垫175(也被称为现有技术中的刚毛熔化物)。可选地，牙齿清洁元件130的基部部分134可通过用于将热施加于其的任何已知手段(诸如，对流加热气体流和/或辐射)熔化。
当熔化垫175变硬时，多个牙齿清洁元件130固定于头部板171，以使牙齿清洁元件130不可通过头部板171的前表面173拔出，由此形成清洁组件170。具体地，熔化垫175防止多个牙齿清洁元件130拔过簇孔172。然而，熔化垫175不附于或者另外连接于头部板171的后表面174，并且牙齿清洁元件130的中心部分135和清洁部分134不在簇孔172处附于或者另外连接于头部板171。相反地，因为熔化垫175形成横跨头部板171的底部表面174的大致全部的单独材料块，所以熔化垫175防止多个牙齿清洁元件130拔过簇孔172。因此，形成熔化垫175的单独材料块具有比每个单个簇孔172大的横截面积，并且因此熔化垫175不可拔过簇孔172。因此，并且因为熔化垫175形成牙齿清洁元件130的部分，所以牙齿清洁元件130同样地不可拔过簇孔172。当然，在其它实施例中，熔化垫175可形成彼此间隔的若干隔离熔化垫，然而，熔化垫中的每一个大于每个单个簇孔172以防止将牙齿清洁元件130拔过簇孔172。虽然过程在上面描述成使用刚毛簇131和弹性体清洁元件132，但是任何类型的牙齿清洁元件130可用于形成以上描述的清洁组件170，而不是刚毛簇131和弹性体清洁元件132或者与刚毛簇131和弹性体清洁元件132组合。
如上所述，熔化垫175不附于或者另外连接于头部板171的后表面174。因此，熔化垫175(和还因此整体地形成有熔化垫175的牙齿清洁元件130)可在横向于纵向轴线A-A的方向上相对于头部板171移动。具体地，熔化垫175可响应于施加于牙齿清洁元件130的力在远离并背向头部板171的后表面174的相反方向上移动。在口腔护理器具100的使用期间，在朝向头部板171的前表面173的方向上施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133的压力将使熔化垫175在远离头部板171的后表面174的方向上移动。当压力不再施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133时，熔化垫175往回偏置成与头部板171的后表面174接触。因此，如将在下面更详细地描述的那样，熔化垫175可在刷洗期间与压力传感器接触以向使用者提供他或她以太大的力刷洗的指示，并且当使用者不以太大的力刷洗时，压力传感器可使熔化垫175往回偏置抵靠头部板171的后表面174。
在示范性实施例中，熔化垫175形成为包括从熔化垫175的后表面177延伸的隆起176。当然，在某些其它实施例中，隆起176可全部省略。隆起176可通过利用具有对应于熔化垫175的期望形状的形状的加热元件或通过任何其它手段(诸如在热施加于熔化垫175之后使成形元件压紧抵靠熔化垫175)而形成。在示范性实施例中，隆起176为从熔化垫175的后表面177延伸的柱形凸出部。然而，本发明在所有实施例中将不被如此限制，并且隆起176的形状可呈现任何其它形式。当这种隆起176包括在熔化垫175中时，将参考图4A和图4B在下面更详细地描述隆起176的定位和功能性。
一旦形成清洁组件170，则清洁组件170与本体150的头部部分151中的槽154对齐。接着，清洁组件170套入到槽154中(如图3所示)并且固定于本体150的头部部分151，以便围封槽154的前开口123(或当槽154形成通孔时的通孔155的前开口123)。在一个具体实施例中，头部板171和熔化垫175套入在槽154中，以使头部板171接触本体150的上突出部155。一旦如此定位，则清洁组件170的头部板171使用诸如热焊接、声速焊接或粘附的技术固定于头部部分151。当然，可利用诸如卡扣配合、紧密配合等的其它连接技术。
清洁组件170、压力传感器161、密封层160和印刷电路板(PCB)70位于本体150的头部部分151中的槽154内。更具体地，PCB70定位在槽154内，以便邻接抵靠突出部分159。因此，在示范性实施例中，突出部分159使PCB70适当地保持在槽154内。本发明在所有实施例中将不被如此限制，并且在某些其它实施例中，突出部分159可省略，并且PCB70可经由槽154的底板或者经由头部的后部上的弹性体材料保持在槽154中。
在示范性实施例中，压力传感器161包括压力传感开关162，其可操作地联接于PCB70和附接于PCB的电气接触元件。在其它实施例中，压力传感器161可为变换器型压力传感器，其诸如例如使用压电材料将机械压力转换成电能。在又一些实施例中，压力传感器161可采取下列压力传感器中的一种或更多种的形式：(1)压阻应变仪，其使用结合或形成的应变仪的压阻效应以检测由于施加的压力而产生的应变；(2)电容型压力传感器，其使用隔膜和压力空腔以产生检测由于施加的压力而产生的应变的可变电容器；(3)电磁压力传感器，其借助于电感(磁阻)的变化、LVDT、霍尔效应或者通过涡电流原理测量隔膜的位移；(4)光学压力传感器，其利用光纤的物理变化的使用以检测由于施加的压力而产生的应变；(5)电势测定压力传感器，其使用沿着电阻机构的电刷的运动以检测由施加的压力引起的应变；(6)谐振压力传感器，其使用传感机构中的谐振频率的变化以测量由施加的压力引起的应力或气体密度的变化；(7)热压力传感器，其使用由于密度变化而产生的气体的导热率的变化以测量压力(诸如，皮拉尼压力计)；和(8)电离压力传感器，其测量由于密度变化而改变的带电气体粒子(离子)的流以测量压力。
往回转向示范性实施例，压力传感器161(或压力传感开关162)可操作地联接于PCB70，并且定位在槽154内以便与熔化垫175的后表面174相邻。然而，在示范性实施例中，由于密封层160定位在压力传感开关162与熔化垫175之间，故压力传感开关162不与熔化垫175接触。更具体地，密封层160定位在PCB70与熔化垫175之间(和在压力传感器161与熔化垫175之间)以保护PCB70和压力传感器161免受损坏。由于压力传感器161的压力传感开关162的定位，故施加于多个牙齿清洁元件130的清洁部分133的压力经由熔化垫175传输到压力传感器161的压力传感开关162，这将参考图4A和图4B在下面更详细地讨论。口腔护理器具100进一步包括指示器180，其可操作地联接于压力传感器161，用于在压力传感器161传感超过预定阈值的压力之后产生使用者感知信号。如将在下面更详细地讨论的那样，指示器180可操作地联接于PCB70，以使在使用者以超过预定阈值的力刷他或她的牙齿时，功率供应到指示器180。
在示范性实施例中，指示器180为光源。然而，本发明在所有实施例中不受限于为光源的指示器180，并且指示器180可为能够为使用者表示状态的任何装置。因此，在某些其它实施例中，指示器180可为声源或扬声器、振动元件等。因此，虽然以下描述的部分参考“光源180”，但是应当理解任何其它类型的指示器可代替光源使用。因此，本发明将不明确地受限于为光源的指示器，除非在权利要求中明确地叙述光源。
在示范性实施例(其中，指示器180为光源)中，光源为发光二极管(LED)。然而，在其它实施例中，光源可为现有技术中已知的灯泡或另一种发光装置。光源(即，指示器180)在示范性实施例中可操作地联接于PCB70。更具体地，在示范性实施例中，光源附接于PCB的后表面71。PCB70充当用于光源的基础衬底，并且包括要求的电路和构件，该要求的电路和构件被要求在功率经由电线33A-B从电源32供应到PCB70时使光源发光。在示范性实施例中，PCB70为一体结构(unitary structure)，其由刚性材料形成，电气构件可附接于该刚性材料以便向这些构件提供功率。
如上所述，PCB70定位在槽154内以便依靠在突出部分159上并且邻接抵靠突出部分159。在示范性实施例中，凹陷部158形成到突出部分159中以便容纳光源(即，指示器180)。因此，当PCB70定位在槽154内并且光源附接于PCB70的后表面71时，光源套入在形成到头部部分151的突出部分159中的凹陷部158内。虽然在示范性实施例中，光源定位在口腔护理器具100的头部部分151内，但是本发明在所有实施例中将不被如此限制，并且在某些其它实施例中，光源可另外定位在口腔护理器具上，诸如在把手部分152中或在端盖165(图1)中，如将在下面更详细地讨论的那样。
头部120沿着纵向轴线从头部120的近端(与把手110相邻)延伸到头部120的远端。此外，在示范性实施例中，光源180定位成使得大致垂直于头部120的纵向轴线(在某些实施例中，可为纵向轴线A-A)的第一横向轴线或平面与光源180和多个牙齿清洁元件130中的至少一个二者相交。因此，在示范性实施例中，光源180定位在牙齿清洁元件130之下和在如下位置处使得横向轴线或平面与光源180和多个牙齿清洁元件130中的至少一个相交。此外，压力传感开关162定位成使得大致垂直于头部120的纵向轴线的第二横向轴线或平面与压力传感开关162和多个牙齿清洁元件130中的至少一个二者相交。在示范性实施例中，第二横向轴线或平面定向成大致平行于第一横向轴线平面。此外，在示范性实施例中，第一和第二横向轴线或平面沿着纵向轴线A-A轴向地彼此偏移。然而，本发明将不被如此限制，并且在某些其它实施例中，同一横向平面可与光源180和压力传感开关162二者相交(因此，光源180和压力传感开关162可轴向地对齐)。
如上所述，压力传感器161包括可操作地联接于PCB70的压力传感开关162和附接于PCB70的电气接触元件。在示范性实施例中，压力传感开关162为金属穹顶开关。然而，本发明在所有实施例中将不被如此限制，并且压力传感开关162可为任何其它类型的开关。如将从以下描述理解的那样，在示范性实施例中，压力传感开关162为力促动穹顶开关，其检测直接作用在牙齿清洁元件130上的推力，以便在使用者以超过预定阈值的力刷洗时检测。
在某些实施例中，压力传感开关162可被认为附接于或者安装在PCB70的前表面72上。因此，在某些实施例中，压力传感开关162附接于PCB70的前表面72，并且指示器180(即，光源)附接于PCB70的后表面71。这使所有电气构件能够容易地配合在头部部分151中的槽154内。然而，在其它实施例中，压力传感开关162仅可操作地联接于PCB70而不是直接附接于PCB70。在这种实施例中，压力传感开关162与PCB70接触和不与PCB70接触以打开和关闭开关。因此，压力传感开关162可在开关位于打开位置时与PCB70分离和隔离，并且压力传感开关162可在开关位于关闭位置时与PCB70(或具体地，PCB70上的电气接触元件)接触。在示范性实施例中，压力传感开关162为处在其偏置形式的穹顶形构件，并且施加于牙齿清洁元件130的压力使压力传感开关162变平以便接触电气接触元件。在示范性实施例中，压力传感开关162由金属形成，以使压力传感开关162可用于关闭在两个电气接触元件之间的电路。施加于压力传感开关162的压力使压力传感开关162如图4B所示和在下面更详细地讨论地向下移动。
PCB70上的电气接触元件彼此间隔并且在压力传感开关162的偏置形式，电流不在电气接触元件之间流动。因此，当压力传感开关162处在它的偏置形式时，向指示器180提供功率的电路位于打开位置，使得电流不能流到指示器180中以向指示器180提供功率。在压力传感开关162被迫与电气接触元件二者接触之后，为指示器180提供功率的电路关闭，并且指示器180变得被提供功率。
压力传感开关162偏置到打开位置，使得压力传感开关162不与电气接触元件中的至少一个接触。当超过预定阈值(即，超过偏置)的压力施加于牙齿清洁元件130时，熔化垫175将接触压力传感开关162，并且使压力传感开关162放置到关闭位置，由此，压力传感开关162与电气接触元件二者接触。当压力传感开关162被迫进入关闭位置时，指示器180将诸如通过使光源发光、从扬声器发出声音、使振动元件振动等致动。
密封层160定位在槽154内以便依靠在PCB70和压力传感器161的顶上。因此，密封层160定位在PCB70/压力传感器161与熔化垫175之间。因此，密封层160密封PCB70的前表面72和压力传感器161以在口腔护理器具100的使用期间保护PCB70和压力传感器161免受水或其它损坏。密封层160可由任何期望材料(诸如，热塑性塑料、热固塑料、橡胶或其它材料，其用于密封表面从而足以产生防止水进入到PCB70和其它电气构件上的密封件)形成。在一个实施例中，密封层160由诸如用于透光弹性体材料40的以下描述的热塑性弹性体的热塑性弹性体形成。密封层160密封PCB70的前表面35，以使可引入到头部部分151中的湿气被阻止接触PCB70。在某些实施例中，密封层160还可与本体150的头部部分151一起形成密封件。然而，在某些实施例中，如果需要，密封层160可省略。
本体150的把手部分152进一步包括电源32位于其中的空腔50。电源32可操作地联接于PCB70以向指示器180提供功率。在示范性实施例中，电源32经由线33A，33B可操作地联接于PCB70。线33A，33B延伸穿过内纵向通路51，其延伸穿过把手部分152。更具体地，通路51从空腔50延伸，并且在头部部分151中的槽154或通孔155处终止。在示范性实施例中，电源32为可替换电池。当然，在其它实施例中，电源可为可再充电电池、光电池或任何其它装置，其能够产生合适的量的电以向指示器180提供功率。在一个实施例中，电源32可为电动力电池，其通过在使用期间的口腔护理器具100的机械动作充电。
呈关/开按钮的形式的致动器60以可操作联接的方式设置在电源32与指示器180之间，以使使用者可控制是否向指示器180提供功率以便于指示器180的适当操作。致动器60可为滑动按钮、下压按钮、电容接触传感器或现有技术中已知的任何其它类型的致动器。在示范性实施例中，本体150的把手部分152还包括端盖165，其可以可拆卸地联接于把手部分152的主体部分167，以便可根据需要移除和/或替换电源32。电气接触部166设置在端盖165上，以使在端盖165联接于主体部分167之后，电路是完整的，并且指示器180可通过致动器60的操纵(和通过关闭压力传感器161的压力传感开关162)而提供功率成打开和关闭。在某些实施例中，指示器180或光源可为布置在端盖165内的LED或另一种类型的光，以使端盖165在使用者以超过预定阈值的压力刷他或她的牙齿时发光。可选地，指示器180可为位于端盖165内(与位于头部120中相对)的声音装置、扬声器、振动元件等。
在诸如示范性实施例的某些实施例中，口腔护理器具100进一步包括用于给予口腔护理器具100的头部120运动的运动引发元件80。在示范性实施例中，运动引发元件80包括发动机81和偏心轮82，其由发动机81驱动以产生传输到口腔护理器具100的头部120的振动。当然，可使用其它运动引发元件，其包括发动机和使头部120上的一个或更多个簇块移动的驱动联接组件。运动引发元件80容纳在位于把手部分152的细颈部部分内的腔室52中。
运动引发元件80可操作地联接于线33A，33B，并且由电源32提供功率。运动引发元件80可串联地或与指示器180平行地用电线连接。此外，在某些实施例中，电路设计成使得：(1)指示器180可通过致动器60的选择性定位独立于运动引发元件80接通并且反之亦然；并且/或者(2)指示器180和运动引发元件80可同时接通。如将从图4A和图4B的讨论更好地理解的那样，在某些实施例中，指示器180仅在包括压力传感开关162的压力传感器161位于关闭位置时接通，使得电流可流过压力传感开关162而不管致动器60的定位。
如上所述，清洁组件170、密封层160、压力传感器161和PCB70以堆叠组件位于通孔155(或槽154)内。此外，透光弹性体材料40联接于头部部分151，以便围封通孔155的后开口124和密封PCB70的后表面71。在一个实施例中，透光弹性体材料40是透明的。在另一个实施例中，透光弹性体材料40是半透明的。用于形成透光弹性体材料40的合适材料包括适合于使用在口腔卫生设备中的任何生物相容弹性材料，诸如热塑性弹性体。为了提供最佳舒适以及清洁益处，透光弹性体材料40优选地具有在A8到A25肖氏硬度的范围内的硬度特性。作为实例，一个优选弹性体材料为由GLS有限公司制造的聚苯乙烯-聚乙烯/聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。然而，可使用来自其它制造商的SEBS材料或在提到的硬度范围内和外的其它材料。
在某些实施例中，光折射粒子可包括在透光弹性体材料40中以在使用期间提供穿过和来自透光弹性体材料40的光的增强散射。在一个实施例(其中，TPE用于产生透光弹性体材料40)中，透光弹性体材料40可通过按适当的形状将透光弹性体材料40二次模制于本体150而联接于本体150。
在一个实施例中，透光弹性体材料40为使用诸如喷射模制的技术整体地形成的单独的一体块。在其它实施例中，透光弹性体材料40可由其它材料形成。例如，在一个实施例中，透光弹性体材料40可由包括透明或半透明硬塑料的透光热塑性塑料形成。合适的透光硬塑料包括但不受限于透明或半透明型的聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚酰胺、聚酯、纤维素塑料、SAN、丙烯酸纤维、ABS或在牙刷制造中使用的众所周知的热塑性塑料中的任何其它热塑性塑料。在一个这种实施例中，透光弹性体材料40与本体150一起整体地形成，并且因此将被认为是在可为喷射模制过程的本体150的形成过程期间“联接于本体150”。在又一些实施例中，透光弹性体材料40可包括光纤、晶体材料或能够分配光的任何其它材料或材料的组合。在本发明的实施例中，透光弹性体材料40可通过粘附、热联接、声速焊接、二次模制、卡扣配合组件、紧密配合组件、它们的组合或本领域技术人员将已知的其它连接技术而联接于本体150。确切的联接技术将取决于透光弹性体材料40和本体150的构造的材料。
如在上面讨论的那样，在示范性实施例中，指示器180定位在形成到突出部分159中的凹陷部158内。然而，在其它实施例中，指示器或光源180可嵌入到透光弹性体材料40中，使得凹陷部158可省略。因此，透光弹性体材料40本身可用于使PCB70和指示器180保持在槽154内的期望位置。无论如何，透光弹性体材料40联接于头部部分151以便覆盖光源180。因此，并且由于透光弹性体材料40的材料，故来自光源180的光(当光通过关闭压力传感开关162而产生时)能够穿透透光弹性体材料40以便使用者能够看见。在其它实施例中，由光源180产生的光仅以使用者能够辨认的方式照亮透光弹性体材料40。如将关于图5在下面更详细地讨论的那样，在示范性实施例中，来自光源180的光通过口腔护理器具100的颈部部分是可见的。因为由光源180产生的光沿着透光弹性体材料40分布，所以虽然光源180位于头部部分120内并且与颈部相邻，但是这是可能的。
在示范性实施例中，透光弹性体材料40进一步包括从透光弹性体材料40的外表面49延伸的多个隆起44。多个隆起44延伸超过口腔护理器具100的头部部分151的后表面122。多个隆起44设置成使得透光弹性体材料40还可用于清洗软组织。在示范性实施例中，多个隆起44为小块。在一个实施例中，多个隆起44为锥形小块。如在本文中使用的，“小块”大体表示包括从基部表面竖立的柱形凸出部(不受限于凸出部的截面形状)。在一般意义上，小块在优选构造中具有大于小块的基部处的宽度(在最长方向上测量)的高度。然而，小块可包括凸起部，其中，宽度和高度是大致相同的，或者其中，高度略小于基部宽度。此外，在一些情况(例如，其中，小块逐渐减小到末端或者包括缩小到较小凸起部的基部部分)下。基部宽度可显著大于高度。
多个隆起44设计成明显地减少人的口臭的主要源并且改进卫生。多个隆起44能够移除来自口腔内的舌头和其它软组织表面的菌群和其它死细胞。特别地，舌头倾向于发展对躲避处微生物(harbor organism)而言已知的覆层和可有助于口臭的死细胞。该微生物群落可在大部分舌头的上表面上的乳头状突起与沿着口腔中的其它软组织表面的乳头状突起之间的凹处中找到。当接合或者另外地拔靠例如舌头表面时，多个隆起44设置用于与软组织柔和接合，同时向下到达到舌头的相邻乳头状突起的凹处中。在其它实施例中，多个隆起44可采取肋、片状物、脊、凸起边缘或它们的组合的形式。
现在参考图4A和图4B，将描述压力传感器161的操作。在图4A中，压力传感器161的压力传感开关162位于它的偏置位置，由此没有压力施加于牙齿清洁元件130。在它的偏置位置，压力传感开关162在示范性实施例中具有穹顶形状。压力传感器161的压力传感开关162偏置到打开位置。在打开位置，压力传感开关162与PCB70间隔，并且更具体地，与PCB70上的至少一个电气接触元件间隔。此外，在打开位置，熔化垫175与头部板171的后表面174接触，使得没有压力从熔化垫175施加到压力传感开关162上。在某些实施例中，在偏置打开位置，压力传感开关162与电气接触元件二者间隔，并且在其它实施例中，压力传感开关162总是与电气接触元件中的一个接触，并且在将力施加于清洁元件130的清洁部分133之后仅与电气接触元件中的第二电气接触元件接触。当压力传感开关162位于打开位置时，电源32与指示器180之间的电路打开，并且没有功率提供到指示器180。
参考图4B，压力传感开关162示出为位于关闭位置，这通过施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133的力F的施加而实现。具体地，在力F施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133之后，力F传输到压力传感开关162，以便强迫压力传感开关进入关闭位置。力F为超过预定阈值的力或压力。具体地，力F或压力为预定量的力或压力，其在于刷牙期间施加于使用者的牙齿时已知为有害的。在某些实施例中，力F在3.5牛顿到4.5牛顿之间，更优选为在3.8牛顿到4.2牛顿之间，并且更进一步优选为大约4牛顿。
因此，在力F超过预定阈值之后，熔化垫175在头部120的后表面122的方向上向下移动并且向下压紧压力传感开关162，由此结束在压力传感开关162与PCB70之间的空间。在示范性实施例中，密封层160位于熔化垫175与压力传感开关162之间，使得熔化垫175接触密封层160，这进而使压力传感开关162如本文中所述地向下移动。施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133的力F使压力传感开关162从它的偏置穹顶形状变平。当力F超过预定阈值时，压力传感开关162移动成与PCB70上的电气接触元件二者接触，由此关闭电路。如在上面讨论的那样，在示范性实施例中，压力传感开关162由金属形成，这在压力传感开关162位于关闭位置时使电流能够流过压力传感开关162。然而，本发明将不被如此限制，并且压力传感开关162可由传导电的任何类型的材料形成。当力F施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133时，熔化垫175在远离头部板171的后表面174的向下方向上移动。因此，施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133的力F使间隙G形成在熔化垫175与头部板171的后表面174之间。
在示范性实施例中，熔化垫175的隆起176在力F施加于牙齿清洁元件130的清洁部分133时与压力传感开关162接触(经由密封层160)。因此，在包括隆起176的实施例(诸如示范性实施例)中，隆起在口腔护理器具100的使用期间致动压力传感开关162。在某些实施例中，隆起176可省略，并且熔化垫175的后表面177可用于致动压力传感开关162。
由于压力传感开关162接触PCB70上的电气接触元件二者，并且由于电源32、指示器180和PCB70之间的可操作连接，故功率从电源32供应到指示器180，以使指示器180被促动。指示器180的促动可导致指示器产生光(当指示器为光源时)，发出声音(当指示器为扬声器时)，或者振动(当指示器为振动元件时)。
在口腔护理器具的使用期间，当使用者以超过预定阈值的力F刷洗时，指示器180将促动以向使用者提供他或她以太大的力刷洗的指示。因此，在指示器180促动之后，使用者将减小使用的刷洗力的量直到指示器180不起作用(诸如通过断开光源)。使用者可在始终不停止刷牙动作的情况下完成该动作。在使用者减小刷力之后，压力传感开关162将偏置回到它的穹顶形状，由此使熔化垫175偏置回到与头部板171的底部表面174接触，如图4A所示。
在某些实施例中，压力传感开关162可省略，并且隆起176可包括在它的底部表面上的金属或其它传导材料。具体地，隆起176的底部表面可涂覆有传导材料。在这种实施例中，隆起176可用作开关，使得与PCB70(和其上的电气接触元件)接触的隆起176将关闭开关并且使电流能够从电源32流到指示器180。在这种实施例中，密封层160将具有用于隆起176的位于其中的开口以延伸穿过密封层160用于与PCB70接触。密封层160可直接固定于熔化垫175以防止流体进入到PCB70上。在其它实施例中，熔化垫175的后表面177可涂覆有传导材料以形成开关。
现在参考图5，示出口腔护理器具100的头部120和把手110的颈部部分115的后视透视图。口腔护理器具100的头部120具有从其前表面延伸的牙齿清洁元件130和具有在其后表面上从其延伸的隆起44的透光弹性体材料40。透光弹性体材料40包括覆盖包括指示器180(即，光源)的头部120的后表面的第一部分46和覆盖把手110的颈部部分115的第二部分47。尽管指示器或光源180位于头部120上，但是由光源180产生的光通过透光弹性体材料40从第一部分46分布到第二部分47。因此，来自光源180的光在口腔护理器具100的颈部部分115处传输穿过透光弹性体材料40。这使光能够甚至在刷洗期间被使用者看见。具体地，在刷洗期间，口腔护理器具100的头部120位于使用者的口腔内，并且因此发射穿过头部120的光可被使用者看见。然而，口腔护理器具100的颈部部分115在刷洗期间未全部容纳在使用者的口腔内。因此，当光发射穿过颈部部分115时，使用者可看见光。因此，当光经由口腔护理器具100的颈部部分115发射时，使用者将被通知使用者以过大的力刷洗。
为了确保光发射穿过颈部部分115，透光弹性体材料40的第一部分46可由比透光弹性体材料40的第二部分47更高的密度形成。可选地，透光弹性体材料40的第一部分46可由比透光弹性体材料40的第二部分47更不透光的材料形成。更进一步，反射器可定位在光源180与透光弹性体材料40的第一部分46之间以朝向透光弹性体材料的第二部分47反射光。这些配置中的任何一个将确保由光源180产生的光发射穿过口腔护理器具100的颈部部分115。
同时参考图1至图5，在一个实施例中，本发明可涉及形成在上面在本文中描述的牙刷的方法。在这种实施例中，本发明包括形成包括把手部分152和头部部分151的本体150，其中，槽154形成到头部部分151的前表面121中。接着，该方法包括将光源180可操作地联接于PCB70的后表面71和将压力传感开关162可操作地联接于PCB70的前表面72，由此形成印刷电路板组件。接下来，该方法包括使PCB70定位在槽154内和使预先形成的清洁元件组件170连接于头部部分151以围封槽154的前开口123，使得压力传感开关162响应于施加于预先形成的清洁元件组件170的多个牙齿清洁元件的压力以促动光源180。
在某些实施例中，预先形成的清洁元件组件170在使预先形成的清洁元件组件170连接于头部部分151之前形成。在这种实施例中，预先形成的清洁元件组件170通过将多个牙齿清洁元件130插入穿过头部板171中的簇孔172以使多个牙齿清洁元件130中的每一个包括从头部板171的前表面173延伸的清洁部分133和从头部板171的后表面174延伸的基部部分134而形成。最后，形成预先形成的清洁元件组件170包括使多个牙齿清洁元件130的基部部分134熔化以形成与头部板171的后表面174相邻的熔化垫175。
如在全文中使用的，范围用作用于描述在范围内的每个值的简写。在范围内的任何值可选定为范围的终点。另外，本文中引用的所有参考物由此通过参考全部并入。在本公开的定义和引用的参考物的定义冲突的情况下，以本公开为主导。
虽然关于包括执行本发明的目前优选模式的具体实例描述本发明，但是本领域技术人员将认识到存在以上描述的系统和技术的许多变化和置换。将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可利用其它实施例，并且可进行结构和功能的修改。因此。本发明的精神和范围应当宽泛地理解为在所附权利要求中提出。

Claims (15)

1.一种牙刷，其包括：
把手；
头部；
本体，其包括形成所述头部的部分的头部部分和形成所述把手的部分的把手部分；
多个牙齿清洁元件，其安装于所述头部的前表面并且从所述头部的前表面延伸；
头部板，所述多个牙齿清洁元件安装于所述头部板，并且所述头部板固定地连接于所述头部部分；
印刷电路板，其位于所述头部内，所述印刷电路板具有前表面和后表面；
压力传感开关，其附接于所述印刷电路板的前表面，其中，施加于所述多个牙齿清洁元件的压力传输到所述压力传感开关；和
光源，其附接于所述印刷电路板的后表面，其中，所述光源在所述压力传感开关响应于经受超过预定阈值的压力而关闭之后发光。
2.根据权利要求1所述的牙刷，其特征在于，所述头部沿着纵向轴线从所述头部的近端延伸到所述头部的远端，并且大致垂直于所述纵向轴线的第一横向轴线与所述光源和所述多个牙齿清洁元件中的至少一个二者相交。
3.根据权利要求2所述的牙刷，其特征在于，大致垂直于所述纵向轴线的第二横向轴线与所述压力传感开关和所述多个牙齿清洁元件中的至少一个二者相交。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的牙刷，其特征在于，进一步包括：
槽，其形成在所述本体的头部部分的前表面中；
其中，所述印刷电路板位于所述槽内，并且所述压力传感开关位 于所述头部板下面。
5.根据权利要求4所述的牙刷，其特征在于，所述光源位于形成在所述本体部分的突出部分中的凹陷部内，所述突出部分延伸到所述槽中，所述本体部分由刚性材料形成。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的牙刷，其特征在于，进一步包括密封层，其密封所述印刷电路板的前表面和所述压力传感开关。
7.根据权利要求6所述的牙刷，其特征在于，进一步包括覆盖所述光源的透光弹性体材料，由所述光源产生的光沿着所述透光弹性体材料分布。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的牙刷，其特征在于，进一步包括可操作地联接于所述印刷电路板的电源。
9.一种牙刷，其包括：
把手；
头部；
多个牙齿清洁元件，其安装于所述头部的前表面并且从所述头部的前表面延伸；
印刷电路板，其位于所述头部内，所述印刷电路板具有前表面和后表面；
压力传感器，其可操作地联接于所述印刷电路板的前表面，其中，施加于所述多个牙齿清洁元件的压力传输到所述压力传感器；
光源，其附接于所述印刷电路板的后表面，其中，所述光源在所述压力传感器经受超过预定阈值的压力之后发光；和
覆盖所述光源的透光弹性体材料，所述透光弹性体材料密封所述印刷电路板的后表面并且包括用于清洗软组织的从头部的后表面延伸的多个隆起。
10.根据权利要求9所述的牙刷，其特征在于，所述头部沿着纵向轴线从所述头部的近端延伸到所述头部的远端，并且大致垂直于所 述纵向轴线的第一横向轴线与所述光源和所述多个牙齿清洁元件中的至少一个二者相交。
11.根据权利要求10所述的牙刷，其特征在于，大致垂直于所述纵向轴线的第二横向轴线与所述压力传感器和所述多个牙齿清洁元件中的至少一个二者相交。
12.根据权利要求9所述的牙刷，其特征在于，所述透光弹性体材料包括覆盖所述光源的第一部分和覆盖所述把手的颈部的第二部分，并且由所述光源产生的光通过所述透光弹性体材料从所述第一部分分布到所述第二部分。
13.根据权利要求9所述的牙刷，其特征在于，进一步包括：
电源，其位于所述把手的空腔内，并且所述印刷电路板可操作地联接于所述电源；和
运动引发元件，其用于给予所述头部运动，所述运动引发元件可操作地联接于所述电源。
14.一种形成牙刷的方法，其包括：
形成包括把手部分和头部部分的本体，所述头部部分具有前表面、后表面和通孔，所述通孔具有在所述前表面上的前开口和在所述后表面上的后开口；
使印刷电路板定位在所述头部部分中，所述印刷电路板具有附接于所述印刷电路板的前表面的压力传感器和附接于所述印刷电路板的后表面的光源；和
形成覆盖所述光源的透光弹性体材料，所述透光弹性体材料密封所述印刷电路板的后表面并且围封所述通孔的后开口，所述透光弹性体材料包括用于清洗软组织的从头部部分的后表面延伸的多个隆起。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，使印刷电路板定位的步骤包括使所述印刷电路板定位在形成在所述头部部分中的槽中，所述方法进一步包括：
使预先形成的清洁元件组件连接于所述头部部分以围封所述通 孔的前开口，使得所述压力传感器响应于施加于所述预先形成的清洁元件组件的多个牙齿清洁元件的压力以促动所述光源。
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