ЗУБНАЯ ЩЕТКА С ПРИВОДНОЙ ГОЛОВКОЙ
TOOTHBRUSH WITH DRIVE HEAD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к зубным щеткам и, в частности, к зубной щетке с приводной головкой, содержащей неподвижный и подвижный блоки пучков.
Уровень техники
Существует множество конфигураций зубных щеток, которые содержат неподвижные и/или подвижные элементы для чистки с механическим приводом. Данные обычные зубные щетки предназначены для операций чистки/полировки зубов и обычно включают в себя головку, предназначенную для операций чистки/полировки зубов, и ручку. Головка обычно имеет плоскую или немного деформированную поверхность, к которой прикрепляются элементы для чистки зубов, или к которой прикрепляются подвижные несущие элементы с механическим приводом для элементов для чистки зубов.
Обычные зубные щетки содержат элементы для чистки зубов, которые выступают из жесткой головки. Зубы и десны по природе имеют сложный контур. Вследствие жесткого прикрепления элементов для чистки зубов к головке зубной щетки ориентация элементов для чистки зубов не является гибкой, и поэтому обычные зубные щетки не обеспечивают оптимальную чистку зубов и десен. Следовательно, обычным зубным щеткам очень трудно контактировать с участками зубов, расположенными на большем расстоянии от головки, включая пространства между соседними зубами.
Было бы желательно создать зубную щетку с приводом, которая уменьшает или устраняет некоторые или все затруднения, связанные с уже известными устройствами. Конкретные цели и преимущества будут очевидны для специалистов в данной области техники, то есть для тех, кто обладает знаниями и опытом в данной области техники, с учетом приведенного ниже раскрытия изобретения и подробного описания некоторых вариантов осуществления.
Сущность изобретения
Для решения поставленной задачи зубная щетка с приводом согласно изобретению содержит ручку с узкой частью; головку, прикрепленную к узкой части и имеющую первую поверхность и противоположную вторую поверхность; первый неподвижный блок пучков, прикрепленный к головке в фиксированной ориентации и содержащий множество элементов для чистки зубов, выступающих наружу из первой поверхности; второй неподвижный блок пучков, прикрепленный к головке в фиксированной ориентации и содержащий множество элементов для чистки зубов, выступающих наружу из первой поверхности подвижный блок пучков, упруго соединенный с первым и вторым неподвижными блоками пучков и содержащий множество элементов для чистки зубов, выступающих наружу из первой поверхности; приводной узел, функционально соединенный с подвижным блоком пучков для перемещения подвижного блока пучков относительно первого и второго неподвижных блоков пучков, при этом первый и второй неподвижные блоки пучков и подвижный блок пучков выровнены по продольной оси головки; и при этом приводной узел перемещает подвижный блок пучков колебательным образом в плоскости, проходящей вдоль продольной оси ручки и по существу перпендикулярной первой поверхности.
Предпочтительно, подвижный блок пучков прикреплен к первому и второму блокам пучков посредством упругого элемента.
Предпочтительно, упругий элемент является эластомерным элементом.
Предпочтительно, приводной узел содержит источник питания и электродвигатель, имеющий вал с первым смещенным элементом.
Предпочтительно, вал дополнительно содержит второй смещенный элемент, размещенный на 180 градусах от первого смещенного элемента.
Предпочтительно, первый неподвижный блок пучков размещен на дистальном конце головки, второй неподвижный блок пучков размещен на проксимальном конце головки, а подвижный блок пучков размещен между первым и вторым неподвижными блоками пучков.
Предпочтительно, первый смещенный элемент и второй смещенный элемент поочередно взаимодействуют с подвижным блоком пучков при вращении вала, тем самым перемещая подвижный блок пучков.
Эти и другие признаки и преимущества, раскрытые в данном документе, будут также понятны из приведенного ниже подробного описания некоторых вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид снизу с местным разрезом зубной щетки.
Фиг.2 - вид головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.3 - вид головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 3-3.
Фиг.4 - вид альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.5 - вид другого альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.6 - вид другого альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.7 - вид другого альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.8 - перспективный вид еще одного альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1.
Фиг.9 - вид другого альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Фиг.10 - вид другого альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки, показанной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 2-2.
Чертежи, упоминаемые выше, выполнены необязательно в масштабе и должны быть осмыслены для получения представления об изобретении, иллюстрирующего используемые принципы. Некоторые признаки зубной щетки с электроприводной головкой, изображенной на чертежах, увеличены и перекошены относительно других для облегчения объяснения и понимания. На чертежах одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения подобных или одинаковых элементов и признаков, показанных в различных альтернативных вариантах осуществления. Зубные щетки с электроприводной головкой, раскрытые в данном документе, имеют конфигурации и элементы, охарактеризованные, отчасти, посредством данной заявки и условий, в которых они используются.
Подробное описание некоторых предпочтительных вариантов осуществления
Ссылаясь на чертежи, на фиг.1 зубная щетка 10 включает в себя ручку 12 на первом конце зубной щетки, головку 14 на втором конце зубной щетки и вращающийся вал 16, продолжающийся из ручки 12 в головку 14. Ручка 12 содержит отделения для размещения приводного узла 19, включающего в себя электродвигатель 20 и источник 21 питания. В некоторых вариантах осуществления источник 21 питания выполнен из двух батареек 22 и 24. Соединение 26 вала выполнено с возможностью захвата одного конца вала 16 и обеспечения вытаскивания вала для чистки и замены.
Головка 14 может быть сменной или она может быть постоянно прикрепленной к ручке 12. Головка 14 включает в себя множество элементов для чистки зубов на ее первой поверхности 18. Используемый в данном документе термин "элементы для чистки зубов" включает в себя любое устройство, которое широко используется или пригодно для использования с целью получения полезных эффектов для здоровья полости рта (например, чистки зубов, полировки зубов, отбеливания зубов, массажирования, стимулирования и др.) посредством обеспечения плотного контакта с участками зубов и десен. Такие элементы для чистки зубов включают, помимо прочих, пучки щетины, которые могут быть выполнены с возможностью содержания нескольких пучков, имеющих разные формы и размеры, массажные элементы и эластомерные элементы для чистки, которые могут быть выполнены с возможностью содержания нескольких элементов, имеющих разные формы и размеры, или комбинации пучков щетины и эластомерных элементов для чистки. Элементы для чистки зубов могут размещаться на головке 14 в любой конфигурации.
В вариантах осуществления, в которых головка 14 включает в себя пучки щетины, пучки могут быть выполнены со щетинками из одинаковых или разных материалов (таких как нейлоновые щетинки, спиральные щетинки, резиновые щетинки и др.). Кроме того, хотя на головке 14 элементы для чистки зубов могут размещаться так, что они преимущественно перпендикулярны первой поверхности 18 головки 14, некоторые или все элементы для чистки зубов могут быть расположены под разными углами наклона относительно первой поверхности 18. Когда первая поверхность 18 включает в себя пучки щетины, соответственно, можно выбрать комбинацию конфигураций щетинок, материалов щетинок и ориентаций щетинок для достижения конкретных предполагаемых результатов и эксплуатационных характеристик, таким образом, увеличивая до максимума и повышая эффективность чистки, полировки зубов, отбеливания зубов, массажирования и стимулирования.
Элементы для чистки зубов могут размещаться посредством любого обычного метода. Например, элементы для чистки зубов могут соединяться металлическими скобками с головкой 14. В некоторых вариантах осуществления элементы для чистки зубов в виде пучков или щетинок могут прикрепляться посредством методов технологии в процессе формования (in-molded technology - IMT), которые обычно требуют малых поперечных сечений материала, к которому пучки прочно прикрепляются. При использовании методов IMT пучки могут прикрепляться во время формования ручки 12 или во время формования головки 14, которая является частью зубной щетки 10, к которой прикрепляются пучки и другие материалы.
В другом варианте осуществления элементы для чистки зубов в виде пучков или щетинок могут прикрепляться посредством образования пучка без фиксатора (anchor free tufting - AFT). В процессе изготовления щетки способом AFT, описанным подробно в патенте США № 6779851, нейлон подается в предварительно сформованную пластину, которая может быть выполнена из любого термопласта или эластомера или их комбинации. Данный нейлон может быть подвергнут обработке для получения пучков щетины, имеющих различные размеры и формы. Неиспользуемый или проксимальный конец нейлона нагревается и расплавляется для удержания нейлона в головке щетки при приложении соответствующего тянущего усилия. Затем данная пластина головки может быть прикреплена посредством ультразвуковой сварки к предварительно сформованной ручке, которая содержит периферийную стенку или корпус, на который пластина головки будет опираться и сплавляться с ручкой.
Головка 14 включает в себя первый неподвижный блок 28 пучков на ее дистальном конце и второй неподвижный блок 30 пучков, расположенный на расстоянии от первого неподвижного блока 28 пучков на проксимальном конце головки 14. Каждый из первого неподвижного блока 28 пучков и второго неподвижного блока 30 пучков содержит множество элементов 32 для чистки зубов, выступающих наружу из ее первой поверхности 18. Как было отмечено выше, элементами 32 для чистки зубов могут быть элементы для чистки зубов любого типа, такие как щетинки, массажные элементы и эластомерные пальцеобразные выступы или перегородки.
Подвижный блок 34 пучков, содержащий множество элементов 32 для чистки зубов, расположен между первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков. Подвижный блок 34 пучков гибко соединяется с первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков, обеспечивая относительное перемещение третьего блока 34 пучков относительно первого и второго неподвижных блоков 28, 30 пучков. Данное перемещение, в свою очередь, позволяет элементам 32 для чистки зубов подвижного блока 34 пучков контактировать с другими участками зубов, расположенными на большем расстоянии от головки, включая пространства между соседними зубами.
В некоторых вариантах осуществления подвижный блок 34 пучков гибко соединяется с первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков при помощи гибкого элемента. Гибкий элемент может быть выполнен из любого гибкого или пластичного материала, включая, например, термопластичный эластомер (TPE), термопластичный уретан (TPU), резину или силикон. Гибким элементом может быть гибкая мембрана 36, как видно на фиг.1-2. Гибкая мембрана 36 может быть выполнена, например, из эластомера, такого как мягкий термопластичный эластомер (ТРЕ), или смеси полипропилена (PP) и мягкого ТРЕ. Другие пригодные материалы для гибкой мембраны 36 станут очевидными для специалистов в данной области техники, учитывая преимущество данного раскрытия. Ширина и/или толщина гибкой мембраны 36 может регулироваться для изменения величины усилия, требующегося для перемещения подвижного блока 34 пучков, так что его элементы 32 для чистки зубов выполнены с возможностью достижения их максимальной чистящей способности.
Подвижный блок 34 пучков содержит отверстие 38, образованное в нем, как видно на фиг.2-3. В проиллюстрированном варианте осуществления в основании 40 блока пучков образовано отверстие 38, которое продолжается из подвижного блока 34 пучков по направлению к внутренней части головки 14. Вал 16 содержит самый удаленный конец 42, который смещен от центральной продольной оси 44 вала 16. Самый удаленный конец 42 проходит в отверстие 38 подвижного блока 34 пучков. Когда вал 16 вращается двигателем 20, самый удаленный конец 42 описывает окружность вокруг вала 16 и взаимодействует с возможностью передачи движения с отверстием 38 для обеспечения перемещения подвижного блока 34 пучков относительно первого неподвижного блока 28 пучков и второго неподвижного блока 30 пучков. Ширина отверстия 38 может быть преимущественно такой же, как диаметр самого удаленного конца 42, как видно на фиг.3, чтобы оставить минимальный зазор, таким образом удерживая шум на минимальном уровне во время использования. Вал 16, предпочтительно, является цельной, то есть выполненной как одно целое конструкцией и выполнен из тонкого стержня одной длины и сконфигурирован, как показано. Однако самый удаленный конец 42 может быть выполнен с возможностью отдельного формования или размещения и прикрепления к прямолинейной концевой части вала 16.
Как показано в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.2-3, подвижный блок 34 пучков приводится в движение колебательным способом в сторону относительно продольной оси 44 вала 16. То есть, подвижный блок 34 пучков поворачивается колебательным способом в направлении стрелки А в плоскости, проходящей по существу перпендикулярно к продольной оси 44 и первой поверхности 18 головки 14.
Необходимо понимать, что подвижный блок 34 пучков может приводиться в движение приводным узлом 19 в множестве разных направлений и разными способами. Например, как видно на фиг.4, самый удаленный конец 42 может содержать первый смещенный элемент 43 и второй смещенный элемент 45, расположенный под углом 180° от первого смещенного элемента 43 относительно продольной оси 44. Самый удаленный конец 42 выполнен таким образом, что первый смещенный элемент 43 и второй смещенный элемент 45 расположены так, чтобы поочередно взаимодействовать, соответственно, с проксимальным и дистальным концами подвижного блока 34 пучков, когда вал 16 вращается. Данное поочередное взаимодействие проксимального и дистального концов подвижного блока 34 пучков вынуждает подвижный блок 34 пучков поворачиваться колебательным способом в направлении стрелки В в плоскости, проходящей вдоль продольной оси 44 вала 16 и по существу перпендикулярной первой поверхности 18 головки 14. Необходимо понимать, что в некоторых вариантах осуществления самый удаленный конец 42 может быть выполнен с одним смещенным элементом, так что он сталкивается только с одним из проксимального и дистального концов подвижного блока 34 пучков для обеспечения колебательного движения подвижного блока 34 пучков.
В другом варианте осуществления, как проиллюстрировано на фиг.5, вал 16 непосредственно соединен с подвижным блоком 34 пучков посредством основания 40. Вал 16 выполнен с возможностью перемещения возвратно-поступательным способом вдоль продольной оси 44, таким образом вынуждая подвижный блок 34 пучков перемещаться вдоль стрелки С в плоскости, проходящей вдоль продольной оси 44 оси 16 и по существу параллельной первой поверхности 18 головки 14.
В некоторых вариантах осуществления вал 16 может быть заменен другим приводным элементом. Например, как видно на фиг.5, вместо вала 16 к основанию 40 прикреплен кабель 16. Таким образом, кабель 16 подтягивается по направлению к ручке 12, подвижный блок 34 пучков перемещается относительно первого блока 28 пучков и второго блока 30 пучков. В таком варианте осуществления для обеспечения колебательного движения подвижного блока 34 пучков кабель периодически подтягивается и отпускается с требуемой частотой. В таком варианте осуществления упругость гибкой мембраны 36 позволяет подвижному блоку 34 пучков возвращаться в свое естественное устойчивое состояние каждый раз, когда натяжение с кабеля снимается.
Таким образом, можно видеть, что подвижный блок 34 пучков может принудительно перемещаться относительно первого неподвижного блока 28 пучков и второго неподвижного блока 30 пучков в множестве разных направлений и множеством разных способов. Упругость гибкой мембраны 36 обеспечивает данное относительное перемещение между подвижным блоком 34 пучков и первым и вторым неподвижными блоками 28, 30 пучков. Другие пригодные механизмы и способы перемещения подвижного блока 34 пучков станут очевидными для специалистов в данной области техники, учитывая преимущество данного раскрытия.
В некоторых вариантах осуществления на головке 14 может размещаться больше одного подвижного блока 34 пучков. Например, как видно на фиг.6, два подвижных блока 34 пучков гибко соединяются с первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков при помощи гибкой мембраны 36. Необходимо понимать, что любое количество подвижных блоков 34 пучков может гибко соединяться с первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков. Точно так же необходимо понимать, что на головке 14 может размещаться любое количество неподвижных блоков пучков. Таким образом, в пределах объема настоящего изобретения будет также рассматриваться только один или больше двух неподвижных блоков пучков на головке 14.
В некоторых вариантах осуществления, в которых предусмотрено два подвижных блока 34 пучков, как видно на фиг.7, самый удаленный конец 42 может содержать первый смещенный элемент 43 и второй смещенный элемент 45, расположенный под углом 180° от первого смещенного элемента 43 относительно продольной оси 44. Самый удаленный конец 42 выполнен таким образом, что первый смещенный элемент 43 проходит через отверстие 38, образованное в проксимальном подвижном блоке 34 пучков, и второй смещенный элемент 45 проходит через отверстие 38, образованное в дистальном подвижном блоке 34 пучков. Таким образом, когда вал 16 вращается, проксимальный и дистальный подвижные блоки 34 пучков принудительно вибрируют в противоположных направлениях в плоскости, проходящей по существу перпендикулярно как к продольной оси 44 вала 16, так и к первой поверхности 18.
Необходимо понимать, что в других вариантах осуществления подвижный блок 34 пучков может гибко соединяться с первым и вторым неподвижными блоками 28, 30 пучков при помощи гибкого элемента, имеющего другую конфигурацию, отличающуюся от гибкой мембраны 36. Например, как видно на фиг.8, подвижный блок 34 пучков гибко соединятся с первым неподвижным блоком 28 пучков и вторым неподвижным блоком 30 пучков при помощи множества гибких перемычек 46 со свободными пространствами или зазорами, предусмотренными между отдельными перемычками. Гибкие перемычки 46 могут быть выполнены из любого пригодного гибкого материала, такого как материалы, описанные выше, например, со ссылкой на гибкую мембрану 36. Ширина и/или толщина перемычек 46 может регулироваться для изменения величины усилия, требуемого для перемещения подвижного блока 34 пучков, таким образом, его элементы 32 для чистки зубов выполнены с возможностью достижения их максимальной чистящей способности.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг.9, головка 14 может включать в себя приспособление 48 для чистки мягких тканей на второй поверхности 50 головки 14, противоположное приспособлению для чистки первой поверхности 18. Приспособление 48 для чистки мягких тканей может быть выполнено из эластомера, такого как биологически совместимый упругий материал, пригодный для использования в устройствах для гигиены полости рта. Для обеспечения повышенного удобства, а также полезных эффектов чистки эластомер, предпочтительно, имеет твердость по Шору в диапазоне от А8 до А25. Например, одним вариантом эластомера является сополимер блока стирола и этилена/бутилена и стирола (SEBS) производства компании GLS Corporation. Необходимо понимать, что может быть использован материал SEBS других производителей или другие материалы в пределах и за пределами упомянутого диапазона твердости. Пригодные материалы для приспособления 48 для чистки мягких тканей станут очевидными для специалистов в данной области техники, учитывая преимущество данного раскрытия.
Приспособление 48 для чистки мягких тканей может быть выполнено с множеством элементов 52 взаимодействия с мягкими тканями, которые могут быть выполнены в виде шишек. Используемый в данном документе термин "шишка" обычно подразумевает столбчатый выступ (без ограничения формы поперечного сечения выступа), который выступает вверх из поверхности основания. В широком смысле шишка, в предпочтительном устройстве, имеет высоту, которая больше, чем ширина в основании шишки (измеренная в направлении максимального удлинения). Однако шишки могут включать в себя выступы, в которых ширина и высота приблизительно одинаковые или в которых высота немного меньше, чем ширина основания. Кроме того, в некоторых условиях (например, когда шишка сужается к концу или включает в себя основание, которое сужается до меньшего выступа), ширина основания может быть значительно больше, чем высота.
Шишки 52 выполнены с возможностью значительного уменьшения основного источника неприятного запаха изо рта людей и улучшения гигиены. Шишки 52 обеспечивают удаление микрофлоры и других остатков пищи с языка и других поверхностей мягких тканей во рту. В частности, язык предрасположен к образованию микробных налетов, которые, как известно, содержат организмы и остатки пищи, которые могут способствовать появлению неприятного запаха изо рта. Данная микрофлора может осаждаться в выемках между бугорками на большей части верхней поверхности языка, а также вдоль других поверхностей мягких тканей во рту. Например, при контакте или каком-либо другом перемещении относительно поверхности языка шишки 52 обеспечивают щадящее взаимодействие с мягкой тканью, доходя при этом до выемок соседних бугорков языка. Эластомер, из которого выполнены шишки 52, также позволяет им копировать естественные контуры поверхностей тканей полости рта, таких как язык, щеки, губы и десны пользователя. Кроме того, мягкие шишки 52 при необходимости могут сгибаться для прохождения и чистки поверхностей мягких тканей во рту, вдоль которых они перемещаются.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг.10, вокруг основания 40 может быть расположен уплотнительный элемент 54, продолжающийся между головкой 14 и удлиненным элементом 40 подвижного блока 34 пучков. Уплотнительный элемент 54 предназначен для уменьшения вероятности просачивания в приводной узел 19. Уплотнительный элемент 54 может быть выполнен из упругого материала, такого как резина или любой другой пригодный гибкий материал.
С учетом вышеприведенного раскрытия изобретения и описания различных вариантов осуществления специалистам в данной области техники будет легко понять, что различные модификации и приспособления могут быть выполнены без отхода от объема и сущности изобретения. Предполагается, что все такие модификации и приспособления охватываются приведенной ниже формулой изобретения.