CN1725987A - 用于个人护理装置的离散量流体分配系统 - Google Patents
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Abstract
一种用在个人护理用具如电动牙刷中的流体分配系统。该分配系统包括离散的含流体小包的条带、可压缩的密封件以及用来刺破小包的空心针，该空心针经由连接管线连接到工作件如牙刷头上。促动组件包括可将连续的小包移到密封件上并初始地密封小包的活塞。进一步的压力可导致密封件被压缩以及小包被针刺破，活塞压力驱使来自小包的流体进入空心针，然后进入连接管线以输送到工作件内。
Description
技术领域
本发明大体上涉及一种流体分配式的个人护理用具，例如电动牙刷，更具体地涉及一种以离散的已知量来分配流体的系统。
背景技术
通常熟知的有各种类型和配置的流体分配式个人护理用具。例如，已经知道有许多包括流体分配结构的牙刷。具体的流体可取决于应用场合而变化。例如，流体可以是口腔护理液如牙膏或口服用药，或者是皮肤洗液。尽管已知有自动的流体分配装置，但是大多数流体分配系统使用了泵，使用者通过机械动作来分配流体。在一些设置中，活塞或类似元件设置在储囊中，以将流体传送到延伸到工作件中的连接管线内。在其它设置中，采用了蠕动泵装置，其中可操作滚筒或其它机构来将流体挤出到盒外，而不与流体直接接触。在另一些其它设置中，工作件自身的动作可将流体从储囊中移动到工作件中。
然而，许多这些已知的流体分配装置都有明显的缺陷。这些缺陷包括在使系统的各个零件特别是泵机构本身保持清洁和可操作的方面的困难。有时，泵的配件或其它部分会变干，和/或流体会在泵中或在泵与工作件之间的管线中部分地变干，这便妨碍了正常的操作，直到系统清洗后才能正常操作。另外，许多已知的流体分配机构相当复杂，并且在很多情况下相对于牙刷的成本来说相当昂贵。特别是对于长期的操作来说，大多数这种流体分配装置并不可靠。另外，所泵送流体的量的变化很大，泵系统的正常密封通常很复杂并且难以可靠地实现。
因此，虽然确信个人护理用具如电动牙刷的流体分配性能是有利的，不过尽管进行过大量的尝试，但这种装置的成功即使有的话也很少。
在一些例子中，对于特定的使用场合来说，应当分配非常精确量的通常为药物的流体是很重要的。如上所述，现有装置在选定量的流体分配方面通常不具有高精度。
另外，有时希望分配两种或多种不能在一种应用场合中一起混合在储囊中的具有指定的预选量的药物。就申请人所知，目前没有已知的系统具有这种能力。
因此，希望有一种用于个人护理用具的流体分配结构，其具有能够可靠地分配离散量流体的能力，还具有可同时将两种或多种流体分配到所关注区域如口腔中的能力，同时可保持流体在分配之前是分开的。
发明内容
因此，本发明的一个方面是一种用于个人护理装置的离散量流体分配系统，包括：具有工作件如电动牙刷的个人护理用具；包括连续多个离散的含流体小包的条带；可压缩的密封件，条带上的各小包可被依次密封在该密封件上；空心针结构，用于在各小包依次移动到针之前时将小包刺破；以及促动组件，其用于将条带移动到密封件上，依次将各小包密封在密封件上，然后压缩密封件并露出针，以便可用针将小包刺破，其中，促动组件的持续压力可驱使小包内的流体通过针进入连接管线并流到工作件中。
本发明的另一方面是一种用于个人护理装置的离散量流体分配系统，包括：具有工作件的个人护理用具；包括连续多个离散的含流体小包的条带；位于工作件上的针结构，当条带移动到针结构之前并且施加压力以使条带靠在针上时，该针结构可依次刺破小包，其中，被刺破小包内的流体此后可流到工作件的附近；以及位于用具内的引导结构，其用于夹持条带并将条带沿用具引导到工作件的附近，然后将其引出到用具之外。
本发明的另一方面是一种用于牙刷的离散药片分配系统，包括：具有其内带开口的牙刷头的牙刷；沿着牙刷后部延伸的容纳盒，其用于容纳多个口腔护理用牙膏/药片，其中，该容纳盒的前端具有与牙刷头内的开口大致对齐的开口；以及与该容纳盒相关联的排出机构，该排出机构在工作时可将药片从容纳盒推入到牙刷头内的开口中。
附图说明
图1是显示了在电动牙刷的应用中的本发明流体分配系统的透视图。
图2显示了用在本发明分配系统中的含流体小包的条带。
图3是用于含流体条带的盒。
图4是在电动牙刷的应用中的本发明流体分配系统的剖视图。
图5是显示了图4所示部分结构的剖视图。
图6是沿图5中的线6-6的截面图。
图7、8和9是显示了本发明流体分配系统的操作次序的剖视图。
图10是图1到9中所示结构的一个备选实施例的剖视图。
图11是图1到9中所示结构的另一备选实施例的剖视图。
图12和图13显示了本发明的另一实施例。
图14显示了本发明的另一实施例。
具体实施方式
图1到4显示了在电动牙刷应用中的本发明的基本结构。大体上标识为10的电动牙刷包括柄部12和可拆卸的头部14。头部包括狭长臂16，在其端部设有可动牙刷头18。牙刷头18可由位于柄部12中的驱动单元20所驱动。驱动组件可具有各种结构和设置，包括但不限于电磁执行机构或直流电动机。还可采用其它的设置。
驱动单元20可以由内置电池或通过墙上插座来提供动力。尽管图1显示了电动牙刷的应用，然而应当理解，本发明的流体分配系统可以应用到其它个人护理用具上。它们例如包括剃须刀、电动面部清洁器/刷子、热蜡脱毛器、流体分配式背刷和流体分配式发刷等。
本发明的流体分配系统包括位于承载件28上的单个小包或泡罩26-26的条带或薄片25。承载件28由通称为成形、填充和密封包装的挠性材料如triophane、聚丙烯或者纤维网制成，并包括位于各连续小包26之间的穿孔线30-30。流体容纳在小包26中。本文中“流体”是广义的用语，其包括具有一定粘度范围的各种物质，包括凝胶剂。流体可包括牙膏和药物，以及各种洗液。
流体的类型根据特定的应用而变。例如，它可以是用于电动牙刷应用中的普通牙膏，或者是在口腔中有益于牙龈疾病或其它口腔疾病治疗的特定药物。特定的流体可以是能够有助于装置动作的流体，例如有助于剃须过程的流体，或者是用于其它与皮肤相关的应用场合中的可减轻皮肤痛苦的流体。在所示实施例中，条带25显示为两个并排小包26的连续行。小包例如可以容纳两种或多种不同的药物，这些药物不能一起混合到一个储囊或一个小包中，但是它们需要在同一处理过程中分配出来。然而，在典型的情况下，每一行可以仅包括一个小包。
小包的条带25通常可以图3所示的蛇形配置折叠到盒34中，或者可卷成圆形的包装。启动供给片36延伸到盒34的前端38之外。可在条带25的后端附近设置可见标志27，其指明条带25的末端就在附近。
图4、5和6显示了本发明流体分配系统的细节，其中再次采用了电动牙刷以便容易和清楚地进行介绍。电动牙刷38包括柄部39和分开的可拆卸头部40。用于牙刷头(未示出)的驱动轴42由驱动单元44组件驱动，在所示实施例中该驱动单元44是可对驱动轴组件42后端处的磁体45施加作用的电磁驱动器。这种结构在美国专利No.5189751中有具体介绍。容纳有含流体小包的条带/薄片47的盒46显示为处于盒容纳部分48中。可将柄部上的板50提起并绕铰链52旋转，以便接触到盒容纳部分48。
在用具的使用中，将盒46插入到柄部内，将条带47的前方片部57充分地拉到盒46之外，使得条带内的第一小包54定位成靠在位于头部40之后的密封件56上。密封件56是中空的圆柱体，通常由可压缩性的弹性材料如由弹簧支持的橡胶或塑料制成。所示实施例中的密封件56具有约0.3英寸的外径、约0.1英寸的内径，并且约0.3英寸高。空心针58安装成使其延伸穿过密封件的中心。空心针与延伸到工作件(未示出)如牙刷头中的流体管线59相连接。
流体分配组件38还包括促动组件60。促动组件60包括活塞件62，其具有与密封件56的后表面基本上对齐的前表面64。从活塞件62中向后延伸出控制件66，其具有弯曲成与使用者的拇指相配的上表面68。控制件66延伸到稍微高出板50的外表面，该板50具有设于其中的开口，以便容纳控制件以及控制件的向前运动。
促动组件60安装在牙刷内，用以通过对控制件66的作用而在密封件56的方向上移动。促动组件的向前运动通过在向前方向上作用到控制器上的使用者的拇指压力来实现。当使用者释放拇指压力时，复位弹簧72使促动组件返回到柄部34内的其后方位置。
图7、8和9显示了通过所示和所介绍的系统进行流体分配的步骤。图7显示了位于密封件78和活塞80之间的一个充满流体的小包76。在此位置中，在活塞80的前表面81和小包76之间通常有一个较小的空间，并且在小包76和密封件78的后表面83之间也有一定的空间。延伸穿过密封件78中心的空心针82在其尖端84处呈一定角度并被削尖，以便于刺破小包76。密封件78的中间部分具有挖开区域86，针的尖端84可伸入到该挖开区域86中，但是在密封件处于其松弛状态时(图7)它不会延伸超出表面83。
当使用者向前推动控制件66(图5)到图8所示的程度时，小包76被压在密封件78和活塞80之间。当小包76与密封件78初始接触时，在它们之间实现了液密密封。密封件78的压缩使得静止的针82延伸超过密封件的表面83，并将也被压缩的小包76刺破。
图9显示了被完全压缩的小包76，活塞的动作迫使小包内的几乎所有流体流出小包并进入针82中，然后从针82流经连接管线再到工作件。系统的各个部件成形并设置成使得一旦小包被刺破其便能基本上完全挤空，并且压力能保持一段合适的时间，以允许密封件扩张到原来被含流体小包所占据的空间。
在完成分配后，可释放拇指促动的控制件66上的压力，使得密封件恢复到其初始状态，促动组件60返回到其后方位置。
在所示实施例中，已经介绍和显示了用一根针来刺破一个小包。一条连接管线将针和工作件连接起来。在两个小包在各连续行中并排排列(图2)的实施例中，需要两个相邻的针来同时刺破相应的小包。两个针将连到连接管线上，它们可以提前连接起来以形成一条连接管线，或者可以有两条连到工作件上的分开的连接管线。或者，可以按较短的次序来分配多个小包。可采用两个连续的促动动作来将两种(或多种)流体分配到工作件中。
因此，如果需要的话，本结构可以提供用来同时分配在一个储囊中不能共存的两种或多种流体。这对于必须要在一个处理过程中向使用者提供多于一种流体的那些情况来说是有利的。
图5和图6显示了用于在每次使用后送进小包条带的结构。驱动轮90安装成可围绕促动组件上的轴91旋转。驱动轮90包括从其外周中向外延伸出来的齿93，齿93设计成可在驱动轮转动时与小包条带上的连续小包之间的表面相接合。在驱动轮90上安装有可与促动组件的齿条件96相配合的链轮件94。驱动轮90包括只允许其沿顺时针方向运动的单向离合器。在促动组件向前运动并将小包压到密封件56上时，齿条96与链轮件94啮合，但是驱动轮不转动。在促动组件返回时，驱动轮90与离合器接合并转动，使得小包条带和齿93接合，以带动下一小包运动到活塞和密封件之间的位置，并将用完的小包移出到用具之外。
在各个用完小包排出到用具之外时，在用完小包和此时定位好用于分配的小包之间的穿孔线处将用完的小包除去。或者，用完的小包可以堆集在盒子等之中。
因此，可以通过离散的已知量的方式来精确地分配流体如牙膏，这是因为当连续小包送入到活塞和密封件之间的位置中时，每一小包中的流体量是控制好的，因而是已知的。在刺破之前存在于小包和密封件之间的密封产生了流体的清洁传送，其中小包中的流体通过针而进入到工作件中，并且在密封件和被挤空的小包之间没有任何流体泄漏。对于很多的应用来说，所述和所介绍的机械结构可以带来可靠的刺破和分配动作。促动组件还包括弹簧结构，其可在实现一个小包中的流体分配之后使促动组件返回到其后方(停止)位置。在返回期间促动驱动机构，以便带动下一小包进入到活塞和密封件之间的位置。可以采用电动机来自动地移动条带，并通过活塞来压缩小包和密封件，进而分配流体。
在上述实施例的一种变型中，使用者可将单个的分开的含流体小包(不与条带相关)装入到包含有与上述相似结构的腔室内，以便密封、刺破并输送来自单个小包的流体到工作件如牙刷头中。
图10a-10d显示了图1到9所示系统的一个备选实施例。流体存储在预制箔条带110上的小包106中，在小包之间设有热封部分107。可将箔条带110插入到牙刷的引导部111中。如图10(c)所示，条带110延伸穿过牙刷的前部113即头部，一直到牙刷头114，然后在牙刷头处向后反转180度。条带继续向后延伸，然后在柄部的前端附近延伸出牙刷。
为了移动或传送条带110，只需要使用者拉住露出条带的后部并使条带沿箭头方向移动即可。可以通过在连续小包之间的穿孔处撕开条带、切断或任何其它方法将用完的小包除去。牙刷头114包括条带从中延伸过的针或尖缘117。在这附近对条带施加压力可导致小包被刺破，并迫使牙膏通过牙刷头基板中的开口118而添加到牙刷的刷毛上。另外，与在其它实施例中一样，流体以容纳在传送条带上的单个小包中的离散的量进行分配。各小包内的量是已知的。
图11显示了另一实施例，其中牙刷120包括盒121，其安装在牙刷的后表面122上，并从柄部123延伸到牙刷头124。牙刷头124具有中间开口125，其与盒121内的位于其前端处的开口127对齐。在盒内可提供通过弹簧131而被弹性加载的多个单独的药片129-129。弹簧131可将药片推到盒的前端。该装置包括分配促动器133，其以机械的方式设置，以便可通过压下促动器上的部分135来操作促动器，从而对盒前端处的药片施压，使其通过盒内的开口127和牙刷头内的开口125。药片通过重力经过牙刷头移动到使用者的口中。同样，药片中的牙膏/药物以离散的已知量的方式逐个地进行分配。在该实施例中，单个的药片是依次排列并且是分开的，即它们没有通过传送带而连接起来。
因此，在上文中已经公开了一种流体分配系统，其中可为特定的治疗过程分配已知量的流体。可以保持对提供给使用者的流体量的控制。在流体分配过程中，还可保持无菌小包和所用密封件的无菌性。可通过打开用具柄部上的盖子部分来方便地将容纳小包条带的盒从用具中移开以及将其插入到用具中。单个的离散量流体的分配例如可通过使用者手工地进行，或者可以通过某种电动机来自动地进行。另外，可在条带的一行上设置多个小包，以便在一次治疗过程中提供多于一种待分配流体/药物。采用所示的构造可以保持针对流体分配的较高控制。
如上所述，流体分配系统可用在各种个人护理卫生装置上，包括电动牙刷、电动剃须刀以及上面提到的其它用具。
在上述含流体小包的条带的一种变型中，条带可以分成单个的部分，其中各条带部分可在整体上被消耗掉。牙膏/药物可构成单个的部分，或者包含在各部分中，其中除了包含在条带部分内的流体药物之外，条带部分也可被消耗掉。在这种设置中，如图14所示，不存在要抛弃的剩余的条带件或者用完的小包。可被完全吸收的元件可以是牙刷137中的条带135或棒或其它的形式，其中可从该元件上切下已知量的牙膏/药物部分，并进行应用/分配。如图所示，单个的部分可以手工地提供给使用者，或者被送到牙刷头138的附近。
图12和图13显示了本发明的另一实施例，其中，采用了位于条带上的填充有流体的离散小包的流体分配系统与用具是分离的，其中小包含有已知量的流体，该用具例如可以是牙刷。在该实施例中，流体分配系统包括分开的单元140，这不同于其作为用具的一部分的情况。它还可以是用具充填单元的一部分。
单元140包括用来容纳工作件部分如电动牙刷用具的牙刷头142的开口141。填充有流体的小包的条带146位于单元140的开槽148内，并处于开口141的上方。在条带146的上方设有柱塞149。在条带的下方设有针154。当牙刷头142插入到开口141中时，其可与弹簧158配合操作，从而通过杆160来促动活塞149，以驱使位于柱塞下方的小包161向下压在针154上。柱塞还可以通过旋钮153或小型电动机来促动。被刺破小包内的流体通过单元内的开口而流到牙刷142上。当牙刷头的移开将柱塞149释放时，杆162和相关的凸轮164将条带传送过一个小包，以用于下一分配动作。用完的小包可移出到单元140之外。同其它的实施例一样，例如可以采用多个小包来为特定的过程分配多于一种流体。
尽管已经出于举例说明的目的而对本发明的优选实施例进行了介绍，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所界定的本发明精神的前提下，可以在实施例中结合各种变化、更改以及替换。
Claims (19)
1.一种用于在个人护理装置中使用的离散量流体分配系统，包括：
具有工作件的个人护理用具；
包括连续多个离散的含流体小包的条带；
可压缩的密封件，所述条带上的各个小包可被依次密封在所述密封件上；
空心针结构，用于在各所述小包依次移动到所述针之前时将所述小包刺破；以及
促动组件，其用于将所述条带移动到所述密封件上，依次将各小包密封在所述密封件上，然后压缩所述密封件并露出所述针，以便可用所述针将所述小包刺破，其中，所述促动组件的持续压力可驱使所述小包内的流体通过所述针进入连接管线并流到所述工作件中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各小包均含有已知量的流体。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括在条带上的连续行中并排排列的两个小包，以及两个用于针对所述两个小包来同时分配流体的相邻的针。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述条带包括位于其上的处于连续小包之间的穿孔线。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括排出机构，其在促动后可使所述条带前进一个小包，并将下一小包移动到所述密封件之前。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述密封件是可压缩的并具有弹性的零件，并且具有所述空心针的尖头可伸入到其中的挖开的中心部分。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述促动组件包括活塞件，在所述促动组件的操作中，所述活塞件可将所述小包压到所述密封件上以在它们之间形成密封，然后再将所述小包压到密封件所包括的针上以用于刺破小包，所述促动组件还包括延伸到稍微高出所述用具的表面以便于人工动作的控制部分。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述口腔护理用具为电动牙刷。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于容纳小包条带的盒件，其中所述用具包括用于容纳所述盒的容纳部分。
10.一种用于在个人护理装置中使用的离散量流体分配系统，包括：
具有工作件的个人护理用具；
包括连续多个离散的含流体小包的条带；
位于所述工作件上的针结构，当所述条带移动到所述针结构之前并且施加压力以使所述条带靠在所述针结构上时，所述针结构可依次刺破小包，其中，被刺破小包内的流体可流到所述工作件的附近；和
位于所述用具内的引导结构，其用于夹持所述条带并将条带沿所述用具引导到所述工作件的附近，然后将其引出到所述用具之外。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述用具为电动牙刷。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述条带是包含有沿着所述条带分开的流体小包的箔包装。
13.一种用于在牙刷中使用的离散药片分配系统，包括：
具有带开口的牙刷头的牙刷；
沿着牙刷后部延伸的容纳盒，其用来容纳多个口腔护理用牙膏/药片，其中，所述容纳盒的前端具有基本上与所述牙刷头内的开口对齐的开口；以及
与所述容纳盒相关联的排出机构，所述排出机构在工作时可将药片从所述容纳盒推入到所述牙刷头内的开口中。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于提供施加在所述容纳盒内的药片上的压力的弹簧件，以便使药片始终位于可从所述容纳盒排入所述牙刷头内的开口中的位置上。
15.一种用于向个人护理装置分配流体的离散量流体分配系统，包括：
具有用来容纳个人护理用具的工作件部分的开口的流体分配单元；
包括连续多个离散的含流体小包的条带；
通过所述单元并允许所述条带经其来传送的条带开口；
连接所述条带开口和用于所述工作件的开口的通道，其可允许流体从刺破的小包流向所述工作件的开口；
穿刺件，其可在所述条带内的小包位于所述通道之上时刺破所述小包；
柱塞，其用于将所述条带压到所述穿刺件上，使得小包内的流体可通过所述通道释放到所述工作件上；以及
用于将所述柱塞压到所述小包上并将小包刺破的促动系统，其中，所述工作件定位在所述工作件的开口内，并位于待刺破小包的下方。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，各小包均容纳有已知量的流体。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述促动系统包括当所述牙刷头从所述单元中移开时可使条带上的位于用完小包之后的下一小包移动到所述通道之上的位置中的机构。
18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统包括位于开口内的弹簧机构和与之相关的杆，它们设置成使得当工作件插入到所述开口中并用足够的力压在所述弹簧件上时，所述杆可迫使所述柱塞下压小包，从而导致所述小包被刺破。
19.一种用于包括牙刷头的电动牙刷的离散量药物分配系统，包括：
容纳有口腔护理药物的一段可全部被消耗掉的连续部分；和
位于电动牙刷内的分配结构，其用于将所述一段连续离散部分提供给使用者或提供到牙刷头的附近。
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