CN113727669A - 液压驱动刷-齿间喷射组合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统(100)。口腔清洁系统(100)包括清洁头(200)以及具有用于容纳流体(110)的流体储存器(350)的支撑单元(300)。清洁头(200)包括用于刷牙的刷(240)以及用于排放用于齿间液体清洁的流体(110)的一部分的孔口(250)。第一流体通道(210)将流体从流体储存器引导到驱动刷(240)的液压马达(230)，以及引导到孔口(250)。清洁头(200)还包括第二流体通道(220)，被配置用于将流体(110)的至少一部分从液压马达(230)输送回支撑单元的流体储存器(350)。

Description

液压驱动刷-齿间喷射组合

技术领域

本发明涉及一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统的清洁头、一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统的支撑单元、一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的牙齿清洁系统，以及一种方法。

背景技术

US 6602071公开了一种手持清洁装置，包括具有排放口和吸入口的清洁部；以及用于使流体通过清洁部的排出口排出以及同时在清洁部的吸入口处产生吸力的泵。通过抽吸作用将废液和碎屑通过牙齿之间的空间吸入吸入口，从而改善清洁效果。

US 2004045107公开了一种带有牙科喷嘴的水压驱动牙刷。这种口腔清洁装置组件是一种口腔卫生工具，它连接到水龙头并且使用系统中的正常水压。这种组合、双模式发明具有两种操作模式，即刷牙和牙科喷射。在刷牙模式下，手柄中的分流器将水引导到驱动牙刷的喷水叶轮中。在牙科喷射模式下，分流器将水引导到喷嘴。牙刷连接到作为水和能源的来源的水龙头分流器。叶轮由水压驱动，水从与水龙头排放连接的连接处流出。

KR 20090039131公开了一种旋转清洗牙刷，通过同时实现旋转功能和清洁功能，免去了使用的麻烦，提高了便利性。该旋转清洗牙刷包括：由旋转叶片组成的牙刷部分，该旋转叶片一体成型在旋转单元的上侧以及通过水压使旋转单元旋转；清洗水路，用于向清洗水空间供应高压水；进水通道，用于将高压水从延伸部供应至回转空间；管道部分，包括用于将回转空间的高压水排放到延伸部分的排水管道；控制体，其被插入以遮盖延伸部的外侧；水连接体，用于将高压水从排水管道入口喷出。具体地，高压水由水泵供应并且被供应至清洗水管入口或进水管入口，并且供应至进水管入口并在出水管入口后循环。返回辊的高压水被返回到水泵。

口腔疾病，诸如牙龈疾病或龋齿，通常是由于口腔卫生不良，人们没有足够注意去除他们牙齿上的牙菌斑。对大多数人来说，一个特别的问题是照顾好牙齿之间的空间，因为在刷牙的基础上进行齿间清洁需要额外的努力。因此，在刷牙的同时进行齿间清洁将是非常有利的。许多将电动牙刷与口腔冲洗器喷嘴相结合旨在清洁齿间空间的专利在本领域中是已知的。众所周知，冲洗器和微滴设备，就像牙线一样，可以进行齿间清洁以及确保齿间牙龈健康。因此，这种组合确实可以替代常规电动牙刷。然而，开发满足所有使用者要求(例如，无系绳、紧凑、可靠的手持设备)的系统是一项复杂的技术挑战。

电动牙刷-口腔冲洗组合的开发、制造和可靠性面临的一大挑战是将电动牙刷头部运动的机械传动与从设备手柄到头部的加压喷射传递相结合。机械系统通常受流体系统的影响很大，反之亦然。可靠性问题经常发生在流体连接处和机械接口处。

这个问题在多刷概念中变得更加明显。虽然单个刷的机械能传递可以通过振动轴而相对简单(例如，通常与声波动力刷一起使用)，当空心时也可以被用于液体传递，但对于多表面刷，轴简单的振动驱动可能无法为所有刷洗表面带来足够的能量。市场上的多面刷仅需要机械能传递就已经很复杂，容易出现故障系统。

本发明的发明人认为，严格限制所用流体的量是另一个重要方面。大液体容积具有以下缺点：储液器和装置变得笨重且巨大，这使得难以握持。具有系绳的备选方案对许多消费者也没有吸引力。此外，口腔中的液体量在使用过程中将带来不适。这导致需要随地吐痰、泼掉液体，或在水槽上方保持嘴巴张开。此外，该液体会稀释牙膏中的氟化物，从而降低抗龋齿活性。

为流体动态清洁齿间空间不需要太多体积。在现有技术中，已知设备为每个齿间间隙使用0.6ml，因此30个齿间间隙总共使用18ml。可能会发现更高的喷洗速度设置，因此即使是一半前述液体体积也可能具有类似的功效。

在现有技术中，与冲洗结合的液压驱动牙刷的许多专利是已知的。这种系统将能量从手柄到头部的传递限制为一种模态，该模态仅是加压液体。然而，所有这些专利设计都使用水龙头连接来提供液压动力。

这种连接水龙头的解决方案有许多缺点。对于大多数使用者来说，这太复杂了，因为它需要与水龙头可靠连接。此外，流体喷射排放是连续的，因此会使用大量的水，这带来了如上所述的额外缺点。此外，水龙头压力是可变的，但最重要的是限制在2bar左右。仅在3bar以上可以开始有用的牙菌斑去除，而为了与机械牙线或齿间刷具有同等功效，喷射压力需要大于5bar，优选大于7bar，尤其是在使用低液体量时。此外，清洁被限定为水，而使用活性剂溶液例如氟化物溶液来抵消牙膏被液体稀释则可能是有利的。

在现有技术中还描述了仅将机械能带入刷头并且在头部中具有由头部运动驱动的微型液体泵的备选解决方案。由于泵很小，并且刷子运动能量有限，因此该解决方案只能提供低能量的冲洗，这对于实现与牙线同样的完整功能来说是不够的。

由于本发明的发明人确定的所有这些原因，创造结合刷牙和齿间液体清洁而没有上述缺点的口腔清洁系统将是有利的。

发明内容

本发明的一个目的是通过液压驱动刷和齿间液体清洁的组合来促进口腔清洁，这显著减少了消耗的流体量。

本发明的目的由独立权利要求的主题解决，其中进一步的实施例并入从属权利要求中。

所描述的实施例类似地涉及结合刷和齿间液体清洁来清洁牙齿的口腔清洁系统的清洁头、结合刷和齿间液体清洁来清洁牙齿的口腔清洁系统的支撑单元，以及结合刷和齿间液体清洁的口腔清洁系统以及方法。尽管可能未详细描述实施例的不同组合，但实施例的不同组合可能会产生协同效应。

此外，应当注意，本发明的所有关于方法的实施例可以按照所描述的步骤的顺序来执行，然而这不必是该方法的步骤的唯一和基本顺序。在不脱离对应方法实施例的情况下，除非在下文中明确相反提及，本文提出的方法可以以公开的步骤的另一顺序执行。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统的清洁头。清洁头包括用于刷牙的刷、用于排出用于齿间液体清洁的流体的一部分的孔口、以及用于驱动刷的液压马达。清洁头还包括第一流体通道，其被配置为将流体从口腔清洁系统的支撑单元输送到液压马达的第一流体通道，以及第二流体通道，其被配置为将流体的至少一部分从液压马达输送回支撑单元。

用于口腔清洁系统的清洁头使用刷和齿间液体清洁的组合来清洁使用者的牙齿。刷被驱动以实现刷相对于清洁头和口腔清洁系统的运动，从而提供对牙齿表面的有效清洁。然而，这种刷可能无法到达牙齿之间的齿间空间。因此，清洁头使用通过孔口排放的清洁流体喷射，从而清洁齿间空间。这种清洁与使用牙线一样有效。清洁头被配置为仅通过第一流体通道来供应加压流体。这种流体驱动位于清洁头中的液压马达，该液压马达将其运动传递给刷。至少一部分流体可以通过用于齿间液体清洁的孔口被排出。用于驱动液压马达但未通过孔口排出的那部分流体通过第二流体通道被引导回到口腔清洁系统的支撑单元以被保存。因此，清洁头提供牙齿和齿间空间的有效清洁。该设置相当简单，因为只需要将流体从支撑单元输送到清洁头，然后再返回到支撑单元。不需要额外的机械能传递来驱动刷。此外，因为只有部分流体被排出，清洁头节省了流体，这是齿间清洁所需的。因此，具有根据本发明的清洁头的口腔清洁系统可以是紧凑的并且还提供足够的流体用于完整的清洁会话而无需将口腔清洁系统连接到水龙头。因此，在包含具有流体储存器的支撑单元的口腔清洁系统的情况下，用于驱动清洁头中的液压马达而没有通过清洁头的孔口排出的流体被引导回支撑单元，从而实现一个仅具有中等大小的储液器的自主的口腔清洁系统，以在使用时不需要连接到外部液体供应。

在各种实施例中，该方面的清洁头和本文提及的每一个其他实施例可以与支撑单元结合，并且被附接到支撑单元，使得它们构建口腔清洁系统。这可以很容易地从例如图1所示的实施例中得出并且将在下文中更详细地解释。

在本发明的一个实施例中，液压马达被配置为基于清洁头的第一流体通道内的流体流动来驱动刷。

第一流体通道中的流体流动可以通过液压马达被转换成清洁头中的机械运动。该液压马达可以包括叶轮或涡轮机，其借助于流体流动而旋转。叶轮或涡轮的旋转可以被直接传递给刷的旋转。备选地，旋转可以很容易地被转换为振荡。依赖于液压马达的设计，流体流也可以立即产生边对边振荡或其他运动。这种液压马达的示例性实施例例如在图4a中示出并且将在下文中更详细地解释。

在本发明的一个实施例中，清洁头包括至少一个阀，该阀被连接到孔口并且被配置为当阀处于打开配置时，允许流体流动穿过孔口进入齿间空间。

清洁头的这个阀可以被定位在第一流体通道和孔口之间。它被配置为打开或关闭，从而允许或阻止流体流动穿过孔口；因此，如果阀关闭，则通过孔口排出的流体的部分可能为零，所以在这种情况下，通过第二流体通道被引导回的流体的至少一部分可以是通过第一通道被引导到液压马达的全部流体。只有当孔口位于齿间空间的对面时，该阀才允许通过孔口进行所需的流体排放。只有在齿间空间的位置处，流体才通过孔口被释放，从而提供清洁齿间空间的流体喷发。该流体喷发可以优选地是低容量和高压流体喷发，以便于使用低消耗清洁流体以有效清洁。

优选地，在一个实施例中，使用小于20ml来清洁所有齿间空间。使用液体动态清洁齿间空间不需要太多体积。每个齿间空间0.6ml因此30个空间总共18ml就足够了。对于清洁效果，需要大约25m/s的最小流体速度，这对应于水压驱动系统中的大约3.1bar。为确保最佳清洁效果，当使用这些最小流体喷发时，建议使用35至45m/s对应的约6.1至10.1bar的压力。超过50m/s(对应于约12.5bar)时，可能会出现不适和可能的软组织损伤。为了保持每个空间0.6ml的优选流体体积，即每个操作侧(例如颊侧和舌侧)0.3ml，需要控制喷射脉冲的长度。附加地，在优选实施例中，喷射速度的上升和下降是立即发生的，即产生块脉冲流体喷射，因此整个体积达到了其最大清洁潜力。对于完美的块脉冲，根据V＝A x U x t，其中A是孔口的开口面积，使用的体积V取决于脉冲时间t和平均速度U。对于0.5mm²典型口腔冲洗孔口面积A和40m/s液体速度U，最大脉冲时间t将限制为15ms以创建0.3ml喷射。然而，阀打开时间可能并不总是被很好地控制，尤其是在不以电子方式控制阀门打开的实施例中。因此体积可能会增加而超过20ml。可以进一步缩小面积A以减少使用量。为了仍然保持良好的清洁足迹，流体可能会在喷洒中破裂或扩散到流体片中。附加地，喷嘴可能会随着刷的移动而移动，从而增加了流体冲击足迹。

本文公开的本发明可以备选地被应用于嘴部件(mouthpiece)而不是“标准”刷。因此，如本文所公开的口腔清洁系统可以是这样的嘴部件，其中“清洁头”是嘴部件的第一部件，而“支撑单元”是所述嘴部件的第二部件。因此，该实施例中的支撑单元是包含如本文所述的泵机构和流体储存器的嘴部件的部件。换言之，该实施例中的支撑单元在使用者使用期间不会被使用者握住，而是被放置在口腔中的嘴部件自身的一部分，嘴部件与如本文具体描述的刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿。本发明当然也适用于手柄和清洁头的组合，如在附图的上下文中详细描述的。

在本发明的一个实施例中，阀被定位在液压马达中，并且清洁头被配置为通过阀、通过孔口和通过刷排放液体。

阀还可以被定位在液压马达中，从而提供液压马达中的流体与孔口的流体连接。在该实施例中，清洁头可以被配置为使得孔口被定位在刷中，从而排放流体穿过刷或者从刷的刷毛之间排放流体。这可以使口腔清洁系统的使用者能够舒适地定位孔口及其相对于齿间空间的位置。

在本发明的一个实施例中，口腔清洁系统包括附接段，其中附接段是不可从支撑单元/主体上拆卸的。在其示例性实施例中，仅通过更换刷毛板来执行附接。

阀可以备选地被定位为，在流体的压力被液压马达降低之前，使得阀向孔口提供第一流体通道中的加压流体。因此阀与流体的最大压力直接接触。这使得孔口能够提供具有最佳压力的流体喷射。此外，清洁头包括附接段，该附接段被配置为附接到口腔清洁系统的支撑单元。在本发明的该实施例中，例如为了清洁或更换清洁头的目的，该附接段允许清洁头与支撑单元附接和分离。此外，口腔清洁系统可以包括细长颈部，该细长颈部连接支撑单元和清洁头。该颈部促进口腔清洁系统的握持以及将刷部分插入使用者的口腔中。清洁头可以被配置为在支撑单元与颈部之间或在刷部分与颈部之间提供附接段。附接段也可以被定位在颈部中。为了更换或更新刷，刷也可以被配置为是可从清洁头拆卸的。

在本发明的实施例中，清洁头包括用于检测齿间空间与孔口的空间对准的传感器，以及清洁头被配置为当传感器检测到齿间空间与孔口的空间对准时打开阀门。

在一个简单的系统中，当触觉反馈告诉使用者喷嘴位于齿间空间处时，使用者可以通过例如按下按钮来打开阀或手动打开阀以致动阀。因此，孔口不应当被隐藏在刷内侧，而应当充分延伸以从牙齿获得触觉反馈。备选地，刷有一个特定的尖端，当其处于齿间空间时会提供触觉反馈，并且孔口也被定位在这个尖端上。在本发明的该实施例中，可以通过使用适当的邻间空间传感器来实现具有阀门的自动致动的齿间液体清洁。这种传感器可以检测到例如距离传感器或齿间空间的较暗区域的较大距离，或者它们可以检测牙龈弯曲。该传感器可以是例如光学传感器，如带有识别软件或激光轮廓的2D或3D相机。此外，它可以是声学传感器，例如超声波成像、机械传感器或任何能够检测牙齿和齿间空间之间的对比度的不同的物理测量原理。当传感器检测到齿间空间时，可以通过改变口腔清洁系统的泵送系统的功率来引起压力变化，以使阀被例如电动地或液压地打开。

在本发明的一个实施例中，如前所述的传感器被包含在口腔清洁系统的另一部分中，例如支撑单元。因此，口腔清洁系统包括用于检测齿间空间与孔口的空间对准的传感器，以及口腔清洁系统被配置为当传感器检测到齿间空间与孔口的空间对准时打开阀。在本发明的一个实施例中，该系统包括一个或多个传感器，例如支撑单元内侧和/或清洁头内侧的压力传感器或泵马达功率传感器。

在本发明的一个实施例中，阀被配置为由手动、电动或液压致动器打开。

已知有许多不同的可能的阀设计。它们可以以多种不同的方式被致动。例如，可以使用手动致动器、电动致动器或液压驱动致动器。此外，阀可以被配置为由使用者手动致动。因为不需要电动执行器，手动打开(或例如通过咬合等)可以实现紧凑的阀系统，但这对使用者的吸引力较小，并且可能太复杂而无法很好地执行。此外，本领域中存在电动阀的许多可用示例，以适用于本发明的该实施例。这种阀的缺点可能是需要刷头部分中的电子设备所带来的较高成本和复杂性。附加地，需要位于系统的刷头部分中的阀很小。而电子阀通常太大，因此该应用需要小型化。该尺寸主要为驱动阀打开的电机/执行器，而关闭可以由弹簧系统完成。使用流体压力的液压系统打开阀可能更具吸引力，因为该系统无论如何都是可用的并且可以非常紧凑。打开阀的液压致动器可以由液压控制。许多阀设计在本领域中是已知的，它们需要特定的阈值压力才能打开，例如鸭嘴阀。阀需要一定的阈值作用力力或压力才能打开。当液压系统中的压力暂时升高时，作用力足够高以打开阀。当作用力下降时，它通常使用弹簧系统会再次关闭。也可以反向方式操作阀，即在液压系统中的正常高压模式期间关闭，而当系统中的压力下降时通过弹性或弹簧作用力打开。

在本发明的一个实施例中，刷被成形为在刷齿间空间时产生增加刷摩擦，从而在第一流体通道中产生增加流体液压，并且阀被配置为由增加的流体液压打开或在增加的流体液压期间被打开。

当刷被设计为在齿间空间中获得增加摩擦阻力时，在本发明的该实施例中可以考虑具有液压驱动阀的清洁头而无需传感器。例如，如果刷毛修剪模拟齿间空间的凹形形状，例如，带有非常适配该齿间空间的锥形簇线，这将获得齿间空间中的增加摩擦阻力。由于与刷毛在牙齿的外侧表面相比，刷毛在齿间空间中与牙齿的接触面积更大，因此在齿间空间处时刷的摩擦力会更大。通过给予刷特定的几何形状，使其部分卡在牙齿之间，而不是卡在其他牙齿表面，就可以获得增加的摩擦力。备选方法是仅添加一或两个较长的刷毛簇，它们会部分卡在齿间空间中。这些簇也可以是不同的材料，例如当被推入齿间空间时摩擦力会增加的橡胶部分。在刷的至少部分旋转运动或边对边运动中，附加地，摩擦力可以大于上下运动中的摩擦力。增加的摩擦力将增加推动液压系统中流体的反作用力，因为液压马达将承受抑制力，这将增加压力。阀可以被配置成使得这种压力增加超过阀的阈值压力，以及在齿间空间处引起自动喷射。优选地，为了更可靠的操作，在液压马达之前，液压系统中还可以包括压力传感器以检测该压力变化。当压力由于摩擦增加而增加时，压力传感器可以促使泵机构提供额外的压力上升，以确保在齿间空间中产生适当的喷射脉冲。作为压力传感器的备选方案，可以测量进入泵机构的电功率，该电功率也随着压力的增加而增加。然后可以通过短暂增加液压系统中的压力来射出流体喷射，压力超过使阀保持关闭的弹性作用力。当压力降低到牙齿外表面的正常刷驱动压力时，阀门再次关闭并且停止喷射。

应当理解，在“在流体的液压压力增加期间”打开阀的特征还包括在例如支撑单元下检测压力，以及随后使用例如增加压力脉冲来以另一种方式触发打开的实施例。本领域技术人员将理解，阀的打开因此可以在流体的增加液压压力存在的时间期间中发生。

在本发明的一实施例中，清洁头还包括齿间刷，齿间刷被配置为刷齿间空间的入口，齿间刷被配置为由排出的用于齿间液体清洁的流体激活。

除了用于刷的刷之外，清洁头还包括齿间刷，其被配置为优选地刷洗牙齿之间的齿间空间的入口，例如相邻牙齿的邻间表面的可见部分。在本发明的该实施例中，齿间喷射的排放流体也可以被用于致动旨在刷齿间空间入口的单独刷元件。在齿间空间处释放出非常高压的流体喷发。尽管质量相当小，但流体以非常高的速度被排出，从而产生高动量。由流体喷射的有规律的释放和移除所产生的这种脉冲可以被用于更进一步引起单独的齿间刷的刷运动。流体喷发的前向动量也会引起孔口的后向动量。当孔口被附接到可动的齿间刷时，该牙刷将因此开始运动。在本发明的该实施例中，由于这些喷射事件仅在齿间空间处发生，因此优选的特征可以是用流体喷发来致动齿间刷。脉冲还可以附加地启动或增强共振类型的运动，以增加专门设计的小齿间刷的振幅。如果重复配喷发，齿间刷可以被安装在具有喷发频率的共振频率的弹簧上，从而获得齿间刷的高振幅。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统的支撑单元。支撑单元包括流体储存器，用于容纳用于齿间液体清洁的流体，以及泵机构，用于将流体从流体储存器泵送到口腔清洁系统的清洁头的第一流体通道中。支撑单元被配置为用于从清洁头的第二流体通道接收回流体的至少一部分，以及用于将流体的所述一部分引导向流体储存器和/或引导向泵机构的泵入口。

如前所述，该支撑单元可以与清洁头结合以构成口腔清洁系统。

结合刷和齿间液体清洁来清洁牙齿的口腔清洁系统的支撑单元可以被附接到清洁头的附接段分，使得由支撑单元提供的流体被转发到清洁头的第一流体通道，以及使得从清洁头的第二流体通道接收回的流体被保留在支撑单元的流体储存器中。为了提供流体，支撑单元包括泵机构，该泵机构被配置为从流体储存器接收流体并且将流体输送到被附接到支撑单元的清洁头的第一流体通道。在备选实施例中，泵机构被配置为接收来自清洁头的第二流体通道的流体以及将加压流体提供给流体储存器，该流体储存器继而向清洁头的第一流体通道提供加压流体。

许多不同的泵在本领域中是已知的，并且发明人已经发现它们可以在本发明的这个实施例中被用作泵机构。往复泵(例如通常用于冲洗器的柱塞泵)会提供脉动压力，使得刷运动频率可以变化。这不一定是清洁的缺点，但为了使用者体验，可以优选更恒压的泵。旋转正排量泵是首选，因为它们可以自吸并且具有连续的压力输出。这种旋转泵系统的另一个优点是它可以更有效地驱动液压马达，因为仍然具有动能的回流可以作为泵的输入，从而在闭环系统中重新利用剩余的能量。由于在齿间空间注射时闭环可能会失去液体，因此需要从流体储存器重新填充回路。如果闭环系统中压力到处都高于大气压，这将是一个问题，因为储液器将处于大气压。为了避免需要另一个泵来补充加压流体回路中的流体，可以使用Venturi设计。

在本发明的一个实施例中，支撑单元包括用于为泵机构提供能量的能源。

优选地，泵机构是电动泵，其使用电力来泵送流体。作为能源，可以使用电池或可充电电池来提供大多数使用者喜欢的无线口腔清洁系统。然而，与壁式插座的电连接也是可能的。

在本发明的一个实施例中，支撑单元包括附接段，附接段包括第一开口，该第一开口被配置为当支撑单元被附接到清洁头时，与口腔清洁系统的清洁头的第一流体通道流体连接，以及第二开口，该第二开口被配置为当支撑单元被附接到清洁头时，与口腔清洁系统的清洁头的第二流体通道流体连接。

支撑单元的附接段被配置为被附接到清洁头的附接段，使得清洁头的第一流体通道被流体连接到支撑单元的第一开口，以及使得清洁头的第二流体通道被流体连接到支撑单元的第二开口。第一开口被配置为从泵机构提供加压流体。第二开口被配置为从第二流体通道接收流体以及将流体传送到支撑单元的流体储存器上。

在本发明的一个实施例中，支撑单元是手柄。该手柄可以被配置为被握持在口腔清洁系统的使用者的手中。使用者可以借助于手柄来引导清洁头相对于牙齿移动。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的口腔清洁系统。口腔清洁系统包括根据前述实施例中任一项的清洁头和根据前述实施例中任一项的支撑单元，其中支撑单元被附接到清洁头。当然，该系统可以具有如将在本文中更详细描述的其他附加部件。

这种结合刷和齿间液体清洁来清洁牙齿的口腔清洁系统包括如先前实施例中所述的清洁头和支撑单元。与现有技术相比，这种口腔清洁系统的一个优点是，例如，可以使用液压流体将大量能量从支撑单元传输到清洁头，从而消除了复杂且容易发生故障的机械能传输的需求。依赖于机械设计，刷可以以各种不同的运动位移。此外，液压系统将高压流体连续输送到清洁头，可以轻松轻敲以产生短暂的齿间液体清洁喷发。由于喷发仅在齿间空间产生，可以将流体储存器的流体体积限制在低于50ml，优选地低于20ml，以对所有牙齿，尤其是所有齿间空间进行全面操作。此外，液压系统提供了很大的设计自由度，以添加例如具有独立刷运动的刷，以及甚至是多表面刷。可以提供多表面刷，其中舌刷与颊/唇刷的移动方式不同，也与咬合刷不同，从而优化所有不同牙齿表面的运动。

在本发明的一个实施例中，口腔清洁系统包括多个根据前述权利要求中任一项所述的清洁头，每个清洁头被配置为清洁牙齿的单独表面，并且口腔清洁系统被配置为同时清洁牙齿或多个牙齿的单独表面。

可以提供一种口腔清洁系统，其包括被连接到一个支撑单元的多个清洁头，优选三个清洁头。这提供了使用一个口腔清洁系统同时清洁牙齿不同表面的可能性。可以提供多表面清洁系统，其中舌刷的移动与颊/唇刷不同，也与咬合刷不同，从而优化所有不同牙齿表面的运动。因为不需要磁电元件，液压马达或致动器可以非常小。因此，多个液压马达或致动器可以被放置在由支撑单元中的单个泵驱动的刷头中，以支持不同刷或刷部分的独立运动。这为本发明的多刷系统提供了许多优点。例如，可以设计3或6个刷系统，但也可以设计具有不同移动部分的刷。甚至可以设计使用多种刷的全牙列刷咬嘴。此外，这能够为每个牙齿部分使用最佳的刷运动。并且它允许多刷灵活性，因为当不同刷由一个轴驱动时，不同的刷不需要处于刚性连接状态。这可以为使用者提供更舒适的感觉，并且可以改善清洁，因为更好地适应使用者口腔中的个体解剖结构。使用者舒适度的灵活性是此类口腔清洁概念的一大需求，因为市场上销售的多刷系统的主要使用者的抱怨是使用过程中的不舒适。

因为该实施例还涵盖了用于多颗牙齿的系统，因此这也包括更大的清洁系统，例如全口腔应用。

在本发明的一个实施例中，口腔清洁系统包括两个相对的刷，被配置为以一定的夹持力夹持在牙齿上，并且被配置为检测齿间空间，例如，检测刷之间的距离或夹持角度。

在牙齿的侧面，两个刷距离相距更远，但在齿间空间处，它们更靠近在一起，具有更小的夹持角度。这在使用窄的垂直刷设计时效果最好，例如簇绒的线。如果这样的牙刷正在移动，夹子将开始在齿间空间中更剧烈地振动，这也可以由振动传感器、压力传感器或泵的电功率检测到。将在图6a和图6b所示的实施例的上下文中更详细地描述这样的实施例。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于利用好刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿的方法。该方法包括以下步骤：将流体从支撑单元中的流体储存器通过第一流体通道泵送到与支撑单元连接的清洁头，用流体致动液压马达从而驱动清洁头的刷以清洁牙齿。通过清洁头的孔口排放用于齿间液体清洁的流体，以及将至少一部分流体从清洁头通过第二流体通道引导回到流体储存器中。

根据结合刷和齿间液体清洁的清洁牙齿的方法，由泵机构将流体从储液器泵送通过清洁头的第一流体通道到液压马达。加压流体被用于旋转液压马达，进而驱动刷以清洁牙齿。由阀控制，流体的一部分可以通过阀通过孔口被排出，以便于使用流体喷射来清洁齿间空间。流体的另一部分从液压马达通过第二流体通道被引导回到支撑单元的储液器中，它被保存在储液器中并且可以再次被引导至泵机构。

有利地，任何上述方面提供的优点同样适用于所有其他方面，反之亦然。

参照下文描述的示例性实施例，上述方面和实施例将变得显而易见并被阐明。下面将参考以下附图来描述本发明的示例性实施例。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的口腔清洁设备的示意性设置。

图2示出了根据本发明的第二示例性实施例的清洁头的示意性设置。

图3示出了根据本发明的第三示例性实施例的手柄的示意性设置。

图4a示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头的示意性设置的后视图。

图4b示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头的示意性设置的前视图。

图5示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头在清洁牙齿时的示意性设置的俯视图。

图6a和图6b示出了包含根据本发明的第五示例性实施例的三个清洁头的多刷口腔清洁系统在清洁牙齿时的示意性设置的不同视图。

图7示出了根据本发明第六实施例的具有由流体喷射驱动的齿间刷的齿间刷系统的示意性设置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的口腔清洁设备100的示意性设置。口腔清洁设备包括清洁头200和手柄300。手柄握持能源330，例如电池，该能源330为泵机构340供能。可以存在电子电路以允许使用者通过按钮来控制泵机构的开关操作、不同的功率或模式设置。手柄300还容纳流体储存器，流体从该流体储存器流入泵，泵随后使流体加压通过第一液体通道210朝向清洁头200。细长部分、颈部205，从手柄300延伸到清洁头200，并且允许清洁头200容易地进入口腔空腔中。颈部205可以与清洁头一起被取下以更换清洁头200，如同大多数电动牙刷一样，但是当仅更换刷240自身时，颈部205也可以是永久性地连接到手柄300的颈部205。加压流体110为液压马达230提供能量，液压马达230驱动刷240的刷洗运动。该运动可以具有多种形式，这取决于运动传递的设计。典型的液压马达230将具有叶轮231，叶轮231由叶轮231上的压差驱动而旋转。旋转可以直接传递到刷240从而使刷240旋转，但是通过本领域已知的不同构造，旋转也可以传递到侧向振荡或者甚至脉动。流体110的压力被附加地用于驱动从清洁头200的流体爆发喷射，旨在清洁齿间空间130。优选地，用于清洁整个齿间空间130的流体110的量被限制不超过100ml，但最好少于20ml，这样使用者就不必吐得太多，而失去牙膏中的氟化物以及感到不适。此外，流体储存器350的体积需要足够小以允许容易地握持牙刷。实现低体积使用的一种方式是将流体喷发限制在齿间空间130的位置，而仅有一些额外的喷射可能是可接受的。未通过用于清洁齿间空间130的孔口250排出的流体100的部分通过第二流体通道220被引导回到手柄300并且被接收在流体储存器350中。

图2示出了根据本发明第二示例性实施例的清洁头200的示意性设置。在该示例性实施例中，清洁头200与手柄300分离。附接段280未被连接到手柄300。此外，示出了阀260，被配置为当阀260处于打开配置时，允许流体110流动穿过孔口250进入齿间空间130。当阀260被关闭时，用于驱动液压马达230的全部流体110被引导回第二流体通道220，以被流体储存器350接收。此外，示出了传感器270，在本发明的示例性实施例，传感器270被安装在刷上。该传感器270被配置为检测清洁头200以及特别是孔口250与齿间空间130的空间对准。

图3示出了根据本发明第三示例性实施例的手柄300的示意性设置。示出了没有与手柄300附接的清洁头200的手柄300。因此图中示出了第一开口310和第二开口320，它们分别被配置连接到第一流体通道210和第二流体通道220。该流体连接被配置为使得流体110能够从手柄300的泵机构340流动通过第一流体通道210到清洁头200，以及使得流体100能够通过第二流体通道220从清洁头200流回进入手柄300的流体储存器350中。

图4a示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头200的示意性设置的后视图。在该后视图中，示出了液压马达230的叶轮231，其被配置为由从第一流体通道210到第二流体通道220的流体流所驱动。

图4b示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头的示意性设置的前视图。示出了刷240，其在本发明的该示例性实施例中具有细长形状。刷由液压马达230的叶轮231的旋转驱动，并且也能够例如旋转。位于刷240的中心的是用于排放流体的孔口250，从而借助于流体喷射来清洁齿间空间130。

图5示出了根据本发明第四示例性实施例的清洁头在清洁牙齿时的示意性设置的俯视图。在图4a和图4b中还示出了本发明的示例性实施例的顶视图中，示出了当清洁头200的细长刷240与两个牙齿120之间的齿间空间130对准时的细长刷240。刷240可以在牙齿120的外侧上自由旋转，但在齿间空间130中，由于摩擦增加了阻力，它可能被困住。借助于能够与齿间空间130的入口的细长形状配合的牙刷240的细长形状，牙刷240的旋转受到阻碍。当刷跨齿间空间130旋转时，刷240的旋转受到增加的阻力或摩擦。因此，液压马达230的叶轮231的旋转也被抑制，这导致流体的压力增加110。流体110的增加压力可以超过阀260的阈值并且液体110可以通过孔口250排出，从而清洁齿间空间130。

图6a和图6b示出了根据本发明第五示例性实施例的包含三个清洁头200的多刷口腔清洁系统在清洁牙齿120时的示意性设置的不同视图，示出了刷内、外和咬合齿面的三刷系统，其中三个刷240各自由紧凑的液压马达230驱动。三个齿面同时被刷240刷洗，并且齿间空间130被通过孔口250排放的流体110从两侧清洁。因此，操作时间显著减少。液压马达230的叶轮231被画的相当大，但为了使用者的舒适度可以设计得更紧凑，因此也减小了清洁头200的尺寸。由于清洁头200的颈部不需要传递机械能，颈部可以相对柔性，允许清洁头200舒适地适应牙列因此使用该口腔清洁系统获得了更舒适的体验。例如，咬合清洁头的颈部205可以是刚性的，这允许使用者控制咬合表面上的压力，这不会影响舒适度。内部(舌侧)和外部(颊/唇)清洁头200的刷压力可以通过这些清洁头200的颈部的弹簧特性来控制，该弹簧特性可以自由选择以优化舒适度和清洁。例如，取决于能够提供的刷的尺寸，可以为每个刷240提供0.5到2N的优化作用力。这将确保牙龈的舒适度，因为使用者不会对接触牙龈的侧面刷施加过大的压力。流体喷发可以从侧面刷的底部排放，但当刷具有中空的刷轴线时也可以选择从中部喷出，或者从顶部向下喷出以清洁牙沟。也可以组合多个喷射。如果喷发从咬合侧射出，自上而下清洁齿间空间130也是有益的。在这种类型的口腔清洁系统100中，两个相对的牙刷240以一定的夹持力夹持在牙齿120上，齿间空间130的检测也可以通过检测刷240之间的距离或夹持角度来完成。在牙齿120的侧表面上，两个刷240相距更远，但在齿间空间130处，它们更靠近在一起，具有更小的夹持角度。这在使用窄的垂直刷设计时效果最好，例如簇绒的线。如果这样的刷240正在移动，夹子将开始在齿间空间130中更剧烈地振动，这也可以由振动传感器、压力传感器或泵的电力信号检测到。图6b所示的从和到手柄300的引导/导引的第一流体通道210和第二流体通道220，可以包括分支，以便于为每个清洁头200提供流体110。

图7示出了根据本发明第六实施例的具有由流体喷射驱动的齿间刷440的齿间刷系统400的示意性设置。齿间刷440被安装在弹簧445上或齿间刷440的基体的柔性部分上。因此，使得齿间刷440的共振运动具备可能，当受到脉冲激励时则会发生共振运动。流体喷发可以是齿间刷440的液压致动器。当流体110的喷发从齿间刷440的一侧通过孔口250被排放时，齿间刷440将被前后推动，并且将随着其共振频率而振动。优选地，该共振振荡沿着齿间空间的方向发生，从而在齿间空间130的入口处提供牙齿表面的附加刷洗。

虽然已经在附图和前述说明中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和从属权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变化。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他要素或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

参考符号列表：

100 口腔清洁系统

110 流体

120 牙齿

130 齿间空间

200 清洁头

205 颈部

210 第一流体通道

220 第二流体通道

230 液压马达

231 叶轮

240 刷

250 孔口

260 阀

270 传感器

280 附接段

290 齿间刷

300 支撑单元/手柄

310 第一开口

320 第二开口

330 能源

340 泵机构

350 流体储存器

400 齿间刷系统

440 齿间刷

445 弹簧。

Claims (15)

1.一种用于口腔清洁系统(100)的清洁头(200)，用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿(120)，所述口腔清洁系统(100)包括所述清洁头(200)以及支撑单元(300)，所述支撑单元(300)具有用于容纳流体(110)的流体储存器(350)，所述清洁头(200)包括：

刷(240)，用于刷所述牙齿(120)，

孔口(250)，用于排出所述流体(110)的一部分，以用于齿间清洁，

液压马达(230)，用于驱动所述刷(240)，

第一流体通道(210)，用于将所述流体(110)从所述支撑单元(300)输送到所述液压马达(230)和所述孔口(250)，以及

第二流体通道(220)，用于将所述流体(110)的至少一部分从所述液压马达(230)输送回所述支撑单元(300)。

2.根据权利要求1所述的清洁头(200)，

其中，所述液压马达(230)被配置为基于所述清洁头(200)的所述第一流体通道(210)中的流体流动来驱动所述刷(240)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的清洁头(200)，

其中，所述清洁头(200)包括至少一个阀(260)，所述至少一个阀(260)被连接到所述孔口(250)并且被配置为当所述阀(260)处于打开配置时，允许流体(110)流动穿过所述孔口(250)进入齿间空间(130)。

4.根据权利要求3所述的清洁头(200)，

其中，所述阀(260)位于所述液压马达(230)内，以及

其中，所述清洁头(200)被配置为通过所述阀(260)、通过所述孔口(250)以及通过所述刷(240)排出所述流体(110)。

5.根据权利要求3或4所述的清洁头(200)，

其中，所述清洁头(200)包括传感器(270)，所述传感器(270)用于检测齿间空间(130)与所述孔口(250)的空间对准，以及

其中，所述清洁头(200)被配置为当所述传感器(270)检测到齿间空间(130)与所述孔口(250)的空间对准时，打开所述阀(260)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的清洁头(200)，

其中所述阀(260)被配置为由手动、电动或液压致动器打开。

7.根据权利要求3或4所述的清洁头(200)，

其中，所述刷(240)被成形为在刷齿间空间(130)时，产生增加的刷摩擦，从而在所述第一流体通道(210)中产生所述流体(110)的增加的液压，以及

其中，所述阀(260)被配置为在所述流体(110)的所述增加的液压期间被打开。

8.根据前述权利要求中任一项所述的清洁头(200)，

其中，所述清洁头(200)还包括所述齿间刷(290)，

其中，所述齿间刷(290)被配置为刷齿间空间(130)的入口，并且

其中，所述齿间刷(290)被配置为由用于齿间液体清洁而排放的所述流体(110)激活。

9.一种用于口腔清洁系统(100)的支撑单元(300)，所述口腔清洁系统(100)利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿(120)，所述口腔清洁系统(100)具有所述支撑单元(300)以及如前述权利要求中任一项所述的清洁头(200)，所述支撑单元(300)包括：

流体储存器(350)，用于容纳流体(110)，

泵机构(340)，用于将所述流体(110)从所述流体储存器(350)泵送到所述清洁头(200)的所述第一流体通道(210)中，以及

其中，所述支撑单元(300)被配置为：用于从所述液压马达(230)通过所述清洁头(200)的所述第二流体通道(220)接收所述流体(110)的至少一部分，以及用于引导所述流体(110)的所述一部分朝向所述流体储存器(350)和/或直接朝向所述泵机构的泵入口。

10.根据权利要求9所述的支撑单元(300)，

其中所述支撑单元(300)包括能源(330)，用于为泵机构(340)提供能量。

11.根据权利要求9或10所述的支撑单元(300)，

其中，所述支撑单元(300)包括附接段，

其中，所述附接段包括：

第一开口(310)，所述第一开口(310)被配置为当所述支撑单元(300)被附接到所述清洁头(200)时，与所述清洁头(200)的所述第一流体通道(210)流体连接，以及

第二开口(320)，所述第二开口(320)被配置为当所述支撑单元(300)被附接到所述清洁头(200)时，与所述清洁头(200)的所述第二流体通道(220)流体连接。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的支撑单元(300)，

其中所述支撑单元(300)是手柄。

13.一种利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿(120)的口腔清洁系统(100)，所述口腔清洁系统(100)包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的清洁头(200)，以及

根据权利要求9至12中任一项所述的支撑单元(300)，其中所述支撑单元(300)被附接到所述清洁头(200)。

14.根据权利要求13所述的口腔清洁系统(100)，

其中，所述口腔清洁系统(100)包括多个根据权利要求1至8中任一项所述的清洁头(200)，其中每个所述清洁头(200)中的每个被配置为清洁牙齿(120)的单独表面，以及

其中，所述口腔清洁系统(100)被配置为同时清洁所述牙齿或多个牙齿(120)的单独表面。

15.一种用于利用刷和齿间液体清洁的组合来清洁牙齿(120)的方法，所述方法包括以下步骤：

将流体(110)从支撑单元(300)中的流体储存器(350)通过第一流体通道(210)泵送到与所述支撑单元(300)连接的清洁头(200)，

使用所述流体(110)致动液压马达(230)，从而驱动所述清洁头(200)的刷(240)以清洁牙齿(120)，

将所述流体(110)的至少一部分从所述清洁头(200)通过第二流体通道(200)引导回到所述流体储存器(350)中，以及

通过所述清洁头(200)的孔口(250)排出用于齿间液体清洁的所述流体(110)一部分。

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