專利名稱：用于電動牙刷的流體分配和再充系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及流體分配電動牙刷，尤其是涉及這樣一種牙刷，其具有一個體內(nèi)儲存器和再充裝置及一個流體通道裝置，該流體通道裝置包括一個位于牙刷刷頭部分中的泵元件。所述泵元件利用移動刷頭的動作將流體從體內(nèi)儲存器移到刷頭上的硬毛處。
一些電動牙刷流體分配系統(tǒng)利用牙刷自身的動作將牙膏從儲存器抽到硬毛處，例如Giuliani等的美國專利US5,309,590中所示。一些用于手動和電動牙刷的流體分配系統(tǒng)的代表例包括Balamuth的美國專利US3,547,110；English等的美國專利US5,066,155；Lusting的美國專利US5,208,933及Kuo的美國專利US5,062,728。
用于牙膏的儲存器通常設(shè)置在牙刷的把手部分，例如′590專利中所示，或者設(shè)置在一個單獨的裝置中，例如′110專利中所示。在一些情況中，儲存器是一次性的，因此當(dāng)儲存器中的流體被用完時，儲存器本身被拋棄并插入一個新的儲存器，這樣一種系統(tǒng)見′370專利。在其余的系統(tǒng)中，儲存器是可再充的。通常，儲存器包含用于流體牙膏或藥物的大量特殊應(yīng)用的足夠流體。
用于將流體從刷頭進行分配的各種系統(tǒng)也是已知的。在一些情況中，流體從刷頭上的許多孔分配，例如′492專利中所示，而在其余的情況中，流體通過硬毛本身分配，例如Evans的美國專利US4,039,261中所示。
但是，流體分配系統(tǒng)往往難以操作，而且是不可靠和昂貴的。許多這種系統(tǒng)太復(fù)雜了以致不能可靠操作，而且/或不能正常工作，而其余系統(tǒng)由于流體管路或排出孔的堵塞或差的泵送作用等原因而不能工作。另外，難以設(shè)計一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個足夠小的可以裝在一個普通牙刷結(jié)構(gòu)中的泵。一般使用外部泵，它們體積大而且昂貴。這些泵元件，無論是體內(nèi)的還是體外的，通常都太復(fù)雜了以致不能持續(xù)可靠地工作，或者太昂貴而不實用了。鑒于所有這些原因，用于手動和電動牙刷的流體分配系統(tǒng)還沒有特別成功。
由于潛在的利益，需要在電動牙刷中設(shè)置一個流體分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)可靠而且設(shè)計足夠簡單以使制造和維修是切實可行的。
本發(fā)明的公開內(nèi)容因此，本發(fā)明包括用于電動牙刷的一種流體輸送系統(tǒng)，其包括一個設(shè)置在電動牙刷的牙刷頭部內(nèi)的儲存器，其中所述頭部可從牙刷的把手部分拆下；一個泵元件及相關(guān)的流體管路，用以將流體從儲存器移到牙刷頭部的刷頭部分；以及一個設(shè)置在刷頭中的分配元件，該元件連接到所述的流體管路，在所述泵元件提供的壓力下，用以從泵元件接收流體并容許流體從其排出到硬毛附近。
本發(fā)明還包括用在電動牙刷的流體輸送系統(tǒng)中的一種泵，其包括一個泵元件，用以將流體從一個儲存器移到位于牙刷刷頭部分中的一個分配元件，其中所述泵元件包括一個室和一個球，在牙刷操作期間該球與刷頭的運動響應(yīng)在所述室中運動，其中所述球在室中的運動導(dǎo)致流體從儲存器移入泵元件，然后用足夠的壓力移出泵元件以將流體移到分配元件并在然后從其移出。
本發(fā)明還包括一種用于電動牙刷的再充系統(tǒng)，用于和具有一個內(nèi)置儲存器的電動牙刷一起使用，工作期間流體從該儲存器移到刷頭中的硬毛，內(nèi)部儲存器具有至少一個使用單位的小容積，所述再充系統(tǒng)包括一個與電動牙刷分開的外部再充裝置，該再充裝置具有一個流體儲存器，其容納大量體積的流體，至少是若干使用單位容積的流體；與再充裝置和電動牙刷相關(guān)的裝置，用于產(chǎn)生一個從再充裝置到電動牙刷的流體通道；以及用于將流體從再充裝置移到電動牙刷的內(nèi)部儲存器中的裝置。


圖1是一個牙刷的示意圖，該牙刷包含本發(fā)明的流體分配系統(tǒng)。
圖2是圖1牙刷頭部的一個局部分解圖。
圖3是一個示意圖，表示本發(fā)明的流體分配系統(tǒng)的一部分。
圖4A和4B是本發(fā)明的流體分配系統(tǒng)的一個再充閥的橫剖圖，其中具有和沒有一個再充針(needle)。
圖5是一個局部分解圖，表示泵元件和刷頭。
圖6和7是表示流體在儲存器和刷頭之間運動的橫剖圖，包括移動流體的泵元件。
圖8是表示流體輸送系統(tǒng)分配閥的橫剖圖。
圖9到13表示本發(fā)明的再充裝置及再充圖1所示牙刷的體內(nèi)儲存器的過程。
圖14是再充裝置的一個頂視圖。
圖15是圖5至8所示泵元件的另一個實施例的局部分解圖。
圖16是圖15所示泵元件的一個橫剖圖。
圖17是圖15所示泵元件的另一個橫剖圖。
圖18是圖15所示泵元件的泵室部分的一個橫剖圖。
圖19是圖15所示泵元件頂部的一個示意圖。
圖20是圖15所示泵元件的泵室部分的另一個橫剖圖。
以標(biāo)號10表示的圖1所示的電動牙刷包括一個把手部分12和一個可動頭部14。在把手部分中的是一個電動單元，包括驅(qū)動刷頭18的一個電磁驅(qū)動器和一個電池，刷頭以一種左右方式安裝在一個可轉(zhuǎn)動的臂上，這在下面將要詳細論述。牙刷10由一個按鈕打開/關(guān)閉開關(guān)19控制。
圖2是一個分解圖，表示圖1牙刷頭部14的基本元件。所述頭部包括兩個配合的主體元件22和24，其圍繞一個支承元件32裝配在一起。主體元件24包括一個用于刷頭18的伸出的護罩26。刷頭18安裝在一個轉(zhuǎn)臂30上，接著該臂被安裝在一個扭轉(zhuǎn)銷軸元件33周圍以便轉(zhuǎn)動，元件33在支承元件32的相對側(cè)之間延伸。轉(zhuǎn)臂30由牙刷把手部分12中的一個電磁驅(qū)動器(未示出)驅(qū)動，該驅(qū)動器作用在轉(zhuǎn)臂30端部的磁元件36上。有關(guān)這樣一種牙刷結(jié)構(gòu)和操作的更詳細描述見Giuliani等的美國專利US5,378,153，其具有和本發(fā)明相同的受讓人。
橡膠密封38和塑料環(huán)40將臂30密封到主體元件22和24，防止潮氣返回頭部14。一個螺母部分15通過螺紋連接將頭部14連接到把手部分12。位于一個內(nèi)腔46中的是一個體內(nèi)儲存器50，該內(nèi)腔由兩個配合的主體部分22和24形成。體內(nèi)儲存器50一般是箭頭狀的，大約兩英寸長，具有沿其周邊連在一起的前后類似的彈性塑料板。該實施例所示的體內(nèi)儲存器50通常容納一次刷牙所需的足夠流體，即一個“使用單位”。這種較小的體內(nèi)儲存器容積是重要的，原因在于它容許一個流體儲存器設(shè)置在圖1所示牙刷結(jié)構(gòu)的可動頭部14中。這種設(shè)置具有許多優(yōu)點，包括一個較短的流體通道和一個整體簡化的結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)替換頭部14時，例如當(dāng)刷頭18的硬毛磨損時，儲存器50及相關(guān)的流體輸送系統(tǒng)是替換單元的一部分。
參照圖2和3，從儲存器50延伸的是一個短管部件52，該部件裝配到一個再充閥56的下端，這在下面詳細描述。位于管部件52入口上面、從再充閥56側(cè)面延伸的是一個彈性流體管路60，在該實施例中的是一個直徑約0.10英寸、長約1英寸的彈性塑料材料的管路。流體管路60連接到一個流體入口管62，管62的直徑約為0.05英寸并延伸到其鄰近端64處的刷頭18中。
圖5至8表示刷頭18中的流體輸送結(jié)構(gòu)，包括一個流體泵66、一個位于基座元件76中從泵66延伸的流體輸送腔68、及一個流體分配閥70，該閥從輸送腔68向上延伸，經(jīng)過刷頭表面71上的刷頭18進入牙刷的硬毛區(qū)域72。
流體入口管62延伸到刷頭18中，在該處它連接流體泵66的入口區(qū)域83(圖7)。流體泵66是一個不規(guī)則的塊，具有一個從其橫向延伸的柱狀孔75。流體泵66設(shè)置在細長的基座元件76的一端。細長的基座元件76約0.03英寸厚并具有一個挖去部分或腔部68，該部68從泵66大約延伸到基座元件76的另一端。該實施例中所示的腔部68約為0.015英寸深。
如圖5所示，該實施例中所示的流體泵66和基座元件76形成一個整體元件，該元件裝入刷頭下表面中的一個相匹配的腔77中。腔77被如此構(gòu)造以便當(dāng)該整體元件正確地設(shè)置在腔77中時提供一個用于泵66中柱狀孔75端部的固體密封。流體輸送腔68連接泵66的出口部分85和分配閥70的下端。當(dāng)一體的泵和基座元件就位時，一個圍繞基座元件76中腔68的唇部84接觸刷頭中的一個配合表面87，提供一個圍繞腔68的液密密封。這樣腔68就作為一個連接泵66和分配閥70的流體輸送裝置。
泵66被構(gòu)造的具有可以被解除的相對拐角，被解除的部分分別從柱狀孔75的相對開口端繞過該塊體的相鄰拐角延伸到一個位置，該位置近似位于沿泵66的鄰近側(cè)的中央。這種結(jié)構(gòu)從圖6和7中看得最清楚。用作活塞的一個圓球63安放在氣缸孔75中。入口區(qū)域83重疊孔75的一段，而出口區(qū)域85重疊孔75的另一端。出口區(qū)域85連接到基座元件中的流體輸送腔68。因此，存在一個從管62到腔68的完整流體通道。球63在柱狀孔75中移動，當(dāng)工作中刷頭從左到右運動時，對進入孔75的流體產(chǎn)生一種泵送作用。
對于具有作用到閥70的足夠流體壓力的正確的泵送操作，在球63和柱狀孔75的內(nèi)表面之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙是重要的。在所示實施例中，該間隙約為0.0015英寸。
操作中，在排出沖程期間，當(dāng)球向孔75的排出或出口區(qū)域85運動時，流體即朝出口區(qū)域運動又繞過活塞朝孔75的入口區(qū)域83運動。在活塞的返回沖程(朝向入口區(qū)域83)，關(guān)閉的分配閥強迫流體繞經(jīng)球朝向出口區(qū)域，準(zhǔn)備下一個排出沖程。流率不完全取決于刷頭運動的大小，且因此是牙刷載荷的函數(shù)。當(dāng)刷頭系統(tǒng)是一個共振系統(tǒng)時，例如′153專利中所述的，當(dāng)硬毛與牙齒接觸時，流率增加。在流體通道的端部有或沒有分配閥都會出現(xiàn)泵送作用，而且工作中的泵送作用是自起動的，即它能泵送空氣。
由活塞頭的往復(fù)運動引起的活塞球63的往復(fù)動作迫使流體從泵的出口區(qū)域85流出并容許流體從流體管62進入入口區(qū)域83。在出口區(qū)域85中，流體繞泵體的拐角并沿鄰近側(cè)運動，被刷頭腔的壁約束到泵和基座元件裝配的地方中。流體進入基座元件76中的腔68，繞過靠近腔68端部的一個小轉(zhuǎn)向元件92進入分配閥70的基部96的內(nèi)孔94中。
分配閥70如圖8所示。內(nèi)孔94的直徑約為0.07英寸。所示實施例中的閥70為0.34英寸高。閥70被稱為一種“鴨嘴”閥，這是由于它在其自由端101處具有兩個會聚的唇部98和100。這兩個唇部98和100通常是關(guān)閉的，即被壓在一起，以防止流體泄漏和/或倒流。流體由刷頭的往復(fù)動作及泵的作用移送到閥70中，具有足夠的壓力強迫所述的兩個唇部98和100分開，在噴在活塞的各“排出”沖程中將流體分配到硬毛區(qū)域。所示的閥不僅防止作為一種潛在污染源的流體倒流，而且有助于使泵自起動并確定輸出流速。
“鴨嘴”閥70是已知的，其由一種彈性塑料材料制成，以便于唇部98和100的打開和關(guān)閉。在所示實施例中，閥70的自由端在刷頭基座上約伸處0.18英寸。它一般近似設(shè)置在硬毛縱向和橫向的中部，盡管這對于系統(tǒng)的正確工作是不必要的。
在工作中，當(dāng)刷頭18左右運動以使活塞球在柱狀孔75的入口和出口端之間往復(fù)運動時，小體積的流體(約0.00013cc)將被依次從儲存器通過泵66移送到分配閥70。閥70的唇部98、100與各個小流體浪稍微分開，但在該浪經(jīng)過之后再靠近。連續(xù)量的流體被強迫進入硬毛區(qū)域并由移動硬毛的動作輸送到牙齒的所需區(qū)域。
因此，在硬毛動作的過程中有一個流體到硬毛區(qū)域的連續(xù)輸送(以小的連續(xù)噴射)。該系統(tǒng)比已有的系統(tǒng)具有一些優(yōu)點。第一，流體輸送的連續(xù)(以連續(xù)噴射或脈沖的形式)特性防止流體在刷牙期間變稀，即這種情況，當(dāng)流體是傳統(tǒng)的牙膏或口腔藥物時，它在開始刷牙時被引入。第二，應(yīng)用本發(fā)明使所述流體的效果增強，這是由于流體能被直接供給硬毛作用的區(qū)域。
在所示牙刷的特殊作用中，以所述方式并具有′590專利所述的包括頻率和振幅的工作特性，牙膏或藥物流體的作用被反復(fù)增強，這是由于硬毛運動所產(chǎn)生的流體的空穴或其它作用。另外，這是流體到嘴部特定區(qū)域的精確輸送，包括齒齦線中及牙齒之間的牙齦區(qū)域。
因此，本發(fā)明的流體分配系統(tǒng)不僅實用和可靠，而且當(dāng)它在選定的工作條件下使用時還具有顯著的治療效果，例如′590專利中牙刷的運動所產(chǎn)生的那些。
如上所述，所示實施例中的儲存器50具有一個使用單位的容積，即所述容積足夠一次普通長度的刷牙，即兩分鐘左右。本發(fā)明的系統(tǒng)還包括一個用于一個使用單位儲存器的再充系統(tǒng)。該再充系統(tǒng)如圖9至14所示。
圖9表示整體上的再充裝置，其與圖1所示的牙刷一起使用。為了再充牙刷頭部的一個使用單位的儲存器50，再充裝置102向下安裝在牙刷的頂部，牙刷的頭部和刷頭部分向上延伸到再充裝置102的內(nèi)部。所述再充裝置包括一個殼體104，該殼體具有一個可以示出再充裝置一部分內(nèi)部的可視窗106，因此用戶可以確保牙刷的正確插入。
圖10表示再充裝置的各部分。它包括殼體104和一個內(nèi)芯元件110。內(nèi)芯元件110包括一個下部112，該下部的構(gòu)造可以容納牙刷頭部的上部并與其配合。刷頭18向上延伸穿過芯元件110中的一個孔114。芯元件110具有相對的側(cè)軌道116和118，它們在芯元件的外表面119上從芯元件的下邊緣117向上延伸。軌道116和118與殼體104內(nèi)表面120上相應(yīng)的配合導(dǎo)槽(未示出)配合。
這種設(shè)置容許芯元件110以可靠的方式在殼體104中上下運動一定的距離，沒有旋轉(zhuǎn)或左右運動。從芯元件110下部112的頂部向上延伸的是一個窄的延伸元件122，在其上端具有一個水平唇部124，在其底部具有兩個間隔開的翼形元件126和128，它們鄰近所述下部的頂部。芯元件110的下部112在其上端還包括一個鄰近翼形元件128的平面部分130。穿過該平面部分130延伸的是一個小孔132?？?32便于容納再充裝置的一個再充針。
位于芯元件110之上的是一個泵裝置140，其中包括一個再充儲存器111。位于泵裝置140之內(nèi)的是一個填充針142，其與安裝到一個密封裝置144的針的底部141垂直地取向，密封裝置144以一種和泵室內(nèi)周表面密封的關(guān)系裝配到泵裝置140的泵室部分145。位于泵裝置140頂部中的是一個孔150，該孔與泵裝置內(nèi)的再充儲存器111連通。一個頂部元件154咬合到泵裝置140的上唇部156。在頂部元件154中央處的是一個腔形部分158，在該部分的底部有一個孔160(在圖10中局部地示出)，該孔可以與泵裝置中的孔150對準(zhǔn)或不對準(zhǔn)，這取決于所述頂部元件的轉(zhuǎn)動位置。當(dāng)頂部元件處于正確位置以使這兩個孔160和150對準(zhǔn)時，再充儲存器111可以通過這兩個孔填充。
圖11至13是橫剖圖，表示用于牙刷中一個使用單位儲存器50的再充過程的步驟。在圖11中，牙刷剛被設(shè)置在再充裝置內(nèi)部，芯元件110位于其最下位置。在該位置中，延伸元件122的唇部124保留在再充裝置內(nèi)部的一個接收槽170中，和沒有牙刷位于再充裝置中的情況相同。在該位置中，填充針142的下端164恰好穿過芯元件表面130中的孔132。針底部141及密封裝置144位于泵室145內(nèi)的它們的最下位置。泵室145內(nèi)的一個彈簧174趨于將針底部141及密封裝置144保持在其最下位置。泵室145(原文為144？)下端的室入口閥176位于其關(guān)閉位置，如圖所示。針142的主體通過密封件178被密封到室145的下邊緣元件149。
當(dāng)牙刷再被用戶插入芯元件110中時，牙刷頭部的特殊構(gòu)造的彎曲肩部推靠牙刷元件122底部的翼形元件126、128(圖10)。該動作迫使延伸元件122向后足夠的距離，以便延伸元件頂部的唇部124移出接收槽170，同時容許芯元件在再充裝置中再向上移動。另外由用戶作用在牙刷上的向上壓力導(dǎo)致芯元件110的進一步向上運動，填充針142進一步穿過芯元件中的孔132并進入牙刷頭部14的再充閥56中(圖2所示)。
圖12表示芯元件運動的一個中間位置，在該處芯元件110的上表面抵靠填充針142的一個肩部180。為了到達該中間位置，芯元件已經(jīng)在填充裝置中向上運動了，但針本身及填充針142的底部141連接的密封裝置144都還沒有在泵室145中運動。入口閥176保持關(guān)閉。
現(xiàn)在參照圖13，牙刷的進一步向上運動將導(dǎo)致芯元件110在填充裝置中的進一步向上運動，所述芯元件向上推靠在填充針142的肩部180。針142、其底部141及密封裝置144在泵室145中向上移動，抵抗彈簧174的作用，在針底部141和泵室145的下端產(chǎn)生一個容積187。來自填充儲存器的流體由通過入口閥176的真空作用抽到容積187中，所述閥向上運動。當(dāng)針底部141及密封裝置144抵抗泵室145中彈簧174的作用向上移動時，容積187充滿流體。
填充針142具有沿其周邊隔開的孔，在該處它連接底部141。更詳細地說，針142通過一種“交叉絲”結(jié)構(gòu)連接底部141，“交叉絲”結(jié)構(gòu)的相鄰部分之間的空間通到針的中空內(nèi)部。當(dāng)芯元件在填充裝置中到達其最高位置時，容積187具有近似4ml的容量而且完全充滿來自填充儲存器111的流體。
在該位置處，刷頭稍回退。當(dāng)牙刷被抽回時，彈簧174的作用迫使密封裝置144、針底部141及填充針142本身在泵室145中向下移動，從而減小容積187。容積187中的流體被強迫通過填充針底部的“交叉絲”孔向下進入并通過填充針142的中空內(nèi)部并從所述針下端的孔188出去。
如上所述，在此位置處的針142中的孔188是位于牙刷的填充閥中。參照圖4A和4B，針142向下延伸穿過閥56中的一個頂部密封元件189近似到達其下端190。在區(qū)域193中閥56密封地圍繞針142，防止流體從針通過排出口194的任何倒流，出口194與流體管路60連接。從所述針中地孔188出來的流體通過口192進入流體管路52(圖3)，其導(dǎo)向體內(nèi)儲存器50。
從填充裝置進入儲存器50的流體量在所示實施例中約為4毫升，這是適于一次使用單位的量。但是，如果需要的話，取決于儲存器的容量，其它量可以被分配到體內(nèi)儲存器中。當(dāng)牙刷從填充裝置被充分地往回拉時，所述針、其底部及密封裝置回到它們在再充裝置中的原始位置，如圖12所示。然后將牙刷從所述再充裝置拆下，準(zhǔn)備一次使用流體，即一次刷牙。體內(nèi)儲存器50的再充發(fā)生在每次刷牙之前。
當(dāng)所示實施例包括一個一次使用單位的儲存器，而且該儲存器正為每次刷牙而被填充時，可以調(diào)整儲存器以便容納多于一次使用的流體。但是，外部再充裝置對于儲存器的方便再充仍是有用的，容許使用一個位于牙刷體內(nèi)的較小流體儲存器，因此節(jié)約了空間和泵送需求。
至此，已經(jīng)描述了用于電動牙刷的一種新的流體分配和再充系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括位于牙刷可動頭部中的一個小的使用單位儲存器。一個流體管路從所述儲存器延伸到位于刷頭中的一個小泵元件中。該泵元件隨著刷頭的往復(fù)運動提供了流體從儲存器到牙刷頭中一個分配閥的運動，從而使流體移動到硬毛。
體內(nèi)儲存器在每次使用之前由一個單獨的再充裝置再充，其中牙刷被插入該裝置。以特定順序的刷頭相對于再充裝置的運動導(dǎo)致再充儲存器中的流體通過牙刷頭部中的一個填充針和再充閥進入刷體內(nèi)的一個使用單位的儲存器。
圖5至8所述的泵結(jié)構(gòu)的一個替換實施例見圖15至20。被標(biāo)以202的整個泵局部地形成在刷頭204的底部203中。一個蓋元件214也是整體泵202的一部分。流體，例如一種牙膏通過一個進入管206被提供給泵202。形成在底部203中的泵202的一部分是一個圓柱狀的泵孔208?？稍诒每?08中移動的是一個球形活塞元件210，該元件也被稱為活塞球。
位于泵孔208排出端226處的是一個塞子元件212，其在泵孔208中具有一個特定的構(gòu)造。一個淺的流體出口部分215從泵孔208的排出端226延伸到一個單向閥216，該閥將流體引導(dǎo)至硬毛。圖15至20所示的替換實施例通常更有效而且會比前述實施例產(chǎn)生更高的壓力。
現(xiàn)在參照圖15至18，入口管206通過刷頭204的鄰近端219提供流體，例如牙膏到一個短通道220，該通道被模制到刷頭(圖16)中并將管206的遠端222連接到一個入口連接件224，該連接件在入口端227連接到泵孔208。在所示實施例中，入口連接件224被設(shè)置在泵孔208的頂部。
所示實施例中的泵孔208直徑比球形活塞元件210的直徑稍大，在所示實施例中為2mm。僅需要使泵孔的直徑稍大于活塞元件210的直徑，以便當(dāng)活塞元件在所述孔中移動以從泵孔中排出流體時維持泵孔中的壓力并使通過活塞元件的流體泄漏非常小。在所示實施例中，泵孔的直徑約為2.1mm、長度約為4.5mm。
設(shè)置在泵孔208排出端226的是一個塞子212。塞子212具有一個內(nèi)表面232(朝向泵孔)，該表面是中凹的，即盤形的，這在圖20中看得最清楚。在所示實施例中，所述彎曲稍大于球形活塞元件的彎曲度。在所示實施例中，塞子由彈性材料制成。
在球形活塞元件在泵孔208中運動期間，它在流體排出沖程的末尾接觸表面232，期間流體被活塞元件的運動從泵孔的入口端推到出口端。在所示實施例中，所述活塞元件由碳化鎢材料制成。例如，碳化鎢的增加密度可認(rèn)為是相對于鋼材增加了泵的壓力和性能。
影響性能的泵變量包括球形活塞元件的直徑、球形活塞的橫截面面積及球形活塞的質(zhì)量?；钊涂字g的間隙也影響性能。泵孔中的流體通過出口234排出，該出口位于泵孔排出端的頂部(圖20)。
從泵孔208排出的流體直接進入流體出口部分215，該部分在所示實施例中約為0.25英寸長、0.10英寸寬、0.02英寸高，并被限定在刷頭和蓋元件214的下表面214a中。蓋元件214從管206的通道220的起始處延伸到經(jīng)過流體排出通道215的端部229的一位置。
現(xiàn)在參照圖19，由蓋214下表面214a限定的流體排出部分包括兩個翼形延伸件236和238，它們從流體排出通道的縱向側(cè)邊朝向彼此延伸，使那個位置處的排出通道變窄。這兩個延伸件236和238通常是三角狀，而且經(jīng)過約0.08英寸的距離后將所述通道的寬度從0.10英寸左右縮小到0.04英寸左右。在將從泵孔208排出的流體向刷頭中的排出孔引導(dǎo)中，兩個延伸件236和238用作一個流體二極管，沿排出方向提供的流體流動阻力比沿相反方向提供的小。在延伸件236和238之外的是一個小元件240，該元件居中地設(shè)置在排出通道的兩側(cè)之間并從蓋的下表面214a向下垂入排出通道。所述排出通道終止在其側(cè)面向內(nèi)傾斜處并匯合在一個彎曲部分中。
直接位于元件240下方模制到刷頭底部203中的是一個圓形孔244，所示實施例中該孔的直徑約為0.10英寸?？?44通過刷頭延伸，通到硬毛延伸的表面。設(shè)置在孔244中以便它離開刷頭表面延伸并位于硬毛之間的是排出單向閥216。在所示實施例中，單向閥216是楔形的，與圖5至8中的鴨嘴形結(jié)構(gòu)相對?？偟脕碚f，如上所示，圖15至20的泵實施例通常更有效而且比前面披露的泵產(chǎn)生更好的壓力。
盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例在此處是被作為示例的，但應(yīng)該理解在不偏離本發(fā)明精神的情況下該實施例可以包含各種改變、變型及替換，這由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.用于電動牙刷的一種流體輸送系統(tǒng)，包括設(shè)置在電動牙刷的刷頭部分內(nèi)的儲存器裝置，所述頭部可從牙刷的把手部分拆下；一個泵元件及相關(guān)的流體管路，用以將流體從所述儲存器裝置移到牙刷頭部的刷頭元件；一個設(shè)置在刷頭中的分配元件，該元件連接到所述的流體管路，在所述泵元件提供的壓力下，容許流體排出到硬毛附近。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括設(shè)置到所述儲存器裝置外部的一個再充閥元件，其特征在于所述流體管路連接儲存器裝置、再充閥、泵元件及分配元件。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述泵元件被設(shè)置在所述刷頭元件中。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述泵元件包括一個室和一個球，在牙刷工作期間該球隨刷頭的運動在所述室中運動，其中所述球的運動導(dǎo)致流體從儲存器裝置進入所述泵元件，然后從所述泵元件進入所述刷頭中的分配元件。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述室是圓柱狀的并沿刷頭的橫向延伸，其中所述刷頭的運動是從一側(cè)到另一側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述分配元件是一個閥，其設(shè)置在刷頭中，使所述閥的一個自由端部延伸到位于刷頭底面之上處，在刷頭硬毛部分的中部。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述閥的自由端部包括一對彈性的、通常關(guān)閉的唇部，當(dāng)流體壓力通過泵元件的作用施加于其上時，它們打開以容許流體從其中排出。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述泵元件設(shè)置在一個基座元件上，所述基座元件在其中包括一個通道，該通道將泵元件的出口連接到所述分配元件。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述儲存器裝置具有約一個使用單位的流體容量。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述流體是一種牙膏。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述流體是一種用于口腔醫(yī)療的選定藥物。
12.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充閥元件包括用于接收來自一個再充裝置的針以及一個連接到所述儲存器裝置的通道的裝置，其中流體從外部流體源通過所述針進入所述儲存器裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充閥包括一個密封部分，該部分防止流體從所述針通過再充閥倒流。
14.用于電動牙刷的一種流體輸送系統(tǒng)，包括設(shè)置在一個牙刷中的儲存器裝置，所述儲存器具有約一個使用單位的流體容量；一個泵元件及相關(guān)的流體管路，用以將流體從所述儲存器裝置移到牙刷的刷頭元件；一個設(shè)置在刷頭中的分配元件，該元件連接到所述流體管路，在泵裝置提供的壓力下，容許流體排出到硬毛附近。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述泵元件設(shè)置在刷頭中。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述泵元件包括一個室和一個球，在牙刷工作期間該球隨刷頭的運動在所述室中運動，其中所述球的運動導(dǎo)致流體從儲存器裝置進入所述泵元件，然后從所述泵元件進入所述刷頭中的分配元件。
17.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述分配元件是一個閥，其設(shè)置在刷頭中使所述閥的一個自由端部延伸到位置位于刷頭底面之上處，在刷頭硬毛部分的中部。
18.一種用在電動牙刷的流體輸送系統(tǒng)中的泵，包括一個泵元件，用以將流體從一個流體儲存器移到位于牙刷刷頭部分中的一個分配元件，其中所述泵元件包括一個室和一個球，在牙刷工作期間該球隨刷頭的運動在所述室中運動，其特征在于所述球在所述室中的運動導(dǎo)致流體從儲存器移入泵元件，然后用足夠的壓力移出泵元件以將流體移到分配元件并在然后從其移出。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于所述室是圓柱狀的并沿刷頭的橫向延伸，其中所述刷頭的運動是從一側(cè)到另一側(cè)。
20.一種用于電動牙刷的再充系統(tǒng)，用于和具有一個內(nèi)置儲存器的電動牙刷一起使用，工作期間流體從該儲存器移到刷頭中的硬毛，內(nèi)部儲存器具有至少一個使用單位的小容積，所述再充系統(tǒng)包括一個與電動牙刷分開的外部再充裝置，該再充裝置具有一個流體儲存器，其容納大量體積的流體，至少是若干使用單位容積的流體；和再充裝置及電動牙刷相聯(lián)的裝置，用于建立一條從再充裝置到電動牙刷的流體通道；用于通過流體通道將流體從再充裝置移到電動牙刷的內(nèi)部儲存器中的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，包括一個位于電動牙刷中的再充閥元件，所述閥元件包括通向所述牙刷中儲存器的第一連接件和通向牙刷中一個泵元件的第二連接件。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充裝置的結(jié)構(gòu)容許牙刷以一種相互配合的關(guān)系插入牙刷中，以便當(dāng)牙刷以一種選定關(guān)系處于再充裝置內(nèi)時，所述流體通道從再充裝置建立到電動牙刷。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充裝置包括一個再充針，該針在其一端具有一個孔，用于將流體通過再充閥排出到電動牙刷中的內(nèi)部儲存器；在其另一端具有一個孔，用于從再充裝置中的儲存器接收流體，其中所述牙刷適于安裝到再充裝置中，以便當(dāng)再充閥和牙刷處于一種特定的位置關(guān)系時，所述針穿入所述再充閥。
24.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充系統(tǒng)包括一個可在兩個位置之間移動的頂部元件，其中在一個位置中頂部元件中的一個孔與再充系統(tǒng)其余部分的頂面中的一個孔近似對準(zhǔn)，導(dǎo)向其中的儲存器，因此再充系統(tǒng)中的儲存器可以被方便地再充，而在另一位置，所述頂部元件中的孔完全不與再充系統(tǒng)其余部分的頂面中的孔對準(zhǔn)。
25.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于所述再充裝置包括一個可在其中運動的芯元件，所述芯元件的結(jié)構(gòu)可以容納包括刷頭的牙刷上部，因此當(dāng)壓力被施加到抵靠芯元件的牙刷上時，芯元件運動，首先導(dǎo)致再充裝置中的一個中空針元件穿入牙刷中的再充閥，而且其中抵靠芯元件的刷頭的進一步運動導(dǎo)致所述針在再充裝置中的進一步運動，所述針具有一個底部和一個位于再充裝置的泵室部分中的密封元件，其中當(dāng)牙刷運動到其在再充裝置中的最高位置然后再向下運動時，流體進入泵室，然后進入中空針中，所述流體經(jīng)過所述針、再充閥并進入牙刷儲存器。
26.一種用在電動牙刷的流體輸送系統(tǒng)中的泵，包括一個泵元件，用以將提供到該處的流體移送到一個分配元件，所述泵元件適于被設(shè)置在牙刷的刷頭部分中，其中所述泵元件包括一個泵孔室和一個活塞元件，該元件在牙刷工作期間隨刷頭的運動在所述室中運動，其中進入泵孔室的流體在活塞元件的作用下沿其運動并從排出端排出，所述泵元件還包括一個刷頭中的流體排出通道部分，其在排出端處離開所述泵孔延伸，所述排出通道部分包括連接到所述分配元件的一個位于刷頭部分中的孔。
27.如權(quán)利要求26所述的產(chǎn)品，其特征在于所述泵孔室在其排出端包括一個中凹表面，該中凹表面具有和活塞元件的表面大約相同的曲率，所述活塞元件是球形的，其中工作中的活塞元件在一個泵循環(huán)的排出部分的末尾與所述中凹表面接觸。
28.如權(quán)利要求27所述的產(chǎn)品，其特征在于所述中凹表面是一個塞子的一部分，所述塞子形成泵孔的排出端。
29.如權(quán)利要求26所述的產(chǎn)品，包括兩個突出部，它們從流體排出通道的縱向相對側(cè)向其內(nèi)側(cè)延伸，導(dǎo)致流體排出通道的寬度變窄，它們設(shè)置在泵孔的排出端和刷頭部分中的所述孔之間。
30.如權(quán)利要求29所述的產(chǎn)品，其特征在于所述突出部被制成錐形以便流體排出通道的寬度沿突出部的整個長度逐漸減小。
31.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其特征在于所述流體排出通道的最大寬度約為0.10英寸，而且其中所述通道在相隔開的突出部之間變窄到約0.04英寸。
32.如權(quán)利要求26所述的產(chǎn)品，其特征在于所述泵形成在刷頭內(nèi)部并有一個相配的蓋元件。
33.如權(quán)利要求26所述的產(chǎn)品，其特征在于所述活塞元件由碳化鎢制成。
34.一種用在口腔護理裝置的流體輸送系統(tǒng)中的泵，包括一個泵元件，用以將提供到該處的流體移送到一個分配元件，所述泵元件適于被設(shè)置在口腔護理裝置的一個移動端部，其中所述泵元件包括一個泵孔室和一個活塞元件，該元件在口腔護理裝置工作期間與所述端部的運動響應(yīng)在所述室中運動，其中進入泵孔室中的流體在活塞元件的作用下沿其運動并從排出端排出，所述泵元件在所述端部還包括一個流體排出通道部分，其在排出端處離開所述泵孔延伸，所述排出通道部分包括連接到所述分配元件的一個位于所述端部中的孔。
35.如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，其特征在于所述泵孔室在其排出端包括一個中凹表面，該中凹表面具有和活塞元件的表面大約相同的曲率，所述活塞元件是球形的，其中工作中的活塞元件在一個泵循環(huán)的排出部分的末尾與所述中凹表面接觸。
36.如權(quán)利要求35所述的產(chǎn)品，其特征在于所述中凹表面是一個塞子的一部分，所述塞子形成泵孔的排出端。
37.如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，包括兩個突出部，它們從流體排出通道的縱向相對側(cè)向其內(nèi)側(cè)延伸，導(dǎo)致流體排出通道的寬度變窄，它們設(shè)置在泵孔的排出端和所述端部的所述孔之間。
38.如權(quán)利要求37所述的產(chǎn)品，其特征在于所述突出部被制成錐形以便流體排出通道的寬度沿突出部的整個長度逐漸減小。
39.如權(quán)利要求38所述的產(chǎn)品，其特征在于所述流體排出通道的最大寬度約為0.10英寸，而且其中所述通道在相隔開的突出部之間變窄到約0.04英寸。
40.如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，其特征在于所述泵形成在所述端部內(nèi)部并有一個相配的蓋元件。
41.如權(quán)利要求34所述的產(chǎn)品，其特征在于所述活塞元件由碳化鎢制成。
全文摘要
本發(fā)明的流體輸送系統(tǒng)包括一個設(shè)置在電動牙刷的頭部內(nèi)的一個使用單位的流體儲存器,其可從牙刷的其余部分拆下。一個泵元件設(shè)置在刷頭中并被如此構(gòu)造以便工作中刷頭的往復(fù)運動導(dǎo)致流體從儲存器移動到位于刷頭中的一個分配閥中。所述分配閥具有一個通常關(guān)閉的端部,其在來自泵的流體的壓力下打開。再充裝置與牙刷分開并被如此構(gòu)造以便安裝在牙刷的頂部。用在電動牙刷中的一個泵用于將流體輸送到硬毛。該泵包括一個泵室,一個活塞球設(shè)置在所述泵室中。所述泵包括一個流體排出通道,該通道連接泵室的排出端和刷頭中的一個孔,所述分配閥設(shè)置在刷頭中。
文檔編號A61C17/36GK1351483SQ00804977
公開日2002年5月29日 申請日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月13日
發(fā)明者S·E·哈爾, J·N·拉里默, K·米勒, R·泰勒 申請人:皇家菲利浦電子有限公司