專利名稱：具有用于產生短刷毛行程的致動器系統的電動口腔清潔用具的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及利用直接朝向和背離牙齒(即近似垂直于牙齒)的刷毛動作的電動口腔清潔用具，并且更具體涉及在所選頻率范圍和刷毛行程范圍內操作的這樣的用具。
背景技術：
已知刷毛與牙齒表面相靠的敲擊/輕錘動作可以產生有效牙齒(包括齒間區域) 清潔。但是這樣的用具的有效性依賴于較短刷毛行程以及某個頻率范圍以產生有效結果。 流體(氣體或者液體)壓力致動器相對于其它類型的致動器在這樣的用具中具有某些設計優點，但是致動器引起的液體空化效應妨礙刷毛簇區域在80Hz以上頻率的有效移動。有效清潔通常需要范圍為100Hz-300Hz的頻率。
發明內容
因而希望具有一種可以產生行程長度有效并且頻率在期望范圍(例如 100Hz-300Hz)內的刷毛敲擊動作的流體壓力致動器。一種口腔清潔用具的一個實施例包括用具主體，具有刷頭部分，刷頭部分具有裝配于其中的、用于在刷頭部分的遠端定位于口腔中時朝向和背離牙齒移入和移出刷頭部分的多個可移動活塞構件；刷毛簇，裝配于活塞構件上，用于與牙齒的清潔接觸；低頻致動器，用于低頻移動活塞構件以依次使刷毛簇的末端大體上順應牙齒；以及更高頻致動器，用于相對于牙齒更高頻移動活塞構件以通過在刷毛簇與牙齒之間的定期接觸來產生牙齒的清潔。另一實施例包括用具主體，包括驅動系統，驅動系統具有在所選頻率繞著其縱軸膨脹和收縮的彈性伸長致動器構件；多個致動器分節，固定地裝配于致動器構件上，各致動器分節被配置成使得在致動器構件膨脹時致動器分節的上部上移；以及刷毛簇，裝配于各致動器分節的上部上，從而在致動器構件膨脹時致動器分節的上部和裝配于其上的刷毛簇在用具定位于口腔中時朝向和背離牙齒交替地向外、然后往回移動。
圖1-圖3是示出了口腔用具的部分的三個操作狀態的橫截面圖，這些橫截面圖示出了第一流體壓力致動器實施例。圖4-圖6是另一流體壓力致動器實施例的各種視圖。圖7-圖10是又一流體壓力致動器實施例的各種視圖。
具體實施例方式圖1-3示出了口腔用具中的致動器組件和刷頭組件的一個實施例。致動器組件10 和刷頭組件12定位于用具殼部14中。裝配多個活塞16-16用于刷頭組件的上/下移動。殼14和活塞16通常由塑料材料制成。在一個實施例中共有五個單獨活塞，但是這一數目
可以變化。多個(20個)刷毛簇裝配于各活塞16-16的上表面上。通常，各活塞將具有數目范圍為五個或者更多的刷毛簇。各刷毛簇將包含尺寸、配置和材料可以變化的近似90根刷毛或者細絲。在一個實施例中，刷毛/細絲將具有6mil的直徑并且將從活塞的頂部延伸近似 8mm。殼14包括兩個流體通道22和M。流體通道22和M由殼壁和在殼的長度上延伸的內殼構件；34限定。在刷頭組件的近端通向流體通道22和M的入口經過流動開口 28 和30。流動開口 28狹窄(在所示實施例中近似Imm寬)。流動開口 28在殼的全寬度上延伸。流動開口 30較大(近似3mm寬)并且也在刷頭的近似全寬度上延伸。流動開口觀和 30由流動頭部元件32和34限定，這些元件是殼14的一部分。流動頭部元件32從殼的上壁向下延伸，而流動頭部元件34定位于內構件34的近端。流動開口的尺寸可以根據刷頭的期望動作在某一程度上變化，但一個開口必須很窄而另一開口較大。低頻彈簧構件致動器40和更高頻致動器組件42 (在一個實施例中是對與殼14的內表面有流體密封接觸的活塞元件進行操作的線性致動器)朝向圖1中的殼14的后部定位。諸如水之類的流體存在于活塞構件前面的殼14中。彈簧構件40和更高頻致動器組件 42對流體操作以產生刷頭活塞16的上下運動并且因此產生裝配于其上的刷毛簇20的上下運動。彈簧構件40產生優選范圍為1Ηζ-6Ηζ的低頻流體壓力動作(盡管它可以略微更高)，而更高頻致動器組件42產生范圍為100Hz-300Hz的更高頻流體壓力動作。因此存在對殼內流體的組合低頻/高頻動作，其中高頻動作疊加于低頻動作上。圖1示出了在電氣零位(null position)的用具，即系統未操作，其中所有活塞16 處于同一中性位置而刷毛簇的末端共面。圖2示出了由于彈簧構件40的低頻動作所致的刷毛動作，其中流體被迫經過窄開口 28。低頻(1Ηζ-6Ηζ)流體動作使得刷毛順應/適應口腔幾何結構，即刷毛簇以如下方式低頻移動使得在相應各個活塞上的刷毛簇依次移動與牙齒相靠較長一段時間。各刷毛簇又根據低頻致動器的頻率接觸牙齒并且保持與牙齒的接觸。線性致動器/活塞組件42產生的更高頻流體壓力動作(100Ηζ-300Ηζ)疊加于由彈簧構件40提供的低頻流體壓力動作上。這一更高頻動作產生刷毛簇在100Ηζ-300Ηζ之間的移動頻率。產生更高頻動作的流體移動通過更寬的流動開口 30，從而借助對活塞16進行操作的更高頻流體通道中的流體如圖3中所示造成刷毛簇的有效敲擊動作。活塞動作在頻率范圍100Hz-300Hz中并且產生刷毛簇與牙齒相靠的敲擊或者輕錘動作，從而帶來牙齒的有效清潔。因此，在這一實施例中，低頻流體動作和更高頻流體動作的組合帶來刷毛簇行程短的有效清潔。在這一情況下的刷毛簇行程短是因為刷毛簇的更高頻移動是在刷毛簇與牙齒基本上接觸的情況下開始的；它們首先在更高頻流體動作的前半個周期期間從牙齒移開，然后在另一半周期中移回以用敲擊/輕錘動作接觸牙齒。在中性位置，活塞一般順應牙齒而不是離開牙齒。這帶來刷毛簇的更短行程(這在有限空間中是可貴的)并且也允許刷毛更容易進入牙齒的偏僻區域(即齒間區域)中。圖4-圖6示出了上述實施例的一種變化。它包括刷頭殼34，該殼具有內部流體通道35，其中諸如水之類的流體流向活塞構件37右側。彈簧致動器36提供低頻流體動作，同時線性致動器對活塞元件37進行操作使得它在通道35中來回移動以提供高頻流體動作。 刷頭包括多個刷毛簇38A裝配于其上的多個活塞構件38。該實施例包括具有窄入口 41的第一流體部分40和具有更大入口 44的第二流體部分43。流體通過低頻彈簧構件(1Ηζ-6Ηζ) 的動作經過窄入口 41移入第一流體部分40，而流體通過更高頻致動器(100Ηζ-300Ηζ)的動作經過更大入口 44移入第二部分43。低頻動作一般使刷毛末端順應牙齒的表面，而更高頻動作產生刷毛簇與牙齒相靠的更高頻敲擊動作從而產生清潔動作。因此實際上疊加了兩種流體動作。在圖7-圖10中示出了另一實施例。在這一實施例中，口腔用具50包括從致動器 53延伸的致動器桿52。致動器桿52嚙合多個致動器分節56-56(圖8和圖9)。用于特定用具的致動器分節數目可以變化；然而典型數目將為七個。通常，四個將是有效清潔所必需的，但在一些境況中更少數目也將是足夠的。參照圖8和圖9，各個致動器分節由諸如ABS 塑料之類的硬塑料制成并且固定地裝配于彈性致動器桿52上。致動器桿52為靜放直徑近似2mm的軟彈性管或者軟管的形式。類似于先前實施例，在操作中，致動器53對彈性致動器桿進行操作使得它在范圍例如為100Hz-300Hz的所選頻率交替地從靜放位置膨脹、然后收縮回至它的靜放位置。在膨脹期間，彈性桿的直徑在回到中性位置之前增加近似200微米，但這一數量可以變化。致動器桿直徑的這一增加和減少迫使各致動器分節56繞著致動器桿向外相對膨脹。致動器分節的膨脹動作歸因于在圖8和圖9中最清楚示出的它們的特定配置。各致動器分節大體上整體為橢圓形，包括具有上表面60的下基部58。窄彎曲橋接構件63連接下基部58的相對邊61、62。在所示實施例中，致動器分節各自近似為12. 5mm長、IOmm高和3mm厚(前到后)。除了三個鉸接分節66、68和70 (它們分別位于橋接構件63的相對端(在此處與下基部58匯合)和橋接構件63的中點)之外，橋接構件63近似為0. 5mm寬 (上到下)。各鉸接分節近似為0. 2mm寬。多個刷毛簇74從各橋接構件63的上表面72延伸。刷毛簇可以在數目上變化，但是典型數目將在范圍12內，而各刷毛簇將例如包含近似90根獨立刷毛。各個刷毛可以在尺寸和配置上變化、但是為用于清潔牙齒的典型刷毛，即近似8mm長和6mil的直徑。下分節58除了其中具有用于致動器桿的開口 70之外還包括從開口 70向下分節 58的邊緣向下延伸的槽76。另一開口 78定位于開口 70上方，該開口包括從下分節的中心線的相對側延伸的兩個類似橢圓形的分節。窄槽80將開口 70連接到開口 78。附加的小圓形開口 82定位于開口 78與下分節58的上表面60之間。各自近似為Imm寬(上到下)的兩個窄鉸接部分86和88在開口 82的相對側上。在操作中，隨著致動器桿52由于致動器53的操作而膨脹和收縮，下分節58的兩個鏡像部分84、85繞著鉸接部分86和88略微向外彼此移開。這引起橋接構件63由于其中的鉸接部件66、68和70而上/下移動，從而產生刷毛簇74朝向和背離牙齒的對應上/ 下移動。這是產生牙齒清潔的敲擊/輕錘動作。橋接構件63相對于致動器桿的膨脹而言的上述運動稱為放大因子，即致動器桿的較少量膨脹產生刷毛簇的放大(更大)移動。至少為七并且高達40的放大因子(比值) 對于所示結構而言是可能的。作為一個例子，致動器桿的0. 25mm的膨脹帶來刷毛簇的Imm 的行程。因此，在本實施例中的一個重要概念在于致動器桿元件的較少量膨脹可以產生有效的刷毛簇行程長度。因而已經公開如下實施例，這些實施例提供一種有效刷毛簇動作，其中相對較短的刷毛簇行程和/或致動器元件的少量移動可以產生刷毛簇的直接朝向和背離牙齒的有效敲擊/清潔動作。雖然已經出于示例的目的而公開本發明的優選實施例，但是應當理解可以在實施例中并入各種改變、修改和替換而不脫離所附權利要求限定的本發明的精神實質。
權利要求
1.一種口腔清潔用具，包括用具主體(14)，具有刷頭部分(12)，所述刷頭部分具有裝配于其中的、用于在所述刷頭部分的遠端定位于口腔中時朝向和背離牙齒移入和移出所述刷頭部分的多個可移動活塞構件(16)；刷毛簇(20)，裝配于所述活塞構件上，用于與牙齒的清潔接觸；低頻致動器(40)，用于低頻移動所述活塞構件以依次使所述刷毛簇的末端大體上順應牙齒；以及更高頻致動器(42)，用于相對于牙齒更高頻移動所述活塞構件以通過在所述刷毛簇與牙齒之間的定期接觸來產生牙齒的清潔。
2.根據權利要求1所述的口腔清潔用具，其中所述刷毛清潔動作是與牙齒相靠的敲擊動作。
3.根據權利要求1所述的口腔清潔用具，其中所述更高頻是所述低頻的至少30倍。
4.根據權利要求1所述的口腔清潔用具，其中所述低頻的范圍為1Ηζ-6Ηζ而所述更高頻的范圍為100Hz-300Hz。
5.根據權利要求1所述的口腔清潔用具，其中所述刷頭包括用于激勵所述活塞構件的低頻流體流動通道0 和更高頻流體流動通道(M)，其中所述低頻致動器使流體主要經過窄入口 08)移入所述低頻流動通道而所述更高頻致動器使流體經過更寬入口(30)移入所述更高頻流動通道。
6.根據權利要求5所述的口腔清潔用具，其中所述低頻致動器是彈簧構件并且其中所述更高頻致動器是線性致動器/活塞組件。
7.根據權利要求6所述的口腔清潔用具，其中所述更高頻致動器裝配于所述彈簧構件上。
8.—種口腔清潔用具，包括用具主體(50)，包括驅動系統(53)，所述驅動系統具有在所選頻率繞著其縱軸膨脹和收縮的彈性伸長致動器構件(52)；多個致動器分節(56)，固定地裝配于所述致動器構件上，各致動器分節被配置成使得在所述致動器構件膨脹時所述致動器分節的上部(6 上移；以及刷毛簇(74)，裝配于各致動器分節的上部上，從而在所述致動器構件膨脹時所述致動器分節的上部和裝配于其上的所述刷毛簇在所述用具定位于口腔中時朝向和背離牙齒交替地向外、然后往回移動。
9.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中所述刷毛簇移動的距離為所述致動器構件的膨脹量的至少七倍。
10.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中所述刷毛簇移動的距離為所述致動器構件的膨脹的近似40倍。
11.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中各致動器分節包括基部(58)和上窄橋接部分(6 而在所述橋接部分與所述基部之間具有開放區域，其中所述基部包括槽(76)， 所述槽從其中的第一開口(70)向所述致動器分節的所述基部的邊緣延伸，所述致動器構件延伸經過所述第一開口，并且所述基部在所述第一開口上方在所述致動器分節的中心線的相對側上還包括所述基部上的鉸接部分(86，88)，并且其中所述橋接部分包括三個鉸接部分(66，68，70)，一個鉸接部分在所述橋接部分的與所述基部接合的每個端處，而一個鉸接部分近似在所述橋接部分的中心點處，從而在所述致動器構件的直徑膨脹時所述基部的兩個部分(84，8 繞著所述基部的鉸接部分彼此移開，從而迫使所述橋接部分與裝配于其上的所述刷毛簇一起向上。
12.根據權利要求11所述的口腔清潔用具，其中所述致動器分節在輪廓上為橢圓形。
13.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中所述致動器構件和所述刷毛簇的移動頻率范圍為100Hz-300Hz。
14.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中所述致動器分節由硬塑料制成。
15.根據權利要求8所述的口腔清潔用具，其中所述基部包括關于所述致動器分節的中心線對稱的、在所述第一開口上方的第二開口(78)，所述致動器分節的所述基部還包括在所述第二開口與所述基部的上表面之間的第三開口(82)，其中所述第一鉸接部分和第二鉸接部分部分地由所述第二開口限定并且在所述第三開口的相對側上。
全文摘要
一種用于在口腔清潔用具中產生刷毛簇敲擊運動的用于電動口腔清潔用具的致動器系統的一個實施例包括裝配于刷頭中用于背離、然后朝向刷頭(12)移動的多個活塞元件(16)。刷毛簇(20)定位于活塞元件上并且依次靠向和背離牙齒移動以產生清潔動作。范圍為1Hz-6Hz的低頻流體壓力動作(40)維持刷毛簇在低頻序列中與牙齒相靠的順應，而范圍為100Hz-300Hz的更高頻流體壓力動作(42)在該頻率移動刷毛簇以在牙齒上產生敲擊刷毛動作以產生清潔。在另一實施例中，一種激勵系統包括由彈性材料制成的伸長致動器構件(52)，該致動器構件通過流體壓力在所選頻率繞著其縱軸膨脹和收縮。多個致動器分節(56)固定地裝配于致動器元件上。致動器分節被配置成使得在致動器構件膨脹時致動器分節的上橋接部分(63)上移。裝配于其上的刷毛簇(74)在牙齒上產生清潔動作。
文檔編號A61C17/34GK102271615SQ200980153160
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月4日 優先權日2008年12月30日
發明者H·R·喬斯瑪, M·A·A·沙利, W·S·迪杰克斯特拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司