УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЛОСТИ РТА БЕЗ ПОМОЩИ РУК
HANDS-FREE ORAL CLEANING DEVICE

Настоящее изобретение относится в целом к устройствам для очистки полости рта, включающим в себя устанавливаемую во рту конструкцию, и более конкретно относится к такому устройству, которое сконструировано для передачи статических и динамических сил устройства на анатомические образования полости рта пользователя.
Устройства для очистки полости рта, включающие в себя зубные щетки и устанавливаемые во рту конструкции, обычно удерживаются и управляются рукой для выполнения требуемой очистки. Пользователь устанавливает устройство таким образом, что чистящие элементы располагаются во рту, и затем проводит чистящие элементы вокруг зубов, действуя рукой. Эффективная очистка зубов, таким образом, требует от пользователя надлежащих навыков. Требуется, чтобы рука пользователя поддерживала и переносила вес ручки, а также выдерживала действие очищающей силы на основание или тело пользователя.
Соответственно существует потребность в устройстве, по существу работающем без использования рук, устраняющем для пользователя необходимость использования рук при чистке зубов, позволяющем использовать руки для других задач, и также делающим устройство независимым от навыков пользователя, поскольку для создания требуемого очищения пользователь не должен управлять устройством определенным образом.
Соответственно зубное устройство, работающее без использования рук, содержит: блок устанавливаемой во рту конструкции для вмещения зубов, имеющий контактную систему для очистки поверхностей зубов пользователя; блок питания, который во включенном состоянии управляет вмещающим блоком для создания перемещения контактной системы для очистки поверхности зубов; и систему, являющуюся частью устройства, для опоры устройства на анатомические образования рта или головы пользователя, позволяющее блоку устанавливаемой во рту конструкции работать для обеспечения очистки зубов без необходимости для пользователя удерживать устройство или манипулировать им.
Фиг.1 - вид в перспективе первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - упрощенный вид сбоку устройства, изображенного на фиг.1, установленного для использования.
Фиг.3 - вид сверху устройства, изображенного на фиг.1, установленного для использования.
Фиг.4, 5 и 6 - упрощенные виды сверху, представляющие разновидности второго варианта осуществления.
Фиг.7 - вид сверху выделенного участка одной разновидности второго варианта осуществления.
Фиг.8 и 9 - виды сверху выделенного участка, изображенного на фиг.7.
Фиг.10, 11 и 12 - виды сбоку, представляющие работу другой разновидности второго варианта осуществления.
Фиг.13 - упрощенный вид другой разновидности одного участка второго варианта осуществления.
Фиг.14 - вид сверху третьего варианта осуществления настоящего изобретения, сочетающего первый и второй варианты осуществления, установленный для использования.
Фиг.15 - вид сбоку элемента, который используется в первом, втором и третьем вариантах осуществления.
Фиг.16 и 17 - виды в перспективе участка второго или третьего вариантов осуществления.
Фиг.18 - упрощенный вид в разрезе альтернативного участка второго варианта осуществления.
Фиг.19 - упрощенный вид в разрезе участка четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.20 и 21 - виды сбоку, представляющие более подробно четвертый вариант осуществления.
В настоящем документе представлены и описаны некоторые варианты осуществления устройства для очистки зубов, выполненные с возможностью работы без помощи рук. Каждый вариант осуществления включает в себя конкретную конструкцию для (1) переноса веса устройства на челюсть и череп пользователя, что называется статическим режимом устройства, и (2) для противодействия или переноса векторов равнодействующих сил, возникающих в результате очищающего действия устройства, на челюсть и череп пользователя, что называется динамической нагрузкой устройства.
На фиг.1-3 представлен первый вариант осуществления устройства. Устройство, обозначенное в целом ссылочной позицией 10, имеет вид устанавливаемой во рту конструкции 11, имеющей верхний и нижний элементы 12 и 14 для вмещения зубов, называемые ложками, выполненные с возможностью вмещения зубов верхней и нижней челюстей пользователя. Следует понимать, однако, что термин "устанавливаемая во рту конструкция" при использовании в настоящем описании может подразумевать и быть выполнен с возможностью очистки полного набора зубов или частичного набора зубов и даже одного зуба. Изобретение, таким образом, не ограничивается полной устанавливаемой во рту конструкцией, а включает в себя также частичные устанавливаемые во рту конструкции. Ложки 12 и 14 имеют общепринятую конструкцию. Они покрывают окклюзионные области зубов, а также по меньшей мере участок боковых поверхностей зубов. Ложки включают в себя различные очищающие средства, например щетинки 16 (частично представлены на фиг.1) или другие элементы, которые при приведении устройства в действие производят трущее действие.
В представленном варианте осуществления каждая ложка разделена на три секции 18, 20 и 22, которые могут соединяться посредством гибких перемычек 24. Секция 18 покрывает в целом резцовый (передний) участок зубов, а расположенные напротив друг друга секции 20 и 22 покрывают боковые (задние) участки зубов. В представленном варианте осуществления ложки 12 и 14 перемещаются вперед-назад под действием блока 28 приводного механизма. Блок 28 приводного механизма может включать в себя двигатель или другую систему привода для перемещения ложки назад и вперед возвратно-поступательным образом для создания трущего действия на зубы щетинок 16 или других чистящих элементов, расположенных на отдельных ложках. Для создания трущего воздействия могут также использоваться альтернативные очищающие конструкции; например, баллонный элемент, опирающийся на ложки, который может попеременно надуваться и спускаться, при этом установленные на нем щетинки перемещаются вперед и назад от зубов для создания требуемого очищающего действия. Блок приводного механизма может быть расположен снаружи рта или внутри рта.
Помимо ложек устройство 10, представленное на фиг.1-3, включает в себя блок 30 неподвижной рамы, также называемый опорной рамой, жестко соединенный с корпусом приводного механизма. В представленном варианте осуществления блок 30 рамы имеет Т-образную форму с тремя прикусными элементами для неподвижного контакта с зубами. Один прикусной элемент 32 проходит вниз от блока рамы в передней части рта для контакта с нижними резцами, а два других, расположенных на расстоянии прикусных элемента 34 и 36 проходят через отверстия в верхней ложке 12 в области задних участков рта для контакта с молярами верхней челюсти. В представленном варианте осуществления прикусные элементы имеют в целом овальную конфигурацию и размер, приблизительно сопоставимый с окклюзионными участками тех зубов, с которыми они контактируют. Прикусные элементы изготовлены из силиконового материала, чтобы позволить пользователю сильно сжимать прикусные элементы зубами.
При работе пользователь прикусывает три прикусных элемента для обеспечения устойчивого положения устройства во рту. Ложки могут свободно перемещаться и перемещаются, когда приводной механизм запускается для создания требуемого очищения посредством трущих или других средств. Хотя представленный вариант осуществления имеет три прикусных элемента, один для резцов и два для моляров, прикусные элементы могут располагаться в других положениях и могут включать в себя более или иногда менее трех элементов.
На фиг. 4-13 представлен второй вариант осуществления устройства для очистки полости рта. Второй вариант осуществления включает в себя приводной механизм 40 и устанавливаемую во рту конструкцию 42 для вмещения зубов (например, две ложки), подобные представленным для первого варианта осуществления и поэтому не объясняемые подробно применительно к этому варианту осуществления. Вместо отдельного жесткого элемента рамы, однако, для опоры устройства второй вариант осуществления имеет упругий соединительный механизм для осуществления требуемой опоры, то есть передачи статических и динамических сил устройства на челюсть и/или череп пользователя. Один вариант упругого соединения варианта осуществления включает в себя несколько прикусных пластин 46 (фиг. 7), которые располагаются соответственно в соответствующих проемах 48 в каждой из ложек 50, при этом прикусные пластины 46 присоединены непосредственно к ложкам с помощью гибкой или упругой перемычки 49. Этот вариант представлен на фиг. 4-5 и 7-9. В целом, прикусные пластины 46 будут располагаться таким образом, что физический контакт выполняется зубами, резцами и молярами аналогично описанному для первого варианта осуществления.
В этом варианте осуществления прикусная пластина 46 изготовлена из силиконового материала, при этом соединительные перемычки 49 выполнены из силикона или пластмассы. Обычно перемычки соединяют противоположные стороны прикусных пластин с ложками. Прикусные пластины в целом являются квадратными, приблизительно 5 мм × 5 мм, при этом соединительные перемычки имеют ширину приблизительно 1,0 мм и проходят через промежуток 48 между прикусными пластинами и ложками 50. В качестве одного примера промежуток между прикусными пластинами 46 и окружающей ложкой составляет приблизительно 1 мм. Перемычки 49 могут быть ориентированы в различных направлениях, чтобы способствовать определенному движению ложек, то есть из стороны в сторону или вперед-назад, как представлено на фиг.4 и 5 соответственно. При работе перемычки 49 изгибаются и растягиваются при перемещении ложек таким образом, что прикусные пластины перемещаются назад и вперед в проеме, как проиллюстрировано на фиг.8 и 9.
На фиг.6 представлена конструкция, в которой упругое соединение выполняется при помощи щетинок или других гибких выступов. В частности, соединительные участки 52 с щетинками прикрепляются к окклюзионным поверхностям ложек 53 и выполнены с возможностью и сконструированы таким образом, что пользователь прикусывает соединительные участки 52 с щетинками, при этом ложки 53 с трущими щетинками перемещаются назад и вперед, очищая зубы. Соединительные участки 52 с щетинками обеспечивают функцию упругого соединения, которое противодействует статической и динамической нагрузкам на челюсть и череп пользователя.
На фиг.10-13 представлен упругий соединительный механизм, в котором элементы прикусных пластин выполнены из гибкого или упругого материала, например силикона. Таким образом, когда ложки перемещаются назад и вперед, прикусные пластины в этой конструкции выгибаются, приводя к тому, что зубы продолжают занимать свое исходное положение, хотя ложки с чистящими элементами перемещаются назад и вперед по поверхностям зубов, производя очистку. Фиг.13 - упрощенный вид, представляющий такую конструкцию, содержащую такие изолирующие элементы, используемые с молярами. Прикусная пластина 56 сформована или прикреплена к ложке 57. Пользователь прикусывает, при этом моляры 58 контактируют с гибкими прикусными пластинами 56. Такая концепция, предусматривающая гибкую прикусную пластину, представлена более четко на фиг.10-12 в отношении резцовых зубов. На этих чертежах верхняя и нижняя прикусные пластины представлены ссылочными позициями 64 и 66. Резцовые зубы представлены в целом ссылочной позицией 68, при этом чистящие элементы представлены в целом ссылочной позицией 70. Когда ложки с чистящими элементами перемещаются назад и вперед возвратно-поступательным образом между передним положением, нейтральным положением и задним положением, как представлено на фиг.10, 11 и 12 соответственно, верхняя и нижняя прикусные пластины 64, 66 изгибаются сначала в одном направлении, затем обратно в нейтральное, и затем в другом направлении. Резцы остаются в своем исходном положении, при этом чистящие элементы перемещаются назад и вперед относительно зубов, производя требуемое очищающее действие. Статические и динамические нагрузки, созданные устройством, передаются челюсти и черепу пользователя.
На фиг.14 представлен третий вариант осуществления, который представляет собой сочетание первого и второго вариантов осуществления. В этом варианте осуществления приводной механизм 74, который также может быть расположен внутри или снаружи рта, приводит в движение ложки, представленные в виде блока ссылочной позицией 76. Ложки 76, как было замечено выше, могут иметь различные конструкции и конфигурации для очистки зубов. Вариант осуществления включает в себя блок 78 неподвижной рамы подобно фиг.1, жестко прикрепленный к части блока приводного механизма, например его корпусу, причем блок рамы включает в себя две неподвижные прикусные пластины 80 и 82, которые располагаются в таком положении, чтобы контактировать с противоположными резцовыми зубами, обычно зубами нижней челюсти. Следует понимать, однако, что могут использоваться другие конструкции, например единственная прикусная пластина, расположенная на среднем участке набора зубов.
Соединение моляров в этом варианте осуществления с опорой осуществляется через упругие соединительные элементы, как во втором варианте осуществления, описанном выше. Обычно упругие соединительные элементы находятся на противоположных сторонах челюсти для соприкосновения с молярами нижней челюсти или верхней челюсти, например, в месте, обозначенном ссылочной позицией 77. Эти упругие соединительные элементы могут представлять собой щетинки, отдельные изолирующие элементы прикусной пластины или гибкие прикусные элементы, как было описано выше.
Для описанных выше второго и третьего вариантов осуществления, в которых щетинки используются для упругих соединительных элементов, важно, чтобы моляры не зацеплялись, то есть не контактировали, с элементами устанавливаемой во рту конструкции, например индивидуальными ложками, при этом для тех щетинок на ложках, которые предназначены для очистки зубов, обеспечен хороший доступ. Одно решение заключается в обеспечении небольшой силиконовой изолирующей опорной пластины 86 (фиг.15), являющейся частью соединительной конструкции для щетинок. Пластина 86 устанавливается посредством просверливания отверстия через окклюзионную поверхность ложек устанавливаемой во рту конструкции, удаляя соединительные щетинки в этой части, протаскивая опорную пластину 86 через отверстие, и затем подрезая получившийся установочный хвостик 87. Опорная пластина включает в себя два слоя 88 и 90, промежуточный соединительный участок 92 и участок 87 хвостика. Силиконовая опорная пластина 86 выполнена из относительно мягкого силикона, например, имеющего твердость по Шору Al5-30, позволяющего протащить опорную пластину через проем в ложке таким образом, чтобы ложка удерживалась между слоями 88 и 90. Установочная пластина 86 поддерживает требуемую изолирующую переносящую функцию устройства, действующего без помощи рук.
На фиг.16 и 17 представлены конкретные резцовые изолирующие/опорные элементы, в которых щетинки используются в качестве упругих соединительных элементов. Установлено, что при некоторых обстоятельствах одни щетинки не могут полностью противодействовать нагрузке на резцы нижней челюсти. Резцы являются относительно острыми и поэтому могут смещать соединительные щетинки, позволяя зубам напрямую соприкасаться с ложкой, что, как было указано выше, является нежелательным, поскольку ложки в этом случае не могут перемещаться. Для пользователя это потенциально опасно в ситуации, когда приводной механизм включен. Элементы, изображенные на фиг.16 и 17, представляют элементы, сконструированные для недопущения контакта между зубом и ложкой. Для недопущения соединения резцов с передним участком ложки могут быть добавлены две мягкие силиконовые изолирующие части. На фиг.16 и 17 представлен блок с изолирующими элементами на нижнюю и верхнюю челюсть на их противоположных сторонах, причем на фиг.16 представлен изолирующий элемент для нижней челюсти в верхнем положении для облегчения наблюдения, а на фиг.17 представлен блок, перевернутый таким образом, что изолирующий элемент для верхней челюсти находится в верхнем положении. Элемент 102 соединяется с приводным механизмом. На фиг.16 большая часть веса механизма будет принимать на себя этот изолирующий элемент. Изолирующий элемент 100 является относительно широким и покрывает всю окклюзионную поверхность. Изолирующий элемент 100 включает в себя вытянутое плечо 105, которое вставляется и удерживается в небольшом углублении в окклюзионной поверхности переднего участка ложки. Нижние резцы поддерживают изолирующий элемент нижней челюсти, который благодаря своей низкой твердости изгибается, когда ложки смещаются назад и вперед для очистки зубов.
Твердость является относительно низкой (A15 по Шору), чтобы изолирующий элемент мог легко гнуться и поддерживал нагрузку приводного механизма на низком уровне. Если изолирующий материал является слишком мягким, резцы могут продавить его до окклюзионной поверхности ложек. Высота изолирующего элемента, возникшая в результате сжатия, будет составлять приблизительно одну треть высоты имеющихся щетинок над подложкой щетинок.
Изолирующий элемент 104 на стороне верхней челюсти (фиг. 17) не испытывает такой величины вертикальных нагрузок и, следовательно, может быть короче. Изолирующий элемент 104 включает в себя вытянутое плечо 106, которое вставляется в ложку. Изолирующий элемент 104 действует скорее как ограничитель прикуса, нежели чем опора для устройства, и может быть сконструирован имеющим номинальную высоту, которая составляет одну треть длины щетинок над подложкой щетинок.
Обычно изолирующие элементы, изображенные на фиг. 16 и 17, отливаются отдельно и собираются в углублениях в передней части ложки устанавливаемой во рту конструкции. Изолирующие элементы обычно имеют Т-образную форму с удлиненными вытянутыми плечами 105, 106 для упрощения сборки. Установка этих изолирующих элементов может происходить как до, так и после наложения щетинок на ложки. После установки через язычные стенки ложек любой избыток ножки может быть отрезан, как только изолирующий элемент правильно установлен. Альтернативно, изолирующие элементы могут изготавливаться формованием как часть переднего участка ложек. В любом случае необходимо, чтобы поле с щетинками для очистки не попадало в углубление, чтобы оставить место для изолирующих элементов.
Альтернативно, как представлено на фиг. 18, изолирующий элемент 108 может быть выполнен таким образом, чтобы поле с щетинками 109 на ложках частично покрывало изолирующий элемент 108.
На фиг. 19-21 представлен четвертый вариант осуществления. В этом варианте осуществления используются подшипники скольжения, которые устанавливаются для скользящего действия на плечи подшипников скольжения, которые соединяют приводной механизм устройства с вмещающими зубы ложками. Таким образом, ложки могут быть перемещены назад и вперед, при этом зубы остаются на месте за счет прикусывания пользователем подшипников скольжения. Подшипник скольжения представлен на фиг.19. Подшипник скольжения включает в себя два расположенных напротив друг друга элемента 112 и 114, соединенных промежуточным элементом 116. Подшипники скольжения выполняют роль опорных пластин, на которых смыкаются зубы. Подшипники скольжения и зубы остаются на месте, обеспечивая опору для устройства, при этом ложки перемещаются назад и вперед под действием приводного механизма. Такая конструкция приводит к передаче вертикальных нагрузок, но не боковых нагрузок. В представленном варианте осуществления подшипники скольжения изготавливаются из пластика или силиконового материала.
На фиг.20 представлен один вариант осуществления, в котором подшипники скольжения 120 расположены для прикусывания как молярами, так и резцами. Ложки 122 соединены с приводным механизмом 124 посредством опорных плечей 126. Эта конструкция принимает на себя вертикальный вес ручки, представленный стрелкой 127. При работе опорные плечи 126 и ложки перемещаются назад и вперед, скользя относительно подшипников 120 и зубов. Перемещения ложек производят очистку зубов.
На фиг.21 представлена немного другая конструкция. Скользящие плечи 130 соединяют приводной механизм 132 с ложками для моляров, и существует скользящее взаимодействие между опорными пластинами 136 и скользящими плечами для моляров. Прикусные пластины для моляров передают силы на корпус посредством скольжения на скользящих плечах 130. Для резцов существует опора для веса устройства в виде выступающего опорного элемента 140, который поддерживает скользящее плечо 142, по которому скользит пластина 144 подшипника скольжения. Противодействие в вертикальном направлении в переднем участке создается посредством опорного элемента 140. Следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления могут быть выполнены таким образом, чтобы другие анатомические образования рта и головы обеспечивали опору для устройства. Они могут включать в себя, например, небо и подбородок пользователя. Это также может быть лоб.
Таким образом, было разработано зубное очищающее устройство, работающее без помощи рук, которое противодействует или переносит и статические, и динамические нагрузки от устройства на анатомические образования челюсти и головы пользователя. Это осуществляется в нескольких различных вариантах осуществления. Различные варианты осуществления позволяют пользователю работать с устройством без необходимости использования рук и манипулирования устройством так, что очистка становится независимой от действий пользователя.
Хотя множество вариантов осуществления изобретения было раскрыто с целью иллюстрации, следует понимать, что могут использоваться дополнительные варианты осуществления без отступления от смысла изобретения, который определяется следующей формулой.