專利名稱：一種超聲波牙刷的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種牙刷，更具體地說，涉及一種具有超聲波清洗功能的超聲波牙刷。
背景技術：
超聲波清洗的原理可以用“空化”現(xiàn)象來解釋，所謂空化即為空穴在液體中形成及 空穴迅速閉合，當超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時，超聲波的音波 壓強峰值就可以達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓 力，將液體拉裂成空洞，該空洞在超聲波壓強反向達到最大時破裂，由于破裂時產(chǎn)生的強烈 的沖擊波，該沖擊波可以將附著在物體上的污物撞擊下來。只有在某區(qū)域的液體壓力低于 該氣泡內氣體壓力時才會在該區(qū)域產(chǎn)生空化現(xiàn)象，故超聲波振幅足夠大時才能滿足這一條 件。產(chǎn)生空化所需的最小功率被稱為空化臨界點。不同的液體存在不同的空化臨界點，故 超聲波能量必須超過該臨界點才能達到清洗效果。也就是說，只有能量超過臨界點才能產(chǎn) 生空化泡，以便進行超聲波清洗。在水中產(chǎn)生空化現(xiàn)象時，超聲波的功率密度要達到0. 3W/ cm2以上。超聲波的頻率對超聲波的空化作用影響也很大，超聲波頻率越低，在液體中產(chǎn)生 空化越容易，頻率越高，所需要的聲強即功率密度越大，當超聲波頻率在20 IOOkHz范圍 時，空化產(chǎn)生的空穴在消失過程產(chǎn)生的沖擊作用十分突出。當超聲波的頻率處在特高頻率 范圍時，例如超過IOOOkHz時，超聲波的作用主要是其本身巨大的能量作用，并不產(chǎn)生空化 現(xiàn)象?，F(xiàn)有技術的超聲波牙刷其電源、振蕩電路和超聲波發(fā)生器件都設置在牙刷主體 內，電源一般采用電池或可充電電池，超聲波發(fā)生器一般采用壓電陶瓷片，這種結構產(chǎn)生的 超聲波頻率高、功率密度小，很難達到空化臨界點，難以實現(xiàn)超聲清洗。例如一項中國專利 申請(申請?zhí)朇N200410021841. 7)公開的超聲波振動牙刷，所采用的超聲波發(fā)生器是超聲 波瓷片，振動頻率在為1. 6 2. 4MHZ，產(chǎn)生的超聲波的功率密度僅為10 lOOmW/cm2，根本 無法實現(xiàn)空化清洗，只是利用超聲振動產(chǎn)生的流體振動來清潔牙齒，清潔功能有限。又如 另一項中國專利(專利號ZL200820023178.8)公開的超聲波牙刷，其超聲波換能片產(chǎn)生 300kHz 500kHz的超聲波，也同樣很難實現(xiàn)超聲空化清洗。上述這類牙刷只能稱之為超聲 振動牙刷。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述超聲波牙刷難以實現(xiàn)超聲波 清洗的缺陷，提供一種可以實現(xiàn)超聲波清洗功能的超聲波牙刷。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種超聲波牙刷，包括具有高 頻振蕩信號輸出的電源，其特征在于，還包括一體成型的牙刷本體、密封在牙刷本體頭部的 超聲波發(fā)生裝置、以及由牙刷本體中引出的用于連接所述超聲波發(fā)生裝置和所述電源的導 線。
在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述超聲波發(fā)生裝置包括金屬殼體、與金屬殼體 配合的上蓋、以及置于殼體內的超聲波換能器，所述超聲波換能器粘接固定在所述金屬殼 體的內壁，所述超聲波換能器通過所述導線與所述電源電連接。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述超聲波換能器包括依次疊放在一起的下金屬 蓋板、兩片壓電陶瓷片和上金屬蓋板；還包括設置在兩片壓電陶瓷片之間的正極金屬接線 片、設置在上金屬蓋板和壓電陶瓷片之間的負極金屬接線片；還包括穿過所述上金屬蓋板、 壓電陶瓷片、正極金屬接線片和負極金屬接線片并將上述部件緊固在一起的預應力螺桿， 兩片所述壓電陶瓷片和預應力螺桿之間設置有絕緣套管。
在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述超聲波換能器的頻率為30kHz 70kHz。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述超聲波換能器的頻率為40kHz。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述金屬殼體開口處延伸出向外反折的折邊。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述金屬殼體為不銹鋼材質。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述導線為帶有屏蔽層的導線。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述牙刷本體的頭部設置有刷毛。在本發(fā)明所述的超聲波牙刷中，所述牙刷本體的頭部為無刷毛式結構。實施本發(fā)明的超聲波牙刷，具有以下有益效果1、本發(fā)明的超聲波牙刷采用一體成型的牙刷本體，超聲波發(fā)生裝置密封在牙刷本 體的頭部，具有很好的防水密封效果；2、電源采用外置式電源，可以提供超聲清洗所需要的足夠的功率；3、超聲波換能器采用雙片壓電陶瓷結構，在較大功率和較高振幅的條件下具有很 好的機電轉換效率，保證超聲清洗的實現(xiàn)；4、超聲波換能器的頻率在30kHz 70kHz，優(yōu)選40kHz，處于該頻率的超聲波具有 空化腐蝕量小噪音低等優(yōu)點；5、連接電源和超聲波發(fā)生器的導線采用帶有屏蔽層的導線，可以防止漏電以及干 擾，使用更加安全可靠。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明超聲波牙刷的結構示意圖；圖2是本發(fā)明超聲波牙刷中超聲波發(fā)生裝置立體示意圖；圖3是本發(fā)明超聲波牙刷中超聲波發(fā)生裝置俯視圖；圖4圖3中B-B剖視圖；圖5是本發(fā)明超聲波牙刷中超聲波發(fā)生裝置的超聲波換能器的立體示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，在本發(fā)明的超聲波牙刷的一個實施例中，包括一體注塑成型的牙刷 本體10、密封在牙刷本體頭部11的超聲波發(fā)生裝置20、以及由牙刷主體10中引出的導線 30，超聲波發(fā)生裝置20和導線40的一部分在牙刷主體10注塑成型時封入牙刷主體10內， 本發(fā)明的超聲波牙刷還包括具有高頻振蕩信號輸出的電源(未示出)，導線30連接超聲波發(fā)生裝置20和電源，本發(fā)明中的電源采用可以產(chǎn)生30kHz 70kHz高頻振蕩電壓的公知的 振蕩電路，優(yōu)選可以產(chǎn)生40kHz高頻振蕩電壓的振蕩電路，該電源和市電相連，輸出端接導 線30，該電源產(chǎn)生的電壓波形為近似正弦波，該電壓信號加載在超聲波發(fā)生裝置20上，由 超聲波發(fā)生裝置20將電能轉化成高頻的機械振動。電源的輸出可以是間歇的或連續(xù)的。如圖2 圖4所示，本發(fā)明的超聲波牙刷的超聲波發(fā)生裝置包括外殼21、與外殼21配合的上蓋22、以及置于外殼21內的超聲波換能器。相對現(xiàn)有的采用壓電陶瓷片作為 超聲波發(fā)生器件，換能器的功率要大一些，能在口腔內引發(fā)空化效應，從而達到超聲波清洗 的目的。超聲波換能器通過換能膠32粘接固定在外殼21的內壁上，所采用換能膠是一種 雙組分樹脂膠。參看圖4和圖5，本發(fā)明的超聲波牙刷中的超聲波換能器包括依次疊放在一起的 下金屬蓋板26、兩片壓電陶瓷片24和25和上金屬蓋板23 ；還包括設置在兩片壓電陶瓷片 24和25之間的正極金屬接線片27、設置在上金屬蓋板23和壓電陶瓷片24之間的負極金 屬接線片28 ；還包括穿過所述上金屬蓋板23、壓電陶瓷片24、正極金屬接線片25和負極金 屬接線片26并將上述部件緊固在一起的預應力螺桿29，兩片所述壓電陶瓷片24、25和預 應力螺桿29之間設置有絕緣套管30。下金屬蓋板26上設置有與預應力螺桿29配合的螺 紋孔，在實際應用中也可以和螺母配合的方式緊固構成超聲波換能器的部件。正極金屬接 線片27和負極金屬接線片28分別與導線30的連接；壓電陶瓷片25 —面與正極金屬接線 片27接觸，另一面通過導電的預應力螺桿29以及上金屬蓋板23和下金屬蓋板26與負極 金屬接線片連通。采用金屬接線片的而不是直接焊接在壓電陶瓷片上的原因在于這樣不會 導致因為高頻振動而導致焊點脫焊。本發(fā)明的超聲波牙刷中的超聲波換能器的頻率為30kHz 70kHz，優(yōu)選40kHz，處 于該頻率的超聲波的空化作用腐蝕量和噪音都比較小，適合牙齒的清洗。為了使超聲波發(fā)生裝置20牢固的密封在牙刷本體10內，參看圖2和圖4，外殼21 的開口處延伸出向外反折的折邊31，牙刷主體10注塑成型時，折邊31嵌入牙刷主體10，這 種結構使得超聲波發(fā)生裝置20和牙刷主體10不會因為振動而脫離，從而影響超聲波的傳 播。在本發(fā)明的超聲波牙刷中，超聲波發(fā)生裝置的殼體21為金屬材質，優(yōu)選不繡鋼材 質。在本發(fā)明的超聲波牙刷中，刷頭可以采用無刷毛結構，也可以采用帶有刷毛的結 構，優(yōu)選帶有刷毛的結構，刷毛可以防止刷頭直接接觸牙齒，更舒適一點。在本發(fā)明的超聲波牙刷中，導線30采用帶有屏蔽層的導線，屏蔽層和電源的地線 相連，使本發(fā)明的超聲波牙刷更加安全可靠。在本發(fā)明的超聲波牙刷中，超聲波發(fā)生裝置可以是一個也可以是兩個。使用時口腔內包一口清水或者漱口液，將牙刷本體的頭部伸入口腔，打開電源，超 聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生的超聲波在口腔的液體內產(chǎn)生空化效應，將牙齒上附著的污垢沖擊下 來，從而實現(xiàn)超聲清洗的功效。本發(fā)明的超聲波牙刷，結構簡單可靠，成本低，非常適于家庭使用。上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體 實施方式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利 要求所保護的范圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
權利要求
一種超聲波牙刷，包括具有高頻振蕩信號輸出的電源，其特征在于，還包括一體成型的牙刷本體、密封在牙刷本體頭部的超聲波發(fā)生裝置、以及由牙刷本體中引出的用于連接所述超聲波發(fā)生裝置和所述電源的導線。
2.根據(jù)權利要求1所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述超聲波發(fā)生裝置包括金屬殼 體、與金屬殼體配合的上蓋、以及置于殼體內的超聲波換能器，所述超聲波換能器粘接固定 在所述金屬殼體的內壁，所述超聲波換能器通過所述導線與所述電源電連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述超聲波換能器包括依次疊放 在一起的下金屬蓋板、兩片壓電陶瓷片和上金屬蓋板；還包括設置在兩片壓電陶瓷片之間 的正極金屬接線片、設置在上金屬蓋板和壓電陶瓷片之間的負極金屬接線片；還包括穿過 所述上金屬蓋板、壓電陶瓷片、正極金屬接線片和負極金屬接線片并將上述部件緊固在一 起的預應力螺桿，兩片所述壓電陶瓷片和預應力螺桿之間設置有絕緣套管。
4.根據(jù)權利要求3所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述超聲波換能器的頻率為 30kHz 70kHz。
5.根據(jù)權利要求4所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述超聲波換能器的頻率為 40kHz。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述金屬殼體開口處延 伸出向外反折的折邊。
7.根據(jù)權利要求6所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述金屬殼體為不銹鋼材質。
8.根據(jù)權利要求7任一項所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述導線為帶有屏蔽層的 導線。
9.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述牙刷本體的頭部設 置有刷毛。
10.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的超聲波牙刷，其特征在于，所述牙刷本體的頭部 為無刷毛式結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波牙刷，包括具有高頻振蕩信號輸出的電源，還包括一體成型的牙刷本體、密封在牙刷本體頭部的超聲波發(fā)生裝置、以及由牙刷本體中引出的用于連接所述超聲波發(fā)生裝置和所述電源的導線。本發(fā)明的超聲波牙刷的超聲波發(fā)生裝置包括具有雙壓電陶瓷片的超聲波換能器，功率大，能在口腔內產(chǎn)生超聲空化現(xiàn)象，從而實現(xiàn)超聲波清洗的功能。該超聲波牙刷，結構簡單可靠，成本低，非常適于家庭使用。
文檔編號A61C17/20GK101836901SQ20091010620
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權日2009年3月20日
發(fā)明者楊文星, 楊鳴秋, 鄭華, 黃志道 申請人:鄭華