TWM561511U - 清潔用具 - Google Patents

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羅伯特 崔迪
克里斯托弗 文森
湯瑪士 法羅斯
詹姆士 柯爾曼
安德卓 沃爾頓
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英商戴森科技有限公司
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Abstract

一用於一牙齒清潔用具的流體輸送系統，流體輸送系統包括一用於將一工作流體的射流發送到一使用者牙齒的噴嘴；以及一流體導管，用於輸送工作流體到噴嘴。噴嘴的一體部界定一流體腔，及一通道，用於從流體腔輸送工作流體到噴嘴的一流體出口。流體腔具有一切向入口，用於從流體導管接收工作流體。

Description

清潔用具
本創作涉及一種清潔用具。該清潔用具優選為一手持式清潔用具，且優選為一表面處理用具。在本創作的優選實施例中，該用具是一牙齒清潔用具。在優選實施例中，該用具是一電動牙刷，其具有一流體輸送系統，用於將一流體輸送到使用者的牙齒。這個流體可以是潔齒劑，或一用於改進牙間清潔的流體。替代地，該用具可不包括任何刷毛或用於刷牙的其他元件，且可為一專用牙間清潔用具的形式。本創作還涉一及用於牙齒的清潔用具的清潔工具。
電動牙刷通常包括一清潔工具，其被連接到一手柄。該清潔工具包括一桿及一用於刷牙齒的刷子頭部(其承載刷毛)。該刷子頭部包括一固定區段及至少一個可移動區段，該固定區段被連接到桿，該可移動區段可相對於固定區段移動，例如一往復運動，振盪，震動，樞轉或旋轉運動中的一個，以賦予一刷牙移動給安裝在其上的刷毛。該桿容納一驅動軸，該驅動軸與手柄內的一傳動單元相聯接。該傳動單元進而被連接到一馬達，該馬達由容納在手柄內的一電池驅動。該驅動軸及傳動單元將馬達的旋轉或振動運動轉 換為刷子頭部的可移動區段相對於刷子頭部的固定區段的期望的移動。
已知一個元件被併入電動牙刷，該元件用於產生一股用於牙間清潔的流體噴射。例如，US 8,522,384描述了一種電動牙刷，其中牙刷的手柄界定一流體腔及一滑動蓋，該流體腔用於存儲一流體(比如水)，該蓋用於使流體腔能夠被接近以用於使用者補充。連接流體腔到噴嘴的流體路徑位於刷子頭部的一固定部分上。被定位在流體路徑內的一泵根據手柄上的一促動器的使用者操作而被促動，以將液體從流體腔泵送到噴嘴，用於在壓力作用下從噴嘴釋放。
在第一方面，本創作提供了一牙齒清潔用具，包括：一噴嘴，用於輸送一工作流體的射流到一使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到噴嘴；其中噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從流體腔輸送工作流體到噴嘴的一流體出口，流體腔包括一流體入口，用於相對於縱向軸線成角度地輸送工作流體進入流體腔。
每股工作流體的射流優選具有一小於1ml的體積，更優選小於0.5ml。在優選實施例中，輸送到一使用者牙齒的工作流體的射流的體積在0.1到0.4ml的範圍內，且優選為約0.25ml。
在流體腔內，噴嘴由此產生繞流體腔的縱向軸線的工 作流體的角向向量。工作流體通過在流體腔及流體出口之間延伸的通道輸送到噴嘴的流體出口。工作流體的射流被從流體出口向外噴射，且分裂以形成一噴霧。工作流體的噴霧膨脹離開噴嘴的流體出口，並且在流體出口之後實質上為大體錐形。由於足夠的角向動量及流動擾動已經被引入到流體腔內的流體中，從噴嘴發射的工作流體被促使分裂以形成帶小滴的發散噴霧。該作用與沿大體流體方向的足夠的動量一起使得位於使用者牙齒的一牙間間隙中的物質被工作流體驅出。
我們發現這樣的一工作流體的射流的輸送，其作為水滴的噴霧，由具有與軸向入口不同的成角度入口的噴嘴形成，並被輸送到牙間間隙，能更有效地驅出其中的物質。這可使得一使用者能降低驅出其中物質所需的工作流體射流數量，減少執行全部牙齒清潔操作所需的時間，並且減少用於供應工作流體到噴嘴的流體貯器在牙齒清潔操作完成之前被耗盡的風險。
流體入口優選佈置為沿一路徑輸送流體進入流體腔，該路徑定位在基本垂直於縱向軸線的一平面中。流體入口優選佈置為沿一路徑輸送流體進入流體腔，該路徑從縱向軸線間隔開或偏置。流體入口優選為一切向入口的形式，用於大體切向地將流體輸送到流體腔中。流體腔優選在垂直於縱向軸線的平面中具有大體為圓形形狀的橫截面。流體腔可以為圓柱形、類球形(spheroidal)或球形(spherical)形狀。然而，流體腔可以採用可以在流體腔接收的工作流體射流中產生角向向量的任何其它形狀。例如，流體腔的橫截面可以是卵形(oval)，橢圓形或多邊形。
流體腔的直徑優選在2到6.5mm的範圍內，且在優選實 施例中為約4mm。
流體腔的一出口埠優選定位在流體腔的縱向軸線上，且由此正交於流體腔的入口。噴嘴的流體出口優選與流體腔的出口埠軸向對準。在流體腔的出口埠及噴嘴的流體出口之間延伸的通道優選為圓柱形形狀，且優選具有小於流體腔的直徑的直徑。
通道的直徑優選在1.5到3mm的範圍內，且在優選實施例中為約2mm。在流體腔及通道之間的過渡部可以是推拔狀的及/或成臺階狀的；在優選實施例中，出口埠為截頭錐形形狀，沿從流體腔到通道延伸的一方向向內成推拔狀。
噴嘴的流體出口優選具有小於通道的直徑的直徑。流體出口優選具有0.5至1.5mm範圍的直徑，且優選實施例中為約0.7mm。在通道及流體出口之間的過渡部可以是推拔狀的及/或成臺階狀的；在優選實施例中，過渡部為截頭錐形形狀，沿從通道到流體出口延伸的方向向內成推拔狀。流體腔的縱向軸線優選穿過噴嘴的流體出口，且從而流體腔的縱向軸線可以被稱為噴嘴軸線，流體腔及通道在該噴嘴軸線上居中。
噴嘴及流體導管優選形成流體輸送系統的一部分。該流體輸送系統優選被配置為以在從3到10範圍內的一靜壓輸送工作流體到流體腔的入口。該流體輸送系統優選包括一泵及一控制電路，該控制電路用於促動泵以朝向噴嘴發送一工作流體的射流。如上所述，由流體輸送系統產生的每個工作流體的射流的體積優選小於1ml，更優選小於0.5ml。在優選實施例中，由流體輸送系統產生的工作流體的射流的體積在0.1到0.4ml的範圍內，且優選為約0.25ml。
當噴嘴在使用者的相鄰的牙齒之間移動時，使用者可按下被提供在用具的一手柄上的一使用者介面的一按鈕以啟動泵以使一工作流體從噴嘴發射。替代地，該用具可被配置為根據用於檢測位於一牙間間隙內的噴嘴的一感測器的一輸出的大小自動地促動工作流體到使用者的牙齒的輸送。例如，該感測器可為一光檢測器的形式(比如一攝像機或一光感測器)，用於接收光(比如使用者牙齒反射的可視光或紅外線)。作為另一替代，該用具可被配置為在一固定頻率(例如0.5和5Hz之間)處自動地促動工作流體到使用者的牙齒的輸送。泵優選為一正排量泵(positive displacement pump)，譬如一活塞泵或一隔膜泵。液力蓄壓器可以提供在泵及噴嘴之間，用於存儲工作流體在從3到10巴的一壓力下。在該情況下，流體輸送系統可以包括一閥，譬如一螺線管閥，定位在蓄壓器下游，且控制電路可以配置為將閥的位置從一閉合位置改變到一打開位置，以從蓄壓器釋放工作流體。
噴嘴可以相對於用具的一手柄運動。噴嘴優選可相對於手柄沿大體平行於噴嘴軸線或大體沿噴嘴軸線延伸的一方向運動。該噴嘴優選被偏壓為相對於手柄沿在用具使用期間噴嘴被迫抵靠使用者牙齒的這樣的方向運動。流體管道優選可與噴嘴一起運動。
噴嘴可被連接到一臂，且該臂可被偏壓為相對於手柄沿在用具使用期間迫使噴嘴抵靠一使用者牙齒的一方向運動。例如，該臂可通過接合臂的一彈性構件被迫沿該方向運動。替代地，臂可被彈性地變形，其方式使得臂的鬆弛將噴嘴推靠使用者的牙齒。
在優選實施例中，該流體管道優選被偏壓為相對於手柄沿在用具使用期間迫使噴嘴抵靠使用者牙齒的方向運動。該流體 管道可由此用於偏壓噴嘴，用於使噴嘴相對於手柄沿在用具使用期間噴嘴被迫抵靠使用者牙齒的這樣的方向運動。該流體管道可以以許多方式中的一種相對於手柄運動。例如，流體管道可相對於手柄可滑動的、可樞轉的、可旋轉的或可以其他方式平移。替代地，流體管道可為可延伸的或可膨脹的。
在優選實施例中，噴嘴可相對於手柄繞一軸線運動。噴嘴優選可繞該軸線樞轉。該軸線優選大體垂直於手柄的縱向軸線。該軸線優選相對於噴嘴軸線成角度，且更優選地大體垂直於噴嘴軸線。
流體導管優選具有一硬度，其使得流體導管不會在流體導管隨著噴嘴相對於手柄運動時變形、彎曲或扭結(kink)。該流體管道優選由金屬及塑膠材料中的一種形成。
噴嘴優選被一彈性構件偏壓為相對於手柄運動。該彈性構件可接合一部件，噴嘴被連接到該部件。例如，噴嘴可被連接到用於支撐噴嘴的一支撐件，且支撐件可被佈置為可相對於手柄運動。支撐件被偏壓為相對於手柄運動。當支撐件相對於手柄運動時，噴嘴及流體導管可相對於手柄運動，優選繞一軸線運動。替代地，彈性構件可接合流體管道。該彈性構件優選施加力在流體管道上或支撐件上，該力是足夠大的以允許當噴嘴被壓靠使用者牙齒時抵抗彈性構件的偏壓力運動，且沒有施加一過多力在牙齒上使使用者不舒服。
在優選實施例中，彈性構件形成流體輸送系統的一部分，且優選是被連接到噴嘴的流體導管的一彈性區段的形式。該流體導管的彈性區段可被扭曲、彎曲、壓縮或其他方式變形，以便施 加一力到噴嘴上，其迫使噴嘴在用具使用期間相對於手柄運動抵靠使用者牙齒。
因此，流體輸送系統可包括一噴嘴，工作流體的射流從該噴嘴被發送到使用者牙齒；及一流體導管，其具有可繞軸線樞轉的一相對剛硬區段；及一相對撓性的彈性區段，用於迫使噴嘴及流體導管的相對剛硬區段繞軸線沿在用具使用期間迫使噴嘴抵靠使用者牙齒的一方向樞轉。替代地，流體導管的區段可以由分立的連接部件提供。
該用具優選包括一清潔工具，該清潔工具被可拆卸地連接到手柄。流體輸送系統可由此包括一清潔工具管道系統及一手柄管道系統。手柄導管系統優選包括一流體入口埠，其用於從一流體貯器的流一體出口埠接收工作流體。該手柄導管系統包括多個導管，其用於在流體入口埠、泵及手柄的一流體出口埠之間輸送工作流體。該清潔工具管道系統優選包括一用於從手柄流體出口接收工作流體的射流的流體入口埠、噴嘴及流體導管。
該用具優選包括一頭部及一桿，該桿在頭部及手柄之間延伸。噴嘴優選從頭部向外突出，且可相對於頭部運動。該噴嘴優選被偏壓為相對於頭部沿延伸遠離頭部的一方向運動。該噴嘴優選可在相對於頭部的一遠側位置及一近側位置之間運動。該噴嘴優選被偏壓用於朝向遠側位置運動。
為了在用具的使用期間幫助噴嘴沿使用者的牙齒運動，該頭部優選包括用於接合使用者牙齒的器件，其中當噴嘴在它的遠側位置及近側位置之間運動時噴嘴可相對於接合器件運動。為了使用者舒適，接合器件可由彈性或彈性體材料形成。該接合器件 可具有一大體平坦的上表面、一彎曲的上表面或一臺階式上表面。 例如，接合器件可具有一凹形上表面。當噴嘴在相對於頭部的它的遠側位置中時，噴嘴的末端優選向外突出超過接合器件的至少一些，以便當噴嘴被壓抵靠使用者的牙齒時，噴嘴遠離遠側位置且朝向近側位置運動。
該用具可為專用牙間清潔用具的形式，用於清潔使用者的牙齒的間隙之間。對於這樣的用具，接合器件可包括圍繞噴嘴的一單個的彈性構件。替代地，接合器件可包括多個彈性構件，該多個彈性構件被佈置為與噴嘴相鄰。該彈性構件可位於頭部的相對側或端部上或被佈置為圍繞噴嘴。例如，彈性構件可被佈置為圓周地圍繞噴嘴。該彈性構件(一個或多個)可由彈性體材料形成。
替代地，該用具可為牙刷的形式，其具有通過發送工作流體到牙間間隙的改善牙間清潔的額外功能。在該用具是一牙刷的形式的情況下，接合器件優選包括多個刷毛。刷毛優選繞噴嘴佈置，且可被佈置為周向地圍繞噴嘴。
該多個刷毛可被附接到頭部的一靜止區段，這個區段不可相對於手柄運動。替代地，或附加地，多個刷毛可被附接到頭部的一可移動區段，其區段可相對於手柄移動。在優選實施例中，該用具包括一刷子單元，其包括一刷毛載體及被安裝在該刷毛載體上的多個刷毛，其中刷毛載體可相對於手柄移動。該噴嘴優選被偏壓用於相對於刷子單元沿延伸遠離刷子單元的一方向運動。
除了噴嘴相對於刷子單元的運動之外，該刷子單元優選可相對於噴嘴運動。刷子單元相對於噴嘴的運動，其使刷毛的端部能掃過使用者牙齒的表面，可由此獨立於噴嘴相對於手柄的運 動。刷毛載體可相對於噴嘴平移、旋轉、樞轉或振動。
工作流體優選為一液態工作流體，優選為水。該用具優選包括一流體貯器，該流體貯器用於存儲工作流體，且工作流體從流體貯器被供應到流體輸送系統。該用具的手柄可包括一流體貯器。例如，流體貯器可完全被包含在手柄的一體部內。替代地，手柄的一外壁可至少部分的界定流體貯器。該外壁的至少一部分可為透明的以允許使用者看到包含在流體貯器內的工作流體的體積。替代地，該流體貯器可被容納在桿內。同上，該桿的一外壁可至少部分地界定流體貯器，且該外壁的至少一部分可為透明的以允許使用者看見被包含在流體貯器內的工作流體的體積。作為容納流體貯器在桿內的替代，流體貯器可被連接到桿以便位於桿的外部。這可允許流體貯器從桿卸下用於根據需要補給或更換。替代地，該流體貯器可部分地由一外壁(其被連接到桿)界定。再次地，該外壁的至少一部分可為透明的以允許使用者看到包含在流體貯器內的工作流體的體積。為了最大化流體貯器的容量且提供用於相對均勻重量繞用具的縱向軸線分佈，該流體貯器優選繞或圍繞桿延伸。
如上所述，清潔工具優選可拆卸地連接到手柄。這可允許手柄被提供有一套相似的清潔工具，每個具有各自不同的標誌物，用於供不同的使用者使用。這還可允許手柄被提供有一套不同的清潔工具。例如，該套清潔工具可從具有噴嘴及可運動的刷子單元的第一類型清潔工具，具有噴嘴及固定的刷子單元的第二類型清潔工具，具有噴嘴及沒有刷毛的第三類型清潔工具及具有可運動刷子單元且沒有噴嘴的第四類型清潔工具的兩個或更多個中選擇出。相同類型的許多相應的不同的清潔工具可被提供，例如，第一類型 的清潔工具，其中刷毛具有相應的不同剛度，或其中噴嘴具有相應的不同流體出口尺寸。
該用具優選為手持式用具，其包括用具的所有上述部件。
該清潔工具可作為獨立物品被出售，例如，作為備用配件或作為用於與現有手柄一起使用的替代清潔工具。
在第二方面，本創作提供了一種用於包括一手柄的一牙齒清潔用具的清潔工具，清潔工具可拆卸地連接到手柄，清潔工具包括；一桿；以及一清潔工具管道系統，包括一噴嘴，用於輸送一工作流體的射流到使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到噴嘴；其中噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從流體腔輸送工作流體到噴嘴的流體出口，流體腔包括一流體入口，用於相對於縱向軸線成角度地輸送工作流體進入流體腔。
上述與本創作的第一方面相關的特徵描述同樣適用於本創作的第二方面，反之亦然。
10‧‧‧用具
12‧‧‧手柄
14‧‧‧清潔工具
16‧‧‧體部
18‧‧‧按鈕
20‧‧‧按鈕
22‧‧‧按鈕
26‧‧‧桿
28‧‧‧頭部
29‧‧‧刷子單元
30‧‧‧刷毛載體
32‧‧‧刷毛
34‧‧‧流體貯器
36‧‧‧噴嘴
40‧‧‧流體輸送系統
42‧‧‧流體出口
44‧‧‧流體入口
48‧‧‧泵
50‧‧‧馬達
52‧‧‧電池
54‧‧‧第一導管
56‧‧‧流體入口
58‧‧‧第一單向閥
60‧‧‧第二導管
62‧‧‧流體出口
64‧‧‧第二單向閥
66‧‧‧控制電路
70‧‧‧塞子
72‧‧‧凹入連接器
73‧‧‧凹部
74‧‧‧端部表面
76‧‧‧環形座
78‧‧‧底部壁
80‧‧‧流體貯器出口埠
82‧‧‧手柄流體出口埠
84‧‧‧清潔工具導管區段
86‧‧‧清潔工具流體入口埠
88‧‧‧底部區段
90‧‧‧驅動單元聯接構件
92‧‧‧傳動單元聯接構件
94‧‧‧連接桿
100‧‧‧流體貯器入口埠/流體入口埠
102‧‧‧閉合構件
104‧‧‧頭部
106‧‧‧臂
108‧‧‧鉸鏈
112‧‧‧內壁
114‧‧‧第一殼體部分
116‧‧‧第二殼體部分
120‧‧‧彈簧夾
130‧‧‧流體導管
132‧‧‧支撐件
134‧‧‧體部
136‧‧‧圓柱形凸起
138‧‧‧臂
140‧‧‧腿部
142‧‧‧體部
144‧‧‧剛硬區段
146‧‧‧撓性區段
150‧‧‧流體入口
152‧‧‧流體腔
154‧‧‧流體通道
156‧‧‧流體埠
P‧‧‧樞轉軸線
X‧‧‧縱向軸線
本創作的優選特徵現在將僅作為示例，參考圖式進行描述，其中：圖1(a)是牙齒清潔用具的右側視圖，圖1(b)是該用具的前視圖，且圖1(c)是該用具的左側視圖；圖2示意性地示出了一流體輸送系統的部件，該流體輸送系統用於輸送一股工作流體到一使用者的牙齒； 圖3是用具的一清潔工具從上方觀察的右側透視圖；圖4是用具的一手柄從上方觀察的右側透視圖；圖5是清潔工具的一下部部分的側剖視圖；圖6是清潔工具的一導管系統的透視圖；圖7是清潔工具的一上部部分的側剖視圖；圖8是導管系統的一噴嘴的透視圖；圖9是穿過噴嘴的一流體腔室的後剖視圖；圖10(a)到10(e)是示出了工作流體的射流從圖8的噴嘴發射的一系列照片；以及圖11(a)到11(e)是示出了工作流體的射流從具有定位為與流體出口相對的流體入口的噴嘴發射的一系列照片。
圖1(a)至1(c)示出一牙齒清潔用具10的實施例的外部視圖。在這個實施例中，該用具是一手持式用具的形式，其是一電動牙刷的形式，其具有集成元件用於施配一工作流體，用於改善牙間清潔。
該用具10包括一手柄12及一清潔工具14。該手柄12包括一外部體部16，其在該用具10的使用期間由一使用者緊握。該體部16優選由塑膠材料形成，且優選為大體圓柱形形狀。該手柄12包括多個使用者可操作按鈕18、20、22，其位於形成在體部16中的相應的孔內，以便使用者接近。該手柄12可括一顯示器，其被定位為使得在用具使用期間使用者可視。
該清潔工具14包括一桿26及一頭部28。該桿26為細長 形狀，其用於從手柄12間隔開頭部28，以促進用具10的使用者可操作性。在這個實施例中，清潔工具14的頭部28包括一刷子單元29，其包括一刷毛載體30及被安裝在刷毛載體30上的多個刷毛32。然而，在其他實施例中，該清潔工具14可被提供為不具有一刷子單元29，以便該用具為專用牙間清潔用具的形式，用於清潔使用者的牙齒中的間隙之間。
該清潔工具14還包括一流體貯器34及一噴嘴36，該流體貯器用於存儲工作流體，該噴嘴用於在用具10的使用期間輸送工作流體的一股或多股到使用者的牙齒。該流體貯器34被連接到桿26。該流體貯器34至少部分地繞桿26延伸。在這個實施例中，其包括一刷子單元29，該刷子單元至少部分地繞噴嘴36延伸。
該噴嘴36形成一流體輸送系統40的一部分，用於從流體貯器34接收工作流體，且用於在該用具10使用期間將工作流體輸送到使用者的牙齒。每股工作流體的射流優選具有一小於1ml的體積，更優選小於0.5ml，且在本實例中為約0.25ml。噴嘴36的末端包括一流體出口42，工作流體通過該流體出口42被輸送到使用者的牙齒。該流體輸送系統40在圖2中示意性地示出。總的來說，該流體輸送系統40包括一流體入口44，該流體入口用於從流體貯器34接收工作流體。在這個實施例中，該工作流體是一液態工作流體，其優選為水。該流體輸送系統40包括一泵元件46，該泵元件用於從流體貯器34抽吸工作流體通過流體入口44，且用於輸送一股工作流體到噴嘴36。該泵組件46位於手柄12內，且包括一正排量泵48及一用於驅動泵48的驅動器。驅動器優選包括一馬達50。用於供應電力到馬達50的一電池52也位於手柄12中。該電池52優選為一可再充電電池。
一第一導管54將流體輸送系統40的流體入口44連接到泵48的一流體入口56。一第一單向閥58位於流體入口44及泵48之間以阻止水從泵48回流到流體貯器34。一第二導管60將泵48的一流體出口62連接到噴嘴36。一第二單向閥64位於泵48及噴嘴36之間以阻止水回流到泵48。一控制電路66控制馬達50的促動，且由此馬達50及控制電路66提供了用於驅動泵48的一驅動力。電池52供應電力到控制電路66。該控制電路66包括一馬達控制器，其供應電力到馬達50。
在這個實施例中，該控制電路66接收當使用者按下位於用具10的手柄12上的按鈕18、20、22時產生的信號。替代地，或附加地，該控制電路66可接收由位於用具內的一感測器產生的信號，或自一遙控設備(比如一顯示器或一個人設備)的信號。為了簡潔起見，在下文描述中，該控制電路66接收當使用者操作按鈕18、20、22中的一個時產生的信號。
清潔工具14被可拆卸地連接到手柄12。參考圖3至5，手柄12包括一公連接器，其優選為一塞子(spigot)70的形式，其由一互補的母連接器接收，該母連接器優選是清潔工具14的一凹入連接器72的形式。該凹入連接器72界定一大體圓柱形凹部73，用於接收塞子70。該塞子70優選從體部16的一端部表面74向外、且優選沿平行於手柄12的一縱向軸線的一方向突出。該端部表面74界定一環形座76，其用於當清潔工具14被安裝到手柄12上時接收流體貯器34的一環形底部壁78。該環形座76包括流體輸送系統40的流體入口44。當清潔工具14被安裝到手柄12上時，該流體入口44自流體貯器34的一流體貯器出口埠80接收流體。
第二導管60(其將泵48的流體出口62連接到噴嘴36)包括位於手柄12內的一手柄導管區段及位於清潔工具14內的一清潔工具導管區段。手柄導管區段從泵48的流體出口62延伸到定位為鄰近塞子70的一手柄流體出口埠82。如圖6所示，清潔工具導管區段84包括一清潔工具流體入口埠86，用於在清潔工具14連接到手柄12時從手柄流體出口埠82接收流體。該清潔工具流體入口埠86從凹入連接器72的底部突出。該凹入連接器72被容納在且被連接到桿26的一相對寬的底部區段88內。
如上所述，清潔工具14包括一刷毛載體30，其可相對於桿26運動。該用具包括一驅動機構，其用於驅動刷毛載體30相對於桿26的移動。該驅動機構包括一傳動單元(被連接到刷毛載體30)及一驅動單元(用於驅動傳動單元以使刷毛載體30相對於桿26運動)。
手柄12包括驅動機構的驅動單元。該驅動單元包括一馬達，優選是一直流馬達的形式，其由控制電路66響應使用者按下手柄12的按鈕的一個或多個被啟動。驅動單元的馬達通過一齒輪組連接到一可旋轉驅動單元聯接構件90(其從塞子70向外突出，且在驅動單元的馬達促動時相對於體部16旋轉)。
該清潔工具14包括驅動機構的傳動單元。傳動單元包括一傳動單元聯接構件92，當清潔工具14被連接到手柄12時，該傳動單元聯接構件92與驅動單元聯接構件90相聯接且優選地接收驅動單元聯接構件90。該傳動單元聯接構件92被連接到容納在桿26內的一連接桿94的一端且優選與該端一體形成。連接桿94的另一端被連接到刷毛載體30的側表面以便連接桿94的約15°角度的週期性旋 轉，導致刷毛載體30相對於桿26的15°角度掃掠運動(sweeping movement)。
流體貯器34被安裝到清潔工具14的桿26上，且至少部分地圍繞其延伸。在這個實施例中，流體貯器34是環形形狀，且由此圍繞桿26。該流體貯器34優選定位在桿26的遠離頭部28的端部處或附近，且由此在本實施例中繞桿26的底部區段88延伸。該流體貯器34優選具有5至50ml範圍的容量，且在這個實施例中具有一25ml的容量。
該流體貯器34通過流體貯器入口埠100(其形成在流體貯器34的外壁中)被填充。該流體貯器入口埠100優選被形成在流體貯器34的一環形外部側壁中。該流體貯器入口埠100通過一閉合構件102密封。該閉合構件102可相對於流體貯器34在一關閉位置(如圖3中所示，其中閉合構件102阻止工作流體從流體貯器入口埠100洩漏)及一打開位置之間移動。在本實施例中，該閉合構件102可樞轉地連接到流體貯器34。該閉合構件102可位於流體貯器入口埠100內且抵靠容器流體入口埠100形成一流體密封。該閉合構件102包括一頭部104，其可由使用者緊握以將閉合構件102從關閉位置移動到打開位置，且其可由使用者朝向流體貯器入口埠100推動以將閉合構件102推回到關閉位置。
該閉合構件102可通過一對臂106連接到流體貯器34。每個臂106的一端被連接到閉合構件102，且每個臂106的另一端被連接到流體貯器34。在本實施例中，數個臂106與閉合構件102一體形成，其中每個臂的遠離閉合構件102的部分被連接到流體貯器34的底部壁78，例如使用一粘合劑或通過焊接。每個臂106包括一鉸鏈 108，其可由臂106的具有一局部減少厚度的一部分形成，以使臂106的該部分(其被連接到閉合構件102)能夠相對於臂106的其它部分(其被連接到流體貯器34)樞轉。
為了填充流體貯器34，使用者從手柄12拆卸清潔工具14，緊握閉合構件102的頭部104在手指及拇指之間且將它從流體貯器入口埠100向外拉。該流體貯器34於是可由使用者填充，例如通過將流體貯器入口埠100定位於放水的水龍頭下方。一旦流體貯器34已被裝滿，使用者將閉合構件102的頭部104推動回到流體貯器入口埠100中，且重新將清潔工具14連接到手柄12。當清潔工具14被安裝在手柄12上時，閉合構件102及流體貯器34的底部壁78之間的樞轉連接阻止閉合構件102在流體貯器入口埠100被暴露時的意外丟失，且使閉合構件102及流體貯器34之間的接合點能夠位於手柄12及流體貯器34之間。如圖3中所示，當閉合構件102在它的關閉位置中時，閉合構件102的臂106的下部部分位於流體貯器34的底部壁78的凹入區段內，使得臂106的下部部分的底部表面與流體貯器34的底部壁78大體齊平。
流體貯器34的外壁的至少一部分優選為透明的以允許使用者觀察流體貯器34的內部，且由此在用具10期望使用之前估計流體貯器34是否需要補充。外壁優選具有關於清潔工具14的縱向軸線對稱的形狀。外壁優選具有彎曲形狀，更優選是凸形彎曲形狀，但替代地外壁可具有多邊形或有小面的形狀。在這個實施例中，外壁具有球形曲率。如下所述，流體貯器34被安裝在桿26的相對寬的底部區段88上，且由此該外壁具有相對的圓孔，其居中在清潔工具14的縱向軸線上以允許桿26的底部區段88經由那裡穿過。
流體貯器34還包括一內壁112，其被連接到外壁，且與外壁一起界定流體貯器34的容量。該內壁112為管狀形狀。內壁112的端部優選為圓形形狀，且被連接到外壁以便在外壁及內壁112之間形成一液密密封(fluid-tight seal)。在本實施例中，流體貯器34由兩個殼體部分形成。第一殼體部分114包括外壁及內壁112的一上部區段，且由此內壁112的上端部與外壁的上部區段一體形成。一第二殼體部分116包括外壁的一下部區段及流體貯器34的底部壁78。
為了將流體貯器34安裝在桿26上，形成在流體貯器34的第一殼體部分114中的圓形孔與桿26的底部區段88的自由端對齊，且該流體貯器34被推動到桿26上。流體貯器34的內壁112的內表面抵靠桿26的底部區段88，以便其間的摩擦力阻止流體貯器34從桿26掉落。為了將清潔工具14安裝在手柄12上，手柄12的塞子70與形成在清潔工具14的凹入連接器72中的凹部73對齊，且鄰近於塞子70的手柄流體出口埠82與清潔工具14的清潔工具流體入口埠86對齊。該清潔工具14於是被推到塞子70上，以便手柄流體出口埠82連接到清潔工具流體入口埠86，且以便流體貯器34接合環形座76以將流體貯器出口埠80連接到流體輸送系統40的流體入口44。桿26的凹入連接器72的內表面抵靠塞子70的外表面，以便其間的摩擦力保持桿26在手柄12上。該凹入連接器72優選由彈性塑膠材料形成，當凹入連接器72被推到塞子70上時其彎曲以增加其間的摩擦力。彈簧夾120可被至少部分地繞凹入連接器72提供用於促使凹入連接器72的內表面抵靠塞子70。
轉到圖6到9，清潔工具導管區段84包括一流體導管130，用於將流體從清潔工具流體入口埠86輸送到噴嘴36。噴嘴36 被安裝在一支撐件132上，其支撐噴嘴36，用於相對於手柄12及清潔工具14的桿26運動。支撐件132包括一細長體部134，其連接到桿26，用於繞一樞轉軸線P樞轉運動。例如，支撐件132可包括一圓柱形凸起136，其被保持在形成在桿26的底部區段88中的一對間隔開的凹部之間。樞轉軸線P穿過桿26，且大體正交於桿26的縱向軸線。支撐件132為Y形形狀，具有一對臂138，其從體部134向上延伸，且每個連接到噴嘴36的體部142的一相應腿部140。
噴嘴36可相對於手柄12在一第一或遠側位置及一第二或近側位置之間運動。在遠側位置中，噴嘴36的末端向外突出超過刷毛32的端部，然而在近側位置中，噴嘴36的末端相對於刷毛32的端部縮回。在該實施例中，該噴嘴36優選被偏壓用於朝向遠側位置運動。流體導管130包括一相對剛硬區段144，其連接到噴嘴36，及一相對撓性區段146，其定位在相對剛硬區段144及清潔工具流體入口埠86之間，且被容納在桿26中，從而處於一彈性變形構造中。參考圖7，在流體導管130的相對撓性區段146中產生的內部力沿一方向作用，以將流體導管130的相對剛硬區段144朝向連接桿94推。通過在流體導管130、噴嘴36及支撐件132之間的連接，該內部力使得噴嘴36繞樞轉軸線P樞轉，其方向為將噴嘴36相對於刷子單元29朝向遠側位置推。
流體導管130在噴嘴36的體部142的腿部140之間經過，以連接噴嘴36的流體入口150。特別參考圖9，流體入口150為一切向入口，其將流體切向地輸送到由噴嘴36的體部142界定的一流體腔152內。在本實施例中，流體腔152為圓柱形形狀，且繞與噴嘴36的縱向軸線共線的一縱向軸線X延伸。流體腔152的直徑優選在2到 7mm的範圍內，且在本實施例中為約4mm。
噴嘴36的體部142還界定了一圓柱形流體通道154，其定位在流體腔152的下游，並且將工作流體從流體腔152輸送到噴嘴36的流體出口42。流體通道154居中在縱向軸線X上，並且繞縱向軸線X延伸。流體通道154的直徑優選在1.5到3mm的範圍內，且在本實施例中為約2mm。用於從流體腔152輸送流體到流體通道154的一流體埠156在縱向軸線X上居中。流體埠156為截頭錐形形狀，朝向流體通道154會聚。噴嘴36的流體出口42也居中在縱向軸線X上。流體出口優選具有一0.5至1.5mm範圍的直徑，且這個實施例中為約0.7mm。在流體通道154及噴嘴36的流體出口42之間的過渡優選為截頭錐形，使得在流體通道154及流體出口42之間存在流體流動路徑的直徑的相對平緩的減少。
為了操作用具10，使用者按下位於手柄12上的按鈕18、20、22。使用者通過按下按鈕18開啟用具10，該動作由控制電路66檢測到。使用者可通過按下按鈕20選擇用具10的操作模式。例如，通過按下按鈕20一次，控制電路66可啟動馬達以將刷子單元29相對於手柄12移動。再次按下按鈕20可關掉馬達。當按鈕22被按下時，一股水流從噴嘴36發射。控制電路66啟動泵48以促使大量的水從泵48的流體腔流動到噴嘴36，且以通過從流體貯器34抽吸一體積的水補充流體腔。
流體輸送系統優選配置為在噴嘴36的流體入口150處產生水的射流，其具有從3到10巴的一靜壓。當水的射流通過流體入口150進入流體腔152時，具有軸向動量及角向動量兩者的水滴由於水的射流進入流體腔152的成角度進入而從水的射流產生。水滴經過 流體埠156而進入流體通道154，且隨後從噴嘴36的流體出口42發射。
圖10(a)到10(e)是一系列照片，分別在具有0.25ml體積的水射流從噴嘴36發射之後0ms、2ms、4ms、8ms及12ms攝取。從噴嘴噴射的水可以看出被散開，且為發散噴霧的形式。為了對比，圖11(a)到11(e)是一系列類似的照片，分別在具有相同體積的水從類似噴嘴(同樣以射流的形式發射)的噴射之後0ms、2ms、4ms、8ms及12ms攝取，其中噴嘴具有軸向入口，也就是說，流體入口定位為與流體出口直接相對，而不是切向入口。不僅僅水射流較少的分散為水滴，從噴嘴發射的水射流的輪廓也比從具有切向入口的噴嘴36發射的更窄。

Claims (32)

  1. 一種牙齒清潔用具，包括：一噴嘴，用於輸送一工作流體的射流到一使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到該噴嘴；其中該噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從該流體腔輸送工作流體到該噴嘴的一流體出口，該流體腔包括一流體入口，用於沿從該縱向軸線間隔開且相對於該縱向軸線成一角度的一路徑輸送工作流體進入該流體腔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該流體入口佈置為沿一路徑輸送流體進入流體腔，該路徑定位在基本垂直於該縱向軸線的一平面中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該流體入口包括一切向入口(tangential inlet)，用於切向地將流體輸送到該流體腔中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該流體腔在垂直於該縱向軸線的一平面中具有為圓形形狀的一橫截面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用具，其中該流體腔的直徑在2到7mm的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該流體腔具有一定位在該流體腔的該縱向軸線上的出口埠。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的用具，其中該流體出口與該流體腔的該出口埠軸向對準。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的用具，其中該出口埠為截頭錐形形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該通道為圓柱形形狀，且具有一小於該流體腔的直徑的直徑。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的用具，其中該流體出口具有一從0.5到1.5mm範圍的直徑。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的用具，其中在該通道及該流體出口之間的一過渡部為截頭錐形。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的用具，其中該噴嘴及該流體導管形成一流體輸送系統的一部分，該流體輸送系統組態為以在從3到10巴範圍內的一靜壓輸送工作流體到該流體腔的該流體入口。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的用具，包括一手柄，且其中該噴嘴可相對於該手柄運動。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的用具，其中該噴嘴可相對於該手柄繞一軸線運動。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的用具，其中該噴嘴可繞該軸線樞轉。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的用具，包括一支撐件，該支撐件用於支撐該噴嘴，該支撐件被佈置為用於繞該軸線運動。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的用具，其中該支撐件可繞該軸線樞轉。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的用具，其中該軸線相對於該手柄的該縱向軸線成角度。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的用具，其中該軸線垂直於該手柄的該縱向軸線。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的用具，其中該軸線從該流體腔的該縱向軸線間隔開。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的用具，其中該軸線相對於該流體腔的該縱向軸線成角度。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的用具，其中該軸線垂直於該流體腔的該縱向軸線。
  23. 如申請專利範圍第13項所述的用具，其中該噴嘴被偏壓為在用具使用期間沿迫使該噴嘴抵靠一使用者牙齒的一方向運動。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的用具，其中該噴嘴被形成流體輸送系統一部分的一彈性構件偏壓為沿該方向運動。
  25. 如申請專利範圍第13項所述的用具，包括一頭部及一在該頭部及該手柄之間延伸的桿，且其中該噴嘴從該頭部突出。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的用具，其中該噴嘴可相對於該頭部運動。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的用具，其中該噴嘴被偏壓為相對於該手柄沿一方向運動，該運動迫使該噴嘴沿延伸遠離該頭部的一方向運動。
  28. 如申請專利範圍第26項所述的用具，其中該噴嘴可相對於該頭部在相對於該頭部的一遠側位置及一近側位置之間運動。
  29. 如申請專利範圍第26項所述的用具，其中該頭部包括一用於在用具使用期間接合該使用者牙齒的接合器件，且其中該噴嘴可相對於該接合器件運動。
  30. 一種用於包括一手柄的牙齒清潔用具的清潔工具，該清潔工具可拆卸地連接到該手柄，該清潔工具包括：一桿；以及一清潔工具管道系統，包括一噴嘴，用於輸送一工作流體的射流到一使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到該噴嘴；其中該噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從該流體腔輸送工作流體到該噴嘴的一流體出口，該流體腔包括一流體入口，用於沿從該縱向軸線間隔開且相對於該縱向軸線成角度的一路徑輸送工作流體進入該流體腔。
  31. 一種用於包括一手柄的牙齒清潔用具的清潔工具，該清潔工具可拆卸地連接到該手柄，該清潔工具包括：一桿；以及一清潔工具管道系統，包括一噴嘴，用於輸送工作流體的射流到一使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到該噴嘴；其中該噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從該流體腔輸送工作流體到該噴嘴的一流體出口，該流體腔包括一切向流體入口，用於切向地輸送工作流體到該流體腔中。
  32. 一種牙齒清潔用具，包括：一噴嘴，用於輸送一工作流體的射流到一使用者的牙齒；以及一流體導管，用於輸送工作流體到該噴嘴；其中該噴嘴包括一流體腔，該流體腔繞一縱向軸線延伸，及一通道，用於從該流體腔輸送工作流體到該噴嘴的一流體出口，該流體腔包括一切向流體入口，用於將工作流體切向地輸送到流體腔中。
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