Brevet FR2639535A1 — publié le 19900601

BROSSE A DENTS ELECTRIQUE La présente invention concerne une brosse à dents électrique et fournit une nouvelle brosse à dents électri- que qui peut éliminer la plaque bactérienne dentaire et garder la bouche et les dents propres et saines afin d'em- pêcher les caries et la pyorrhée, ou la maladie de Rigg, et d'autres affections des dents et de l'arcade alvéolaire ou des gencives. Une brosse à dents électrique qui déplace en va-et- vient un élément brosse ou des garnitures à grande vites- se dans un sens vertical ou autrement latéral par rapport à une denture, c'est-à-dire l'alignement des dents, est connue et disponible sur le marché. Dans cette brosse à dents électrique classique, la brosse est déplacée le long d'une surface des dents, et parallèlement à celle-ci, comme une brosse à dents manuelle. Cependant, dans l'opération de brossage des dents ma- nuel et automatique classique, o la brosse est déplacée le long d'une surface des dents, et parallèlement à celle-ci, les garnitures de la brosse (c'est-à-dire, des poils ou fi- laments naturels ou synthétiques) sont courbées et, en conséquence, seule une petite force par une contrainte de flexion est délivrée à une extrémité de chacune des garni- tures de la brosse. Par conséquent, il est très difficile d'éliminer la plaque bactérienne dentaire. En outre, étant donné que la denture est formée d'ondulations continues, irrégulières de la surface des dents, un brossage à grande vitesse ou à grande course ne parvient pas à atteindre les points et les endroits importants comme la portion entre les dents adjacentes, l'arcade alvéolaire, et il est pro- bable que les garnitures de la brosse sautent ces zones importantes à nettoyer o la plaque bactérienne adhère. De plus, la brosse à dents électrique classique présente l'in- convénient que si elle est actionnée à grande vitesse, il est difficile de manipuler la brosse à dents pour que les extrémités de sa garniture soient concentrées à l'endroit o le brossage doit être effectué. En outre, la brosse à dents électrique classique comporte des garnitures de brosse qui sont raides et présentent une rigidité aussi grande que celle des brosses à dents actionnées manuel- lement. Ainsi, un mouvement rapide et/ou sur une longueur importante de la brosse à dents entraîne une excoriation de l'arcade alvéolaire et une abrasion odontique ou abra- sion du tissu odontal. En général, la plaque dentaire n'est pas très dure, mais plutôt souple, visqueuse et pâteuse. Pour enlever cet- te plaque dentaire d'une surface des dents, le demandeur a constaté qu'il est nécessaire de pousser la brosse à dents doucement dans un sens vertical contre la surface des dents avec les garnitures de la brosse à dents étant érigées ver- ticalement à la surface des dents afin que les garnitures puissent être légèrement courbées puis déplacées le long de la surface des dents par une force de remise en place auto matique des garnitures courbées de la brosse. Ainsi, les garnitures ne sautent pas la portion à brosser, mais attei- gnent le point de plaque dentaire. Dans la présente inven- tion, chaque garniture de la brosse, qui est réalisée, par exemple, en Nylon, est utilisée comme "colonne" qui reçoit une force de compression qui induit une contrainte de fle- xion comme il est connu dans le domaine technologique de la mécanique des matériaux, et une sollicitation alternée (c'est-à-dire, une compression et une tension alternées) est ajoutée de manière répétée et rapide aux garnitures (aux "colonnes") afin qu'une plus grande force soit déli- vrée aux extrémités de la garniture même si chaque garni- ture présente une épaisseur inférieure à celle des garni- tures classiques. Les extrémités de la garniture de la brosse sont déplacées rapidement et finement pour élimi- ner de manière efficace la plaque dentaire sans endommager l'arcade alvéolaire. Un objet de la présente invention est de fournir une brosse à dents électrique améliorée. Un autre objet de la présente invention est de fournir une nouvelle brosse à dents électrique qui peut éliminer de manière efficace la plaque dentaire sans abrasion et exco- riation odontiques. Selon la présente invention, est fournie une brosse à dents actionnée par moteur électrique comprenant un support comportant un moteur et un élément brosse qui comporte un manche adapté de manière amovible au support dans une con- figuration en porte-à-faux. L'élément brosse comprend un certain nombre de poils ou "garnitures" de brossage chacune étant fine et élastique, plantée dans une portion de tête de brosse et un transducteur qui convertit un mouvement ro- tatif d'un rotor du moteur en un mouvement linéaire alter- natif dans le sens de croisement à angle droit relative- ment à un axe de rotation du rotor. Le transducteur est prévu à la portion de tête et adjacent à celle-ci. La por- tion de tête de l'élément brosse est actionnée finement et linéairement d'un mouvement alternatif à grande vitesse le long du sens longitudinal de chaque garniture. Dans un mode de réalisation préférée, le transducteur comporte une portion de disque excentrique à chaque extré- mité d'un arbre rotatif relié à l'arbre de rotor du moteur électrique, une rainure de guidage formée dans une extrémi- té avant du bras du support, et une projection formée d'une seule pièce avec la portion de tête et mobile dans la rai- nure de guidage du support. Lorsque le moteur électrique monté dans le support est actionné, la portion de tête avec les garnitures est dépla- cée finement en va-et-vient à grande vitesse dans le sens longitudinal de la garniture de la brosse. En plaçant la brosse à dents en position afin que la garniture bute ver- ticalement contre une surface des dents, une plus grande contrainte de compression est appliquée à la garniture de la brosse dans la course avant du mouvement alternatif, li- néaire que dans le brossage latéral classique o les garni- tures de la brosse sont déplacées en va-et-vient mais dans le sens longitudinal du manche de la brosse à dents afin que les garnitures de la brosse soient courbées et, qu'en conséquence, une force élastique soit stockée dans chacune des garnitures courbées de la brosse. L'extrémité de la garniture est alors déplacée le long de la surface des dents afin de libérer l'énergie stockée de la force élas- tique. Par ce mouvement de l'extrémité de la garniture, celle-ci "décolle" une partie de la plaque bactérienne den- taire. Ainsi, un mouvement continu de la garniture dans un sens vertical relativement à une surface des dents peut éliminer la plaque dentaire efficacement, sans entrainer une excoriation et une abrasion du tissu dentaire et peut ef- fectuer un brossage de dents efficace. La figure 1 est une vue en coupe de la brosse à dents électrique mettant en oeuvre la présente invention, La figure 1A est une vue en coupe prise selon la ligne IA-IA sur la figure 1, La figure 2 est une vue en perspective de l'élément brosse comportant un manche et un certain nombre de garni- tures plantées sur une surface d'une portion de tête du manche, La figure 3 est une vue en coupe de la brosse à dents selon un deuxième mode de réalisation de la présente inven- tion, La figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV sur la figure 3, La figure 5 est une vue en coupe de la brosse à dents selon un quatrième mode de réalisation de la présente in- vention, et La figure 6 est une vue en coupe prise selon la ligne VI-VI sur la figure 5. En se référant aux figures 1, lA et 2 illustrant un premier mode de réalisation de la présente invention, la brosse à dents électrique comporte un élément brosse 1 et un support 7 comprenant un bottier tubulaire 8 et un sys- tème d'entraînement dans le bottier tubulaire 8. L'élément brosse 1 est raccordé de m.anière amovible à un emplacement prédéterminé du support 7 en un agencement en porte-à-faux. L'élément brosse 1 comporte un manche 2 comprenant une por- tion de tête 3 à une extrémité, une portion de col 2a adja- cente à la portion de tête 3, et nombres de garnitures 3a qui sont faites de monofilaments ou d'une résine synthé- tique adaptée comme le nylon et plantées sur une surface de la portion de tête comme sur les brosses à dents clas- siques. Dans la présente invention, l'élément brosse 1 com- porte, à son autre extrémité opposée à la portion de tête 3, une projection 4 sur la surface supérieure de la portion de tête 3 laquelle surface est opposée à la surface infé- rieure o les garnitures sont plantées et, à l'autre extré- mité, une patte de fixation 5 sur la surface inférieure et un évidement 6 sur la surface supérieure. Dans la présente invention, les garnitures 3a peuvent être plus fines et plus flexibles que les garnitures des brosses à dents clas- siques. La portion de col peut être formée plus mince pour fournir une flexibilité adaptée à celle-ci afin de facili- ter un mouvement alternatif de la portion de tête 3 par un micro-moteur électrique 10 qui est connu dans l'art. La lettre "S" indique un petit espace entre la portion de col 2a de l'élément brosse 1 en porte-à-faux et le bras 9 du support 7 pour faciliter le mouvement alternatif de la por- tion de tête 3. Le support 7 comporte un corps tubulaire 8 à sa demi- portion arrière et un bras 9 s'étendant à partir d'une ex- trémité avant du corps tubulaire 8. Le corps tubulaire 8 comporte un micro-moteur électrique 10, une pile sèche 1l et un dispositif de commutation électrique 12. Le bras 9 comporte un trou 13 s'étendant sur la longueur du bras 9 et un arbre rotatif 16 s'étendant par le trou 13 et couplé à un arbre de rotor l0a du moteur électrique 10 par l'inter- médiaire d'un connecteur adéquat 15. Le bras 9 du support 7 comporte, à sa portion de base ou portion arrière, une rainure 17 et une projection 19 sur la surface de la rai- nure pour engagement avec l'évidement 6 de l'élément brosse 1. Une gorge filetée 18 est formée sur la surface extérieu- re de la portion de base du bras 9 afin qu'un écrou de fi- xation 20 y soit engagé par vissage. Pour mettre en posi- tion l'élément brosse 1 dans le support 7, l'écrou de fixa- tion 20 est déplacé vers la droite vers le corps tubulaire 8 puis le manche 2 de l'élément brosse 1 est inséré dans la rainure 17 du bras 9 afin que la projection 19 du bras 9 soit emboîtée dans l'évidement 6 de l'élément brosse 1. En- suite, l'écrou de fixation 20 est tourné pour se déplacer vers la gauche en direction de la portion de tête 3 afin de saisir fermement la patte 5 de l'élément brosse 1 et main- tenir ainsi l'élément brosse 1 en position dans une confi- guration en porte-à-faux. Le bras 9 du support 7 comporte à sa portion d'extré- mité, oh la portion de tête 3 de l'élément brosse 1 est po- sitionnée lorsque l'élément brosse 1 est adapté au support 7, un transducteur 21 qui sert à convertir un mouvement ro- tatif de l'arbre de rotor lOa du moteur électrique 10 en un mouvement alternatif, linéaire à angle droit relativement à l'axe de l'arbre rotatif 16. Le transducteur 21 comporte un disque excentrique 22 qui est formé en coupant excentriquement une extrémité de l'arbre rotatif 16, un trou de guidage 23 formé au bras 9 adjacent au disque excentrique 22, et la projection 4 de l'élément brosse 1 qui est maintenue de manière amovible dans le trou de guidage 23. Comme représenté sur les figu- res 1 et 1A, la projection 4 de l'élément brosse 1 est en contact direct avec le disque excentrique 22 de l'arbre ro- tatif 16. Le disque excentrique 22 présente une excentri- cité telle qu'une longueur de course obtenue du mouvement alternatif est aussi petite qu'l,O mm. Sur la figure 1, la référence 32 représente un bouchon d'extrémité fixé de ma- nière amovible à une extrémité du corps tubulaire 8 afin que la pile sèche 11 soit maintenue en position de manière amovible à l'aide d'un ressort 31. Un fonctionnement de la brosse à dents électrique va être expliqué. Une fois que l'élément brosse 1 est adapté au support 7 comme représenté sur la figure 1, le moteur électrique 10 est actionné pour faire tourner l'arbre rota- tif 16 par le connecteur 15. Lorsque l'arbre rotatif 16 tourne, la portion de tête 3 de l'élément brosse 1 est dé- placée en va-et-vient à grande vitesse pour la petite dis- tance déterminée par le transducteur susmentionné 21, comme représenté par la flèche bi-directionnelle (A) sur la figu- re 1. Par le mouvement alternatif, linéaire de la portion de tête 3, lorsque la brosse à dents est positionnée dans la bouche afin que les garnitures 3a contactent la surface de la dent substantiellement verticalement, les garnitures 3a sont courbées par une contrainte de compression ajoutée à celles-ci de sorte qu'une force élastique soit btockée dans les garnitures courbées, et les garnitures 3a sont déplacées le long de la surface de la dent par une force de remise en place des garnitures courbées 3a. C'est-à-dire que la force de remise en place des garnitures courbées force chaque garniture 3a à se déplacer le long de la sur- face de la dent pour décoller la plaque dentaire. Ce dépla- cement des garnitures est répété à une grande vitesse et par conséquent une force impulsive alternée est produite pour brosser les dents de manière efficace. En se référant à la figure 3 illustrant un deuxième mode de réalisation de la présente invention, la projection 4 de la portion de tête 3 de l'élément brosse 1 comporte une ouverture 24 pour recevoir le disque excentrique 22 de l'arbre rotatif 16 et le disque excentrique 22 est en con- tact direct avec une surface supérieure interne 4a afin qu'un mouvement rotatif du disque excentrique 22 induise un mouvement alternatif de la portion de tête 3 avec les garnitures 3a. En outre, comme représenté sur la figure 4, le manche 2 de l'élément brosse 1 comporte des portions ou ailettes étendues 25 à sa portion d'extrémité, et le bras 9 comporte une rainure de guidage 26 pour recevoir le manche 2 avec les ailettes 25. Dans le mode de réalisation de la figure 3, un arbre de rotor lOa du moteur électrique 10 est couplé à l'arbre rotatif 16 par un dispositif d'embrayage 29 et un connecteur 15 qui comporte un ressort à boudin 27 qui sollicite de manière élastique l'arbre rotatif 16 dans le sens avant. Une fois que la portion inférieure du manche 2 de l'élément brosse 1 est préalablement adaptée au sup- port 7 comme représenté sur la figure 4, l'élément brosse 1 est poussé vers l'arrière en direction du corps tubulaire 8 afin que la projection 4 pousse l'extrémité du disque ex- centrique 22 à l'encontre d'une force élastique du ressort 27, et ainsi l'arbre rotatif 16 est rétracté de sorte qu'un engagement soit réalisé entre l'évidement 6 de l'élément brosse 1 et la projection 19 du support 7. Ainsi, le disque excentrique 22 est reçu dans l'ouverture 24. Dans cet état, l'arbre rotatif 16 est projeté vers l'avant par la force élastique du ressort 27, et l'élément brosse 1 est ajusté par frottement doux dans le support 7. Ainsi, l'élément brosse 1 es tmaintenu en position. Si l'élément brosse 1 doit être libéré du support 7 pour certaines raisons comme par exemple être remplacé par un élément neuf, il suffit de tirer l'élément brosse vers l'avant pour supprimer l'enga- gement entre l'évidement 6 du manche 2-et la projection 19 du bras 9 du support 7. L'élément brosse 1 peut être adapté au dispositif moteur du support 7 beaucoup plus facilement dans le mode de réalisation de la figure 3 que dans le mode de réalisation de la figure 1 qui utilise l'écrou 20. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le dis- que excentrique 22 est tourné dans un sens, ce mode de fonctionnement peut être transformé en mouvement oscillant en utilisant un mécanisme basculant approprié (non repré- senté). Les figures 5 et 6 illustrent un troisième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réa- lisation, le corps tubulaire 8 consiste en deux parties, c'est-à-dire, une portion avant 8a et une portion arrière 8b, qui sont raccordées de manière amovible par une con- nexion à cliquet et analogue, ou alors de manière fixe par un agent adhésif approprié. Le bras 9 du support 7 est un corps creux comme représenté comportant un espace 28 afin d'être plus léger sans que cela soit au détriment d'une ré- sistance mécanique adéquate et d'une rigidité afin que le bras 9 ne dévie pas avec le mouvement alternatif de la portion de tête 3 de l'élément brosse 1. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le commutateur MARCHE-ARRET 12 est positionné au milieu du corps tubulaire 8 alors que le commutateur 12 était positionné à une portion d'extré- mité avant du corps tubulaire 8. En outre, le connecteur dans ce mode de réalisation ne comporte pas de ressort à boudin comme le ressort 27 de la figure 3, qui, cependant peut être également utilisé si on le souhaite dans ce mode de réalisation. Sur la figure 5, la référence 30 désigne un connecteur pour charger une batterie rechargeable par exem- ple une batterie Ni-Cd. D'autres caractéristiques de struc- ture et de fonctionnement sont substantiellement similaires à celles des modes de réalisation précédents et seront en- tendues d'après la description de ceux-ci. Selon la présente invention, un mouvement rotatif de l'arbre rotatif 16 est converti en un mouvement alternatif de la portion de tête 3 comportant des garnitures 3a par le transducteur 21, qui est positionné au-dessus de la portion de tête 3 de l'élément brosse 1 afin que le mouvement rota- tif de l'arbre rotatif 16 soit converti et transmis direc- tement à la portion de tête 3. En conséquence, le mouvement alternatif présentant une très petite longueur de course d'environ 1,0 mm peut être entièrement transmis par le disque excentrique 22 aux garnitures 3a. A cet égard, si une vibration est ajoutée à la portion de base, ou portion inférieure, du manche 2 de l'élément brosse 1 plutôt qu'à la portion de tête 3, la vibration est absorbée dans la longueur du manche 2 et n'est pas entièrement transmise à la portion de tête 3 comportant les garnitures 3a et, par conséquent, un mouvement alternatif souhaité de la portion de tête 3 n'est pas obtenu. En outre, l'élément brosse 1 est maintenu par le dispositif moteur 10 dans une configu- ration en porte-à-faux et par conséquent, la brosse à dents peut être placée précisément et facilement à une position prédéterminée des dents tandis que la portion de tête 3 est déplacée en va-et-vient, sans roulement, inclinaison et au- tre mouvement non souhaitable. Ainsi, un contrôle très pré- cis de la brosse à dents pour positionner les garnitures sur le point prédéterminé des dents peut être facilement effectué. En outre, il est possible de produire un mouve- ment alternatif à la portion de tête 3 sans fournir de man- che 2 à l'élément brosse 1, mais le demandeur a constaté que certains inconvénients comme le roulement ou l'incli- naison se produisent au cours de l'opération de brossage des dents si l'élément brosse 1 ne comporte pas de manche comme le manche 2. Dans la présente invention, le mouvement alternatif de la portion de tête 3 permet aux garnitures d'atteindre un point mince et étroit et d'éliminer la pla- que dentaire de façon sure sans excoriation et abrasion du tissu dentaire. Revendications 1. Brosse à dents électrique comprenant: un support (7) comportant un corps tubulaire (8), un dispositif d'entraînement électrique (10) dans ledit corps tubulaire (8), un bras (9) comportant un trou longitudinal (13) et s'étendant à partir du corps tubulaire (8), et un arbre rotatif (16) relié audit dispositif d'entraînement électrique (10) et s'étendant par ledit trou longitudinal (13), un élément brosse (1) comportant un manche (2), une portion de tête (3) à une extrémité dudit manche (2), une portion inférieure à l'autre extrémité de celui-ci, et des garnitures (3a) plantées dans une portion de ladite portion de tête (3), un transducteur (21) pour convertir un mouvement rota- tif dudit arbre rotatif (16) en un mouvement linéaire, al- ternatif à ladite portion de tête (3) afin que ladite por- tion de tête (3) soit déplacée en va-et-vient à angle droit relativement à un sens longitudinal dudit arbre rotatif (16), et un moyen de fixation (20) pour maintenir de manière amovible ladite portion inférieure dudit manche (2) de l'élément brosse (1) audit bras (9) dudit support (7) dans une configuration en porte-à-faux. 2. Brosse à dents électrique selon la revendication 1, dans laquelle ledit transducteur (21) comporte un disque excen- trique (22) à une extrémité dudit arbre rotatif (16), un trou formé à une portion d'extrémité dudit bras (9) adja- cent audit disque excentrique (22), et une projection (4) sur ladite portion de tête (3) dudit élément brosse (1) afin que le disque excentrique (22) contacte ladite pro- jection (4) pour déplacer ladite portion de tête (3) liné- airement et en va-et-vient. 3. Brosse à dents électrique selon la revendication 1, dans laquelle ledit transducteur (21) comporte un disque excen- trique (22) à une extrémité dudit arbre rotatif (16), une projection (4) sur ladite portion de tête (3) dudit élément brosse (1), et un trou (24) dans ladite projection (4) pour y recevoir de manière à ce qu'il tourne ledit disque excen- trique (22) 4. Brosse à dents électrique selon la revendication 3, dans laquelle ledit élément brosse (1) comporte des portions à rebords étendues (25) s'étendant en sens contraire à ladite portion inférieure dudit manche (2), et ledit bras (9) du- dit support (7) comporte une rainure (26) pour recevoir par glissement lesdits rebords (25) afin que ledit élément brosse (1) soit maintenu par ledit support (7) dans une configuration en porte-à-faux.