CN115209832B - 泵组件 - Google Patents

Abstract

一种用于牙齿清洁器具的泵组件，包括正排量泵，正排量泵包括流体腔室和可相对于流体腔室沿线性方向移动的流体位移构件，以及用于致动泵以将流体通过流体入口吸入流体腔室的驱动器。储能装置将在驱动器致动泵期间产生的动能转换为势能，并存储该势能。凸轮连接到驱动器以相对于流体位移构件旋转。凸轮具有绕流体位移构件延伸的斜坡，该斜坡由连接到流体位移构件的凸轮从动件接合。当凸轮相对于流体位移构件移动时，凸轮从动件沿斜坡移动以致动泵以将流体吸入流体腔室，并超过斜坡的末端以使储能装置能够使用存储的势能来致动泵以将流体从流体腔室中排出。

Description

泵组件

技术领域

本发明涉及一种泵组件，并且涉及一种包括泵组件的处理器具。处理器具优选地是手持式处理器具，并且优选地是表面处理器具。在本发明的优选实施例中，器具是牙科处理器具。在优选实施例中，该器具是具有用于将流体输送到用户口腔的流体输送系统的电动牙刷。这种流体可以是牙膏，或者是用于改善邻间清洁的流体。或者，该器具可以不包括用于刷牙的任何刷毛或其他元件，并且可以是专用的牙间处理器具的形式。。

背景技术

电动牙刷通常包括连接到手柄的工具。该工具包括杆和刷头，刷头带有用于刷牙的刷毛。刷头包括连接到杆的静止部分和至少一个可移动部分，该可移动部分可相对于静止部分移动，例如具有往复、摆动、振动、枢转或旋转运动中的一种，以对安装在上面的刷毛施加刷洗运动。杆容纳驱动轴，该驱动轴与手柄内的传动单元连接。传动单元又连接到马达，马达由手柄内的电池驱动。驱动轴和传动单元将马达的旋转或振动运动转换成刷头的可移动部分相对于刷头的静止部分的期望运动。

已知将流体输送系统结合到电动牙刷中以产生用于邻间清洁的工作流体的射流。例如，WO2018/055329描述了一种牙刷，该牙刷具有手柄和刷头，刷头包括喷嘴，工作流体从喷嘴输送到用户的口腔。泵组件从流体储存器中抽取流体，并将工作流体推向喷嘴以将工作流体的射流输送到用户的牙齿。泵组件包括正排量泵和用于致动泵的驱动器。该泵包括活塞，该活塞可相对于泵壳体移动以将流体吸入泵的流体腔室，并随后从流体腔室喷射流体。

联接构件将泵连接到驱动器。第一联接构件呈滚筒的形式，其由驱动器的马达旋转。滚筒包括一对直径相对的销。第二联接构件包括连接到活塞的臂，并且该臂包括用于接收滚筒的销之一的座。当第一销被座接收时，泵连接到驱动器，使得随着滚筒的旋转，活塞向后移动以将流体吸入流体腔室。当流体被吸入流体腔室时，弹簧被移动的活塞压缩。泵保持在“准备(primed)”配置，直到用户按下按钮，该按钮启动滚筒的进一步旋转。当滚筒旋转时，第二销与臂接合以将第一销从座上释放，从而使泵与驱动器分离。在泵与驱动器分离后，弹簧膨胀并向前推动活塞，以促使泵中的工作流体的射流喷出。随着活塞向前移动，臂与活塞一起移动，以便第二销进入座以将泵重新联接到驱动器。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种用于牙齿清洁器具的泵组件，该泵组件包括：

正排量泵，包括流体腔室和流体位移构件，流体腔室具有可连接到流体源的流体入口及流体出口，流体位移构件可相对于流体腔室沿线性方向移动；

驱动器，用于致动泵以将流体通过流体入口吸入流体腔室；

储能装置，用于将驱动器致动泵时产生的动能转化为势能，并储存该势能；

凸轮，连接到驱动器以相对于流体位移构件旋转，凸轮包括绕流体位移构件延伸的斜坡，斜坡具有沿所述线性方向与斜坡的起点间隔开的末端；和

凸轮从动件，连接到流体位移构件以接合斜坡。

当凸轮相对于流体位移构件移动时，凸轮从动件(i)沿斜坡移动以致动泵以将流体吸入流体腔室，并且(ii)移动超出斜坡的末端以使储能装置使用储存的势能来驱动泵，以促使流体的射流从流体腔室中喷出。

使用将泵连接到驱动器的凸轮和凸轮从动件布置以便顺序地将流体吸入流体腔室并从该腔室排出流体可以提供紧凑的泵组件，其能够在泵的不同致动状态之间可靠地切换。在凸轮相对于流体位移构件的单次360°旋转期间，凸轮从动件和凸轮之间的相互作用导致(i)凸轮从动件沿斜坡移动以使流体位移构件在第一线性方向上相对缓慢地移动将流体吸入流体腔室，以及(ii)凸轮从动件移动超过斜坡的末端，使得储能装置可以促使流体位移构件在与第一线性方向相反的第二线性方向上相对快速地移动，以促使流体的射流从流体腔室喷出。工作流体的每次射流优选地具有小于1ml、更优选地小于0.5ml的体积，并且在优选实施例中在0.04到0.2ml的范围内。

储能装置优选地布置成向流体位移构件施加力，该力在朝向斜坡延伸的方向上偏压凸轮从动件。当凸轮围绕流体位移构件旋转时，该力将凸轮从动件推靠在斜坡上。当凸轮从动件远离斜坡的末端移动时，储能装置施加到流体位移构件上的力导致凸轮从动件相对于凸轮沿线性方向移动，从而使其返回到斜坡的起点。储能装置优选为弹簧的形式，但备选地，它可以为蓄能器的形式。储能装置优选地布置成接合流体位移构件。当储能装置为弹簧形式时，随着流体位移构件相对于流体腔室移动以将流体吸入腔室中，弹簧被压缩。随着凸轮随动件移动超过斜坡的末端，弹簧迅速膨胀并迫使流体位移构件在相反方向上运动以迫使流体从流体腔室流出。

斜坡优选背离流体腔室。因此，凸轮优选地位于凸轮从动件和流体腔室之间。

该器具优选地包括布置成致动驱动器的控制电路。控制电路可以布置成在已经从流体腔室喷射出流体的射流之后立即停止凸轮的旋转，因此凸轮从动件定位在斜坡的起点处或附近。在这种情况下，当需要流体的射流时，凸轮需要旋转以首先沿斜坡移动凸轮从动件以将流体吸入流体腔室，然后将凸轮从动件移动超过斜坡的末端，以便从流体腔室排出流体的射流。凸轮从动件在斜坡起点处的这种定位导致泵组件在流体从流体腔室喷射之后保持在“未准备”或空闲配置中。由于这导致在凸轮开始旋转和从流体腔室输送流体的射流之间存在相对较长的时间延迟，因此驱动器优选地布置成在凸轮从动件位于斜坡末端附近的角位置处停止凸轮的旋转，并因此在凸轮从动件沿斜坡的运动之后填充流体腔室。这可以允许泵组件保持在“准备”或完整配置中，从而可以相对快速地从流体腔室输出流体射流，例如，在用户要求的不到0.5秒内。

驱动或控制电路可以包括用于检测泵组件的移动部件的位置的传感器。例如，传感器可以布置成检测凸轮、轨道或驱动器的马达的转子中的任何一个的角位置。或者，传感器可以设置成检测流体位移构件的线性位置。传感器可以是用于检测移动部件上的基准特征的位置的光学传感器。或者，传感器可以是磁传感器，例如霍尔效应传感器，用于检测安装在移动部件上的磁体的位置。在优选实施例中，磁体位于凸轮上，传感器位于控制电路上，控制电路位于泵组件附近或安装在泵组件上。

斜坡优选地包括相对陡峭的部分，该部分从斜坡的起点向斜坡的末端延伸。斜坡的这个相对陡峭的部分可以沿其长度具有基本均匀的梯度。或者，梯度可以沿着斜坡的这一部分的长度变化，从而使凸轮从动件沿着斜坡的这一部分移动所需的扭矩相对均匀。斜坡的相对陡峭的部分优选地围绕凸轮的旋转轴线延伸至少180°，更优选地围绕凸轮的旋转轴线延伸至少270°。

斜坡优选地包括位于斜坡末端附近的相对较浅的部分。相对较浅的部分优选地位于斜坡的末端和斜坡的相对陡峭的部分之间，使得斜坡的梯度在斜坡的起点和末端中间的位置处从相对陡峭过渡到相对较浅。当驱动器布置为停止凸轮的旋转使得凸轮从动件位于斜坡的这个相对较浅的部分上时，这可以减少当驱动器被致动以启动流体从泵的喷射时减小重新开始凸轮的旋转所需的初始扭矩。当凸轮从动件位于斜坡的相对陡峭的部分时，它还可以抑制由于停止凸轮旋转而导致的驱动器的反向驱动；如果没有这个相对较浅的部分，就必须不断启动驱动器以将凸轮从动件保持在相对于斜坡的固定位置。抑制反向驱动的另一种解决方案是在斜坡的位置处提供凹口或其他棘爪，在该位置，泵被保持在准备配置，但是凸轮从动件随后从凹口中移出会增加重新开始凸轮从动件沿斜坡的运动所需的扭矩量。

斜坡的相对较浅的部分优选地是基本上平坦的，即，布置成基本上垂直于凸轮的旋转轴线。斜坡的相对陡峭的部分优选地围绕凸轮的旋转轴线以不超过90°延伸，优选地围绕凸轮的旋转轴线在45°和90°之间延伸。

斜坡的起点可以位于斜坡末端的正下方。换言之，斜坡可以围绕流体位移构件延伸360°。或者，斜坡的起点可以与斜坡的末端成角度地间隔开。换言之，斜坡可以围绕流体位移构件延伸小于360°。在这种情况下，凸轮可以包括相对平坦的轨道，凸轮从动件在到达斜坡的起点之前沿着该轨道移动，或者包括在斜坡末端和斜坡起点之间延伸的相对陡峭下降的轨道。斜坡的末端和斜坡的起点之间的角间距可以取决于例如凸轮从动件的尺寸和/或形状。

如上所述，凸轮可包括围绕凸轮的旋转轴线延伸不超过360°的单个斜坡。然而，凸轮可以包括多个斜坡，每个斜坡都部分地围绕凸轮的旋转轴线延伸。每个斜坡可以具有基本相同的形状，因此围绕凸轮的旋转轴线延伸相同的量。例如，凸轮可以包括两个斜坡，每个斜坡围绕凸轮的旋转轴线延伸不超过180°，一个斜坡的起点定位成与另一斜坡的末端成角度地相邻但轴向间隔开。在这种情况下，提供两个斜坡可以允许在凸轮旋转180°后从泵组件中喷出流体的射流，或者在凸轮旋转360°后快速连续喷出流体的两股射流。取决于斜坡的梯度，当凸轮从动件移动超过每个斜坡的末端时从泵喷射的流体的体积可以与当凸轮包括基本上完全围绕斜坡的旋转轴线延伸的单个斜坡时喷射的流体体积相同或更少。例如，在凸轮的单次360°旋转期间，可以喷射多个相对较小的流体射流。备选地，泵组件可以在单次流体喷射之后更快地返回到准备配置。在提供多个斜坡的情况下，每个斜坡可以包括如上所述的相对陡峭的部分和相对较浅的部分，但是这些部分的角度范围相应地减小。

凸轮从动件优选地包括圆形轴承，该圆形轴承安装在垂直于凸轮的旋转轴线延伸的轴上。

驱动器优选地包括马达及连接在马达和凸轮之间的传动装置。马达优选地布置成使得马达的转子可围绕与凸轮的旋转轴线共线的轴线旋转。换言之，泵组件可具有“同轴”构造，其中马达的转子和凸轮可围绕共同轴线旋转，并且流体位移构件可沿该共同轴线移动。这可以进一步提供紧凑的泵组件，其成形为容纳在手持式牙齿处理器具的手柄内。该传动装置包括具有直接连接到凸轮的输出的行星齿轮箱。

在优选实施例中，正排量泵是活塞泵的形式，其中流体位移构件包括活塞，该活塞可在流体腔室内往复移动以将流体吸入流体腔室并随后迫使该流体从流体腔室流出。活塞优选地包括从活塞头朝向驱动器延伸的活塞轴，并且凸轮从动件优选地安装在活塞轴上。凸轮优选地围绕活塞轴，活塞轴优选地具有与凸轮的旋转轴线共线的纵向轴线。

泵优选地包括位于流体腔室和流体位移构件之间的隔膜。流体位移构件，并且优选地流体位移构件的头部，优选地接合隔膜以随着流体位移构件相对于流体腔室的运动而改变流体腔室的容积。

在第二方面，本发明提供了一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

流体储存器，用于储存工作流体；和

流体输送系统，用于从流体储存器接收工作流体，并将工作流体输送到用户的口腔；

其中流体输送系统包括如前所述的泵组件。

以上结合本发明的第一方面描述的特征同样适用于本发明的第二方面，反之亦然。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的优选特征，其中：

图1(a)是从前面看牙齿处理器具的透视图，图1(b)是从后面看牙齿处理器具的透视图；

图2是器具的流体输送系统的示意图；

图3(a)是流体输送系统的泵组件的透视图，图3(b)是泵组件的分解图；

图4是泵组件的凸轮的透视图；

图5(a)是泵组件的侧视图，其中泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件位于凸轮斜坡的末端附近，图5(b)是图5(a)的泵组件的前剖视图，图5(c)是图5(a)的泵组件的侧剖视图；

图6(a)是泵组件的侧视图，泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件刚好位于斜坡的末端之外，图6(b)是图6(a)的泵组件的前剖视图和图6(c)是图6(a)的泵组件的侧剖视图；

图7(a)是泵组件的侧视图，泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件位于斜坡末端和斜坡起点之间的中点，图7(b)是图7(a)的泵组件的前剖视图，图7(c)是图7(a)的泵组件的侧剖视图；

图8(a)是泵组件的侧视图，泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件位于斜坡的起点，图8(b)是图8(a)的泵组件的前剖视图和图8(c)是图8(a)的泵组件的侧剖视图；

图9(a)是泵组件的侧视图，其中泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件位于斜坡的中途，图9(b)是图9(a)的泵组件的前剖视图，并且图9(c)是图9(a)的泵组件的侧剖视图；和

图10(a)是泵组件的侧视图，其中泵壳体的一部分被移除，凸轮从动件位于斜坡的中点，图10(b)是图10(a)的泵组件的前剖视图，并且图10(c)是图10(a)的泵组件的侧剖视图。

具体实施方式

图1(a)和1(b)示出了牙齿处理器具10的实施例的外部视图。在该实施例中，器具是手持式器具的形式，其是具有集成组件的电动牙刷的形式，集成组件用于分配用于邻间清洁、牙龈治疗或牙齿美白的工作流体。

器具10包括手柄12和清洁工具14。手柄12包括优选地由塑料材料形成的外部主体16。主体16的形状通常为圆柱形。手柄12包括用户界面。用户界面包括用户可操作按钮18，该按钮位于形成在主体16中的孔内，从而可以被握住手柄12的主体16的手的拇指按下。可选地，手柄12可以包括显示器，该显示器定位成在器具使用期间对用户可见。器具10可以连接到远程显示器，例如个人装置或移动电话的显示器，以使用户能够使用按钮18和/或远程显示器来选择器具10的操作模式或参数，如下面更详细地介绍。

清洁工具14包括杆20和头部22。杆20的形状是细长的，其用于将头部22与手柄12隔开，以方便用户操作器具10。在该实施例中，清洁工具的头部22包括刷子单元24，刷子单元24包括刷毛载体26和安装在刷毛载体26上的多组刷毛28。在本实施例中，刷子单元24刚性连接到杆20。然而，在其他实施例中，清洁工具14可以设置为没有刷子单元24，使得该器具为专用口腔处理器具的形式，例如用于清洁用户牙齿的缝隙之间，或用于将清洁或美白流体输送到口腔。

还参考图2，器具10还包括用于储存工作流体的流体储存器30，以及用于在器具10的使用期间将工作流体输送到用户口腔的喷嘴32。工作流体优选地是液体工作流体，在本实施例中是水。流体储存器30安装在手柄12上以便围绕手柄12的一端延伸。喷嘴32安装在清洁工具14的头部22上。在包括刷子单元24的该实施例中，刷毛28围绕喷嘴32布置。

喷嘴32形成流体输送系统34的一部分，用于从流体储存器30接收工作流体并且用于在器具10的使用期间将工作流体的射流输送到用户的口腔。工作流体的每个射流优选地具有小于1ml，更优选小于0.5ml的体积，并且在该实施例中优选在0.04至0.2ml的范围内的体积。流体输送系统34在图3中示意性地示出。总的来说，喷嘴32的尖端包括流体出口35，通过该流体出口35将工作流体的射流输送到用户的口腔。流体输送系统34包括用于接收来自流体储存器30的工作流体的流体入口36。在该实施例中，工作流体是液体工作流体，其优选地是水。流体入口36位于手柄12上，优选地位于手柄12的主体16的端部，并且设置为在流体储存器30连接到手柄12时连接到流体存储器30的流体端口。清洁工具14可从手柄12上拆卸下来，一旦清洁工具14从手柄12上拆卸下来，就可以将流体储存器30从手柄12上拉出以进行补充。

流体输送系统34包括泵组件，用于通过流体入口36从流体储存器30抽取工作流体，并且用于将工作流体的射流输送到喷嘴32。泵组件位于手柄12的主体16内，并且包括正排量泵38和用于驱动泵38的驱动器。驱动器优选地包括泵马达40。用于向泵马达40供电的电池42也位于手柄12中。电池42优选地是可充电电池。

第一导管44将流体输送系统34的流体入口36连接到泵38的流体入口46。第一单向阀48位于流体入口36和泵38之间以防止水从示38返回到流体储存器30。第二导管50将泵38的流体出口52连接到喷嘴32。第二单向阀54位于泵38和喷嘴32之间以防止水返回到泵38。控制电路56控制泵马达40的致动，因此泵马达40和控制电路56提供驱动泵38的驱动。电池42向控制电路56供电。控制电路56包括向泵马达40供电的马达控制器。

在这个实施例中，控制电路56接收当用户按下器具10的手柄12上的按钮时产生的信号。或者或另外，控制电路56可以接收由位于器具10内的传感器产生的信号，或从远程装置(例如显示器或个人装置)接收信号。为简洁起见，在以下描述中，控制电路56接收当用户操作按钮18时产生的信号。

器具10包括驱动机构，用于驱动杆20以及刷毛载体26相对于手柄12的运动。驱动机构包括传动单元和用于驱动传动单元以相对于手柄12移动杆20的驱动单元。驱动单元包括位于手柄12的主体16内的驱动马达72。控制电路56包括向驱动马达72供电的马达控制器。也可以使用按钮18例如通过在预设时间段内按下按钮18预定次数来激活和停用驱动马达72，以开始并随后停止清洁阶段。或者，可以提供单独的按钮(未示出)用于激活和停用驱动马达72。传动单元包括由驱动单元驱动以相对于手柄12摆动的轴。驱动单元优选地布置成摆动轴使其围绕手柄12的纵向轴线振荡，优选地以200至300Hz范围内的频率振荡。清洁工具14的杆20安装在轴的端部。

图3(a)和3(b)更详细地说明了泵组件。泵38包括泵壳体，在该实施例中，该泵壳体包括上壳部分80和下壳部分82。这些壳部分共同限定圆柱形腔，该圆柱形腔容纳滚动隔膜84的圆柱形部分。滚动隔膜84的径向凸缘夹在泵壳体和阀壳体86之间以在它们之间形成密封。阀壳体86容纳第一单向阀48和第二单向阀54，并限定泵38的流体入口46和流体出口52。在本实施例中，第一单向阀48是弹簧式止回球阀，第二单向阀54为鸭嘴阀。阀通过阀保持器88保持在阀壳体86内，阀保持器88呈圆形板的形式。

还参考图5(a)至5(c)，流体腔室90被限定在滚动隔膜84和阀保持器88之间，流体腔室用于接收通过流体入口46的流体，流体通过流体出口52从流体腔室排出。阀保持器88包括孔，这些孔允许工作流体从流体入口46进入流体腔室90，并从流体腔室90流出到流体出口52。

流体腔室90的容积通过活塞对滚动隔膜84的弹性变形而变化。活塞可相对于泵壳体并因此相对于流体腔室90在线性方向上往复移动，以将流体吸入流体腔室84，并随后将流体从流体腔室84推向喷嘴32。活塞包括活塞头92和凸缘96，活塞头92具有接合滚动隔膜84的中心部分94，凸缘96布置成接合泵壳体的面向轴向的壁98以限制活塞朝向阀保持器88的运动。泵壳体包括多个槽100，用于接收位于凸缘96的外周上的凸片102，以引导活塞相对于泵壳体的运动并保持其对准。凸片102和槽100的周壁之间的接合也可以限制活塞远离阀保持器的运动，从而限制流体腔室90的最大容积。

活塞还包括活塞轴104，活塞轴104通过螺栓106连接到活塞头92。活塞轴104沿活塞的直线运动方向延伸。凸轮从动件108安装在活塞轴104上以将活塞联接到泵组件的驱动器。在该实施例中，凸轮从动件108为轴承的形式，该轴承可旋转地安装在从活塞轴104径向向外延伸的轴110上。

泵38还包括储能装置，该储能装置将在驱动器对泵38的驱动期间产生的动能转换成由储能装置储存的势能。在该实施例中，储能装置为设置在泵壳体内的弹簧112的形式。弹簧112是压缩弹簧。如图5(b)所示，弹簧112具有与活塞头92接合的第一端和与环形止推板114的第一表面接合的第二端，该止推板114保持在形成于泵壳体的内表面上的凹槽内，以便在活塞相对于泵壳体移动时在泵壳内保持固定位置。弹簧112和止推板114之间的这种接合导致弹簧112将活塞推向阀保持器88。

如上所述，驱动器包括泵马达40。泵马达40包括转子，转子包括由泵马达40旋转的驱动轴116。泵马达40布置成使得驱动轴116的旋转轴线与活塞轴104的纵向轴线共线。联接到泵马达40的传动装置118是两级行星齿轮箱的形式，包括连接到驱动轴116的太阳齿轮120、初级行星齿轮级122、安装在输出托架126上的次级行星齿轮级124，以及围绕两个行星齿轮级的齿圈128。

驱动板130连接到传动装置118的输出托架126以围绕活塞的纵向轴线旋转。驱动板130通过驱动销132连接到围绕活塞轴104的环形凸轮134，该凸轮可围绕与活塞的纵向轴线共线的旋转轴线旋转。凸轮134由位于凸轮134和止推板114之间的止推轴承136支撑以相对于活塞轴104旋转。凸轮134包括面向止推轴承136并接合止推轴承136的平坦上表面，以及背离流体腔室90的成型下表面，并且斜坡138形成在成型下表面上。斜坡138限定凸轮轨道，凸轮从动件108在弹簧112的偏压力下被推靠在凸轮轨道上，并且凸轮从动件108随着凸轮134围绕活塞的旋转沿着该凸轮轨道移动。

斜坡138的轮廓如图4所示。斜坡138围绕凸轮134的旋转轴线延伸，使得斜坡138的起点140与斜坡138的末端142在角度上和轴向上都间隔开。销132围绕斜坡138布置。斜坡138的起点140和末端142之间的角间距，如在沿斜坡138延伸的角方向上测量的那样，不超过360°，并且在该实施例中在270°和360°之间。斜坡138包括相对陡峭的部分144，其围绕凸轮134的旋转轴线从斜坡138的起点140螺旋地延伸到斜坡138上的中间位置146。相对陡峭的部分144沿其长度具有均匀的梯度，但是梯度可以变化，使得沿着斜坡138移动凸轮从动件108所需的扭矩相对均匀。斜坡138还包括从中间位置146延伸到斜坡138的末端142的相对较浅的部分148。在该实施例中，相对较浅的部分148基本上是平坦的，即，布置成基本上垂直于斜坡138的旋转轴线并平行于凸轮134的上表面。

控制电路56布置成致动驱动器以控制凸轮134相对于活塞的角位置。在该实施例中，控制电路56布置为监测凸轮134的角位置，并根据监测的角位置控制驱动器的致动。如图3所示，磁体150安装在凸轮134上，用于绕凸轮134的旋转轴线与其一起运动。传感器152，最好是霍尔效应传感器，位于泵组件附近并向控制电路56输出信号，这取决于磁体150相对于传感器152的位置。传感器152可以安装在控制电路56上，控制电路56可以定位在泵组件附近或上。作为替代，磁体150可以安装在活塞轴104上，并且传感器152可以输出随活塞的轴向位置而变化的信号，这取决于控制电路56控制驱动器的致动。

在图5(a)至5(c)中，泵组件被图示为处于“准备”配置，该配置在流体腔室90初始填充工作流体之后或在从泵组件中喷出工作流体的射流并补充流体腔室90采用。下面更详细地描述用工作流体填充流体腔室90。在这种配置中，凸轮134位于凸轮从动件108位于斜坡138的相对较浅的部分148上的位置处，邻近斜坡138的末端142，导致活塞位于与阀保持器88相距最大轴向距离以使流体腔室90的容积最大化。在这种构造中，吸入流体腔室90的工作流体的最大体积在0.04至0.20ml的范围内。鉴于活塞相对于泵壳体的位置，弹簧112处于压缩状态，其中势能由弹簧112存储。

当用户操作手柄12的按钮18以致动从喷嘴32输送工作流体的射流时，控制电路56操作泵马达40以使凸轮134旋转经过360°旋转运动，并且在使凸轮从动件108越过斜坡138的末端朝向斜坡140的起点140移动的方向上。在凸轮134围绕活塞旋转时，凸轮从动件108开始沿着斜坡138的相对较浅的部分148移动到斜坡138的末端142，如图6(a)至6(c)所示。在将凸轮从动件108推向凸轮134的下表面的弹簧112的作用下，凸轮134围绕活塞的持续旋转导致凸轮从动件108移动超过斜坡138的末端142并接合在斜坡138的末端142和斜坡138的起点140之间延伸的相对陡峭下降的轨道154。参考图7(a)到8(c)，凸轮从动件108沿着该轨道154的运动使弹簧112使用存储的势能来膨胀和致动泵38，以促使工作流体的射流通过流体出口52。

图8(a)至8(c)说明了泵组件的“未准备”配置，该配置在流体的射流从流体腔室喷射出后立即采用。从图6(a)到6(c)所示的构造，凸轮134相对于活塞的转动非常少。凸轮从动件108现在位于斜坡138的起点140。流体腔室90的容积最小；滚动隔膜84的圆柱形部分夹在阀保持器88和活塞头92的中心部分94之间，活塞头92的凸缘96与泵壳体的壁98对接。弹簧112处于膨胀构造，但被充分压缩以便继续向活塞施加力，该力将凸轮从动件108推靠在凸轮134上。

随着凸轮134围绕活塞的持续旋转，凸轮从动件108开始沿着斜坡138移动回到图5(a)至5(c)所示的位置。图9(a)至10(c)示出了泵组件的配置，当泵组件返回到其准备配置时采用这些配置。随着凸轮随动件108沿斜坡138移动，活塞克服弹簧112的偏压力从阀保持器88移开，增加了流体腔室90的容积并因此导致工作流体通过流体入口36被吸入流体腔室90。弹簧112被压缩，将动能转换为由压缩弹簧92存储的势能。当凸轮134已旋转到图5(a)至5(c)所示的位置时，如控制电路56从传感器152的输出中检测到的，控制电路56停止泵电机40的操作以将泵组件保持在该准备配置，直到用户再次操作手柄12的按钮18以致动从喷嘴32输送工作流体的射流。在用户操作按钮18以喷射第一流体射流之后，泵组件返回到准备配置以喷射第二流体射流所用的时间优选在0.2至0.6秒的范围内，并且优选在0.3秒左右。这允许操作泵组件以大约3Hz的频率喷射流体射流。

Claims (16)

1.一种用于牙齿清洁器具的泵组件，该泵组件包括：

正排量泵，包括流体腔室和流体位移构件，流体腔室具有可连接到流体源的流体入口及流体出口，流体位移构件可相对于流体腔室沿线性方向移动；

驱动器，用于致动泵以将流体通过流体入口吸入流体腔室；

储能装置，用于将驱动器致动泵期间产生的动能转化为势能，并储存该势能；

凸轮，连接到驱动器以相对于流体位移构件旋转，凸轮包括绕流体位移构件延伸的斜坡，斜坡具有沿所述线性方向与斜坡的起点间隔开的末端；和

凸轮从动件，连接到流体位移构件以接合斜坡；

控制电路，用于控制驱动器在流体腔室被填充且凸轮从动件位于斜坡的末端附近的角位置处停止凸轮的旋转，

由此，当凸轮相对于流体位移构件移动时，凸轮从动件(i)沿斜坡移动以致动泵以将流体吸入流体腔室，并且(ii)移动超过斜坡的末端以使储能装置使用存储的势能来致动泵以促使流体的射流从流体腔室喷出。

2.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述储能装置布置成向所述流体位移构件施加力，所述力将所述凸轮从动件偏压靠在所述斜坡上。

3.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述斜坡背离所述流体腔室。

4.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述斜坡包括相对陡峭的部分，该部分从所述斜坡的起点向所述斜坡的末端延伸。

5.根据权利要求4所述的泵组件，其中，所述斜坡的相对陡峭的部分具有基本均匀的梯度。

6.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述斜坡包括位于所述斜坡的末端附近的相对较浅的部分。

7.根据权利要求6所述的泵组件，其中，所述斜坡的相对较浅的部分基本上垂直于所述凸轮的旋转轴线。

8.根据权利要求6所述的泵组件，其中，所述驱动器布置成在所述凸轮从动件位于所述斜坡的相对较浅的部分上的角位置处停止所述凸轮的旋转。

9.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述斜坡的起点与所述斜坡的末端成角度地间隔开。

10.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述凸轮从动件包括圆形轴承，所述圆形轴承安装在垂直于所述凸轮的旋转轴线延伸的轴上。

11.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述驱动器包括马达及连接在所述马达和所述凸轮之间的传动装置。

12.根据权利要求11所述的泵组件，其中，所述马达包括转子，所述转子可围绕与所述凸轮的旋转轴线共线的轴线旋转。

13.根据权利要求11所述的泵组件，其中，所述传动装置包括行星齿轮箱，所述行星齿轮箱具有直接连接到所述凸轮的输出。

14.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述储能装置布置成接合所述流体位移构件。

15.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述储能装置包括弹簧。

16.一种牙齿处理器具，包括：

手柄；

流体储存器，用于储存工作流体；和

流体输送系统，用于接收来自流体储存器的工作流体，并且用于将工作流体的射流输送到用户的牙齿；

其中，所述流体输送系统包括根据前述权利要求中任一项所述的泵组件。