УСТОЙЧИВАЯ К РАЗРУШЕНИЮ ГОЛОВКА ЩЕТКИ
DAMAGE TOLERANT TOOTHBRUSH HEAD

Область применения
Настоящее изобретение относится к электрическим зубным щеткам, и в частности, к щеточному узлу для электрической зубной щетки.
Уровень техники
Электрическая зубная щетка может включать щеточный узел, присоединяемый к рукояточному узлу. Механические связующие элементы могут обеспечивать связь одной или более движущихся частей щеточного узла с электрическим приводом, расположенным во внутреннем пространстве рукояточного узла. Электрический привод может сообщать движущимся частям вращательное, осциллирующее или комбинированное вращательно-осциллирующее движение. Такое движение движущихся частей обеспечивает чистящее действие зубной щетки.
Электрические зубные щетки по размеру часто большие, чем неэлектрические зубные щетки, из-за наличия в них электродвигателя, батарей питания, механических элементов привода, головных частей, работающих от электрического привода, и прочих компонентов. Электрические зубные щетки обычно имеют также и больший вес опять же из-за наличия в них упомянутых компонентов. Чтобы свести к минимуму физические размеры и вес электрической зубной щетки, ее компоненты должны быть как можно меньше и как можно легче, в пределах практически оправданных возможностей. Одним из факторов, ограничивающих возможности использования малых и легких компонентов в электрической зубной щетке, является их механическая прочность. Так, например, желательно, чтобы зубная щетка соответствовала определенным требованиям теста «на падение». Такие тесты, как правило, проводят в лабораторных условиях, и их целью является определить, что произойдет, если пользователь уронит зубную щетку. При этом оговариваются одно или более стандартных условий теста, и они включают, например, ориентацию щетки при падении, материал и состояние поверхности, на которую падает щетка, и им подобные условия. Считается, что щетка проходит тест на падение, если после падения при указанных стандартных условиях она не разламывается или не претерпевает иных механических повреждений. Поэтому требования к прочности щетки, например, в виде требований к прохождению подобных тестов на падение, ограничивают выбор материалов и возможности уменьшения размеров и веса деталей.
В настоящем изобретении предлагается конструкция электрической зубной щетки, которая позволяет повысить устойчивость головки щетки к разлому или иным механическим повреждениям, которые могут иметь место при ударных воздействиях, например, вызванных падением щетки.
Сущность изобретения
В одном из воплощений предлагается щеточный узел для электрической зубной щетки с электрическим приводом, при этом щеточный узел имеет головную часть и включает раму, включающую первое множество контактных элементов, поддерживаемых внутри рамы; держатель подвижных контактных элементов, включающий второе множество контактных элементов, поддерживаемых держателем подвижных контактных элементов; и удлиненную часть держателя подвижных контактных элементов, расположенную в концевой области головной части, и при этом между удлиненной частью и рамой имеется зазор. При этом держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, позволяющую ему принимать чистящее движение от электрического привода, имея при этом по меньшей мере одну степень свободы по отношению к первому множеству контактных элементов. При этом по меньшей мере первая часть зазора, расположенная в боковой периферийной области головной части, по ширине меньше, чем вторая часть зазора, расположенная во внутренней области головки щетки.
В другом воплощении изобретения предлагается щеточный узел для электрической зубной щетки с электрическим приводом, при этом щеточный узел имеет головную часть и включает раму, включающую первое множество контактных элементов, поддерживаемых внутри рамы; держатель подвижных контактных элементов, включающий второе множество контактных элементов, поддерживаемых держателем подвижных контактных элементов; удлиненную часть держателя подвижных контактных элементов, расположенную в концевой области головной части; и средство для распределения ударной силы путем ее отведения в сторону от внутренней области головной части. При этом держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, позволяющую ему принимать чистящее движение от электрического привода, имея при этом по меньшей мере одну степень свободы по отношению к первому множеству контактных элементов.
Еще в одном воплощении предлагается щеточный узел для электрической зубной щетки с электрическим приводом, при этом щеточный узел имеет головную часть и включает раму, включающую первое множество контактных элементов, поддерживаемых внутри рамы; держатель подвижных контактных элементов, включающий второе множество контактных элементов, поддерживаемых держателем подвижных контактных элементов; и удлиненную часть держателя подвижных контактных элементов, расположенную в концевой области головной части, и при этом между удлиненной частью и рамой имеется зазор. При этом держатель подвижных контактных элементов имеет конструкцию, позволяющую ему принимать чистящее движение от электрического привода. При этом зазор имеет такую конфигурацию, что головная часть щетки может поглощать энергию, составляющую по меньшей мере 1,3 Ньютона, воздействующую через силу D, не претерпевая разлома.
Краткое описание чертежей
И хотя в конце настоящей заявки приводится формула изобретения, в которой четко указывается предмет настоящего изобретения, предполагается, что настоящее изобретение будет более понятным из нижеследующего подробного описания, сопровождаемого прилагаемыми чертежами. Чертежи не обязательно приведены в масштабе.
Фиг. 1. Аксонометрический вид электрической зубной щетки.
Фиг. 2А. Щеточный узел зубной щетки, изображенной на фиг. 1, в разобранном виде.
Фиг. 2В. Аксонометрический вид щеточного узла зубной щетки, изображенного на фиг. 2А, в собранном виде.
Фиг. 2С. Вид сзади головной части щеточного узла, изображенной на фиг. 2А и 2В.
Фиг. 2D. Вид сбоку головной части щеточного узла, изображенной на фиг. 2А-2С.
Фиг. 2Е. Вид сверху головной части щеточного узла, изображенной на фиг. 2А-2D, с несколько отличной конфигурацией щетинок в концевой области головки.
Фиг. 3. Местный вид сверху головной части щеточного узла, изображенной на фиг. 2А-2Е. Показан буферный элемент.
Фиг. 4. Местный аксонометрический вид головной части щеточного узла, изображенной на фиг. 2А-2Е. Показан буферный элемент.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показано воплощение зубной щетки 10. Электрическая зубная щетка 10 включает щеточный узел 200 и рукояточный узел 12. Щеточный узел 200 более детально показан на фиг.2А-2Е, и ниже приводится более подробное описание его конструкции. Рукояточный узел 12 включает внутреннюю полость (не показана), в которой, как правило, содержится электрический привод, включающий двигатель, батареи, механические связующие элементы, обеспечивающие дальнейшую передачу движения от электрического привода к механическим связующим элементам щеточного узла 200, электронные компоненты для управления работой электрической схемы зубной щетки 10 и им подобные компоненты. В различных воплощениях один или более из упомянутых компонентов могут отсутствовать или быть заменены прочими компонентами. Так, например, питание от электрической сети через шнур может использоваться вместо батарей. Для включения и выключения электрической зубной щетки 10, а также, возможно, для управления различными режимами ее работы может использоваться выключатель 14.
Электрический привод, расположенный в рукояточном узле 12, сообщает движение механическим связующим элементам, расположенным в рукояточном узле 12. Так, например, он может сообщать им вращательное, осциллирующее или вращательно-осциллирующее движение. Механические связующие элементы, расположенные в рукояточном узле 12, в свою очередь связаны с дополнительными механическими связующими элементами, расположенными в щеточном узле 200, посредством соединительной муфты или подобного элемента. Подходящие двигатель и механическая система передачи движения описаны, например, в патентной заявке США 2008/0307591 (Farrell с соавторами), на которую мы ссылаемся целиком. Совокупное движение соединенных между собой механических связующих элементов в рукояточном узле 12 и щеточном узле сообщает требуемое движение головной части 220 щеточного узла 200 таким образом, что головная часть 220 щетки или любой ее компонент будут совершать требуемое чистящее движение. При этом может использоваться множество различных видов чистящих движений, включая вращательное, осциллирующее, вертикальное, горизонтальное чистящие движения и им подобные. В целом в контексте настоящего описания «чистящее движение» означает любое требуемое или фактически совершаемое движение щетинок относительно других компонентов зубной щетки 10, влияющее на чистку зубов. Рукояточные узлы 12 и используемые в них механические связующие элементы хорошо известны сведущим в данной области техники. Щеточный узел 200 может быть выполнен с возможностью его использования с существующими секциями рукояток или с секциями рукояток новых типов в зависимости от конкретной их конструкции.
Щеточный узел 200, более подробно показанный на фиг.2А-2Е, 3 и 4, может быть насажен на рукояточный узел 12. Щеточный узел 200 включает установочную трубку 212, протяженную вдоль продольной оси 214. Продольная ось 214 может совпадать с продольной осью приводного вала. На конце 216, обращенном к рукоятке, установочная трубка 212 может включать профилированное кольцо, имеющее внутренний контур, сопрягаемый с внешним контуром рукояточного узла 12. За счет этого щеточный узел 200 может быть насажен на рукояточный узел 12 таким образом, что будет исключена возможность вращения щеточного узла 200 относительно рукояточного узла 12. Для облегчения совмещения щеточного узла 200 с рукояточным узлом 12 и дополнительного предотвращения их относительного вращения могут использоваться выступ и паз, зубец и вырез или аналогичные структуры. В качестве альтернативы установочная трубка 212 может быть выполнена за единое целое с рукояточным узлом 12.
Изображенная головная часть 220 щетки имеет эллиптическую форму, хотя в качестве альтернативы она может иметь прямоугольную или любую другую подходящую продолговатую форму. В целом головная часть 220 щетки может иметь отношение длины к ширине, большее, чем один, хотя такое требование не является обязательным.
В некоторых воплощениях головная часть 220 щетки включает раму 222, которая поддерживает первое множество контактных элементов 224, установленных на раму 222 таким образом, что они являются фиксированными, то есть неподвижными относительно рамы 222. При этом может использоваться любой подходящий способ установки первого множества контактных элементов 224 на раму 222. Так, например, если контактные элементы 224 содержат множество щетинок, могут использоваться такие способы, как установка пучков на горячую, приклеивание, крепление скобами и им подобные. В других воплощениях, в которых контактные элементы 224 содержат множество эластомерных элементов, могут использоваться такие способы, как приклеивание, защелкивание, сварка, многоэтапное формование и прочие.
Внутри рамы 222 могут быть установлены, например, защелкиванием, опора или держатель 226 подвижных контактных элементов 228. Второе множество контактных элементов 228 может быть установлено на держатель 226 подвижных контактных элементов с использованием любого подходящего способа, как было описано выше в отношении первого множества контактных элементов 224. Держатель 226 подвижных контактных элементов может поддерживаться в раме 222 таким образом, что он будет иметь возможность вращения вокруг продольной оси 214 под действием подходящего приводного движения, передаваемого от рукояточного узла 12. За счет этого второе множество контактных элементов 228 является подвижным и совершает чистящее движение относительно первого множества контактных элементов 224.
Первое множество контактных элементов 224 может быть расположено рядами поперек оси 214. Подобным образом второе множество контактных элементов 228 может быть расположено рядами относительно оси 214. В некоторых воплощениях могут чередоваться поперечные ряды первого множества контактных элементов 224 и поперечные ряды второго множества контактных элементов 228. В некоторых воплощениях по нескольку рядов первого множества контактных элементов могут быть отделены друг от друга одним рядом или несколькими рядами второго множества контактных элементов 228, или наоборот; ряды могут чередоваться по одному или вообще быть расположены практически любым способом. Ряды первого множества контактных элементов 224 по длине предпочтительно могут быть длиннее, чем ряды второго множества контактных элементов 228.
Держатель 226 подвижных контактных элементов может включать удлиненную часть 224, поддерживающую третье множество контактных элементов 246. На фиг.2Е показана конфигурация контактных элементов 246', расположенных в удлиненной части 244, несколько отличающаяся от конфигурации, изображенной на остальных чертежах. Удлиненная часть 244 может поддерживаться таким образом, что это будет обеспечивать по меньшей мере одну степень свободы ее перемещения относительно рамы 222. Так, например, удлиненная часть 244 может поддерживаться с возможностью вращения относительно рамы 222. За счет этого третье множество контактных элементов 246 может совершать чистящее движение относительно первого множества контактных элементов 224 и/или второго множества контактных элементов 228. Так, например, удлиненная часть 244 может быть соединена с держателем 226 подвижных щетинок таким образом, что третье множество 246 будет совершать движение, аналогичное движению второго множества контактных элементов 228.
В воплощении, изображенном на фиг.2А-2Е, соединение между удлиненной частью 244 и держателем 226 подвижных контактных элементов является прямым, в результате чего удлиненная часть 244 движется вместе с держателем 26 подвижных контактных элементов. В некоторых воплощениях, однако, удлиненная часть 244 может быть вместо этого непосредственно соединена с механическими связующими элементами внутри щеточного узла 200, и/или с держателем 226 подвижных контактных элементов, и/или иным образом так, что удлиненная часть 244 будет совершать чистящее движение, независимое от чистящего движения держателя 226 подвижных контактных элементов и второго множества контактных элементов 228. В других воплощениях рама 222 может содержать удлиненную часть 244, удерживающую третье множество контактных элементов 246. В таких воплощениях третье множество контактных элементов 246 может быть неподвижным относительно рамы 222.
В воплощении, показанном на фиг.2А-2Е, держатель 226 подвижных контактных элементов может осциллировать вокруг оси 214, заставляя второе множество контактных элементов 228 и/или третье множество 246 подобным образом осциллировать вокруг оси 214. Движение держателя 226 подвижных контактных элементов может заставлять второе множество контактных элементов 228 и/или третье множество контактных элементов 246 совершать осциллирующее движение вперед-назад в пределах некоторой угловой амплитуды, в сущности напоминающее чистящее движение вверх-вниз обычной зубной щетки. Амплитуда углового движения, а также скорость, развиваемая держателем 226 подвижных контактных элементов и соответственно вторым множеством контактных элементов 228 и/или третьим множеством контактных элементов 246, могут влиять на эффективность чистящего действия зубной щетки.
В некоторых воплощениях щеточный узел 200 может содержать передающий элемент, а рукояточный узел 12 может содержать детектор или считывающее устройство, как описано в патентных заявках США 2004/0255409 и 2003/0101526. Передающий элемент  может быть сконфигурирован таким образом, что он будет передавать информацию о щеточном узле 200 на детектор или считывающее устройство. Детектор или считывающее устройство могут находиться в сигнальной связи с контроллером, расположенным в рукояточном узле 12, который в свою очередь может управлять скоростью вращения двигателя и/или движением механических связующих элементов внутри рукояточного узла 12. Базовая архитектура схемы из контроллера, считывающего устройства и/или передающего элемента в целом хорошо известна.
Управление скоростью вращения двигателя, а также амплитудой углового смещения вала может осуществляться любым подходящим способом. Так, например, одним из способов изменения скорости вращения двигателя является увеличение или уменьшение напряжения, подаваемого на двигатель. Как правило, при увеличении напряжения скорость вращения двигателя повышается, а при падении напряжения скорость вращения двигателя уменьшается. Способы изменения напряжения, подаваемого на двигатель, хорошо известны. В качестве альтернативы, скорость вращения двигателя может быть преобразована в другую скорость с помощью системы передачи движения.
Первое множество контактных элементов 224, второе множество контактных элементов 228 и/или третье множество контактных элементов 246 в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлено с использованием самых разнообразных материалов и может быть выполнено в виде различных конфигураций. Могут использоваться любые подходящие материалы и/или любые подходящие конфигурации. Так, например, в некоторых воплощениях первое множество контактных элементов 224, второе множество контактных элементов 228 и/или третье множество контактных элементов 46 может содержать пучки. Пучки могут содержать множество отдельных нитей, прочно закрепленных на носителе чистящих элементов. Такие нити могут быть полимерными и могут включать полиамид или полиэфир. Длина нитей, их размер в поперечном сечении и профиль концов нитей в соответствии с настоящим изобретением могут быть различными. Кроме того, жесткость, упругость и форма нитей также могут быть различными. Подходящие значения длины включают значения от примерно 3 см до примерно 6 см и любое значение в данном диапазоне. Кроме того, нити могут иметь в сущности постоянный размер в поперечном сечении, составляющий от примерно 100 мкм до примерно 350 мкм, или иметь любой размер, находящийся в указанном диапазоне. Кончики нитей могут иметь любую подходящую форму, и примеры таких форм включают плоский торец, скругленный кончик или заостренный кончик. В некоторых воплощениях нити могут включать краситель, как индикатор износа нитей, как описано в патенте США 4802255. Прочие примеры подходящих нитей описаны в патенте США 6018840. В некоторых воплощениях поля чистящих элементов могут содержать ребра, как описано в патенте США 6553604 и в патентных публикациях США 2004/0177462, 2005/0235439 и 2005/0060822. В некоторых воплощениях поля чистящих элементов могут содержать сочетание ребер и пучков щетинок.
Кроме того, по меньшей мере часть первого множества контактных элементов 224, второго множества контактных элементов 228 и/или третьего множества контактных элементов 246 может быть прикреплена к носителю чистящих элементов под углом. Такие ориентации описаны в патенте США 6308367. Кроме того, для крепления первого множества контактных элементов 224, второго множества контактных элементов 228 и/или третьего множества контактных элементов 246 к соответствующим опорным структурам может использоваться любой подходящий способ.
Предусматриваются также воплощения, в которых установочная трубка 212 расположена под углом к рукояточному узлу 12. В таких воплощениях механические связующие элементы между двигателем и щеточным узлом 220 в соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены из нескольких узлов, чтобы возможна была передача движения под углом между установочной трубкой 212 и рукояточным узлом. Так, например, механические связующие элементы могут включать приводной вал, включающий один или более карданных шарниров, или приводной вал, выполненный из гибкого материала. Примеры подходящих материалов для изготовления приводного вала включают алюминий, пружинную сталь, пластмассы, например, делрин, нейлон, полипропилен и/или их сочетания.
Второе множество контактных элементов 228 является протяженным через отверстия 270, выполненные в раме 222 таким образом, что контактные элементы 224 и 228 в совокупности образуют единое поле контактных элементов для выполнения операции чистки зубов. При работе зубной щетки второе множество 228 совершает движение относительно первого множества контактных элементов 224, очень напоминающее движение, которое совершает пользователь ручным устройством для чистки полости рта, таким, как, например, ручная зубная щетка. Приводной вал (не показан) может быть протяженным через головную часть 222 щетки и поддерживаться в удлиненной части 244 держателя 226 подвижных контактных элементов. Приводной вал может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление с механическим связующим элементом внутри рукояточного узла 12. Держатель 226 подвижных контактных элементов может соединяться с приводным валом таким образом, что осцилляция приводного вала будет вызывать осцилляцию держателя 226 подвижных контактных элементов. В качестве альтернативы, держатель 226 подвижных контактных элементов может соединяться с приводным валом 238 посредством тяги, кулачкового элемента или иной структуры таким образом, что держатель 226 подвижных контактных элементов будет совершать чистящее движение, отличное от вращательного движения приводного вала. Держатель 226 подвижных контактных элементов может быть защелкнут на головной части 222 щетки и тем самым введен в зацепление с приводным валом.
Как правило, головные части электрических зубных щеток, такие, как изображенная головная часть 220, должны быть достаточно малыми, чтобы их можно было ввести в рот и перемещать в ротовой полости. Данная задача усложняется тем, что в головку 220 щетки должны быть включены движущиеся части, такие как движущаяся часть 226, и каждая из них должна быть достаточно большой, чтобы они могли надежно удерживать контактные элементы, такие как контактные элементы 224, 228 и 246. Составные части головки щетки должны быть достаточно прочными, так чтобы они, например, могли выдержать типичный тест на падение зубной щетки. Наихудший сценарий, который может иметь место в отношении головки щетки при падении зубной щетки, - это падение, при котором головка щетки является именно той частью, которая первая ударяется об пол, мойку или другую поверхность. При таком сценарии головная часть должна выдержать вес всей щетки, включая ее двигатель, батареи и прочие внутренние компоненты. Возможны, конечно, и другие сценарии падения, и головная часть также должна выдерживать все такие предсказуемые варианты падения, не претерпевая при этом излома или иного механического повреждения.
Структура головной части 220, изображенная на фиг. 2А-2Е, помогает предотвратить разлом или иные механические повреждения, которые могут возникнуть при ударном воздействии на головную часть 220, особенно при воздействии силы D на концевую область 272 головной части 220. Сила D, может, например, представлять собой «силу падения», воздействующую на зубную щетку 10 при ее падении таким образом, что концевая область 272 головной части 220 является первой частью, вступающей в контакт с полом или мойкой, то есть принимающей на себя весь вес зубной щетки 10. Как показано на фиг. 2Е, такая сила D передается в виде силы Т в стороны от внутренней области головной части 220, через две боковые периферийные области 274 головной части 220 (такая передаваемая сила Т на чертеже показана только на одной стороне головки щетки). Передача силы удара завершается структурой границы раздела между удлиненной частью 244 и рамой 222. Структура данных компонентов такова, что между ними имеются большой зазор 276 в центральной области и малые зазоры 278 в боковых периферийных областях 274. За счет этого при изгибе удлиненной части 244 вовнутрь под воздействием силы D, первой областью контакта, а следовательно, и областью, по которой идет передача силы Т, являются малые зазоры 278 в боковых периферийных областях 274. Поэтому передача силы Т идет по боковым периферийным областям 274, в обход внутренней области, в которой удерживаются контактные элементы 224 и 228, и далее по трубчатой части 212 щеточного узла 210.
В некоторых воплощениях, таких, например, как показано на фиг.2Е, 3 и 4, малые зазоры могут быть сформированы буферными элементами. Так, например, малые зазоры 278 в боковых периферийных областях 274 частично сформированы буферами 290 рамы, протяженными в сторону удлиненной части 244. И хотя на чертежах это не показано, удлиненная часть 244 может также включать свои собственные буферные элементы 292, как единственные буферы конструкции, или используемые в сочетании с буферными элементами 290 рамы. Показанные на чертежах буферные элементы 290 рамы выполнены за единое целое с материалом рамы 222. И хотя на чертежах это не показано, как буферные элементы 292, так и буферные элементы 290 могут быть выполнены и из иных материалов. Так, например, буферные элементы 292 и 290 могут быть выполнены из эластомерного материала, имеющего большую степень упругости, чем материал рамной части 222 или удлиненной части 244. За счет этого упругость материала буферного элемента может поглощать некоторую часть передаваемой силы Т, уменьшая тем самым воздействие ударной силы на зубную щетку 10 в целом. Такие материалы могут включать, например, термопластические эластомеры, а также материалы ряда других типов. Сведущие в данной области техники смогут подобрать подходящие материалы буферов, исходя из требуемых свойств эластичности, а также требований к прочности их крепления к рамной части 222 или удлиненной части 244, например, при их выполнении способом инжекционного формования.
Для более эффективной передачи силы Т в сторону от внутренней области и вдоль боковых периферийных областей 275 головной части 220 могут быть приняты дополнительные меры. Так, например, определенные преимущества могут дать увеличение площади двух поверхностей, упирающихся друг в друга через малые зазоры 278, когда удлиненная часть 244 изгибается под действием силы D. Это может быть достигнуто, например, за счет выполнения границы раздела между удлиненной частью 244 и рамой через малые зазоры 278, в сущности сплошной, без мест резкого нарушения непрерывности во всем диапазоне вращения удлиненной части 244. Когда держатель 226 находится в нейтральном положении, показанном на фиг.2 В и 2Е, граница раздела между удлиненной частью 244 и рамой 222 является в сущности сплошной. По мере вращения подвижного держателя 226 и удлиненной части 244 в сторону от нейтрального положения граница раздела теряет непрерывность и площадь области контакта через зазоры 278 уменьшается. Степень нарушения непрерывности области контакта через малые зазоры 278 тем больше, чем дальше держатель повернут в сторону от нейтрального положения. Одним из способов уменьшения степени нарушения непрерывности является уменьшение углового диапазона вращения. Сведущим в данной области техники будет очевидно, что такое уменьшение углового диапазона вращения может быть достигнуто различными способами, например, за счет подходящей конфигурации сочленения между подвижным держателем 226 и электрическим приводом рукояточного узла 12, или за счет подходящей конфигурации посадки держателя 226 на раму 222, или другими подходящими способами.
Так, например, вращение держателя 226 подвижных контактных элементов может быть ограничено за счет того, что каждый из второго множества контактных элементов 228 будет оставаться в вертикальных рамках, определяемых соответствующими отверстиями 270, через которые являются протяженными элементы 228, как показано пунктирной линией 270а на фиг.2Е. В качестве альтернативы, вращение держателя 226 подвижных контактных элементов может быть ограничено за счет того, что каждый из второго множества контактных элементов 228 будет оставаться в вертикальных рамках, определяемых наружным профилем головной части 222 щетки, как показано пунктирной линией 222а на фиг.2Е. Еще в некоторых воплощениях вращение может быть ограничено за счет того, что только нижняя часть высоты контактных элементов 228, а именно их частей выше опорной структуры, остается внутри одной из рамок 270а, 222а. Нижняя часть может составлять, например, 75%, 50% или 25% высоты контактных элементов 228.
Одним из преимуществ передачи силы Т по двум боковым периферийным областям 274 головной части 220 является то, что, что это защищает внутреннюю область головной части 220, расположенную между боковыми периферийными областями 274. Дело в том, что во внутренних областях рамы 222 и держателя 226 подвижных контактных элементов расположены контактные элементы 224 и 228. Прочность данных внутренних областей может быть ослаблена скобами и им подобными элементами, при помощи которых пучки щетинок удерживаются на своих местах. Более того, может быть желательно расположить элементы 224 и 228 как можно ближе друг к другу, так как это не только позволяет уменьшить габаритный размер головки 220, но и позволяет сформировать более эффективную чистящую поверхность. Близкое расположение элементов 224 и 228 может быть достигнуто путем уменьшения толщины стенок рамы 222 и держателя 226 контактных элементов во внутренней области головки, но это может привести к уменьшению прочности данных частей. Поэтому направление силы передачи удара Т вдоль двух боковых периферийных областей 274 головной части 220 и, соответственно, в сторону от внутренней области позволяет использовать меньшее количество материала во внутренней области головной части 220. Это позволяет получить головную часть 220, имеющую меньшие размеры, но не за счет уменьшения ее общей механической прочности.
Возможны и прочие меры, способствующие отведению силы передачи удара Т от внутренней области головной части 220. Так, например, зазор 280 между рамой 222 и задней частью 282 держателя 226 подвижных контактных элементов может быть выполнен малым по сравнению с зазорами 276/278 между удлиненной частью 244 и рамой 222. За счет этого при приложении ударной силы D первая часть силы D будет поглощена за счет изгиба удлиненной части 244, который допускается относительно большим зазором 276/278. Вторая часть силы D после этого передается в виде силы Т через подвижную часть 226 и затем далее задней частью 282 через задний зазор 280, посредством которого задняя часть 280 контактирует с рамой 222. Третья часть силы D может быть поглощена удлиненной частью 244 после окончательного закрытия передних зазоров 276/278 и за счет контакта с рамой 222 через малые зазоры 278. С этой точки зрения предпочтительно, чтобы передний зазор 276/278 был значительно больше, чем задний зазор 280, так, чтобы третья часть силы D была достаточно малой и соответственно не угрожала прочности внутренних областей головной части 220. В таких воплощениях передний зазор может иметь любую требуемую конфигурацию, например, он может иметь в сущности постоянную ширину по всей своей протяженности между двумя боковыми периферийными областями 274.
Структура головной части 220 может выдерживать падение с высоты, соответствующей типичным значениям высот, имеющим место в среде ванной комнаты. Такие значения высоты могут составлять от примерно 10 см (типичная глубина раковины от края до ее дна) до примерно 70 см или примерно 80 см (типичное расстояние от верхней части мойки до пола). Тяжелый рукояточный узел 12 электрической зубной щетки может иметь вес около 185 граммов, что соответствует потенциальной энергии падения с высоты примерно 70 см, составляющей примерно 1,3 Н. Так, в одном из воплощений головная часть 220 щетки может поглощать энергию по меньшей мере примерно 1,0 Н, в другом воплощении - энергию по меньшей мере примерно 1,1 Н, еще в одном воплощении - энергию по меньшей мере примерно 1,2 Н и еще в одном воплощении - энергию по меньшей мере примерно 1,3 Н, приложенную через силу D удара, не вызывая при этом разлома или иного повреждения материалов головной части 220 щетки.
При этом подразумевается, что, хотя выше были описаны различные аспекты, элементы и преимущества изобретения, связанные с конкретными воплощениями, описанные выше аспекты, элементы и преимущества могут быть реализованы в любых воплощениях, и поэтому элементы и структуры различных воплощений могут использоваться в различных сочетаниях друг с другом, в результате чего может быть получено практически неограниченное число сочетаний. Кроме того, сведущим в данной области техники будет очевидно, что описанные выше аспекты, элементы и преимущества изобретения могут использоваться в сочетании со структурами и устройствами, известными в настоящее время и/или которые будут изобретены в будущем.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями. Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».
Все документы, цитируемые в подробном описании настоящего изобретения в части, относящейся к настоящему изобретению, упоминаются только для ссылки. Цитирование какого-либо документа не должно рассматриваться как признание того, что цитируемый документ должен быть включен в уровень техники по отношению к настоящему изобретению. Если какое-либо значение или определение понятия в настоящем документе не совпадает со значением или определением данного понятия в документе, на который дается ссылка, следует руководствоваться значением или определением данного понятия, содержащимся в настоящем документе.
Несмотря на то, что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможно внесение прочих изменений и модификаций, не нарушающих идею и назначение изобретения. С этой целью имелось в виду в прилагаемой формуле изобретения представить все возможные подобные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения.
Выше было приведено общее описание ряда различных воплощений настоящего изобретения. Приведенное выше описание следует рассматривать только как примерное, и в нем не подразумевалось дать описание всех возможных воплощений, поскольку описание всех возможных воплощений едва ли является целесообразным, если вообще возможным. Подразумевается, что любой элемент, характеристика, компонент, состав, ингредиент, продукт, этап или способ в соответствии с настоящим изобретением может быть удален, использован в сочетании или заменен, полностью или частично, другим элементом, характеристикой, компонентом, составом, ингредиентом, продуктом, этапом или способом в соответствии с настоящим изобретением. Могут быть реализованы многочисленные альтернативные воплощения, с использованием существующих технологий или технологий, которые будут разработаны после дня подачи настоящей заявки, которые тем не менее будут входить в масштаб, определяемый формулой изобретения.