一种人体友好型超声波牙刷头制造技术

本发明专利技术提供一种人体友好型超声波牙刷头，包括：刷头基座、超声换能器、第一腔体、第一匹配层、刷毛束、第二腔体、连接杆、连接头、第一导线及第二导线。本发明专利技术以无铅压电陶瓷为原材料制作核心超声换能器件，健康环保，无毒无污染；同时采用分离式阵列结构，有效提高超声能量转换效率，强化超声波洁牙效果。强化超声波洁牙效果。强化超声波洁牙效果。

【技术实现步骤摘要】
一种人体友好型超声波牙刷头


[0001]本专利技术属于牙刷及超声波
，具体涉及一种人体友好型超声波牙刷头。

技术介绍

[0002]随着人们生活质量提高，口腔清洁技术不断发展，电动牙刷、超声波牙刷等新产品不断涌现。一般电动牙刷的工作频率在几百赫兹，属于人耳可识别的声频，在使用过程中常伴随明显的噪音；而超声波牙刷的工作频率则高达几十千赫兹甚至兆赫兹级，不被人耳识别，且高频超声能量高，清洁效果更好，牙科中的超声波洗牙正是使用此种技术。
[0003]然而，现有牙刷市场上，真正的超声波牙刷产品很少，产品质量参差不齐，更多的情况是停留于专利设计阶段。同类专利中，超声波牙刷的设计主要分为两类。一类如CN212522063U、CN214208570U等是在牙刷柄部内置超声电机或超声马达，通过连接杆将牙刷柄的超声振动传导至牙刷头，但此类结构存在超声波传输距离远、能量损耗大等问题，超声能量利用率低。另一类如CN106456301A、CN113197695A等是将超声换能器置于牙刷头部，直接将超声能量传递至牙刷毛，相较于前一类超声波传输距离短、能量损耗低，此类结构的关键在于超声换能器的设计，而现有专利在该方面都较为模糊，并未给出具体方案，不利于超声波牙刷的实际应用。
[0004]另外，现有市售的超声波牙刷，使用的仍是锆钛酸铅基压电陶瓷制作超声换能器并内置于牙刷头部。由于牙刷头在使用过程中深入用户口腔，且刷牙时使用液体介质，牙刷头部压电陶瓷中的有毒铅离子可能溶解并进入人体，危害健康，这在新一代超声波牙刷的设计过程中需要重点避免。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种人体友好型超声波牙刷头，以无铅压电陶瓷为原材料制作核心超声换能器件，健康环保，无毒无污染；同时采用分离式阵列结构，有效提高超声能量转换效率，强化超声波洁牙效果。
[0006]一种人体友好型超声波牙刷头，包括：刷头基座、超声换能器、第一腔体、第一匹配层、刷毛束、第二腔体、连接杆、连接头、第一导线及第二导线。
[0007]所述超声换能器包括压电陶瓷和金属基片，用于在电路驱动下产生向外辐射的超声波以实现辅助洁牙效果；所述超声换能器位于第一腔体内，腔体内剩余空间用绝缘材料填充；所述超声换能器通过第一导线及第二导线与连接头实现电连接。
[0008]进一步地，所述超声换能器中压电陶瓷主要材质为铌酸钾钠基或钛酸铋钠基或钛酸钡基无铅压电陶瓷。
[0009]进一步地，所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷中铌酸钾钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铌元素质量百分比为40~70%；所述钛酸铋钠基无铅压电陶瓷中钛酸铋钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铋元素质量百分比为30~60%；所述钛酸钡基无铅压电陶瓷中钛酸钡及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中钡元素质量百分比为40~
70%。
[0010]进一步地，所述超声换能器中金属基片材质为黄铜或镍合金或不锈钢。
[0011]进一步地，所述超声换能器采用多单元分离式阵列结构，一个超声换能器包含两个或三个换能单元，每个换能单元由带正负电极的压电陶瓷与金属基片粘合而成；所述压电陶瓷的外形为薄圆片或薄方片或薄矩形片，厚度为0.05
‑
0.5mm，其中薄圆片的外径为4
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8mm，薄方片的边长为4
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8mm，薄矩形片的宽为4
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8mm，长为8
‑
16mm；所述金属基片的外形为薄圆片或薄方片或薄矩形片，厚度为0.05
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0.4mm，其中薄圆片的外径为6
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10mm，薄方片的边长为6
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10mm，薄矩形片的宽为6
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10mm，长为10
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18mm。
[0012]进一步地，在组成换能单元时，可选择上述三种形状压电陶瓷的任一种与上述三种形状金属基片的任一种，原则上需保证压电陶瓷的尺寸不大于金属基片的尺寸。
[0013]进一步地，所述换能单元按直线相邻排列且互不接触，每个换能单元的整体间距不大于0.5mm。
[0014]作为一种优选方案，所述超声换能器中的金属基片在排布成阵列时，相邻基片间可以形成物理连接。
[0015]所述第一匹配层位于超声换能器与刷毛束之间，用于超声换能器与刷毛束间的声阻抗匹配，减少超声波传输损耗，提高超声能量转换效率。
[0016]作为一种优选方案，所述第一匹配层的材质选择为透声材料。
[0017]所述连接头位于所述连接杆之内，与牙刷柄对接，起机械固定与电能传输作用。
附图说明
[0018]图1为一种人体友好型超声波牙刷头的结构示意图，其中包括刷头基座10、超声换能器20（压电陶瓷21和金属基片22）、第一腔体30、第一匹配层40、刷毛束50、第二腔体60、连接杆70、连接头80、第一导线90及第二导线100。
[0019]图2为牙刷头内置的超声波换能器的部分典型结构的示意图，其中黑色部分为压电陶瓷、斜线部分为金属基片。
具体实施方式
[0020]以下对本专利技术的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0021]实施例1：如图1所示，一种人体友好型超声波牙刷头，包括：刷头基座10、超声换能器20、第一腔体30、第一匹配层40、刷毛束50、第二腔体60、连接杆70、连接头80、第一导线90及第二导线100。
[0022]所述超声换能器20包括压电陶瓷21和金属基片22，用于在电路驱动下产生向外辐射的超声波以实现辅助洁牙效果；所述超声换能器20位于第一腔体30内，腔体内剩余空间用绝缘材料填充；所述超声换能器20通过第一导线90及第二导线100与连接头80实现电连接。
[0023]进一步地，所述超声换能器20中压电陶瓷21主要材质为铌酸钾钠基或钛酸铋钠基或钛酸钡基无铅压电陶瓷。
[0024]进一步地，所述超声换能器20中金属基片22材质为黄铜或镍合金或不锈钢。
[0025]进一步地，所述超声换能器20采用多单元分离式阵列结构，一个超声换能器包含三个换能单元，如图2中的201所示，每个换能单元由带正负电极的压电陶瓷与金属基片粘合而成；所述压电陶瓷的外形为薄圆片，厚度为0.05
‑
0.5mm，外径为4
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8mm；所述金属基片的外形为薄圆片，厚度为0.05
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0.4mm，外径为6
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10mm；三个换能单元的整体间距不大于0.5mm，相邻基片间用导线形成电连接。
[0026]所述第一匹配层40位于超声换能器20与刷毛束50之间，用于超声换能器20与刷毛束50间的声阻抗匹配，减少超声波传输损耗，提高超声能量转换效率；所述第一匹配层40的材质优选为透声材料。
[0027]所述连接头80位于所述连接杆70之内，与牙刷柄对接，起机械固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人体友好型超声波牙刷头，其特征在于，包括：刷头基座、超声换能器、第一腔体、第一匹配层、刷毛束、第二腔体、连接杆、连接头、第一导线及第二导线；所述超声换能器包括压电陶瓷和金属基片；所述超声换能器位于第一腔体内，腔体内剩余空间用绝缘材料填充；所述超声换能器通过第一导线及第二导线与连接头实现电连接。2.根据权利要求1所述的一种人体友好型超声波牙刷头，其特征在于，所述超声换能器中压电陶瓷主要材质为铌酸钾钠基或钛酸铋钠基或钛酸钡基无铅压电陶瓷；所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷中铌酸钾钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铌元素质量百分比为40~70%；所述钛酸铋钠基无铅压电陶瓷中钛酸铋钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铋元素质量百分比为30~60%；所述钛酸钡基无铅压电陶瓷中钛酸钡及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中钡元素质量百分比为40~70%。3.根据权利要求1所述的一种人体友好型超声波牙刷头，其特征在于，所述超声换能器中金属基片材质为黄铜或镍合金或不锈钢。4.根据权利要求1所述的一种人体友好型超声波牙刷头，其特征在于，所述超声换能器采用多单元分离式阵列结构，一个超声换能器包含两个或三个换能单元，每个换能单元由带正负电极的压电陶瓷与金属基片粘合而成；所述压电陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚文，吴超峰，
申请(专利权)人：桐乡清锋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：