ЗУБНАЯ ЩЕТКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
TOOTHBRUSH AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Область техники
Настоящее изобретение касается зубной щетки, имеющей уникальный способ установки чистящих элементов, который особенно полезен при образовании чистящего профиля сложного контура, а особенно - профиля сложного контура, выполненного из клиновидных щетинок. Настоящее изобретение также имеет отношение к новому процессу изготовления такой зубной щетки.
Уровень техники
Зубную щетку используют для чистки зубов путем удаления налета и остатков пищи с поверхности зубов, десен, из промежутков между соседними зубами и пограничных участков между зубами и деснами. Зубные щетки снабжают огромным количеством чистящих элементов и профилей, чтобы обеспечить комфорт и улучшенную очистку. Например, давно уже созданы зубные щетки с пучками щетины, представляющими собой профиль сложного контура, для более эффективной очистки зубов и десен. Дополнительно, используют клиновидные щетинки для повышенного комфорта и лучшей очистки межзубных промежутков.
Однако совокупный полезный эффект клиновидных щетинок и профиля сложного контура все еще не реализован. Обычно щетинки закрепляют в головке зубной щетки, а затем подрезают, чтобы получить желаемый профиль. Этот обычный процесс подрезки щетинок затрудняет внедрение клиновидных щетинок в зубные щетки; то есть применение клиновидных щетинок, следовательно, ограничено плоскими профилями, во избежание срезания клиновидных концов.
Кроме того, обычный производственный процесс для зубных щеток требует множества этапов для получения профиля сложного контура, включая крепление щетины к головке, и один или более этапов обрезки и скругления концов закрепленных щетинок.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение касается зубной щетки с уникальной установочной конструкцией для чистящих элементов. Эта конструкция особенно эффективна при выполнении чистящих профилей сложного контура с клиновидными щетинками.
По одному объекту изобретения чистящие элементы закрепляют внутри головки на различных глубинах, что дает возможность большей универсальности чистящих приспособлений и улучшения производственного процесса.
По другому объекту настоящего изобретения клиновидные чистящие элементы продолжаются от головки зубной щетки так, чтобы образовать чистящий профиль сложного контура для более эффективной очистки.
По другому объекту изобретения клиновидные щетинки уникальным образом устанавливают внутри головки зубной щетки, чтобы образовать чистящий профиль сложного контура. В одной конструкции клиновидные щетинки, выполненные с разными длинами, закреплены в головке с расположением, образующим желаемый профиль. В другой конструкции клиновидные щетинки закреплены с разными глубинами вставки в головку, образуя желаемый чистящий профиль сложного контура.
По другому объекту изобретения зубная щетка выполнена закреплением чистящих элементов в головке зубной щетки на различных глубинах. В качестве альтернативы в головке могут быть закреплены клиновидные щетинки переменных длин. С помощью любого из этих процессов чистящий профиль сложного контура может быть выполнен без подрезки и скругления концов чистящих элементов. Устранение данного обычного этапа (этапов), выполняемого (выполняемых) после закрепления, может улучшить процесс изготовления таких зубных щеток. Кроме того, с применением этого процесса можно эффективно использовать клиновидные чистящие элементы в зубной щетке, имеющей профиль сложного контура.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе, с пространственным разделением деталей, зубной щетки по настоящему изобретению, на котором показан только один чистящий элемент;
фиг.2 - вид сбоку зубной щетки, показанной на фиг.1;
фиг.3 - вид сбоку образца чистящего элемента, пригодного для использования в зубной щетке, показанной на фиг.1;
фиг.4 - вид сбоку альтернативного образца чистящего элемента, пригодного для использования в зубной щетке, показанной на фиг.1;
фиг.5 - вид зубной щетки в разрезе по линии V-V на фиг.1;
фиг.5А - местный вид головки по альтернативному варианту осуществления в продольном разрезе;
фиг.5В - местный вид головки по альтернативному варианту осуществления в продольном разрезе;
фиг.6 - продольный вид в разрезе головки по альтернативному варианту осуществления зубной щетки;
фиг.7 - вид сбоку в разрезе головки по альтернативному варианту осуществления зубной щетки;
фиг.8 - местный вид в продольном разрезе головки по альтернативному варианту осуществления; и
фиг.9 - местный вид в продольном разрезе головки по альтернативному варианту осуществления.
Подробное описание изобретения
Фиг.1 и 2 иллюстрируют зубную щетку 10 по настоящему изобретению. Зубная щетка 10 включает в себя ручку 12, переходный участок 14 и головку 20. Чистящие элементы 50, обычно в виде пучков 30 щетины, прикреплены к головке 20 для очистки зубов и десен пользователя. Чистящими элементами предпочтительно являются клиновидные щетинки (см., например, фиг.3 и 4), хотя они могут быть выполнены и из не клиновидных щетинок или из эластомерных или других чистящих элементов различных форм, включая клиновидные и/или не клиновидные элементы. Как проиллюстрировано на фиг.2 и 5, пучки 30 и связанные с ними чистящие элементы 50 предпочтительно образуют профиль сложного контура (т.е. общий профиль дальних концов чистящих элементов, приспособленных для контакта с зубами) на головке 20 для улучшенной очистки. Хотя на чертежах проиллюстрирован простой дуговой профиль чистящих элементов, фактически можно использовать любой профиль сложного контура.
В одной из конструкций головка 20 включает в себя установочную поверхность 24, имеющую множество разнесенных отверстий 40, каждое из которых вмещает пучок 30 клиновидных щетинок или другой (другие) чистящий (чистящие) элемент(ы) 50. Отверстия 40 могут быть выполнены так, чтобы каждое вмещало одинаковое количество чистящих элементов одного типа, или количество или тип чистящих элементов могут быть разными. Например, множество отверстий 40 может вмещать одиночные элементы 50 ухода за зубами, такие как массажные элементы, в то время как оставшиеся отверстия 40 вмещают пучки 30 элементов 50 ухода за зубами, таких как щетинки.
В одном из вариантов осуществления каждая щетинка 50 имеет крепежный участок 54 и пару прядей 55, которые продолжаются до окончаний 52 (фиг.3). Крепежный участок 54 приспособлен для закрепления внутри отверстия 40, обычно с множеством других щетинок, чтобы образовать пучок 30. Пряди 55 продолжаются наружу от головки 20, входя в контакт с зубами и деснами пользователя и очищая их. Каждая прядь 55 может быть клиновидной, как показано на фиг.3. В качестве альтернативы одна прядь 55' может быть клиновидной, в то время как другая прядь 55'' не является клиновидной (фиг.4). Не клиновидная прядь 55'' может быть не такой длинной, как клиновидная прядь 55', чтобы не мешать чистящему действию клиновидной пряди 55''. Клиновидные рабочие концы 52 способны лучше проникать в области между зубами и между зубами и деснами и глубже входят между ними для эффективной очистки. Так или иначе, такие щетинки упоминаются в данном документе как клиновидные щетинки 50. Кроме того, такие щетинки могут быть выполнены из волокон, эластомерного материала и т.д. и иметь пряди одинаковой или разной длины, фактически любой формы сечения и одинаковые или различные формы сечения.
Как показано на фиг.3, клиновидные щетинки обычно включают в себя пряди с не клиновидным базовым участком 56, расположенным вблизи установочной поверхности 24, и клиновидным рабочим участком 60 для сцепления с зубами и деснами пользователя. Клиновидный участок 60 каждого чистящего элемента 50 продолжается между точкой А и рабочим концом 52. В проиллюстрированном варианте осуществления каждый из чистящих элементов 50 не сужается между своим крепежным участком 54 и точкой А. Только в качестве примера, точка А может находиться примерно между 6,5 мм и 12 мм от соответствующего конца 52. В одном предпочтительном варианте осуществления точка А находится примерно в 10,5 мм от окончания 52. Тем не менее, точка А может располагаться ближе или дальше от крепежного участка 54, или пряди могут быть клиновидными по всей своей длине. Кроме того, щетинки могут иметь только одну прядь или быть разделенными больше чем на две пряди. Те же признаки также могут быть включены в чистящие элементы, которые не являются щетинками.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.5, щетинки или другие чистящие элементы 50 предпочтительно имеют одинаковую длину (хотя это не является обязательным). Отверстия 40, которые вмещают эти чистящие элементы 50, имеют различные глубины вставки относительно плоскости 70 отсчета, чтобы создать желаемый чистящий профиль сложного контура. Плоскость 70 отсчета обычно параллельна плоскости контакта с зубами пользователя (т.е. воображаемой плоскости, которая, в общем, продолжается по наружным поверхностям двух соседних зубов) и имеет одинаковое протяжение с самым наружным участком установочной поверхности. В данном варианте осуществления плоскость отсчета имеет одинаковое протяжение с установочной поверхностью 24. В одной из конструкций пучки 30 закреплены в отверстиях 40 так, чтобы пряди 55 продолжались наружу от установочной поверхности 24 и от головки 20. Глубина отверстий 40 определяет протяженность чистящих элементов от установочной поверхности 24, чтобы создать чистящий профиль сложного контура. Понятно, что смежные отверстия 40 могут продолжаться на одинаковую или на разную длину в головку 20 от установочной поверхности 24.
В одном из примеров первое отверстие 42 продолжается в головку 20 на первое расстояние L1 от установочной поверхности 24 (фиг.5). Второе отверстие 44 продолжается в головку 20 на второе расстояние L2 от установочной поверхности 24. Второе расстояние L2 в данном примере больше, чем первое расстояние. Однако второе расстояние может быть меньше, чем первое расстояние (или равно ему), в зависимости от желаемого контура чистящего профиля. Подобно этому, головка 20 может включать в себя третье отверстие 46, которое продолжается в головку 20 на третье расстояние L3. Это третье расстояние может быть больше или меньше, чем первое или второе расстояние, или чем оба из них. Понятно, что может быть использовано любое количество отверстий, обеспеченных на разных глубинах. В примере на фиг.5 головка 20 включает в себя множественные отверстия 42, которые продолжаются на первую глубину, множественные отверстия 44 для пучков щетины, которые продолжаются на вторую глубину, и множественные отверстия 46 для пучков щетины, которые продолжаются на третью глубину.
Отверстия 40 обычно имеют круглое поперечное сечение, хотя могут иметь поперечное сечение любой формы, включая квадратную, прямоугольную, ромбовидную, крестообразную и т.д. В одном из примеров отверстия 40 имеют диаметр примерно от 1,2 до 2,0 мм и глубины, обычно продолжающиеся на 2-5 мм. Тем не менее, при желании можно использовать другие диаметры и глубины.
Клиновидные щетинки для использования в зубных щетках обычно изготавливают с заданными длинами. Как обсуждалось выше, щетинки, имеющие одинаковые длины, можно использовать для выполнения чистящих профилей сложного контура без подрезки и скругления окончаний. Кроме того, использование щетинок, изготовленных с разными длинами, также может быть использовано для образования чистящего профиля сложного контура, с вариациями длин отверстий или глубин вставки щетинок в головку или без таких вариаций. Как видно на фиг.5А, клиновидные щетинки 50а первого набора первой длины закреплены внутри отверстий 40а. Подобным образом, клиновидные щетинки 50b второго набора второй длины короче первой длины, закреплены внутри отверстий 40b. В этой конструкции все отверстия 40а и 40b имеют одинаковую глубину от установочной поверхности 24'. Тем не менее, понятно, что можно использовать закрепление в головке клиновидных щетинок разного размера для образования различных чистящих профилей. Только в качестве примера, клиновидные щетинки могут быть выполнены с полными длинами 30 мм и 26 мм, соответственно. Из-за складывания щетинок при использовании это может создавать разницу в выступании длин пучков 30а, 30b, продолжающихся от головки 20', составляющую около 2 мм. Другие длины и дополнительные количества разных длин можно использовать для образования чистящих профилей сложного контура. Щетинки также могут, конечно, быть закреплены внутри головки средством, отличным от закрепления внутри предварительного отформованного отверстия. Наконец, может быть использовано сочетание различных отверстий и различных длин щетинок для совместного образования фактически любого профиля сложного контура с клиновидными щетинками.
В то время как фиг.5 иллюстрирует отверстия, имеющие однородные формы и ориентации, глубины вставки можно варьировать другими, альтернативными способами. Например, отверстия 47 могут быть выполнены с расположенными под углом или криволинейными секциями 48, 49, которые наклонены друг относительно друга (фиг.6 и 7). На данных чертежах первая секция 48 продолжается, по существу, перпендикулярно оси 65 головки, а вторая секция 49 продолжается внутри головки 20 под углом к первой секции. В проиллюстрированном примере вторые секции 49 расположены под углом примерно 45 или 90 градусов относительно первой секции. Однако вторая секция может иметь практически любую угловую ориентацию относительно первой секции. Дополнительные расположенные под углом или криволинейные секции (т.е. больше двух) также могут быть использованы для дополнительного увеличения глубины вставки чистящего элемента. Понятно, что глубиной вставки чистящих элементов является длина, измеренная вдоль чистящего элемента. Соответственно, глубина вставки чистящих элементов в отверстия 47 (или запрессованных в головку, имеющих ту же форму) является суммой длин секций 48, 49. Использование таких нелинейных сечений позволяет отверстиям иметь разные глубины вставки, не продолжаясь дальше в головку. Кроме того, даже если отверстия продолжаются на разные расстояния от установочных поверхностей 24, толщину головки можно уменьшить с помощью нелинейных заделанных секций.
Чистящие элементы 50, вставленные в общее отверстие 40, рассматривают как прикрепленные в общей точке под их основаниями 56 и являющиеся частями одного пучка 30. Подобно этому, считают, что чистящие элементы одного пучка (например, щетинки) имеют одну высоту над головкой, даже если в их протяженностях имеются небольшие различия. Чистящие элементы 50 могут быть закреплены в отверстиях для пучков с помощью любых известных технологий, включая, например, сшивание, крепление штырями или приклеивание. Чистящие элементы также могут быть закреплены в головке другими средствами, не включающими в себя предварительное формование отверстия, такими как запрессовка чистящих элементов в головку (например, при выполнении пучков при формовании или выполнении пучков без крепления в отверстии). Независимо от способа крепления чистящих элементов в головке, они могут быть закреплены в головке с различными длинами, или глубинами, вставки и при наличии или отсутствии наклонных заделанных секций.
Другие альтернативы изобретения включают в себя использование головок с неплоскими установочными поверхностями 24. Например, головка 20а может включать в себя выемку 72, образующую верхнюю установочную поверхность 24а и нижнюю установочную поверхность 24b (фиг.8). В этом примере щетинки продолжаются в головку за пределы их соответствующих установочных поверхностей 24а, 24b на равное расстояние - независимо от того, устанавливают ли их в предварительно отформованные отверстия, запрессовывают в головку или присоединяют другим способом. В таком варианте осуществления щетинки закреплены в головке на разных глубинах вставки относительно плоскости 70а отсчета. В этом случае плоскость отсчета имеет одинаковое протяжение с верхней установочной поверхностью 24а.
Другая альтернативная головка 20b включает в себя криволинейную установочную поверхность 24с (фиг.9). Хотя щетинки или другие чистящие элементы могут продолжаться в головку на одинаковое расстояние от установочной поверхности 24, каждый из них может иметь разную глубину вставки относительно плоскости 70b отсчета. Эта плоскость отсчета, в общем, параллельна плоскости контакта с зубами пользователя при использовании и продолжается от самого наружного участка установочной поверхности. Конечно, нелинейные заделанные секции также могут быть использованы в любых головках с неплоскими установочными поверхностями.
Общим признаком каждого из этих вариантов осуществления является то, что глубина вставки варьируется относительно плоскости отсчета, которая продолжается, в общем, параллельно плоскости контакта, образуемой зубами во время использования, и которая продолжается от самого наружного участка установочной поверхности (т.е. наружного с точки зрения направления, в котором чистящие элементы выступают из головки). Глубина вставки определяется длиной, на которую чистящий элемент продолжается от плоскости отсчета. Линейной длиной чистящего элемента от данной плоскости является скорее линейное расстояние вдоль оси чистящего элемента (независимо от того, имеет ли элемент линейные или изогнутые заделанные секции), а не фактическое расстояние от плоскости отсчета до самого дальнего участка чистящего элемента. В обычных зубных щетках с плоской установочной поверхностью плоскость отсчета имеет одинаковую протяженность с установочной поверхностью. Однако в случае с неплоскими установочными поверхностями плоскость отсчета будет считаться продолжающейся от самого наружного участка установочной поверхности.
В любом из обсужденных выше вариантов осуществления чистящие элементы 50 могут продолжаться наружу из головки 20 в направлении, в общем, перпендикулярном установочным поверхностям 24 (см., например, фиг.5) или расположенном под различными углами относительно установочной поверхности 24'' головки 20'' (см., например, фиг.5В). Таким образом, является возможным выбирать сочетание конфигураций, материалов и ориентаций чистящего элемента, которое обеспечивает задуманные преимущества в области ухода за полостью рта, такие как улучшенная очистка, полировка зубов, отбеливание зубов, массаж десен и/или комфорт.
Закрепляя чистящие элементы в головке с разными глубинами вставки, можно получить чистящий профиль сложного контура без необходимости в дополнительном профилировании (например, подрезке и скруглении концов) чистящих элементов после закрепления их в головке. Соответственно, из производственного процесса может быть устранен(ы) целый(е) этап(ы) обработки. Кроме того, этот процесс обеспечивает полезное использование клиновидных щетинок в чистящем профиле сложного контура. Наконец, данный процесс может быть использован в широком диапазоне производственных процессов, включая, например, закрепление щетинок в предварительно отформованных отверстиях или непосредственную запрессовку щетинок в головку.
В то время как здесь раскрыто лишь несколько зубных щеток, изобретение может быть использовано, например, в зубных щетках, имеющих много вариантов, в головке, ручке и используемых материалах. В качестве альтернативы зубная щетка может быть электрической. Головка 20 также может быть съемным образом прикреплена к ручке 12, как к электрической, так и к ручной. Кроме того, для специалистов в данной области техники ясно, что существуют многочисленные варианты и изменения вышеописанных систем и технологий. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления и могут быть выполнены конструктивные и функциональные модификации без отступления от объема настоящего изобретения. Таким образом, сущность и объем изобретения следует толковать широко, как изложено в приложенной формуле изобретения.