專利名稱：具有產生有效牙齒清潔的驅動力能力的咬嘴的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及咬嘴型牙齒清潔器具，并且更具體地涉及用于有效清潔的咬嘴器具的特定操作特性。
現有技術口腔衛(wèi)生裝置的當前實施例，包括電動牙刷和咬嘴，并未針對刷毛尖端壓力進行最優(yōu)化以實現有效清潔。這是因為器具的實際加載以達到針對牙齒的刷毛尖端壓力完全由用戶控制。因此在此之前不了解對于清潔牙齒有效的電動刷洗器具中的最小刷毛尖端壓力。然而，對用于有效牙齒清潔的最小刷毛尖端壓力的了解是極為重要的，以便實現有效的咬嘴型牙齒清潔器具，其中用戶不具有對器具加載的任何控制并且因此不能影響針對牙齒的刷毛尖端壓力。器具單獨的作用必須產生所需水平的刷毛尖端壓力。除了有效的刷毛尖端壓力之外，同樣重要的是了解器具驅動機構的驅動力需求，以實現對于咬嘴的特定刷毛 區(qū)域面積和刷毛密度的期望刷毛尖端壓力。當前也不了解該驅動力信息，特別是對于覆蓋用戶牙齒的主要部分的咬嘴的驅動力信息。目前在缺乏關于實現特定刷毛區(qū)域和刷毛密度的有效清潔所需的刷毛尖端壓力和驅動力的可用信息的情況下，不能獲得能夠在非常短的時間段中進行整個嘴部區(qū)域或者其主要部分的有效牙齒清潔的咬嘴牙齒清潔器具的優(yōu)點。因此，期望確定該信息，使得能夠開發(fā)具有刷毛清潔元件的有效咬嘴器具。

發(fā)明內容
因此，具有有效清潔能力的咬嘴組件包括具有安裝在其上的用于接觸并清潔牙齒的刷毛的咬嘴托座，該咬嘴具有用于接觸牙齒的至少4cm2的刷毛區(qū)域面積；以及用于驅動咬嘴以使得刷毛區(qū)域朝向和遠離牙齒表面移動的驅動機構組件，該驅動機構包括對于3-15%的范圍內的刷毛尖端密度，提供足以產生6牛頓每cm2的最小刷毛尖端閾值壓力的驅動力的電機。


圖I是用于實現牙齒的有效清潔的咬嘴器具的示意性視圖。圖IA是圖I的裝置的一部分的示意性視圖。圖2是示出了對于3%的刷毛密度，以牛頓為單位的驅動力相對于刷毛尖端面積，并且示出了最小驅動力的曲線圖。圖3是示出了具有3%的刷毛區(qū)域密度的、對于各刷毛區(qū)域面積的最小和最大驅動力的曲線圖。圖4是示出了具有15%的刷毛區(qū)域密度的、對于各刷毛區(qū)域面積的最小和最大驅動力的曲線圖。
具體實施例方式用于清潔牙齒的咬嘴器具通常不需要用戶將針對牙齒的力施加到器具，即其通常是免持的，這是其優(yōu)點之一。圖I總體上示出了咬嘴器具10，其包括托座組件12，用戶的牙齒定位在其中。通常，托座12包括被稱為托盤的上部分14和下部分16，用于容納用戶的上頜和下頜中的牙齒。托盤部分可以包括相對側部分17、19以及前部分21，每個部分被分別驅動。盡管所示出的托座12能夠容納用戶的所有牙齒，但是咬嘴也可以被布置和配置為僅容納一部分牙齒。咬嘴由驅動機構組件20驅動，驅動機構組件20包括電機22?？梢园ㄎ⑻幚砥鞯@不是必需的。微處理器可用于例如利用最大電機電流調節(jié)/控制最大電機力，或調節(jié)/控制最大電機力和最大電機電流。在24處部分地圖示的刷毛區(qū)域位于托座組件12的內表面上，與牙齒表面相鄰，刷毛區(qū)域接觸牙齒的內部和外部表面，以及咀嚼(咬合)表面，以產生完整的(或部分的)牙齒清潔。盡管可以通過各種驅動機構布置和托座配置來產生托座12的各種運動，但是一個有效的清潔運動是刷毛朝向和遠離牙齒表面的橫向(內外)運動。 在替選方案中，可以通過囊狀物或彈簧裝置產生刷毛壓力，具有不同方向上的刷毛運動。如上文所述，對于利用任何電動口腔清潔器具的有效牙齒清潔的一個重要的考慮是針對牙齒的刷毛尖端壓力。許多這樣的手持牙齒清潔器具(特別是牙刷)中的刷毛尖端壓力由用戶控制。通常，牙刷僅覆蓋相對小的刷洗面積，例如，一個牙齒的一個表面。這也是除了相對于有效清潔的用戶壓力之外的一個因素。如上文所述，當前的口腔衛(wèi)生裝置，特別是牙刷，并未針對刷毛尖端壓力進行最優(yōu)化。實際上，使用電動牙刷的調查指出，用戶針對牙齒施加的刷毛尖端壓力的通常量遠小于對于有效清潔和舒適性而言最優(yōu)的量。在沒有用戶控制的咬嘴牙齒清潔器具中，對于所選擇的產生有效清潔所需的刷毛密度，通過咬嘴動作至少提供刷毛尖端壓力的最小值或閾值，對于器具的成功操作而言是關鍵的。此外，器具的驅動系統(tǒng)/機構必須能夠針對特定的刷毛密度和刷毛區(qū)域(由刷毛覆蓋的面積)提供至少產生最小閾值刷毛尖端壓力所需的力量。如上文所述，在此之前不了解閾值刷毛尖端壓力和驅動力的信息，這不利于有成本效益的咬嘴的設計。然而，如這里闡述的，已經發(fā)現產生牙齒的有效清潔所需的刷毛尖端壓力的最小值。該信息又允許設計有效的咬嘴器具以及對于咬嘴的驅動機構和電機布置的操作需求。本發(fā)明人已發(fā)現最小有效刷毛尖端壓力閾值約為6牛頓每cm2刷毛覆蓋面積。被限定為咬嘴中的刷毛的最小輪廓內的面積的最小刷毛區(qū)域面積是至少4cm2，以產生有效咬嘴布置，并且通常將是相當大的，高達例如用戶的嘴中的所有牙齒的表面積。此外，作為所有刷毛的橫截面積的和除以刷毛區(qū)域面積的刷毛密度的最小值對于要通過合理的清潔往復運動進行清潔的牙齒表面的覆蓋來說是3%。刷毛密度可以從3%向上變化。這里提供了用于15%的刷毛密度(呈現為對于用戶舒適性的最大值)和3%的刷毛密度的特定信息。根據以上信息，可以使用最小(閾值)刷毛尖端壓力乘以刷毛區(qū)域密度來計算驅動力能力閾值。在一個示例中，對于4cm2的刷毛區(qū)域面積(其被指示是用于咬嘴器具的最小值)和3%的刷毛密度，電機必須產生的最小力是O. 18牛頓每cm2。應認識到，4cm2的刷毛區(qū)域面積通常大于由電動牙刷覆蓋的最大刷毛區(qū)域面積，這使這里公開的咬嘴裝置區(qū)別于通常的電動牙刷。
圖2是示出了對于從4cm2直到IOOcm2的各個刷毛區(qū)域面積的、用于實現最小(閾值)刷毛尖端壓力的最小驅動力能力的曲線圖，其中刷毛區(qū)域面積的整個范圍大于通常的電動牙刷。圖2的曲線圖以圖線示出了相對于刷毛區(qū)域面積的驅動力能力。對角線30以牛頓為單位示出了閾值驅動力能力隨著咬嘴的刷毛區(qū)域面積的增加而增加。豎直線32是由咬嘴覆蓋的最小刷毛區(qū)域面積，例如4cm2。圖2基于3%的最小刷毛密度。由線30和32定界的面積34反映了產生咬嘴的有效清潔結果的操作面積。圖3也是對于3%的刷毛密度的曲線圖，其隨著刷毛區(qū)域的增加示出了最大驅動力能力值(以及來自圖2的最小驅動力能力值)。圖3在水平軸上參考刷毛區(qū)域面積，而在豎直軸上是電機的驅動力能力。圖3圖示了相對于電機的驅動力能力的咬嘴的完整的操作面積。線36表示在4cm2至SOcm2的范圍中、對于刷毛區(qū)域面積的有效清潔結果的最小驅動力。該線與圖2中的線30相當，盡管驅動力刻度不同(較大)。小的豎直線38是用于咬嘴的4cm2的最小刷毛區(qū)域面積。對角線40指示再次對于從4cm2 (最小)至SOcm2的刷毛區(qū)域面積的最大驅動力。該線限定了相對于維持用戶使用器具時的舒適性的最大驅動力。對于任何刷毛區(qū)域面積，在線40以上，電機力產生了通常對于用戶而言不適的刷毛尖端壓力。因此，對于從4cm2至SOcm2的各個刷毛區(qū)域面積，面積42限定了由有效性(線36)和舒適性(線40)定界的用于咬嘴的期望操作面積。圖4示出了對于15%的刷毛密度的相似信息。如圖可見，最大驅動力隨著刷毛區(qū)域密度的增加而增加。與圖2相似，線46(相當于圖2中的線30)指示最小驅動力，而線48指示最大驅動力。對于4cm2和80cm2之間的刷毛區(qū)域面積的由線46和48定界的面積50是在維持期望的用戶舒適性時的有效操作面積。下面給出的表格示出了第一欄的刷毛區(qū)域面積，其中連續(xù)的欄以牛頓為單位指示 對于3%的刷毛密度和15%的刷毛密度二者的最小驅動力和最大驅動力。最大力將隨著刷毛密度的增加而變化，盡管最大力對于刷毛區(qū)域面積的所有值，每單位面積是相同的。
權利要求
1.一種具有有效清潔能力的咬嘴組件，包括 咬嘴托座(12)，具有安裝在其上的用于接觸并清潔牙齒的刷毛(24)，所述咬嘴具有用于接觸牙齒的至少4cm2的刷毛區(qū)域面積；以及 驅動機構組件(20)，用于驅動所述咬嘴以使得所述刷毛區(qū)域朝向和遠離牙齒表面移動，所述驅動機構包括對于3-15%的范圍內的刷毛尖端密度，提供足以產生6牛頓每cm2的最小刷毛尖端閾值壓力的驅動力的電機(22)。
2.根據權利要求I所述的咬嘴組件，其中所述刷毛區(qū)域基本上成直角地朝向和遠離牙齒表面移動。
3.根據權利要求I所述的咬嘴組件，其中所述電機具有至少O.18牛頓每cm2刷毛區(qū)域面積的驅動力。
4.根據權利要求I所述的咬嘴組件，其中所述刷毛區(qū)域面積在4cm2至SOcm2的范圍內。
5.根據權利要求I所述的咬嘴組件,其中所述咬嘴托座能夠容納用戶的基本上所有的牙齒，以及其中所述刷毛區(qū)域覆蓋所述托座容納的所有牙齒。
6.根據權利要求I所述的咬嘴組件，其中所述電機產生的力被控制，以使得所述刷毛利用至少6牛頓每cm2和更大的刷毛尖端壓力產生有效清潔，同時將力限制到對于用戶是舒適的最大值，即約85牛頓每cm2或更小。
全文摘要
咬嘴組件包括用于在其中容納牙齒的托座(12)，該托座具有安裝在其上的用于接觸并清潔牙齒的刷毛(24)。該托座和刷毛覆蓋至少4cm。驅動機構(20)驅動托座，使得刷毛基本上成直角地朝向和遠離牙齒表面移動，該驅動機構包括電機(22)，該電機產生足以產生6牛頓每cm的最小刷毛尖端閾值壓力和85牛頓每cm的最大值的力。
文檔編號A61C17/22GK102665598SQ201080058979
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者A·盧姆班托賓, K·A·米勒, M·B·斯塔佩爾布羅伊克, P·A·黑斯特羅姆 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司