Brevet FR2934148A1 — publié le 20100129

La présente invention concerne un appareil, conçu pour le brossage des dents, à moteur électrique. L'idéal dans le brossage des dents est de brosser dans le sens gencive vers l'extrémité des dents. Il existe un ou plusieurs appareils de brossage électrique qui remplissent cette condition de façon automatique ou manuelle pendant le brossage des dents sur toutes les faces, mais les mécanismes sont compliqués et/ou trop sensibles à des mouvements inutiles au pilotage. L'ergonomie insuffisante et le manque de précision sur la détection de l'inclinaison ne peuvent pas donner entièrement satisfaction à l'utilisateur. Ces mêmes appareils ont une commande électronique avec une fonction de détection des seuils de changements de sens de rotation figée. D'autres appareils fonctionnent avec des vibrations de la brosse, des rotations de brosses à mouvements alternés ou les deux combinés, ce qui est parfois inconfortable pour l'utilisateur. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de brossage automatique, confortable, léger, fiable, adaptable à la demande du fabricant et de l'utilisateur tout en répondant aux exigences de l'hygiène dentaire. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte selon une première caractéristique, un carter recevant le protège joue qui est muni de paliers de guidage pour la brosse cylindrique ou conique, dont la rotation est assurée par un moteur électrique couplé ou non à un réducteur. Le protège joue est muni d'une zone de moindre distance par rapport à l'axe de la brosse pour favoriser la mise en bouche de l'appareil. Le sens de rotation de la brosse est piloté électroniquement par la combinaison de deux accéléromètres ou inclinomètres, qui délivrent des signaux traités par un circuit électronique analogique ou par un micro contrôleur. Les accéléromètres ont leurs inclinaisons modifiées par l'utilisateur de la brosse. Pour simplifier la lecture, le terme accéléromètre sera utilisé pour désigner les accéléromètres ou inclinomètres dans le reste du document. Selon l'invention, le protège joue amovible positionné sur le carter conditionne la 30 position angulaire d'un premier accéléromètre dont l'axe sensible est perpendiculaire à l'axe longitudinal ()X') de la brosse à dents et positionné suivant un angle approprié par rapport au protège joue. Cet accéléromètre permet de délivrer sur 360° ou sur un angle suffisant au bon fonctionnement de l'appareil, une information proportionnelle à la position de la brosse suivant cet axe longitudinal (XX'). Un deuxième accéléromètre, dont le signal de sortie est également proportionnel à son inclinaison sur une plage d'angle suffisante au bon fonctionnement de l'appareil, fournis l'information sur l'inclinaison de la brosse à dent autour d'un axe de rotation toujours horizontal (YY') quelle que soit la position angulaire de la brosse autour de l'axe longitudinal (XX'). Ces axes XX' et YY' sont perpendiculaires entre eux. Les deux accéléromètres sont actionnés par l'utilisateur qui positionne la brosse sur les dents de façon naturelle. Le signal délivré par chaque accéléromètre passe dans un filtre passe bas optimisé en fréquence de coupure pour éviter les instabilités du sens de rotation dues aux hautes fréquences. Ce signal filtré est ensuite transformé, suivant un seuil de tension réglable, en état 0 ou 1 à la sortie d'un amplificateur opérationnel pour l'exemple. Conformément à l'invention la combinaison des états 0 ou 1 donne, par l'intermédiaire de circuits logique deux états de sortie qui commandent un circuit de puissance pour faire tourner le moteur électrique dans le sens idéal pour le brossage. Pour les deux accéléromètres, l'un suivant XX' ayant une sortie A et l'autre suivant YY' ayant une sortie B, les équations du circuit logique pour cet exemple d'application sont: S 1=A.B+A.B S2=A.B+A.B Pour ne pas avoir une condition instable ou un sens de rotation inadapté le circuit de puissance commandant le sens de rotation du moteur répond aux conditions décrites dans le tableau ci-dessous: S 1 S2 Sortie 0 0 Moteur arrêté 0 1 Rotation du moteur à droite 1 0 Rotation du moteur à gauche 1 1 Moteur arrêté Selon des modes particuliers de réalisation on peut faire en sorte que la partie mécanique de l'invention favorise le confort d'utilisation et le fonctionnement de l'invention: - Une forme géométrique spécifique du carter favorise le positionnement des accéléromètres en référence à cette forme géométrique spécifique. - Le protège joue est muni d'un détrompeur pour se positionner par rapport à la forme géométrique spécifique du carter. - Le protège joue peut avoir une zone de moindre distance par rapport à l'axe de la brosse. - Le carter est muni d'un détrompeur positionné par rapport à sa forme géométrique spécifique pour que le protège joue soit positionné par rapport à la forme géométrique spécifique du carter. - Les deux accéléromètres sont positionnés par rapport au protège joue de l'appareil pour détecter sa position angulaire. - L'axe sensible de l'accéléromètre positionné suivant l'axe longitudinal de la brosse est 10 perpendiculaire à l'axe sensible du deuxième accéléromètre. - L'accéléromètre dont l'axe sensible est positionné suivant l'axe longitudinal de la brosse a également son axe sensible toujours perpendiculaire à un axe horizontal de façon à délivrer toujours la même information pour la même inclinaison autour de cet axe horizontal, quelle que soit la position angulaire de la brosse autour de son axe longitudinal. 15 Suivant ce mode particulier de réalisation on peut également faire en sorte que le circuit de commande électronique permette plusieurs fonctions: - Chaque accéléromètre délivre un signal proportionnel à l'inclinaison de l'appareil suivant son axe sensible. - Les signaux délivrés par les deux accéléromètres sont filtrés pour ne conserver que les 20 basses fréquences. - Le changement d'état (0 ou 1) en sortie d'un étage du circuit électronique de l'accéléromètre ayant son axe sensible parallèle ou concourant à l'axe longitudinal de la brosse peut être réglable d'après l'inclinaison de l'appareil autour de son axe de rotation horizontal. Cet axe de rotation horizontal est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la 25 brosse. - Le changement d'état (0 ou 1) en sortie d'un étage du circuit électronique de l'accéléromètre ayant son axe sensible perpendiculaire à l'axe longitudinal peut être réglable d'après l'angle de rotation de l'appareil autour de cet axe longitudinal. - Le seuil angulaire du changement d'état défini pour chaque accéléromètre ne change pas 30 quelque soit l'évolution de la tension d'alimentation - Les sorties d'un étage de circuits logiques pilotent l'étage de puissance qui modifie le sens de rotation du moteur. - Un étage de puissance sur le circuit électronique permet d'actionner le sens de rotation du moteur. Pour la description qui va suivre, nous avons sur les dessins Planche 1 et sur le schéma électronique Planche 2 représenté à titre d'exemple non limitatif un mode de 5 réalisation particulier de l'invention. En référence à ces dessins, l'appareil de brossage des dents comporte un carter (1) ayant une forme géométrique spécifique (14) servant de détrompeur dans lequel sont positionnés suivant l'interdépendance de chaque composant, l'alimentation électrique (2), l'interrupteur d'alimentation (3), les accéléromètres (4 et5), le circuit électronique (6), le 10 moteur d'entraînement de la brosse (7) avec ou sans réducteur de vitesse (8), le protège joue (9) avec ses deux paliers (10 et Il) et la brosse rotative (12). Le protège joue (9) comporte une zone de moindre distance (16) par rapport à l'axe de la brosse. La brosse (12) avec son axe d'entraînement solidaire (18) et le protège joue (9) sont amovibles ensemble grâce à une liaison mécanique entre la brosse et l'un des paliers (10 ou 15 11) présentant un jeu axial et radial suffisant pour assurer le bon fonctionnement de la rotation de la brosse. Le positionnement de l'axe d'entraînement de la brosse (18) par rapport à l'axe de sortie du moteur ou du réducteur est guidée par un joint de protection (15) solidaire du protège joue (9). La liaison de l'axe d'entraînement (18) sur l'axe de sortie (13) se fait par emboîtement sans contrainte. Cet ensemble brosse (12) et protège joue (9) 20 peuvent êtres montés et démontés aisément par rapport au carter (1) de la brosse à dents électrique, par l'utilisateur. Le protège joue est guidé par le détrompeur (17) lors du démontage ou remontage sur le carter (1). Les capteurs dont le signal électrique de sortie est proportionnel à leur inclinaison sont pour l'exemple des accéléromètres. L'accéléromètre (4) dont l'axe sensible est 25 perpendiculaire à l'axe longitudinal (XX') doit être fixé avec pour référence le protège joue (9) et le carter (1) dont la forme géométrique particulière (14) permet à l'utilisateur de positionner la brosse à dent dans la bonne position, de façon naturelle, autour de cet axe longitudinal (XX'). L'accéléromètre (5) dont l'axe sensible est parallèle ou concourant à l'axe longitudinal ()O') doit être fixé suivant cet axe ou un axe parallèle à cet axe XX' qui 30 correspond à l'axe de rotation de la brosse. Les seuils de tension détectés par les amplificateurs opérationnels sont proportionnels à la tension d'alimentation de l'ensemble du circuit électronique si celle-ci évolue au cours de l'utilisation de l'appareil. L'alimentation électrique du circuit électronique (P12) et du moteur (7) se fait en basse tension compatible avec les exigences techniques des composants du circuit électronique, de la vitesse de rotation et du couple nécessaire au bon fonctionnement de la brosse à dent tout en étant conforme aux règles de sécurité pour l'utilisateur. La tension d'alimentation du circuit de puissance et du moteur électrique (7 PLI) peut être réglable et indépendante de celle du circuit de commande électronique (PL2). La vitesse de rotation de la brosse et son couple peuvent êtres figés à la fabrication de l'appareil ou être réglable suivant les besoins de l'utilisateur. La détection du seuil angulaire de changement de sens de rotation peut être figé à la 10 fabrication de l'appareil ou être réglable suivant les besoins spécifiques de chaque utilisateur. Selon d'autre modes de réalisation de l'appareil : Le circuit de commande électronique peut être réalisé sur la base d'un microcontrôleur qui regrouperait les fonctions logiques et la commande du moteur 15 possédant la technologie associée. Les dessins annexés illustrent l'invention : Sur la planche 1 est représentée l'ensemble de l'appareil avec une vue de face (fig.l), une vue de dessus (fig.2) et une vue de coté (fig.3) ou le profil spécifique apparaît Sur la planche 2 nous retrouvons le circuit électronique. 20 A titre d'exemple non limitatif, l'appareil des dimensions de l'ordre de 200 mm sur sa longueur et de 30 mm de diamètre. Cet appareil, selon l'invention est plus particulièrement destiné au brossage des dents. REVENDICATIONS1) Appareil de brossage des dents a moteur électrique entraînant une brosse à dents rotative caractérisé en ce que le contrôle des sens de rotation est assuré par la combinaison des signaux électriques de deux accéléromètres (4 et 5) 2) Appareil conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que l'accéléromètre (4) situé sur un axe parallèle ou concourant à l'axe de la brosse (12) délivre un signal de sortie électrique proportionnel à la position angulaire du carter (1) autour de l'axe de la brosse XX' 3) Appareil conforme aux revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'accéléromètre (5) délivre un signal de sortie électrique proportionnel à l'inclinaison du carter (1) pivotant suivant un axe YY' toujours horizontal et perpendiculaire à l'axe XX'. 4) Appareil conforme aux revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'accéléromètre (5), pour une valeur angulaire donnée autour de l'axe YY', délivre toujours le même signal quelque soit la position angulaire du carter (1) autour de son axe XX'. 5) Appareil conforme à l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le protège joue (9) est solidaire du carter (1) suivant une position angulaire autour de l'axe XX' référencée par la forme spécifique (14) du carter (1). 6) Appareil conforme à l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le signal de chaque accéléromètre (4et5) est filtré en basse fréquence (2 PL2). 7) Appareil conforme à l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le seuil de détection d'inclinaison des accéléromètres (4 et 5) est réglable (3 PL2) 8) Appareil conforme aux revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le pilotage du sens de rotation du moteur (7) est assuré par un circuit à commande électronique (Planche 2) piloté par la combinaison des seuils de détection d'inclinaison des deux accéléromètres (4 et 5). 1' Dépôt