专利名称：采用声波导波管的口腔卫生装置的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及口腔卫生装置的领域，并且更具体而言涉及采用声波和/或超 声波声学机构的口腔卫生装置，例如牙刷。相关技术的简要介绍即使最有效的现存的电动牙刷在齿-对-齿的接触表面上，在齿龈_齿的接触点 上，在牙龈下面和刷毛或其它牙刷构件直接到达的范围之外的地方都会留下临床显著的 牙菌斑。许多利用声波和/或超声波机构的口腔卫生装置在本领域中是已知的。之前在 牙刷中利用超声波声能的努力都未能利用牙齿流体中形成的微泡，以用于促进除去牙菌 斑的目的，或未能考虑微泡和宏泡可能阻碍刷毛顶端范围之外的超声传播。某些采用超声技术的牙刷试图实现超声波从刷毛底部穿过刷毛本身或穿过发 泡的牙齿流体的传播，发泡的牙齿流体填充刷毛之间的空间。例如，Bock的美国专利 No.5,138,733和5,546,624公开了一种超声波牙刷，其具有手柄、电池组、电子驱动模 块、压电部件和可拆卸的牙刷头。Bock的美国专利No.5,247,716和5,369,831公开了一 种用于超声波牙刷的可拆卸的牙刷头，其具有多个刷毛束，由柔性材料构成的基本管状 的主体，以及将牙刷头固定在超声波装置上的张紧器件，从而有效地通过牙刷头从装置 中传送超声波频率振荡。因为传统的牙刷毛和发泡的牙齿流体可能降低而非促进超声波 的传播，所以这些参考专利中所公开的牙刷不能取得有效的超声波的传播。另外，当前 技术的牙刷中的超声系统并不利用牙齿流体中的特殊的泡沫结构。Parisi的美国专利No.3,335,443公开了一种牙刷，其联接在一种能够在较高 的声波和超声波频率下振荡的超声波振动手持式牙科器材上。Andress的美国专利 No.4,071,956公开了一种不是牙刷的装置，其通过超声波振荡而用于去除牙菌斑。作为美国专利No.RE 28,752而重新发布的Balamuth等人的美国专利 No.3,809,977,其公开了一种超声波成套器具，超声波电动机构造，和超声波变压器设 计，以供单独或组合使用。这种超声波电动机可以是具有可拆卸的顶端的压电材料，并 可包含在具有电接触器件的外壳中，该电接触器件适合于插入到连接在变压器上的适配 器中。Balamuth等人的美国专利No.3,840,932和No.3,941,424公开了一种超声波牙刷器 具，其配置成可发生超声波振荡，从而将机械振荡从一端传送到定位在另一端的刷毛元 件上。Kuris等人的美国专利No.3,828,770公开了一种利用在声波频率下重复的超声波 机械振荡突发，以便在使用期间产生超声波和声波振动，以用于清洁牙齿的方法。
Kuris的美国专利No.4,192,035公开了一种设备，其包括由带一对接触表面的压 电部件形成的伸长部件，牙刷部件适合于容纳在口中。适合装配在手柄中的外壳配置成 可接受压电部件。Kuris的美国专利No.4,333,197公开了一种超声波牙刷，其包括一种采 用空心外壳形式的伸长的手柄部件，其具有低电压线圈和在超声波频率下驱动的合作的 铁氧体芯。牙刷部件固定在芯上，并且黏附地固定在阻抗转移装置上，其则黏附地固定 在芯材料上。阻抗转移装置确保将超声能量从芯材料转移到牙刷上。Suroff的美国专利No.4,991,249和No.5,150,492公开了一种超声波牙刷，其具有 可拆卸地连接在超声波功率部件上的可更换的牙刷部件。Center美国专利Νο.5,311,632公开了一种用于从牙齿上除去牙菌斑的装置，其包 括具有较厚实的圆柱形的空心手柄和超声换能器的牙刷，空心手柄包含电动机，其可促 动而造成偏心安装的部件的旋转和整个装置的振动，超声换能器可促动而沿着牙刷产生 高频声波。日本申请ΝΟ.Ρ1996-358359，日本专利特许公开1998-165228公开了一种利用 超声波的牙刷，其中超声波发生器设于手动或电动牙刷的手柄中，并且超声波振动器安 装在牙刷中，并用导线连接至波形发生器。日本申请ΝΟ.Ρ2002-353110，日本专利特许公开2004-148079公开了一种超声波 牙刷，其中超声波振动从设置在牙刷头内部的压电振动器中辐射出来，并通过橡胶凸起 物群而发送至牙齿。Williams等人的美国专利No.6,203,320公开了一种用于清洁牙齿的电动操作的牙 刷和方法。该牙刷包括手柄，连接在手柄上的牙刷头，其具有多个中空的细丝刷毛，穿 过手柄和牙刷头的通道用于将流体输送到并穿过中空的细丝刷毛，还包括手柄中的电能 源，以及用于将脉动传送到所输送的流体中的振动元件。Takahata等人的美国专利出版物No.2003/0079305公开了一种其中牙刷体同时振
动和往复运动的电动牙刷。这种电动牙刷包括外壳主体部分，在外壳主体部分上面延伸 的臂，设置在臂顶端中的牙刷体，和设置在臂顶端内部的超声波电动机，其用于驱动牙 刷体。作为美国专利No.5,343,883重新发布的Murayama的美国专利NO.RE35,712，其
公开了一种用于除去邻间表面的牙菌斑的电动装置(即牙缝拉线)。该装置利用声能和固 定在柔性叉的两个耙齿之间的牙线，柔性叉可拆卸地连接在电动手柄上。电动机在声波 频率下回转，从而产生发送到柔性叉上的声能。Mosch等人的美国专利No.6,619,957公开了一种超声波密封器，其包括密封器顶 部，促动器材料，线圈，手柄外壳以及气动电流发生器。促动器材料，线圈和气动电流 发生器都包含在手柄外壳中。Sharp的美国专利No.6,190,167公开了一种供具有共振频率的牙齿密封器插入物 使用的超声波牙齿密封器。这种牙齿密封器插入物可拆卸地连接在手柄上，其具有联接 在可选择性地调谐的振荡回路上的励磁线圈，以产生具有振荡频率的控制信号，用于使 牙齿密封器振动。Martin的美国专利No.4,731,019公开了一种用于通过超声波操作进行刮治牙齿的 牙科器材。这种牙科器材具有带钩状构造及圆锥形尖头的远端，并包括磨粒，通常为金 刚石颗粒。
Giuliani的美国专利No.5,378,153公开了一种牙齿卫生装置，其具有主体部分和 扩展的共振器臂。这种装置在其主体内采用了电磁铁，其用于与两个永久磁铁协同以实 现围绕扭转销的振动作用。臂被驱动，使得刷毛顶端在一定的振幅和频率的范围内操 作，使刷毛顶端产生超过1.5米每秒的速度，从而实现刷毛顶端之外的清洁。美国专利出 版物NO.2005/0091770A1公开了一种利用声波导波管的牙刷，声波导波管促进了声能至 牙齿流体中的传送。声波导波管可结合声波构件和/或超声换能器一起使用。该出版物 的发明公开通过引用而完整地结合在本发明中。本领域中仍存在对改进口腔卫生的装置 的需求，尤其是改善在牙齿和牙龈之间，在牙齿之间的接触点上，以及刷毛直接作用之 外的地方的清洁作用。
发明内容
本发明提供了口腔卫生装置，其具有声波导波管，超声换能器组件和/或用于 产生声频振动的驱动电机。该装置的头部通常包括支撑结构，其具有声波导波管，超声 换能器组件，和一个或多个安装在那里的刷毛簇。手柄结构通常包含可再充电的电源， 产生声频振动的电动机，超声驱动回路，和控制器。装置头部可拆卸地安装在手柄上， 并且是可更换的。该装置还可包括电池充电座台，其可连接到外电源上，用于为电池再 充电。提供的用户接口包括至少一个接通/断开控制，并且在用户激活装置时，就启动 了一个工作循环。以下将详细地描述合适的超声操作参数和声频振动参数以及协议。在各种实施例中，本发明提供了口腔卫生装置，例如牙刷，其包括包含超声换 能器和声波导波管结构的手动(非电动化)牙刷，包含声波导波管结构的电动(电动化) 牙刷，以及包含超声换能器和声波导波管结构的电动(电动化)牙刷。声波导波管结构 结合超声换能器和/或用于产生声频振动的电动机，并可选地结合一簇或多簇刷毛，其 作用在操作环境下的流体中的微泡流上，以便在流体中引起空穴、声流和/或声微流现 象。牙刷头的声频振动，结合从声波导波管以超声频率发送声能，和/或结合一簇或多 簇刷毛的振动，其还产生了有利的口部触感，刺激和按摩了齿龈和其它牙齿组织，总地 说来，改善了牙齿清洁体验。在这里所述的条件下，利用与超声换能器和/或产生声频振动的电动机相结合 的声波导波管的口腔卫生装置例如牙刷，其改善了清洁特性和对生物膜的破坏。如这里 详细所述，根据本发明的口腔卫生装置通过声波导波管的运动，包括声波运动而有效地 提高了发泡流体的流量，并且通过导波管和/或一簇或多簇刷毛的运动而促进气泡的成 形。牙刷头的声频振动使刷毛顶端移动并激励刷毛顶端，使其面通过直接的刷毛接触而 清洁牙齿，并且还在包围导波管的牙齿流体中产生泡沫，当暴露于超声频率下的声能中 时，这些泡沫改善了牙菌斑和生物膜的除去作用。在利用超声换能器的实施例中，本发明的装置有效地发送由超声换能器产生的 超声波，并将那些波通过声波导波管而传播到口腔和牙齿流体中，以改善牙菌斑的破坏 和除去作用，并减少对生物膜的破坏。根据本发明所述参数进行操作的利用超声换能器的本发明装置在结合声音构件 的条件下，有效地促进了发泡流体的流动，并传送超声波，以便在刷毛和超出刷毛处， 例如超出刷毛顶端大约0.5mm至大约7mm处，更典型地在超出刷毛顶端至少大约Imm至高达大约5mm处产生清洁效果。刷毛簇和声波导波管在声频下的振动产生了发泡流动， 并改善了清洁作用，即使在缺乏超声换能器的作用，以及在超声频率下通过声波导波管 传送声能的条件下也是如此。然而，正是超声换能器，声波导波管和声音构件的结合， 其共同实现了本发明的最有效的电动牙刷实施例，并且产生了协同的清洁效果，其充分 超越了单独使用声音构件和超声波构件的递加效果。
通过参考以下结合附图所做的详细说明，将更容易懂得，且可更好地理解本发 明的各个方面和其优势，其中图1是显示了本发明的一种典型的牙刷的示意性的局部横截面图，其包含声波 导波管，多簇刷毛，超声换能器，和用于产生声频振动的电动机；图2A是一种适合于在本发明装置中使用的典型的超声换能器组件和相关联的匹 配层及电触头的放大的示意性的透视图；图2B是另一种适合于在本发明装置中使用的典型的超声换能器组件和相关联的 匹配层及电触头的放大的示意性的透视图；图3是显示了一种包含超声换能器组件的本发明超声组件的局部剖切的放大的 示意性的透视图，其中相关联的匹配层和电触头安装在支撑结构中，声波导波管安装在 换能器组件上和其周围；图4显示了包含超声模块以及为换能器组件提供功率的电极的本发明牙刷头组 件的放大的侧横截面图，但省略了刷毛簇；图5显示了具有多簇刷毛的本发明牙刷头的放大的侧视图；图6显示了装置手柄和通常安装在手柄中的构件的分解图；和图7显示了装置头部和通常安装在头部中的构件的放大的分解图。本发明的详细描述本发明所用的用语"超声"和"超声波"指具有大于人耳正常可听范围的频 率-通常大于大约20kHz的频率的声能。用语"声波"指具有在人耳正常可听范围内的 频率_通常小于大约20kHz-例如在20Hz和20kHz之间的声能，或声音。本发明所用的用语〃气蚀〃(cavitation)指通过声音产生和/或激励泡沫。“ 产生"意味着泡沫的产生；"激励"意味着造成泡沫变成动态活动，即移动，变大或变 小，生长，耗散的动作，所有都与包围泡沫的流体中和其周围以及泡沫内部的气体的机 械和/或化学作用相关联。用语"气蚀"指在液体中的超声波场和受超高频声波作用的 介质中的气体包裹体(例如，微泡)之间的相互作用。目前的微泡的气蚀大致可划分为两类稳定气蚀"和"惯性气蚀"。“稳定气 蚀"是先前存在的微泡通过低强度的超声能量而引起的稳定的低振幅共振感应，其则在 微泡附近和邻近处的流体流量中产生局部的剪切力(这里称为声微流)。随着超声强度的 增加，振动的振幅也增加，直到泡沫变成不稳定的，并由于涌入流体的惯性而瓦解，引 起"惯性气蚀"。通常，在本发明装置中所使用的超声波条件下受到气蚀作用的微泡， 其直径在大约Iym至大约150 μ m之间。还可促使成簇的微泡发生气蚀作用。包含超声换能器和声波导波管的本发明的口腔卫生装置，其通常促进了至少稳定的气蚀作用-即简单的泡沫中的容积变化，其中除了和/或替代周围流体的惯性以外的 因素控制了泡沫的行为。低水平的超声波声能引起泡沫容积在一个声音循环和在许多声 音循环中的暂时变化，其产生了泡沫附近的流体中的运动，其机械作用促进了牙菌斑的 除去和生物膜的破坏。“微泡"指存在于口腔中，例如牙齿流体或牙菌斑中的微观泡沫。微泡对于流 体可以是内生的-也就是说，其可引入到例如包含微泡的流体或牙膏中；其可在手动刷 牙期间通过牙刷毛的运动而产生；和/或其可通过刷毛和/或声波导波管在声频下的振动 而产生。在超声频率下，由超声换能器发送并由通过声波导波管传播的声能，其对"微 泡"起作用。“微泡"在与微泡直径相关的特定的频率或附近频率下共振。“声流"指由于超声波束的衰减而引起的动量从声波转移至流体时发生的流体 散开或相干的流动。在有泡沫或没有泡沫的情况下，传播到流体中的超声都可能产生尺 寸和程度上相当大的"声流"。声流作用在流体中有泡沫比没有泡沫时可能甚至更大。 声流通常需要比刺激泡沫所需要的频率更高的频率，并且总地说来，超声波频率越高， 则声流作用越大。‘‘微流〃和〃声微流〃指微泡附近和邻近的流体的运动，其是由于微泡上的超 声波场中的机械压力变化作用而产生的。在本发明的上下文中，剪切力与牙齿流体中 的微泡气蚀作用是相关联的，其沿着齿龈和牙齿的表面，以及在邻间和龈下空间进行分 布。由用于本发明装置的超声波声能所引起的微流产生了在大约O.lPa至大约IOOOPa 之间的剪切应力。本发明的装置优选在声频操作参数下操作，以产生在大约0.2Pa至大 约500Pa之间的剪切应力，并且在某些实施例中，产生大约0.3Pa至大约150Pa的剪切应 力。在其它实施例中，由本发明装置产生的剪切应力大约为IPa至30Pa。这些剪切应力 去除了 口腔中的牙齿和其它结构表面上的牙菌斑和/或瑕疵。本发明的口腔卫生装置能够在流体操作环境中，在超出牙刷毛顶端和/或声波 导波管大约Imm至IOmm之间的距离处，产生大约0.5cm/sec至大约50cm/sec范围内的 流体流动。更典型的是，本发明的牙刷能够在流体操作环境中，在超出牙刷毛顶端和/ 或声波导波管大约Imm至IOmm之间的距离处，产生大约lcm/sec至大约30cm/sec范围 内的流体流动。口腔卫生装置优选能够在超出牙刷毛顶端和/或声波导波管大约Imm至 IOmm之间的距离处，产生在2至lOcm/sec之间的流体流动。典型的装置图1示意性地显示了本发明的一种典型的口腔卫生装置，即牙刷，其包括超声 换能器，声波导波管和用于在牙刷中产生声频振动的电动机。牙刷10包括由刚性或半 刚性的材料构成的手柄15，其通常包含至少一个可充电电池12，该电池优选适合于利用 充电装置通过外部电源(未显示)进行充电；电路，其包括超声波模块驱动电路14;用 于产生声频振动的电动机16，优选是一种用于在声频下驱动牙刷头20的直流电动机； 以及控制器18，其提供同步，电动机控制和各种其它控制功能。合适的电动机，超声波 驱动电路，可充电电池，和控制器在本领域中都是众所周知的，并且可用于本发明的装 置。超声波模块驱动电路14联接在超声换能器上，用于在牙刷头上产生超声波频率下的 声能，并且电动机16联接在牙刷头上，以便在牙刷头上产生声频下的声能。牙刷头20 安装在手柄15上，并包括杆部分21和牙刷头部分23。杆部分21可提供通道或其它器件，便于促进超声驱动指令，功率和声音振动传送至牙刷头部分。牙刷头部分23包括超 声换能器22和声波导波管24，其可操作地接近，并且听觉地联接在超声换能器上。在图 1示意性所示的牙刷实施例中，显示了位于超声换能器22后面，并围绕超声换能器22各 边而延伸的可选的超声反射元件28，其将超声反射穿过声波导波管24，并反射到牙齿流 体中。牙刷头20可拆卸地或固定地连接在手柄15上，并且在优选的实施例中，其可拆 卸地安装在手柄15上。这样可作为分开的，可更换的构件来提供牙刷头部分。通常，牙刷头20包括设置在声波导波管24附近，并通常包围声波导波管24的 多簇刷毛26。牙刷头20可选地包括安装在超声换能器22和声波导波管24之间的阻抗 匹配层29。阻抗匹配层29可改善装置的效率，如以下所述。以下将参照特定的实施例 更详细地描述所有这些构件。由超声波模块驱动电路14(从可再充电电源)提供的交变 电流驱动超声换能器22，使得换能器22主要沿着一个轴线，在由超声波模块驱动电路14 所提供的共振频率或接近共振频率下扩张和收缩，从而将电能成超声频率下的声能。所 导致的超声波被引入到声波导波管24中，传播穿过声波导波管24，并辐射出声波导波管 24。所发送的超声波声能作用于口腔内的流体(通常是唾液、水和牙膏的混合物)中的 微泡上，引起气蚀，从而使沉积在牙齿和邻间区域中的牙菌斑松弛。图1的装置显示了采用电动牙刷形式的本发明的一种典型的口腔卫生装置。以 下将更详细地描述其它和优选的实施例，包括各种超声和/或声音操作参数，装置构 件，控制特征等等。应该懂得虽然某些操作参数和特征的组合对于在某些应用和特殊环 境下的使用可能是优选的，但是在本发明的口腔卫生装置中，装置构件，操作参数，控 制特征等等可以许多不同的方式组合起来。还应该懂得，这些特征可用于各种类型的口腔卫生装置，以及其它类型的装 置，并且这里所述的本发明并不局限于口腔卫生装置和牙刷实施例。在备选实施例中， 例如，装置可具有支撑结构，例如手柄和/或装置头部，其具有至少一个从支撑结构中 突出来的执行机构。突出来的执行机构可以是声波导波管、刷毛簇、叉、用于可拆卸的 执行机构的固定器或材料等等。在优选的实施例中，突出来的执行机构传声地联接在超 声换能器上。该装置还可包含一簇或多簇刷毛和一个或多个用于产生装置头部和/或突 出来的执行机构的声频振动的电动机。超声操作参数用于包括超声换能器组件的本发明的口腔卫生装置的超声操作参数，其包括 超声频率；脉冲重复频率(PRP)；每脉冲突发的循环数量；占空因数；超声换能器的功 率；由超声换能器产生的峰值负声压；和装置进行操作所在的环境。包含在本发明的口 腔卫生装置中的超声换能器组件通常在大于大约20kHz的载波频率(即，单个超声波的 频率)下操作；通常在大约30kHz至大约3MHz之间；通常小于1.5MHz;并且更通常小 于1.0MHz，其低于许多超声波牙刷的操作频率。在许多实施例中，优选的超声载波频率 在大约IOOKHz至大约750KHz之间；在某些实施例中为大约IOOkHz至大约600KHz之 间；在还有的其它实施例中为大约150kHz至大约500kHz之间；并且在还有的其它实施 例中为大约250KHZ至大约500KHZ之间。应该懂得，用于不同应用的载波频率的最佳范 围可根据可得到的泡沫总数、所采用的超声换能器的尺寸和功率、以及盛行于操作环境 中的条件_例如流体的成分等等而变化。
超声可持续应用或可以规则或不规则的接通/断开周期模式进行脉冲调制。对 于许多应用，超声经脉冲调制成可以预定的脉冲重复频率(PRP)，在分组或突发(循环 /突发)中产生预定量的波。占空因数(即，激励超声的时间百分比)与PRP和每循环 的突发数量是相关联的。100%的占空因数代表持续的超声应用。小于100%的超声占 空因数可通过许多方式获得。例如，超声可"分组"到突发中，其中可改变每脉冲的循 环数量和脉冲(突发)重复频率以取得所需的占空因数。100,000Hz(100,000每秒循环 数)超声信号的10%的占空因数产生10,000个循环。这些10,000循环可0.1秒持续时 间的单个突发中进行传送，随后是0.9秒断开状态(突发长度=10,000，脉冲重复频率= IHz)。或者，对于0.1s的总的超声接通时间(即10*0.01sec脉冲)和0.9sec断开时间 (即10*0.09seC脉冲)，10,000个循环可在10个突发进行传送，每个突发1,000个循环(突 发长度=1,000，脉冲重复频率=10Hz)。通常，牙菌斑和生物膜的去除作用随着占空因 数的提高而增加。然而，超声占空因数的实际水平可能受到诸如换能器操作特性(能量 消耗、内热等等)、组织的安全性(温度指数、组织加热等等)、用户感觉和嗜好等等因 素的限制。对于装置在典型的牙浆中操作的口腔卫生应用，超声占空因数通常为大约1 至30%，其中大约4至20%的占空因数最为通用，并且大约4至15%的占空因数是优选 的。对于特殊应用可优选较高的占空因数。所需的超声PRF可依赖于超声频率、每突发的循环数量和牙刷操作所在的环 境，其包括超声能量所发送至的流体介质的成分和物理性质。通常，但不排除的是，在 本发明的口腔卫生装置中，PRF范围是大约0.5Hz至大约10,000Hz ；更通常在大约0.5Hz 至大约2,500Hz之间，并且甚至更通常在大约IHz至大约500Hz之间。在牙膏中，例如， 10%占空因数下的优选的PRF通常小于大约20Hz，并且可小于大约10Hz。但是在水性 环境中，可使用较高的PRF，通常在40Hz以上，并且通常在40至200Hz之间的范围内。 在本发明的口腔卫生装置的某些实施例中，其使用结合声频的超声频率，PRF为多个(通 常两个或更多，更通常为四个或更多)小的声音频率(即，由本发明牙刷的声音构件驱动 的刷毛和/或声波导波管的运动频率)。超声分组或突发中的单个超声波的数量(每突发的循环数)是另一超声操作变 量，并且在本发明的口腔卫生装置中，通常在大约10至大约10,000个循环/突发之间， 并且对于许多实施例，在大约500至10,000个循环/突发之间。所需的每突发的循环数 量可依赖于例如，超声频率、PRF和操作牙刷所在的环境。为了促进声微流，在本发明 的装置中，相对较长的突发和相对较低的PRF是合适的。通常，更大循环数量的较少频繁的脉冲比较少循环数量的更频繁的脉冲更为优 选。在牙膏浆的环境中操作通常比100%的水介质需要每脉冲更多的循环，以实现可比 的生物膜除去作用。在牙膏浆中，每脉冲100至10,000个循环是常用的，其中500至 5000个脉冲甚至更为典型。基于所需的占空因数可计算脉冲重复频率。例如，对于 250,000kHz的超声信号，10%的占空因数，以及每突发1000个循环的超声分组，脉冲重 复频率为 25Hz(即 250,OOOkHz χ 0.10+ 1000 循环 / 突发=25Hz)。这种优选可提供最佳的清洁作用和用户体验的超声操作参数可根据例如装置进 行操作所在的流体环境的成分和特性而改变。牙刷在口腔中操作，其中流体例如唾液和 水通常与牙膏或另一清洁剂混合而形成浆液。典型的牙膏浆比水更具粘性，并且可比水/唾液的混合物具有更多或更少地传声性能。对于在典型的牙膏浆环境中操作的牙刷以及
其它口腔卫生装置，下表中所述的操作参数的组合是合适的。
权利要求
1.一种口腔卫生装置，包括支撑结构，其具有从所述支撑结构突出来的至少一个执行机构； 声耦合在所述执行机构上的超声换能器组件，以及与所述超声换能器组件在操作上 相关联的超声驱动电路和电源，用以驱动所述超声换能器组件，使其在操作循环期间产 生超声能量；和变压器组件，其将功率从所述超声驱动电路感应式地耦合并传送到所述超声换能器上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变压器组件包括在操作上与所述超 声驱动电路相关联的初级线圈和铁芯，以及在操作上与所述超声换能器组件相关联的次 级线圈和铁芯。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变压器组件还包括附加的变压器元 件，其能够实现在所述初级线圈和铁芯与所述次级线圈和铁芯之间的电信息交换。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声换能器包括多个压电元件。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述超声换能器相接触的阻抗匹配层。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括机械地联接在所述支撑结构上的 电动机，其在操作循环期间操作，以产生小于1000Hz的声频振动。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电动机包括有限转角的力矩电动机。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声换能器组件在操作循环期间操 作，以产生频率小于1500kHz的超声能量。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括多簇刷毛。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括声波导波管。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括叉。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述执行机构包括用于可拆卸的执行 机构的固定器或材料。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括检测特征，所述检测特征仅仅 在所述超声换能器被确定为处于操作中时才允许启动操作循环。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一种控制器，其提供了将所述 装置的操作循环分成多个操作子循环的计时功能。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一种控制器，其在操作循环期 间调制超声驱动频率和/或振幅。
16.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一种控制器，其经过了编制程 序的处理，以监测所述超声换能器的功能。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一种控制器，其经过了编制程 序的处理，以监测在操作期间的流体环境的状态，并基于所检测的流体环境的状态而修 改所述装置的操作参数。
18.根据权利要求1所述呈牙刷形式的口腔卫生装置。
19.根据权利要求18所述的口腔卫生装置，其特征在于，还包括用于将声波振荡给予所述支撑结构的电机。
20.一种适合于可拆卸地连接在具有电源的装置手柄上的装置头部，其包括从装置头部支撑结构中突出来的执行机构，所述执行机构适合于被电源驱动；和安装在所述装置头部中的变压器线圈和铁芯，其适合于与安装在所述装置手柄中的 变压器线圈和铁芯协作，从而将功率从所述装置手柄感应式地耦合至所述装置头部。
21.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，还包括声耦合至所述执行机构上 的超声换能器组件。
22.根据权利要求21所述的装置头部，其特征在于，安装在所述装置头部中的变压器 线圈和铁芯在操作上与所述超声换能器组件相关联。
23.根据权利要求21所述的装置头部，其特征在于，所述超声换能器具有多个压电元 件，所述多个压电元件机械串联式地且电并联地声耦合地连接在所述执行机构上。
24.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，还包括附加的变压器元件，其能 够实现在安装在所述装置头部中的所述变压器线圈和铁芯与安装在所述装置手柄中的所 述变压器线圈和铁芯之间的电信息交换。
25.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，所述执行机构包括多簇刷毛。
26.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，所述执行机构包括声波导波管。
27.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，所述执行机构包括叉。
28.根据权利要求20所述的装置头部，其特征在于，所述执行机构包括用于可拆卸的 执行机构的固定器或材料。
全文摘要
本发明公开了一种具有超声换能器(22)和声波导波管(24)的口腔卫生装置，其便于将超声波声能传送到口腔流体中。本发明公开了用于在水性环境和牙膏浆中操作的优选的超声操作参数。该装置可包含用于使装置头部(23)，声波导波管(24)和一簇或多簇刷毛(26)在声频下振动的驱动电动机(16)，并且还提供了优选的声音操作参数。本发明公开了多元件压电换能器组件(30，40)，以及各种控制和通信特征。本发明公开的口腔卫生装置改善了从牙齿以及邻间和齿龈下区域去除牙菌斑和去污作用，同时增强了用户体验，按摩了齿龈，刺激了牙齿组织，并破坏了生物膜。
文档编号A61C17/34GK102008359SQ20101025199
公开日2011年4月13日 申请日期2006年5月3日 优先权日2005年5月3日
发明者D·A·巴拉德, D·贝, F·J·本内特, G·A·巴雷特, G·K·布鲁尔, J·C·麦金尼斯, R·K·泰勒 申请人:乌尔特里奥公司