TWI619476B - 牙科壓電超音波磁性切換潔牙機頭及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一種藉由磁性裝置所控制之牙科壓電超音波磁性切換潔牙機頭。該牙科壓電潔牙機頭包括一筒身，其包含一固定磁鐵和一磁性致動開關，一致動磁鐵沿該筒身之外側從消磁位置到激磁位置縱向地滑動，該致動磁鐵藉由該固定磁鐵被偏移到消磁位置，當使用者移動該致動磁鐵遠離該固定磁鐵並朝向磁性致動開關時，該致動磁鐵的磁場控制該磁性致動開關並開啟該牙科壓電潔牙機頭。

Description

牙科壓電超音波磁性切換潔牙機頭及其使用方法

本發明係關於一種牙科工具，更具體地，屬於牙科壓電超音波磁性切換潔牙機頭，藉由一外部環繞該機頭筒身的致動磁鐵來加以控制，該致動磁鐵沿著該機頭筒身之縱軸可被定位到消磁和激磁位置。

電動的牙科器械在業界是眾所周知的，一種像這樣的器械就是振動超音波牙科潔牙器所具有之尖端，以便在高頻率下去除牙齒菌斑和結石。用於產生超音波振動的現有兩種類型：磁致伸縮和壓電；磁致伸縮類型係產生一脈衝磁場，該磁場施加到彎曲的金屬堆棧以移動尖端；壓電類型係使用脈衝電壓，該脈衝電壓被施加到陶瓷晶體以移動尖端。

通常超音波潔牙器的控制是透過腳控踏板系統來開啟或關閉機頭單元。目前超音波潔牙器的類型需要使用到腳控來控制機頭操作，當使用者踩下腳踏板時超音波潔牙器被開啟，當使用者將腳從腳踏板移除時，超音波潔牙器處於關閉狀態。

使用手控而非腳控開關的超音波潔牙器業已開發。然而，手控開關不普及乃受限於人體工程學、無法進行消毒(滅菌)以及可操控性。例如，在一個典型的超音波去結石單元的正常操作期間，對於牙醫或牙科專業人員而言是需要能夠去旋轉機頭的方式，允許充分深入口腔的能力。手啟動開關的缺點在於，當進行牙科程序的過程中，無法時時刻刻操縱機頭開關。

腳控開關在臨床環境上也有缺點。腳踏開關佔用牙 科辦公室的地板空間，在此空間上可能已擺放了其他幾個相關的牙科設備單位，如內窺鏡腳控制，激光腳控制，高速和低速機頭腳控制等等。放有幾個占有面積之設備的樓板面積並不是一個有效提升診間運作的方法。此外，腳踏開關佔據固定的場所，因此必須根據使用者左腳或右腳的偏好將以手動方式被放置在一個符合人體工程學的位置。而且，每當牙科手術椅或牙醫更改位置時，腳踏開關必須以手動方式將之移動。腳踏板也會妨礙牙科診所地板的一般例行清潔，因為踏板必須被移出辦公室外實施清潔。還有，腳踏開關需要從諸如一個潔牙機的牙科用器械去連接電纜線到腳踏開關。電纜線有可能在正常的診療過程中纏絆使用者。腳踏開關電纜線損壞的固定風險會使腳踏開關踏板並非是最佳的解決方案。即使無線腳踏開關介面仍然有干擾的問題，使其在市場上不是一個可行的選擇，但使用無線腳踏板仍然沒有解決像是樓板的佈置和定位等問題。

再者，牙科超音波潔牙機頭在每一個病人的治療過程之後是需要高壓滅菌，高壓滅菌涉及到高壓和高溫以達到法律規定的衛生標準。因此，針對當前的機頭單元設計需要完全地密封機頭。

基於上述理由，一種具有以下特性的牙科壓電潔牙機頭將會有其好處：1.不需使用線材或無線的腳踏開關；2.機頭在任何角度或位置可360°操控機頭開關；3.從外部經由氣密性密封到內部的通過電纜不會干擾到機頭的超音波特性；4.沒有來自於位於機頭單元裡面水管線的干擾；5.機頭可易於拆下用以高壓滅菌和清洗。

本發明是針對以磁性控制之一種牙科壓電超音波磁切換潔牙機頭。本案並不適用於磁致伸縮型機頭，因為磁性干擾 是此種類型的固有問題。牙科醫生和衛教人員會使用到牙科潔牙機頭。牙科壓電潔牙機頭採用了懸浮可移動的致動磁鐵和磁性致動開關去開啟和關閉裝置，該滑動致動磁鐵藉由一個固定磁鐵被偏置到消磁位置，當該致動磁鐵經由使用者被自然地移動到激磁位置時，該磁性致動開關被啟動然後打開該牙科壓電潔牙機頭，不需要使用到腳踏控制。該滑動外部致動磁鐵並不需要彈簧復位，而且不會妨礙牙科壓電潔牙機頭的震動與水流，不論使用者的手持或機頭角度的相對位置，該滑動致動磁鐵可以360°活動於使用範圍，也同樣適用於慣用左手和右手的使用者。

在一個實施例中，一種牙科壓電潔牙機頭包括一具有縱軸之筒身，一固定磁鐵置設於該筒身內，一磁性致動開關亦置設於該筒身內。該磁性致動開關沿該縱軸與該固定磁鐵呈間距隔開使其不受固定磁鐵所控制。一外部致動磁鐵具有一經過造形和尺寸化的開口以容置該筒身，該致動磁鐵沿該縱軸被加以定位於(1)一消磁位置離開該磁性致動開關，以及(2)一激磁位置朝該磁性致動開關。該固定磁鐵驅使該致動磁鐵到消磁位置，當該致動磁鐵以手動方式推移到激磁位置時，該磁性致動開關被加以啟動。

根據另一實施例中，該筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動；以及該筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動。

根據另一實施例中，該筒身具有一環狀周圍；以及該致動磁鐵以360°近距繞著所述筒身之所述環狀周圍。

根據另一實施例中，該筒身、該致動磁鐵和該開口皆呈環狀造型。

根據另一實施例中，該致動磁鐵沿著該筒身滑動而此間無任何實體連結。

根據另一實施例中，該致動磁鐵受該固定磁鐵之磁力驅動到該消磁位置而無需彈簧構件。

根據另一實施例中，無線路連結該致動磁鐵和該磁性致動開關。

根據另一實施例中，該致動磁鐵從該消磁位置到該激磁位置沿著該縱軸介於約2 mm和約12 mm之間移動。

根據另一實施例中，該致動磁鐵沿該縱軸移動約3 mm。

除了以上所列舉之實施例，從以下的詳細解說並且搭配所附圖示將變得更顯而易見，藉由舉例的方式來說明該牙科壓電潔牙機頭及其使用方法之原理。

20‧‧‧牙科壓電潔牙機頭

25‧‧‧縱軸

22‧‧‧前蓋

23‧‧‧握筒

24‧‧‧底筒

26‧‧‧牙科工具

27‧‧‧超音波壓電傳感器

28‧‧‧機頭控制器

29‧‧‧水電母接頭

31‧‧‧水電公接頭

30‧‧‧固定磁鐵

32‧‧‧固定磁鐵套筒

34‧‧‧磁性致動開關

36‧‧‧致動磁鐵

38‧‧‧開口

37‧‧‧箭號

39‧‧‧箭號

40‧‧‧致動磁鐵環

42‧‧‧消磁停止部

44‧‧‧激磁停止部

50‧‧‧磁場

圖1係一種牙科壓電超音波磁切換潔牙機頭之分解立體圖；圖2係在消磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭之側視圖；圖3係在消磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭之剖面側視圖；圖4係在激磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭之側視圖；圖5係在激磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭之剖面側視圖；圖6係顯示在消磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭沿著圖2的A-A虛線之放大剖面側視圖；圖7係顯示在激磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭沿著圖4的B-B虛線之放大剖面側視圖；圖8係沿著圖2的C-C虛線之放大剖面側視圖；圖9係在消磁狀態中一固定磁鐵、一致動磁鐵和一磁性致動開關之立體放大圖；圖10係在激磁狀態中該固定磁鐵、該致動磁鐵和該磁性致動開關之立體放大圖；圖11係使用者手握該牙科壓電潔牙機頭之使用圖。

首先請參閱圖1到圖3，分別繪示有一種牙科壓電超音波磁切換潔牙機頭在消磁狀態下之分解立體圖、側視圖和剖面側視圖，該牙科壓電潔牙機頭通常以20來表示。牙科壓電潔牙機頭20包含一筒身具有一縱軸25。於所示的實施例中，該筒身包括一前蓋22、一握筒23和一底筒24。一超音波壓電傳感器27係置於該握筒23的內部。前蓋22容置一被耦接到該超音波壓電傳感器27之牙科工具26，以及一底筒24連接到一外部供應電源(圖中未示)和一機頭控制器28(亦請參閱圖6和圖7)。一固定磁鐵30係置設在該握筒23的內部。於所示的實施例中，該固定磁鐵30係為一固定磁鐵套筒32所圍繞。磁性致動開關34係沿縱軸25與該固定磁鐵30呈間距隔開。在所示的實施例中，該磁性致動開關34係為一磁簧開關，如台灣的駿融(Jin Zon)企業有限公司所銷售之型號SWR-1010。

一致動磁鐵36具有一經造形和尺寸化的開孔38以容置在所示實施例中的該握筒23，使得該致動磁鐵36沿著縱軸25被定位於(1)一消磁位置離開該磁性致動開關34，和(2)一激磁位置朝該磁性致動開關34(亦請參閱圖6到圖10)。在圖1和圖2中，該致動磁鐵36以虛線來表示，且係被容置在一致動磁鐵環40之內。該致動磁鐵環40緊密地套置於該握筒23，使得該致動磁鐵環40和該致動磁鐵36可以沿該握筒23從該消磁位置到該激磁位置以手動方式移滑動。該固定磁鐵30以磁性吸引該致動磁鐵36到在箭頭37方向上之消磁位置(亦請參閱圖6)。請再參閱圖7，當致動磁鐵36以手動撥移至該激磁位置時，該磁性致動開關34被啟動。即，當致動磁鐵36被朝向箭頭39之方向上移動至磁性致動開關34時，該致動磁鐵36之磁場50致使該磁性致動開關34會關閉。圖1亦表示出水電母接頭29和水電氣公接頭31。

圖4和圖5係分別為牙科壓電潔牙機頭20於激磁狀態下之側視圖示和剖面側視圖示。如所示為前蓋22、握筒23、底 筒24、固定磁鐵30、磁性致動開關34、致動磁鐵36和致動磁鐵環40。在所示之激磁位置中，該致動磁鐵環40和該致動磁鐵36於箭頭39之方向已被手動推至該激磁位置。如此的話，使用者必須克服介於固定磁鐵30和致動磁鐵36之間的磁吸力。

圖6係為顯示在消磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭沿著圖2的A-A虛線之放大剖面側視圖。圖7係為顯示在激磁狀態中該牙科壓電潔牙機頭沿著圖4的B-B7虛線之放大剖面側視圖。請注意在圖6中，致動磁鐵36經由磁鐵30之磁吸力於箭頭37方向上被驅使到該消磁位置而不需要一彈簧構件。前蓋22具有一消磁停止部42或肩型部件，在消磁位置中去限制致動磁鐵36和致動磁鐵環40的作動。同樣地，該握筒23具有一激磁停止部44或肩型部件，在激磁位置中去限制致動磁鐵36和致動磁鐵環40的作動。請留意到的是，該致動磁鐵36和致動磁鐵環40沿著該握筒23滑動而此間無任何實體連結。再請注意到，致動磁鐵36和磁性致動開關34無線路連接。換言之，磁性致動開關36的啟動僅藉由磁性裝置來加以達成。

數種參數搭配構成牙科潔牙機機頭20的操作。固定磁鐵30、致動磁鐵36和磁性致動開關34之相對實體配置必須加以考慮。同樣重要的是，從消磁位置到激磁位置之致動磁鐵36的移動距離，固定磁鐵30和致動磁鐵36之磁場強度以及磁性致動開關34之磁力靈敏度。這些參數必須最佳化，使得當致動磁鐵36是處於消磁位置時(如圖6所示)，磁性致動開關34不會啟動，還有，當致動磁鐵36被移動到激磁位置時(如圖7所示)，該致動磁鐵36的磁場50將會導致磁性致動開關34啟動或關閉。在圖6中所示之實施例中，致動磁鐵36沿縱軸25從消磁位置到激勵位置約2 mm和約12 mm之間移動一距離D。即，致動磁鐵環40在消磁停止部42和激磁停止部44之間輕易移動一距離D。在一個實施例中，距離D為約3mm，此間距提供磁性致動開關34有效觸發足夠近接而讓操作者保持的舒適性和操控。

磁性致動開關34係被電性連接到離牙科壓電潔牙機頭20位於遠端處之機頭控制器28。機頭控制器28容置從磁性致動開關34之開關閉合以及使用那閉合去啟動牙科壓電潔牙機頭20。在機頭控制器28的一種操作模式中，當致動磁鐵36處於激磁位置時，則牙科壓電潔牙機頭20被啟動，而當致動磁鐵36處於消磁位置時，則被關閉。即，致動磁鐵36必須保持在激磁位置，以使牙科壓電潔牙機頭20被啟動。在機頭控制器28的第二種操作模式中，即使致動磁鐵36被釋放返回到消磁位置，當致動磁鐵36被移動到激磁位置並保持啟動時，牙科壓電潔牙機頭20被啟動。該牙科壓電潔牙機頭20藉由再次移動致動磁鐵36到消磁位置並且釋放將造成牙科壓電潔牙機頭20關閉之該致動磁鐵36而被關閉。這些操作模式以韌體程式編寫到機頭控制器28中。

圖8係為沿著圖2的C-C虛線之放大剖面側視圖，顯示出固定磁鐵30、磁性致動開關34、致動磁鐵36、開口38、致動磁鐵環40和筒身23。請注意的是，該筒身23具有一環狀周圍P以及致動磁鐵36可以360°近距繞著所述筒身的所述環狀周圍P。還要注意的是，筒身23、致動磁鐵36、致動磁鐵環40和開口38皆呈環狀造型。

圖9係為在消磁狀態中固定磁鐵30、致動磁鐵36和磁性致動開關34之立體放大圖。圖10係為在激磁狀態中固定磁鐵30、致動磁鐵36和磁性致動開關34之立體放大圖。注意的是，該致動磁鐵36通常被置設於該固定磁鐵30和該磁性致動開關34之間，並且在所示的實施例中，該固定磁鐵30和該致動磁鐵36係為環狀。各種類型的磁鐵可以用於此目的。該固定磁鐵30之較佳選用為具有10.4 mm外徑，8.1 mm內徑以及3.55 mm長度能產生2700高斯之鍵合釹鐵硼(NdFeB)永久磁鐵。該致動磁鐵36之較佳選用為具有20 mm外徑，18 mm內徑以及6 mm長度能產生1400高斯之相同材料。

圖11係為使用者手握牙科壓電潔牙機頭20之放大 使用圖。該使用者可以像握持鉛筆使用牙科壓電潔牙機頭20並且用拇指和食指作為偏好的手指去移動致動磁鐵環40而致動磁鐵36離開固定磁鐵30且朝向磁性致動開關34(參閱圖6和圖7)。

就使用而言，一種對於使用者去使用牙科壓電潔牙機頭之方法包括(請參見圖1~圖11)：(a)提供一種牙科壓電潔牙機頭20，包含：一筒身(22,23,24)具有一縱軸25；一固定磁鐵30置設於所述筒身內；一磁性致動開關34置設於所述筒身內，所述磁性致動開關34沿所述縱軸25上與所述固定磁鐵30呈間距隔開；一致動磁鐵36具有一經造形和尺寸化的開口38以容置所述筒身使得所述致動磁鐵36沿所述縱軸25被加以定位於(1)一消磁位置離開所述之磁性致動開關34，和定位於(2)激磁位置朝所述之磁性致動開關34；所述固定磁鐵30驅使所述致動磁鐵36到所述消磁位置；以及，(b)使用者以手動方式移動致動磁鐵36至所述激磁位置，所述磁性致動開關34被加以致動。

該方法進一步還包含：在(a)中，所述筒身具有一消磁停止部42，在所述消磁位置中去限制所述致動磁鐵36的作動；以及所述筒身具有一激磁停止部44，在所述激磁位置中去限制所述致動磁鐵36的作動。

在(a)中，消磁停止部42限制在所述消磁位置中致動磁鐵36的作動；以及在(b)中，激磁停止部44限制在所述激磁位置中致動磁鐵36的作動。

該方法進一步還包含：在(a)中，所述筒身具有一環狀周圍P；以及在(b)中，致動磁鐵36以360°近距繞著所述筒身之所述環狀周圍P。

該方法進一步還包含：在(b)中，致動磁鐵36從所述消磁位置到所述激磁位置沿著所述縱軸25介於約2 mm和約12 mm之間移動該方法進一步還包含：在(a)中，致動磁鐵36沿著所述筒身滑動而此間無任何實體連結。

該方法進一步還包含：在(a)中，致動磁鐵36受所述固定磁鐵30之磁力驅動到所述消磁位置而無需彈簧構件。

該方法進一步還包含：在(a)中，無線路連結致動磁鐵36和磁性致動開關34。

具有拇指和食指的使用者，該方法進一步還包含：在(b)中，該使用者使用拇指和食指去移動所述致動磁鐵36到所述激磁位置。

在此所述之牙科壓電潔牙機頭及其使用方法係為示範性實施例，且本發明當可有多種修改、組合、變化和重組能夠輕易思及以達成等效結果，所有這些都旨在包含於所申請專利範圍內。另外，在上述牙科壓電潔牙機頭及其方法所提供的討論不應解釋為限制本發明之具體實施例或實施例組合。本發明的範疇係由以下之申請專利範圍所定義。

Claims (16)

1. 一種牙科壓電潔牙機頭，其包括：一筒身具有一縱軸；一固定磁鐵置設於所述筒身內；一磁性致動開關置設於所述筒身內，沿所述縱軸上所述磁性致動開關與所述固定磁鐵呈間距隔開；一致動磁鐵具有一經造形和尺寸化的開口以容置所述筒身使得所述致動磁鐵沿所述縱軸被加以定位於(1)一消磁位置離開所述之磁性致動開關，和定位於(2)激磁位置朝所述之磁性致動開關；所述固定磁鐵驅使所述致動磁鐵到所述消磁位置；以及，當所述致動磁鐵被手動地推至所述激磁位置時，所述磁性致動開關被加以致動；所述筒身具有一環狀周圍，所述致動磁鐵以360°近距繞著所述筒身之所述環狀周圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動；以及所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述筒身、所述致動磁鐵和所述開口皆呈環狀造型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述致動磁鐵沿著所述筒身滑動而此間無任何實體連結。
5. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述致動磁鐵受所述磁鐵之磁力驅動到所述消磁位置而無需彈簧構件。
6. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：無線路連結所述致動磁鐵和所述磁性致動開關。
7. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述致動磁鐵從所述消磁位置到所述激磁位置沿著所述縱軸介於約2mm和約12mm之間移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述致動磁鐵沿所述縱軸移動約3mm。
9. 如申請專利範圍第1項所述之牙科壓電潔牙機頭，進一步包括：所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動；所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動；所述筒身具有一環狀周圍；所述致動磁鐵以360°近距繞著所述筒身之所述環狀周圍；所述筒身、所述致動磁鐵和所述開口皆呈環狀造型；所述致動磁鐵從所述消磁位置到所述激磁位置沿著所述縱軸介於約2mm和約12mm之間移動；所述致動磁鐵沿著所述筒身滑動而此間無任何實體連結；所述致動磁鐵受所述磁鐵之磁力驅動到所述消磁位置而無需彈簧構件；以及無線路連結所述致動磁鐵和所述磁性致動開關。
10. 一種之於使用者使用牙科壓電潔牙機頭的方法，其包括：(a)提供一種牙科壓電潔牙機頭，其包含：一筒身具有一縱軸；一固定磁鐵置設於所述筒身內；一磁性致動開關置設於所述筒身內，沿所述縱軸上所述磁性致動開關與所述固定磁鐵呈間距隔開；一致動磁鐵具有一經造形和尺寸化的開口以容置所述筒身使得所述致動磁鐵沿所述縱軸被加以定位於(1)一消磁位置離開所述之磁性致動開關，和定位於(2)激磁位置朝所述之磁性致動開關；所述固定磁鐵驅使所述致動磁鐵到所述消磁位置；以及， (b)該使用者手動地推移所述致動磁鐵到所述激磁位置，因此致使所述磁性致動開關啟動；所述筒身具有一環狀周圍，所述致動磁鐵以360°近距繞著所述筒身之所述環狀周圍。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，進一步包括：於(a)中，所述筒身具有一消磁停止部，在所述消磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動，以及所述筒身具有一激磁停止部，在所述激磁位置中去限制所述致動磁鐵的作動；於(a)中，所述消磁位置限制在所述消磁位置中的所述致動磁鐵的作動；以及於(b)中，所述激磁位置限制在所述激磁位置中的所述致動磁鐵的作動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，進一步包括：於(a)中，所述致動磁鐵從所述消磁位置到所述激磁位置沿著所述縱軸介於約2mm和約12mm之間移動。
13. 如申請專利範圍第11項所述之方法，進一步包括：於(a)中，所述致動磁鐵沿著所述筒身滑動而此間無任何實體連結。
14. 如申請專利範圍第11項所述之方法，還包含：於(a)中，所述致動磁鐵受所述磁鐵之磁力驅動到所述消磁位置而無需彈簧構件。
15. 如申請專利範圍第11項所述之方法，進一步包括：於(a)中，無線路連結所述致動磁鐵和所述磁性致動開關。
16. 如申請專利範圍第11項所述之方法，該使用者具有拇指和食指，該方法進一步包括：於(b)中，該使用者使用拇指和食指去移動所述致動磁鐵到所述激磁位置。