利用噴射式流體流的口腔護理器具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及用于利用氣體的噴發(fā)與流體的噴發(fā)的組合以產(chǎn)生期望的氣體/流體混合來清潔牙齒的設(shè)備，并且更特別地涉及用于協(xié)調(diào)地產(chǎn)生氣體噴發(fā)和流體噴發(fā)兩者的單一組件以及在另一實施例中的用于產(chǎn)生氣體和流體的噴射圖案的組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在利用氣體與諸如水等的流體的噴發(fā)的組合來產(chǎn)生牙齒清潔的系統(tǒng)中，重點是將氣體和流體以使得提供清潔的最大功效的方式混合。另外重點是在結(jié)構(gòu)和操作仍然相對簡單的同時協(xié)調(diào)這兩個功能的定時，且小到足以裝配在特定器件封裝內(nèi)。單獨液體和氣體輸送系統(tǒng)的使用典型地具有關(guān)于定時以及空間限制和需要雙電源的一些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種口腔護理器具，包括:流體流栗組件；液體的源；氣體的源；其中栗組件與流體的源和氣體的源可操作地連通，以產(chǎn)生被導(dǎo)向至噴嘴組件的注入有氣體的流體子彈(slugs)的噴射圖案，來自噴嘴組件的所形成的子彈被導(dǎo)向至牙齒，其中噴射流中的單個流體子彈具有在每孔0.05ml至0.5ml的范圍中的體積、在0.1mm至2mm的范圍中的直徑和在2Hz至20Hz的范圍內(nèi)的重復(fù)率。
【附圖說明】
[0004]圖1是示出設(shè)備的立體圖。
[0005]圖2是圖1的設(shè)備的相反側(cè)的立視圖。
[0006]圖3是圖1的設(shè)備的分解圖。
[0007]圖4是圖1的部分剖切立視圖。
[0008]圖5是與圖2類似的示出了設(shè)備的相反側(cè)的設(shè)備的立體圖。
[0009]圖6是包含了圖1至圖5的設(shè)備的器具的立體外觀圖。
[0010]圖7A是圖6的噴嘴組件部分的前視圖。
[0011]圖7B是圖7A的噴嘴組件的剖視圖。
[0012]圖8是噴嘴組件的出口部分的另一截面圖。
[0013]圖9是圖1至圖6的布置的可選布置的簡化視圖。
[0014]圖10是具有電動牙刷的利用了圖1至圖6或圖9的設(shè)備的器具的簡化視圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1至圖5示出用10總體表示的設(shè)備的實施例，用于產(chǎn)生氣體和諸如水等的液體的連續(xù)噴發(fā)，該混合以產(chǎn)生用于清潔牙齒、尤其是牙齒的鄰間區(qū)域的氣體和液滴流，實現(xiàn)了“牙線”功能。術(shù)語氣體包括空氣或其他氣體和混合物。設(shè)備10形成完整牙齒清潔器具的主要部件，其外觀示出在圖6中并在下面更詳細(xì)地描述。
[0016]現(xiàn)在具體參見圖1和圖2，設(shè)備10包括氣體筒12，其在示出的實施例中近似2.5英寸長且具有0.5英寸至1.0英寸的外徑。在氣體筒12的遠(yuǎn)端14的是噴嘴16，水噴發(fā)或其他液體噴發(fā)與流體(典型的是氣體)的混合通過噴嘴16以高速液滴流的形式離開。液滴被引導(dǎo)向用戶的牙齒、特別是鄰間區(qū)域用于清潔。
[0017]設(shè)備包括電機20，其在示出的實施例中是DC電機，典型地具有高轉(zhuǎn)矩(例如15牛頓米)，但該值典型地是在齒輪減速之后獲得的。電機自身因此不是必須自身產(chǎn)生這樣的轉(zhuǎn)矩值。這樣的電機是廣泛市售的。各種電機是合適的。由三美制造的電機例如是合適的電機的示例。電機20包括輸出軸21，其上安裝有電機驅(qū)動齒輪22(圖4)。在示出的實施例中，電機驅(qū)動齒輪上有8個齒。齒輪22上的齒的數(shù)量和另一齒輪上的齒的數(shù)量一樣可以變化。電機20被定位在氣體筒12的后側(cè)上表面24處。電機驅(qū)動齒輪22與位于設(shè)備的第一側(cè)的第一復(fù)合齒輪28的第一(外)齒輪部件26接合。示出的實施例中的第一復(fù)合齒輪28與其他齒輪一樣由塑料制成，然而它也可以由其他材料制成。示出的實施例中的齒輪28的第一齒輪部件26具有53個齒。電機驅(qū)動齒輪22在操作中使它沿順時針方向轉(zhuǎn)動。第一復(fù)合齒輪28還包括齒輪軸30和與齒輪軸30的遠(yuǎn)端一致的第二(內(nèi))齒輪部件32，如圖3所示。在示出的實施例中，第一復(fù)合齒輪的第二齒輪部件具有8個齒。
[0018]具有第一復(fù)合齒輪28的第二齒輪部件32的軸30延伸穿過設(shè)備10并與定位在設(shè)備的相反側(cè)的第二復(fù)合齒輪36的第一(外)齒輪部件34配合。在示出的實施例中，第二復(fù)合齒輪的第一齒輪部件34具有48個齒，但如上面提到的這可以變化。第二復(fù)合齒輪36的第二(內(nèi))齒輪部件38鄰接于第一齒輪部件34被定位在中心齒輪軸37上。第二復(fù)合齒輪的第二齒輪部件具有兩個部分:第一部分，包括圍繞第二齒輪部件的圓周的近似一個半部間隔開的稱作39的局部組的8個齒；和沒有齒的第二部分40，即表面在第二齒輪部件的齒部的基部處是平滑的。典型地但不是一定的，兩部分各是第二齒輪部件的一個半部。
[0019]第二復(fù)合中心齒輪軸37往回延伸穿過設(shè)備至設(shè)備的第一側(cè)并且與包括了栗48的蠕動流體栗組件46接合。蠕動栗組件46包括延伸至流體儲存器50的第一管部48。在示出的實施例中，儲存器50中的流體是水，但也可以使用其他流體。這些包括有助于清潔牙齒的各種配方，如，例如氯己定、基于過氧化氫的漂洗液、水、小蘇打和精油的混合物或漱口液。蠕動栗組件46還包括第二管52，其從栗開始并且在設(shè)備的主體的上方在U狀安裝元件54中延伸，并接著沿著氣體筒的外表面延伸至氣體筒的遠(yuǎn)端上的混合室58。
[0020]第二復(fù)合齒輪36的第二齒輪部件38與被定位在氣體筒12的近端61處的線性齒條構(gòu)件62配合。在示出的實施例中，齒條構(gòu)件62近似2英寸長并且在其上表面包括一組8個間隔開的齒。齒條構(gòu)件62的遠(yuǎn)端包括密封件64，其以流體緊密關(guān)系與氣體筒12的內(nèi)表面配合。從密封件64處的齒條62的遠(yuǎn)端開始延伸并且沿著齒條上的長度的大部分環(huán)繞著齒條的是壓縮彈簧66。彈簧66的近端68被抵著主體部分20中的止擋件70定位，如圖4所示。
[0021 ] 圖5類似于圖2，示出了電機20和第二復(fù)合齒輪36、具體地是其第二齒輪部件38。圖5還示出了用于設(shè)備的呈印刷電路板形式的微處理器控制器80，其控制設(shè)備的所有操作并且安裝在設(shè)備的內(nèi)部框架部分上。圖5還示出了用于器具的通/斷電源按鈕82，其使得能夠通過將電池84、在示出的實施例中是鋰聚合物電池連接至電機20來操作器具。當(dāng)通/斷按鈕82是接通時，電源燈亮起。器具還包括致動按鈕86，當(dāng)由用戶操作時該致動按鈕產(chǎn)生從器具的噴嘴端16出來的液體/氣體混合物的單次射出(噴發(fā))。
[0022]在操作中，通常情況下，隨著電機驅(qū)動齒輪22轉(zhuǎn)動，齒條62由于第二復(fù)合齒輪36的第二齒輪部件的部分組的齒輪39的動作而向后移動，齒條相對遠(yuǎn)離氣體筒的近端61移動，壓縮彈簧66抵著止擋件70。氣體通過氣體筒的遠(yuǎn)端14處的開口進入氣體筒。在不出的實施例中，彈簧66經(jīng)受30mm的壓縮。典型操作中的彈簧66以每隔400ms至900ms被連續(xù)地壓縮，取決于電機的精確轉(zhuǎn)速和控制組件的動作。能夠比每隔400ms更快地操作，甚至小至每隔100ms。
[0023]當(dāng)?shù)诙?fù)合齒輪36轉(zhuǎn)動使得復(fù)合齒輪36的第二齒輪部件的無齒齒輪部分40鄰接于齒條、使得第二齒輪部件與齒條之間不再有齒輪接觸并因此沒有齒輪將齒條保持在適當(dāng)位置時，彈簧66操作以使齒條快速向前移動，使齒條的被密封端在氣體筒中向前移動，迫使了氣體的噴發(fā)與由于被第二復(fù)合齒輪的軸37驅(qū)動的栗48的動作同時或稍微提前產(chǎn)生的液體(水)噴發(fā)一起進入混合室內(nèi)。典型地，每隔400ms至900ms (或更快)，電機軸的每轉(zhuǎn)有氣體的一個噴發(fā)；此外，電機軸的每轉(zhuǎn)有近似0.15ml的流體被提供至混合室。
[0024]更特別地，在操作的起動序列中，在電源按鈕82處于接通的條件下，由用戶按下致動按鈕84。這開始了設(shè)備的進氣沖程。在起動位置時，齒條構(gòu)件62和密封件64完全向前，其中第二復(fù)合齒輪的第二齒輪部件的部分組的齒39恰好與齒條構(gòu)件62的后端接合。如上指示的電機20啟動整個齒輪系的動作，導(dǎo)致齒條構(gòu)件62在氣體筒中向后移動并且使密封件64后退。這導(dǎo)致彈簧66的壓縮，并且氣體的拉動到氣體筒內(nèi)。隨著電機和齒輪系操作，蠕動栗組件46操作，引起了栗48使諸如水等的流體移動到設(shè)備的混合室內(nèi)。第二復(fù)合齒輪36的外齒輪部件34在其外表面包括磁體88 (圖5)。隨著齒輪34轉(zhuǎn)動，被定位在器具的內(nèi)部框架部分上的霍爾效應(yīng)傳感器90在當(dāng)磁體移動經(jīng)過傳感器時檢測該磁體，并且作為響應(yīng)起動控制器80中存在的軟件實施的延遲時間，該延遲時間在時間結(jié)束時關(guān)斷電機20。軟件延遲的定時被建立成使得電機20不切斷直到操作循環(huán)的排氣部分起動之后。
[0025]在循環(huán)的排氣部分中，當(dāng)齒條62和密封件64被拉至它們的最靠后位置時，在彈簧66由于部分組的齒39的動作而抵著止擋件70被完全壓縮的狀態(tài)下，第二復(fù)合齒輪的由于電機的動作的進一步轉(zhuǎn)動導(dǎo)致第二齒輪部件38的無齒部分40鄰接于齒條使得在第二齒輪部件38與齒條之間脫開接合。齒條62和密封件64被彈簧66的釋放動作驅(qū)動而快速向前移動。氣體筒中的氣體被迫使迅速離開氣體筒進入混合室內(nèi)，在那里它與其中存在的液體混合。呈單次噴發(fā)形式的所形成的液體/氣體混合物接著被迫使離開噴嘴。
[0026]霍爾效應(yīng)傳感器軟件延遲超時并且電機被切斷。齒輪系中的動量允許第二復(fù)合齒輪36的第二齒輪部件38繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到部分組的齒39初始地與齒條62的第一個齒附近的齒接合。該少量轉(zhuǎn)動導(dǎo)致一些水由于蠕動栗的繼續(xù)動作而被移動到混合室內(nèi)。被提供用于各射出的水的總量是由蠕動栗48的完全360°轉(zhuǎn)動所提供的水的量。
[0027]此時，設(shè)備現(xiàn)在處于開始下一射出/噴發(fā)的狀態(tài)。根據(jù)操作電機的軟件定時器動作，各操作序列結(jié)束時的齒輪系在各射出之后在相同位置停止。延遲定時器還起到防止用戶操作該單元太迅速并且使電機過熱的作用。它防止另一操作序列的起動，即使致動按鈕84被按下。在延遲時間結(jié)束時，按下致動按鈕將啟動設(shè)備的動作，產(chǎn)生液體/氣體混合物的連續(xù)噴發(fā)。
[0028]氣體和液體的連續(xù)噴發(fā)被以適當(dāng)?shù)囊恢碌亩〞r在混合室58中匯聚到一起，所形成的混合物通過端口 16從混合室離開，通過噴嘴組件被朝向用戶的牙齒導(dǎo)向用于其清潔。
[0029]圖6示出這樣的器具70的外觀。它包括手柄/接收器部分72和延伸的噴嘴部分74。位于手柄/接收器部分72中的是液體/氣體混合物噴發(fā)發(fā)生系統(tǒng)和用于其的電源，如上面圖1至圖5所