УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИГИЕНЫ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ, ЗУБНАЯ ЩЕТКА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МНОЖЕСТВА ЧИСТЯЩИХ ОПЕРАЦИЙ ЕДИНСТВЕННОЙ ЗУБНОЙ ЩЕТКОЙ
DEVICE FOR ORAL CAVITY HYGIENE TOOTH BRUSH (VERSIONS) AND METHOD OF PROVIDING MULTIPLE CLEANING OPERATIONS WITH SINGLE TOOTH BRUSH

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к зубной щетке, а конкретнее к зубной щетке со щетинками, которые подвижны между несколькими положениями.
Уровень техники
Исторически разработка зубных щеток сосредоточена на разработке зубных щеток с ручным и механизированным приводами. Зубные щетки с ручным приводом имеют тенденцию включать в себя неподвижный профиль щетинок для чистки зубов пользователя. Недавние усовершенствования в ручных зубных щетках включают в себя наклонные многоуровневые щетинки и вращающиеся пучки или чистящие элементы. Основной успех этих конструкций заключается в их способности к поверхностной чистке, в том числе к удалению поверхностного зубного налета. Чтобы использовать ручную зубную щетку, пользователь должен манипулировать щеткой вручную для обеспечения возвратно-поступательного и (или) вращательного чистящего движения. Обычные механизированные зубные щетки работают аналогично, за исключением того, что основное чистящее движение обеспечивает источник энергии. Например, в одной традиционной механизированной зубной щетке источник энергии вращает головку щетки с одинаковыми в общем пучками щетинок. В другой традиционной механизированной зубной щетке источник энергии вызывает вибрацию щеточной головки с высокой частотой. Таким образом, источник энергии может заменить потребность в том, чтобы пользователь манипулировал зубной щеткой с возвратно-поступательным и (или) вращательным чистящим движением вручную.
Одним недостатком этих обычных ручных и механизированных зубных щеток является то, что они предусматривают просто поверхностную очистку. Эти традиционные ручные и механизированные зубные щетки могут не обеспечивать достаточной межзубной очистки. К сожалению, это может привести к менее чем идеальному уходу за полостью рта.
Раскрытие изобретения
Один объект настоящего изобретения обеспечивает устройство гигиены ротовой полости, имеющее головку, первую область щетинок и вторую область щетинок. Головка включает в себя первую головную часть и вторую головную часть. Первая область щетинок выступает от первой головной части. Вторая область щетинок выступает от второй головной части. Первая область щетинок и вторая область щетинок являются управляемо подвижными между первым пространственным положением для обеспечения первой чистящей операции и вторым пространственным положением для обеспечения второй чистящей операции.
Согласно другому объекту первая область щетинок и вторая область щетинок заканчиваются в общей плоскости, когда они находятся в первом пространственном положении, и первая область щетинок проходит за пределы второй области щетинок, когда они находятся во втором пространственном положении.
Согласно другому объекту первая область щетинок заканчивается в первой плоскости, а вторая область щетинок заканчивается во второй плоскости, когда они находятся в первом пространственном положении, и при этом вторая область щетинок заканчивается в третьей плоскости, когда они находятся во втором пространственном положении. Согласно другому объекту вторая плоскость расположена на расстоянии между примерно 0 миллиметрами и примерно 2 миллиметрами от третьей плоскости.
Согласно другому объекту зубная щетка дополнительно включает в себя ручной приводной узел для контролируемого перемещения первой и второй областей щетинок между первым и вторым пространственными положениями.
Согласно другому объекту зубная щетка дополнительно включает в себя запитываемый приводной узел для контролируемого перемещения первой и второй областей щетинок между первым и вторым пространственными положениями.
Согласно еще одному объекту запитываемый приводной узел циклически двигает первую и вторую области щетинок между первым и вторым пространственными положениями, и при этом период времени между циклами равен по меньшей мере примерно 0,5 секунды.
Согласно еще одному объекту период времени между циклами равен между примерно 0,5 секундами и примерно 3 секундами.
Краткое описание чертежей
Хотя описание изобретения заканчивается формулой изобретения, конкретно указывающей и отчетливо заявляющей сущность, которая рассматривается как настоящее изобретение, считается, что изобретение будет более полно понято из нижеследующего описания, взятого в сочетании с сопровождающими чертежами. Некоторые из чертежей можно упростить опусканием выбранных элементов с целью более ясной демонстрации других элементов. Такими пропусками элементов на некоторых чертежах не обязательно показано присутствие или отсутствие конкретных элементов в любом из примерных вариантов варианта осуществления, за исключением того, как может быть явным образом описано в соответствующем письменном описании. Ни один из чертежей не нуждается быть представленным в масштабе.
Фиг.1 является видом в перспективе зубной щетки, сконструированной согласно принципам настоящего изобретения.
Фиг.2А является видом сбоку в поперечном сечении зубной щетки по Фиг.1, взятом по линии 2А-2А на Фиг.1.
Фиг.2В является видом в перспективе, показывающим головку и шейку зубной щетки по Фиг.1.
Фиг.2С и 2D являются видами спереди, показывающими ориентации пучков относительно головки зубной щетки по Фиг.1.
Фиг.3 является частичным видом в перспективе в поперечном сечении и в разобранном состоянии зубной щетки по Фиг.1 и 2 с удаленными щетинами.
Фиг.4А является частичным видом сбоку в поперечном разрезе зубной щетки по Фиг.1-3, имеющей щетинки, размещенные в соответствии с первым пространственным положением.
Фиг.4В является частичным видом сбоку в поперечном разрезе зубной щетки по Фиг.1-3, имеющей щетинки, размещенные в соответствии с вторым пространственным положением.
Фиг.5А является частичным видом сбоку в поперечном разрезе, показывающим другой вариант осуществления зубной щетки по Фиг.1-3, имеющей щетинки, размещенные в соответствии с вторым пространственным положением.
Фиг.5В является частичным видом сбоку в поперечном разрезе, показывающим другой вариант осуществления зубной щетки по Фиг.1-3, имеющей щетинки, размещенные в соответствии с первым пространственным положением.
Фиг.6 является видом сбоку в поперечном разрезе одной альтернативной формы зубной щетки, сконструированной согласно принципам настоящего изобретения.
Фиг.7 является видом сбоку в поперечном разрезе другой альтернативной формы зубной щетки, сконструированной согласно принципам настоящего изобретения.
Фиг.8А и 8В являются видами в перспективе, показывающими часть зубной щетки, сконструированной согласно принципам настоящего изобретения.
Фиг.9 является частичным видом сбоку в поперечном разрезе зубной щетки по Фиг.6, включающей альтернативный приводной узел в соответствии с принципами настоящего изобретения.
Фиг.10А и 10В являются видами спереди, показывающими часть зубной щетки, сконструированной согласно принципам настоящего изобретения.
Подробное описание
Фиг.1 изображает устройство гигиены ротовой полости, сконструированное согласно принципам настоящего изобретения, а конкретнее зубную щетку 10. В общем, зубная щетка 10 включает в себя ручку 12, головку 14 и множество щетинок 16. Множество щетинок 16 приспособлены для выполнения одной или нескольких чистящих ротовую полость операций. Как понимается в общем, пользователь удерживает зубную щетку 10 за ручку 12 и вводит головку 14 в свой рот. Затем посредством повторяющихся чистящих движений пользователь чистит свои зубы щетинами 16.
В описательных целях зубная щетка 10 включает в себя продольную ось 18. Головка 14 может быть удлиненным телом, проходящим, в общем, вдоль продольной оси 18. В некоторых вариантах осуществления головка 14 может быть сдвинута и (или) наклонена относительно продольной оси 18. Дополнительно, варианты осуществления предполагают, что головка 14 может быть разъемно соединена с ручкой 12 так, что головку 14 можно заменить, если щетинки 16 изнашиваются.
Как показано на Фиг.2А, головка 14 может включать в себя неподвижный компонент 14А и подвижный компонент 14В. Как будет описано здесь далее, в некоторых вариантах осуществления подвижный компонент 14В, в общем, может располагаться на продольной оси 18 для скользящего перемещения в неподвижном компоненте 14А головки 14 и относительно него. В некоторых вариантах осуществления, чтобы совершать это скользящее перемещение, зубная щетка 10 может дополнительно включать в себя приводной узел 26, управляемый выключателем 11 (показан на Фиг.1). Пользователь может манипулировать выключателем 11 к положению «включено», тем самым инициируя скользящее перемещение. Альтернативно, пользователь может манипулировать выключателем 11 к положению «выключено», чтобы закончить скользящее перемещение. Положение «включено» может соответствовать первому пространственному положению, в то время как положение «выключено» соответствует второму пространственному положению, или наоборот. Альтернативно, манипуляция выключателем 11 в быстрой последовательности может обеспечить промежуточное пространственное положение для зубной щетки 10, например скользящее перемещение между первым пространственным положением и вторым пространственным положением.
Дополнительно предполагаются варианты осуществления, когда зубная щетка 10 включает в себя регулирующую цепь. Может быть использована любая подходящая регулирующая цепь. В некоторых вариантах осуществления регулирующая цепь может быть выполнена с возможностью переключения перемещаемого компонента 14В между позициями, когда переключатель установлен в положение «включено». В некоторых вариантах осуществления регулирующая цепь может быть выполнена с возможностью переключения перемещаемого компонента 14В между позициями на протяжении данного промежутка времени, когда переключатель 11 установлен в положение «включено» и оставлен включенным. Данный промежуток времени для таких вариантов осуществления может изменяться от примерно 1 часом до примерно 24 часов. В некоторых вариантах осуществления промежуток времени может быть более чем примерно 1 час, более чем примерно 2 часа, более чем примерно 3, более чем примерно 4, более чем примерно 5 часов, более чем примерно 6 часов, более чем примерно 7 часов, более чем примерно 8 часов, более чем примерно 9 часов, более чем примерно 10 часов, более чем примерно 11 часов, более чем примерно 12 часов, более чем примерно 13 часов, более чем примерно 14 часов, более чем примерно 15 часов, более чем примерно 16 часов, более чем примерно 17 часов, более чем примерно 18 часов, более чем примерно 19 часов, более чем примерно 20 часов, более чем примерно 21 час, более чем примерно 22 часа, более чем примерно 23 часа и (или) менее чем примерно 24 часа, менее чем примерно 23 часа, менее чем примерно 22 часа, менее чем примерно 22 часа, менее чем примерно 21 час, менее чем примерно 20 часов, менее чем примерно 19 часов, менее чем примерно 18 часов, менее чем примерно 17 часов, менее чем примерно 16 часов, менее чем примерно 15 часов, менее чем примерно 14 часов, менее чем примерно 13 часов, менее чем примерно 12 часов, менее чем примерно 11 часов, менее чем примерно 10 часов, менее чем примерно 9 часов, менее чем примерно 8 часов, менее чем примерно 7 часов, менее чем примерно 6 часов, менее чем примерно 5 часов, менее чем примерно 4 часа, менее чем примерно 3 часа, менее чем примерно 2 часа или менее чем примерно 1 час. Одним преимуществом таких вариантов осуществления является то, что регулирующую цепь можно выполнить с возможностью модифицирования конфигурации зубной щетки автоматически так, что пользователь использует надлежащую конфигурацию в подходящее время чистки.
В одном конкретном варианте осуществления приводной узел 26 может циклически перемещать подвижный компонент 14В между множеством положений с относительно низкой частотой. Соответственно приводной узел 26 может также манипулировать всей головкой 14 между множеством пространственных положений для оптимизации и изменения чистящей функции зубной щетки, как будет описано ниже значительно подробнее. Такое изменение пространственным положением может происходить независимо от любого другого чистящего движения и может не замещать чистящего движения пользователя.
В головке 14 зубной щетки 10, изображенной на Фиг.2А, щетинки 16 включают в себя внешнюю область 16А щетинок, внутреннюю область 16В щетинок и, опционально, вспомогательную область 16С щетинок. Внешняя область 16А щетинок может выступать от неподвижного компонента 14А, а внутренняя область 16В щетинок может выступать от подвижного компонента 14В. В некоторых вариантах осуществления вспомогательная область 16С щетинок может выступать от неподвижного компонента 14А и (или) подвижного компонента 14В.
Как показано на Фигуре 2В, в некоторых вариантах осуществления внешняя область 16А щетинок может включать в себя два ряда пучков щетинок, в то время как внутренняя область 16В щетинок включает в себя единственный ряд пучков щетинок. В некоторых вариантах осуществления единственный ряд пучков щетинок во внутренней области 16В щетинок может быть расположен параллельно и между двумя рядами внешней области 16А щетинок.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.2A-2D, и внешняя, и внутренняя области 16А, 16В щетинок включают в себя множество игольчатых пучков 22 и множество опорных пучков 24. В общем, игольчатые пучки 22 имеют узкую форму соотношение сторон в поперечном сечении (отношение высоты сечения к ширине), что позволяет волокнам игольчатых пучков 22 лучше проникать между зубами по сравнению с формами пучка с более широким поперечным сечением. Игольчатые пучки 22 могут обеспечить межзубную и десенную очистку. Опорные пучки 24 могут обеспечить очистку поверхности, в том числе удаление поверхностного зубного налета.
Как проиллюстрировано на Фиг.2С и 2D, в некоторых вариантах осуществления игольчатые пучки 22 и (или) опорные пучки 24 внешней области 16А щетинок могут быть расположены под углом 1220 относительно головки 14. Предполагаются варианты осуществления, в которых опорные пучки 24 расположены под углом относительно головки 14, который больше, чем угол, под которым относительно головки 14 расположены игольчатые пучки 22. Дополнительно предполагаются варианты осуществления, где опорные пучки 24 расположены под углом относительно головки 14, который меньше, чем угол, под которым относительно головки 14 расположены игольчатые пучки 22. Дополнительно предполагаются варианты осуществления, где часть опорных пучков 24 расположена под углом относительно головки 14, который больше, чем угол игольчатых пучков 22, и часть опорных пучков 24 расположена под углом относительно головки 14, который меньше, чем угол игольчатых пучков 22. Опорные пучки 24 и (или) игольчатые пучки 22 могут быть сконфигурированы, как описано выше, относительно внешней области 16А щетинок и (или) внутренней области 16В щетинок. В альтернативных вариантах осуществления игольчатые пучки 22 и (или) опорные пучки 24 могут быть установлены под составными углами, в которых пучки могут быть дополнительно установлены под углами поперечно к продольной оси 18.
В некоторых вариантах осуществления игольчатые пучки 22 и (или) опорные пучки 24 внешней области 16А щетинок могут быть расположены под углом 1220 относительно головки 14, который по существу равен и противоположен углу 1221 игольчатых пучков 22 и (или) опорных пучков 24 внутренней области 16В щетинок. В некоторых вариантах осуществления угол 1220 и (или) 1221 может быть от примерно 60 градусов до примерно 160 градусов или любым конкретным числом в этом диапазоне относительно головки 14. В некоторых вариантах осуществления угол 1220 и (или) угол 1221 может быть более чем примерно 45 градусов, более чем примерно 50 градусов, более чем примерно 55 градусов, более чем примерно 60 градусов, более чем примерно 65 градусов, более чем примерно 70 градусов, более чем примерно 75 градусов, более чем примерно 80 градусов, более чем примерно 90 градусов, более чем примерно 95 градусов, более чем примерно 100 градусов, более чем примерно 105 градусов, более чем примерно 110 градусов, более чем примерно 115 градусов, более чем примерно 120 градусов, более чем примерно 125 градусов, более чем примерно 130 градусов, более чем примерно 135 градусов, более чем примерно 140 градусов, более чем примерно 145 градусов, более чем примерно 150 градусов, более чем примерно 155 градусов и (или) менее чем примерно 160 градусов, менее чем примерно 155 градусов, менее чем примерно 150 градусов, менее чем примерно 145 градусов, менее чем примерно 140 градусов, менее чем примерно 135 градусов, менее чем примерно 130 градусов, менее чем примерно 125 градусов, менее чем примерно 120 градусов, менее чем примерно 115 градусов, менее чем примерно 110 градусов, менее чем примерно 105 градусов, менее чем примерно 100 градусов, менее чем примерно 95 градусов, меньше чем примерно 90 градусов, менее чем примерно 85 градусов, менее чем примерно 80 градусов, менее чем примерно 75 градусов, менее чем примерно 70 градусов, менее чем примерно 65 градусов, менее чем примерно 60 градусов, менее чем примерно 55 градусов или менее чем примерно 50 градусов. Другие подходящие углы обсуждаются в патенте США №6.308.367.
Дополнительно, как показано на Фиг.2C-2D, игольчатые пучки 22 могут быть, в общем, более длинными, чем опорные пучки 24. Например, длина 1210 игольчатых пучков 22 может быть больше, чем длина 1212 опорных пучков 24, на величину от примерно 0% до примерно 50%, или любое конкретное число в этих пределах. В качестве другого примера, длина 1210 может быть больше, чем длина 1212, на величину от примерно 10% до примерно 29%. В качестве еще одного примера, длина 1210 может быть больше, чем длина 1212, на величину от примерно 21% и приблизительно 22%. Каждую из длин 1210 и 1212 измеряют от обращенной к щетинкам поверхности 1250 неподвижного компонента 14А и (или) обращенной к щетинкам поверхности 1252 подвижного компонента 14В.
В некоторых вариантах осуществления длина 1210 игольчатых пучков 22 может быть более чем примерно 0% длины 1212 опорных пучков, более чем примерно 5%, более чем примерно 10%, более чем примерно 15%, более чем примерно 20%, более чем примерно 25%, более чем примерно 30%, более чем примерно 35%, более чем примерно 40%, более чем примерно 45% и (или) менее чем примерно 50%, менее чем примерно 45%, менее чем примерно 40%, менее чем примерно 35%, менее чем примерно 30%, менее чем примерно 25%, менее чем примерно 20%, менее чем примерно 15%, менее чем примерно 10% или менее чем примерно 5%.
Возвращаясь к Фиг.2А, вспомогательная область 16С щетинок может включать в себя первичный пучок 15 и пару вторичных пучков 23. В некоторых вариантах осуществления первичный пучок 15 может выступать от подвижного компонента 14В головки 14, тогда как вторичные пучки 23 могут выступать вблизи первичного пучка 15 от неподвижного компонента 14А головки 14. В противоположность этому предполагаются варианты осуществления, где первичный пучок 15 и вторичные пучки 23 выступают каждый от подвижного компонента 14В, или каждый выступает от неподвижного компонента 14В. Кроме того, предполагаются варианты осуществления, в которых область 16С щетинок включает в себя единственный пучок, который содержит первичный пучок 15 и вторичные пучки 23, которые могут выступать или от неподвижного компонента 14А, или от подвижного компонента 14В.
Хотя вспомогательная область 16С щетинок условно изображена как включающая в себя по существу сплошные массы, вспомогательная область 16С щетинок может фактически включать в себя множество плотно размещенных щетинок. Поэтому вспомогательная область 16С щетинок описанной формы служит для чистки областей ротовой полости, которые иначе являются труднодостижимыми. Другие подходящие конфигурации для вспомогательной области 16С щетинок, а также области щетинок в общем описаны в патенте США №6.308.367.
Хотя игольчатые пучки 22 и опорные пучки 24 условно изображены как включающие в себя в общем случае сплошные массы, каждый из них может включать в себя множество щетинок. Однако в альтернативных формах игольчатые пучки 22 и опорные пучки 24, так же как первичный пучок 15 и вторичные пучки 23, могут быть изготовлены из практически твердых эластомерных тел, сформированных и размещенных для оптимальной очистки. В вариантах осуществления, где игольчатые пучки 22, опорные пучки 24, первичный пучок 15 и (или) вторичный пучок 23 содержат сплошные эластомерные тела, эти сплошные эластомерные тела могут быть способны перемещаться относительно головки 14. Например, сплошные эластомерные тела могут быть способны поворачиваться относительно головки 14. Подходящие сплошные эластомерные тела и их конфигурации раскрыты в патентах США №№6.553.604, поданном 16 марта 2000; 6.151.745, поданном 12 июля 1999; 5.987.688, поданном 30 октября 1996; опубликованных заявках на патент США №№2004/0177462, поданной 14 марта 2003; и 2005/0235439, поданной 23 апреля 2004.
Например, предполагаются варианты осуществления, в которых внешняя область 16А щетинок и (или) внутренняя область 16В щетинок включает в себя ребра. Ребра могут быть эластомерными. Ребра могут защелкиваться в неподвижном компоненте 14А и (или) подвижном компоненте 14В. Ребра могут быть прикреплены клеем к неподвижному компоненту 14А и (или) подвижному компоненту 14В. Ребра могут быть прикреплены к неподвижному компоненту 14А и (или) подвижному компоненту 14В посредством любого подходящего способа. Некоторые подходящие способы раскрыты в патенте США №6.553.604 и публикации заявки на патент США №2005/0235439.
В некоторых вариантах осуществления ребра могут содержать перемычки. Перемычки могут быть сформированы зацело с ребрами. Альтернативно, перемычки могут быть сформированы из второго материала, который отличается от материала, используемого для ребер. В некоторых вариантах осуществления перемычки могут быть сформированы из того же самого материала, что и ребра, например, из термопластичных эластомеров. Подходящие материалы, процессы и конструкции для перемычек и ребер далее описаны в публикации заявки на патент США №2005/0235439.
Конфигурация щетинок 16 позволяет описанной форме зубной щетки 10 в общем и выборочно обеспечивать поверхностную очистку, а также межзубную и десенную очистку. Дополнительно, как упомянуто выше, приводной узел 26 (показанный на Фиг.2А) может облегчить эти функции выборочным перемещением подвижного компонента 14В, включающего в себя внутренние и (или) вспомогательные области 16В, 16С щетинок между первым положением (показано на Фиг.4А) и вторым положением (показано на Фиг.4В). В некоторых вариантах осуществления, в зависимости от положения подвижного компонента 14В, вся головка 14 зубной щетки 10 приспособлена для воплощения одной из, по меньшей мере, двух конфигураций для обеспечения различных чистящих операций, как будет подробно обсуждаться ниже.
Возвращаясь к Фиг.2А, приводной узел 26 может быть расположен в полости 13 ручки 12 зубной щетки 10. В некоторых вариантах осуществления приводной узел 26 включает в себя источник 28 питания, первый двигатель 30, второй двигатель 31 и привод 32. Источник 28 питания условно показан включающим в себя, например, такую батарейку, как батарейка АА или ААА. Первый двигатель 30 может включать в себя электрический двигатель, запитываемый от батарейки, и может включать в себя выходной вал 30А (показан на Фиг.3). Второй двигатель 31 может включать в себя электрический двигатель, который также может запитываться от батарейки и имеет выходной вал 31А и эксцентрик 31В.
Привод 32 может функционально соединять первый двигатель 30 с подвижным компонентом 14В головки 14. Первый двигатель 30 может работать как обычный роторный двигатель, чтобы вращать выходной вал 30А и приводить в движение привод 32. Второй двигатель 31 может также включать обычный роторный двигатель; однако при приведении в действие эксцентрик 31В, который прикреплен к выходному валу 31А, может вызвать вибрацию зубной щетки аналогично зубной щетке Oral-B Pulsar™, которая коммерчески доступна от Procter and Gamble Company и описана в патенте США №6.564.416. Дополнительно предполагаются варианты осуществления, где пользователь может выбирать между приведением в действие одного из двух или обоих двигателей 30, 31. В некоторых вариантах осуществления двигатели 30, 31 могут работать совместно друг с другом и (или) независимо друг от друга.
Ссылаясь по-прежнему на Фиг.2А, а также на Фиг.3, ручка 12, неподвижный компонент 14А и подвижный компонент 14В могут быть отдельными компонентами. Эти компоненты могут быть сформированы по отдельности и впоследствии собраны. Как упомянуто выше, ручка 12 может включать в себя полость 13, содержащую приводной узел 26. В изображенной форме ручки 12 полость 13 является сложно сформированной для надежного размещения каждого из компонентов приводного узла 26, так же как и части неподвижного компонента 14А головки 14. Однако, в альтернативной форме, полость 13 может быть сформирована однородной, и компоненты приводного узла 26 могут быть зафиксированы там клеем или каким-нибудь другим средством. В еще одной форме неподвижный компонент 14А головки 14 и ручка 12 могут быть сформированы зацело. В еще одной форме головка 14 и (или) часть шейки 19 щетки могут быть сменными. Например, после некоторого периода использования потребитель может отдельно купить замещающую головку и (или) шеечную часть и использовать первоначальную ручку 12 от щетки 10 с замененной головкой и (или) шеечной частью.
На Фиг.3 неподвижный компонент 14А может включать в себя удлиненный корпус, определяющий контур головки 14. Конкретнее, неподвижный компонент 14А включает в себя шеечную часть 19 и корпусную часть 21. корпусная часть 21 включает в себя основу 34, пару боковин 20 (одна из которых показана на Фиг.3) и носок 36. Пара боковин 20 и носок 36 проходят, в общем, вверх от основы 34 относительно ориентации по Фиг.2 и 3. Основа 34 и носок 36 проходят между боковинами 20 и соединяют их. Каждая из боковин 20 включает в себя внутреннюю боковую стенку 40 и верхнюю поверхность 42. В некоторых вариантах осуществления каждая внутренняя боковая стенка 40 может образовывать пару пазов 44. В некоторых вариантах осуществления верхние поверхности 42 могут образовывать множество наклонных отверстий 45, способных неподвижно вмещать внешнюю область 16А щетинок. В комбинации внутренние боковые стенки 40 боковин 20, основа 34 и носок 36 могут определять удлиненную прорезь 38 в неподвижном компоненте 14А. Прорезь 38 содержит подвижный компонент 14В. Промежуточная поверхность 43 может выступать с наклоном от верхней поверхности 39 основы 34 к внутренней поверхности 41 носка 36.
В общем, пазы 44 могут быть сформированы для направления подвижного компонента 14b между первой и второй позициями, как будет подробнее описано ниже. Каждый из пазов 44 включает в себя переднюю поверхность 44А и заднюю поверхность 44В.
В некоторых вариантах осуществления шейка 19 неподвижного компонента 14А может определять сквозное отверстие 46. В общем, сквозное отверстие 46 проходит вдоль продольной оси 18 зубной щетки и может сообщаться с прорезью 38 и полостью 13 в ручке 12. Сквозное отверстие 46 размещает часть трансмиссии 32 приводного узла 26.
В общем, подвижный компонент 14В может быть удлиненным телом, имеющим пару противолежащих боковых стенок 48, верхнюю поверхность 49, нижнюю поверхность 50 и соединитель 51. В некоторых вариантах осуществления противолежащие боковые стенки 48 могут каждая определять пару выступов 52. Выступы 52 в общем могут быть сформированы, чтобы соответствовать пазам 44 во внутренних боковых стенках 40 неподвижного компонента 14А. Аналогично пазам 44 в неподвижном компоненте 14А, выступы 52 включают в себя каждый переднюю поверхность 52А и заднюю поверхность 52В. Размеры передней и задней поверхностей 52А, 52В выступов 52 меньше, чем размеры передней и задней поверхностей 44А, 44В пазов 44. Это позволяет выступам 52 располагаться в пазах 44 для скользящего перемещения параллельно поверхностям 44А, 44В, 52А, 52В. Передняя и задняя поверхности 52А, 52В выступов 52 поэтому контактируют с возможностью скольжения с передней и задней поверхностями 44А, 44В пазов 44 соответственно. Сконфигурированный таким образом угол пазов 44 и выступов 52 определяет траекторию, вдоль которой подвижный компонент 14В передвигается между первым и вторым позициями. Далее в некоторых вариантах осуществления аналогично верхней поверхности 42 неподвижного компонента 14А верхняя поверхность 49 подвижного компонента 14В включает в себя множество наклонных отверстий 47, неподвижно вмещающих в себя внутреннюю область 16В щетинок. Наконец, в некоторых вариантах осуществления соединитель 51 подвижного компонента 14В может включать в себя пару петель 54, определяющих отверстия 56. Отверстия 56 могут соединяться с трансмиссией 32 приводного узла 26. В альтернативном варианте осуществления, который будет подробно описан ниже в отношении Фиг.8, трансмиссия 32 и подвижный компонент 14В головки 14 могут быть сконструированы как цельный нераздельный элемент.
По-прежнему обращаясь к Фиг.2А и 3 и как упомянуто выше, приводной узел 26 может включать в себя источник 28 питания, первый и второй двигатели 30, 31 и трансмиссию 32. Трансмиссия 32 может включать в себя приводной кулачок 58, линейное ведомое звено 60 и шарнирное связующее звено 62. Приводной кулачок 58 включает в себя центральную часть 64 и фланец 66.
Центральная часть 64 в общем может быть цилиндрической и может прикрепляться к выходному валу 30А первого двигателя 30. Фланец 66 может проходить в радиальном направлении от центральной части 64 под углом меньше чем примерно девяносто градусов. В некоторых вариантах осуществления фланец 66 может быть соединен с выходным валом 30А и проходить от него в радиальном направлении наружу. Фланец 66 включает в себя переднюю в осевом направлении часть 67 и заднюю в осевом направлении часть 69. В одной форме фланец 66 расположен под углом приблизительно 60° относительно центральной части 64 приводного кулачка 58.
Фланец 66 может располагаться под любым подходящим углом относительно центральной части 64. Например, фланец 66 может быть расположен под углом, который меньше чем примерно 90 градусов и больше чем примерно 5 градусов. В некоторых вариантах осуществления фланец 66 может быть расположен под углом, который равен более чем примерно 5 градусов, более чем примерно 10 градусов, более чем примерно 15 градусов, более чем примерно 20 градусов, более чем примерно 25 градусов, более чем примерно 30 градусов, более чем примерно 35 градусов, более чем примерно 40 градусов, более чем примерно 45 градусов, более чем примерно 50 градусов, более чем примерно 55 градусов, более чем примерно 60 градусов, более чем примерно 65 градусов, более чем примерно 70 градусов, более чем примерно 75 градусов, более чем примерно 80 градусов, более чем примерно 85 градусов и (или) менее чем примерно 90 градусов, менее чем примерно 85 градусов, менее чем примерно 80 градусов, менее чем примерно 75 градусов, менее чем примерно 70 градусов, менее чем примерно 65 градусов, менее чем примерно 60 градусов, менее чем примерно 55 градусов, менее чем примерно 50 градусов, менее чем примерно 45 градусов, менее чем примерно 40 градусов, менее чем примерно 35 градусов, менее чем примерно 30 градусов, менее чем примерно 25 градусов, менее чем примерно 20 градусов, менее чем примерно 15 градусов или менее чем примерно 10 градусов.
Фланец 66 далее определяет первую поверхность 66а и вторую поверхность 66В, соединяющие в осевом направлении переднюю и заднюю части 67, 69. Вторая поверхность 66В расположена напротив фланца 66 от первой поверхности 66А. Вторая поверхность 66В расположена, в общем, параллельно первой поверхности 66А. Если смотреть от осевого направления, фланец 66 включает в себя цилиндрическое кольцо, расположенное концентрически вокруг центральной части 64. Если смотреть со стороны, как показано на Фиг.2А, например, фланец 66 наклонен относительно центральной части 64. Наклонная ориентация фланца 66 определяется ориентацией первой и второй поверхностей 66А, 66В.
Возвращаясь к Фиг.2А, первая и вторая поверхности 66А, 66В, в общем, наклонены, как упоминалось, но в некоторых вариантах осуществления могут иметь сложные конфигурации. В частности, каждая из первой и второй поверхностей 66А, 66В может включать в себя вогнутую часть 68 и выпуклую часть 70. Вогнутая и выпуклая части 68, 70 могут плавно переходить по круговой траектории на наклонных поверхностях 66А, 66В. В работе вогнутая и выпуклая части 68, 70 служат для плавного перемещения линейного ведомого звена 60, как будет подробнее описано ниже. В некоторых вариантах осуществления первая и вторая поверхности 66А, 66В могут быть по существу плоскими поверхностями.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг.3, линейное ведомое звено 60 может включать в себя в общем длинное прямое тело, имеющее первый конец 74 и второй конец 76. Первый конец 74 может включать в себя пластину 75, поддерживающую пару выступов 78. Выступы 78 могут выступать вверх от пластины 75 и могут быть разнесены в пространстве так, что выступы 78 могут принимать между собой фланец 66, как показано на Фиг.2А, 4А и 4В. Второй конец 76 линейного ведомого звена 60 содержит соединитель 80. В некоторых вариантах осуществления соединитель 80 может включать в себя пару противоположных пластинных частей 82, имеющих отверстия 83. Штифт 84 может проходить через отверстия 83 и функционально соединять линейное ведомое звено 60 с шарнирным связующим звеном 62.
В некоторых вариантах осуществления шарнирное связующее звено 62, аналогичное линейному ведомому звену 60, в общем может включать в себя длинное прямое тело, имеющее первый конец 86 и второй конец 88. Первый конец 86 может содержать отверстие 90. Отверстие 90 может принимать штифт 84 для соединения с соединителем 80 от второго конца 76 линейного ведомого звена 60. Сформированное так шарнирное связующее звено 62 может вращаться вокруг штифта 84. Второй конец 88 шарнирного связующего звена 62 может также содержать отверстие 91. Как показано на Фиг.2А, 4А и 4В, отверстие 91 может принимать штифт 85, который также принимается в отверстии 56 в соединителе 51 подвижного компонента 14В. Сконфигурированное таким образом шарнирное связующее звено 62 также может вращаться вокруг штифта 85 относительно подвижного компонента 14В головки 14. Хотя трансмиссия 32 только что описана как содержащая отдельное линейное ведомое звено и шарнирное связующее звено 60, 62, трансмиссия 32 может содержать единую цельную часть, как упомянуто выше и изображено на Фиг.8, которая будет подробнее описана ниже.
В некоторых вариантах осуществления трансмиссия 32 может дополнительно содержать по меньшей мере один редуктор или другое средство, которое можно использовать для снижения скорости вращения выходного вала и получения механического выигрыша. Например, может использоваться планетарная коробка передач для достижения уменьшенной скорости вращения выходного вала 30А и достижения механического выигрыша. Редуктор может быть расположен в корпусе двигателя или снаружи от него.
Во время работы источник 28 питания, например батарейка, может подавать электрическую энергию к первому двигателю 30. Выходной вал 30А первого двигателя 30 может далее осуществлять вращение приводного кулачка 58. Когда приводной кулачок 58 вращается, вращается и фланец 66, и наклонные поверхности 66А, 66В непрерывно со скольжением контактируют с выступами 78 на линейном ведомом звене 60. Это скользящее зацепление преобразует вращательное движение первого двигателя 30 в линейное перемещение линейного ведомого звена 60. Линейное ведомое звено 60 таким образом приводит в движение шарнирное связующее звено 62 и, наконец, подвижный компонент 14В.
Например, Фиг.4А иллюстрирует подвижный компонент 14В в первом положении, которое определяет первую конфигурацию для всей головки 14 зубной щетки 10. В этом положении, передняя в осевом направлении часть 67 фланца 66 приводного кулачка 58 зацепляет выступы 78 на линейном ведомом звене 60. Сформированное таким образом линейное ведомое звено 60 расположено в своем крайнем левом положении относительно ориентации Фиг.4А и 4В. Следовательно, шарнирное связующее звено 60 расположено в своем крайнем левом положении. Помимо этого, подвижный компонент 14В головки 14 расположен в своем крайнем левом и крайнем верхнем положении относительно неподвижного компонента 14А. Размещенные таким образом внешняя область 16А щетинок и внутренняя область 16В щетинок, в общем, выровнены по высоте. По-другому, внешняя область 16А щетинок заканчивается в первой плоскости, которая указана ссылочной позицией 92 на Фиг.4А и 4В, в то время как внутренняя область 16В щетинок заканчивается во второй плоскости, которая указана ссылочной позицией 94 на Фиг.4А. В первой конфигурации первая и вторая плоскости 92, 94 в общем являются одной и той же плоскостью. Таким образом, Фиг.4А изображает щетинки 16 зубной щетки 10, включающие в себя внешнюю область 16А щетинок и внутреннюю область 16В щетинок, определяющие первую конфигурацию головки 14.
В этой первой конфигурации внешняя область 16А щетинок приспособлена для выполнения первой чистящей операции, тогда как внутренняя область 16В щетинок приспособлена для выполнения второй чистящей операции. Первая и вторая чистящие операции, в общем, являются идентичными, но зависящими от направления. Первая и вторая чистящие операции включают в себя каждая чистящую поверхность операцию, а также межзубную чистящую операцию. Помимо этого, усилие, приложенное к головке 14 зубной щетки 10 в процессе очистки с первой конфигурацией головки 14, практически равномерно распределено по внешней и внутренней областям 16А, 16В щетинок.
Например, в процессе чистки, когда головку 14 перемещают в прямом направлении, которое находится слева относительно ориентации Фиг.4А и 4В, внешняя область 16А щетинок может наклониться в направлении движения и выполнять первую чистящую операцию. Первая чистящая операция включает в себя опорные пучки 24 внешней области 16А щетинок, преимущественно обеспечивающие поверхностную очистку, и игольчатые пучки 22, преимущественно обеспечивающие межзубную очистку. Одновременно внутренняя область 16В щетинок может обеспечить некоторую степень очистки, но не так активно, как внешняя область 16А щетинок, потому что внутренняя область 16В щетинок наклонена от направления движения. Альтернативно, когда головку 14 перемещают в обратном направлении, которое находится справа относительно ориентации Фиг.4А и 4В, внутренняя область 16В щетинок наклонена в направлении движения и выполняет вторую чистящую операцию. Вторая чистящая операция включает в себя опорные пучки 24 внутренней области 16В щетинок, преимущественно обеспечивающей поверхностную очистку, и игольчатые пучки 22, преимущественно обеспечивающие межзубную очистку. Одновременно, внешняя область 16А щетинок может обеспечить некоторую степень очистки, но не так активно, как внутренняя область 16В щетинок, потому что внешняя область 16А щетинок наклонена от направления движения.
Когда первый двигатель 30 вращает приводной кулачок 58 во второе положение, указанное на Фиг.4В, которая определяет вторую конфигурацию для всей головки 14 зубной щетки 10, задняя в осевом направлении часть 69 фланца 66 становится расположенной между выступами 78 на линейном ведомом звене 60. Сконфигурированное таким образом линейное ведомое звено 60 расположено в своем самом правом положении относительно ориентации Фиг.4А и 4В. Следовательно, шарнирное связующее звено 62 расположено в своем самом правом положении. Наконец, подвижный компонент 14В головки 14 расположен в своем самом правом и самом нижнем положении относительно неподвижного компонента 14А. В этом втором положении внешняя область 16А щетинок проходит на заранее заданное расстояние за внутреннюю область 16В щетинок. Иначе говоря, в то время как внешняя область 16А щетинок все еще заканчивается в первой плоскости 92, внутренняя область 16В щетинок заканчивается в третьей плоскости, которая указана ссылочной позицией 96 на Фиг.4В. Третья плоскость 96, в общем, параллельна и размещена ниже первой плоскости 92. Третья плоскость 96 также параллельна и размещена ниже второй плоскости 94. В одной форме третья плоскость 96 расположена ниже второй плоскости 94 на расстоянии от примерно 0 до примерно 10 миллиметров или на любом конкретном числе в этих пределах. Таким образом, Фиг.4В показывает щетинки 16 зубной щетки 10, включая внешнюю область 16А щетинок и внутреннюю область 16В щетинок, определяющие вторую конфигурацию головки 14.
В некоторых вариантах осуществления третья плоскость 96 может быть расположена на расстоянии, которое составляет более чем примерно 0 мм ниже первой плоскости 92 и (или) второй плоскости 94. В некоторых вариантах осуществления третья плоскость 96 может быть расположена на расстоянии более чем примерно 1 мм, более чем примерно 2 мм, более чем примерно 3 мм, более чем примерно 4 мм, более чем примерно 5 мм, более чем примерно 6 мм, более чем примерно 7 мм, более чем примерно 8 мм, более чем примерно 9 мм и (или) менее чем примерно 10 мм, менее чем примерно 9 мм, менее чем примерно 8 мм, менее чем примерно 7 мм, менее чем примерно 6 мм, менее чем примерно 5 мм, менее чем примерно 4 мм, менее чем примерно 3 мм, менее чем примерно 2 мм или менее чем примерно 1 мм.
В этой второй конфигурации внутренняя область 16В щетинок приспособлена выполнять третью чистящую операцию, а внешняя область 16А щетинок приспособлена выполнять четвертую чистящую операцию. Третья чистящая операция, выполняемая внутренней областью 16В щетинок, обеспечивает как поверхностную чистящую операцию, так и межзубную чистящую операцию, которая в общем идентична первой и второй чистящим операциям, описанным выше. Дополнительно, как будет описано далее ниже, третья чистящая операция включает в себя внутреннюю область 16В щетинок, выполняющую вспомогательную функцию.
Конкретнее, переменные высоты внешней и внутренней областей 16А, 16В щетинок во второй конфигурации заставляют внутреннюю область 16В щетинок контактировать с поверхностью зубов, в то время как внешняя область 16А щетинок проникает глубоко в межзубные впадины. Сконфигурированная таким образом внешняя область 16А щетинок несет самую большую часть усилий, приложенных к головке 14, что позволяет внешней области 16А щетинок более глубоко контактировать с межзубными впадинами. Такое более глубокое межзубное проникновение внешней области 16А щетинок определяет четвертую чистящую операцию. Четвертая чистящая операция, выполняемая внешней областью щетинки 16А, является по этой причине усиленной, потому что наибольшая часть усилий, приложенных к головке 14 зубной щетки 10, несет внешняя область 16А щетинок. Таким образом, в описанной здесь форме эффективность четвертой чистящей операции, выполняемой внешней областью 16а щетинок, зависит от третьей чистящей операции, выполняемой внутренней областью 16В щетинок.
Поэтому должно быть понятно, что в некоторых вариантах осуществления, когда первый двигатель 30 вращает приводной кулачок 58, этот приводной кулачок 58 перемещает линейное ведомое звено 60, которое, в свою очередь, перемещает шарнирное связующее звено 62 и подвижный компонент 14В. Конкретнее, когда приводной кулачок 58, например, перемещает линейное ведомое звено 60 от первого положения, проиллюстрированного на фиг.4А, ко второму положению, проиллюстрированному на фиг.4В, линейное ведомое звено 60 тянет шарнирное связующее звено 62 и заставляет его слегка поворачиваться в направлении против часовой стрелки. Помимо этого, в некоторых вариантах осуществления, когда шарнирное связующее звено 62 тянет подвижный компонент 14В от первого положения, проиллюстрированного на фиг.4А, ко второму положению, проиллюстрированному на фиг.4В, задние поверхности 52В выступов 52 на подвижном компоненте 14В скользяще перемещают вперед задние поверхности 44В прорезей 44 в неподвижном компоненте 14А. Соответственно, имеет место обратное, когда приводной кулачок 58 перемещает подвижный компонент 14В от второго положения, проиллюстрированного на фиг 4В, к первому положению, проиллюстрированному на фиг.4А. В частности, когда приводной кулачок 58 перемещает линейное ведомое звено 60 от второго положения, проиллюстрированного на фиг.4В, к первому положению, проиллюстрированному на фиг.4А, линейное ведомое звено 60 может толкать шарнирное связующее звено 62 и заставлять его слегка поворачиваться в направлении по часовой стрелке. Помимо этого, когда шарнирное связующее звено 62 толкает подвижный компонент 14В между вторым положением, проиллюстрированным на фиг.4В, к первому положению, проиллюстрированному на фиг.4А, передние поверхности 52А выступов 52 на подвижном компоненте 14В могут скользяще перемещаться по передним поверхностям 44а прорезей 44 в неподвижном компоненте 14а. Таким образом, в процессе использования приводной узел 26 может перемещать внутреннюю область 16В щетинок между двумя высотами и продольными положениями относительно внешней области 16А щетинок, тем самым определяя две обсужденные выше конфигурации головки 14.
Альтернативно, подвижный компонент 14В и (или) неподвижный компонент 14А могут быть сконфигурированы так, что, когда передняя в осевом направлении часть 67 фланца 66 приводного кулачка 58 задействует выступы 78, щетка может находиться во втором пространственном положении, как описано выше. Соответственно, когда задняя в осевом направлении часть 69 фланца 66 приводного кулачка 58 зацепляет выступы 78, щетка может находиться в первом пространственном положении, как описано выше. Эти варианты осуществления могут быть достигнуты посредством любых подходящих средств. Например, может быть изменен угол прорезей в неподвижном компоненте 14А и (или) подвижном компоненте 14В в соответствии с такими вариантами осуществления.
Площадь контактной поверхности щетинок в заданной плоскости может сильно изменяться от первой конфигурации до второй конфигурации. Полная площадь контактной поверхности щетинки является суммой площадей контактной поверхности в первой плоскости 92 и второй плоскости 94 и составляет 100% в первой конфигурации. В некоторых вариантах осуществления вторая конфигурация может уменьшить полную площадь контактной поверхности щетинок на величину от примерно 5% до примерно 80% или любое конкретное число в этих пределах. В некоторых вариантах осуществления вторая конфигурация может уменьшить полную площадь контактной поверхности щетинок до более чем примерно 5%, более чем примерно 10%, более чем примерно 20%, более чем примерно 25%, более чем примерно 30%, более чем примерно 35%, более чем примерно 40%, более чем примерно 45%, более чем примерно 50%, более чем примерно 55%, более чем примерно 60%, более чем примерно 65%, более чем примерно 70%, более чем примерно 75% и (или) менее чем примерно 80%, менее чем примерно 75%, менее чем примерно 70%, менее чем примерно 65%, менее чем примерно 60%, менее чем примерно 55%, менее чем примерно 50%, менее чем примерно 45%, менее чем примерно 40%, менее чем примерно 35%, менее чем примерно 30%, менее чем примерно 25%, менее чем примерно 20%, менее чем примерно 15%, менее чем примерно 10% или менее чем примерно 5%.
В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг.5А, когда передняя в осевом направлении часть 67 фланца 66 приводного кулачка 58 зацепляет выступы 78 на линейном толкающем звене 60, щетка может находиться во второй конфигурации. Как показано в некоторых вариантах осуществления, когда подвижный компонент 14В головки 14 расположен в своем самом левом и самом верхнем положении относительно неподвижного компонента 14А, внутренняя область 16В щетинок может заканчиваться в четвертой плоскости 196, а внешняя область 16А щетинок может заканчиваться в первой плоскости 92. Как показано на Фиг.5А, первая плоскость 92 может быть в общем параллельна и сдвинута ниже четвертой плоскости 196. Расстояние между четвертой плоскостью 196 и первой плоскостью 92 может быть, как описано выше, в области расстояния между третьей плоскостью 96 и второй плоскостью 92 и (или) второй плоскостью 94.
Относительно второй конфигурации, показанной на Фиг.5А, внешняя область 16А щетинок приспособлена для выполнения третьей чистящей операции, а внутренняя область 16В щетинок приспособлена для выполнения четвертой чистящей операции. Третья чистящая операция, выполняемая внешней областью 16А щетинок, может обеспечить как поверхностную чистящую операцию, так и межзубную чистящую операцию, которая, в общем, идентична первой и второй чистящей операциям, описанным выше. Дополнительно, как будет далее описано ниже, третья чистящая операция включает в себя внешнюю область 16А щетинок, выполняющую вспомогательную функцию.
Конкретнее, переменные высоты внешней и внутренней областей 16А, 16В щетинок во второй конфигурации заставляют внешнюю область 16А щетинок контактировать с поверхностью зубов, в то время как внутренняя область 16В щетинок проникает глубоко в межзубные впадины. Сконфигурированная таким образом внутренняя область 16В щетинок несет наибольшую часть усилия, приложенного к головке 14, что позволяет внутренней области 16В щетинок более глубоко контактировать с межзубными впадинами. Такое более глубокое межзубное проникновение внутренней области 16В щетинок определяет четвертую чистящую операцию. Четвертая чистящая операция, выполняемая внутренней областью 16В щетинок, является поэтому усиленной, потому что наибольшая часть усилий, приложенных к головке 14 зубной щетки 10, переносится внутренней областью 16В щетинок.
Как показано на Фиг.5В, в некоторых вариантах осуществления, когда задняя в осевом направлении часть 69 фланца 66 приводного кулачка 58 зацепляет выступы 78 на линейном толкающем звене 60, щетка может находиться в первой конфигурации, как описано выше. Как показано, в некоторых вариантах осуществления, когда подвижный компонент 14В головки 14 расположен в своем самом правом и самом нижнем положении относительно неподвижного компонента 14А, внутренняя область 16В щетинок может заканчиваться во второй плоскости 94, а внешняя область 16А щетинок может заканчиваться в первой плоскости 92. Как показано на Фиг.5В, в первой конфигурации первая и вторая плоскости 92, 94 являются, в общем, одной и той же плоскостью.
Как обсуждалось ранее, полная площадь контактной поверхности щетинок равна сумме площадей контактной поверхности щетинок в первой плоскости 92 и второй плоскости 94 и равна 100% в первой конфигурации. По существу, вторая конфигурация, показанная на Фиг.5А, может воздействовать на полную площадь контактной поверхности щетинок, как описано выше, кроме как в отношении контактной площади щетинок в четвертой плоскости 196.
В некоторых вариантах осуществления приводной узел 26 может циклически перемещать подвижный компонент 14В между первым и вторым положениями не чаще, чем примерно каждые 0,5 сек. В дополнительных формах приводной узел 26 может перемещать подвижный компонент 14В за время от примерно каждые 0,5 и до примерно каждые 3 сек или любое конкретное число в этих пределах. Это относительно медленная частота по сравнению с обычными вибрирующими или вращающимися зубными щетками. В одной форме зубной щетки 10 такая медленная частота может быть получена особой конструкцией приводного кулачка 58; двигатель 30 может включать в себя шаговый электродвигатель; источник 28 питания может включать в себя импульсный источник энергии; привод 32 может включать в себя редукторную систему; как упомянуто выше, пользователь может по выбору включать и выключать зубную щетку 10 посредством выключателя 11; либо комбинации перечисленных выше средств получения низкой частоты. Могут использоваться любые подходящие средства достижения такой низкой частоты. Таким образом, должно быть понятно, что настоящее описание обеспечивает зубную щетку 10, имеющую головку 14, приспособленную для того, чтобы занимать по меньшей мере две конфигурации либо статическим, либо динамическим образом.
Относительное перемещение между различными областями 16 щетинок обеспечивает по меньшей мере следующие преимущества. Во-первых, когда подвижный компонент 14В расположен в первом положении, проиллюстрированном на Фиг.4А и 5В, тем самым определяя первую конфигурацию для головки 14, может не быть никакой разницы в высоте между внешней и внутренней областями 16А, 16В щетинок. Это помогает выполнению как поверхностной чистящей операции, так и межзубной чистящей операции зубной щеткой 10. Альтернативно, когда подвижный компонент 14В находится во втором положении, проиллюстрированном на Фиг.4В и 5А, тем самым определяя вторую конфигурацию головки 14, существует различие в высоте между внешней и внутренней областями 16А, 16В щетинок. Это возлагает наибольшую часть вспомогательной функции на любую из внешней области 16А щетинок (показанной на Фиг.4В) или внутренней области 16В щетинок (показанной на Фиг.5А), таким образом увеличивая способность соответствующей области щетинок получать доступ к межзубным областям, включая десны, для удаления зубного налета и других инородных тел, для предотвращения гингивита и других болезней. Таким образом, должно быть понятно, что головка 14 описанной здесь зубной щетки 10 способна занимать множество относительно статических конфигураций, причем каждая конфигурация нацелена на оптимизацию различных чистящих операций. Хотя зубная щетка 10 раскрыта как способная занимать две конфигурации, дополнительные формы зубной щетки 10 могут быть способны занимать любое число конфигураций, приспособленных для оптимизации любого числа чистящих операций.
Запитываемый приводной узел 26 может обеспечивать, в общем, плавный переход между различными конфигурациями, но не заменяет ручную технику чистки конкретного пользователя. Фактически такой переход между различными конфигурациями может быть выборочно перемежающимся. Например, один пользователь может по желанию использовать приводной узел 26 для простой смены от одной из первой и второй конфигураций головки 14 к другой в течение всей утренней или вечерней чистящей операции. При такой практике пользователь может просто включить двигатель 30 и быстро выключить двигатель 30, тем самым останавливая подвижный компонент 14b в желаемом положении.
До сих пор различие между первой конфигурацией и второй конфигурацией щетки 10 обсуждалось в контексте изменения положения подвижного компонента 14В или изменения высоты внутренней области 16В щетинок. Однако предполагаются варианты осуществления, где высота внешней области 16А щетинок может быть изменена, в то время как высота внутренней области 16В щетинок остается постоянной между первой конфигурацией и второй конфигурацией. Например, щетка 10 может включать в себя по меньшей мере один подвижный компонент, который включает в себя часть внешней области 16А щетинок, в то время как неподвижный компонент 14А включает в себя часть внутренней области 16В щетинок.
Хотя настоящее описание до сих пор включало в себя зубную щетку 10, имеющую механический приводной узел 26, должно быть понятно, что альтернативная форма зубной щетки может включать в себя ручной привод. Например, Фиг.6 изображает одну альтернативную зубную щетку 100, сконструированную согласно принципам настоящего изобретения, имеющую ручной приводной узел 126. Зубная щетка 100, изображенная на Фиг.6, по существу аналогична описанный выше зубной щетке 10 в том, что она включает в себя ручку 112 и головку 14. В некоторых вариантах осуществления ручка 112 определяет полость 113, включающую в себя удлиненную сквозную часть 113А и пару впадин 113В. Полость 113 предназначена, чтобы вмещать ручной приводной узел 126.
В некоторых вариантах осуществления ручной приводной узел 126 включает в себя вращаемое пальцем колесо 128, вал 130, приводной кулачок 58, линейное ведомое звено 60 и шарнирное связующее звено 62. Приводной кулачок 58, линейное ведомое звено 60 и шарнирное связующее звено 62 могут быть аналогичны описанным выше, и поэтому подробное описание не будет повторяться.
Вал 130 имеет первый конец 132 и второй конец 134. Первый конец 132 вала 130 может быть прикреплен к приводному кулачку 58. Второй конец 134 вала 130 может быть прикреплен к вращаемому пальцем колесу 128, которое может быть расположено вне полости 113 ручки 112.
Вал 130 может дополнительно содержать элемент, который запрещает непроизвольный поворот вала 130. Например, как показано на Фиг.6, вал 130 может дополнительно содержать стопор 136. В изображенной форме стопор 136 включает в себя пружинный элемент и расположен вдоль вала 130 в положении, совмещенном, в общем, в продольном направлении с впадинами 113В в полости 113. В процессе действия пользователь может поворачивать вращаемое пальцем колесо 128 для перемещения подвижного компонента 14В между первым и вторым положениями, как описано выше. Когда подвижный компонент 14В находится в первом положении, стопор 136 может быть расположен в одной из пары впадин 113В. Когда подвижный компонент 14В находится во втором положении, стопор 136 расположен в другой из пары впадин 113В. Таким образом, взаимодействие между стопором 136 и впадинами 113В удерживает вал 130 и вследствие этого подвижный компонент 14В в желательном положении. Пользователь может поворачивать вращаемое пальцем колесо 128 в направлении или по часовой стрелке, или против часовой стрелки для перемещения подвижного компонента 14В по желанию.
Хотя вал 130 уже описан как включающий в себя стопор 136, взаимодействующий с парой впадин 113В в полости 113, любые подходящие средства для предотвращения или устранения непроизвольного поворота вала 130 могут быть реализованы в зубной щетке 100. Например, альтернативная форма зубной щетки 100 может включать в себя множество стопоров, расположенных на валу 130, приспособленном для взаимодействия со множеством впадин 113В. В другой форме зубная щетка 100 может совсем не содержать обычных стопоров, а вместо этого пластмассовый зажим с защелкой, имеющий выступ, расположенный на одной оси с впадинами 113В, и рычаг, который выходит из полости 113 к вращаемому пальцем колесу 128, так что пользователь может нажать рычаг, чтобы освободить выступ из впадин 113В и отрегулировать положение подвижного компонента 14В. В другой форме вал 130 может содержать углубления, а ручка 112 может включать в себя стопор или зажим с защелкой. В еще одной альтернативной форме вал 130 может вообще не содержать стопоры или выступы, а вместо этого может быть просто установлен с помощью трения в пределах полости 113 для предохранения вала 130 от непроизвольного поворота. В еще одной форме зубная щетка 100, например, может дополнительно содержать замок или зажим, установленный снаружи ручки 112, который выборочно действует для предохранения вала 130 от непроизвольного поворота.
Помимо этого, хотя каждая из форм настоящего описания до сих пор описана как содержащая вращательные приводные узлы, альтернативная форма зубной щетки 10 и (или) 100 может содержать линейный приводной узел. Например, Фиг.7 изображает альтернативную зубную щетку 200, включающую в себя приводной узел 226 линейного двигателя. Зубная щетка 200, изображенная на Фиг.7, по существу аналогична зубным щеткам 10, 100, описанным выше, в том, что она включает в себя ручку 212 и головку 14, содержащую неподвижный компонент 14А и подвижный компонент 14В. Ручка 212 включает в себя полость 213, содержащую приводной узел 226 линейного двигателя.
Приводной узел 226 линейного двигателя включает в себя ручной приводной узел 226 линейного двигателя. В частности, приводной узел 226 включает в себя выступ 228 для большого пальца, линейное ведомое звено 60 и шарнирное связующее звено 62. Линейное ведомое звено 60 и шарнирное связующее звено 62 аналогичны описанным выше в отношении Фиг.2А-6, и поэтому их подробное описание не будет повторяться. Выступ 228 для большого пальца прикреплен к линейному ведомому звену 60 посредством выступающего элемента 230. Ручка 212 определяет прорезь 232, вмещающую выступающий элемент 230, так что выступ 228 для большого пальца открыт снаружи от ручки 212.
В процессе действия пользователю нужно только приложить линейное усилие к выступу 228 для большого пальца, чтобы тем самым переместить подвижный компонент 14b между первым и вторым положениями аналогично описанному выше способу. В некоторых вариантах осуществления ручной приводной узел 226 может включать в себя кнопку, установленную на боковой стороне ручки 212 и действующую аналогично механическому карандашу. Например, пользователь может привести в действие кнопочный привод, приложив усилие в радиальном направлении зубной щетки 200. При приведении в действие кнопка может зацепить клин или множество клиньев, расположенных в полости 213, чтобы тем самым преобразовать радиальное усилие в продольное усилие для перемещения линейного ведомого звена 60, шарнирного связующего звена 62 и подвижного компонента 14b головки 14. При таком выполнении пользователь может выбрать желательную конфигурацию головки 14 зубной щетки 200 одной рукой аналогично варианту осуществления, изображенному на Фиг.7.
Хотя приводной узел 226 линейного двигателя раскрыт как управляемый вручную, другая альтернативная форма описания может включать в себя узел запитываемого линейного двигателя. Такой запитывааемый приводной узел линейного двигателя может включать в себя возвратно-поступательный пневматический цилиндрический привод или любое другое устройство, действующее для обслуживания принципов настоящего изобретения.
Как показано, выступ 228 для большого пальца расположен на ручке 212 вблизи шейки 219 зубной щетки 200. Выступ 228 для большого пальца может быть расположен в любом подходящем местоположении на зубной щетке 200. Например, как показано на Фиг.8А и 8В, выступ 228 для большого пальца расположен на шейке 219 зубной щетки 200. Помимо этого, в некоторых вариантах осуществления изображения 802 и (или) 804 могут быть расположены вблизи выступа 228 большого пальца. Изображения 802 и (или) 804 могут сообщать пользователю о текущей конфигурации областей щетинок. Например, изображения 802 и (или) 804 могут содержать алфавитно-цифровые знаки, которые сообщают о первой конфигурации и (или) второй конфигурации. В некоторых вариантах осуществления изображения 802 и (или) 804 могут включать в себя графику или символы, которые сообщают потребителю о подходящей конфигурации для данного времени суток.
Например, как показано на Фиг.8А и 8В, изображения 802 и (или) 804 могут содержать графику или символ, которые включают в себя луну и солнце соответственно. Изображение 802 луны может сообщать потребителю, что правильной конфигурацией чистки для ночного времени является та, когда выступ 228 для большого пальца находится в своем крайнем ближайшем к луне положении. Наоборот, изображение 804 солнца может сообщить потребителю, что правильной конфигурацией чистки для дневного времени является та, когда выступ 228 для большого пальца находится в своем самом ближнем положении к солнцу.
Как показано на Фиг.8А и 8В, изображение 804 солнца может соответствовать первой конфигурации, как описано ранее, в то время как изображение 802 луны может соответствовать второй конфигурации, как описано ранее. В некоторых вариантах осуществления изображения 802 и (или) 804 могут содержать любую подходящую комбинацию алфавитно-цифровых знаков и графики/символов. Хотя это и не показано, изображения, как описано выше, могут быть связаны с зубной щеткой, чтобы сообщать потребителю о текущей конфигурации щетки и (или) надлежащей конфигурации для периода чистки.
Как упомянуто выше, привод 32, изображенный и описанный до сих пор, может содержать линейное ведомое звено 60, соединенное с шарнирным связующим звеном 62, чтобы приводить в действие подвижный компонент 14В головки 14. Такая конфигурация является просто одним вариантом осуществления, способным обеспечивать принципы настоящего изобретения. Фиг.9 изображает альтернативный вариант осуществления, включающий привод 332, сконструированный как отдельная цельная часть. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления привод 332 и подвижный компонент 14В головки 14 могут быть сконструированы как отдельная цельная часть. Как показано, привод 332 может содержать линейное ведомое звено 160, шарнирное связующее звено 162, первую изогнутую часть 164 и вторую изогнутую часть 166. Первая изогнутая часть 164 может быть расположена между линейным ведомым звеном 160 и шарнирным связующим звеном 162. Вторая изогнутая часть 166 может быть расположена между шарнирным связующим звеном 162 и подвижным компонентом 14В головки 14.
Линейная ведомая часть 160 и связующая часть 162, в общем, являются прямыми жесткими элементами. Подвижный компонент 14В головки 14 может быть аналогичен описанному выше, за исключением того, что он сконструирован зацело с приводом 332. Первая изогнутая часть 164 может быть образована противолежащими выпуклыми внутрь поверхностями 164А, 164В. Точно так же вторая изогнутая часть 166 может быть образована противолежащими выпуклыми внутрь поверхностями 166А, 166В. Соответственно первая и вторая изогнутые части 164, 166 являются гибкими, позволяя тем самым приводу 332 поворачиваться в этом месте и работать аналогично приводу 32, 132, 232, описанному выше в отношении Фиг.1-7.
В свете вышесказанного должно быть понятно, что различные компоненты зубных щеток 10, 100, 200, 300, раскрытые в настоящем описании, могут быть сделаны фактически из любого материала. Например, в одной форме ручка 12, 112, 212, головка 14 и приводной узел 26, 126, 226 могут все быть сконструированы из по существу жесткого полимера. В другой форме части приводных узлов 26, 126, 226 могут быть сконструированы из такого металла, как алюминий или сталь. В еще одной форме головка 14 может быть изготовлена из полимера, который отличается от полимера, используемого для конструирования ручки 12, 112, 212, такого как гибкий полимер, чтобы обеспечить другой уровень комфорта во рту пользователя.
Должно быть далее понятно, что, хотя настоящее описание включило в себя головку 14 зубной щетки 10, 100, 200, имеющей неподвижный компонент 14А и подвижный компонент 14В, альтернативная форма неподвижного компонента 14а может быть фактически не фиксирована. Например, неподвижный компонент 14А может быть сконструирован из гибкого материала, такого как эластомер, который позволяет неподвижному компоненту 14А немного отклоняться или изгибаться, в то время как подвижный компонент 14В двигается между первым и вторым положениями. Такая гибкость может быть спроектирована для уменьшения износа при трении между неподвижным и подвижным компонентами 14А, 14В, за счет чего продлевается срок полезного использования зубной щетки.
Кроме того, должно быть понятно, что, хотя вышеописанная головка 14 зубных щеток 10, 100, 200, 300 изображена и описана в настоящем описании как содержащая неподвижный компонент 14А со сторонами 20, проходящими в продольном направлении вдоль внешней стороны подвижного компонента 14В, в альтернативной форме неподвижный и подвижный компоненты 14А, 14В могут поменяться местами. Например, боковые стороны 20 неподвижного компонента 14А могут быть функционально соединены с приводным узлом 26, 126, 226 и подвижны между первым и вторым положениями относительно подвижного компонента 14В. Сконфигурированный таким образом неподвижный компонент 14А будет фактически подвижным, и этот подвижный компонент будет фактически неподвижен. Далее должно быть понятно, что, хотя подвижный компонент 14В раскрыт как имеющий возможность перемещаться между первым положением и вторым положением, альтернативная форма зубной щетки может включать в себя подвижный компонент 14В, имеющий возможность перемещаться между первым, вторым и третьим положениями или любым числом положений, тем самым давая головке 14 возможность обеспечивать любое число конфигураций. В такой зубной щетке 10, 100, 200, 300 запитываемый приводной узел 26 может попеременно перемещать подвижный компонент 14В между, например, первым и вторым положениями, затем между первым и третьим положениями, затем следует второе и третье положения или любая другая последовательность положений, которые могут быть желательными для конкретной чистящей операции.
Помимо этого, в отношении Фиг.4А, хотя внешняя и внутренняя области 16А, 16В щетинок раскрыты в настоящем описании, как в общем заканчивающиеся в одной и той же плоскости 92, 94, когда подвижный компонент 14В находится в первом положении, альтернативная форма может включать в себя внешнюю и внутреннюю области 16А, 16В щетинок, заканчивающиеся в других плоскостях, когда подвижный компонент 14В находится в первом положении. Например, первая плоскость 92 может быть расположена немного выше или ниже второй плоскости 94, когда подвижный компонент 14А находится в первом положении.
Далее, хотя неподвижный и подвижный компоненты 14А, 14В головки 14 раскрыты в настоящем описании как взаимодействующие друг с другом посредством прорезей 44 на неподвижном компоненте 14А и выступов 52 на подвижном компоненте 14В, альтернативная форма изобретения может включать в себя выступы 52 на неподвижном компоненте 14А и прорези 44 в подвижном компоненте 14В. В другой форме неподвижный и подвижный компоненты 14А, 14В могут вообще содержать не прорези 44 и выступы 52, а вместо этого прорези и шипы, или любую другую подходящую поверхность или подходящее средство, способное направлять эти два компонента относительно друг друга. Далее неподвижный и подвижный компоненты 14А, 14В могут взаимодействовать без выступов 52 или шипов и прорезей 44, а просто скользя относительно друг друга. Наконец, хотя второе положение подвижного компонента 14В, который проиллюстрирован на Фиг.4В, раскрыто в настоящем описании как направленное вниз и вправо от первого положения относительно ориентации по Фиг.4А и 4В, альтернативная форма зубной щетки 10, 100, 200 может содержать второе положение, расположенное только в направлении вниз от первого положения. Еще одна дополнительная альтернативная форма может содержать второе положение, расположенное в направлении вверх от первого положения или в любом другом местоположении относительно первого положения.
Еще, хотя зубные щетки 10, 100, 200, 300 раскрыты, прежде всего, как перемещающие подвижный компонент 14В между первым положением, в котором внутренняя область 16В щетинок занимает вторую плоскость 94, и вторым положением, в котором внутренняя область 16В щетинок занимает третью плоскость 96, альтернативная форма зубной щетки 10, 100, 200, 300 может не перемещать внутреннюю область 16В щетинок (или даже внешнюю область 16А щетинок) между двумя плоскостями. Например, в одной форме внутренняя область 16В щетинок или внешняя область 16А щетинок могут поворачиваться между первым угловым положением относительно головки 14 и вторым угловым положением относительно головки 14, в котором подвергаемая воздействию область 16А, 16В щетинок заканчивается в неподвижной плоскости. Сконфигурированные таким образом щетинки 16 могут занимать переменные конфигурации, нацеленные каждая на оптимизацию различных чистящих функций, без обязательного требования к щетинкам 16 перемещаться между множеством плоскостей. В таких вариантах осуществления угол между щетинками и подвижным компонентом 14В и (или) неподвижным компонентом 14А может быть отрегулирован, чтобы осуществить первую и (или) вторую конфигурацию. Таким образом, должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено зубными щетками 10, 100, 200, 300, имеющими щетинки 16, подвижные между различными плоскостями или различными углами, а вместо этого описывает зубные щетки 10, 100, 200, 300, имеющие щетинки 16, подвижные между любыми двумя или более конфигурациями. Соответственно, должно быть понятно, что возможности настоящего изобретения не ограничены формами зубной щетки 10, 100, 200, 300, описанными в настоящем описании, но они, скорее, являются простыми примерами того, что может быть рассмотрено в рамках настоящего описания.
Как обсуждалось ранее в отношении Фиг.3, в некоторых вариантах осуществления неподвижный компонент 14А может включать в себя шеечную часть и корпусную часть, имеющую основу, пару боковых сторон, носок и внутренние боковые стенки, образующие углубление в неподвижном компоненте. В противоположность этому предполагаются варианты осуществления, в которых неподвижный компонент не содержит основы и (или) носка. Например, как показано на Фиг.10А и 10В, неподвижный компонент 14А зубной щетки 300 может содержать пару боковых сторон 1002. Как описано ранее в настоящем описании, неподвижный компонент 14А и подвижный компонент 14В могут быть сконфигурированы так, что подвижный компонент 14В скользяще зацепляется с неподвижным компонентом 14А, тем самым позволяя регулировать подвижный компонент 14В между различными конфигурациями.
Раскрытые здесь размеры и значения не должны пониматься как строго ограничивающие перечисленными точными числовыми значениями. Вместо этого, если не определено иного, каждый такой размер предназначен обозначать как приведенное значение, так и функционально эквивалентный диапазон, окружающий это значение. Например, размер, раскрытый как «40 мм», предназначен обозначать «примерно 40 мм».
Все документы, процитированные в подробном описании изобретения, в своей релевантной части включены в настоящее описание посредством ссылки, однако упоминание любого документа не следует рассматривать как допущение того, что он является прототипом относительно настоящего изобретения. В том случае, когда любое значение или определение термина в данном письменном документе вступает в противоречие с любым значением или определением термина в документе, включенном в настоящее описание посредством ссылки, значение или определение, присвоенное термину в данном письменном документе, будет главенствовать.
Хотя проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления и (или) отдельные особенности настоящего изобретения, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что могут быть сделаны различные другие изменения и модификации без отхода от сущности и объема изобретения. Далее должно быть понятно, что все комбинации таких вариантов осуществления и особенностей являются возможными и могут привести к предпочтительным воплощениям изобретения. Поэтому приложенная формула изобретения предназначена для охвата всех таких изменений и модификаций, которые находятся в объеме настоящего изобретения.