Brevet FR3037787A1 — publié le 20161230

La présente invention s'applique à une brosse à dents électrique qui génère un mouvement de la brosse sensiblement identique à ce que ferait une personne soucieuse de se brosser les dents selon la règle recommandée "de la gencive vers le sommet des dents" avec une brosse manuelle classique. Cette règle est en en faveur d'une meilleure hygiène buccodentaire notamment, par un massage approprié de la gencive. Il faut noter que le terme "brosse à dents électrique" concerne l'ensemble de l'objet et que le terme "brosse" concerne la touffe de poil ou autre languette de raclage et son bâtonnet support. L'innovation concerne le mécanisme générant un mouvement de la brosse ainsi que 10 le dispositif de sélection du sens de rotation de la brosse pour que ce sens soit adapté à tout moment à la partie de la dentition sur laquelle agit la brosse. L'état de la technique connue permettant le brossage selon cette règle précitée ne révèle que des systèmes à brosse cylindrique rotative, notamment dans les brevets : n° 2934148 et n° 2659848. On trouve également des brosses à dents dont le mouvement de la 15 brosse est alternatif sans que l'on note de retrait par rapport à la surface traitée. Ceci tel que décrit, notamment dans le brevet n° 2842095. D'autres systèmes génèrent à la brosse un mouvement rotatif alternatif. Le brevet n° DE 3505897 Al présente un dispositif dont la brosse à un parcours en forme de 8 qui apparait compliqué à manipuler pour bien atteindre les espaces inter-dentaires. 20 L'invention ici présentée apporte une solution innovante en proposant un mécanisme générant à la brosse (9) un mouvement orbital continu et une oscillation angulaire sur un axe longitudinal. Ces deux mouvements sont simultanés et synchronisés. L'utilisateur oriente et maintient les poils de la brosse (9) approximativement perpendiculaires et au contact de la surface traitée. Lors de la phase non active du cycle de la brosse (9) celle-ci opère un retrait par 25 rapport à la surface traitée. Le choix du sens de rotation, pour s'adapter à la zone sur laquelle agit la brosse (9) peut être piloté : a) manuellement avec un commutateur inverseur dont les touches sont disposées ergonomiquement (16.1) et (16.2) selon la direction sur laquelle est exercée intuitivement la 30 pression d'appui de la main pour la transmettre à la brosse (9) sur les dents, b) ou automatiquement par des circuits et capteurs électroniques tels que, notamment, ceux décrits dans les brevets n° 2934148 et n° 2659848, 1/6 3037787 c) en combinant les deux modes précités avec un dispositif qui permettrait la mise en marche dans le bon sens par une impulsion manuelle de la brosse à dents électrique tel que l'on 35 ferait avec une brosse manuelle. Généralement les brosses à dents électriques sont constituées d'un manche (1) prolongé par une autre partie vers la brosse (9) ; l'ensemble contenant les piles ou accus, le moteur, éventuellement un réducteur et un mécanisme de mise en mouvement d'une brosse amovible. Une touche intégrée commande la mise en mouvement. Les éléments constituant 40 cette brosse à dents électrique diffèrent principalement dans le mécanisme d'entraînement de la brosse (9) et dans les systèmes de sélection du sens de rotation de la brosse (9). Le mécanisme d'entraînement de la brosse (9) se compose d'une platine (4) qui intègre ou non le réducteur et comprend un alésage recevant l'arbre de sortie réducteur (18). Cette platine (4) de forme extérieure préférentiellement cylindrique peut servir de liaison 45 statique entre le manche (1) et le corps (7). L'arbre de sortie réducteur (18) traversant la platine (4) comporte un maneton ou un alésage excentré ; ceux-ci entrainant une bielle (5) transversale à l'une de ses extrémité dans un mouvement circulaire. L'autre extrémité de la bielle (5) est guidée dans une rainure ou sur un tenon solidaire de la platine (4). Sur la face opposée de cette bielle (5) une saillie ou un creux (5.3) permettra l'ancrage d'une des 50 extrémités d'un levier (6) articulé à la bielle (5) de façon solidaire en rotation mais permettant un certain débattement angulaire autour de la perpendiculaire inscrite entre bielle (5) et levier (6). Les saillie ou creux (5.3) précités peuvent avoir différentes formes remplissant les conditions pour la liaison précité notamment, carrée ou hexagonale. Les dégagements permettant le débattement angulaire peut être réalisé sur la partie femelle ou la partie mâle 55 comme par exemple sur une clé "Allen à boule". L'autre extrémité du levier (6) comporte une sphère (6.1). L'ensemble bielle (5) plus levier (6) est coiffé par le corps (7) qui comprend, dans sa partie réduite une cavité sphérique où s'articulera la sphère (6.1) du levier (6). Dans la partie sphérique du levier (6.1) ou dans le prolongement de celui-ci un aménagement permet la fixation amovible de la brosse (9) elle-même tout en assurant sa seule position angulaire 60 permise par rapport au levier (6). Le guidage de la bielle (5) dans son plan de déplacement peut être assuré notamment entre la platine (4) elle-même et une surface aménagée dans le corps (7). Le plaquage de la bielle (5) sur la platine (4) peut également être assuré par l'appui de l'extrémité du levier (6). Ce guidage peut encore être assuré par des aspérités aménagées ou adaptées sur les organes générant le mouvement à la bielle (5). 65 Dans l'invention présentée, le manche (1) peut avoir une section de forme ronde ou ovale; cette dernière possibilité permet une prise en main assurant une orientation plus intuitive de la brosse (9). Pour solidariser le manche (1) à l'ensemble celui-ci peut s'insérer dans un 2/6 3037787 alésage du corps (7) ou vice versa; et être immobilisé par vissage, baïonnettes ou tout autre moyen. La solidarisation de l'ensemble peut également être assurée par l'intermédiaire de la 70 platine (4) sur lesquelles s'emboite, d'un côté le manche (1) et de l'autre le corps (7) avec le moyen de fixation approprié. Dans ce dernier cas une bague mobile servant à activer la marche et le sens de rotation en agissant sur le circuit électrique peut être insérée sur la platine (4) entre le manche (1) et le corps (7). Dans une autre version l'arbre (18) de sortie du réducteur entraînera un pignon denté 75 (2) qui lui-même entraînera de part et d'autre et dans le même sens, deux pignons (2.1) et 2.2) de même diamètre comportant pour chacun des alésages ou manetons destinés à l'entraînement de la bielle (5). Sur ces deux pignons menés (2.1) et (2.2), les organes d'entraînement seront disposés selon une orientation identique ou opposée. L'un de ces pignons (2.1) entraînera une extrémité de la bielle (5) de façon circulaire. L'autre de ces pignons (2.2) agira sur l'autre 80 extrémité de la bielle (5) de façon transversale en agissant dans une rainure aménagée dans la bielle (5). Dans cette version, le rapport d'excentricité entre les éléments d'entrainement de la bielle (5) contribuera à déterminer la forme du mouvement de la brosse (9). Dans une autre version la bielle (5) à une autre forme et elle est placée différemment. Elle n'est pas intercalée dans la chaine cinématique mais elle contraint le levier (6) à ne pas 85 tourner librement sur lui-même, mais alternativement selon une valeur angulaire définie par la longueur de cette bielle (5). A une de ses extrémités elle est articulée au moyen d'une sphère (5.4) à un aménagement réalisé sur la platine (4) ou sur le corps (7). L'autre extrémité de cette bielle (5) coulisse librement dans un orifice traversant le levier (6) à proximité du maneton ou de l'alésage de l'arbre (18) entrainant de levier (6) façon orbitale. Des dégagements appropriés 90 permettent une oscillation angulaire de la bielle (5) suivant l'axe longitudinal du levier (6) tout en étant solidaires en rotation de la bielle (5). La surface externe de cette bague (19) évoquée lignes 71 à 73, comporte des aspérités (19.1) et (19.2) aux endroits à sollicités manuellement et intuitivement pour le sens de rotation approprié. Hormis la présence de cette bague (19), des touches de sélection du sens de rotation 95 sont disposées de façon à ce que celles-ci se trouvent à la périphérie de l'ensemble dans la zone sollicitée (16.1 et (16.2) pour l'appui de la brosse (9) sur la dentition. En réaction du couple exercé par la brosse (9) sur la zone à brosser l'ensemble statique exercera dans la main qui le tient, un couple inverse qui tendra à forcer et à maintenir l'appui sur l'organe de commande. Pour cela la forme de la touche devra présenter une surface en opposition au couple exercé. 100 Les lignes 28 à 30 évoquent des moyens manuels pour sélectionner le sens de rotation. Ces moyens manuels peuvent être assortis de temporisations évitant les changements de sens intempestifs et/ou assurant un temps d'action déterminé. 3/6 3037787 Pour la sélection automatique du sens de rotation, différents capteurs peuvent solliciter un dispositif électronique, notamment: 105 (a) dans le cas d'un réducteur épicycloïdal le pignon à denture intérieure (14) réputé être fixe peut être libre en rotation pour agir sur une ou deux jauges de contrainte ou autres capteurs pour déterminer le point du cycle où le couple d'entrainement est le plus important. (b) le corps (7) peut comporter des zones souples dont la direction de la déformation provoquée par la pression sur la dentition agit sur un ou des capteurs sollicités par cette 110 déformation. L'état de ces différents capteurs renseigne le dispositif électronique qui détermine le sens de rotation opportun. Pour la sélection automatique du sens de rotation il peut être établi un sens prioritaire qui sera inversé dans le cas où le ou les capteurs émettront un ou des signaux vers un 115 calculateur. Ce calculateur inversera le sens de rotation si les informations émanant des capteurs sont incompatibles avec un modèle préétabli. Pour un autre moyen de sélection du sens de rotation, le manche ou par exemple un fourreau mobile le recouvrant, solidaire axialement et libre en rotation agit sur l'un des capteurs attribués au sens de rotation. Le dit fourreau peut être limité à la zone de la prise entre 120 le pouce et l'index. Dans tous les systèmes de sélection du sens de rotation un module ou carte électronique pourra intégrer des temporisations pour éviter des inversions ou arrêts intempestifs et/ou dans le but d'optimiser le temps d'action pour une zone traitée. Dans la conception générale décrite ligne 42 à 64 la forme du mouvement de la brosse 125 (9), peut être définie par notamment : (a) la longueur de la bielle (5), (b) La valeur de l'excentricité du moyen d'entrainement de la bielle (5). L'amplitude de mouvement de la brosse (9) pourra être définie notamment par notamment : 130 (a) La valeur de l'excentricité du moyen d'entrainement de la bielle (5), (b) Le rapport entre les distances bielle (5) /sphère (6.1) et sphère (6.1) / brosse (9), (c) La position de l'encrage du levier (6) sur la bielle (5), (d) La distance comprise entre, d'une part l'axe de rotation de la brosse (9) matérialisée par l'axe longitudinal du bras (6) et d'autre part la surface active de la brosse (9) 135 définie par la surface constituée par l'extrémité libre des poils. Dans une version où l'arbre (18) de sortie du réducteur est excentré, la conception du corps (7) permet de décaler de l'axe général la cavité sphérique où est articulé le bras (6). 4/6 3037787 Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente l'ensemble brosse à dent électrique dont le corps (7), ajouré sur 140 le dessin, permet de voir un mode de réalisation défini dans les lignes 157 à 174. La figure 2 détaille une bielle (5) telle que figurant dans le mode de réalisation représenté figure 1. La figure 3 représente la platine (4) incluant un réducteur épicycloïdal dont le porte- satellite (13) est solidaire de l'arbre de sortie réducteur (18). L'arbre primaire (12) est 145 également représenté. La figure 4 représente les éléments spécifiques de la chaine cinématique de la version décrite lignes 71 à 79. La figure 5 représente une version où l'arbre de sortie réducteur (18) est excentré par rapport à la platine (4). Dans cette variante la conception du corps (7) permet de décaler la 150 cavité où est articulé le levier(6) pour que l'axe central du débattement du bras (6) reste plus ou moins perpendiculaire à la bielle (5). La figure 6 représente une possibilité d'entraîner la brosse (9) où le rôle de la bielle (5) est seulement de contraindre le levier (6) à tourner sur lui-même alternativement selon une valeur angulaire déterminée. 155 La figure 7 représente la bague de commande (19) de sélection manuelle du sens de rotation évoquée lignes 61 à 63 avec les zones en saillie (19.1) et (19.2). La figure 8 représente la brosse à dents électrique vue coté brosse (9) où sont indiquées les zones (16.1) et (16.2) et où sont situées les touches de sélection du sens de rotation par rapport à l'axe de symétrie (16) du déplacement de la brosse (9). 160 Suit un mode de réalisation décrit suivant la conception précisée en référence à la figure 1. Le mécanisme d'entraînement de la brosse (9) se compose d'une platine (4) de forme extérieure cylindrique, elle intègre le réducteur et comprend un alésage recevant l'arbre de sortie réducteur (18). L'arbre de sortie réducteur (18) traverse la platine (4) et comporte un 165 alésage excentré; dans lequel un des manetons (5.1) de la bielle (5) entraine celle-ci dans un mouvement circulaire à l'une de ses extrémité. L'autre extrémité de la bielle (5) est guidée par un second maneton (5.2) dans une rainure solidaire de la platine (4). Sur la face opposée de cette bielle (5) un creux permet l'ancrage d'une des extrémités d'un levier (6) articulé à la bielle (5) de façon solidaire en rotation mais permettant un certain débattement angulaire 170 autour de la perpendiculaire inscrite entre bielle (5) et levier (6). L'autre extrémité du levier (6) comporte une sphère (6.1). L'ensemble bielle (5) plus levier (6) est coiffé par le corps (7) qui comprend, dans sa partie réduite une cavité sphérique complétée par la bague (10) et où 5/6 3037787 s'articulera la sphère (6.1) du levier (6). Dans la partie sphérique du levier (6.1) et dans le prolongement de celui-ci un aménagement permet l'adaptation amovible de la brosse (9) elle- 175 même tout en assurant sa seule position angulaire permise par rapport à l'axe longitudinal du levier (6). Cette position angulaire oriente les poils de la brosse (9) parallèlement à la bielle (5) vers l'extrémité de celle-ci comportant le maneton coulissant (5.2). Dans la mesure du possible et dans l'intérêt qu'elles peuvent présenter, toutes les combinaisons entre les aménagements cités peuvent être envisagées. D'autres aménagements 180 connus ou non peuvent également être associés notamment, apport de liquide, de dentifrice ou design attrayant peuvent contribuer à l'optimalisation du produit. L'application initiale de l'invention s'adresse à un produit d'hygiène buccodentaire. De façon non exhaustive ce type de mécanisme pourrait avoir d'autres applications avec des aménagements appropriés, notamment dans des domaines de nettoyage et traitement 185 de surface où des angles sont particulièrement inaccessibles. Ces aménagements spécifiques pourraient comprendre des outils amovibles rendus solidaires de la bielle et dans le prolongement de celle-ci. Les outils pourraient comporter une surface active de différentes natures, par exemple : brosse, abrasif, lame, etc. Les dites surfaces actives pourraient être disposées parallèlement ou perpendiculairement au plan de déplacement de la bielle. 6/6 REVENDICATIONS1) Brosse à dents à mouvement orbital caractérisée par la chaine cinématique comportant une bielle (5) animée d'un mouvement circulaire à l'une de ses extrémité et d'un mouvement alternatif linéaire à l'autre extrémité. Un levier (6) est ancré approximativement perpendiculairement à cette bielle (5) de manière solidaire en rotation et permettant un certain débattement angulaire autour de la perpendiculaire inscrite entre bielle(5) et levier(6). L'autre extrémité du levier (6) constituée d'une sphère (6.1), est articulée dans le corps (7) et comprend un aménagement pour fixer de façon amovible une brosse (9) dans son prolongement. 2) Brosse à dents à mouvement orbital selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un pignon denté (2) entraîne de part et d'autre, dans le même sens et de façon synchrone, deux pignons (2.1) et (2.2) comportant pour chacun un alésage ou maneton destinés à l'entraînement de la bielle (5). Sur ces deux pignons menés (2.1) et (2.2), les organes d'entraînement excentrés de la bielle (5) seront disposés selon une orientation identique ou opposée avec une valeur d'excentricité différente pour chacun d'eux. L'un de ces pignons (2.1) entraînera l'une des extrémités de la bielle (5) de façon circulaire. L'autre de ces pignons (2.2) agira transversalement sur l'autre extrémité de la bielle (5) qui comporte une rainure. Cette rainure permet le mouvement transversal de la bielle (5) tout en la libérant dans le sens longitudinal. 3) Brosse à dents à mouvement orbital caractérisée en ce qu'elle comporte un levier (6) prolongé par la brosse (9) amovible, animé de façon orbitale et libre en rotation sur lui-même, à l'une de ses extrémité et articulé dans le corps (7) à l'autre extrémité. Une bielle (5) articulée à l'une de ses extrémités dans un aménagement du corps (7) ou de la platine (5) coulisse dans un orifice traversant le bras (6) de manière à contraindre celui-ci dans un mouvement d'oscillation rotative induite par le mouvement orbital du levier (6). (4) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisée en ce que la partie du corps (7) où est articulé le levier (6) est excentrée par rapport à l'axe général de la brosse à dents électrique. Cette disposition s'applique notamment dans le cas où l'arbre d'entraînement (18) est excentré et permet le débattement du levier (6) autour de la perpendiculaire inscrite entre bielle (5) et levier (6). 5) Brosse à dents à mouvement orbital selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par des touches dont la position (16.1) et (16.2) permet de façon intuitive la sélection manuelle du sens de rotation de la brosse (9). 1/2 3037787 (6) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 1, 2, 3 et 4 35 caractérisée en ce qu'elle comporte une bague avec des aspérités (19.1) et (19.2) ou à tenir entre le pouce et l'index, permettant de façon intuitive la sélection manuelle du sens de rotation de la brosse (9). 7) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 5 et 6 caractérisée en ce que les moyens de sélection manuels du sens de rotation de la brosse comportent un module 40 électronique permettant de programmer un temps d'action pour chaque mise en marche dans chacun des sens de rotation de la brosse (9). 8) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisée par les moyens de sélection automatique du sens de rotation comportant un module électronique et un ou des capteurs sollicités par le pignon de réducteur à denture intérieure (14) figure 3, libre 45 en rotation, et renseignant ce module électronique sur le point où le couple d'entraînement de la brosse est au plus important. Ce point comparé à un modèle numérique établira le sens de rotation opportun. (9) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisée par les moyens de sélection automatiques du sens de rotation de la brosse comportant un module 50 électronique et dont le corps (7) comporte des zones souples incluant des capteurs sollicités par la déformation du corps (7) quand l'utilisateur exerce une pression de la brosse (9) sur la zone à traiter. (10) Brosse à dents à mouvement orbital selon les revendications 8 et 9 caractérisée en ce sens qu'un sens de rotation prioritaire est déterminé et sera inversé si les informations émanant 55 du ou des capteurs sont incompatibles avec un modèle numérique préétabli. 2/2