JP6873885B2 - 清掃器具 - Google Patents

Description

本発明は、清掃器具に関する。清掃器具は、好ましくは、手持型清掃器具であり、好ましくは、表面処理器具である。本発明の好ましい形態において、器具は、歯清掃器具である。好ましい形態において、器具は、流体をユーザの歯に送出させるための流体送出システムを有する電動歯ブラシである。この流体は、歯磨き粉または歯間清掃を改善するための流体であり得る。あるいは、器具は、歯を磨くための毛または他の素子を有しなくてもよく、専用の歯間清掃器具の形態にあり得る。

電動歯ブラシは、一般的に、ハンドルに接続された清掃具を備える。清掃具は、ステムと、歯を磨くための毛を担持するブラシヘッドと、を備える。ブラシヘッドは、ステムに接続された静止セクションと、例えば往復移動、揺動、振動、回動及び回転運動のうちの１つによって静止セクションに対して移動可能であり、そこに備え付けられた毛に歯磨き運動を付与する少なくとも１つの移動可能セクションと、を備える。ステムは、ハンドル内の伝達ユニットと連結している駆動シャフトを収容する。伝達ユニットは、順に、モータに接続されており、このモータは、ハンドル内に収容されたバッテリによって駆動される。駆動シャフト及び伝達ユニットは、モータの回転または振動運動をブラシヘッドの静止セクションに対するブラシヘッドの移動可能部分の所望運動に変換する。

歯間清掃のために流体噴流を発生させるための組立体を電動歯ブラシに組み込むことが知られている。例えば、特許文献１には、電動歯ブラシであって、歯ブラシのハンドルが水のような液体を蓄えるための流体チャンバと、ユーザが補充するために流体チャンバにアクセスすることをできるようにするための摺動カバーと、を画成する、電動歯ブラシが記載されている。流体経路は、流体チャンバをブラシヘッドの静止部分に位置するノズルに接続する。流体経路内に位置するポンプは、ハンドルにあるアクチュエータをユーザが操作すると作動され、ノズルからの圧力を受けて解放するために流体チャンバからノズルまで流体をポンプ供給させる。

米国特許第８，５２２，３８４号明細書

第１態様において、本発明は、歯清掃器具を提供し、この歯清掃器具は、流体入口、流体入口を通して動作流体を引き込むための容積式ポンプ、ポンプを作動させるための駆動体、及び、器具から動作流体を放出させるための流体出口を有するノズル、を備える流体送出システムを備え、駆動体が、ポンプを駆動させるためのステップモータを備える。

駆動体は、好ましくは、ステップモータと、モータを動作させるための制御回路と、を備える。駆動体は、好ましくは、モータに連結された線形アクチュエータをさらに備え、制御回路は、モータを駆動させてアクチュエータを移動させるように構成されている。好ましい形態において、アクチュエータは、駆動棒体の形態をとり、この駆動棒体は、線形経路に沿って移動する。モータは、好ましくは、線形ステップモータである。

容積式ポンプは、好ましくは、流体変位部材を備えており、この流体変位部材は、駆動体によってポンプのチャンバに対して移動可能であり、チャンバ内に流体を引き込み、その後、チャンバから噴射状流体を押し出す。流体変位部材は、好ましくは、チャンバに対して線形経路に沿って移動可能である。好ましい形態において、容積式ポンプは、ピストンポンプの形態にあり、このピストンポンプにおいて、流体変位部材は、第１位置と第２位置との間でチャンバ内で往復移動可能であるピストンであり、流体チャンバ内へ流体を引き込み、流体チャンバから流体を押し出す。

ポンプは、複動ポンプであり得、この複動ポンプでは、流体変位部材の各ストロークにおいて、第１体積の流体をポンプ内に引き込み、第２体積の流体をポンプから押し出す。好ましい形態において、ポンプは、複動ピストンポンプであり、ピストンにおいて、ポンプのチャンバを第１及び第２流体チャンバに分割する。ピストンがチャンバに対する所定方向で移動すると、動作流体を流体チャンバの一方内に引き込み、同時に、動作流体を他方の流体チャンバから排出させる。

制御回路は、好ましくは、モータが拘束されていることを検出するように、かつ、モータが拘束されていることを検出するとモータを作動停止させるように、構成されている。例えば、器具は、ポンプから動作流体を受けるための流体チャンバを備え得る。器具は、噴射状動作流体を流体チャンバからノズルへ送出できるようにするための開放位置とポンプの作用を受けて流体チャンバを補充できるようにするための閉塞位置とを有する弁をさらに備え得る。動作流体が流体チャンバに入る際、流体チャンバ内に蓄えられた動作流体の圧力、ひいてはポンプから流体チャンバ内へ押し出される流体の圧力は、増加する。これは、順に、駆動体のモータにかかる負荷を増加させ、このモータは、モータにかかる負荷がモータの設計限界を超えると拘束される。モータが拘束されていることを検出すると、制御回路は、モータを作動停止させ得る。これにより、流体チャンバ内に蓄えられている動作流体の圧力を検出するための別個のセンサを必要とすることなく、流体チャンバ内に蓄えられているこの動作流体の圧力を制御することを可能とし得る。

第２態様において、本発明は、歯清掃器具を提供し、この歯清掃器具は、流体入口、流体入口を通して動作流体を引き込むためのポンプ、ポンプを作動させるための駆動体、及び、器具から動作流体を放出させるための流体出口を有するノズル、を備える流体送出システムを備え、駆動体が、モータと、モータを動作させるための制御回路と、を備え、制御回路が、モータが拘束されていることを検出するように、かつ、モータが拘束されていることを検出するとモータを作動停止させるように、構成されている。

モータは、好ましくは、ポンプ供給された動作流体の圧力、ひいては流体チャンバ内の動作流体の圧力が３ｂａｒから１０ｂａｒの範囲に、好ましくは５ｂａｒから８ｂａｒの範囲にある、好ましい形態において約６．５ｂａｒであると、拘束されるように構成されている。例えば、モータによって引き込まれ得る電流の限界は、設定した電流限界及びモータ設計によって決定された圧力で拘束が発生する状態で、例えば制御回路のモータ制御装置内に、設定され得る。モータが拘束される圧力は、モータ制御装置によって設定した電流限界を変更することによって調整され得る。

制御回路は、モータが生じさせた電圧からモータが拘束されていることを検出するように構成され得る。制御回路は、モータの１以上のコイルにわたる逆起電力（逆ＥＭＦ）を測定するように、かつ、測定した逆ＥＭＦに応じてモータを作動停止させるように、構成され得る。あるいは、モータの性質に応じて、制御回路は、例えばモータがブラシ式ＤＣモータである場合に、モータが引き込んだ電流からモータが拘束されていることを検出するように構成され得る。

流体送出システムは、好ましくは、分離した噴射状動作流体の形態で、動作流体をユーザの歯に送出するように構成されている。流体チャンバの容積は、単一噴射の動作流体の体積とほぼ同じであり得る。例えば、流体チャンバは、約０．２５ｍｌの容積を有し得、単一噴射の動作流体は、約０．２５ｍｌの体積を有し得る。この場合において、流体チャンバは、単一噴射の動作流体をノズルに送出した後にほぼ空にされ、そのため、別の噴射状動作流体を送出できる前に補充する必要がある。アキュムレータを補充するのにかかる時間は、好ましくは、０．２５秒から１秒の範囲にあり、好ましくは約０．５秒であり、この期間中に、制御回路は、好ましくは、動作流体のノズルへの送出を抑制するように構成されている。

あるいは、流体チャンバの容積は、単一噴射の動作流体の体積よりも大きくなり得る。例えば、流体チャンバは、約０．７５ｍｌの容積を有し得、単一噴射の動作流体は、約０．２５ｍｌの体積を有し得る。この場合において、弁は、選択した体積の動作流体を流体チャンバから放出するために必要な時間にわたって制御回路によって開放位置で保持される。例えば、弁は、１ｍｓから１００ｍｓの範囲にあるより好ましくは５ｍｓから５０ｍｓの範囲にある期間にわたって、好ましい形態において３０ｍｓの期間にわたって、開放位置で保持され得、０．２５ｍｌの体積を有する単一噴射の動作流体をノズルへ送出することを可能とする。

器具は、好ましくは、水圧アキュムレータを備え、このアキュムレータには、順に、ポンプから動作流体が供給される。アキュムレータは、好ましくは、ガス充填式アキュムレータであるが、アキュムレータは、バネ駆動式アキュムレータであり得る。

弁は、好ましくは、流体チャンバの下流側に位置する。制御回路は、好ましくは、弁の位置を制御するように構成されている。弁は、好ましくは、ソレノイド弁である。弁は、単一噴射の動作流体をユーザの歯に送出するときに流体チャンバに動作流体が十分に引き込まれることを可能とするために開放され得る。あるいは、弁は、流体チャンバ内に溜められた流体の一部のみをユーザの歯に送出することを可能とする期間にわたって開放され得る。例えば、流体チャンバは、複数の噴射状動作流体のために十分な動作流体を収容するように寸法付けられ得、弁は、所望量の動作流体をノズルから放出することを可能とする期間にわたって開放され得る。

器具は、好ましくは、動作流体を蓄積するための流体容器を備え、ポンプは、流体容器から動作流体を引き込むように構成されている。流体容器は、好ましくは、５ｍｌから５０ｍｌの範囲にある容積を有する。

第３態様において、本発明は、歯清掃器具を提供し、この歯清掃器具は、流体入口、流体入口を通して動作流体を引き込むための容積式ポンプ、ポンプから動作流体を受けるための水圧アキュムレータ、ポンプを作動させるための駆動体、及び、器具から動作流体を放出させるための流体出口、を備える流体送出システムを備え、駆動体が、モータと、モータを作動させるための制御回路と、を有し、制御回路が、アキュムレータに蓄えられた加圧動作流体によってポンプにかけられた負荷に応じてモータが拘束されていることを検出し、モータが拘束されていることを検出するとモータを作動停止させるように構成されている。

器具は、好ましくは、手持型器具であり、この手持型器具において、ポンプ及びアキュムレータは、器具のハンドル内に位置する。

器具は、ユーザの歯にある間隙間を清掃するための専用の歯間清掃器具の形態であり得る。あるいは、器具は、噴射状動作流体を歯間間隙内へ放射することを介して歯間清掃を改善したさらなる機能を有する歯ブラシの形態であり得る。ノズルをユーザの隣接する歯間で移動させる際、ユーザは、器具のハンドルに設けられたユーザインタフェースのボタンを押下し、弁を作動させ、噴射状動作流体をノズルから放出させることを可能とする。あるいは、器具は、ノズルが歯間間隙内に位置していることを検出するためのセンサからの出力強度に応じて、自動的に動作流体をユーザの歯に送出させることを作動させるように構成され得る。例えば、センサは、ユーザの歯から反射した可視光または赤外光のような光を受信するためのカメラまたは光センサのような光検出器の形態であり得る。別の代替例において、器具は、例えば０．５Ｈｚから５Ｈｚの間の一定周期で自動的にユーザの歯に動作流体を送出させることを作動させるように構成され得る。

本発明の第１態様に関連した上述した機能は、本発明の第２及び第３態様それぞれに等しく適用可能であり、その逆も同様である。

添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい特徴を例としてのみ説明する。

歯清掃器具を示す右側面図である。 歯清掃器具を示す前面図である。 歯清掃器具を示す左側面図である。 噴射状動作流体をユーザの歯に送出するための流体送出システムの構成部材を概略的に示す図である。 器具の清掃具を示す上方からの右側斜視図である。 器具のハンドルを示す上方からの右側斜視図である。 清掃具の下側部分を示す側断面図である。 流体送出システムの第１部分であって器具のハンドル内に位置する第１部分を示す斜視図である。 流体送出システムの第１部分を示す前面図である。 流体送出システムの第１部分を示す側面図である。 流体送出システムの第１部分を示す後面図である。 図７の線Ｄ−Ｄ矢視横断面図である。 図７の線Ｅ−Ｅ矢視横断面図である。 図７の線Ｆ−Ｆ矢視横断面図である。 図７の線Ｇ−Ｇ矢視横断面図である。 図９の線Ｈ−Ｈ矢視横断面図である。 図９の線Ｊ−Ｊ矢視横断面図である。 図９の線Ｌ−Ｌ矢視横断面図である。 流体送出システムの第２部分であって器具の清掃具内に位置する第２部分を示す斜視図である。

図１（ａ）から図１（ｃ）は、一実施形態にかかる歯清掃器具１０の外面図を示す。この実施形態において、器具は、手持型器具の形態にあり、この手持型器具は、歯間清掃を改善するための動作流体を分配するための組込型組立体を有する電動歯ブラシの形態にある。

器具１０は、ハンドル１２と、清掃具１４と、を備える。ハンドル１２は、器具１０の使用中にユーザが把持する本体１６を備える。本体１６は、好ましくは、プラスチック材料から形成されており、好ましくは、筒状形状である。ハンドル１２は、複数のボタン１８、２０、２２を備えており、これらボタンは、本体１６に形成された個別の開口部に位置し、それにより、ユーザに対してアクセス可能である。

清掃具１４は、ステム２６と、ヘッド２８と、を備える。ステム２６は、細長い形状にあり、この形状は、ヘッド２８をハンドル１２から離間させ、器具１０のユーザの操作性を容易にする。この実施形態において、清掃具１４のヘッド２８は、ブラシユニットを備え、このブラシユニットは、毛支持体３０と、毛支持体３０に備え付けられた複数の毛３２と、を備える。しかしながら、他の実施形態において、清掃具１４には、ブラシユニットが設けられていなくてもよく、そのため、器具は、ユーザの歯にある間隙間を清掃するための専用の歯間清掃器具の形態にある。

清掃具１４は、同様に、動作流体を蓄えるための流体容器３４と、器具１０の使用中に１噴射以上の動作流体をユーザの歯に送出するためのノズル３６と、を備える。流体容器３４は、ステム２６に接続されており、好ましくは、ステム２６の周りに少なくとも部分的に延在している。ブラシユニットを有するこの実施形態において、ブラシユニットは、ノズル３６の周りを少なくとも部分的に延在する。

ノズル３６は、流体容器３４から動作流体を受けるためのかつ器具１０の使用中にユーザの歯に複数の噴射状動作流体を送出させるための流体送出システム４０の一部を形成している。この実施形態において、動作流体は、液体動作流体であり、この液体動作流体は、好ましくは、水である。噴射状動作流体それぞれは、好ましくは１ｍｌ未満の、より好ましくは０．５ｍｌ未満の、この例において約０．２５ｍｌの体積を有している。ノズル３６の先端は、流体出口４２を備えており、この流体出口を通して、噴射状動作流体は、ユーザの歯に送出される。

流体送出システムは、図２において概略的に示されている。概略的に、流体送出システム４０は、流体容器３４から動作流体を受けるための流体入口４４と、流体入口４４を通して流体容器３４から動作流体を引き込むためのポンプ組立体４６と、を備える。ポンプ組立体４６は、ハンドル１２内に位置する。以下で詳述するように、ポンプ組立体４６は、容積式ポンプ４８と、ポンプ４８を駆動させるための駆動体と、を備える。駆動体は、ステップモータ５０、好ましくは線形ステップモータと、モータ５０に接続された線形アクチュエータと、を備える。モータ５０を給電するためのバッテリ５２は、好ましくは、充電式バッテリである。

第１導管５４は、流体送出システム４０の流体入口４４をポンプ４８の流体入口５６に接続する。第２導管５８は、ポンプ４８の流体出口６０を水圧アキュムレータ６２に接続する。ソレノイド弁６４は、アキュムレータ６２の下流側に位置する。制御回路６６は、モータ５０の作動を制御しており、そのため、モータ５０及び制御回路６６は、ポンプ４８を駆動させるための駆動体を提供する。バッテリ５２は、制御回路６６に給電する。制御回路６６は、モータコントローラを有し、このモータコントローラは、モータ５０に給電する。制御回路６６は、同様に、動作流体をポンプ４８によってアキュムレータ６２へ送出しているときに対応する閉塞位置と、噴射状動作流体をアキュムレータ６２からノズル３６まで送出させることに対応する開放位置と、の間で、ソレノイド弁６４の移動を制御する。

この実施形態において、制御回路６６は、ユーザが器具１０のハンドル１２に位置するボタン１８、２０、２２を押下したときに発生する信号を受信する。あるいはまたはさらに、制御回路６６は、器具内に位置するセンサが発生させたまたはディスプレイもしくはパーソナルデバイスのような遠隔装置から受信した信号を受信し得る。略して、以下の説明において、制御回路６６は、ユーザがボタン１８、２０、２２のうちの１つを動作させたときに発生する信号を受信する。

流体入口４４、ポンプ組立体４６、アキュムレータ６２及びソレノイド弁６４は、ハンドル１２内に位置する。すなわち、流体送出システム４０の第１部分６８は、ハンドル１２内に位置し、流体送出システム４０の第２部分６９は、清掃具１４内に位置する。

清掃具１４は、ハンドル１２に取り外し可能に接続されている。図３から図５を参照すると、ハンドル１２は、好ましくは栓体７０の形態にある雄型コネクタを備え、この栓体は、清掃具１４の、好ましくは凹状コネクタ７２の形態にある相補的な雌型コネクタによって受けられる。凹状コネクタ７２は、栓体７０を受けるためのほぼ筒状の凹所７３を画成する。栓体７０は、好ましくは、好ましくはハンドル１２の長手方向軸と平行な方向で、本体１６の端壁７４から外方に突出している。端壁７４は、清掃具１４をハンドル１２に備え付けたときに流体容器３４の環状底壁７８を受けるための環状座部７６を画成する。環状座部７６は、流体送出システム４０の流体入口４４を備える。流体入口４４は、清掃具１４をハンドル１２に備え付けたときに流体容器３４の出口ポート８０から流体を受ける。ハンドル１２は、栓体７０に隣接して位置するハンドル流体出口ポート８２を備え、このハンドル流体出口ポートは、ハンドル１２内に位置する第３導管８４によってソレノイド弁６４からの出口に接続されている。清掃具１４は、清掃具１４をハンドル１２に接続したときにハンドル流体出口ポート８２からの流体を受けるための清掃具流体入口ポート８６を備える。清掃具流体入口ポート８６は、凹状コネクタ７２の基部から突出している。凹状コネクタ７２は、ステム２６の比較的幅広の基部セクション８８内に収容されているまたは基部セクションに接続されている。

上述のように、清掃具１４は、ステム２６に対して移動可能な毛支持体３０を有する。器具１０は、ステム２６に対する毛支持体３０の移動を駆動するための駆動機構を備える。駆動機構は、毛支持体３０に接続された伝達ユニットと、毛支持体３０をステム２６に対して移動させるために伝達ユニットを駆動させるための駆動ユニットと、を備える。ハンドル１２は、駆動機構の駆動ユニットを備える。駆動ユニットは、好ましくはＤＣモータの形態にあるモータを備え、このモータは、ハンドル１２の１以上のボタンをユーザが押下することに応じて制御回路６６によって作動される。駆動ユニットのモータは、ギアトレインを介して回転可能駆動ユニット連結部材９０に接続されており、この駆動ユニット連結部材は、栓体７０から外方に突出しており、駆動ユニットのモータが作動すると本体１６に対して回転する。清掃具１４は、駆動機構の伝達ユニットを備える。伝達ユニットは、清掃具１４をハンドル１２に接続すると駆動ユニット連結部材９０と連結し好ましくは駆動ユニット連結部材を受ける伝達ユニット連結部材９２を備える。伝達ユニット連結部材９２は、ステム２６内に収容された接続棒体９４の一端部に接続されており、好ましくはこの一端部と一体化されている。接続棒体９４の他端部は、毛支持体３０の側面に接続されており、それにより、接続棒体９４の約１５°の周期的な回転は、ステム２６に対する毛支持体３０の１５°の清掃移動を結果として生じさせる。

上述のように、流体容器３４は、清掃具１４のステム２６に備え付けられており、ステム２６の周りに少なくとも部分的に延在する。この実施形態において、流体容器３４は、環状形状であり、そのため、ステム２６を囲む。流体容器３４は、好ましくは、ステム２６のうちヘッド２８から離間している端部にまたはこの端部に向けて位置しており、そのため、この実施形態において、ステム２６の基部セクション８８の周りに延在している。流体容器３４は、好ましくは、５ｍｌから５０ｍｌの範囲の容積を有しており、この実施形態において、２５ｍｌの容積を有している。

流体容器３４は、流体容器３４の外壁に形成された容器流体入口ポート１００を通して充填される。流体入口ポート１００は、好ましくは、流体容器３４の環状外壁に形成されている。容器流体入口ポート１００は、閉塞部材１０２によって封止されている。閉塞部材１０２は、図３に示すように閉塞部材１０２が容器流体入口ポート１００からの動作流体の漏洩を抑制する閉塞位置と、開放位置と、の間で、流体容器３４に対して移動可能である。この実施形態において、閉塞部材１０２は、流体容器３４に回動式に接続されている。閉塞部材１０２は、容器流体入口ポート１００内に位置可能であり、この容器流体入口ポートに対して流体密封止を形成する。閉塞部材１０２は、ヘッド１０４を備え、このヘッドは、ユーザによって把持されて閉塞部材１０２を閉塞位置から開放位置へ移動させ得、ユーザによって容器流体入口ポート１００に向けて押されて閉塞部材１０２を閉塞位置へ戻し得る。

閉塞部材１０２は、一対の腕体１０６によって流体容器３４に接続されている。腕体１０６それぞれの一端部は、閉塞部材１０２に接続されており、腕体１０６それぞれの他端部は、流体容器３４に接続されている。この実施形態において、腕体１０６は、腕体１０６それぞれのうち閉塞部材１０２から離間して流体容器３４の底壁７８に接続された部分を用いて、好ましくは接着剤によってまたは溶接によって、閉塞部材１０２と一体化している。腕体１０６それぞれは、ヒンジ１０８を備え、このヒンジは、腕体１０６のうち局所的に厚さを低減させた部分を形成し得、腕体１０６のうち閉塞部材１０２に接続された部分が腕体１０６のうち流体容器３４に接続された他の部分に対して回動することをできるようにする。

流体容器３４を充填するため、ユーザは、清掃具１４をハンドル１２から取り外し、指と親指との間で閉塞部材１０２のヘッド１０４を把持し、ヘッドを容器流体入口ポート１００から外へ引く。その後、流体容器３４は、ユーザによって、例えば容器流体入口ポート１００を水道水の下方に位置させることによって、充填され得る。いったん流体容器３４を充填したら、ユーザは、閉塞部材１０２のヘッド１０４を容器流体入口ポート１００内へ戻すように押し、清掃具１４をハンドル１２に再び接続する。閉塞部材１０２と流体容器３４の底壁７８とを回動接続することにより、容器流体入口ポート１００を露出させている間に閉塞部材１０２が偶発的に損失することを抑制し、清掃具１４をハンドル１２に備え付けたときに閉塞部材１０２と流体容器３４との間の結合をハンドル１２と流体容器３４との間に位置することをできるようにする。図３に示すように、閉塞部材１０２の腕体１０６の下側部分は、閉塞部材１０２がその閉塞位置にあるときに流体容器３４の底壁７８の凹状セクション内に位置しており、それにより、腕体１０６の下側部分の底面は、流体容器３４の底壁とほぼ面一になる。

流体容器３４の外壁の少なくとも一部は、好ましくは、透明であり、ユーザが流体容器３４の内容物を観測することを可能とし、それにより、流体容器３４が器具１０の所望の使用前に補充する必要があるか評価する。外壁は、好ましくは、清掃具１４の長手方向軸回りで対称な形状を有する。外壁は、好ましくは、湾曲形状、より好ましくは、凹状湾曲形状を有するが、代替的に、外壁は、多角形状または小面付形状を有し得る。この実施形態において、外壁は、球状湾曲を有する。後述のように、流体容器３４は、ステム２６の比較的広い基部セクション８８に備え付けられており、そのため、外壁は、清掃具１４の長手方向軸を中心とした対向する円形開口部を有し、ステム２６の基部セクション８８がこれら円形開口部を通過することを可能とする。

流体容器３４は、内壁１１２をさらに備え、この内壁は、外壁に接続されており、外壁と共に流体容器３４の容積を画成する。内壁１１２は、管状形状である。内壁１１２の端部は、好ましくは、円形形状であり、外壁に接続されており、それにより、外壁と内壁１１２との間に流体密封止を形成する。この実施形態において、流体容器３４は、２つの筐体部分から形成されている。第１筐体部分１１４は、外壁の上側セクションと内壁１１２とを備え、そのため、内壁１１２の上側端部は、外壁の上側セクションと一体化している。第２筐体部分１１６は、外壁の下側セクションと流体容器３４の底壁７８と、を備える。

流体容器３４をステム２６に備え付けるため、流体容器３４の第１筐体部分１１４に形成された円形開口部は、ステム２６の基部セクション８８の自由端部と位置合わせされており、流体容器３４は、ステム２６に押し付けられている。流体容器３４の内壁１１２の内面は、ステム２６の基部セクション８８を当接支持しており、それにより、内壁と基部セクションとの間の摩擦力は、流体容器３４がステム２６から落下することを防止する。清掃具１４をハンドル１２に備え付けるために、ハンドル１２の栓体７０は、清掃具１４のコネクタ７２に形成された凹所と位置合わせされており、栓体７０に隣接して位置するハンドル流体出口ポート８２は、清掃具１４の清掃具流体入口ポート８６と位置合わせされている。その後、清掃具１４は、栓体７０に押し付けられ、それにより、ハンドル流体出口ポート８２は、清掃具流体入口ポート８６に接続し、そのため、流体容器３４は、環状座部７６に係合し、容器流体出口ポート８０を流体送出システム４０の流体入口４４に接続する。ステム２６のコネクタ７２の内面は、栓体７０の外面を当接支持しており、コネクタと栓体との間の摩擦力は、ステム２６をハンドル１２に保持させる。コネクタ７２は、好ましくは、弾性プラスチック材料から形成されており、このプラスチック材料は、コネクタ７２を栓体７０に押し付ける際に曲がり、コネクタと栓体との間の摩擦力を増加させる。バネクリップ１２０は、コネクタ７２の内面を栓体７０に対して付勢するために、コネクタ７２の周りの少なくとも部分的に設けられ得る。

流体送出システム４０の第１部分６８を図６から図１４に示す。上述のように、流体送出システム４０の第１部分６８は、ポンプ４８及びモータ５０を有する。ポンプ４８は、流体入口５６及び流体出口６０が形成されているポンプマニフォルド１３０を備える。ポンプマニフォルド１３０は、ポンプ筐体１３２に接続されており、このポンプ筐体は、流体入口５６を通して流体を受けるためのチャンバ１３４を画成し、流体は、このチャンバから流体出口６０を通して放出される。ポンプ４８は、流体変位部材を備え、この流体変位部材は、チャンバ１３４内へ流体を引き込み、チャンバ１３４から流体をアキュムレータ６２に向けて押し出す。流体変位部材は、好ましくは、チャンバ１３４に対して移動可能である。

この実施形態において、ポンプ４８は、複動ピストンポンプであり、この複動ピストンポンプでは、流体変位部材が、チャンバ１３４内に位置するピストン１３６である。あるいは、ポンプ４８は、隔膜ポンプの形態であり得、この隔膜ポンプでは、流体変位部材が、チャンバ１３４を横断して延在する隔膜である。このようなポンプにおいて、隔膜は、隔膜を曲げることによって、異なる構成間で移動可能であり、チャンバ１３４内へそしてチャンバから流体をポンプ供給する。

図１０を参照すると、ピストン１３６は、チャンバ１３４を第１流体チャンバ１３８と、第２流体チャンバ１４０と、に分割する。第１ピストンシール１４２は、ピストン１３６の周りに延在し、ピストン１３６と第１流体チャンバ１３８との間に流体密封止を形成する。第２ピストンシール１４４は、ピストン１３６の周りに延在し、ピストン１３６と第２流体チャンバ１４０との間に流体密封止を形成する。この実施形態において、ピストンシール１４２、１４４は、ピストン１３６の周りに延在する自己係合封止の形態にある。図１１を参照すると、流体チャンバ１３８、１４０それぞれは、ポンプ４８の流体入口５６から流体を受けるための各別の流体入口ポート１４６、１４８を有する。逆止弁１５０は、流体入口５６と流体入口ポート１４６、１４８それぞれとの間に位置し、流体がチャンバ１３４から流体入口５６に戻ることを防止する。図１２を参照すると、流体チャンバ１３８，１４０それぞれは、流体をポンプ４８の流体出口６０に搬送するための流体出口ポート１５２、１５４を各別に有する。逆止弁１５６は、流体がチャンバ１３４から流体出口ポート１５２、１５４から戻ることを防止するために、流体入口５６と流体出口ポート１５２、１５４それぞれとの間に位置している。逆止弁１５０、１５６それぞれは、好ましくは、ダックビル弁の形態にある。

モータ５０は、ステップモータであり、この実施形態において、駆動棒体１６０の形態にある線形アクチュエータであり、ピストン１３６をモータ５０に向かうかつモータから離間する線形経路に沿って往復移動させる。ピストン１３６がモータ５０に向けて移動する際、流体は、流体入口５６から流体入口ポート１４６を通って第１流体チャンバ１３８内に引き込まれる。同時に、流体は、第２流体チャンバ１４０から流体出口ポート１５４を通って流体出口６０内へ押し出される。ピストン１３６がモータ５０から離間移動する際、流体は、第１流体チャンバ１３８から流体出口ポート１５２を通って流体出口６０内に押し出される。同時に、流体は、流体入口５６から流体入口ポート１４８を通って第２流体チャンバ１４０内に引き込まれる。環状軸シール１６２は、駆動棒体１６０の周りに延在し、流体が駆動棒体１６０の周囲でチャンバ１３４から漏洩することを防止する。軸シール１６２は、モータ５０とポンプ筐体１３２との間に位置する軸シール筐体１６４内に配設されている。図１３に示すＯリング１６５は、ポンプ筐体１３２と軸シール筐体１６４との間の封止を形成する。

図６に戻ると、第２導管５８は、アキュムレータ６２とソレノイド弁６４との間に位置するバンジョー型管継手１６６へ流体を搬送するように構成されている。図１４及び図１６を特に参照すると、バンジョー型管継手１６６は、中空ボルト１６８を備え、この中空ボルトは、出口１７２からの流体を第２導管５８から受けるためのかつ受け取った流体をボルト１６８の孔部１７４内へ搬送するための流体入口ポート１７０を有する。ボルト１６８のネジ付端部は、アキュムレータ６２の端部キャップ１７６に接続されている。端部キャップ１７６は、アキュムレータ６２の筐体１７８に接続されている。

この実施形態において、アキュムレータ６２は、ガス充填式アキュムレータの形態にある。アキュムレータ６２は、ボルト１６８の孔部１７４の一端部から動作流体を受けるために、かつ、受け取った動作流体を筐体１７８の流体チャンバ１８２へ搬送するために、端部キャップ１７６に形成された流体ポート１８０を備える。流体チャンバ１８２は、伸縮性隔膜１８４によって区画されており、この伸縮性隔膜は、ガス充填式チャンバ１８６によって、流体ポート１８０に向けて、ひいては動作流体を流体チャンバ１８２から流体ポート１８０を通して戻すように押す方向で、付勢されている。

ソレノイド弁６４は、好ましくはバンジョー型管継手１６６のボルト１６８と一体とされたコア筐体２００を備える。同様に図１５を参照すると、ボルト１６８の孔部１７４の他端部は、ソレノイド弁６４の流体入口２０２と下側弁筐体２０４とを形成し、この下側弁筐体は、流体がハンドル１２内に位置する第３導管８４を通過する流体出口２０６を備える。Ｏリング２０８は、コア筐体２００と下側弁筐体２０４との間の封止を形成する。下側弁筐体２０４は、弁座２１０を収容し、コア２１２は、ボルト１６８とコア２１２との間に位置するバネ２１４によって弁座２１０に当接付勢されている。コイル２１６は、コア筐体２００の周囲に位置し、磁束伝導体２１８は、コイル２１６の周囲に位置する。コイル２１６は、制御回路６６に接続されており、この制御回路は、コイル２１６に選択的に電圧印加し、コア２１２を弁座２１０から離間させるように引っ張る磁界を発生させており、それにより、図１４に示すような閉塞位置から開放位置までのソレノイド弁６４の移行を作動させ、動作流体が流体入口２０２からコア２１２の周囲を通って流体出口２０６まで通過することを可能とする。コイル２１６への電圧印加を解除すると、バネ２１４は、弁座２１０に抗してコア２１２を付勢し、ソレノイド弁２１４を閉塞位置に配置する。あるいは、ソレノイド弁６４は、コイル２１６に電圧印加して開放位置から閉塞位置へのソレノイド弁６４の移行を作動させるように構成され得る。

図１７に進むと、清掃具流体入口ポート８６は、流体送出システム４０のうち清掃具１４内に位置する第２部分６９の流体入口を形成する。流体送出システムのこの第２部分６９は、流体を清掃具流体入口ポートからノズル３６へ搬送するための流体導管２３０を備える。ノズル３６は、支持体２３２に備え付けられており、この支持体は、ハンドル１２に対してかつ清掃具１４のステム２６に対して移動させるためにノズル３６を支持する。支持体２３２は、回動軸Ｐ回りに回動移動させるためにステム２６に接続されている細長い本体２３４を備える。例えば、支持体２３２は、ステム２６の基部８８に形成された一対の間隔をあけた凹所間で保持されている筒状突起２３６を備え得る。回動軸Ｏは、ステム２６を通過し、ステム２６の長手方向軸にほぼ直交する。支持体２３２は、一対の腕体２３８を有するほぼＹ字状であり、これら腕体は、本体２３４から上方に延在し、それぞれがノズル３６の本体２４２の脚体２４０に各別に接続されている。流体導管２３０は、ノズル３６の本体２４２の脚体２４０間を通過する。

ノズル３６は、第１の遠位位置と第２の近位位置との間でハンドル１２に対して移動可能である。遠位位置において、ノズル３６の先端は、毛３２の端部を越えて外方に突出している一方、近位位置において、ノズル３６の毛３２の端部に対して後退している。この実施形態において、ノズル３６は、遠位位置に向けて移動するように偏位されている。流体導管２３０は、ノズル３６に接続されている比較的硬質なセクション２４４と、比較的硬質なセクション２４４と清掃具流体入口ポート８６との間に位置する比較的可撓性を有するセクション２４６と、を備え、この比較的可撓性を有するセクション２４６は、ステム２６内に収容され、それにより、弾性変形された構成にある。流体導管２３０の比較的可撓性を有するセクション２４６内で生じた内力は、ノズル３６をブラシユニット２９に対する遠位位置に向けて付勢するような方向で、ノズル３６を回動軸Ｐ回りで回動させる。

使用中において、ユーザは、まず、流体容器３４に動作流体、この実施形態において水を充填する。閉塞部材１０２が開放位置にある状態で、ユーザは、水道の蛇口の下方に器具１０を配置し、蛇口からの水が流体容器３４の露出した流体入口ポート１００に入るように蛇口を捻り得る。流体容器３４の外壁の少なくとも一部が透明であるので、ユーザは、流体容器３４の充填を観測できる。流体容器３４を満杯にすると、ユーザは、閉塞部材１０２を閉塞位置に戻して流体入口ポート１００を封止する。

ユーザは、ボタン１８を押下することによって器具１０をスイッチオンし、この作動は、制御回路６６によって検出される。その後、ユーザは、ボタン２０を押下することによって器具１０の動作モードを選択し得る。例えば、ユーザは、ボタン２０を押下することによってブラシユニットの移動を作動させるために選択し得る。

初期的に、制御回路６６は、モータ５０を動作させてポンプ４８を作動させ、アキュムレータ６２を満たす。ソレノイド弁６４が閉塞位置にある状態で、ポンプ４８を作動させて所定体積の水を流体容器３４から引き込み、その体積の引き込んだ水をアキュムレータ６２に搬送する。水をアキュムレータ６２の流体チャンバ１８２で受ける際、流体チャンバ１８２内に溜められている水の圧力、ひいてはポンプ４８によってアキュムレータ６２に搬送された流体の圧力は、増加する。これにより、順に、モータ５０への負荷を増加させ、このモータは、ポンプ４８を駆動させて水をアキュムレータ６２へ搬送している。上述のように、この実施形態において、モータ５０は、ステップモータ、好ましくは線形ステップモータである。モータ５０は、モータが水をアキュムレータ６２へポンプ供給させる際にモータにかかるトルクがモータ５０の動作限界を超えると、拘束され、この動作限界は、モータの設計限界と制御回路６６のモータ制御装置で設定した電流限界とによって決定されている。この実施形態において、モータ５０は、ポンプ供給された流体の圧力が約６．５ｂａｒ（約６５０ｋＰａ）であると、拘束される。制御回路６６のモータ制御装置は、モータ５０で発生した電圧から、具体的にはモータ５０の１以上のコイルの逆起電力、すなわち逆ＥＭＦからモータ５０が拘束されていることを検出する。モータ５０が拘束されていることを制御回路６６のモータ制御装置で検出すると、制御回路６６は、モータ５０の動作を停止し、ポンプ４８を作動停止する。この実施形態において、ポンプ４８を作動させている時間間隔それぞれにおいてアキュムレータで受ける水の体積は、約０．２５ｍｌである。第２逆止弁１５６は、水がアキュムレータ６２からポンプ４８のチャンバ１３４に戻ることを防止する。

ユーザがボタン２２を押したことに応じて、噴射状水をノズル３６から放射させる。ボタン２２を押すことは、制御回路６６によって検出される。制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を作動させてソレノイド弁を開放位置へ移動させる。これにより、アキュムレータ６２の隔膜１８４は、流体ポート１８０に向けて迅速に移動することが可能となり、所定体積の水を加圧した噴射状水の形態でアキュムレータ６２から押し出す。その体積の水をアキュムレータ６２から押し出すのにかかる時間は、好ましくは、１ｍｓから５０ｍｓの範囲にあり、この実施形態において約３０ｍｓである。噴射状水は、ソレノイド弁６４及び流体導管８４，２３０を通過し、ノズル３６の流体出口４２から放出される。ノズル３６を歯間間隙内に位置させるまたは歯間間隙に位置合わせすると、ノズル３６から放出された噴射状水は、歯間間隙内に位置する物質を取り除き得る。

制御回路６６は、ノズル３６に噴射状水を送出した後に、アキュムレータ６２を補充するように構成されている。制御回路６６は、ソレノイド弁６４を閉塞位置へ移動させ、そして、モータ５０を動作させてポンプ４８を作動させ、別の体積の水を流体容器３４からアキュムレータ６２へ搬送する、ように構成されている。制御回路６６は、アキュムレータ６２に水を完全に補充するまでに、そのため好ましくは最後の噴射状水をノズル３６から放出した後の約５００ｍｓの期間にわたって、ユーザがボタン２２を押すことに応じてソレノイド弁６４を開放できなくするように構成されている。

上記実施形態において、アキュムレータ６２の流体チャンバ１８２の容積は、単一噴射の動作流体の体積とほぼ同じである。しかしながら、流体チャンバ１８２の容積は、単一噴射の動作流体の体積よりも大きくてもよい。

第２実施形態において、流体チャンバは、０．７５ｍｌの容積を有し、単一噴射の動作流体は、約０．２５ｍｌの体積を有する。この第２実施形態において、制御回路６６は、その第３状態にあると、ソレノイド弁６４を所定期間にわたって開放位置で保持するように構成されており、この期間は、単一噴射の動作流体を形成するために必要な体積の動作流体のみをアキュムレータ６２から放出させることを可能とする。例えば、ソレノイド弁６４は、３０ｍｓの期間にわたって開放位置で保持され得、０．２５ｍｌの体積を有する単一噴射の動作流体をノズル３６に送出することを可能とする。制御回路６６は、その単一噴射の動作流体を放出した後に制御回路の第１状態に戻る。この場合において、かつ、これら３噴射の動作流体をノズル３６に送出するのに十分な動作流体がアキュムレータ６２内にある場合に、制御回路６６は、第３噴射の動作流体をノズル３６に送出した後毎にアキュムレータ６２を補充するように構成されている。

第３実施形態において、流体チャンバは、０．２５ｍｌの容積を有しており、単一噴射の動作流体は、約０．０８ｍｌの体積を有する。第２実施形態と同様に、この第３実施形態において、制御回路６６は、ソレノイド弁６４を所定期間にわたって開放位置で保持するように構成されており、この期間は、単一噴射の動作流体を形成するために必要な体積の動作流体のみをアキュムレータ６２から放出させることを可能とする。例えば、ソレノイド弁は、所定期間にわたって開放位置で保持され得、０．０８ｍｌの体積を有する単一噴射の動作流体をノズル３６に送出することを可能とする。同様に、この場合において、制御回路６６は、第３噴射をノズル３６に送出した後毎にアキュムレータ６２を補充するが、この第３実施形態においてアキュムレータ６２を補充するのに必要な時間は、第２実施形態においてアキュムレータ６２を補充するのに必要な時間よりも短い。

第１から第３実施形態それぞれにおいて、制御回路６６は、ボタン２２の押下のような受信した入力に応じて単一噴射の動作流体を送出するように構成されている。しかしながら、制御回路６６は、このような受信した入力に応じて一連の噴射状動作流体を送出するように構成され得る。この一連にある噴射状動作流体それぞれは、好ましくは、ほぼ同じ体積の動作流体を有する。

第４実施形態において、アキュムレータ６２の流体チャンバ１８２は、０．２５ｍｌの容積を有しており、制御回路６６は、ユーザがボタン２２を押下することに応じて、流体送出システム４０を制御して単一の３噴射の動作流体を送出するように構成されており、３噴射それぞれは、約０．０８ｍｌの体積を有する。ボタン２２の押下を制御回路６６で検出する。制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を作動させ、所定期間のみにわたってソレノイド弁６４を開放位置へ移動させており、この所定期間は、アキュムレータ６２の隔膜が所定体積の水をアキュムレータ６２から押し出して第１加圧噴射状水を形成することを可能とする。この実施形態において、その体積の水をアキュムレータ６２から押し出すのにかかる時間は、約１０ｍｓであり、そのため、その期間の後、制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を作動停止させ、ソレノイド弁６４が閉塞位置へ移動することを可能とする。

いったんソレノイド弁６４が閉塞位置にあると、制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を再び作動させてソレノイド弁６４を開放位置へ戻るように移動させる。同様に、制御回路６６は、所定期間のみにわたってソレノイド弁６４を開放位置で保持し、この所定期間は、アキュムレータ６２の隔膜が第２体積の水をアキュムレータ６２から押し出し、第２加圧噴射状水を形成することを可能としており、そのため、この実施形態において、第２期間は、約１０ｍｓである。

その期間の経過後、制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を作動停止し、ソレノイド弁６４を閉塞位置へ移動させることを可能とする。いったんソレノイド弁６４が閉塞位置にあると、制御回路６６は、同様に、ソレノイド弁６４のコイル２１６を再び作動させ、ソレノイド弁６４を開放位置に戻るように移動させる。もう一度、制御回路６６は、所定期間のみにわたってソレノイド弁６４を開放位置で保持し、この期間は、アキュムレータ６２の隔膜が第３体積の水をアキュムレータ６２から押し出して第３加圧噴射状水を形成することを可能としており、そのため、この実施形態において、第３期間は、約１０ｍｓである。その期間の経過後、制御回路６６は、ソレノイド弁６４のコイル２１６を作動停止し、ソレノイド弁６４が閉塞位置へ移動することを可能とする。その後、ポンプ４８は、動作されてアキュムレータ６２を補充する。

一連内において、連続した噴射状動作流体間の期間は、好ましくは等しく、好ましくは１ｍｓから２５ｍｓの範囲内に、より好ましくは２ｍｓから１０ｍｓの範囲内にあり、それにより、全体の一連の噴射は、単一の歯間間隙に送出され得る。これにより、各連続的な噴射において歯間間隙に対するノズル３６の先端の位置が若干変動することが可能となり得、そのため、歯間間隙内から物質を除去することを改善する可能性がある。

第４実施形態において、アキュムレータ６２の流体チャンバ１８２の容積は、単一連の噴射状動作流体においてノズル３６から放出される動作流体の体積とほぼ同じである。あるいは、アキュムレータ６２の流体チャンバ１８２の容積は、単一連の噴射状動作流体においてノズル３６から放出される動作流体の体積よりも大きくてもよい。例えば、第５実施形態において、流体チャンバ１８２の容積は、０．７５ｍｌまで増加されているが、制御回路６６は、ユーザがボタン２２を押下することに応じて、同じ、単一連の３噴射の動作流体を放出するように構成されており、これら３噴射それぞれは、約０．０８ｍｌの体積を有する。したがって、この第５実施形態において、アキュムレータ６２は、器具１０から３連の噴射状動作流体を送出した後に補充する必要がある。

１０ 歯清掃器具、３４ 流体容器、３６ ノズル、４０ 流体送出システム、４２ 流体出口、４８ 容積式ポンプ、５０ ステップモータ、６２ 水圧アキュムレータ、６４ ソレノイド弁、６６ 制御回路、１３４ チャンバ、１３６ ピストン、１３８ 第１流体チャンバ、１４０ 第２流体チャンバ、１６０ 駆動棒体（アクチュエータ）

Claims (14)

1. 歯清掃器具であって、
   流体入口と、前記流体入口を通して動作流体を引き込むためのポンプと、前記ポンプを作動させるための駆動体と、当該歯清掃器具から動作流体を放出させるための流体出口を有するノズルと、前記ポンプから動作流体を受けるための流体チャンバと、前記流体チャンバの下流かつ前記ノズルの上流に配設され、前記流体チャンバと前記ノズルとの間の流体経路を閉塞して前記流体チャンバを前記ポンプの作動の下で補充できるようにするための閉塞位置及び前記流体チャンバと前記ノズルとの間の前記流体経路を開放して補充された前記動作流体の噴射状体を前記流体チャンバから前記ノズルへ送出できるようにするための開放位置を有する弁と、を備える流体送出システムを備え、
   前記駆動体が、前記ポンプを作動させるためのモータと、前記モータを動作させるための制御回路と、を備え、
   前記制御回路が、前記モータが拘束されていることを検出し、前記モータが拘束されていることを検出すると前記モータを作動停止させるように構成されていることを特徴とする歯清掃器具。
2. 前記制御回路が、前記モータのコイルにわたる逆起電力を測定することによって前記モータが拘束されていることを検出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯清掃器具。
3. 前記モータが、ポンプ供給された動作流体の圧力が３ｂａｒから１０ｂａｒの範囲内にあるときに拘束されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の歯清掃器具。
4. 前記駆動体が、線形アクチュエータを備え、
   前記制御回路が、前記モータを駆動させて前記線形アクチュエータを移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
5. 前記モータが、ステップモータであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
6. 前記ポンプが、ピストンポンプであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
7. 前記ポンプが、複動ポンプであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
8. 前記流体チャンバが、０．１ｍｌから１ｍｌの範囲の容積を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
9. 水圧アキュムレータを備え、
   前記水圧アキュムレータが、前記流体チャンバを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
10. 前記水圧アキュムレータが、ガス充填式アキュムレータであることを特徴とする請求項９に記載の歯清掃器具。
11. 前記弁が、前記流体チャンバの下流側に位置していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
12. 前記弁が、ソレノイド弁であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
13. 動作流体を蓄えるための流体容器を備え、
    前記ポンプが、動作流体を前記流体容器から引き込むように構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の歯清掃器具。
14. 前記流体容器が、５ｍｌから５０ｍｌの範囲の容積を有することを特徴とする請求項１３に記載の歯清掃器具。

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