ЗУБНАЯ ЩЕТКА С УЛУЧШЕННЫМ ЧИСТЯЩИМ ДЕЙСТВИЕМ
TOOTHBRUSH WITH IMPROVED CLEANING EFFECT

Настоящее изобретение касается зубной щетки, имеющей механический вибрационный элемент и головку, к которой присоединены различные чистящие/обрабатывающие элементы. Настоящее изобретение также касается ручных зубных щеток, имеющих упруго прикрепленную щетину. Настоящее изобретение, кроме того, касается зубных щеток, ручных или электрических, которые включают в себя ручку и головку, причем на головке установлены элементы, такие как пучки щетины и/или эластомерные скребки.
Документы, указанные в данном тексте, и все документы, упоминаемые в качестве ссылок в документах, указанных в данном тексте, включены сюда для сведения. Документы, включенные для сведения в данный текст, или любое их раскрытие могут быть использованы в практике данного изобретения. Документы, включенные для сведения в этот текст, не приняты в качестве предшествующего уровня техники. Более того, авторы или изобретатели документов, включенных для сведения в данный текст, не должны считаться «другим» или «другими» в отношении настоящего объекта изобретения, и наоборот, особенно там, где один или более авторов или изобретателей документов, включенных для сведения в данный текст, являются изобретателями, названным в настоящем объекте изобретения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Снабженная источником энергии зубная щетка предназначена для помощи пользователю посредством механического движения головки зубной щетки. Один подход состоит в обеспечении вибрационного элемента в корпусе зубной щетки. Опубликованная заявка США № 2002/0124333 касается механического вибрационного устройства, которое заставляет головную часть вибрировать. Вибрационное устройство помещено в передней головной части зубной щетки или в области шеечной части, примыкающей к головной части, причем указанная шеечная часть соединяет головную часть с ручкой, и оперативно связано с источником энергии, помещенным в ручке, посредством электрических соединений, проходящих в шеечной части, причем предпочтительно обеспечен гаситель вибраций, чтобы препятствовать передаче вибрации ручке, и этим достигается ситуация, при которой вибрации, которые вызывают улучшенное чистящее действие, производятся преимущественно в головной части и лишь слегка могут чувствоваться в ручке, в результате чего ручку удобно держать.
Был предпринят ряд попыток обеспечить гибкость щетинок во время использования зубной щетки. Патент США № 5970564, например, касается зубной щетки, имеющей эластомерный выступ, в которой имеется центральный массив щетинок и имеется боковой массив щетинок, установленных в эластомерных воронках. Ряд патентов касается головки зубной щетки, имеющей наборы щетинок, каждый из которых установлен на нежестком или эластичном опорном элементе. Примеры таких подходов обнаружены в патентах США № 1770195, 2244098, 6161245 и 6311360 и в патенте Франции № 38440.
Головка обычной зубной щетки обычно имеет плоскую или слегка отклоняющуюся от плоскости поверхность, к которой присоединены чистящие элементы. Обычно чистящими элементами являются пряди из пластмассового материала (материалов), собранные в пучки, пачки или другие группы. Задачей многих зубных щеток является приспособить профиль чистящего элемента к профилю очищаемых зубов. Выполнение этой задачи усложнено трудностью приведения профиля зубной щетки в соответствие со сложной поверхностью типичного набора человеческих зубов. Зубы обычно лежат на кривой линии С-образной формы, что вынуждает зубную щетку направляться по выпуклой наружной кривой и по вогнутой внутренней кривой. Дополнительно, зубная щетка должна быть способна к очистке неровностей на поверхности зуба, а также межзубной области между зубами.
Хорошо известно, что идеальная технология очистки, с точки зрения зубной гигиены, состоит в проходе вверх и вниз вдоль вертикальной поверхности зубов, который массирует десны во время чистки зубов. Однако из-за определенного числа факторов, включая эргономические затруднения, спешку, недостаток осведомленности и т.д., немногие пользователи используют рекомендованную технологию чистки зубов. Типичный пользователь чистит зубы скорее горизонтальным движением, чем вертикальным перемещением. Были предприняты разнообразные попытки преобразования горизонтального перемещения щетки в частичное вертикальное перемещение щетины или чистящих элементов.
Патент США №4783869 касается преобразования горизонтального перемещения чистящих элементов в вертикальное посредством использования винтовой канавки в подвижном валике в ручке зубной щетки. Канавка вмещает стержень, который перемещается в канавке. Этот механизм заставляет головку зубной щетки совершать частичное вращение или колебание при перемещении ручки слева направо, или наоборот, во рту пользователя. Это вращение или колебание заставляет чистящие элементы перемещаться в вертикальной плоскости, перпендикулярной перемещению ручки зубной щетки.
Другие механизмы перемещения включают в себя основание дуговой формы для головки зубной щетки, выровненное по продольной оси зубной щетки, в котором подвижный дуговой блок, имеющий чистящие элементы, гибко установлен на головке зубной щетки, так что блок свободно скользит по головке таким образом, что чистящие элементы могут перемещаться в вертикальном направлении, в общем, поперечном типичному боковому движению зубной щетки; и установку чистящих элементов с возможностью поворота, позволяющую элементам перемещаться вверх и вниз вместе с проходом вдоль зубов из стороны в сторону.
Головка зубной щетки должна как обеспечивать надлежащую опору для щетины, так и быть достаточно гибкой во время использования, чтобы позволять щетинкам следовать за формой рта или зубов пользователя. Дополнительно, технологии изготовления должны быть недорогими, универсальными и совместимыми.
В попытке соответствовать этим критериям при выполнении головок зубных щеток был использован процесс, известный как "формирование пучков без крепежных элементов" ("anchor free tufting", AFT). В таком AFT-процессе насадку головки для удерживания щетины зубной щетки и для возможной вставки в корпус зубной щетки обычно выполняют из жесткой пластмассы, которая благоприятна для ультразвуковой сварки. Насадка головки выполнена со сплошным периметром и образует область отверстий разнообразной формы и размеров в пределах этого периметра. Волокна, которые предназначены для образования пучков, помещают затем в отверстия в области насадки головки, и задние стороны щетинок сплавляют вместе, чтобы зафиксировать их положение друг относительно друга.
Насадку головки с пучками затем вставляют в заданный принимающий участок головного участка ручки зубной щетки и приваривают на свое место ультразвуковой сваркой. Затем щетку скругляют по краям и упаковывают для продажи как традиционную зубную щетку.
Однако результатом этого производственного процесса является зубная щетка с очень жесткой головкой, которая не может легко приспосабливаться при чистке к физическим особенностям пользователя. Следовательно, желательно обеспечить зубную щетку, которая проста в изготовлении с помощью вышеуказанного процесса, но обеспечивает желаемую гибкость головки зубной щетки во время использования.
Также было бы желательно, если бы могла быть обеспечена зубная щетка, имеющая на головке различные чистящие/обрабатывающие элементы, такие как щетинки, гибко установленные под разными углами, чтобы получить улучшенное чистящее действие при перемещении их механическим вибрационным элементом.
Кроме того, в данной области техники сохраняется потребность в новых сочетаниях и расположении пучков щетины, чтобы обеспечить повышенную жесткость для улучшенного удаления налета и остатков, особенно внутри межзубных промежутков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
По одному из вариантов осуществления изобретения обеспечена зубная щетка, имеющая ручку, чистящую головку, присоединенную к указанной ручке, и механическое вибрационное устройство, которое заставляет чистящую головку вибрировать, причем указанное механическое устройство расположено в чистящей головке или в области, примыкающей к чистящей головке, и оперативно присоединено к источнику электроэнергии, причем чистящая головка имеет наружную поверхность, причем чистящая головка включает в себя каркас, упругую мембрану, установленную на указанный каркас и подвижную в направлении к указанной наружной поверхности и от нее, причем упругая мембрана образует чистящую область, множество чистящих/обрабатывающих элементов, установленных на мембране в чистящей области, причем, по меньшей мере, некоторые из чистящих/обрабатывающих элементов имеют физические свойства, которые отличаются от других указанных чистящих/обрабатывающих элементов.
По еще одному варианту осуществления изобретения обеспечена зубная щетка, имеющая продолговатый элемент, имеющий головку с одного конца и ручку с другого конца; и механическое вибрационное устройство, которое заставляет головку вибрировать, причем механическое вибрационное устройство расположено в головке или в области, примыкающей к головке, и оперативно соединено с источником электроэнергии, в которой указанная головка образована поверхностью с периферийным участком снаружи и внутренним участком, примыкающим к нему, в которой указанный периферийный участок составлен из множества периферийных пучков щетины, выступающих оттуда, и в которой указанный внутренний участок составлен из множества блоков щетины, выступающих оттуда.
По дополнительному варианту осуществления изобретения обеспечена зубная щетка, имеющая ручку, чистящую головку, присоединенную к указанной ручке, и механическое вибрационное устройство, которое заставляет чистящую головку вибрировать, причем чистящая головка имеет наружную поверхность и множество чистящих/обрабатывающих элементов, установленных на наружной поверхности, в которой, по меньшей мере, некоторые из чистящих/обрабатывающих элементов имеют физические свойства, которые отличаются от других указанных чистящих/обрабатывающих элементов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В данном описании и приложенных чертежах показаны и описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения и предложены их разнообразные альтернативные варианты и модификации. Следует понимать, что они не подразумеваются в качестве исчерпывающих и что в рамках объема изобретения может быть выполнено много других изменений и модификаций.
Предложения, приведенные здесь, выбраны и включены сюда в целях иллюстрации, чтобы специалисты в данной области техники более полно поняли изобретение и его принципы и, таким образом, получили бы возможность модифицировать его во множестве разновидностей, причем каждая могла бы лучше всего подходить для условий конкретного применения.
В последующем подробном описании будут сделаны ссылки на приложенные чертежи, в которых:
На Фиг.1 показан вид сбоку, частично в разрезе, первого примера варианта осуществления зубной щетки по изобретению и ручки и закрывающей части, отделенных друг от друга (без батареи).
На Фиг.2 показан вид снизу, частично в разрезе, второго примера варианта осуществления зубной щетки по изобретению в собранном состоянии.
На Фиг.3 показан вид сбоку, частично в разрезе, зубной щетки согласно Фиг.2 и закрывающей части, отделенных друг от друга (без батареи).
На Фиг.4 показан вид сбоку третьего примера варианта осуществления зубной щетки по изобретению в собранном состоянии.
На Фиг.5 показана передняя часть зубной щетки согласно Фиг.4 с различными вариантами осуществления сменных обрабатывающих головок.
Фиг.6 - вид в перспективе зубной щетки по данному изобретению.
Фиг.7 - вид сбоку зубной щетки, показанной на Фиг.6.
Фиг.8 - вид спереди зубной щетки, показанной на Фиг.6-7.
Фиг.9 - вид сбоку, подобный Фиг.7, с частичным вырывом.
Фиг.10 - вид сбоку, на котором показана сборочная единица содержащего щетину участка головки щетки по еще одному объекту данного изобретения.
Фиг.11 - вид сбоку, на котором показана сборочная единица, изображенная на Фиг.10, включенная в состав законченной зубной щетки.
Фиг.12 - вид спереди еще одной зубной щетки по данному изобретению.
Фиг.13 - вид сверху в плане ручной зубной щетки по данному изобретению.
Фиг.14 - вид сбоку в разрезе по линиям 14-14 на Фиг.13, на котором показано расположение щетины и скребков при приложении минимальной силы к ручке зубной щетки.
Фиг.15 - вид сбоку в разрезе по линиям 14-14 на Фиг.13, на котором показано расположение щетины и скребков при приложении большей силы к ручке зубной щетки.
Фиг.16 - вид сверху в плане снабженной источником энергии зубной щетки по данному изобретению.
Фиг.17 - общий вид сбоку с разрывом по длине зубной щетки, имеющей гибкую головку с установленными на ней пальцами, где показаны ребра, взаимно соединяющие палец и гибкую головку.
Фиг.18 - местный вид спереди, на котором показано расположение пальцев, присоединенных ребрами к гибкой головке.
Фиг.19 - местный вид в плане единственного пальца, присоединенного ребрами к неизогнутой головке зубной щетки.
Фиг.20 и 21 - местные виды в плане единственного пальца, присоединенного ребрами к головке зубной щетки в изогнутых положениях, вызванных перемещением гибкой головки.
Фиг.22-24 - местные виды в плане множества пальцев, взаимно соединенных друг с другом и с гибкой головкой зубной щетки ребрами, образующими переплетение между пальцами.
Фиг.25 - местный вид в разрезе пальцев, установленных в гибкой головке зубной щетки.
Фиг.26-28 - местные вертикальные проекции пальцев, используемых в зубной щетке по изобретению.
Фиг.29 - вид сбоку еще одной зубной щетки, в которой использована гибкая головка и пальцы для стимуляции десен.
Фиг.30 и 31 - виды в разрезе пальцев с ребрами, взаимно соединяющими пальцы с гибким участком головки зубной щетки.
Фиг.32 - вид в перспективе зубной щетки, включающий в себя головку, сконструированную в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.33 - вид сверху в плане головки, изображенной на Фиг.32.
Фиг.34 - вид сбоку зубной щетки по данному изобретению.
Фиг.35 - вид спереди, на котором показана упругая чистящая область, на которую будут установлены чистящие/обрабатывающие элементы, изображенные на Фиг.34.
Фиг.36-37 - виды спереди различных разновидностей чистящих головок, включающих в себя разнообразные чистящие/обрабатывающие элементы в чистящей области.
Фиг.38 - вид сбоку еще одной разновидности чистящей головки по данному изобретению.
Фиг.39 - вид спереди, подобный Фиг.35, модифицированной разновидности чистящей головки.
Фиг.40 - вид в перспективе первого варианта осуществления зубной щетки по настоящему изобретению, в котором блоки щетины, в общем, имеют форму параллелепипедов.
Фиг.41 - вид в перспективе второго варианта осуществления зубной щетки по настоящему изобретению, в котором блоки щетины имеют, в общем, изогнутые отпечатки.
Фиг.42 - вид в перспективе третьего варианта осуществления зубной щетки по настоящему изобретению, в котором блоки щетины имеют, в общем, овальные отпечатки.
Фиг.43 - вид в перспективе четвертого и альтернативного варианта осуществления зубной щетки, показанной на Фиг.40, в котором имеются дополнительные блоки щетины, расположенные в центре головки зубной щетки.
Фиг.44 - вид в перспективе пятого и альтернативного варианта осуществления зубной щетки, показанной на Фиг.40, в котором имеются дополнительные пучки щетины, расположенные в центре головки зубной щетки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обеспечена зубная щетка с механическим вибрационным элементом и головкой, имеющей множество различных типов чистящих/обрабатывающих элементов и чистящих областей, которые обеспечивают улучшенные свойства очистки и/или обработки. Чистящие/обрабатывающие элементы перемещаются механическим вибрационным устройством и/или независимо от механического вибрационного устройства. Такая зубная щетка, следовательно, обеспечивает комплексное чистящее, отскребающее и массирующее воздействие на зубы и десны.
Данная заявка также раскрывает зубную щетку, имеющую множественные группы чистящих/обрабатывающих элементов, отдельно установленные на головке зубной щетки, причем такая установка облегчает упругое ориентирование этих групп относительно очищаемых зубов и десен. Например, головка рассматриваемой зубной щетки предназначена для «обертывания» вокруг отдельного зуба, что приводит к более глубокому проникновению чистящих/обрабатывающих элементов между зубами. Такую полную очистку выполняют, например, независимым перемещением, по меньшей мере, двух групп чистящих/обрабатывающих элементов относительно головки зубной щетки и друг друга. Первая группа является центральной группировкой, или «островком» из чистящих/обрабатывающих элементов, упруго установленных на головке зубной щетки.
Вторая группа предпочтительно упруго установлена на головке зубной щетки в виде конфигурации, окружающей, по меньшей мере, часть центральной группировки. Центральная группа присоединена к головке зубной щетки посредством гибкой эластомерной мембраны, упругих пластмассовых полос, ткани или другого материала, который обеспечивает гибкое взаимное соединение первой группы с головкой зубной щетки.
В предпочтительном варианте осуществления головка зубной щетки разделена на множество отдельных чистящих участков. Эти участки включают в себя, по меньшей мере, одну, а предпочтительно - две области, где чистящие/обрабатывающие элементы установлены на основание, тогда как в других участках чистящие/обрабатывающие элементы прикреплены к желобкам, где желобки имеют большую степень подвижности, чем основания. Желобки являются упругими, так что во время использования чистящие/обрабатывающие элементы могут быть перемещены из их исходного положения, а затем возвращены в исходное положение.
Желобки могут быть выполнены из узкой или имеющей малый диаметр перекладины, продолжающейся от корпуса головки зубной щетки до опорной подкладки чистящих/обрабатывающих элементов. Узкая или имеющая малый диаметр перекладина предпочтительно окружена эластичным материалом.
В предпочтительной практике изобретения относительно неподвижное основание расположено на каждом из концов зубной щетки - дистальном и проксимальном, по меньшей мере, с двумя эластичными желобками, прикрепленными между двумя основаниями. Эти различные чистящие области отделены друг от друга каналами, продолжающимися через всю головку в поперечном направлении.
Данная заявка, кроме того, раскрывает зубную щетку, имеющую множественные группировки чистящих/обрабатывающих элементов («островки»), по отдельности прикрепленные к головке зубной щетки, каковое прикрепление способствует гибкой ориентации этих групп относительно зубов и десен, подвергаемых чистке. Более конкретно, пучки чистящих/обрабатывающих элементов установлены относительно головки зубной щетки с использованием поперечной гибкой мембраны или ткани, продолжающейся от периферии чистящих/обрабатывающих элементов к боковым стенкам головки зубной щетки.
Такая гибкая установка способствует угловому колебанию чистящих/обрабатывающих элементов в пределах 360 градусов. Это, в свою очередь, ориентирует чистящие/обрабатывающие элементы так, чтобы они были направлены к зубам, даже если угловое положение головки зубной щетки не является точно параллельным зубам пользователя.
Зубная щетка по изобретению включает в себя головку в виде основания, имеющего прямостоящую стенку для создания периферийного каркаса. В одном из вариантов осуществления внутри каркаса установлена тонкая упругая мембрана или ткань. Мембрана или ткань может изгибаться, содействуя ориентации чистящих/обрабатывающих элементов, поддерживаемых мембраной, относительно зубов пользователя.
Чистящими/обрабатывающими элементами предпочтительно являются щетинки, прикрепленные к мембране или ткани с помощью технологии формования за одно целое.
Дополнительные чистящие/обрабатывающие элементы могут быть расположены на периферии «островков», содействуя очистке в областях между «островками». В предпочтительном варианте осуществления эти дополнительные чистящие/обрабатывающие элементы неподвижно прикреплены к головке зубной щетки снаружи периферии мембраны или ткани, гибко удерживая «островки» чистящих/обрабатывающих элементов. Это сочетание гибкой и неподвижной установки чистящих/обрабатывающих элементов обеспечивает очень эффективную чистку зубов и массаж десен.
Зубная щетка предпочтительно имеет источник питания. Источником питания может быть, по меньшей мере, одна батарея, например, 1, 2 или более батарей. Батарея может быть съемной или фиксированной, аккумуляторной, не подлежащей перезарядке или подзаряжаемой из внешнего источника. Кроме того, батарея может быть любого размера, такого, как, например, АА, ААА, 9V и С. В качестве альтернативы, источником питания может быть внешний источник, например, посредством адаптера переменного тока.
При использовании, например, давление, приложенное к ручке зубной щетки пользователем, заставляет первую группу чистящих/обрабатывающих элементов контактировать с зубами, подвергаемыми очистке. Когда приложенная к зубной щетке сила превышает заданную величину, центральная группа чистящих/обрабатывающих элементов перемещается относительно равновесного положения головки. Это перемещение, в свою очередь, позволяет наружной группе неподвижных чистящих/обрабатывающих элементов контактировать с другими областями зубов, расположенными на большем расстоянии от головки, включая межзубные промежутки между зубами.
Эта желаемая гибкость центральной группировки чистящих/обрабатывающих элементов может быть достигнута эластомерной перемычкой между центральной подвижной группой чистящих/обрабатывающих элементов и окружающей наружной группой чистящих/обрабатывающих элементов. Эта эластомерная перемычка может быть непрерывной или может являться последовательностью независимых перемычек с промежутками между ними для поддержания большей гибкости. Ширину этой перемычки можно регулировать, чтобы варьировать величину силы, необходимой для проталкивания центральной группы чистящих/обрабатывающих элементов в положение, где наружная группа может достичь своей наибольшей чистящей возможности.
В еще одном варианте осуществления данного изобретения промежуток между группами чистящих/обрабатывающих элементов, соответствующий ширине эластомерной перемычки между ними, может быть эффективно заполнен эластомерными скребками, которые перемещаются при приложении силы к центральной группе чистящих/обрабатывающих элементов. Например, конусные эластомерные скребки могут быть установлены на эластомерной перемычке таким образом, что самый узкий кончик скребка изгибается внутрь и наружу при приложении силы к ручке зубной щетки и снятии этой силы. Это стирающее действие дополнительно улучшает функции очистки и обработки раскрытой зубной щетки.
Если обратиться к Фигурам, каждая из зубных щеток, как зубная щетка, проиллюстрированная на Фиг.1, так и щетка в соответствии с Фиг.2 и 3 имеет ручку 1, переднюю снабженную щетиной головную часть 3 и шеечную часть 4, которая соединяет головную часть 3 с ручкой 1. Щетинки, объединенные для образования пучков щетины 6, закреплены в держателе 5 щетины и образуют из своих свободных концов профилированную чистящую поверхность. В проиллюстрированном варианте осуществления держатель 5 щетины с пучками щетины 6 расположен способом, который известен сам по себе и, следовательно, не описан подробно, на удерживающей части 2 головной части 3, таким образом, что он может быть заменен.
Промежуточная часть 4 снабжена зонами 7 шеечной части, которые предпочтительно выполняют из компонента из относительно податливого эластичного материала и обеспечивают или дополнительно усиливают эластичность шеечной части 4, в результате чего во время использования зубной щетки снабженная щетиной головная часть 3 может быть упруго отведена назад в случае действия сил в направлении чистящей поверхности. По выбору, зоны 7 промежуточной части сконструированы как выемки, которые продолжаются через часть периферии шеечной части и заполнены упруго податливым материалом (например, термопластичным эластомером). Подразумевается, что форма и количество зон шеечной части могут быть различными. Также возможна гибкая шеечная зона без использования компонентов из упругих материалов, например, с обеспечением сужений или посредством сильфона.
В переднюю головную часть 3 или в ту область шеечной части 4, которая примыкает к головной части 3, встроено механическое вибрационное устройство 10, посредством которого вибрации, которые оказывают или усиливают действие по очистке зубов, могут быть переданы головной части 3, снабженной щетиной. Вибрационное устройство 10 может быть присоединено к источнику электроэнергии, вмещенному в ручке 1, посредством электрических соединений, проходящих в шеечной части 4, как описано здесь ниже. В одном из вариантов осуществления зоны 7 шеечной части выполнены из упруго податливого материала, который гасит вибрацию между вибрирующей головной частью 3 и ручкой 1, в результате чего вибрационное действие производится в основном в головной части и передается в ручку 1 в незначительной степени. Это означает, что во время операции чистки зубов в ручке 1 можно почувствовать лишь незначительные вибрации и зубную щетку, таким образом, удобно держать. В другом варианте осуществления производимая вибрация не гасится ручкой 1 и может оказывать полное воздействие на головную часть 3. Вместо упруго податливого материала в зонах 7 шеечной части, однако, могут быть использованы другие гасители вибрации. Кроме того, гашение может быть достигнуто, например, использованием основного материала, приданием шеечной части конфигурации особой формы, например, присутствием сильфонной части/части в виде гармоники, и т.д.
В ручке 1 вмещена оболочка или втулка 20, которая продолжается в продольном направлении указанной ручки и выполнена из электропроводного материала. Как ручка 1, так и втулка 20 открыты сзади, что образует полость 21, которая может быть закрыта сзади закрывающей частью 22 и в которую можно вставить батарею 25, в предпочтительном варианте осуществления проиллюстрирована серийно выпускаемая, не подлежащая перезарядке цилиндрическая батарея, с определенной мощностью (например, 1,5 В), в качестве источника питания для вибрационного устройства 10. Также возможно, однако, использовать в качестве источника питания дисковый элемент или перезаряжаемый аккумулятор.
Пружинный контакт 29 для положительного полюса 30 батареи 25 (см. Фиг.2) установлен во втулке 20, на поперечной стенке 28, и присоединен к вибрационному устройству 10 посредством электропровода 31, переключателя 32, который установлен во втулке 20 и может быть приведен в действие снаружи ручки 1, и электрической линии 33, проходящей в шеечной части 4. Электрическое соединение может быть прервано посредством выключателя 32.
Закрывающая часть 22 снабжена резьбовым выступом 22а, выполненным из электропроводного материала, и может быть ввинчена в ручку 1 и/или во втулку 20 посредством указанного резьбового выступа. Резьбовой выступ 22а снабжен поверхностью 22b контакта, которая, когда закрывающая часть 22 ввинчена, упирается в отрицательный полюс 35 батареи 25, вставленной во втулку 20. Отрицательный полюс 35 соединен электрическим соединением с вибрационным устройством 10 посредством резьбового выступа 22а, самой втулки 20 и линии 34, которая соединяет втулку 20 с вибрационным устройством 10 и проходит в шеечной части 4.
Вместо передачи электроэнергии посредством электропроводной втулки 20 также возможно передавать ее каким-либо другим способом, например, используя провода или электропроводную пластмассу.
В примере варианта осуществления, проиллюстрированном на Фиг.1, вибрационное устройство 10 содержит вибрационный элемент 11', который предпочтительно функционирует как вибрационный якорь, может быть присоединен электрическим соединением непосредственно к источнику питания посредством линий 33, 34 и, при подсоединенном источнике питания, приведен в состояние вибрации.
В случае с зубной щеткой, проиллюстрированной на Фиг.2 и 3, вибрационное устройство 10 содержит вибрационный элемент 11 в виде эксцентрика, который производит механические вибрации, и его можно вращать вокруг оси, расположенной в продольном направлении зубной щетки, и он также содержит привод, который расположен в непосредственной близости и сконструирован как микродвигатель 15. Вибрационный элемент 11 присоединен к валику 15а микродвигателя 15, который может быть присоединен электрическим соединением к источнику питания посредством проводов 33, 34. Микродвигатель 15 и эксцентрик могут быть вмещены в качестве элемента конструкции в корпусе 12.
Вместо эксцентрика, который может быть приведен во вращение, также возможно применить вибрационный элемент 11, который может быть приведен в движение поступательным образом.
Является возможным, в случае с зубной щеткой по изобретению, расположить снабженную щетиной головную часть 3 таким образом, что она может быть перемещена относительно шеечной части 4, чтобы заставить последнюю, в случае вибраций, производимых посредством вибрационного устройства 10, перемещаться относительно остальных частей зубной щетки.
Электрические линии 31, 33, 34 также могут быть реализованы электропроводными пластмассовыми каналами.
Выключатель 32, который соединяет или разъединяет провода 31, 33, также может быть, например, магнитным выключателем.
Предпочтительная конфигурация выключателя 32, однако, содержит импульсный выключатель, расположенный на печатной плате, а также другие электронные элементы, которые хранят в памяти состояние переключения.
Также возможно, однако, осуществлять или прерывать электрическое соединение между батареей 25 и вибрационным элементом 11' (Фиг.1) или приводом 15 (Фиг.2 и 3) не выключателем 32, а поворотом закрывающей части 22, которая может быть ввинчена в ручку 1 и/или во втулку 20 или присоединена к ним байонетным способом (т. е. в случае такой конфигурации можно обойтись без переключателя 32).
Вместо ввинчивания задней закрывающей части 22 в ручку 1, конечно, также возможно применить какой-либо другой тип разъемного соединения (например, вставку, байонетное соединение и т.д.) и соответствующую конфигурацию контактной части, взаимодействующей с отрицательным полюсом 35.
Также возможно, чтобы закрывающая часть 22 имела совсем другую форму, чем проиллюстрированная на чертеже. Например, закрывающая часть может быть снабжена установочной поверхностью или подставкой и, таким образом, служить в качестве элемента, на который можно поставить зубную щетку.
Зубная щетка, проиллюстрированная на Фиг.4, соответствует, по существу, зубной щетке на Фиг.2 и 3. В соответствии с Фиг.4 вибрационное устройство 10 расположено непосредственно на передней головной части 3. В данном примере варианта осуществления втулка 20 отсутствует; батарея 25 присоединена непосредственно к вибрационному устройству 10 посредством линий 33, 34. Также в случае с этой щеткой предпочтительно использовать сменный держатель 5 щетины, который может быть расположен на удерживающей части 2 головной части 3, например, в виде защелкивающегося соединения. Возможность смены держателя 5 щетины, снабженного пучками 6 щетины, дает особое преимущество, так как зубная щетка, снабженная вибрационным устройством 10, может быть использована независимо от срока службы щетины, который обычно даже короче, чем срок службы батареи 25.
Как видно из Фиг.5, возможно вместо держателя 5 или 5а щетины, который образует головку обычной щетки и снабжен соответствующими пучками щетины 6 или 6а, поместить другие, возможно, отличающиеся держатели щетины или переходные элементы 5b-5d на удерживающей части 2, причем они снабжены различными межзубными кисточками 6b, 6c или межзубными обрабатывающими элементами 6d для эффективной очистки промежутков между зубами. Межзубная кисточка 6b может быть сконструирована, например, как винтовая кисточка, выполненная из проволоки с покрытием, в которую вплетены пластмассовые волокна. Межзубная кисточка 6с содержит щетинки, которые вместе образуют пучок с узким кончиком. Обрабатывающая часть 6d может быть сконструирована, например, как пластмассовый элемент, который имеет кончик и предпочтительно может быть снабжен абразивным покрытием для удаления налета и зубного камня из промежутков между зубами. Конечно, также возможно использование любых других желаемых обрабатывающих головок. Также в случае с вариантом, соответствующим Фиг.4 и 5, держатель 5 щетины может иметь такую конфигурацию, чтобы было возможно вызываемое вибрацией перемещение относительно удерживающей части 2.
Для введения вибрационного устройства 10, соединительных линий 33, 34 и других электронных элементов возможно, чтобы зубная щетка по изобретению или ее корпус были изготовлены из двух частей, а затем две части были сварены водонепроницаемым образом, как только вышеупомянутые части расположены внутри них. Также возможно, однако, чтобы зубная щетка по изобретению была изготовлена инжекционным формованием, предпочтительно задействуя два или более компонента. Вышеупомянутые части, выполненные из одного комплектующего материала, предпочтительно располагают в сборе в инжекционной форме, а затем заключают в капсулу из второго комплектующего материала (или из дополнительного комплектующего материала) инжекционным формованием. Здесь нет необходимости в полном заключении в капсулу. Некоторые части могут быть открыты, в результате чего возможно достижение эстетического эффекта.
Однако также возможно вставить вышеупомянутые электронные элементы в готовую ручку 1. В предпочтительном варианте осуществления, так как не только сам вибрационный элемент 11, 11', но также и привод, то есть микродвигатель 15, расположены в передней головной части 3 или в непосредственно примыкающей передней области шеечной части 4, нет необходимости в проведении механического приводного элемента через гибкую шеечную часть 4, чтобы соединить микродвигатель с вибрационным элементом 11. В этом варианте осуществления электрические линии 33, 34 (например, провода, кабели или электропроводные пластмассовые каналы) проходят через шеечную часть 4.
По одному из вариантов осуществления изобретения использовано механическое вибрационное устройство 10, которое имеет диаметр меньше, чем около 15 мм, предпочтительно меньше, чем около 6 мм, и составляет меньше, чем около 35 мм, предпочтительно меньше, чем около 25 мм в длину. Это обеспечивает, чтобы зубная щетка имела эргономичную конфигурацию и ее было легко держать. Зубная щетка по изобретению более или менее соответствует по размеру обычным ручным зубным щеткам, что делает ее более простой в использовании по сравнению с доступными для приобретения электрическими зубными щетками значительно большего размера.
Ряд конфигураций головки может производить улучшенное очищающее действие, когда задействовано вибрационное устройство.
Фиг.6-9 иллюстрируют зубную щетку 610 в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения. Как показано на них, зубная щетка 610 включает в себя продолговатую удерживаемую в руке ручку 612 с головкой 614, присоединенной к ручке и продолжающейся от нее. Головка 614 разделена на множество отдельных чистящих областей, которые разнесены друг от друга. Как проиллюстрировано, чистящие области включают в себя основание 616, 816, расположенное с дистального конца головки 614 и выступающее наружу из главного корпусного участка 930 головки. Основание 616, 816 включает в себя, по меньшей мере, один, а предпочтительно - множество чистящих/обрабатывающих элементов 618, 818. Головка 614, кроме того, включает в себя основание или опорный элемент 620, 820 с проксимального конца головки 614. Чистящие/обрабатывающие элементы 618, 818 также продолжаются наружу от основания 620, 820.
Между чистящими областями, которые включают в себя основания 616, 618 и 620, 820, установлена пара желобков 622, 822, 624, 824. Каждый желобок снабжен, по меньшей мере, одним, а предпочтительно - множеством чистящих/обрабатывающих элементов 826. Как описано далее, желобки 622, 822, 624, 824 имеют большую степень подвижности, чем основания 616, 816, 620, 820. В предпочтительной практике изобретения желобки 622, 822, 624, 824 являются упругими элементами, так что чистящие/обрабатывающие элементы желобка увеличивают диапазон подвижности по сравнению с чистящими/обрабатывающими элементами 618, 818, которые обычно статичны или неподвижны. Предпочтительно, так как различные чистящие/обрабатывающие элементы отделены друг от друга, например, каналами 728, 928, которые продолжаются через всю головку 614 в поперечном направлении, и из-за эластичных свойств желобков 622, 822, 624, 824, чтобы чистящие/обрабатывающие элементы 626, 628 были способны к вращению на 360 градусов вокруг вертикальной оси каждого отдельного желобка. Угол наклона продиктован способностью материала изгибаться.
Зубная щетка 610, таким образом, обеспечивает головку 614, в которой передняя (дистальный конец) и задняя (проксимальный конец) области находятся в относительно неподвижном положении и в которой чистящие/обрабатывающие элементы, такие как пряди щетины, 618, 818, не имеют никакой дополнительной степени подвижности. Средний участок головки 614, однако, имеет две области с чистящими/обрабатывающими элементами 626, 826, которые способны к вращению на 360 градусов.
Как лучше всего показано на Фиг.9, головка 914 включает в себя главный корпусной участок 930, который поддерживает основания и желобки. Корпусной участок 930 и основания 616 и 620 предпочтительно выполнены из обычных твердых пластмассовых материалов, таких как полипропилен, широко используемых в изготовлении ручек и головок зубных щеток. Желобки 622, 822, 624, 824, однако, выполняют так, чтобы они были упругими. В предпочтительной практике данного изобретения упругость желобков 622, 822, 624, 824 достигнута обеспечением перекладины 932 с тонким диаметром, которая продолжается от главного корпусного участка 930 головки зубной щетки. Перекладина 932 присоединена к дну тонкой подкладки или пластины 934, которая обеспечивает опорную область, на которой закреплены чистящие/обрабатывающие элементы 626, 826. Такой образ установки чистящих/обрабатывающих элементов 626, 826 на опорные подкладки 934 может быть получен с применением различных чистящих/обрабатывающих элементов, таких как щетина и другие чистящие материалы, известными способами присоединения.
Желаемая гибкость или упругость желобков 622, 822, 624 усилена заключением тонких перекладин 932 в эластичный материал 936, которое может быть получено во время процесса множественного инжекционного формования. Эластичный материал 936 служит в качестве резиновой нити, возвращая перекладины 932 в их первоначальную форму или исходное положение. Это возвратное действие создает активное движение в противоположном направлении изгиба перекладины, которое помогает при чистке зубов, вводя дополнительные чистящие проходы.
Как лучше всего показано на Фиг.6, 7 и 9, желобки 622, 822, 624, 824 включают в себя расширенный участок, обращенный к корпусу 930. Опорные желобки 934 также расширены. Каждый желобок имеет узкий или имеющий уменьшенный диаметр центральный участок 938, находящийся продольно посередине длины каждого желобка. Таким образом, каждый желобок имеет, в общем, грибовидную форму.
Перекладина 932 может иметь любую подходящую форму, такую как имеющую поперечное сечение, которое является круглым, квадратным или имеет любую другую геометрическую форму, которая обеспечивает тонкий размер или тонкий диаметр перекладины, способствуя гибкости перекладины. Эластомер 936 можно рассматривать как непрерывный слой любой подходящей толщины, который покрывает всю центральную область головки 614, 914, как проиллюстрировано, так что оба желобка 622, 822, 624, 824 включены как часть того же эластичного материала. Участок головки 614, 914, который включает в себя желобки 622, 822, 624, 824, может быть выполнен как отдельная сборочная единица, похожая на сборочную единицу, описанную далее в отношении Фиг.10 и 11.
Хотя изобретение может быть осуществлено на практике с единственным основанием и единственным желобком и может быть осуществлено на практике с основанием, имеющим некоторую степень гибкости, но меньшую, чем гибкость желобка, изобретение предпочтительно осуществлять на практике с основанием, которое в общем статично или неподвижно. Дополнительно, изобретение предпочтительно осуществлять на практике там, где имеется множество таких оснований и множество желобков. Чертежи иллюстрируют предпочтительную практику изобретения, где имеется всего четыре отдельные чистящие области, где желобки расположены в центральном участке головки 614, 914. Изобретение также предпочтительно осуществлять там, где чистящие/обрабатывающие элементы содержат множество щетинок или прядей на каждом основании и каждом желобке.
Как проиллюстрировано на Фиг.8, каждое основание 816 и 820 и каждый желобок 822 и 824 имеют, в общем, овальную наружную поверхность. Основания и желобки продольно выровнены, но разнесены друг от друга углублениями или открытыми областями, которые образуют каналы 728, 928. Как проиллюстрировано также на Фиг.8, желобки имеют большую наружную поверхность или поверхность, снабженную чистящими/обрабатывающими элементами, чем основания.
Как показано на Фиг.7, концевые поверхности чистящих/обрабатывающих элементов 618 и 626 сужены, так что концевые поверхности чистящих/обрабатывающих элементов 618 сужаются наружу в направлении к центру головки 614, в то время как концевые поверхности чистящих/обрабатывающих элементов 626 сужаются наружу в направлении от центра головки 614. Таким образом, вершины каждого набора чистящих/обрабатывающих элементов 618 и примыкающего к нему набора чистящих/обрабатывающих элементов 626, в общем, обращены друг к другу для каждой пары основания и желобка 616, 622 и 620, 624.
Любую подходящую форму чистящих/обрабатывающих элементов можно использовать в качестве чистящих/обрабатывающих элементов 618 и 626 в широкой практике изобретения. Термин «чистящие/обрабатывающие элементы» предназначен для использования в общем смысле, что может включать обычную волоконную щетину, или массирующие элементы, или другие формы чистящих/обрабатывающих элементов, таких как эластомерные пальцы или стенки, выполненные с сечением круглой формы или любого другого типа желаемой формы, включая прямые участки или синусоидальные участки. Там, где используют щетину, щетинки могут быть установлены на блоках или секциях пучков щетины протягиванием через подходящие отверстия в блоках пучков, так что основания щетинок установлены внутри блока пучка или под ним.
Использование различных чистящих материалов в качестве чистящих/обрабатывающих элементов зубных щеток может приводить к различным результатам. В попытке обеспечить лучшее удаление пятен резиноподобный материал или эластомер можно использовать в сочетании с обычными щетинками или использовать сам по себе, чтобы «полировать/отбеливать» зубы.
Следует понимать, что конкретная иллюстрация чистящих/обрабатывающих элементов приведена просто в целях примера. Изобретение может быть воплощено на практике с различными сочетаниями одинаковых или различных конфигураций чистящих/обрабатывающих элементов (таких, как скрепленные или выполненные с помощью технологии формования за одно целое щетинки и т.д.) и/или с одинаковыми материалами щетины или чистящих/обрабатывающих элементов (такими, как нейлоновая щетина, спиральная щетина, резиновая щетина и т.д.). Подобно этому, в то время как Фиг.7 иллюстрирует чистящие/обрабатывающие элементы, в общем перпендикулярные наружной поверхности головки 614, некоторые или все из чистящих/обрабатывающих элементов могут быть наклонены под разными углами в отношении наружной поверхности головки 614. Таким образом, является возможным выбирать сочетание конфигураций чистящих/обрабатывающих элементов, материалов и ориентации для достижения конкретных планируемых результатов, чтобы предоставить дополнительные преимущества в области гигиены ротовой полости, такие как улучшенная очистка, полировка зубов, отбеливание зубов и/или массаж десен.
Фиг.10-11 иллюстрируют дополнительный вариант осуществления данного изобретения. Зубная щетка 1110А обладает способностью обеспечивать гибкую опору для щетины 1026А, 1126А в обозначенных областях. Гибкость обеспечена конструированием областей 1034А, 1134А, удерживающих пучки щетины, в виде пластин, которые в сочетании со стержнями 1038А, 1138А образуют желобки грибовидной формы. Грибовидный стержень 1038А, 1138А выполнен гибким, чтобы позволить пластинам 1034А, 1134А, населенным щетиной и/или чистящими/обрабатывающими элементами 1026А, 1126А, перемещаться в различных направлениях во время чистки, как описано в отношении гибких желобков на Фиг.6-9.
На Фиг.10-11 показана зубная щетка 1110А и, в частности, снабженный щетиной или чистящим/обрабатывающим элементом участок 1023, 1133 головки 1114А. Как показано на Фиг.10, участок 1023, снабженный щетиной или чистящим/обрабатывающим элементом, образует исходную сборочную единицу (подсборку). Эта сборочная единица выполнена введением чистящих/обрабатывающих элементов 1026А в формовочную полость, в которую впрыскивают пластмассовый материал. При остывании впрыснутого материала он неразъемным образом удерживает щетину или чистящие/обрабатывающие элементы 1026А, образуя щетку или сборочную единицу 1023.
Чтобы достичь функциональной гибкости и надлежащего продолжительного использования пучков щетины, участок снабженной щетиной части или сборочной единицы 1023, который содержит пластины 1034А, стержни 1038А и связующую опору 1025, предпочтительно является смесью полипропилена (PP) и мягкого TPE. Как только смесь РР/ТРЕ объединяется с щетиной 1026А, образуется сборочная единица 1023. Сборочную единицу 1023 затем подвергают повторному формованию вместе со всей ручкой 1012А и головкой 1014А зубной щетки во время второго инжекционного цикла, чтобы образовать законченную зубную щетку 1110А, показанную на Фиг.11. Если желаемые или требуемые целые ручка 1112А и головка 1114А отсутствуют, сборочная единица 1123 может быть выполнена в первую очередь, а сборочная единица или удерживающий щетину участок 1123 - во вторую очередь.
Следует понимать, что изобретение, описанное на Фиг.10-11, может быть осуществлено на практике там, где все участки головки 1114 включают в себя гибкие грибовидные секции, не имея менее гибких участков основания, таких как основания 616, 816 и 620, 820 на Фиг.6-9. Подобно этому, технология выполнения сборочной единицы за два этапа, изображенная на Фиг.10-11, может быть использована в варианте осуществления на Фиг.5-9 для выполнения двух или более центральных желобков как единой сборочной единицы, первоначально выполняемой отдельно от остальной части головки 1114 зубной щетки. Законченную зубную щетку выполняют во втором процессе инжекционного формования, в котором сборочную единицу, имеющую связующие желобки 622, 822, 624, 824, присоединяют формованием к ручке 612, 812, 1112 и головке 614, 914, 1114, выполненным из более жесткого материала.
Как было отмечено, Фиг.7 иллюстрирует конечные поверхности чистящих/обрабатывающих элементов 618 и 626, сходящие на конус вверх и вниз или зигзагообразно. На Фиг.10-11 показана альтернативная конусность, где конечные поверхности образуют гладкую, нежную, вогнутую поверхность. При желании могут быть использованы другие формы, такие как плоская форма для конечных поверхностей, или выпуклая форма, а также зигзаг или форма, направленная вверх и вниз, показанная на Фиг.7. Подобно этому, конечные края чистящих/обрабатывающих элементов в варианте осуществления, изображенном на Фиг.6-9, как и таковые на Фиг.10-11, могут иметь разнообразные формы, такие как зигзагообразные, выпуклые, вогнутые или плоские.
Фиг.12 иллюстрирует зубную щетку 1210В, которая включает в себя подвижный диск или секцию 1240 с электроприводом, имеющую чистящие элементы. Хотя на Фиг.12 подвижная секция 1240 показана на дистальном конце головки, подвижная секция (секции) может быть расположена в любом желаемом месте на головке.
Фиг.13 иллюстрирует головку 1314 ручной зубной щетки 1310 в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения. Головка 1314 присоединена к ручке 1312 (частично показанной на Фиг.13). В одном из вариантов осуществления на головке 1314 расположены две группы чистящих/обрабатывающих элементов или щетинок. Первая группа, как проиллюстрировано на Фиг.13, расположена в центральной области головки 1314 и содержит чистящие/обрабатывающие элементы 1318 в виде прядей или щетины. Эластомерный материал 1320 предпочтительно состоит из материала или сочетания материалов, которые могут изгибаться, подвергаясь изменениям их первоначальной формы, и произвольно возвращаться к своей первоначальной форме во время чистки.
Первая группа чистящих/обрабатывающих элементов 1318, гибко установленных в головке 1314 и 1614 (Фиг.16), дополнена второй группой неподвижных чистящих/обрабатывающих элементов 1322, в общем выстроенных в окружающем отношении с первой группой 1318.
Первая и вторая группы чистящих/обрабатывающих элементов работают вместе, обеспечивая улучшенную очистку зубов. Чтобы дополнительно способствовать очистке зубов, зубная щетка 1310 по данному изобретению может включать в себя, например, скребки 1324, расположенные между двумя группами чистящих/обрабатывающих элементов, как лучше всего проиллюстрировано на Фиг.13. Эти скребки предпочтительно выполнены из резины или подобного ей материала. Кроме того, любой подходящий вид чистящих/обрабатывающих элементов можно использовать в качестве чистящих/обрабатывающих элементов 1318 и 1322 в широкой практике данного изобретения.
Следует понимать, что конкретная иллюстрация чистящих/обрабатывающих элементов приведена единственно в целях примера. Изобретение может быть осуществлено на практике с различными сочетаниями тех же или других конфигураций чистящих/обрабатывающих элементов (таких, как скрепленные или выполненные с помощью технологии формования за одно целое, и т.д.), и/или с одинаковыми материалами щетины или чистящих/обрабатывающих элементов (такими, как нейлоновая щетина, спиральная щетина, резиновая щетина и т.д.). Подобно этому, в то время как Фиг.13 иллюстрирует чистящие/обрабатывающие элементы, в общем перпендикулярные наружной поверхности головки 1314, некоторые или все из чистящих/обрабатывающих элементов могут быть расположены под разными углами в отношении наружной поверхности головки 1314. Таким образом, является возможным выбирать сочетание конфигураций чистящих элементов, материалов и ориентации для достижения конкретных планируемых результатов, чтобы предоставить дополнительные преимущества в области здоровья ротовой полости, такие как улучшенная очистка, полировка зубов, отбеливание зубов и/или массаж десен.
Данное изобретение также может быть осуществлено на практике с головкой 1314, включающей в себя одну или более механических или электрических подвижных секций, снабженных чистящими/обрабатывающими элементами.
Фиг.16 иллюстрирует зубную щетку 1610А, которая включает в себя приводной диск или секцию 1650, имеющую чистящие/обрабатывающие элементы. Подвижная секция 1650 может подвергаться колебаниям во вращательном направлении, например, с использованием разновидности приводного механизма, показанной в патенте США № 5625916, или может перемещаться то внутрь, то наружу с использованием разновидности приводного механизма, показанной в патенте США № Re35941; все подробности обоих патентов включены сюда в виде ссылок на них. В качестве альтернативы другие разновидности приводов, упомянутые выше, могут перемещать секцию 50 другими способами и в других направлениях. Хотя на Фиг.16 показана подвижная секция 1650 с одного конца головки, подвижная секция (секции) может быть расположена в любом желаемом месте на головке.
Фиг.17 и 18 иллюстрируют зубную щетку 1710 с ручкой 1712 и головкой 1714, 1814. На головке 1714, 1814 или в ней установлены пальцы 1716, 1816, предпочтительно имеющие конусную форму. Как показано на Фиг.18, пальцы 1816 предпочтительно расположены по периферии головки 1814. Это расположение фактически содействует массирующему воздействию на десны перемещением пальцев, рассматриваемых данным изобретением. Более конкретно, когда продольная ось зубной щетки 1710 перпендикулярна оси зуба, подвергаемого чистке, что является типичным для большинства пользователей, пальцы 1716, 1816 находятся ближе всего к линии десен.
Пальцы 1716, 1816 предпочтительно гибкие и мягкие при прикосновении. Соответственно, они могут быть выполнены из мягкого эластомерного материала. Обычная форма пальцев 2616, 2716, 2816 проиллюстрирована на Фиг.26-28. Как проиллюстрировано, они сходят на конус и содержат только эластомерный материал (Фиг.26) или набор щетинок 2818, частично окруженный эластомерным материалом 2720, 2820 (Фиг.27 и 28). Эластомерный материал предпочтительно продолжается по длине пальца 2616, 2716, 2816 на достаточное расстояние, чтобы содействовать присоединению ребер, как описано более подробно ниже.
Для содействия оказывающему лечебное воздействие перемещению пальцев 1716-3116 важно, чтобы головка 1714 зубной щетки 1710 была гибкой и чтобы пальцы 1716-3116 были гибко установлены в головке 1714. Фиг.25 иллюстрирует один вид гибкой установки пальцев в головке 2514. В данном варианте осуществления головка 14 имеет в сечении коробчатую форму. По меньшей мере, верхняя поверхность головки 2514, а предпочтительно - вся головка 2514, выполнена из гибкого материала, так что оси пальцев 2516 могут перемещаться относительно плоскости зубной щетки 1710. Пальцы 2516 выступают из отверстий 2526 в гибкой верхней поверхности 2522 головки 2514. Любое устройство 2216, 2316, 2416 из ребра и пальца, показанное на Фиг.22-24, может быть вставлено при формовании в головку 2214 зубной щетки. Эта гибкая установка в гибком участке 2222 головки 2214 помогает в получении желаемого бокового перемещения пальцев относительно осей зубной щетки 1710. Роль ребер в получении этого перемещения описана ниже.
Фиг.29 иллюстрирует зубную щетку 2910А с приводом, содержащую пальцы 2916 по изобретению, установленные на гибкой головке 2914 зубной щетки. Чистящие элементы 1817 предпочтительно установлены внутри относительно пальцев 1816, как проиллюстрировано на Фиг.18. Хотя на Фиг.29 показано, что подвижная секция 2930 находится с дистального конца головки, подвижная секция (секции) может быть расположена в любом желаемом месте на головке.
Другой способ передачи движения пальцам 3016, 3116 проиллюстрирован на Фиг.30 и 31. Как проиллюстрировано, пальцы 3016, 3116 физически соединены с гибкой поверхностью 3022А, 3122А головки 3014, 3114 наклонным ребром 3024, 3124. Ребро 3024, 3124 может быть вставлено при формовании как одно целое в головку 3014, 3114 и палец 3016, 3116 во время изготовления зубной щетки 1710. Оно также может быть выполнено из более жесткого (чем эластомерный) материала, такого как полипропилен, чтобы усилить боковое перемещение пальцев 3016, 3114. Гибкая поверхность 3022А, 3122А головки 3014, 3114 в данном варианте осуществления может быть запрессована вокруг каркасных элементов 3026, 3126, образующих наружную периферию головки 3014, 3114. Эти каркасные элементы 3026, 3126 головки 3014, 3114 могут быть присоединены к ручке 1712 зубной щетки 1710 известным способом.
Роль ребер 1824-2124 и гибкой головки 1814-2114 в передаче бокового перемещения пальцам 1816 проиллюстрирована на Фиг.18-21. Фиг.18 иллюстрирует расположение пальцев 1816 и ребер вдоль наружных краев гибкой поверхности 1822 головки 1814. Другие группы щетинок или чистящих/обрабатывающих элементов 1817 расположены с внутренней стороны пальцев 1816, как проиллюстрировано на Фиг.18. Пальцы 1816 на наружном краю головки 1614 ближе всего к линии десен, когда пользователь держит зубную щетку в нормальном положении, т.е. когда продольная ось перпендикулярна оси зубов пользователя. Ребра 1824 продолжаются от боковой стороны пальца 1816 к поверхности 1822 или 1822А гибкой головки 1814. Эти ребра могут иметь треугольную, трапецеидальную или другую подобную форму, которая соединяет палец 1816 с поверхностью гибкой головки 1814. Это взаимное соединение обеспечивает боковое перемещение пальца 1816 при отклонении поверхности 1822 или 1822А наружу или внутрь по продольной оси во время использования, как описано ниже.
Боковое перемещение пальца 1916-2116 проиллюстрировано в последовательности, показанной на Фиг.19-21. На Фиг.19 нет отклонения поверхности 1922 или 1924 гибкой головки 1914. На Фиг.20 представлено отклонение поверхности 2022, которое растягивает эту поверхность, как указано стрелками 2023 у края этого местного вида. При таком растяжении края 2028 ребра 2024, прикрепленного к поверхности 2022, перемещаются друг от друга. Это перемещение прикладывает боковую силу к пальцу 2016, заставляя его перемещаться вбок к наружной периферии головки 2014, как указано стрелкой 2025 на Фиг.20. И наоборот, когда отклонение поверхности 2122 или 2122А головки 2114 заставляет эту поверхность сжиматься, ребра 2124 толкают палец 2116 вбок, в противоположном направлении, как указано стрелкой 2125 на Фиг.21. Таким образом, при передаче различных сил гибкой поверхности 2122 или 2122А головки 2114 во время использования эта головка перемещается, сжимаясь или растягиваясь. Это перемещение заставляет пальцы 2116 перемещаться в боковом направлении, таким образом способствуя очистке зубов и стимуляции десен.
В еще одном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на Фиг.30 и 31, показаны ребра 3024, 3124, ориентированные приблизительно под 90 градусов к продольной оси зубной щетки 1710, в отличие от приблизительно 45 градусов, показанных на Фиг.18-21. В предыдущем варианте осуществления перемещение гибкой поверхности 3022А в направлении вверх (Фиг.30) вызывает боковое перемещение пальцев 3016 внутрь, как проиллюстрировано стрелками 3127 на этой Фигуре. И наоборот, перемещение гибкой поверхности 3022А вниз вызывает боковое перемещение пальцев 3016 друг от друга, к наружной стороне головки 3014 (не проиллюстрировано).
Другие расположения ребер 2224, 2324, 2424 и их присоединение к пальцам 2216, 2316, 2416 проиллюстрированы на Фиг.22-24. Как проиллюстрировано, множество пальцев 2216, 2316, 2416 взаимно соединены непрерывным ребром 2224, 2324, 2424. Фиг.22 иллюстрирует связующие ребра 2224 с одной стороны пальцев 2216. Таким образом, при отклонении гибкой поверхности 2222 или 2222А головки 2214 все пальцы 2216 перемещаются в одном направлении, как указано стрелками 2229, 2329 на Фиг.22 и 23. Если было бы желательно, чтобы пальцы 2416 перемещались в различных направлениях, можно использовать расположение ребер 2424, показанное на Фиг.24.
Следует понимать, что конкретная иллюстрация чистящих/обрабатывающих элементов приведена единственно в целях примера. Изобретение может быть осуществлено на практике с различными сочетаниями тех же или других конфигураций чистящих/обрабатывающих элементов (таких, как скрепленные или вделанные при формовании щетинки и т.д.) и/или с теми же материалами щетины или чистящих/обрабатывающих элементов (такими, как нейлоновая щетина, спиральная щетина, резиновая щетина и т.д.). Подобно этому, в то время как Фиг.18 иллюстрирует чистящие/обрабатывающие элементы, в общем, перпендикулярные к головке 1814, некоторые или все из чистящих/обрабатывающих элементов могут быть наклонены под различными углами в отношении наружной поверхности головки 1814. Таким образом, является возможным выбирать сочетание конфигураций чистящих/обрабатывающих элементов, материалов и ориентации для достижения конкретных заданных результатов в предоставлении дополнительных преимуществ в области обеспечения здоровья ротовой полости, таких, как улучшенная очистка, полировка зубов, отбеливание зубов и/или массаж десен.
Обращаясь к Фиг.32 и 33, проиллюстрирован пример зубной щетки, включающей в себя насадку головки по изобретению, и в общем обозначена позицией 3200. Зубная щетка 3200 включает в себя ручку 3202 с ее проксимального конца и чистящий участок 3204, который ограничен шеечной частью 3210, которая заканчивается в головке 3220, с дистального конца зубной щетки 3200. Ручка 3202 имеет свободный проксимальный конец 3208 и противоположный шеечный конец 3206. Шейка 3210 обычно включает в себя первый конец 3214 и второй конец 3216, причем первый конец 3214 находится у шеечного конца 3206 ручки 3202, а второй конец 3216 находится у головки 3220. Другими словами, шейка 3210 является участком зубной щетки 3200, который продолжается между ручкой 3202 и головкой 3220. Головка 3220, в общем, предпочтительно выровнена с продольной осью х-х зубной щетки 3200.
Шейка 3210 и ручка 3202 могут быть построены как единый элемент выполнением шейки 3210 за одно целое с ручкой 3202 у шеечного конца 3206 ручки 3202 или шейка может выполнена с возможностью снятия с ручки 3202 у шеечного конца 3206. В соответствии с этим съемным вариантом осуществления объединенные шейка 3210 и головка 3220 могут быть сняты с ручки 3202, позволяя очистку, ремонт и/или замену ручки 3202 или объединенных шейки 3210 и головки 3220 (щеточный участок 3204). Когда шейка 3210 выполнена с возможностью снятия ее с ручки 3202, первый шеечный конец 3214 предпочтительно включает в себя соединительное звено (не показано), съемным образом присоединенное к ручке 3202 с использованием традиционных технологий. Также следует принять во внимание, что место съема может находиться между головкой 3220 и шейкой 3210, так что головка 3220 является головкой сменного типа.
Кроме того, следует принять во внимание, что проиллюстрированные формы ручки 3202 и шейки 3210 приведены единственно в качестве типового примера и что ручка 3202 и/или шейка 3210 могут быть выполнены в виде любого количества форм. Предпочтительно, чтобы формы ручки 3202 и шейки 3210 были привлекательны в эргономическом отношении для пользователя зубной щетки 3200 и обеспечивали зубную щетку, которую пользователю легко захватывать и удерживать и легко манипулировать ею. Например, ручка 3202 может включать в себя слегка углубленный участок 3218 для пальца, который выполнен на ручке 3202. Углубленный участок 3218 для пальца предназначен для вмещения большого пальца одной руки, чтобы помогать, таким образом, пользователю правильно разместить зубную щетку 3200 в руке пользователя. Углубленный участок 3218 для пальца может включать в себя рифление или другой тип грубой поверхности, чтобы помогать пользователю в захвате зубной щетки 3200 в углубленных участках 3218 для пальца. Конечно, могут быть задействованы другие образцы для обеспечения углубленных участков для пальца.
Насадка головки для щетины выполнена со сплошным периметром и образует область отверстий разнообразной формы и размеров внутри этого периметра. Затем волокна, предназначенные для образования пучков, помещают в отверстия в области насадки головки и задние стороны пучков сплавляют вместе, чтобы закрепить их положение друг относительно друга.
Снабженную пучками щетины пластину затем вставляют в заданный принимающий участок головного участка ручки зубной щетки и приваривают ультразвуковой сваркой на его место. Затем щетку скругляют по краям и упаковывают для продажи как традиционную зубную щетку.
Как показано на Фиг.32 и 33 настоящего изобретения, обеспечена насадка 3250 головки и прикреплена к головке 3220 зубной щетки 3200, предпочтительно ультразвуковой сваркой, хотя может быть использована любая другая подходящая технология присоединения. Насадка 3250 головки выполнена, по меньшей мере, из двух материалов. Первый жесткий материал использован для выполнения участка 3252 периметра насадки головки. Такой материал, например полипропилен, легко подвержен ультразвуковой сварке. Область 3254 пучков выполнена из гибкого эластомера (предпочтительно имеющего твердость по Шору 90 по шкале А или меньше).
Процесс, известный как «формирование пучков без крепежных элементов» (Anchor Free Tufting, AFT), используют при выполнении головки 3250. В таком процессе AFT насадку 3250 головки используют для удерживания щетинок зубной щетки в правильной их ориентации. Когда щетинки просунуты в правильной их ориентации через соответствующие отверстия в насадке 3250 головки, насадку 3250 головки помещают в полость для насадки головки, выполненную в передней поверхности головного участка 3204 щетки, для вставки в зубную щетку.
Как лучше всего видно на Фиг.32, насадка 3250 головки выполнена со сплошным периметром и образует область апертур или отверстий 3256 разнообразных форм и размеров внутри гибкой эластомерной области 3254 пучков. Волокна, которые предназначены для образования одного или более пучков 3258 щетины, затем помещают в отверстия в области 3254 насадки 3250 головки и задние стороны пучков 3258 сплавляют вместе, чтобы зафиксировать их положение друг относительно друга. Таким образом, такая насадка для головки может изгибаться, позволяя, таким образом, области пучков щетины и щетинкам перемещаться в нормальных условиях чистки, обеспечивая при этом конструктивно жесткий периметр, который можно подвергать ультразвуковой сварке. Следовательно, насадка головки и щетинки перемещаются или изгибаются под давлением обычной чистки. Наряду с тем, что показаны щетинки 3258, вместо этих пучков могут также быть использованы эластомерные элементы. Кроме того, наряду с тем, что показан конкретный образец области пучков, может быть задействован любой желаемый образец области пучков. Кроме того, материал щетины не обязательно должен быть одинаковым для всех пучков и, несомненно, разнообразные материалы могут быть использованы для выполнения в головке щетки цвета или индикации оставшегося срока службы, как по отдельности, так и в желаемом сочетании.
Фиг.34 иллюстрирует зубную щетку 3410, которая может иметь, в общем, типичную конструкцию с точки зрения обладания ручкой 3412, с одного конца присоединенной к чистящей головке 3414, которая имеет наружную поверхность 3416, от которой продолжается множество чистящих/обрабатывающих элементов.
В предпочтительном варианте осуществления зубная щетка 3410 включает в себя механическое вибрационное устройство, как описано выше (не показано на Фиг.34), которое заставляет чистящую головку вибрировать. Механическое вибрационное устройство предпочтительно расположено в головке или в области, примыкающей к чистящей головке, и оперативно присоединено к источнику электроэнергии.
По данному изобретению чистящая головка 3414, как показано на Фиг.35, включает в себя периферийный каркас 3518. Упругая мембрана 3520 закреплена поперек каркаса 3518, так что мембрана 3520 может свободно перемещаться в направлении к наружной поверхности 3416 и от нее. Так как мембрана 3416 установлена поперек каркаса 3418, когда к мембране 3520 приложено давление, мембрана перемещается в направлении от наружной поверхности 3416 и возвращается в противоположном направлении при снятии или уменьшении давления.
Головка 3414 может быть полностью открыта в области каркаса 3518, за исключением мембраны 3520, или может включать в себя заднюю стенку, перекрывающую каркас и отнесенную от мембраны 3520, позволяя наружное перемещение мембраны 3520.
Вариант осуществления настоящего изобретения предпочтительно направлен на использование перемещения, которое происходит от упругой мембраны 3520 в сочетании с разнообразными специализированными типами чистящих/обрабатывающих элементов, в особенности таких элементов, среди которых некоторые из элементов имеют физические свойства, которые отличаются от других элементов, так что улучшенная очистка или обработка является результатом сочетания фактического выполнения чистящими/обрабатывающими элементами их специализированных функций и перемещения упругой или гибкой мембраны 3520. Мембрану 3520 можно рассматривать как образующую чистящую область, в которой расположены разнообразные чистящие/обрабатывающие элементы.
Фиг.34 иллюстрирует некоторые примеры чистящих/обрабатывающих элементов, среди которых различные элементы представлены в виде различных типов щетины. Как проиллюстрировано, чистящие/обрабатывающие элементы включают в себя расположенные под углом щетинки 3422, 3424, которые также могут быть расположены, пересекая друг друга. Другие щетинки могут включать в себя, в общем, прямые или наклонные щетинки, имеющие скошенные или заостренные концы, соответственно, и другие прямые щетинки 3428, имеющие плоские концы. Наружные поверхности щетинок 3426 со скошенными концами скошены от одной стороны к другой, тогда как заостренные участки щетинок 3430 находятся в центре щетинок. Как показано на Фиг.34 и 38, результатом различных сочетаний щетинок также может являться многоуровневая щетина.
Щетинки могут быть прикреплены к мембране 3520 любым подходящим способом, таким как формирование пучков без крепежных элементов или с помощью любой другой обычной технологии.
Вместо отдельных пучков щетины щетинки могут быть расположены близко друг к другу, образуя вытянутую стенку 3832 щетины, такую как показанная на Фиг.38. Такая стенка 3832 щетины может быть включена в ту же чистящую область, что и описанные ранее разнообразные пучки щетины. Стенка 3832 может быть прямой, изогнутой, синусоидальной или иметь любую желаемую форму.
Изобретение может быть осуществлено на практике там, где чистящими/обрабатывающими элементами являются эластомерные элементы, а не пучки щетины, показанные на Фиг.34 и 38, выполненные из нейлонового волокна и т.п. Также предполагается, что изобретение может быть осуществлено на практике там, где чистящие/обрабатывающие элементы включают в себя сочетание щетинных элементов и не щетинных элементов. Не щетинные элементы включают в себя, например, конструкцию для очистки языка, эластомерные пальцы, эластомерные стенки и профилактические углубления.
На Фиг.36-37 показаны некоторые примеры внедрения эластомерных чистящих/обрабатывающих элементов. Как показано на Фиг.36, множество резиновых или эластомерных пальцев 3634 установлено на мембране 3520. Пальцы могут иметь любой подходящий размер и форму, такую как овальная у их основания и однородно сходящая на конус к их свободному концу, обычно заканчиваясь на их свободном конце структурой типа точки или узкой линии. Размер отдельных эластомерных пальцев 3634 может различаться, как проиллюстрировано на Фиг.36. На Фиг.37 показаны другие виды эластомерных чистящих/обрабатывающих элементов. Такие другие виды включают в себя профилактические углубления 3736, эластомерные стенки 3738 и эластомерные пальцы 3740, которые могут иметь коническую форму, функционируя в качестве массажных элементов. Эластомерные стенки могут быть прямыми, дуговыми, синусоидальными или любой другой желаемой формы. Размер, количество и расположение этих эластомерных элементов может различаться. На Фиг.37 также показано сочетание эластомерных элементов и щетины. Как показано там, разнообразные пучки 3742 щетины расположены в виде кольцеобразной структуры вокруг центрального участка щетины 3744. Следует понимать, что в рамках идеи данного изобретения может быть использовано любое сочетание щетины и/или эластомерных элементов, установленных на мембране 3520. Подобно этому, как проиллюстрировано на Фиг.39, каркас 3518 головки 3414 может иметь достаточный размер, чтобы вмещать чистящие/обрабатывающие элементы, такие как разнесенные пучки щетины 3946, прикрепленные непосредственно к жесткому материалу, такому, как обычно используемый в головке и ручке зубной щетки. Эти фиксированные чистящие/обрабатывающие элементы 3946 сочетаются с подвижными элементами на чистящей области, образованной мембраной 3520.
Зубная щетка, и в особенности чистящая головка 3414, также может быть снабжена разнообразными видами конструкций для выполнения чистки языка. Соответственно, Фиг.38 иллюстрирует конструкцию 3548 для чистки языка с обратной стороны головки 3414, в то время как Фиг.39 иллюстрирует конструкцию 3950 для очистки языка на вершине чистящей головки 2414, удаленной от ручки. Конструкцией для очистки языка могут быть жесткие или гибкие пальцы или стенки, изготовленные из подходящего эластомерного материала.
Различные чистящие/обрабатывающие элементы также могут быть размещены для обеспечения очистки промежутков между зубами.
В предпочтительном практическом осуществлении изобретения на упругой мембране 3520 установлено множество разнообразных типов чистящих/обрабатывающих элементов с различными физическими свойствами. Такие физические свойства могут принадлежать к описанным ранее типам, что касается размера, формы и конструкции чистящих/обрабатывающих элементов, или могут быть результатом различных внутренних свойств, таких как различные степени жесткости.
Настоящее изобретение, таким образом, дает возможность выбора сочетания конфигураций, материалов и ориентации чистящих/обрабатывающих элементов, чтобы достичь конкретных планируемых результатов в предоставлении дополнительных преимуществ в области охраны здоровья ротовой полости, таких как улучшенная очистка, полировка зубов, отбеливание зубов и/или массаж десен. Эти результаты улучшены установкой разнообразных чистящих/обрабатывающих элементов на упругую чистящую область, так что дополнительно к преимуществам от конкретных физических свойств отдельных чистящих/обрабатывающих элементов также существует перемещение, передаваемое чистящим/обрабатывающим элементам, когда к элементам прикладывают давление, например, введением в контакт с зубами, заставляя, таким образом, упругую мембрану перемещаться в ответ на давление.
Если обратиться теперь к Фиг.40 чертежей, зубная щетка 4010 по данному изобретению включает в себя корпус, выполненный из продолговатого элемента с головкой 4012 на одном конце и ручкой 4014 на другом. Ручка 4014 может иметь обычную форму и не является частью изобретения. Головка 4012 имеет уплощенную поверхность 4016 для установки щетины, от которой продолжается множество щетинок, проксимальные концы которых присоединены к поверхности 4016, а дистальные концы продолжаются наружу от головки 4012. Как видно на Фиг.40, имеются два типа групп щетинок, причем первым типом являются периферийные пучки 4018 щетины, расположенные по периферии головки 4012. Эти периферийные пучки 4018 щетины обычно имеют симметричное сечение, т.е. круглое, квадратное; или, если сечение овальное или прямоугольное, то больший размер сечения не превышает более короткий размер сечения более чем примерно в 1,3 раза. Кроме того, эти периферийные пучки 4018 щетины имеют диаметр поперечного сечения или больший размер примерно 1,0-2,0 мм, предпочтительно от 1,4 мм примерно до 1,9 мм, а еще более предпочтительно - примерно от 1,5 мм до 1,7 мм. Второй показанный тип группы щетинок представляет собой блоки 4020 щетины, которые имеют, в общем, продолговатую форму и которые расположены вблизи периферийных пучков 4018 щетины и расположены внутри головки 4012 относительно периферийных пучков 4018 щетины. Блоки 4020 щетины имеют длину поперечного сечения, по меньшей мере, 2,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 3,0 мм, а более предпочтительно - по меньшей мере, 4 мм.
В предпочтительном варианте осуществления зубная щетка 4010 включает в себя механическое вибрационное устройство, как описано выше (не показано на Фиг.40), которое заставляет головку вибрировать. Механическое вибрационное устройство расположено в головке или в области, примыкающей к головке, и оперативно присоединено к источнику электроэнергии. Пучки щетины и блоки щетины перемещаются механическим вибрационным устройством и/или независимо от механического вибрационного устройства таким образом, чтобы обеспечить улучшенное отскребающее воздействие на зубы и десны.
Как проиллюстрировано на Фиг.40 и 41, блоки 4020 щетины по настоящему изобретению могут быть выполнены в виде множества различных геометрических форм, таких как, по существу, параллелепипеды; или, в качестве альтернативы, иметь изогнутые отпечатки, соответствуя кривизне головки 4012 зубной щетки; или представлять собой комбинацию этих форм. Периферийные пучки 4018 щетины предпочтительно могут быть выше, т.е. иметь высоту от поверхности 4016, большую, чем блоки 4020 щетины или любые другие пучки щетины на зубной щетке. Периферийные пучки 4018 щетины, имеющие добавочную высоту над всеми остальными пучками щетины в пределах головки 4012, будут проникать в межзубные области между зубами для их улучшенной очистки без помех со стороны более коротких пучков щетины. Предпочтительно, чтобы периферийные пучки щетины составляли примерно от 9,0 мм до 13,0 мм в высоту над поверхностью 4016 зубной щетки, предпочтительно - примерно от 11 мм до 12 мм в высоту. Кроме того, блоки 4020 щетины предпочтительно составляют, по меньшей мере, примерно от 50% до 85% высоты периферийных пучков 4018 щетины с тем, чтобы обеспечить желаемую опору для периферийных пучков 4018 щетины.
Патент США № 5511275 на имя Вольпенхейна раскрывает, что, в дополнение к свойствам жесткости щетинок, чем более плотно щетинки сжаты в пучках, тем больше дополнительной опоры они будут давать друг другу, увеличивая их общую жесткость и чистящую способность. Вольпенхейн, кроме того, раскрывает в качестве измерителя этого эффекта опорный коэффициент, определяемый как площадь поперечного сечения, занятая щетинками, деленная на полную площадь поперечного сечения пучка у его основания, т.е. от 0 до 1. Чем выше опорный коэффициент, тем больше жесткость и чистящая способность щетины. В то время как Вольпенхейн раскрывает зубные щетки, имеющие опорный коэффициент от 0,8 до 0,96, пучки 4018 щетины и блоки 4020 щетины по настоящему изобретению, что удивительно, требуют опорного коэффициента лишь примерно от 0,6 до 0,75. Опорный коэффициент как пучков 4018 щетины, так и блоков 4020 щетины по настоящему изобретению, предпочтительно, составляет примерно от 0,65 до 0,7, и наиболее предпочтительно - около 0,68. Этот диапазон опорных коэффициентов, кроме того, предпочтителен, приближаясь к рекомендованному «Du Pont Polymers» для оптимальных характеристик износостойкости щетины диапазону коэффициента сжатия от 0,63 до 0,74, определенному просто как площадь поперечного сечения волокна, деленная на величину отверстия для пучка. См.: «Du Pont Polymers», Вильмингтон, Делавэр, 19898, публикация Z-1737.
Как показано на Фиг.41, 42 и 43, блоки 4020 могут, в общем, иметь прямоугольные, изогнутые или овальные отпечатки. Общая форма блоков 4020 не имеет решающего значения, пока блоки щетины имеют достаточный размер, чтобы обеспечить опору для примыкающих периферийных пучков во время чистки зубов. Принимая во внимание одновременное чистящее перемещение зубных щеток во рту спереди назад и вверх и вниз, блоки 4020 щетины предпочтительно имеют такую длину и разнесены на такое расстояние от периферийных пучков 4018 щетины, чтобы обеспечивать опору каждому примыкающему периферийному пучку 4018 щетины, когда примыкающий периферийный пучок отклоняется к конкретному блоку 4020 щетины под любым углом до 20 градусов от перпендикуляра между ними, предпочтительно до 30 градусов, более предпочтительно - до 40 градусов и наиболее предпочтительно - до 50 градусов или больше.
Ширина блоков 4020 щетины, показанная как размер «а» на Фиг.40, предпочтительно составляет, по меньшей мере, около 1,0 мм, более предпочтительно - по меньшей мере, около 1,5 мм. Кроме того, самый узкий поперечный промежуток между каждым периферийным пучком 4018 и опорным блоком 4020 щетины, следовательно, предпочтительно составляет не более чем около 1,5 мм, более предпочтительно - не более 1,0 мм и наиболее предпочтительно - не более чем около 0,7 мм.
Если вновь обратиться к Фиг.40 и 41, можно увидеть, что на каждой фигуре обеспечен поперечный промежуток между блоками 4018 щетины, и он продолжается через блоки 4020 щетины к центру головки 4012; этот промежуток расположен посередине головки 4012. Этот промежуток может быть обеспечен для улучшения способности пользователей очищать зубную щетку от зубной пасты и остатков, собранных во время чистки, обеспечивая свободный канал для прохождения промывочной воды внутрь головки 4012. В качестве альтернативы могут быть обеспечены дополнительные промежутки, как проиллюстрировано на Фиг.42, чтобы дополнительно улучшить легкость очистки.
Еще один вариант осуществления настоящего изобретения, как проиллюстрировано на Фиг.43, имеет головку 4012, имеющую продолжающиеся от ее поверхности 4016 такие же периферийные щетинки 4018 и примыкающие блоки 4020 щетины, находящиеся с их внутренней стороны, как в вышеописанном варианте осуществления; однако, дополнительно к этим наборам пучков 4018 и блоков 4020 щетины имеется набор дополнительных блоков 4022 щетины, расположенных в центре головки («центральные блоки щетины»). Эти центральные блоки щетины, проиллюстрированные в виде клиньев на Фиг.43, обеспечивают не только дополнительную щетинную поверхность для чистки, но также дополнительную опору для блоков щетины 4020, которые теперь находятся в головке в промежуточном положении, чтобы увеличить общую жесткость и чистящую способность зубной щетки 4010. Эти центральные блоки 4022 щетины могут иметь поперечные сечения, отличные от клиновидных, такие как овалы, яйцевидные или прямоугольные формы.
Альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения подобны второму варианту осуществления, раскрытому выше, за исключением того, что центральные блоки 4322 щетины могут быть заменены множеством центральных пучков 4424 щетины, подобных отдельным, периферийным пучкам 4018 щетины. Высота каждого из указанных центральных пучков 4024 щетины над щеточной поверхностью 4016 может быть равной или меньшей, чем высота находящихся теперь в головке в промежуточном положении блоков 4020 щетины.
Разнообразные модификации и варианты описанных композиций, материалов и способов по изобретению будут очевидны для специалистов в данной области техники без отступления от объема и идеи изобретения. Хотя изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не должно быть неправомерно ограничено такими конкретными вариантами осуществления. Несомненно, подразумевается, что различные модификации вышеописанных способов осуществления изобретения, которые очевидны для специалистов в данной области техники или родственных областях техники, лежат в пределах прилагаемой формулы изобретения.