Выдающее жидкость устройство для ухода за полостью рта с низкопрофильным насосом

Выдающее жидкость устройство для ухода за полостью рта с низкопрофильным насосом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение направлено на устройство для ухода за полостью рта, включающее в себя подающую систему для текучей среды, и, более конкретно, на устройство для ухода за полостью рта с низкопрофильным насосом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства для ухода за полостью рта, в частности, зубные щетки, обычно используются посредством нанесения зубной пасты на щетиночную секцию с последующей чисткой областей полости рта, например, зубов, языка и/или десен. Некоторые зубные щетки снабжены резервуарами для текучей среды и системами для подачи вспомогательных активных веществ, например, отбеливающих веществ, веществ для освежения дыхания и тому подобных.

Были предприняты некоторые попытки выполнить зубные щетки для подачи активных веществ во время чистки. Например, принадлежащая этому же заявителю заявка США 2007/0154863 A1, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки, описывает устройство для ухода за полостью рта, имеющее резервуар, содержащий активное вещество и активируемый пользователем насос для подачи активного вещество через канал и наружу из одного или более выпускных отверстий.

Существует необходимость в усовершенствованном устройстве для ухода за полостью рта с подающей системой для текучей среды и встроенным компактным насосом для минимизации размера устройства для ухода за полостью рта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления обеспечивается низкопрофильный насос, который может быть легко встроен в устройство для ухода за полостью рта, например, зубную щетку, благодаря его компактной конструкции и небольшому размеру. В одном предпочтительном варианте осуществления насос может представлять собой пьезоэлектрический насос, имеющий впускной клапан и выпускной клапан. Впускной и выпускной клапаны могут быть интегрально сформированы в виде части единой гибкой мембраны, используемой для обеспечения действий насоса по приему и выдаче, которые подают текучую среду для ухода за полостью рта из резервуара, расположенного в зубной щетке, к пользователю. Формирование клапанов и гибкой мембраны в виде интегрального блока способствует уменьшению объема насоса и, таким образом, обеспечивает простоту изготовления и уменьшение стоимости.

Низкопрофильный насос по настоящему изобретению, кроме того, идеально подходит для расположения в головке зубной щетки благодаря своему малому размеру, который позволяет сохранить компактную конфигурацию головки зубной щетки, удобную для многих пользователей.

Согласно одному варианту осуществления обеспечивается выдающая жидкость зубная щетка. Зубная щетка включает в себя головку, несущую множество чистящих зубы элементов; резервуар, расположенный в зубной щетке, для хранения текучей среды для ухода за полостью рта; по меньшей мере одно выдающее жидкость выпускное отверстие, расположенное в головке; и насос, расположенный в зубной щетке. Насос находится в гидравлической связи с резервуаром и выпускным отверстием для жидкости. В одном варианте осуществления насос включает в себя гибкую мембрану, способную функционировать для нагнетания жидкости. Мембрана может перемещаться поочередно между положениями приема и выдачи. Обеспечиваются впускной створчатый клапан и выпускной створчатый клапан, которые располагаются в насосе. В одном варианте осуществления впускной и выпускной створчатые клапаны сформированы в виде интегральной части гибкой мембраны и могут работать как запорные клапаны, обеспечивая протекание текучей среды для ухода за полостью рта через насос в одном направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию. В одном предпочтительном варианте осуществления насос выпускает текучую среду для ухода за полостью рта через одно или более выдающих выпускных отверстий для потока, встроенных в область чистящих зубы элементов, которые могут включать в себя щетинки и/или эластомерные элементы. В некоторых вариантах осуществления створчатые клапаны расположены в опорной плоскости, образованной гибким элементом, который имеет противоположные верхнюю и нижнюю мембранные поверхности. В одном варианте осуществления насос представляет собой пьезоэлектрический насос, а исполнительный механизм представляет собой пьезоэлектрический исполнительный механизм.

Согласно другому аспекту изобретения обеспечивается способ изготовления зубной щетки с насосом. В одном варианте осуществления способ включает в себя этапы, на которых: обеспечивают нижний участок корпуса насоса и верхний участок корпуса насоса; вставляют гибкую мембрану, имеющую расположенный на ней исполнительный механизм, между верхним и нижним участками корпуса насоса; фиксируют верхний участок корпуса к нижнему участку корпуса для удержания по меньшей мере участка мембраны между верхним и нижним участками корпуса насоса; и устанавливают корпус насоса на зубную щетку. В дополнительных вариантах осуществления способ включает в себя этап, на котором вставляют корпус насоса в головку зубной щетки. Согласно варианту вышеуказанного способа, обеспечивается способ изготовления зубной щетки с пьезоэлектрическим насосом, в котором этап крепления верхнего участка к нижнему участку корпуса насоса формирует головку зубной щетки. Согласно любому из вышеприведенных способов каждый из способов может дополнительно включать в себя этап, на котором формируют впускной и выпускной створчатые клапаны в гибкой мембране. В некоторых вариантах осуществления створчатые клапаны сформированы посредством разрезания или штамповки. В некоторых вариантах осуществления насос представляет собой пьезоэлектрический насос, а исполнительный механизм представляет собой пьезоэлектрический исполнительный механизм.

Дополнительные области применения настоящего изобретения станут очевидны из приведенного в настоящем документе подробного описания. Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более полно понятным из подробного описания и сопроводительных чертежей, на которых:

Фиг.1 - вид сбоку конструкции зубной щетки, имеющей систему подачи жидкости.

Фиг.2 - увеличенный фрагментарный вид в разрезе конструкции зубной щетки, изображенной на фиг.1, включающей в себя электрическое подающее устройство в головке зубной щетки.

Фиг.3A-3C - схематические виды в разрезе, выполненном по линии 3-3, изображенной на фиг.1, представляющие расположение резервуара, когда жидкость вышла из резервуара.

Фиг.4 - схема управления для функционирования насоса.

Фиг.5 - функциональная структурная схема системы управления для функционирования насоса.

Фиг.6 - вид сверху гибкой мембраны для варианта осуществления низкопрофильного пьезоэлектрического насоса, который может использоваться в конструкции зубной щетки, например, конструкции зубной щетки, представленной на фиг.1.

Фиг.7 - вид сбоку в разрезе через альтернативный низкопрофильный пьезоэлектрический насос, при этом гибкая мембрана, изображенная на фиг.6 находится в положении "покой".

Фиг.8 - вид сбоку в разрезе через альтернативный низкопрофильный пьезоэлектрический насос, при этом гибкая мембрана, изображенная на фиг.6, находится в положении "прием".

Фиг.9 - вид сбоку в разрезе через альтернативный низкопрофильный пьезоэлектрический насос, при этом гибкая мембрана, изображенная на фиг.6, находится в положении "вывод" или "выпуск".

Фиг.10 - вид сверху корпуса насоса вышеупомянутого низкопрофильного пьезоэлектрического насоса.

Фиг.11 - частичный вид сверху передней секции нижнего участка корпуса насоса, изображенного на фиг.10, показывающего седло клапана.

Фиг.12 - вид сбоку в разрезе через альтернативный низкопрофильный пьезоэлектрический насос, показывающий выпускную или нагнетательную камеру, расположенную над насосом.

Фиг.13 - вид сбоку альтернативной конструкции зубной щетки, имеющей резервуар, расположенный в суженном участке.

Фиг.14 - вид сверху зубной щетки, изображенной на фиг.13.

Фиг.15 - вид сбоку зубной щетки, имеющей пьезоэлектрический насос в головном участке с резервуаром в суженном участке.

Фиг.16 - покомпонентное изображение зубной щетки, изображенной на фиг.12.

Фиг.17 -вид сбоку альтернативной конструкции зубной щетки с насосом, расположенным рядом с головкой и резервуаром в сужении.

Все чертежи, представленные в настоящем документе являются схематичными и в них не соблюден масштаб.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеследующее описание предпочтительного варианта(ов) осуществления является по сути просто примером и не является способом, предназначенным для ограничения изобретения, его применения или использований.

Признаки и преимущества изобретения проиллюстрированы и описаны в настоящем документе со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Это описание предпочтительных вариантов осуществления предназначено для чтения совместно с сопроводительными чертежами, которые должны рассматриваться как часть всего приведенного описания. В описании вариантов осуществления изобретения, раскрытых в настоящем документе любая ссылка на направление или ориентацию просто предназначена для удобства описания и не предназначена каким-либо образом ограничивать объем настоящего изобретения. Относительные термины, например, "нижний", "верхний", "горизонтальный", "вертикальный", "над", "под", "вверх", "вниз", "верх" и "низ", а также их производные (например, "горизонтально", "вниз", "вверх" и т.д.) следует истолковывать в отношении ориентации так, как описано в дальнейшем или как показано на рассматриваемом чертеже. Эти относительные термины предназначены исключительно для удобства и не требуют, чтобы устройство было сконструировано или функционировало в определенной ориентации, если иное не указано явным образом. Такие термины, как "прикрепленный", "присоединенный", "соединенный", "связанный", "взаимосвязанный", и подобные относятся к взаимоотношению, в котором структурные элементы могу быть фиксированы или прикреплены друг к другу либо непосредственно, либо опосредованно через промежуточные структурные элементы, а также к подвижным или жестким соединениям или взаимоотношениям, если иное не описано явным образом. Кроме того, признаки и преимущества изобретения проиллюстрированы описаны со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Соответственно, изобретение явным образом не должно ограничиваться такими предпочтительными вариантами осуществления, иллюстрирующими некоторые возможные неограничивающие сочетания признаков, которые могут быть реализованы отдельно или вместе с другими сочетаниями признаков; при этом объем изобретения определяется прилагаемой формулой.

На фиг.1 схематично проиллюстрирована зубная щетка 1, имеющая ручку 10, головку 12 и суженный участок 11, соединяющий ручку 10 и головку 12. Головка 12 содержит чистящие зубы элементы 5, например, щетинки и/или эластомерные чистящие элементы или тому подобное. Для хранения жидкости в ручке 10 обеспечивается резервуар 15. Только с целью обсуждения настоящее раскрытие описывает жидкость как содержащую одно или более активных веществ. Однако, понятно, что в некоторых вариантах осуществления жидкость, хранящаяся в резервуаре 15, не содержит никакого активного вещества. В альтернативной конструкции, представленной на фиг.13-17, резервуар 15 может обеспечиваться в суженном участке 11 зубной щетки 1. Ручка 10 или другой наружный участок зубной щетки 1 может содержать исполнительный механизм подающего устройства или переключатель, например, активируемую пользователем кнопку 22, для приведения в действие подающего устройства, например, насоса 18. Насос 18 может располагаться по потоку выше или ниже резервуара 15.

В одной конструкции микропьезоэлектрический насос 18 расположен под чистящими элементами 5 в головке зубной щетки 12. Понятно, что хотя насос 18 рассматривается как микропьезоэлектрический насос 18, при необходимости могут использоваться другие типы насосов. Для подачи активных компонентов или активных веществ в требуемое место или во избежание закупорки остатками зубной пасты выпускное отверстие(я) микропьезоэлектрического насоса 18 расположены на требуемых местах, например, вблизи чистящих элементов 5 (верхняя часть чистящей головки 12), на боковой поверхности чистящей головки 12, напротив чистящих элементов 5 (нижняя часть чистящей головки 12), на дистальном конце чистящей головки 12 (самый передний конец чистящей головки 12) или на боковых стенках чистящей головки 12. При активации переключателя 22, насос 18 всасывает некоторое количество жидкой среды из резервуара 15 через канал в направлении головки 12. Жидкая среда подается через одно или более выпускных отверстий 50, расположенных в щетиночной области. Как представлено на фиг.2, выпускные отверстия 50 могут располагаться на расстоянии друг от друга с промежутками по длине щетиночной секции для облегчения распределения жидкой среды по всему щетиночному полю. Дополнительно может обеспечиваться множество выпускных отверстий и на поверхности головки 12, содержащей чистящие зубы элементы 5, и на противоположной поверхности головки 12, например, для подачи того же активного вещества из общего источника или других активных веществ из отдельных источников. В некоторых вариантах осуществления резервуар 15 может содержать один или более отдельных резервуаров, содержащих жидкие среды, имеющие различные активные вещества.

В одной конструкции чистящие элементы 5 содержат полые просветы или тому подобное, и жидкая среда, имеющая активное вещество, подается через чистящие элементы 5. Жидкая среда может также подаваться одновременно через выпускные отверстия 50, расположенные на различных участках зубной щетки 1, например, для облегчения нанесения активного вещества на различные области. Хотя упомянуто множество выпускных отверстий, предполагается, что может использоваться одно выпускное отверстие.

Переключатель для активации насоса 18 может представлять собой кнопку 22, как проиллюстрировано на фиг.1, или это может быть другой тип переключателя, например, сенсорный или теплочувствительный тип переключателя, активируемый пользователем тумблерный переключатель, вращающийся диск. Включение кнопки 22, например, путем нажатия кнопки 22, может активировать схему синхронизации, что вызывает работу насоса 18 в течение некоторого промежутка времени, что, в свою очередь, вызывает нагнетание заданного количества жидкой среды, содержащей активное вещество, из резервуара 15 через выпускные отверстия 50. Насос 18 имеет источник электропитания, например, батарею 21, которая может располагаться в участке 10 ручки. Схема синхронизации вызывает работу насоса 18 в течение промежутка времени, который может быть задан заранее или может регулироваться, например, посредством использования подвижного элемента плавной регулировки, вращающегося диска плавной регулировки или элемента цифровой предварительной регулировки. Временной интервал также может быть различным в зависимости от активного вещества или количества времени, заданного пользователем или производителем.

Жидкая среда, содержащая активное вещество, может быть заключена в герметично изолированный резервуар 15 при изготовлении зубной щетки 1, в этом случае зубная щетка 1 может выбрасываться после исчерпания запаса активного вещества. Альтернативно, резервуар 15 может быть пополняемым через входное отверстие (не показано), или может быть сменным, например, посредством вставки сменного картриджа в выемку в зубной щетке. Сменный резервуар 15 может обеспечивать дополнительную выгоду, позволяющую пользователю использовать различные активные вещества. Картридж может быть снабжен заостренным элементом, протыкающим мембрану в выемке для обеспечения вытекания среды из картриджа. Картридж может быть подпружиненным, чтобы оставаться на месте после вставки в выемку, и может иметь герметичную изоляцию для недопущения нежелательной утечки активного вещества. Картридж может быть одноразовым или пополняемым. Могут использоваться другие способы обеспечения пополняемого и/или сменного картриджа или тому подобного.

Насос 18 может быть соединен с головкой 12 различными известными способами, включающими в себя приклеивание, формование, расплавление, ультразвуковую сварку или термосварку и механическую фиксацию. Насос 18 может также быть встроен в головку 12 для экономии пространства и издержек посредством приклеивания/формования приводного элемента непосредственно в углублении в головке. Альтернативно, насос 18 или резервуар 15 может соединяться с участком зубной щетки 1 аналогичными средствами.

На фиг.1 представлено, что резервуар 15 может обеспечиваться в снимаемой конструкции, как, например, сжимаемый мешок или контейнер, соединенные с микропьезоэлектрическим насосом 18 посредством прохода 19 для текучей среды, например, гибкой системы трубок. Система трубок может быть вделана в ручку 10 щетки или в канал, непосредственно формуемый в чистящей ручке 10. Резервуар 15, если обеспечивается сжимаемый мешок или контейнер, может использоваться так, что пузырьки воздуха не образуются во время переноса активных компонентов или веществ и чистки. Кроме того, сжимаемый мешок или контейнер обеспечивает, что отрицательное давление не образуется в контейнере, что уменьшает скорость нагнетания после выхода части активных компонентов или веществ с помощью микропьезоэлектрического насоса 18. Сжимаемый мешок или контейнер могут хранить достаточно материала для приблизительно 60-120 использований, при этом при каждом использовании потребляется приблизительно 10-50 микролитров текучей среды или приблизительно 10-100 микролитров текучей среды. Тем не менее, возможны иные значения.

На фиг.3A-3C представлены виды в поперечном разрезе зубной щетки 1, выполненном по линии 3-3, изображенной на фиг.1. На фиг.3A-3C представлено радиальное смещение сжимаемого резервуара 15, когда жидкость расходуется из резервуара, при этом f1, f2 и f3 представляют ширину резервуара соответственно на фиг.3A, 3B и 3C. Ширина, при использовании в настоящем документе является одним из способов, который может использоваться для измерения радиального смещения. Элементы 34 и 36 представляют, соответственно, поверхность и толщину корпуса зубной щетки. Как можно понять, при работе насоса 18 отрицательное давление (например, всасывающее давление) обеспечивается в проходе 19 и резервуаре 15. Когда жидкость в резервуаре 15 расходуется за счет оттекания к головке 12, резервуар 15 сжимается для сохранения гидравлической связи с насосом 18. Например, на фиг.3A представлен резервуар 15 шириной f1, когда жидкость находится на максимуме. По мере расхода жидкости за счет отекания к головному участку 12 зубной щетки посредством прохода 19 и насоса 18, ширина резервуара 15 становится меньше, как представлено на фиг.3B, где f2 меньше f1. Когда жидкость расходуется дальше, резервуар 15 сжимается еще больше, как представлено на фиг.3C, имея ширину f3, где f3 меньше f2. Таим образом, ширина f3 меньше ширины f2, а ширина f2 меньше ширины f1. Однако резервуар 15 может стать меньше в направлении продольной оси при работе насоса 18. Что касается продольного смещения, дистальный конец резервуара 15 может переместиться в направлении головки зубной щетки.

Активное вещество может подаваться в дозе, предназначенной для предполагаемой цели. Количество может регулироваться посредством регулирования продолжительности работы насоса 18 после нажатия кнопки 22. Продолжительность выдачи зависит от необходимой дозы и скорости потока среды и обычно находится в диапазоне от приблизительно 1 секунды до 5 минут, часто от приблизительно 5 секунд до приблизительно 2 минут и может находиться в диапазоне от приблизительно 10 секунд до 30 секунд. Действие на выдачу может начаться или сразу после нажатия кнопки 22 или может быть запрограммирована заданная задержка. Предполагается, что кнопка 22 может регулироваться так, чтобы в зависимости от подаваемого активного вещества продолжительность выдачи могла быть соответствующим образом запрограммирована.

Подходящие устройства представляют собой имеющиеся в продаже устройства для подачи среды из резервуара 15 к выходному(ым) отверстию(ям) 50. Насос может подавать среду посредством множества различных действий, которые являются механическим, электрическими или их сочетанием, в зависимости от конструкции насоса.

В одной конструкции, как представлено на фиг.4, микропьезоэлектрический насос 18 может приводиться в действие миниатюрной схемой 9, включающей в себя драйвер 40 интегральной схемы (IC). Миниатюрная схема 9 может дополнительно включать в себя, например, резисторы R1 и R2, конденсаторы C1 и C2, по меньшей мере один переключатель S1 и низковольтный источник B1 постоянного тока (DC) (например, батарея на 1,5 вольта или 3,0 вольта) для обеспечения энергией драйвер 40 запуска. Драйвер 40, например, малошумный и бескатушечный драйвер Supertex HV 852, представляет собой источник питания с высоким напряжением и низким переменным током. Драйвер 40 преобразует низкое напряжение постоянного тока на входе от B1 в высокое напряжение переменного тока (AC) на выходе к насосу 18. Например, при напряжении 3,0 вольт постоянного тока драйвер 40 развивает размах напряжения переменного тока, по меньшей мере 150 В, и извлекает из батареи ток примерно 23,8 мА - 24 мА. При этих значениях скорость нагнетания микропьезоэлектрического насоса 18 составляет приблизительно 10 микролитров/сек для воды при комнатной температуре. Переключатель S1 с нажимной кнопкой является пусковым устройством для таймера, когда S1 ненадолго замыкается, насос работает заданное время и отключается сам на основе значений R2 и C2. Миниатюрная схема 9 может иметь очень низкий ток покоя, примерно 1 мкА, устраняя потребность в отдельном выключателе питания для управления питанием, когда насос не работает. Схема, включающая в себя драйвер 40 потребляет ток приблизительно 30 мА, когда он протекает для энергозатратной операции. Тем не менее, возможны и другие значения тока. Эта конкретная конструкция схемы возбуждения дает модифицированный трапециевидный сигнал для возбуждения пьезоэлектрического исполнительного механизма, однако, подходят также многие другие формы сигналов, например, синусоидальная и прямоугольная форма сигнала. Было понятно, что при одинаковом размахе напряжения и одинаковой частоте возбуждения пьезонасос, возбуждаемый синусоидальным сигналом, производит меньше звукового шума, чем пьезонасос, возбуждаемый прямоугольным или трапециевидным сигналом, хотя синусоидальный сигнал дает меньшую производительность насоса.

Схема может обеспечиваться на обычной монтажной плате различного размера. В одном варианте конструкции монтажная плата может иметь размер около 8×13 мм², так что она может легко поместиться в ручке зубной щетки 10.

Как представлено на фиг.5, управляющая система 60, действующая в качестве альтернативы или дополнения одного или более аспектов схемы 9 на фиг.4, может использоваться для привода пьезоэлектрического насоса 18 зубной щетки 1. На фиг.5 проиллюстрирована блок-схема для одной или более конструкций управляющей системы 60 для управления насосом 18. Один или более компонентов, представленных на фиг.5, могут быть размещены на одной или более печатных платах.

Зубная щетка 1 может включать в себя управляющую систему 60, источник 47 питания, функционально соединенный с одним или более элементами системы 60, и устройство отображения 49, функционально соединенное с одним или более компонентами системы 60. Источник 47 питания может включать в себя один или более компонентов питания, например, батарею или проводное соединение с источником электропитания, обеспечивая электроэнергией электрические компоненты зубной щетки 1. Устройство 49 отображения может отображать информацию, например, время переключения (активацию или отключение), скорость нагнетания, рабочее состояние (например, выкл/вкл), объем оставшейся текучей среды в резервуаре 15 (при оснащении соответствующими имеющимися в продаже датчиками уровня и схемой управления определением уровня) или другую требуемую информацию. Устройство 49 отображения может представлять собой любое подходящее электронное устройство видеоотображения, имеющее размер, позволяющий вмонтировать его в зубную щетку 1, включающую в себя ручку 10, суженный участок 11 или головку 12. В некоторых вариантах осуществления устройство 49 отображения может представлять собой светодиодное или жидкокристаллическое устройство с задней подсветкой или без нее. В некоторых вариантах осуществления устройство 49 отображения может включать в себя аудиокомпонент так, чтобы при желании можно было воспроизвести аудиофрагмент. Например, пользователь может пожелать использовать более одного активного вещества, в таком случае может быть воспроизведено сообщение, информирующее пользователя о различных промежутках времени, в течение которых следует использовать различные активные вещества. Сообщение может также информировать пользователя, когда наступает время переключения на другое активное вещество.

В одной или более конструкциях управляющая система 60 может включать в себя переключающую схему 41, схему 43 таймера и память 45. Управляющая система 60 функционально соединена с памятью 45. Память 45 хранит данные, установленные или запрограммированные пользователем. Память 45 может представлять собой программируемую память любого типа, если постоянное запоминающее устройство является электрически стираемым и перепрограммируемым. Возможные альтернативы включают в себя флэш-память, флэш-ROM, RAM с аварийным питанием. Следует понимать, что данные, форматированные для зубной щетки 1, могут загружаться в память 45, или данные могут быть предварительно загружены в память.

Переключатель схемы 41 может включать в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, читаемые компьютером команды или другие компоненты для обеспечения включения или отключения пьезоэлектрического насоса 18. Переключающая схема 41 может быть выполнена с возможностью выполнения функций для обработки сигнала(ов), выполняющего читаемые компьютером команды, и считывания и записи в память 45, связанную с зубной щеткой 1.

Схема 43 таймера может включать в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, читаемые компьютером команды или другие компоненты для прямого или обратного отсчета времени и для вывода такой информации (например, времени переключения) в удобной для пользователя форме устройством 49 отображения. Схема 43 таймера может включать в себя кварцевый генератор для отсчета секунд, минут и т.д. Схема 43 таймера может быть выполнена с возможностью выполнять функции для обработки сигнала(ов), выполняющих читаемые компьютером команды, и считывания и записи в память 45, связанную с зубной щеткой 1, работающей в режиме таймера.

Управляющая система 60 может активировать насос 18 посредством переключателя 41, при этом таймер автоматические отключает насос после заданного времени. Этот активирующий переключатель 41 может регулироваться кнопкой 22, которая может располагаться под суженным участком 11 зубной щетки или в другом месте на зубной щетке 1, например, между головкой зубной щетки 12 и ручкой 10. Продолжительность времени, в течение которого насос включен или активирован, может регулироваться, при необходимости, пользователем.

Работа пьезоэлектрического микронасоса 18 проиллюстрирована на фиг.6-12. В приведенном в качестве примера варианте осуществления пьезоэлектрический насос изображен в виде низкопрофильного микропьезоэлектрического ("пьезо") насоса 18, имеющего сравнительно более компактный и тонкий профиль в вертикальном направлении. Как описано далее в настоящем документе, низкопрофильный насос предпочтительно облегчен за счет встраивания впускного и выпускного клапанов непосредственно в диафрагму насоса или саму мембранную конструкцию в качестве составных частей мембраны. Соответственно, не требуется отдельных клапанных конструкций, отличных от мембраны. Это дополнительно обеспечивает механически простую конструкцию насоса, имеющую меньше отдельных компонентов, которая может быть изготовлена более легко и экономично. В вариантах осуществления, в которых низкопрофильный пьезонасос по настоящему изобретению является единым целым с зубной щеткой, эффективное использование пространства может легко вмещаться и формоваться как составная часть головки зубной щетки, имеющей овальную форму. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления корпус пъезонасоса может действовать как сама головка зубной щетки, которая выполнена с возможностью и приспособлена нести множество чистящих зубы элементов 5. Эти аспекты и преимущества низкопрофильного пьезонасоса 18 станут очевидны из приведенного ниже в настоящем документе описания.

На фиг.7-10 представлено, что низкопрофильный пьезонасос 18 в целом включает в себя корпус 101 насоса, образующий насосную камеру 135, впускной запорный или откидной клапан 137, нагнетательный или выпускной запорный или откидной клапан 139 и гибкую диафрагму или мембрану 133, при этом на нем установлен пьезоэлектрический исполнительный механизм 131. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический исполнительный механизм 131 может изготавливаться из любого подходящего имеющегося на рынке пьезоэлектрического керамического материала, например, из поставляемых на рынок кампанией Omega Piezo Technologies of State College, Пенсильвания, или другими поставщиками. Хотя исполнительный механизм 131 называется пьезоэлектрическим исполнительным механизмом 131, понятно, что при необходимости может использоваться другой исполнительный механизм. Мембрана 133 может быть выполнена из любого подходящего материала, включающего в себя, например, без ограничения, покрытую тонким металлом пленку (например, латунью или сталью) или другой упругий гибкий полимерный материал (например, полиацетатная, полиэтиленовая, полипропиленовая, полиэтилен терефталатная, полистироловая, поливинилхлоридная, поликарбонатная пленка) обладающая способностью к восстановлению формы, если только материал способен упруго, но не постоянно деформироваться пьезоэлектрическим исполнительным механизмом 131.

Пьезонасос 18 и, более конкретно, пьезоэлектрический исполнительный механизм 131 соединен с источником электропитания посредством приводной системы для насоса для работы насоса. В некоторых вариантах осуществления приводная система для насоса может обеспечиваться схемой 9 возбуждения и/или управляющей системой 60, ранее описанными в настоящем документе и представленными на фиг.4 и 5, каждая из которых соединена с источником электропитания. Источник электропитания может представлять собой источник B1 низковольтного постоянного тока (как представлено на фиг.4), например, батарею, или источник 47 питания (как представлено на фиг.5), например, батарею или проводное соединение с источником электропитания, внешним относительно зубной щетки 1, который может представлять собой сетевой источник переменного тока, преобразованный посредством трансформатора в низковольтное постоянное напряжение. Приводная система для насоса во время работы обеспечивает подачу электрического тока и напряжения на пьезоэлектрический исполнительный механизм 131 для управления пьезонасоса 18 традиционным способом, известным специалистам в данной области техники и уже описанным выше со ссылкой на фиг.4 и 5, на которых показаны схема 9 и управляющая система 60. Приводная система для насоса предпочтительно выполнена с возможностью подавать напряжение с различного рода переменной полярностью на пьезоэлектрический исполнительный механизм 131, чтобы вызвать соответствующие нагнетающие движения гибкой мембраны 133, как описано ниже в настоящем документе.

Корпус 101 насоса может быть выполнен из любого подходящего материала. Предпочтительно, корпус 101 выполнен из подходящего полимерного или пластикового материала, традиционно используемого в уровне техники. Корпус 101 насоса может быть изготовлен посредством литьевого формования или других процессов, традиционно используемых в уровне техники.

На фиг.10 представлен вид сверху корпуса 101 насоса, при этом корпус 101 насоса образует передний конец 170, противоположный задний конец 171, две противоположных боковых стороны 172 и продольную ось LA, проходящую через концы 170, 171. Другие аспекты корпуса 101 насоса описаны далее в настоящем документе.

На фиг.7-10 корпус 101 насоса дополнительно включает в себя верхний участок 110, который зафиксирован и установлен на нижнем участке 111 посредством любого подходящего средства, используемого в уровне техники, включающего в себя склеивание, литьевое формование, сплавление, ультразвуковую или термосварку, адгезивы и механическую фиксацию, например, без ограничения, фиксаторы, защелкивающиеся или сцепляющиеся замковые системы, включающие в себя штифты или лапки, и т.д. Предпочтительно, в одном варианте осуществления корпус 101 насоса выполнен таким образом, что гибкая мембрана 133 может устанавливаться в корпусе посредством удержания между противоположными секциями верхнего и нижнего участков 110, 111 после сборки двух участков и фиксации их вместе, как представлено на фиг.7-9. В одном варианте осуществления большая часть гибкой мембраны 133 жестко прикреплена и к верхней, и к нижней основным частям 110 и 111 насоса для образования герметичной воздухонепроницаемой изоляции. Только два створчатых клапана 137 и 139 и центральный участок 114 гибкой мембраны 133 остается свободным, то есть не прикрепленным к основной части 101 насоса. В этом варианте осуществления хорошая изоляция достигается между корпусами 110 и 111 насоса и гибкой мембраной 133 для недопущения утечки. Также в этом варианте осуществления хорошая изоляция сохраняется между верхним корпусом 110 насоса и гибкой мембраной 133 для недопущения проникновения текучей среды L для ухода за полостью рта в верхнюю насосную камеру 115, так чтобы можно было избежать загрязнения текучей среды L для ухода за полостью рта со стороны пьезоэлектрического исполнительного механизма 131.

Также на фиг.6 мембрана 133 предпочтительно прикреплена к корпусу 101 по меньшей мере на участке периферических краев 112 мембраны или вблизи их, вблизи центрального участка 114 мембраны. Центральный участок 114 находится вблизи пьезоэлектрического исполнительного механизма 131 между противоположными концами 116, 117 и боковыми сторонами 118 мембраны. Это гарантирует, что центральный участок 114 мембраны 133, на котором предпочтительно установлен исполнительный механизм 131, имеет достаточную свободу движения, чтобы быть деформированным исполнительным механизмом для обеспечения полного хода на прием U вверх и нагнетание D вниз мембраны насоса при работе. Это в целом проиллюстрировано на фиг.7-9. Другие участки мембраны 133, находящиеся за пределами центрального участка 114, например, в направлении концов 116, 117, могут быть жестко зафиксированы к корпусу 101 для сохранения неподвижности во время работы насоса, за исключением участков мембраны, сформированных интегрально со створчатыми клапанами 137, 139, как описано ниже в настоящем документе. В центральном месте верхнего участка 110 корпуса 101 насоса выполнена выемка 115 для вмещения в нее исполнительного механизма 131. Выемка 115 не должна быть гидравлически связана с какой-либо частью камеры 135 насоса, которая расположена под выемкой 115 и отделена гибкой мембраной 133 в некоторых вариантах осуществления, как представлено на фиг.7-9, во избежание загрязнения текучей среды L для ухода за полостью рта со стороны пьезоэлектрического исполнительного механизма 131.

На фиг.7-10 представлено, что корпус 101 насоса дополнительно включает в себя впускное отверстие 102 и нагнетательное или выпускное отверстие 103, которое гидравлически связано с камерой 135 насоса по линии потока, проходящей через насос 18. Как представлено на фиг.10, выемка 115 и камера 135 насоса (показаны пунктирными линиями) увели