ВИБРИРУЮЩАЯ ЗУБНАЯ ЩЕТКА
VIBRATING TOOTHBRUSH

Область техники
Настоящее изобретение относится, в общем, к вибрирующей зубной щетке, а более конкретно - к зубной щетке с изоляцией вибрации в головке и с пониженной передачей вибрации в рукоятку.
Уровень техники
Электрические зубные щетки обычно содержат источник питания, двигатель и приводной элемент, приводимый в действие двигателем. В одном из типов зубной щетки головка снабжена подвижными чистящими элементами, обычно движущимися из стороны в сторону, вращающимися или колеблющимися под действием двигателя, расположенного в рукоятке. Двигатель создает вибрацию, поглощаемую непосредственно руками пользователя. Однако такая вибрация, по сути, является побочным действием двигателя и обычно не предназначается для повышения эффективности действия подвижных чистящих элементов. Вместо этого вибрация вызывает у пользователя тактильные ощущения и иллюзорное представление о повышенной эффективности чистки.
В зубной щетке другого типа операция очистки производится преимущественно посредством вибрации. Такие зубные щетки обычно называют «акустическими», потому что вибрации, создаваемые для достижения эффективной очистки, обычно имеют частоту 20-20000 Гц, воспринимаемую человеческим ухом как «жужжание». Однако сочетание шума и высокочастотной вибрации, ощущаемой пользователем на зубах, создает тактильное ощущение, интерпретируемое как сильно повышенная эффективность. Для наилучшей очистки предпочтительно располагать устройство, возбуждающее вибрацию, как можно ближе к головке, чтобы концентрировать энергию вибрации вблизи области чистки, а не вдоль рукоятки.
В некоторых зубных щетках предшествующего уровня техники между двигателем и рукояткой предусмотрены участки из эластомерных материалов, чтобы гасить вибрацию в рукоятке. Однако эти участки снижают конструктивную прочность шейки и создают слабые места в материале шейки, которые могут стать причиной поломки зубной щетки или неудовлетворительных результатов испытаний на усталость при циклической нагрузке. Амортизирующие участки также были замечены в других вибрирующих зубных щетках вблизи стыка между шейкой и рукояткой, обычно они представлены в виде эластомерной секции или секций различных конфигураций. Однако такие секции опять же создают слабые места на участках, обычно подвергаемых при эксплуатации значительным напряжениям.
Следовательно, существует потребность в создании вибрирующей зубной щетки, чистящие колебания которой направлены к головке или изолированы в области головки и ослаблены в области рукоятки и в которой нет слабых участков, способствующих поломке зубной щетки и развитию циклической усталости.
Краткое изложение сущности изобретения
Обеспечена вибрирующая зубная щетка с виброизолирующими зонами, которые, по существу, изолируют вибрацию в головке и снижают передачу вибрации в рукоятку без ухудшения конструктивной целостности. Такие зоны обычно находятся в области шейки, и материал шейки в них имеет уменьшенное поперечное сечение, утончен, заменен эластичным или амортизирующим материалом или полностью удален с целью создания свободного пространства (пустоты), тормозящей передачу вибрации. Кроме того, эти зоны опираются на корпус вибрационного элемента, поддерживая конструктивную целостность.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид сбоку одного из вариантов осуществления зубной щетки согласно изобретению;
Фиг.2А и 2В - виды сбоку альтернативных вариантов осуществления изобретения;
Фиг.3 - вид сбоку альтернативного варианта осуществления изобретения;
Фиг.4 - вид спереди альтернативного варианта осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Вибрирующая зубная щетка (Фиг.1-4) содержит, в общем, рукоятку 1, чистящую головку 2, как правило, снабженную чистящими элементами 12, и шейку 3, расположенную между головкой 2 и рукояткой 1. Хотя на чертеже проиллюстрирована чистящая головка 2, снабженная щетинками 12, можно использовать и другие чистящие элементы различных размеров, форм поперечного сечения, из различных материалов и т.д., например резиновые элементы, эластомерные элементы, полирующие элементы, абразивные элементы, чистящие элементы типа зубной нити и т.п. Головку 2 и шейку 3 обычно изготавливают из относительно жесткого материала, такого как полипропилен (РР), хотя можно использовать и другие материалы. Однако материал головки и шейки также должен быть достаточно упругим, чтобы в процессе эксплуатации шейка и головка могли вибрировать.
Шейка 3 содержит механический вибратор 5, который предпочтительно включает в себя двигатель 10 и вибрационный элемент, такой как эксцентричный груз 9, присоединенный к двигателю посредством вала 11. Вибратор 5 может быть присоединен известным в данной области техники способом к источнику энергии, такому как источник электропитания (например, батарея или несколько батарей (не показаны на чертеже)), размещенному в рукоятке 1, посредством электрических соединений 8, предусмотренных в шейке 3, и приводится в действие выключателем (не показанным на чертеже). В качестве альтернативы источник энергии может находиться снаружи зубной щетки, например, это может быть источник постоянного тока, питающийся от стенной розетки. Кроме того, шейка 3 может быть изготовлена как одно целое с головкой 2 и рукояткой 1, например, литьем под давлением или другим способом, или отдельно от рукоятки 1 (не показано на чертеже) - предпочтительно на участке 4.
Механический вибратор 5 создает вибрацию в головке 2 посредством вращения эксцентричного груза 9 на валу 11. Двигатель 10 и эксцентричный груз 9 предпочтительно размещены в корпусе 15, предпочтительно расположенном в шейке 3 вблизи головки 2. Вибрация происходит вблизи эксцентричного груза 9, расположенного ближе к головке 2, чем двигатель 10, который расположен ближе к рукоятке 1, чем к головке 2. Как было упомянуто выше, шейку 3 предпочтительно изготавливают из упругого материала, способствующего передаче вибрации от груза 9 к головке 2. Конечно, механический вибратор 5 может быть расположен в области, не примыкающей к головке 2, при условии наличия средства передачи создаваемой вибрации к головке 2.
С целью снижения передачи вибрации вниз от эксцентричного груза 9 или к рукоятке 1 конструкция шейки изменена вблизи эксцентричного груза 9 или под ним, чтобы дополнительно способствовать изоляции вибрации в головке 2. Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.1, поперечное сечение шейки 3 уменьшено вдоль наружного участка 20, чтобы уменьшить количество материала шейки под эксцентричным грузом 9, что, в свою очередь, уменьшает способность материала шейки передавать вибрации в рукоятку 1, а это, в свою очередь, способствует изоляции основной части вибраций в головке 2. Конструктивная опора для утонченного участка 20 шейки обеспечена корпусом 15 механического вибратора 5. Другими словами, корпус 15 укрепляет шейку 3 вдоль утонченного участка 20. Результатом наличия утонченного участка 20 шейки является заметное усиление вибрации головки и сведение к минимуму передачи вибраций в рукоятку 1, и все это - без потери конструктивной прочности шейки вдоль утонченного участка 20. В данном варианте осуществления предпочтительно расположить утонченный участок 20 между грузом 9 и основанием 7 двигателя 10, а еще более предпочтительно - вдоль корпуса 15, при этом двигатель 10 и/или корпус 15 будут обеспечивать конструктивную опору для уменьшенного поперечного сечения шейки.
На Фиг.2А проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором из внутреннего участка 22 шейки 3 удален материал с целью создания одной или более пустот. Внутренний участок 22 не виден снаружи, так как наружная стенка 24 шейки выглядит нетронутой. Хотя является предпочтительным, чтобы внутренний участок 22 существовал в виде свободного пространства с наибольшей амортизирующей способностью, при необходимости его можно заполнить амортизирующим материалом. Механический вибратор 5 и/или корпус 15 обеспечивают конструктивную опору для шейки 3 в области внутреннего участка 22.
На Фиг.2В проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления, в котором материал шейки извлечен из наружного участка 22 шейки 3 для создания одной или более пустот. Данный наружный участок может продолжаться между корпусом 15 и наружной стенкой шейки 3. Хотя является предпочтительным, чтобы наружный участок 26 существовал в виде свободного пространства с наибольшей амортизирующей способностью, его также можно при необходимости заполнить амортизирующим материалом. В вариантах осуществления, представленных на Фиг.1-2В, величина поперечного сечения шейки уменьшена посредством участков 20, 22 и 26 предпочтительно на 5-90%, а еще более предпочтительно - на 10-50%. Это влечет за собой значительное снижение передачи вибрации к рукоятке, а также значительное усиления изоляции вибрации в головке.
Согласно Фиг.3 и 4 вдоль боковых сторон шейки 3 создано одно (Фиг.3) или более (Фиг.4) свободных пространств (пустот) 28, 30, предпочтительно, хотя и не обязательно, заполненных амортизирующим материалом 13. Способность амортизирующего материала 13 к передаче вибрации меньше, чем у исходного материала шейки. Например, сама шейка может быть выполнена из полипропилена, а одна или более пустот, получаемых путем удаления части полипропилена из шейки, могут быть заполнены термопластическим эластомером (TPE). И вновь механический вибратор 5 и/или корпус 15 обеспечивают конструктивную опору для шейки 3 вокруг свободных пространств 28, 30.
Согласно, например, варианту осуществления, представленному на Фиг.3, задняя сторона стенки шейки может быть покрыта амортизирующим материалом, таким как TPE, вдоль всей области 30 шейки, при этом боковые стороны и передняя сторона выполнены из полипропилена. В этом случае TPE обеспечивает преимущество в гашении вибрации благодаря свойствам данного материала, но его протяженность дальше границ механического вибратора 5 и/или корпуса 15 не дает виброизоляции. Вместо этого дополнительные участки 28 шейки, из которых удален полипропилен, оставленные пустыми или заполненные TPE, изолируют вибрации, порождаемые вибратором 5, в головке 2 и дополнительно снижают передачу вибраций в рукоятку 1. Если эти дополнительные участки 28 шейки заполнить TPE, то они образуют передние выступы слоя амортизационного материала 13 на задней стенке шейки, что является предпочтительным.
Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.4, по обеим сторонам шейки 3 обеспечены свободные пространства 28, 30, расположенные ниже груза 9 и предпочтительно заполненные материалом 13, способность которого передавать вибрацию ниже, чем у исходного материала шейки. Между участками 28, 30 образована перемычка 14 из исходного материала шейки, конструктивно соединяющая головку 2 с рукояткой 1. И вновь механический вибратор 5 и/или корпус 15 обеспечивают конструктивную опору для шейки 3 вокруг свободных пространств 28, 30.