(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプ組立体の使用中における連結部材の機械的摩耗度合いを改善すること。【解決手段】歯清掃器具のためのポンプ組立体４６は、流体チャンバ８２と、ピストン８４と、駆動体と、を有する。ピストン８４及び駆動体それぞれに接続された磁石は、駆動体をピストン８４に連結することを可能とし、ピストン８４を流体チャンバ８２内で移動させて流体を流体チャンバ８２に引き込む。停止部は、ピストン８４が停止位置を越えて引かれることを防止し、それにより、駆動体を続けて作動させることにより、磁石は、分離し、バネ９４がピストン８４を停止位置から離間させるように押して噴射状流体を流体チャンバ８２から押し出すことを可能とする。【選択図】図４
2018069045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯清掃器具のためのポンプ組立体であって、
流体源に接続可能な流体入口を有する流体チャンバと、流体出口と、流体変位部材と、を備える容積式のポンプと、
前記ポンプを作動させて前記流体変位部材を第１線形経路に沿って前記流体チャンバに対して移動させ、前記流体入口を通して流体を前記流体チャンバ内に引き込むための駆動体と、
前記駆動体による前記ポンプの作動中に発生した運動エネルギーを位置エネルギーに変換し、位置エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積デバイスと、
前記ポンプに接続された第１連結部材及び前記駆動体に接続された第２連結部材に接続された第２連結部材であって、共に連結して前記駆動体が前記ポンプを作動させて流体を前記流体チャンバ内に引き込むことができるようにする、第１及び第２連結部材と、
前記第１及び第２連結部材を連結解除するための連結解除手段であって、前記エネルギー蓄積デバイスが、蓄積した位置エネルギーを使用して前記ポンプを逆方向で作動させ前記流体出口を通して噴射状動作流体を前記流体チャンバから押し出せるようにする、連結解除手段と、
を備え、
前記駆動体が、前記第２連結部材を前記第１線形経路と同軸に位置合わせされた第２線形経路に沿って往復移動させるように構成されていることを特徴とするポンプ組立体。
【請求項２】
前記第１連結部材を前記第２連結部材に接続する接続棒体を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ組立体。
【請求項３】
前記流体変位部材及び前記第１連結部材が、前記接続棒体の両端部に位置していることを特徴とする請求項２に記載のポンプ組立体。
【請求項４】
前記駆動体が、モータと、前記モータ及び前記第２連結部材に接続された線形アクチュエータと、前記モータを駆動させて前記第２連結部材を前記流体チャンバに対して移動させるための制御回路と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項５】
前記流体変位部材が、第１位置から第２位置へ移動可能であり、前記流体入口を通して前記流体チャンバ内に流体を引き込むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項６】
前記連結解除手段が、前記流体変位部材が前記第２位置を越えて移動することを抑制するための停止部を備えることを特徴とする請求項５に記載のポンプ組立体。
【請求項７】
動作モードにおいて、前記駆動体が、
（ａ)前記第２連結部材を第１方向で移動させて前記第１連結部材に係合させ、それにより、前記ポンプを当該駆動体に接続し、
（ｂ）その後、前記第２連結部材を前記第１方向とは反対側の第２方向で移動させ、前記流体変位部材を前記第２位置へ移動させ、
（ｃ）前記第２連結部材を前記第２方向で移動させ続け、前記第１及び第２連結部材を連結解除し、それにより、前記ポンプを当該駆動体から解放し、前記流体変位部材が前記第１位置に向けて移動するとすぐに、前記エネルギー蓄積デバイスの作用を受けて、噴射状流体を前記流体出口から押し出す、
ように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のポンプ組立体。
【請求項８】
前記停止部が、前記流体チャンバに接続されていることを特徴とする請求項６または７に記載のポンプ組立体。
【請求項９】
前記停止部が、前記ポンプの筐体の壁によって設けられていることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項１０】
前記流体変位部材を前記第１位置と前記第２位置との中間にある第３位置から前記第２位置に向けて移動させる際に前記流体変位部材と共に移動する駆動プレートを備え、
前記停止部が、前記駆動プレートに係合し、前記流体変位部材が前記第２位置を越えて移動することを抑制するように構成されていることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積デバイスが、前記駆動プレートに係合するバネを備えることを特徴とする請求項１０に記載のポンプ組立体。
【請求項１２】
前記流体変位部材が前記第１位置と前記第３位置との間に位置するときに前記駆動体が前記流体変位部材に係合することを防止するための第２停止部を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のポンプ組立体。
【請求項１３】
前記第２停止部が、前記流体チャンバに接続されていることを特徴とする請求項１２に記載のポンプ組立体。
【請求項１４】
前記第２停止部が、前記ポンプの筐体の壁によって設けられていることを特徴とする請求項１２または１３に記載のポンプ組立体。
【請求項１５】
前記駆動体が、パージモードで選択的に動作可能であり、
前記パージモードにおいて、前記駆動体が、前記流体変位部材を前記第１位置と前記第３位置との間で往復移動させ、前記流体入口を通して所定体積の流体を引き込んでその後その所定体積の動作流体を前記流体出口から押し出すことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項１６】
前記連結解除手段が、前記第１位置と前記第２位置との間に位置する中間位置を越えて前記流体変位部材が移動することを抑制するために、収容位置と配備位置との間で移動可能である移動可能停止体を備えることを特徴とする請求項６から１５のいずれか１項に記載のポンプ組立体。
【請求項１７】
前記収容位置に向けて前記移動可能停止体を付勢するためのバネと、前記バネの力に抗して、前記配備位置に向けて前記移動可能停止体を選択的に移動させるためのアクチュエータと、を備えることを特徴とする請求項１６に記載のポンプ組立体。
【請求項１８】
前記駆動体が、前記バネが前記移動可能停止体を前記収容位置に向けて付勢することを可能とするための第１アクチュエータ位置から前記移動可能停止体を前記配備位置に向けて移動させるための第２位置まで、前記アクチュエータを移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載のポンプ組立体。
【請求項１９】
ハンドルと、
動作流体を蓄えるための流体容器と、
前記流体容器から前記動作流体を受けるための、かつ、噴射状動作流体をユーザの歯に向けて送出させるための、流体送出システムと、
を備え、
前記流体送出システムが、請求項１から１８のいずれか１項に記載のポンプ組立体を備えることを特徴とする歯清掃器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ組立体に、また、ポンプ組立体を有する清掃器具に、関する。清掃器具は、好ましくは、手持型清掃器具であり、好ましくは、表面処理器具である。本発明の好ましい形態において、器具は、清掃器具である。好ましい形態において、器具は、流体をユーザの歯に送出させるための流体送出システムを有する歯ブラシである。この流体は、歯磨き粉または改善した歯間清掃のための流体であり得る。あるいは、器具は、毛または歯を磨くための他の素子を有しなくてもよく、専用の歯間清掃器具の形態であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
歯清掃器具は、複数の様々な形式のうちの１つを取り得る。電動歯ブラシは、一般的に、ハンドルに接続された清掃具を備える。清掃具は、ステムと、歯を磨くための毛を支持するブラシヘッドと、を備える。ブラシヘッドは、ステムに接続された静止セクションと、例えば往復移動、揺動、振動、回動及び回転運動のうちの１つによって静止セクションに対して移動可能であり、そこに備え付けられた毛に歯磨き運動を付与する少なくとも１つの移動可能セクションと、を備える。ステムは、ハンドル内の伝達ユニットと連結している駆動シャフトを収容する。伝達ユニットは、順に、モータに接続されており、このモータは、ハンドル内に収容されたバッテリによって駆動される。駆動シャフト及び伝達ユニットは、モータの回転または振動運動をブラシヘッドの静止セクションに対するブラシヘッドの移動可能セクションの所望運動に変換する。
【０００３】
歯間清掃のために流体噴流を発生させるための組立体を電動歯ブラシに組み込むことが知られている。例えば、特許文献１には、電動歯ブラシであって、歯ブラシのハンドルが水のような液体を蓄えるための流体チャンバと、ユーザが補充するために流体チャンバにアクセスすることをできるようにするための摺動カバーと、を画成する、電動歯ブラシが記載されている。流体経路は、流体チャンバをブラシヘッドの静止部分に位置するノズルに接続する。流体経路内に位置するポンプは、ハンドルにあるアクチュエータをユーザが操作すると作動され、ノズルからの圧力を受けて解放するために流体チャンバからノズルまで流体をポンプ供給させる。
【０００４】
ポンプは、モータによって作動される。モータは、ピニオン歯車を回転させ、この歯車は、クラウン歯車と噛合しており、ピニオン歯車の回転軸に直交する軸回りにクラウン歯車の回転を駆動する。クラウン歯車の回転は、ポンプクランクシャフトの往復移動を生じさせる。クランクシャフトは、ピストンに回動式に連結されており、このピストンは、流体チャンバからの流体を受けるポンプ筐体内で移動可能である。クランクシャフトの往復運動は、ピストンをポンプ筐体内で揺動形態で移動させ、流体をポンプ筐体内に引き込み、その後、その流体をポンプ筐体からノズルに向けて駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８，５２２，３８４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様において、本発明は、歯清掃器具のためのポンプ組立体を提供しており、このポンプ組立体は、流体源に接続可能な流体入口を有する流体チャンバと、流体出口と、を備える容積式のポンプと、ポンプを作動させて流体入口を通して流体を流体チャンバ内に引き込むための駆動体と、駆動体によるポンプの作動中に発生した運動エネルギーを位置エネルギーに変換し、位置エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積デバイスと、ポンプに接続された第１連結部材及び駆動体に接続された第２連結部材であって、共に連結して駆動体がポンプを作動させて流体を流体チャンバ内に引き込むことができるようにする、第１及び第２連結部材と、連結部材を連結解除するための連結解除手段であって、エネルギー蓄積デバイスが蓄積した位置エネルギーを使用してポンプを作動させ流体出口を通して噴射状動作流体を流体チャンバから押し出せるようにする、連結解除手段と、を備える。
【０００７】
磁力を用いて２つの連結部材を共に連結することにより、連結部材を共に連結しその後互いから連結解除する際に発生するノイズは、例えば噛合歯を用いるなど共に機械的に接続する連結部材と比較して、低くなり得る。このような連結部材と比較して、ポンプ組立体の使用中における連結部材の機械的摩耗度合いは、非常に低い。
【０００８】
駆動体は、好ましくは、モータと、駆動体及び第２連結部材に接続されたアクチュエータと、モータを駆動させて第２連結部材を流体チャンバに対して移動させるための制御回路と、を備える。アクチュエータは、好ましくは、線形アクチュエータであり、好ましい形態において、駆動棒体の形態にあり、この駆動棒体は、線形経路に沿って移動し、第２連結部材を流体チャンバに対して移動させる。１以上の歯車は、モータとアクチュエータとの間に接続され得、モータの回転運動をアクチュエータの線形運動に変換する。例えば、アクチュエータは、１以上の歯車によって駆動された送りネジを備え得、これら歯車は、軸回りの回転から拘束されているナットと係合し、このため、回転入力から線形運動を形成する。
【０００９】
容積式ポンプは、好ましくは、流体変位部材を備えており、この流体変位部材は、流体チャンバに対して移動可能であり、流体チャンバ内へ流体を引き込み、その後流体チャンバから噴射状流体を押し出す。流体変位部材は、好ましくは、流体チャンバに対して線形経路に沿って移動可能である。好ましい形態において、容積式ポンプは、ピストンポンプの形態にあり、このピストンポンプでは、流体変位部材は、ピストンであり、このピストンは、流体チャンバ内で第１位置と第２位置との間で往復移動可能であり、その後流体を流体チャンバから押し出す。
【００１０】
好ましくは、接続棒体は、第１連結部材を流体変位部材に接続する。接続棒体は、好ましくは、線状形状であり、流体変位部材の中心を通過する長手方向軸を有する。流体変位部材及び第１連結部材は、好ましくは、接続棒体の両端に位置する。流体変位部材、第１連結部材及び接続棒体は、好ましくは、ポンプの被駆動組立体を形成する。
【００１１】
所定体積の流体、好ましくは水のような液体を流体チャンバに引き込むため、駆動体は、第１方向で動作され、第２連結部材を第１連結部材に向けて移動させて第１連結部材に係合させ、それにより、例えば連結部材間の磁気引力を介して、駆動体を流体変位部材に磁気的に接続させる。いったん連結部材を共に連結させると、駆動体は、逆方向で動作され、流体変位部材を第１位置から第２位置へ移動させて所定体積の流体を流体入口を通して流体チャンバ内に引き込む。
【００１２】
駆動体は、ポンプ筐体に対する第２連結部材の移動方向に応じて異なる速度で第２連結部材を移動させ得る。例えば、駆動体が第２連結部材を第１連結部材に向けて移動させる速度は、第１連結部材に連結されているときの第２連結部材を移動させてそのため流体変位部材を流体チャンバに対して移動させる速度よりも速くなり得る。駆動体が第２連結部材を第１連結部材に向けて移動させる速度を増加させることは、ポンプから連続的に流体を放出させる間の時間間隔を減らし得る一方、第１連結部材に連結されているときの第２連結部材を駆動体が移動させる速度を減少させることは、流体チャンバ内に引き込まれた液体内に気泡が発生する可能性を減らし得る。
【００１３】
連結部材のうちの一方、例えば第１連結部材は、電磁石を備え得る。電磁石は、制御回路によって選択的に作動されて連結部材を共に連結し、その後、制御回路によって作動解除されて連結部材を連結解除し得、そのため、流体変位部材を駆動体から解放させる。電磁石の作動及び作動解除のタイミングは、ポンプ筐体に対する電磁石の位置に応じて制御され得る。電磁石の位置は、センサの出力から、またはポンプ筐体に対して選択した方向で電磁石を移動させるための駆動体の動作速度の時間経過から、判断され得る。例えば、電磁石は、第１連結部材を駆動体によって第２連結部材に隣接させるまたは第２連結部材に係合するように移動させると、作動され得る。連結部材を共に連結させると、流体チャンバ内での流体変位部材の位置は、ポンプ筐体に対する電磁石の位置に直接関連付けられ、そのため、電磁石の作動解除は、選択した体積の流体を流体チャンバ内に引き込んだ後に流体変位部材を駆動体から解放するようにタイミング付けされ得る。
【００１４】
連結部材のうちの一方が電磁石を備えている場合、他方の連結部材、この例において第２連結部材は、第１永久磁石を備え得、この第１永久磁石は、作動された電磁石に引き付けられてポンプを駆動体に連結する。あるいは、第２連結部材は、強磁性材料から形成され得る。
【００１５】
あるいは、第１連結部材は、駆動体に接続された第１永久磁石を備え得る。この場合において、第２連結部材は、第１永久磁石とは逆の極性からなる第２永久磁石を備え得る。あるいは、第２連結部材は、第１永久磁石に引き付けられてポンプを駆動体に連結する強磁性材料から形成され得る。
【００１６】
上述のように、連結解除手段は、第２連結部材を形成する永久磁石を作動解除させるための制御回路を備え得る。あるいは、第１連結部材が強磁性材料を備えかつ第２連結部材が永久磁石を備えている場合、連結解除手段は、第１連結部材回りに延在するコイルを備え得る。制御回路は、コイルに給電して強磁性材料内に磁界を発生させ、この磁界は、その永久磁石によって発生した磁界と干渉する。コイルによって発生する磁界のサイズは、好ましくは、連結部材間の磁気引力をエネルギー蓄積デバイスによってポンプにかけられる力よりも小さいレベルまで低減するようになっており、そのため、コイルに給電する結果として、エネルギー蓄積デバイスによってポンプを引き付けることを生じさせて流体チャンバから流体を押し出す。
【００１７】
別の代替例として、特に第１連結部材が永久磁石を備えている場合に、連結解除手段は、流体変位部材が第２位置を越えて移動することを抑制するための停止部を備え得る。流体変位部材を駆動体によって第２位置まで引いているときに、駆動体を動作し続けることは、（移動している）第２連結部材を（今静止している）第１連結部材から離間移動させる。連結部材が離間移動するにしたがって、連結部材間の磁気引力は、急速に減少する。連結部材間の磁気引力がエネルギー蓄積デバイスによってポンプにかかる力以下まで落ち込むと、エネルギー蓄積デバイスの作用を受けて、流体変位部材は、第１位置に向けて迅速に移動され、流体出口を通して流体チャンバから噴射状流体を押し出す。
【００１８】
このため、動作モードにおいて、駆動体は、好ましくは、（ａ）第２連結部材を第１方向で移動させて第１連結部材に係合させ、それによりポンプを駆動体に接続するように、（ｂ）その後、第２連結部材を第１方向とは反対側の第２方向で移動させ、流体変位部材を第２位置へ引き、それにより、流体入口を通して所定量の流体を流体チャンバ内に引き込み、（ｃ）第２連結部材を第２方向で移動させ続けて連結部材を連結解除させ、それにより、ポンプを駆動体から解放させ、そのあとすぐに、エネルギー蓄積デバイスの作用を受けて、流体変位部材が第１位置に向けて移動して流体出口を通して噴射状流体を押し出す、ように構成されている。
【００１９】
停止部は、好ましくは、流体変位部材に係合する当接部材もしくは面、または、流体変位部材に接続されたもしくは流体変位部材に接触している構成部材、を備え、流体変位部材が第２位置を越えて第１位置から離間移動することを抑制する。例えば、停止部は、被駆動組立体の構成部材またはポンプのうち被駆動組立体に接続されたもしくは被駆動組立体によって係合された構成部材に係合し得る。停止部は、被駆動組立体を収容するポンプ筐体に接続され得る。好ましい形態において、停止部は、ポンプの筐体の壁の表面によって形成されている。
【００２０】
例えば、ポンプは、駆動プレートを備え得る。駆動プレートは、好ましくは、環状ディスクの形態にあり、接続棒体は、この環状ディスクを通過し、駆動プレートが被駆動組立体に対して移動できるようにする。駆動プレートは、流体変位部材と第１連結部材との間に位置する。駆動プレートの開口径は、好ましくは、接続棒体の外径よりも大きく、そのため、駆動プレートは、第１連結部材を流体変位部材によって係合するまで、第１連結部材と共には移動しない。駆動プレートは、好ましくは、流体変位部材を第１位置と第２位置との中間にある第３位置から第２位置に向けて移動させる際に、流体変位部材と共に移動するように構成されている。流体変位部材がその第２位置へ移動すると、停止部は、駆動プレートに係合し、流体変位部材が第２位置を越えて移動することを抑制する。すなわち、流体変位部材をその第２位置へ移動させると、駆動プレートは、流体変位部材と停止部との間に挟み込まれ始め、流体変位部材がその第１位置から離間するようにさらに移動することを防止する。
【００２１】
エネルギー蓄積デバイスは、好ましくは、ポンプを駆動体から連結解除するときに流体変位部材をその第１位置に向けて付勢することによって逆方向でポンプを作動させるように構成されている。エネルギー蓄積デバイスは、好ましくは、バネの形態にあるが、代替例として、エネルギー蓄積デバイスは、アキュムレータの形態にあり得る。エネルギー蓄積デバイスは、好ましくは、駆動プレートに係合するように構成されている。エネルギー蓄積デバイスがバネの形態にあると、バネは、流体変位部材が第３位置から第２位置へ移動するにしたがって圧縮され始め、運動エネルギーをバネに蓄えられる位置エネルギーに変換する。ポンプを駆動体から連結解除すると、バネは、急速に伸長し、駆動プレートを停止部から離間させるように押し、ひいては、流体変位部材をその第１位置に向けて押す。
【００２２】
好ましくは、第２停止部は、流体変位部材が第１位置と第３位置との間にあるときに駆動プレートが流体変位部材に係合することを防止するために設けられている。その結果、エネルギー蓄積デバイスは、流体変位部材が第１位置と第３位置との間に位置するときには流体変位部材に作用せず、流体変位部材が第３位置と第２位置との間にあるときにのみ作用する。これにより、駆動体をパージモードで選択的に動作可能となり、このパージモードにおいて、駆動体は、流体変位部材を第１位置と第３位置との間で往復移動させるように構成されており、流体入口を通して所定体積の流体を引き、流体出口を通してその体積の動作流体を押し出す。これにより、流体変位部材をエネルギー蓄積デバイスを移動させなければならないことなく、流体を流体チャンバに供給するための容器をポンプ組立体を用いて急速に空にすることが可能となり得、そのため、比較的低消費電力でパージモードを動作させることが可能となる。
【００２３】
第２停止部は、同様に、ポンプ筐体またはポンプ組立体の別の固定した構成要素に接続され得る。好ましい形態において、停止部は、ポンプ筐体の第２壁の表面によって設けられている。筐体のうち２つの停止部材を形成する表面は、好ましくは、互いに向かい合っている。
【００２４】
流体変位部材が第２位置を越えて移動することを抑制するための停止部に加え、連結解除手段は、同様に、第１位置と第２位置との間に位置する、好ましくは第３位置と第２位置との間に位置する中間位置を越えて流体変位部材が移動することを抑制するために収容位置と配備位置との間で移動可能な移動可能停止体を備え得る。流体変位部材が駆動体から連結解除され始める位置を変更することにより、流体変位部材のストローク、ひいては連結解除前に流体チャンバ内に引き込まれる流体の体積を変更し得る。これにより、駆動体を２つの動作モードで選択的に動作させることが可能となり得る。移動可能停止体がその収容位置にある第１動作モードにおいて、ポンプ内に引き込まれてその後ポンプから放出される流体の体積は、比較的高い。移動可能停止体がその配備位置にある第２動作モードにおいて、ポンプ内に引き込まれてその後ポンプから放出される流体の体積は、比較的低い。第１動作モードにおいて、ポンプ内に引き込まれてその後ポンプから放出される流体の体積は、好ましくは、０．１５ｍｌから０．２５ｍｌの範囲以内にある。第２動作モードにおいて、ポンプ内に引き込まれてその後ポンプから放出される流体の体積は、好ましくは、０．０５ｍｌから０．２０ｍｌの範囲内にある。
【００２５】
移動可能停止体がその配備位置にあるとき、移動可能停止体は、好ましくは、駆動プレートに係合するように構成されている。すなわち、その代わりに、移動可能停止体がその配備位置にあるとき、駆動プレートは、流体変位部材と移動可能停止体との間に挟み込まれ始め、流体変位部材がその第１位置からさらに離間移動することを防止する。移動可能停止体は、配備位置と収容位置との間でスライド可能、回動可能、回転可能または他の方法で平行移動可能であり得る。あるいは、移動可能停止体は、伸長可能または拡大可能であり得る。好ましい形態において、移動可能停止体は、配備位置と収容位置との間でスライド可能である。
【００２６】
移動可能停止体は、好ましくは、被駆動組立体の接続棒体回りに延在する環状ディスクの形態にある。移動可能停止体は、好ましくは、駆動プレートの外周径より大きい直径を有する中央開口部を備えており、それにより、移動可能停止体がその収容位置にあると、駆動プレートは、移動可能停止体に係合することなく中央開口部を通過する。移動可能停止体をその配備位置へ移動させると、移動可能停止体の一部は、好ましくは移動可能停止体が駆動プレートの移動方向に直交する方向で移動することを介して、駆動プレートの経路内に移動し、それにより、移動可能停止体の表面は、駆動プレートに係合し得る。
【００２７】
連結解除手段は、好ましくは、移動可能停止体を収容位置に向けて付勢するためのバネと、バネの力に抗して配備位置に向けて移動可能停止体を選択的に移動させるためのアクチュエータと、を備える。アクチュエータは、移動可能停止体が収容位置にある第１アクチュエータ位置と、移動可能停止体が配備位置にある第２アクチュエータ位置と、の間で、移動可能であり得る。アクチュエータは、同様に、スライド可能、回動可能、回転可能または他の方法で平行移動可能であり得る。あるいは、アクチュエータは、伸長可能または拡大可能であり得る。好ましい形態において、アクチュエータは、２つのアクチュエータ位置間でスライド可能である。
【００２８】
アクチュエータは、ユーザによって手動で、または、アクチュエータを移動させるための専用の駆動機構によって、２つのアクチュエータ位置間で移動可能であり得る。好ましい形態において、駆動体は、アクチュエータを第１アクチュエータ位置から第２アクチュエータ位置まで移動させるように構成されている。アームは、好ましくは、駆動体に係合されてこのアクチュエータの移動をもたらす指体を備える。第２アクチュエータ位置から第１アクチュエータ位置までのアクチュエータの逆方向移動は、好ましくは、同様に、駆動体によってもたらされる。アームは、好ましくは、駆動体の作用を受けて被駆動組立体によって係合された別の指体を備えており、このアクチュエータの逆方向移動をもたらす。アームは、好ましくは、ポンプの筐体の外部に位置しており、指体は、筐体に形成された開口部またはスロットそれぞれを通して筐体内に突出している。
【００２９】
好ましくは、流体変位部材は、その第１位置とその第２位置との間で第１線形経路に沿って移動する。接続棒体によって流体変位部材に接続された第１連結部材は、同様に、第１線形経路と同軸に位置合わせされた線形経路に沿って移動する。駆動体に接続された第２連結部材は、好ましくは、第２線形経路に沿って往復移動する。この第２線形経路は、好ましくは、流体変位部材の第１線形経路と平行、または同軸であり、このため、好ましくは、第１連結部材の線形経路と同軸である。連結部材と流体変位部材との移動経路をこのように位置合わせすることにより、ポンプ組立体が比較的狭いプロファイルを有することが可能となり得る。好ましくは使用中にポンプ組立体が歯清掃器具のハンドル内に位置するので、これにより、ハンドルが比較的狭いプロファイルに適合することが可能となり得、そのため、器具の使用中にハンドルをユーザが把持することが容易になる。
【００３０】
第２態様において、本発明は、歯清掃器具のためのポンプ組立体を提供しており、このポンプ組立体は、流体源に接続可能な流体入口を有する流体チャンバを備える容積式ポンプと、流体出口と、流体変位部材と、ポンプを作動させて流体変位部材を第１線形経路に沿って流体チャンバに対して移動させ、流体入口を通して流体チャンバ内に流体を引き込むための駆動体と、駆動体によってポンプの作動中に発生した運動エネルギーを位置エネルギーに変換し、位置エネルギーを蓄えるためのエネルギー蓄積デバイスと、ポンプに接続された第１連結部材及び駆動体に接続された第２連結部材であって、連結部材が共に連結して駆動体がポンプを作動させて流体チャンバ内に流体を引き込むことをできるようにする第１及び第２連結部材と、連結部材を連結解除してエネルギー蓄積デバイスが蓄積した位置エネルギーを使用してポンプを逆方向で作動させ、流体出口を通して噴射状流体を流体チャンバから押し出せるようにする連結解除手段と、を備え、駆動体が、第２連結部材を第２線形経路に沿って往復移動させるように構成されており、この第２線形経路が、第１線形経路と同軸に位置合わせされている。
【００３１】
ポンプ組立体は、好ましくは、歯清掃器具の一部を形成し、この歯清掃器具は、ユーザの歯に噴射状流体を送出するためのノズルを備える。器具は、ユーザの歯にある間隙間を清掃するための専用の歯間清掃器具の形態であり得る。あるいは、器具は、噴射状動作流体を歯間間隙内へ放出することを介して歯間清掃を改善したさらなる機能を有する歯ブラシの形態であり得る。ノズルをユーザの隣接する歯間で移動させる際、ユーザは、器具のハンドルに設けられたユーザインタフェースのボタンを押下し、ポンプ組立体を作動させ、噴射状動作流体をノズルから放出させることを可能とする。あるいは、器具は、ノズルが歯間間隙内に位置していることを検出するためのセンサからの出力強度に応じて、自動的に動作流体をユーザの歯に送出させることを作動させるように構成され得る。例えば、センサは、ユーザの歯から反射した可視光または赤外光のような光を受信するためのカメラまたは光センサのような光検出器の形態であり得る。別の代替例において、器具は、例えば０．５Ｈｚから５Ｈｚの間の一定周期で自動的にユーザの歯に動作流体を送出させることを作動させるように構成され得る。
【００３２】
第３態様において、本発明は、歯清掃器具を提供し、この歯清掃器具は、ハンドルと、動作流体を蓄積するための流体容器と、流体容器から動作流体を受けるための、かつ、噴射状動作流体をユーザの歯に送出させるための流体送出システムと、を備え、流体送出システムが、上述したようなポンプ組立体を備える。
【００３３】
ポンプ組立体は、好ましくは、器具のハンドル内に位置する。器具は、好ましくは、ヘッドと、ヘッドとハンドルとの間に延在するステムと、を備える。ノズルは、好ましくは、ヘッドから外方に突出する。複数の毛は、ヘッドの静止セクションに取り付けられ得、このセクションは、ハンドルに対して移動可能ではない、あるいはまたはさらに、複数の毛は、ヘッドの移動可能セクションに取り付けられ得、このセクションは、ハンドルに対して移動可能である。好ましい形態において、毛支持体及び毛支持体に備え付けられた複数の毛を備え、毛支持体は、ハンドルに対して移動可能である。
【００３４】
流体容器は、好ましくは、５ｍｌから５０ｍｌの範囲の容積を有する。例えば、それぞれが最大０．２５ｍｌの流体容積を有する複数の噴射状流体を放出するポンプ組立体と連通して使用される２５ｍｌの容積を有する流体容器は、十分な量の動作流体を流体チャンバに供給し得、０．２５ｍｌの１００噴射状動作流体をユーザの歯に送出させることを可能とする。
【００３５】
流体容器は、好ましくは、充填可能である。このため、流体容器は、好ましくは、流体ポートを備え、この流体ポートを通して、流体容器には、ユーザによって動作流体が補充され得る。流体ポートは、流体容器を区切る壁に位置し得る、または、流体ポートは、流体容器から離間して位置して流体ポートから流体容器まで延在する流体導管によって流体容器と流体連通されて配置される。
【００３６】
器具のハンドルは、流体容器を備え得る。例えば、流体容器は、ハンドルの本体内に完全に収容され得る。あるいは、ハンドルの外壁は、流体容器を少なくとも部分的に区切り得る。その外壁のうちの少なくとも一部は、透明であり得、ユーザが流体容器内に入っている動作流体の体積を見ることを可能とする。このような流体容器を補充するため、流体ポートは、ユーザがハンドルの本体にあるカバーを移動させることを介して、または、流体ポートから栓体または他の閉塞デバイスを取り除くことを介して、手動で露出され得る。
【００３７】
流体容器は、ステム内に収容され得る。上述のように、ステムの外壁は、流体容器を少なくとも部分的に区切り得、外壁のうちの少なくとも一部は、透明であり得、ユーザが流体容器内に含まれている動作流体の体積を見ることを可能とする。
【００３８】
流体容器をステム内に収容することの代替として、流体容器は、ステムの外側に位置するようにステムに接続され得る。これにより、必要に応じて補充するためまたは交換するために流体容器をステムから取り外すことを可能とし得る。あるいは、流体容器は、ステムに接続されている外壁によって部分的に区切られ得る。同様に、その外壁の少なくとも一部は、透明であり得、ユーザが流体容器内に入っている動作流体の体積を見ることを可能とし得る。流体容器の容積を最大化し、かつ器具の長手方向軸回り比較的均等に重量分布をさせるために、流体容器は、好ましくは、ステムの周囲に延在するまたは囲む。
【００３９】
本発明の第１態様に関連した上述した機能は、本発明の第２及び第３態様それぞれに等しく適用可能であり、その逆も同様である。
【００４０】
添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい機能を例としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１（ａ）】歯清掃器具を示す右側面図である。
【図１（ｂ）】器具を示す前面図である。
【図１（ｃ）】器具を示す左側面図である。
【図２】噴射状動作流体をユーザの歯に送出するための流体送出システムの構成部材を概略的に示す図である。
【図３】流体送出システムのポンプ組立体を示す前面図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿う横断面図である。
【図５】ポンプ組立体を示す分解図である。
【図６（ａ）】第１動作モードにおいて第１構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）の領域Ｎを示す拡大図である。
【図６（ｃ）】図６（ａ）の領域Ｓを示す拡大図である。
【図７（ａ）】第１動作モードにおいて第２準備構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図７（ｂ）】図７（ａ）の領域Ｌを示す拡大図である。
【図８】第１動作モードにおいて第３構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図９】第１動作モードにおいて第４構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図１０（ａ）】第２動作モードにおいて第１構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図１０（ｂ）】図１０（ａ）の領域Ｐを示す拡大図である。
【図１０（ｃ）】図１０（ａ）の領域Ｒを示す拡大図である。
【図１１】第２動作モードにおいて第２構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図１２（ａ）】第２動作モードにおいて第３準備構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図１２（ｂ）】図１２（ａ）の領域Ｍを示す拡大図である。
【図１３】第２動作モードにおいて第４構成にあるポンプ組立体を示す横断面図である。
【図１４（ａ）】ポンプ組立体の駆動体及びポンプを共に連結するための代替の連結部材を示す横断面図である。
【図１４（ｂ）】ポンプをポンプから連結解除したときの連結部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１（ａ）から図１（ｃ）は、一実施形態にかかる歯清掃器具１０の外面図を示す。この実施形態において、器具は、手持型器具の形態にあり、この手持型器具は、歯間清掃を改善するための動作流体を分配するための組込型組立体を有する電動歯ブラシの形態にある。
【００４３】
器具１０は、ハンドル１２と、清掃具１４と、を備える。ハンドル１２は、器具１０の使用中にユーザが把持する外側本体１６を備える。本体１６は、好ましくは、プラスチック材料から形成されており、好ましくは、筒状形状である。ハンドル１２は、ユーザが動作可能な複数のボタン１８、２０、２２を備えており、これらボタンは、本体１６に形成された個別の開口部に位置し、それにより、ユーザに対してアクセス可能である。ハンドル１２は、ディスプレイ２４をさらに備え、このディスプレイは、器具の使用中にユーザに対して視認可能であるように位置している。この実施形態において、ディスプレイ２４は、同様に、本体１６内に形成された個別の開口部内に位置する。
【００４４】
清掃具１４は、ステム２６と、ヘッド２８と、を備える。ステム２６は、細長い形状にあり、この形状は、ヘッド２８をハンドル１２から離間させ、器具１０のユーザの操作性を容易にする。この実施形態において、清掃具１４のヘッド２８は、ブラシユニット２９を備え、このブラシユニットは、毛支持体３０と、毛支持体３０に備え付けられた複数の毛３２と、を備える。しかしながら、他の実施形態において、清掃具１４には、ブラシユニット２９が設けられていなくてもよく、そのため、器具は、ユーザの歯にある間隙間を清掃するための専用の歯間清掃器具の形態にある。
【００４５】
清掃具１４は、同様に、動作流体を蓄えるための流体容器３４と、器具１０の使用中に１噴射以上の動作流体をユーザの歯に送出するためのノズル３６と、を備える。流体容器３４は、ステム２６に接続されている。流体容器３４は、ステム２６の周りを少なくとも部分的に延在している。ブラシユニット２９を有するこの実施形態において、ブラシユニット２９は、ノズル３６の周りを少なくとも部分的に延在する。
【００４６】
ノズル３６は、流体容器３４から動作流体を受けるためのかつ器具１０の使用中にユーザの歯に複数の噴射状動作流体を送出させるための流体送出システム４０の一部を形成している。ノズル３６の先端は、流体出口４２を備えており、この流体出口を通して、噴射状動作流体は、ユーザの歯に送出される。流体送出システム４０は、図２において概略的に示されている。概略的に、流体送出システム４０は、流体容器３４から動作流体を受けるための流体入口４４を備える。この実施形態において、動作流体は、液体動作流体であり、この液体動作流体は、好ましくは、水である。流体送出システム４０は、流体入口４４を通して流体容器３４から動作流体を引き込むためのかつ噴射状動作流体をノズル３６に送出するためのポンプ組立体４６を備える。ポンプ組立体４６は、ハンドル１２内に位置し、容積式ポンプ４８と、ポンプ４８を駆動させるための駆動体と、を備える。駆動体は、好ましくは、モータ５０と、モータ５０の回転運動を線形アクチュエータの線形運動に変換するための１以上の歯車（図示略）によってモータ５０に接続された線形アクチュエータと、を備える。モータ５０を給電するためのバッテリ５２は、同様に、ハンドル１２内に位置する。バッテリ５２は、好ましくは、充電式バッテリである。
【００４７】
第１導管５４は、流体送出システム４０の流体入口４４をポンプ４８の流体入口５６に接続する。第１逆止弁５８は、流体入口４４とポンプ４８との間に位置し、水がポンプ４８から容器３４に戻ることを防止する。第２導管６０は、ポンプ４８の流体出口６２をノズル３６に接続する。第２逆止弁６４は、ポンプ４８とノズル３６との間に位置し、水がポンプ４８に戻ることを防止する。制御回路６６は、モータ５０の作動を制御しており、そのため、モータ５０及び制御回路６６は、ポンプ４８を駆動させるための駆動体を提供する。バッテリ５２は、制御回路６６に給電する。制御回路６６は、モータコントローラを有し、このモータコントローラは、モータ５０に給電する。
【００４８】
この実施形態において、制御回路６６は、ユーザが器具１０のハンドル１２に位置するボタン１８、２０、２２を押下したときに発生する信号を受信する。あるいはまたはさらに、制御回路６６は、器具内に位置するセンサが発生させたまたはディスプレイもしくはパーソナルデバイスのような遠隔装置から受信した信号を受信し得る。省略するために、以下の説明において、制御回路６６は、ユーザがボタン１８、２０、２２のうちの１つを動作させたときに発生する信号を受信する。
【００４９】
上述のように、流体容器３４は、清掃具１４のステム２６に接続されており、ステム２６の周りを少なくとも部分的に延在する。この実施形態において、流体容器３４は、環状形状であり、そのため、ステム２６を囲む。流体容器３４は、好ましくは、ステム２６のうちヘッド２８から離間する端部にまたはこの端部に向かって位置している。流体容器３４は、好ましくは、５ｍｌから５０ｍｌの範囲の容積を有しており、この実施形態において、２５ｍｌの容積を有している。
【００５０】
流体入口４４は、流体容器３４から動作流体を受けるように構成されている。フィルタは、流体入口４４に設けられ得、ゴミが流体送出システム４０に入ることを防止する。図１（ｂ）を参照すると、動作流体は、流体容器３４と流体連通している流体ポート７０から流体入口４４に供給される。流体ポート７０は、清掃具１４の外側襟体７２に位置する。襟体７２は、ハンドル１２及び清掃具１４のステム２６双方に対して移動可能である。この実施形態において、襟体７２は、清掃具１４の長手方向軸回りにハンドル１２に対して回転可能である。襟体７２をハンドル１２に対して移動させるために、ユーザは、一方の手でハンドル１２を把持し、他方の手で襟体７２を所望の角度方向で長手方向軸回りに回す。襟体７２は、第１及び第２角度方向位置間でハンドル１２に対して移動可能であり、これら第１及び第２角度方向位置は、約９０°離れている。
【００５１】
襟体７２がハンドル１２に対して第１位置にあるとき、図１（ｂ）に示すように、流体ポート７０は、露出され、ユーザが流体容器３４を補充することを可能とする。流体ポート７０は、ハンドル１２の本体１６の陥凹部分７４によって露出されている。陥凹部分７４は、湾曲壁７６を備える。湾曲壁７６は、ユーザが流体容器を充填または補充している間に、動作流体を露出した流体ポート７０に向けて案内するように、形付けられている。襟体７２がハンドル１２に対して第２位置にあるとき、流体ポート７０は、ハンドル１２によって塞がれており、そのため、流体ポート７０は、ユーザによってアクセス可能ではない。流体ポート７０が同様に動作流体を流体送出システム４０に供給する際に、第２位置にある流体ポート７０は、流体入口４４と流体連通して配置される。
【００５２】
襟体７２は、流体容器３４から離間し得るが、この実施形態において、襟体７２は、流体容器３４の外壁７８の一部を形成する。このため、流体容器３４の外壁７８は、ハンドル１２及び清掃具１４のステム２６に対して移動可能である。外壁７８は、好ましくは、透明であり、ユーザが流体容器３４の内容物を観測することを可能とし、それにより、流体容器３４が器具１０の所望の使用前に補充する必要があるか評価する。
【００５３】
ポンプ組立体４６を図３から図５に示す。ポンプ４８は、ポンプ筐体８０を備え、このポンプ筐体には、流体入口５６（ポンプ筐体８０の側面に位置しており、そのため、図３から図１３では視認不能）と流体出口６２とが形成されている。ポンプ筐体８０は、流体入口５６を通して流体を受けるための流体チャンバ８２を画成し、流体は、流体出口６２を通してこの流体チャンバから放出される。
【００５４】
ポンプ４８は、流体変位部材を備え、この流体変位部材は、流体チャンバ８２に対して移動可能であり、流体チャンバ８２内に流体を引き込んでその後流体を流体チャンバ８２からノズル３６に向けて押し出す。流体変位部材は、好ましくは、流体チャンバに対して往復移動可能である。この実施形態において、ポンプ４８は、ピストンポンプの形態にあり、このピストンポンプでは、流体変位部材が、流体チャンバ８２内で移動可能であるピストン８４である。ピストン８４は、流体チャンバ８２内に流体を引き込むために第１方向で、そして、その後流体を流体チャンバ８２からノズル３６に向けて押し出すために第１方向とは反対の第２方向で、移動可能である。この例において、ピストン８４は、直線状に離間した位置間にある第１直線状経路に沿って流体チャンバ８２内で移動可能な比較的硬質な部材である。ピストンシール８５は、Ｏリングであり得、ピストン８４回りに延在し、流体チャンバ８２とピストン８４との間に流体密シールを形成する。あるいは、ポンプは、隔膜ポンプの形態であり得、この隔膜ポンプにおいて、流体変位部材は、流体チャンバ８２の一側を区切る隔膜である。このようなポンプにおいて、隔膜は、この隔膜を曲げることによって、ポンプ流体に対して異なる構成間で移動可能である。
【００５５】
ピストン８４は、ポンプ組立体４６の駆動体によって駆動される被駆動組立体の一部を形成する。被駆動組立体は、同様に、ピストン８４を駆動体に連結するための第１連結部材８６を備える。この実施形態において、第１連結部材８６は、第１磁石保持体８８内で保持される第１永久磁石を備える。第１磁石保持体８８は、被駆動組立体の接続棒体９０の一端部に接続されている、好ましくはこの一端部と一体とされている。第１磁石保持体８８は、好ましくは、フェライト系ステンレス鋼または磁性プラスチックのような磁束を伝導する材料から形成されている。ピストン８４は、接続棒体９０の他端部に接続されている。接続棒体９０は、線状形状であり、ピストン８４の中央を通過する長手方向軸を有する。
【００５６】
ポンプ４８は、駆動プレート９２をさらに備える。駆動プレート９２は、環状形状であり、接続棒体９０の周りに延在し、それにより、ピストン８４と第１連結部材８６との間に配設される。駆動プレート９２の中央開口部の直径は、接続棒体９０の外径よりも大きく、そのため、接続棒体９０及び被駆動組立体のうち接続棒体９０に接続されている他の構成部材は、駆動プレート９２に対して移動可能である。
【００５７】
ポンプ組立体４６は、エネルギー蓄積デバイスをさらに備え、このエネルギー蓄積デバイスは、駆動体によるポンプ４８の作動中に発生した運動エネルギーをエネルギー蓄積デバイスよって蓄積される位置エネルギーに変換する。この実施形態において、エネルギー蓄積デバイスは、ポンプ筐体８０内に設けられた第１バネ９４の形態にある。第１バネ９４は、圧縮バネである。図４に示すように、第１バネ９４は、ポンプ筐体８０に係合する第１端部と、駆動プレート９２に係合する第２端部と、を有し、駆動プレート９２を第２方向に付勢する。
【００５８】
線形アクチュエータは、１以上の歯車を介してモータ５０に接続された駆動棒体９６を備え、この歯車は、モータ５０の回転運動を駆動棒体の線形運動に変換する。駆動棒体９６は、被駆動組立体の接続棒体９０と同軸に位置合わせされている。第１連結部材８６と連結するための第２連結部材９８は、駆動棒体９６の自由端部に接続されている。駆動棒体９６は、モータ５０に接続されており、そのため、モータ５０の動作により、第２連結部材９８は、第１線形経路と同軸に位置合わせされたまたは同一直線上にある第２線形経路に沿って移動する。この実施形態において、第２連結部材９８は、第１永久磁石とは逆の極性である第２永久磁石を備え、この第２永久磁石は、駆動棒体９６に接続された第２磁石保持体１００内に保持されている。第２磁石保持体１００は、好ましくは、第１磁石保持体８８と同じ材料から形成されている。
【００５９】
以下で詳述するように、ポンプ組立体４６は、複数の動作モードで動作可能である。第１動作モードにおいてポンプ４８内に引き込まれてその後ポンプ４８から出る流体の体積は、比較的高い。第２動作モードにおいてポンプ４８内に引き込まれてその後ポンプ４８から出る流体の体積は、比較的低い。第１動作モードにおいてポンプ４８内に引き込まれてその後ポンプ４８から出る流体の体積は、好ましくは、０．１５ｍｌから０．２５ｍｌの範囲にある。第２動作モードにおいてポンプ４８内に引き込まれてその後ポンプ４８から出る流体の体積は、０．０５ｍｌから０．２０ｍｌの範囲にある。
【００６０】
ポンプ組立体４６が動作するモードは、例えばユーザがハンドル１２のボタン２０を押下することに応じて、制御回路６６からの入力に従って駆動体によって制御されている。この実施形態において、駆動体は、駆動プレート９２に選択的に係合させるための移動可能停止体１０２の位置を変化させることを介してポンプ組立体４６の動作モードを変更するように構成されている。移動可能停止体１０２は、ポンプ組立体４６が第１動作モードで動作する収容位置と、ポンプ組立体４６が第２動作モードで動作して移動可能停止体１０２が駆動プレート９２に係合するように位置付けられる配備位置と、の間で移動可能である。この実施形態において、移動可能停止体１０２は、接続棒体９０の周りに延在する環状円板の形態にある。移動可能停止体１０２は、駆動プレート９２の外径よりも大きい直径を有する中央開口部を備えており、そのため、移動可能停止体１０２がその収容位置にあると、駆動プレート９２は、移動可能停止体１０２に係合することなく中央開口部を通過する。移動可能停止体１０２をその配備位置へ移動させると、移動可能停止体１０２の一部は、駆動プレート９２の経路内に移動する。
【００６１】
移動可能停止体１０２は、第２バネ１０４によってその収容位置に向けて付勢されている。第２バネ１０４は、圧縮バネの形態にある。図４に示すように、第２バネ１０４は、ポンプ筐体８０に係合する第１端部と、移動可能停止体１０２に係合して移動可能停止体１０２を第１及び第２方向に直交する方向でその収容位置に向けて付勢する第２端部と、を有する。この実施形態において、アクチュエータ１０６は、ポンプ筐体８０の外側に位置し、ポンプ筐体８０に沿って延在する腕体の形態にある。アクチュエータ１０６は、ポンプ筐体８０に接続された一対の保有体１０８によってポンプ筐体８０に隣接して保持されており、それにより、アクチュエータ１０６は、ポンプ筐体８０に対して摺動できる。
【００６２】
以下で詳述するように、アクチュエータ１０６は、移動可能停止体１０２が収容位置にある第１アクチュエータ位置と、移動可能停止体１０２が配備位置にある第２アクチュエータ位置と、の間で移動可能である。駆動体は、アクチュエータ１０６を２つのアクチュエータ位置間で移動させるように構成されている。アクチュエータ１０６は、第１指体１１０を備え、この第１指体は、駆動体によって、この実施形態において駆動体の第２磁石保持体１００によって選択的に係合するための第１開口部１１２を通してポンプ筐体８０内へ突出し、アクチュエータ１０６を第１アクチュエータ位置から第２アクチュエータ位置へ移動させる。アクチュエータ１０６は、第２指体１１４をさらに備え、この第２指体は、被駆動組立体によって、この実施形態において被駆動組立体の第１磁石保持体８８によって選択的に係合するための第２開口部１１６を通してポンプ筐体８０内へ突出し、駆動体の作動を受けてアクチュエータ１０６を第２アクチュエータ位置から第１アクチュエータ位置へ移動させる。
【００６３】
移動可能停止体１０２は、楔状突起１１８を備え、この楔状突起は、移動可能停止体１０２がその収容位置にあると、ポンプ筐体８０の開口部１２０を通してアクチュエータ１０６に合わせて形作られた凹所１２２内へ突出する。図６（ｂ）及び図７（ｂ）を参照すると、移動可能停止体１０２がその収容位置にあると、駆動プレート９２は、第１停止部１２４と第２停止部１２６との間で移動可能であり、駆動プレート９２は、第１バネ９４によってこの第２停止部に向けて付勢されている。停止部１２４、１２６は、ポンプ筐体８０の対向面によって画成されている。図１０（ｂ）及び図１２（ｂ）を参照すると、移動可能停止体１０２がその配備位置にあると、駆動プレート９２は、移動可能停止体１０２と第２停止部１２６との間で移動可能である。
【００６４】
移動可能停止体がその収容位置にある第１動作モードにある時のポンプ組立体４６の動作を図６から図９を参照しながら説明する。図６（ａ)から図６（ｃ）は、流体チャンバ８２内に流体がない時のポンプ組立体４６の構成を示す。図６（ａ）に示すように、第１及び第２連結部材８６、９８は、磁気引力によって共に連結されており、それにより、ポンプ４８は、駆動体に接続されている。被駆動組立体は、駆動体の動作を受けてポンプ筐体８０に対して位置付けられており、そのため、ピストン８４は、その第１位置にある。図６（ｃ）に示すように、駆動体によってピストン８４がその第１位置に移動することによって、第１磁石保持体８８は、アクチュエータ１０６の第２指体１１４に係合し、アクチュエータ１０６をその第１アクチュエータ位置に位置付ける。これにより、第２バネ１０４の作用を受けて移動可能停止体１０２をその収容位置へ移動させることが可能となり、この収容位置において、楔状突起１１８は、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ１０６の凹所１２２内に位置する。駆動プレート９２は、第１バネ９４によって第２停止部１２６に当接付勢されている。
【００６５】
所定体積の流体を流体チャンバ８２内に引き込むために、制御回路６６は、モータを第１モータ方向で動作させ、駆動棒体９６を第１線形方向で移動させ、それにより、ピストン８４をその第１位置から離間するように移動させる。この実施形態において、駆動棒体９６は、約１５ｍｍ／秒の平均速度でピストン８４を移動させ、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ピストン８４をその第１位置から離間させて第２位置に向けて移動させる。ピストン８４がその第２位置に向かって移動するにしたがって、ピストン８４は、第１位置と第２位置との間に位置する第３位置で駆動プレート９２に係合する。その結果、ピストン８４が第３位置から第２位置へ移動する際、第１バネ９４は、圧縮され始め、運動エネルギーを圧縮した第１バネ９４によって蓄えられた位置エネルギーに変換する。このため、圧縮した第１バネ９４は、駆動プレート９２に作用し、それにより、駆動プレート９２を付勢し、そのため、ピストン８４は、第１位置に向けて駆動プレート９２に係合する。
【００６６】
ピストン８４を第１位置に向けて付勢する第１バネ９４の力は、連結部材８６、９８間の磁気引力よりも小さく、そのため、ポンプ４８は、ピストン８４が第２位置に向けて移動する際に、駆動体に連結されたままである。ピストン８４が第２位置に到達すると、駆動プレート９２は、第１停止部１２４に係合し、ピストン８４が第２位置を越えて移動することを抑制する。
【００６７】
ピストン８４がその第２位置にあると、ポンプ組立体４６は、準備構成にある。ポンプ組立体４６は、ユーザがハンドル１２のボタン１８を動作させて噴射状動作流体をノズル３６から送出させることを作動させるまで、この準備構成で維持される。
【００６８】
ユーザがボタン１８を動作させると、制御回路６６は、モータ５０を第１モータ方向で動作させ、駆動棒体９６を第１線形方向で移動させる。これは、第２連結部材９８を第１連結部材８６から離間するように移動させるという効果を有する。第２連結部材９８を第１連結部材８６から離間移動させるのに必要なモータトルクが比較的高いことに起因して、駆動棒体９６は、約１０ｍｍ／秒の低減した速度で移動する。第２連結部材９８が第１連結部材８６から離間移動するにしたがって、連結部材８６、９８間の磁気引力は、急速に減少する。好ましくは０．５ｍｍから１．０ｍｍの範囲の距離、この実施形態では約０．７５ｍｍだけ第２連結部材９８が第１連結部材８６から離間移動すると、ピストン８４をその第１位置に向けて付勢する第１バネ９４の力は、逆方向に作用する連結部材８６、９８間の引力よりも大きくなり始める。その結果、ポンプ４８は、駆動体から連結解除され始め、圧縮した第１バネ９４がその蓄えた位置エネルギーを使用して逆に伸長してポンプ４８を作動させることを可能とする。ピストン８４は、第１バネ９４の作用を受けてその第１位置に向けて戻るように急速に移動し、噴射状動作流体を流体出口６２を通してノズル３６に向けて押し出す。準備構成からある構成であって第２連結部材９８が第１連結部材８６から遠く離間するように移動して第１連結部材８６を第２連結部材９８から連結解除する、ひいてはポンプ４８を駆動体から連結解除させる構成までポンプ組立体４６を移動させるためにかかる時間は、好ましくは、５ｍｓから３０ｍｓの範囲にある、より好ましくは、５ｍｓから１５ｍｓの間にある、この実施形態では約８ｍｓである。
【００６９】
噴射状動作流体を流体チャンバ８２から放出させた直後のポンプ組立体４６の構成を図８に示す。駆動プレート９２は、第１バネ９４によって第２停止部１２６に当接付勢されている。流体チャンバ８２内の流体、好ましくは水の抵抗に起因して、ピストン８４は、その第１位置に完全には復帰しないが、第１位置と第３位置との間に位置する位置で静止するようになり、そのため、流体チャンバ８２内に残存する流体の体積は小さい。
【００７０】
噴射状流体を流体チャンバ８２から放出させた直後において、ポンプ組立体４６は、準備構成に復帰する。まず、モータ５０は、制御回路６６によって逆モータ方向で動作され、駆動棒体９６を第２線形方向で移動させ、第２連結部材９８を第１連結部材８６に向けて移動させる。第２連結部材９８を第１連結部材８６に向けて移動させるのに必要なモータトルクが比較的小さいので、駆動棒体９６は、約５ｍｍ／秒の増加した速度で移動する。
【００７１】
流体放出後に所定量の流体が流体チャンバ８２内に残存している場合、第２連結部材９８は、ポンプ組立体４６が図９に示す構成にあると、第１連結部材８６に係合する。駆動体がポンプ４８を再連結するためにかかる時間は、好ましくは、０．１０秒から０．２５秒の範囲、この実施形態において約０．１６秒である。しかしながら、流体放出後に流体チャンバ８２内に流体が残存していない場合、例えば流体組立体４６をその準備構成へ移動させたときに流体チャンバ８２を充填することができるのに十分な流体が流体容器３４及び第１流体導管５４に残存していない場合、その後、第２連結部材９８は、ポンプ組立体４６が図６（ａ)に示す構成にある時に第１連結部材８６に係合する。第２連結部材９８が第１連結部材８６に連結され始める位置は、下記のうちの１以上から受信した信号から、制御回路６６によって検出され、この１以上の信号は、例えば、（ｉ)ポンプ筐体８０に対する位置であってこの位置において第２連結部材９８が第１連結部材８６に連結され始める位置、または、ピストン８４がその第１位置に向けて移動する際の第１連結部材８６の減速、を検出するためのホール効果センサ、（ｉｉ）流体チャンバ８２内の流体密度を検出するための容量センサ、及び、（ｉｉｉ）ポンプ４８の流体入口５６における流体圧力を検出するための真空スイッチ、である。ポンプ組立体４６が図６（ａ）に示す構成にある時に第２連結部材９８が第１連結部材８６に係合したことを制御回路６６が検出すると、その後、制御回路６６は、モータ５０を停止させ、ディスプレイ２４に警告を発生させ得、ユーザに対して流体容器３４を補充させることを求める。いったん流体容器３４をユーザによって補充したら、ユーザは、ハンドル１２にあるボタン１８、２０、２２のうちの１つを用いて警告を消し、制御回路６６がポンプ組立体４６の準備構成への移動を続けることができるようにする。
【００７２】
ここでポンプ４８に連結されている駆動体を用いて、制御回路６６は、第１モータ方向でモータを動作させ、ピストン８４をその第２位置へ復帰させる。ポンプ組立体４６を図９に示す構成から準備構成まで戻るように移動させるのにかかる時間は、好ましくは、０．２秒から０．４秒の範囲にある。これら２つの構成間でピストンが移動する際にピストン８４によって通行される距離は、好ましくは、３ｍｍから５ｍｍの範囲にあり、本実施形態において約４ｍｍである。
【００７３】
流体チャンバ８２を補充することを可能とするのに十分な流体が流体容器３４内に蓄えられているならば、ユーザがボタン１８を動作させて第１噴射状流体を放出させた後に流体ポンプ組立体４６が準備構成に戻って第２噴射状流体を放出させるのにかかる時間は、０．４秒から０．６秒の範囲内にあり、好ましくは約０．５秒である。これにより、ポンプ組立体４６を動作させて複数の噴射状流体を約２Ｈｚの頻度で放出させることが可能となる。
【００７４】
ポンプ組立体４６の動作モードを第２動作モードに変更するために、この実施形態において、ユーザは、ハンドル１２のボタン２０を押下する。図７（ｂ）に示すように、ポンプ組立体４６の準備構成から、モータ５０は、第１モータ方向で動作されて駆動棒体９６を第１線形方向で移動させ、第２連結部材９８を第１連結部材８６から離間させるように移動させ、その結果、ポンプ出口６２から噴射状流体を放出させる。第１動作モードでの駆動体の動作と異なり、流体放出に続いて第１モータ方向でモータ５０を動作させることを続け、それにより、第２連結部材９８は、第１連結部材８６から離間移動し続け、そのため、ポンプ組立体４６は、図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示す構成をとる。ポンプ組立体４６がこの構成に向けて移動する際に、第２磁石保持体１００は、アクチュエータ１０６の第１指体１１０に係合し、図１０（ａ）から図１０（ｃ）に示すように、アクチュエータ１０６を第１アクチュエータ位置から第２アクチュエータ位置へ移動させる。アクチュエータ１０６がその第１アクチュエータ位置から離間移動するにしたがって、移動可能停止体１０２の楔状突起１１８の先端は、凹所１２２の傾斜面に沿って摺動し、この摺動は、第２バネ１０４の力に抗して、移動可能停止体１０２を収容位置から離間させて配備位置に向けて移動させる効果を有する。特に図１０（ｂ）を参照すると、移動可能停止体１０２がその配備位置にあるとき、楔状突起１１８は、凹所１２２の外側に位置し、移動可能停止体１０２の一部は、駆動プレート９２と第１停止部１２４との間にある駆動プレート９２の経路に位置する。
【００７５】
ポンプ組立体４６を第２動作モードに配置した直後に、ポンプ組立体４６は、準備構成に戻り、この構成において、流体チャンバ８２内に蓄えられている流体の体積は減っている。ポンプ組立体４６を準備構成に配置するため、モータ５０は、まず、制御回路６６によって逆モータ方向で動作され、駆動棒体９６を第１方向で移動させ、それにより、第２連結部材９８を第１連結部材８６に向けて移動させる。流体放出後に流体チャンバ８２内に所定量の流体が残っている場合、ポンプ組立体４６が図１１に示す構成にあると、第２連結部材９８は、第１連結部材８６に係合するが、所定量の流体が残っていない場合、制御回路６６は、第１動作モードのように、流体チャンバ８２内に流体がないことを検出し、流体容器３４を補充するためにユーザに対して警告を発生させる。
【００７６】
いったん駆動体がポンプ４８に連結され始めると、制御回路６６は、モータを第１モータ方向で動作させ、駆動棒体９６を第１方向で移動させ、それにより、ピストン８４をその第２位置に向けて移動させ、所定体積の流体を流体チャンバ８２内へ引き込む。ピストン８４がその第２位置に向けて移動する際、ピストン８４は、再び、第３位置において駆動プレート９２に係合し、それにより、ピストン８４が第３位置から第２位置に向けて移動する際、ピストン８４は、圧縮第１バネ９４の力に抗して移動され、この圧縮第１バネは、駆動プレート９２に作用し、それにより、駆動プレート９２を、ひいては駆動プレート９２に係合しているピストン８４を、第１位置に向けて付勢する。しかしながら、この第２動作モードにおいて、ピストン８４が第２位置に到達する前、駆動プレート９２は、移動可能停止体１０２に係合し、ピストン８４が第３位置と第２位置との中間にある位置を越えて移動することを抑制し、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、その結果、ピストン８４の移動を停止体によって抑制する前よりも小さい体積の流体を流体チャンバ８２内に引き込む。
【００７７】
ポンプ組立体４６は、ユーザがハンドル１２のボタン１８を動作させてノズル３６から噴射状動作流体を送出させることを作動させるまで、この準備構成で維持される。ユーザがボタン１８を動作させると、制御回路６６は、モータ５０を第１モータ方向で動作させ、駆動棒体９６を第１方向で移動させ、それにより、第２連結部材９８を第１連結部材８６から離間移動させる。第１動作モードにあると、第２連結部材９８が第１連結部材８６から離間移動するにしたがって、連結部材８６、９８間の磁気引力は、急速に減少する。第２連結部材９８が第１連結部材８６から好ましくは０．５ｍｍから１．０ｍｍの範囲にある距離、この実施形態において約０．７５ｍｍの距離だけ離間移動した場合、ピストン８４をその第１位置に向けて付勢する第１バネ９４の力は、反対方向に作用する連結部材８６、９８間の引力よりも大きくなり始める。その結果、ポンプ４８は、駆動体から連結解除され始め、これにより、圧縮第１バネ９４がその蓄えた位置エネルギーを使用して伸長し、ポンプ４８を逆方向で作動させることができる。ピストン８４は、第１バネ９４の作用を受けてその第１位置に向けて急速に戻り、噴射状動作流体を流体出口６２を通してノズル３６に向けて押し出す。
【００７８】
噴射状動作流体を流体チャンバ８２から放出させた直後のポンプ組立体４６の構成を図１３に示す。噴射状流体をポンプ組立体４６から放出させたすぐ後で、ポンプ組立体４６は、準備構成に戻る。
【００７９】
ポンプ組立体４６は、同様に、パージモードで動作されて流体送出システムのうちポンプ４８よりも上流側に位置するセクションから、すなわち流体容器３４及び第１流体導管５４から流体を空にし得る。ポンプ組立体４６をパージモードで動作させることは、ユーザがハンドル１２にあるボタン２２を動作させることによって開始され得る。ポンプ組立体４６が２つの動作モードのうちのいずれかにおいて準備構成にある状態で、パージモードをユーザが選択すると、制御回路６６は、モータを第１モータ方向で動作させ、噴射状流体を流体チャンバ８２から、ひいてはノズル３６から放出させる。上述のように、いったん噴射状流体を流体チャンバ８２から放出したら、モータ５０は、その後、制御回路６６によって逆モータ方向で動作され、第２連結部材９８を第１連結部材８６に向けて移動させ、ピストン８４を駆動体に連結させる。このパージモードにおいて、モータ５０は、制御回路６６によって動作され、ピストン８４を第１位置と第３位置との間で急速に振動させ、交互に、流体容器３４から流体チャンバ８２内へ比較的小さい体積の流体を引き込み、その体積の流体を流体チャンバ８２から放出させる。ピストン８４が第１バネ９４の力に抗して移動されていないので、モータトルクへの要求は、比較的低く、これにより、モータ５０は、比較的早い速度でパージモードで動作されることを可能とし、それにより、駆動棒体９６を２５ｍｍ／秒から５０ｍｍ／秒の範囲内の速度で移動させてピストン８４を第１及び第３位置間で振動させる。いったんポンプ組立体４６からの流体放出を停止させると、ユーザは、ハンドル１２のボタン２２を動作させることによってパージモードを停止し得る。
【００８０】
上述した実施形態において、第１連結部材８６及び第２連結部材９８それぞれは、永久磁石を備える。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１連結部材８６’が強磁性材料を備えて好ましくは第１磁石保持体８８の延長部を形成している別の配置を示す。移動可能停止体１０２、第２バネ１０４及びアクチュエータ１０６は、第１連結部材８６’回りに延在するコイル１３０によって置換されている。コイル１３０は、制御回路６６に接続されている。上述のように、第２連結部材９８’は、磁石保持体１００’内に保持された永久磁石を備える。
【００８１】
上述のように、第１及び第２連結部材８６、９８は、磁気引力を介して共に連結されており、それにより、ポンプ４８は、駆動体に接続されている。ポンプ４８を駆動体から接続解除するために、例えばピストン８４を流体チャンバ８２内で第２位置へ移動させた場合、コイル１３０は、制御回路６６によって電圧印加され、永久磁石によって発生した磁界と干渉する磁界を発生させる。コイル１３０のサイズ及びコイル１３０に供給された電流は、コイル１３０に電圧印加したときにコイル１３０によって発生された磁界が連結部材間の引力を低減する効果を有するように、選択されており、それにより、ピストン８４をその第１位置に向けて付勢する第１バネ９４の力は、逆方向に作用する連結部材間の引力よりも大きくなり始める。その結果、ポンプ４８は、駆動体から連結解除され始め、これにより、圧縮第１バネ９４は、その蓄積した位置エネルギーを使用して伸長し、ポンプ４８を逆方向で作動させ、流体を流体チャンバ８２から押し出す。いったん第１バネ９４によるポンプ４８のその作動を実行したら、コイル１３０は、制御回路６６によって電圧印加解除され、駆動体がポンプ４８を動作させ、上述したように、駆動体に再連結させるように動作されることを可能とする。電圧印加されたコイル１３０によって発生した磁界のサイズに応じて、ポンプ４８は、ピストン８４がピストン８４の第１位置とピストン８４の第２位置との間の選択した位置に位置するときに、駆動体から接続解除され得る。
【符号の説明】
【００８２】
１０  歯清掃器具、１２  ハンドル、３４  流体容器、４０  流体送出システム、４２  流体出口、４４  流体入口、４６  流体ポンプ組立体、４８  容積式ポンプ、５０  モータ、５６  流体入口、６２  ポンプ出口、６６  制御回路、７６  湾曲壁、７８  外壁、８０  ポンプ筐体、８２  流体チャンバ、８４  ピストン（流体変位部材）、８６，８６’  第１連結部材、９０  接続棒体、９２  駆動プレート、９４  圧縮第１バネ（エネルギー蓄積デバイス）、９６  駆動棒体、９８，９８’  第２連結部材、１０２  移動可能停止体、１０４  第２バネ、１０６  アクチュエータ、１２４  第１停止部、１２６  第２停止部
【図１（ａ）】
2018069045.tif 000003
【図１（ｂ）】
2018069045.tif 000004
【図１（ｃ）】
2018069045.tif 000005
【図２】
2018069045.tif 000006
【図３】
2018069045.tif 000007
【図４】
2018069045.tif 000008
【図５】
2018069045.tif 000009
【図６（ａ）】
2018069045.tif 000010
【図６（ｂ）】
2018069045.tif 000011
【図６（ｃ）】
2018069045.tif 000012
【図７（ａ）】
2018069045.tif 000013
【図７（ｂ）】
2018069045.tif 000014
【図８】
2018069045.tif 000015
【図９】
2018069045.tif 000016
【図１０（ａ）】
2018069045.tif 000017
【図１０（ｂ）】
2018069045.tif 000018
【図１０（ｃ）】
2018069045.tif 000019
【図１１】
2018069045.tif 000020
【図１２（ａ）】
2018069045.tif 000021
【図１２（ｂ）】
2018069045.tif 000022
【図１３】
2018069045.tif 000023
【図１４（ａ）】
2018069045.tif 000024
【図１４（ｂ）】
2018069045.tif 000025
【外国語明細書】
2018069045000001.pdf