ЧИСТЯЩАЯ СЕКЦИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗУБНОЙ ЩЕТКИ
CLEANING SECTION FOR ELECTRIC TOOTHBRUSH

Область техники, к которой относится изобретение
Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №60/899.280, поданной 2 февраля 2007, которая включена сюда посредством ссылки. Настоящий патент относится к электрическим зубным щеткам и, в частности, к чистящей секции для электрической зубной щетки.
Уровень техники
Электрическая зубная щетка может включать в себя чистящую секцию, которая присоединяется к секции рукоятки. Приводной вал может проходить от секции рукоятки с приводным валом, соединенным с электроприводом, расположенным внутри секции рукоятки. Электропривод может придавать вращательное, колебательное или комбинированное вращательное и колебательное движение к приводному валу так, что приводной вал может вращаться или колебаться. Чистящая секция может присоединяться и прикрепляться к секции рукоятки с приводным валом, связанным с соединительным элементом чистящей секции, к примеру, с валом или приводным штырем. Движение приводного вала может быть передано на соединительный элемент для обеспечения желаемого чистящего действия для чистящей головной части чистящей секции.
Общая компоновка для чистящей секции включает в себя практически круглую чистящую головную часть. Под действием электропривода чистящую головку приводят во вращательное или вращательно-колебательное движение, т.е. чистящее движение в процессе использования для чистки. Круглая конструкция чистящей головки щетки, соединенная с чистящим движением, очень эффективна для чистки зубов и является оптимальной, когда используют режим чистки зуб за зубом. Однако многие потребители любят выполнять инициативную роль в своих действиях по гигиене ротовой полости. Время от времени пользователь будет использовать электрическую зубную щетку с ручным чистящим действием, к примеру, используя вертикальные или вращательные движения. В случае электрической зубной щетки, имеющей круглую конструкцию чистящей головки и применяющей вращательное или вращательно-колебательное чистящее движение, использование данной электрической зубной щетки с ручным чистящим действием может приводить к обратным результатам и может уменьшить эффективность конструкции чистящей головки и чистящего действия. Как ни странно, электрическую зубную щетку считают менее эффективной, в то время как потребитель ошибочно полагает, что дополнительное воздействие совершается для более эффективного и (или) ускоренного процесса чистки. Далее, годы обучения и выработки условных рефлексов научили потребителя использовать вращательное или вертикальное чистящее движение, и привычки может быть трудно изменить.
Краткое описание чертежей
Хотя описание оканчивается формулой изобретения, конкретно указывающей и отчетливо заявляющей объект изобретения, который относится к настоящему изобретению, считается, что изобретение будет более полно понято из нижеследующего описания, рассматриваемого вместе с сопутствующими чертежами. Некоторые из чертежей могли быть упрощены пропуском выбранных элементов для целей более ясного показа других элементов. Такие пропуски элементов в некоторых чертежах не обязательно указывают на наличие или отсутствие конкретных элементов в любом из примерных вариантов осуществления, за исключением того, что может быть явно описано в соответствующем тексте. Чертежи не обязательно даны в масштабе.
Фиг.1 является условным видом сверху чистящей секции в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг.2 является условным частичным видом сверху чистящей головной части чистящей секции, проиллюстрированной на Фиг.1.
Фиг.3 является условным поперечным разрезом чистящей головной части, проиллюстрированной на Фиг.2.
Фиг.4 является условным видом сверху чистящей головной части по Фиг.2 с удаленными для визуального облегчения областями чистящих элементов.
Фиг.5 является условным частичным видом в перспективе чистящей секции в соответствии с другим вариантом осуществления.
Фиг.6 является условным частичным видом снизу в перспективе чистящей головной части чистящей секции, проиллюстрированной на Фиг.5.
Фиг.7 является условным частичным видом снизу в перспективе чистящей головной части по Фиг.6 с удаленными для визуального облегчения частями держателя контактного элемента.
Фиг.8 является условным частичным видом в перспективе альтернативного расположения чистящей головки.
Фиг.9 является условным частичным видом в перспективе дополнительного альтернативного расположения чистящей головки.
Фиг.10 является условным частичным видом в перспективе еще одного альтернативного расположения чистящей головки.
Фиг.11А является условным видом в перспективе системы привода с пространственным разделением деталей, подходящей для использования в настоящем изобретении.
Фиг.11В является условным видом в перспективе системы привода по Фиг.11А с пространственным разделением деталей.
Фиг.12А и 12В являются условными видами спереди, показывающими выходную систему, пригодную для использования в настоящем изобретении.
Подробное описание изобретения
Чистящая секция для использования с электрической зубной щеткой включает в себя головную чистящую часть, которая в общем может иметь прямоугольную форму, хотя могут использоваться продолговатая, эллиптическая или любая подходящая форма. В общем, головная чистящая часть может иметь соотношение длины к ширине более чем 1, хотя такая комбинация не является необходимой. Головную чистящую часть прикрепляют к трубчатому элементу чистящей секции, которая может быть выполнена с возможностью присоединения к секции рукоятки. Секция рукоятки может включать в себя электропривод, содержащий приводной вал, а приводной вал может присоединяться к чистящей головке посредством соединительного или приводного штыревого элемента, расположенного внутри трубчатого элемента. В некоторых вариантах осуществления электропривод может передавать вращательное, колебательное, вращательно-колебательное или другое подходящее ведущее движение двигателя к приводному валу, которое, в свою очередь, передается на чистящую головку и соответствующие щетиночные элементы посредством соединительного элемента.
Чистящая головка может включать в себя первое множество чистящих щетинок, которые неподвижны, т.е. зафиксированы относительно чистящей головки, и второе множество чистящих щетинок, которые подвижны во время чистящего движения относительно первого множества щетинок. Например, второе множество чистящих щетинок может включать в себя опорную структуру щетинок или держатель щетинок, который крепится внутри чистящей головки, чтобы иметь по меньшей мере одну степень свободы для движения относительно чистящей головки и первого множества щетинок. В одном варианте осуществления опорная структура щетинок может свободно вращаться вокруг первой оси относительно чистящей головки. Соединительный элемент присоединяет опорную структуру щетинок к электроприводу для приведения в движение опорной структуры щетинок, чтобы привести второе множество щетинок в желаемое чистящее движение. Опорная структура щетинок может содержать множество отдельных опорных структур щетинок, чтобы каждая структура могла перемещаться независимо относительно каждой другой опорной структуры щетинок. Далее, чистящее движение может включать в себя эксцентриковое движение или параллельное движение в комбинации с вращательным, колебательным или другим подходящим чистящим движением.
Следует понимать, что хотя различные объекты, признаки и преимущества изобретения описываются в связи с конкретными вариантами осуществления, описанные в настоящем описании объекты, признаки и преимущества могут быть воплощены в любом из вариантов осуществления, и в этой связи признаки и структуры различных вариантов осуществления могут быть смешаны и подобраны так, чтобы давать фактически безграничное число комбинаций. Специалист в данной области техники, кроме того, оценит, что раскрытые в настоящем описании объекты, признаки и преимущества изобретения могут быть объединены со структурами и устройствами, известными или выявленными специалистом позже.
Описанные здесь варианты осуществления чистящих секций подходят для работы во взаимодействии с электрической зубной щеткой, такой, например, как электрическая зубная щетка с секцией рукоятки, включающей в себя электропривод и приводной вал, имеющий продольную ось. Электропривод придает движение приводному валу. Он может, например, придавать приводному валу вращательное, колебательное или вращательно-колебательное движение. Движение приводного вала связывают с чистящей секцией для передачи желаемого движения к чистящей головной части чистящей секции, чтобы чистящая головная часть или любой ее компонент могли иметь желаемое чистящее движение. Можно использовать много различных видов чистящих движений, в том числе вращательное, колебательное, вертикальное и (или) горизонтальное маховое и тому подобные. В общем, как использовано в настоящем описании, чистящее движение описывает любое желательное или эффективное перемещение щетинок относительно головки щетки для осуществления очистки. Секции рукоятки, как описано выше, общеизвестны специалисту. Кроме того, чистящие секции могут формироваться для использования с такими существующими секциями рукоятки или могут формироваться с новыми типами секций рукоятки, в зависимости от обстоятельств.
Фиг.1-3 иллюстрируют чистящую секцию 10, которая может иметь плотную посадку на секцию рукоятки зубной щетки и присоединяться к приводному валу секции рукоятки, такой, например, как секция рукоятки, описанная выше. Чистящая секция включает в себя установочную трубку 12, проходящую вдоль оси 14. Ось 14 является продольной осью чистящей секции и может совпадать с продольной секцией приводного вала 38 (Фиг.3). На первом конце 16 (Фиг.1) установочная трубка 12 может содержать профильное кольцо 18 с внутренним контуром, сопряженным с внешним контуром секции рукоятки. При этом чистящая секция 10 может иметь плотную посадку на секцию рукоятки таким образом, чтобы предотвратить относительное вращение чистящей секции относительно секции рукоятки. Выступ/щель, шпонка/паз или другая подобная структура может быть включена в соответствующие поверхности контура, чтобы облегчить выравнивание по одной линии чистящей секции с секцией рукоятки и далее предотвратить относительное вращение между ними.
На втором конце 20 чистящая секция 10 включает в себя чистящую головную часть 22. В некоторых вариантах осуществления чистящая головная часть 22 несет на себе первое множество контактных элементов 24, которые установлены на головной части 22 так, чтобы были зафиксированными, т.е. они неподвижны относительно головной части 22. Можно использовать любой подходящий способ установки первого множества контактных элементов 24 на головной части 22. Например, если контактные элементы 24 включают в себя множество щетинок, можно использовать такие способы, как горячая прошивка, склеивание, сшивание скобами и тому подобное. В качестве другого примера, если контактные элементы 24 включают в себя множество эластомерных элементов, можно использовать такие способы, как склеивание, плотная посадка, сварка, формование и т.д.
Внутри головной части 22 закреплены подвижная опора контактных элементов или подвижный держатель 26 контактных элементов, поддерживающие второе множество контактных элементов 28. Второе множество контактных элементов 28 может быть установлено на подвижном держателе 26 контактных элементов с помощью любого подходящего способа, как описано выше в отношении первого множества контактных элементов 24. Подвижный держатель 26 контактных элементов может быть закреплен внутри головной части 22 так, чтобы он был способен поворачиваться вокруг продольной оси 14 в ответ на подходящее приводное движение от секции рукоятки.
Первое множество контактных элементов 24 может иметь первую высоту, а второе множество контактных элементов 28 может иметь вторую высоту, иную, чем первая высота. Помимо этого концы первого и второго множеств контактных элементов 24 и 28 могут иметь оконтуренные, скругленные или иначе сформированные окончания. Среди первого множества контактных элементов 24 и второго множества контактных элементов 28 контактные элементы или пучки щетинок (в вариантах осуществления, где контактные элементы содержат множество щетинок) могут также иметь различные высоты и различные контуры окончания щетинок в различных местоположениях головной части 22, например от передней к задней части и (или) от центра к краю.
Первое множество контактных элементов 24 может быть размещено в поперечных относительно оси 14 рядах. Аналогично, второе множество контактных элементов 28 может быть размещено в поперечных относительно оси 14 рядах. В некоторых вариантах осуществления поперечные ряды могут чередоваться с рядами первого множества контактных элементов 24 и рядами второго множества контактных элементов 28. В некоторых вариантах осуществления множество рядов первого множества контактных элементов могут быть разделены рядом или множеством рядов второго множества контактных элементов 28 и наоборот, или ряды могут перемежаться либо быть устроены фактически любым образом.
Как показано на Фиг.3, в некоторых вариантах осуществления головная часть 22 может включать в себя первую опорную поверхность 30, которая занимает желобок, углубление, щель или другую подходящую форму 32, образованную в подвижном держателе 26 контактных элементов. Как показано, в некоторых вариантах осуществления желобок, углубление, щель или другая подходящая форма 32 могут быть расположены между вторым множеством контактных элементов 28 и третьим множеством контактных элементов 46.
Приводной вал 38 может сцепляться с подвижным держателем 26 контактных элементов так, что движение приводного вала 38 может передаваться подвижному держателю 26 контактных элементов. Приводной вал 38 может поддерживаться внутри установочной трубки 12 на заднем конце 40 головной части 22. Приводной вал 38 может быть присоединен к держателю 26 контактных элементов посредством любых подходящих средств. Например, как показано, приводной вал 38 может присоединяться к подвижному держателю 26 контактных элементов посредством приводного штыря 36. В еще одном примере приводной вал 38 может быть присоединен к подвижному держателю 26 контактных элементов клеем, химически, механически, электрически, к примеру, магнитным сцеплением, или любой комбинацией этого. В некоторых вариантах осуществления приводной штырь 36 может вставляться в подвижный держатель 26 контактных элементов и (или) приводной вал 38 посредством соответствующих отверстий в подвижном держателе 26 контактных элементов и (или) приводном вале 38.
Как показано на Фиг.4, подвижный держатель 26 контактных элементов (показанный на Фиг.1-3) может иметь плотную посадку на головную часть 22 посредством отверстия 42. Отверстие 42 может затем быть закрыто корпусной деталью с плотной посадкой (не показано).
В варианте осуществления, показанном на Фиг.1-3, подвижный держатель 26 контактных элементов может включать в себя удлиненную часть 44, несущую на себе третье множество контактных элементов 46. Удлиненная часть 44 может быть закреплена, чтобы обеспечить по меньшей мере одну степень свободы движения относительно головной части 22. Например, удлиненная часть 44 может быть закреплена для поворота относительно головной части 22. При этом, третье множество контактных элементов 46 может перемещаться при чистящем движении относительно первого множества контактных элементов 24 и (или) второго множества контактных элементов 28. Например, удлиненная часть 44 может присоединяться к подвижному держателю 26 щетинок так, что третье множество контактных элементов 46 движется аналогично второму множеству контактных элементов 28.
В других вариантах осуществления чистящая головная часть 22 включает в себя удлиненную часть 44 и третье множество контактных элементов 46. В таких вариантах осуществления третье множество контактных элементов 46 может быть неподвижным относительно чистящей головной части 22.
Возвращаясь к Фиг.3, в некоторых вариантах осуществления соединение между удлиненной частью 44 и подвижным держателем 26 контактных элементов может быть направлено так, что удлиненная часть 44 перемещается с подвижным держателем 26 контактных элементов. Однако в некоторых вариантах осуществления удлиненная часть 44 может прямо присоединяться к приводному штырю 38 посредством кулачкового механизма, рычажного механизма или иначе, и (или) к подвижному держателю 26 контактных элементов либо иным образом, так что удлиненная часть 44 имеет чистящее движение, отдельное от чистящего движения подвижного держателя 26 контактных элементов и второго множества контактных элементов 28.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.1-3, подвижный держатель 26 контактных элементов может колебаться вдоль оси 14, тем самым заставляя второе множество контактных элементов 28 и (или) третье множество контактных элементов 46 аналогично колебаться вдоль оси 14. Движение подвижного держателя 26 контактных элементов может заставить второе множество контактных элементов 28 и (или) третье множество контактных элементов 46 колебаться назад и вперед под углом, чтобы обеспечить чистящее действие, практически аналогичное чистящему действию рукой вверх-вниз.
Величина движения под углом, как и скорость, проявляемые подвижным держателем 26 контактных элементов и вторым множеством контактных элементов 28 и (или) третьим множеством контактных элементов 46, может оказывать влияние на эффективность чистящего действия. В общем, выгодным считается угол колебания в пределах 40-60 градусов. Например, в некоторых вариантах осуществления подвижный держатель 26 контактных элементов может двигаться под углом примерно 44 градуса, то есть +/-22 градуса относительно головной части 22. Другой пример включает в себя угол 55 градусов. Однако может использоваться любой подходящий угол. Например, могут использоваться другие углы, больше чем 55 градусов или меньше чем 44 градуса.
В некоторых вариантах осуществления подвижный держатель 26 контактных элементов может двигаться под углом от примерно 10 до примерно 90 градусов, или любого индивидуального числа в этих пределах. В некоторых вариантах осуществления подвижный держатель 26 контактных элементов может двигаться под углом больше чем примерно 10 градусов, больше чем примерно 12 градусов, больше чем примерно 15 градусов, больше чем примерно 18 градусов, больше чем примерно 20 градусов, больше чем примерно 22,5 градуса, больше чем примерно 25 градусов, больше чем примерно 30 градусов, больше чем примерно 35 градусов, больше чем примерно 40 градусов, больше чем примерно 45 градусов, больше чем примерно 50 градусов, больше чем примерно 55, больше чем примерно 60 градусов, больше чем примерно 65 градусов, больше чем примерно 70 градусов, больше чем примерно 75 градусов, больше чем примерно 80 градусов, больше чем примерно 85 градусов и (или) меньше чем примерно 90 градусов, меньше чем примерно 85 градусов, меньше чем примерно 80 градусов, меньше чем примерно 75 градусов, меньше чем примерно 70 градусов, меньше чем примерно 65 градусов, меньше чем примерно 60 градусов, меньше чем примерно 55 градусов, меньше чем примерно 50 градусов, меньше чем примерно 45 градусов, меньше чем примерно 40 градусов, меньше чем примерно 35 градусов, меньше чем примерно 30 градусов, меньше чем примерно 25 градусов, меньше чем примерно 22, 45 градуса, меньше чем примерно 20 градусов, меньше чем примерно 18 градусов, меньше чем примерно 15 градусов, меньше чем примерно 12 градусов, или меньше чем примерно 10 градусов.
Как указано выше, скорость, с которой подвижный держатель 26 контактных элементов и второе множество контактных элементов 26 и (или) третье множество контактных элементов 46 движутся в своем угловом перемещении, может также оказывать влияние на эффективность чистящего действия. Например, скорость примерно 75 Гц может обеспечить достаточную очистку, когда подвижный держатель 26 контактных элементов движется под углом примерно 44 градуса. В общем, когда подвижный держатель 26 контактных элементов движется под меньшим углом, скорость, с которой подвижный держатель 26 контактных элементов движется под этим углом, может увеличиваться для поддержания чистящего действия.
Подвижный держатель 26 контактных элементов может двигаться под своим соответствующим углом со скоростью, находящейся в диапазоне от примерно 30 Гц до примерно 130 Гц, или равной любому индивидуальному числу в этих пределах. В некоторых вариантах осуществления подвижный держатель 26 контактных элементов может двигаться под своим соответствующим углом со скоростью больше чем примерно 30 Гц, больше чем примерно 40 Гц, больше чем примерно 50 Гц, больше чем примерно 60 Гц, больше чем примерно 70 Гц, больше чем примерно 80 Гц, больше чем примерно 90 Гц, больше чем примерно 100 Гц, больше чем примерно 110 Гц, больше чем примерно 120 Гц и (или) меньше чем примерно 130 Гц, меньше чем примерно 120 Гц, меньше чем примерно 110 Гц, меньше чем примерно 100 Гц, меньше чем примерно 90 Гц, меньше чем примерно 80 Гц, меньше чем примерно 70 Гц, меньше чем примерно 60 Гц, меньше чем примерно 50 Гц, или меньше чем примерно 40 Гц.
Преимущественно за счет движения второго множества контактных элементов 28 и (или) движения третьего множества контактных элементов 46 и приданного рукой чистящего движения всей головной части 22 пользователь может испытывать усиленное и эффективное чистящее действие. Далее, вместо пользовательской ручной манипуляции зубной щеткой, включающей в себя чистящую секцию 10, уводящей от приводного чистящего действия и нарушающей его, два действия могут комбинироваться для обеспечения усиленного чистящего эффекта. Кроме того, когда секция рукоятки освобождается, а тем самым электропривод становится неработающим, чистящая секция 10 может легко использоваться таким же образом, как ручная зубная щетка для чистящего действия.
В некоторых вариантах осуществления чистящая секция 10 может содержать передатчик, а секция рукоятки может содержать детектор или считывающее устройство, как описано в публикациях заявок на патент США №2004/0255409 и 2003/0101526. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи информации о чистящей секции 10 на детектор или считывающее устройство. Считывающее устройство или детектор могут осуществлять сигнальное сообщение с контроллером, который может быть выполнен с возможностью управления скоростью двигателя и (или) углового движения вала двигателя. Основная структура контроллера, считывающего устройства, детектора и (или) передатчика является общеизвестной.
Скоростью двигателя, так же как углом, на который смещается колеблющийся вал, можно управлять любым подходящим способом. Например, одним из средств изменения скорости двигателя является увеличение или уменьшение напряжения на двигателе. Как правило, увеличение напряжения увеличит скорость двигателя, в то время как уменьшение напряжения уменьшит скорость двигателя. Такие механизмы для изменения напряжения, поданного на двигатели, являются общеизвестными. В качестве другого примера скорость двигателя может изменяться посредством трансмиссии.
Фиг.11А и 11В иллюстрируют один вариант осуществления трансмиссии. Трансмиссия 1500 может содержать приводную систему 1501. Приводная система 1501 может содержать двигатель 1100 с валом 1102. Вал 1102 может быть функционально связан с первым приводным механизмом 1126 и (или) вторым приводным механизмом 1116. В первой конфигурации зубцы первого приводного механизма 1126 могут входить в зацепление с зубцами от множества планетарных механизмов 1120, 1122 и (или) 1124. Во второй конфигурации зубцы второго приводного механизма 1116 могут входить в зацепление с зубцами от множества планетарных механизмов 1110, 1112 и (или) 1114.
Как показано, первый приводной механизм 1126 и (или) второй приводной механизм 1116, так же как их соответствующие планетарные механизмы, могут быть расположены на картере 1106 шестерни. Планетарные механизмы могут быть связаны с картером 1106 шестерни с возможностью поворота.
Кольцевое зубчатое колесо 1130 может включать в себя дополнительные зубцы к зубцам планетарных механизмов. Кроме того, зубцы кольцевого зубчатого колеса 1130 могут входить в зацепление с зубцами планетарных механизмов. В некоторых вариантах осуществления выходной вал 1136 может быть функционально связан с кольцевым зубчатым колесом 1130. В таких вариантах осуществления кольцевое зубчатое колесо 1130 может приводиться в движение на различных скоростях в зависимости от размера передачи приводного механизма и его соответствующих планетарных механизмов. Например, как показано, первый приводной механизм 1126 может иметь меньший диаметр, чем второй приводной механизм 1116. В этой связи соответствующие планетарные механизмы, например 1120, 1122 и (или) 1124, могут иметь более крупные диаметры, чем первый приводной механизм 1126. Итак, в первой конфигурации, для заданной скорости вращения двигательного вала 1102 кольцевое зубчатое колесо 1130 может иметь скорость вращения, которая меньше, чем скорость вращения двигательного вала 1102. Напротив, во второй конфигурации, для заданной скорости вращения двигательного вала 1102 кольцевое зубчатое колесо 1130 может иметь скорость вращения, которая больше скорости вращения двигательного вала 1102. Во второй конфигурации второй приводной механизм 1116 может иметь диаметр, который больше диаметра его соответствующих планетарных механизмов, например 1110, 1112 и (или) 1114. Выбор первого приводного механизма 1126 и (или) второго приводного механизма 1116 может производиться посредством системы сцепления или любых других подходящих средств.
В некоторых вариантах осуществления первый приводной механизм 1126 и (или) второй приводной механизм 1116 может быть функционально связан с выходным валом 1136. В таких вариантах осуществления кольцевое зубатое колесо 1130 может приводиться в движение выходным валом 1102, в то время как картер 1106 шестерни остается неподвижным. Альтернативно, картер 1106 шестерни может приводиться в движение валом 1102, в то время как кольцевое зубчатое колесо 1130 остается неподвижным.
Дополнительно, как изложено ранее, угол может быть изменен любым подходящим способом. Например, как показано на Фиг.12А и 12В, трансмиссия 1500 может дополнительно включать в себя выходную систему 1502. Предполагаются варианты осуществления, где устройства по настоящему изобретению включают в себя приводную систему 1501 и (или) выходную систему 1502.
Как показано на Фиг.12А и 12 В, выходная система 1502 может включать в себя вал 1202, первую ведущую передачу 1240, первую ведомую передачу 1260, вторую ведущую передачу 1250, вторую ведомую передачу 1270 и выходной вал 1236. Вал 1202 может быть функционально связан с двигателем так, что вал 1202 приводится в движение двигателем. Первое ведущее звено 1240 и второе ведущее звено 1250 могут быть связаны с валом 1202 так, что первое ведущее звено 1240 и второе ведущее звено 1250 способны вращаться относительно вала 1202.
В некоторых вариантах осуществления первое ведущее звено 1240 может быть шарнирно связано с первым ведомым звеном 1260 посредством стержня 1238. Точно так же в некоторых вариантах осуществления второе ведущее звено 1250 может быть шарнирно связано со вторым ведомым звеном 1270 посредством стержня.
Первое ведомое звено 1260 содержит по меньшей мере один элемент 1262 зацепления, который способен зацепляться с первым принимающим элементом 1264. Как показано, элемент 1262 зацепления может содержать зубец, а принимающий элемент 1264 может содержать площадку с выемкой для приема зубца элемента 1262 зацепления. Принимающий элемент 1264 может быть закреплен на выходном валу 1236 так, что вращательное движение, переданное принимающему элементу 1264, может тем самым передаваться выходному валу 1236.
Точно так же второе ведомое звено 1270 может содержать по меньшей мере один элемент 1272 зацепления, который способен зацепляться со вторым принимающим элементом 1274. По меньшей мере один элемент 1272 зацепления второго ведомого звена 1270 и второго принимающего элемента 1274 могут быть выполнены, как описано выше в отношении элемента 1262 зацепления и принимающего элемента 1264. Второй принимающий элемент 1274 может быть закреплен на выходном валу 1236 так, что вращательное движение, переданное второму принимающему элементу 1274, может передаваться выходному валу 1236.
Первое ведущее звено 1240 и первое ведомое звено 1260 могут иметь различные длины с целью передачи конкретного углового смещения выходному валу 1236. В некоторых вариантах осуществления первое ведущее звено 1240 и первое ведомое звено 1260 могут иметь равные длины. Второе ведущее звено 1250 и второе ведомое звено 1270 могут быть сконфигурированы аналогично. Анализ относительных длин передач для достижения конкретного смещения основан на принципах, которые являются, как правило, общеизвестными, - например, анализ шарнирного четырехугольника.
Как показано на Фиг.12А, когда первый элемент 1262 зацепления входит в зацепление с первым принимающим элементом 1264, выходной вал 1236 может иметь первое угловое смещение. Первое угловое смещение может быть аналогично угловому смещению, описанному ранее в настоящем описании. В этой конфигурации второй элемент 1272 зацепления может быть выведен из зацепления со вторым принимающим элементом 1274.
Как показано на Фиг.12В, когда второй элемент 1272 зацепления входит в зацепление со вторым принимающим элементом 1274, выходной вал 1236 может иметь второе угловое смещение. Второе угловое смещение может быть аналогично угловому смещению, описанному ранее в настоящем описании. Однако первое угловое смещение может отличаться от второго углового смещения. Например, первое угловое смещение может быть больше, чем второе угловое смещение. В качестве другого примера, первое угловое смещение может быть меньше, чем второе угловое смещение.
На Фиг.5-6 показан другой вариант осуществления чистящей секции 110. Элементы чистящей секции 110, подобные таким же элементам чистящей секции 10, обозначены с помощью ссылочных позиций, увеличенных на 100. Чистящая секция 110 включает в себя установочную трубку 112, проходящую вдоль оси 114. На первом конце (не показано) установочная трубка 112 приспособлена для плотной посадки на секцию рукоятки способом, предотвращающим относительный поворот, как обсуждалось ранее в отношении установочной трубки 12.
На втором конце 120 чистящая секция 110 включает в себя чистящую головную часть 122. Чистящая головная часть 122 несет на себе первое множество контактных элементов 124, которые установлены на головной части 122 так, чтобы быть закрепленными, т.е. неподвижными относительно головной части 122. Может использоваться любой подходящий способ установки первого множества контактных элементов 124 на головной части 122, как способы, обсужденные в настоящем описании ранее в отношении первого множества контактных элементов 24. Подвижная опора контактных элементов или подвижный держатель 126 контактных элементов, несущие второе множество контактных элементов 128, закреплены внутри головной части 122. Второе множество контактных элементов 128 может быть установлено на подвижном держателе 126 контактных элементов с помощью любого подходящего способа, такого как обсужденные ранее в настоящем описании в отношении второго множества контактных элементов 28. Подвижный держатель 126 контактных элементов может быть закреплен внутри головной части 122 так, что подвижный держатель 126 контактных элементов способен поворачиваться вокруг оси 114 в ответ на соответствующее приводное движение от секции рукоятки.
Первое множество контактных элементов 124 может иметь первую высоту, а второе множество контактных элементов 128 может иметь вторую высоту, иную, чем первая высота. Помимо этого, концы первого и второго множеств контактных элементов 124 и 128 могут быть оконтуренные, скругленные или иметь иным образом сформированные окончания. Среди первого множества контактных элементов 124 и второго множества контактных элементов 128 контактные элементы могут также иметь различные высоты и различные контуры окончания в других местоположениях головной части 122 от передней к задней части и от центра к краю. Первое множество контактных элементов 124 может быть размещено в поперечных относительно оси 114 рядах. Точно так же второе множество контактных элементов 128 может быть размещено в поперечных относительно оси 114 рядах.
Как показано на Фиг.6, подвижный держатель 126 контактных элементов может включать в себя множество подвижных по отдельности частей 150 держателя контактных элементов, причем каждая из них поддерживает часть второго множества контактных элементов 128. Например, каждая часть 150 держателя контактных элементов может нести отдельный поперечный ряд второго множества контактных элементов 128. Приводной вал 138 может проходить через головную часть 122 и может быть закреплен с возможностью вращения в концевом элементе 154. Приводной вал 138 может быть приспособлен для сцепления с приводным элементом в части рукоятки, для функционального присоединения к которой конфигурируют чистящую секцию 110. Каждая часть 150 подвижного держателя контактных элементов может присоединяться к приводному валу 138 так, что колебание приводного вала 138 вызывает аналогичное колебание соответствующей части 150 контактных элементов. Каждая часть 150 держателя контактных элементов может иметь плотную посадку на головную часть 122 через отверстие 142 (показано на Фиг.7) и входить в зацепление с приводным валом 138. Может быть предусмотрен корпусной элемент (не изображен), чтобы закрывать отверстие 142. Дополнительно, части 150 держателя контактных элементов могут иметь плотную посадку от передней стороны головной части 122.
Как отмечено, каждая часть 150 держателя контактного элемента может быть связана непосредственно с приводным валом 138 и тем самым иметь колебательное угловое чистящее движение. Альтернативно, по меньшей мере некоторые из частей 150 держателя контактных элементов могут быть соединены шарнирным сочленением, кулачковым механизмом или тому подобным так, чтобы часть 150 держателя контактных элементов имела чистящее движение, отдельное от вращающегося движения направляющего стержня 138, и (или) чистящее движения, отдельное от других частей 150 держателя контактного элемента.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.5-7, каждое второе множество контактных элементов 128 может быть приведено в движение для колебания назад и вперед под углом вокруг оси 114 для обеспечения чистящего действия, имитирующего чистящее действие рукой вверх-вниз. Второе множество контактных элементов 128 может перемещаться под углом примерно 44 градуса, +/-21 градуса относительно головной части 122. Однако могут использоваться другие углы, более чем 44 градуса или менее чем 44 градуса. В вариантах осуществления, описанных на Фиг.5-7, может использоваться любой подходящий угол, подобный раскрытым ранее в настоящем описании в отношении Фиг.1-4.
Аналогичным преимущественным образом чистящее движение второго множества контактных элементов 128 и приданного пользователем от руки чистящего движения головной части 122 может обеспечить усиленное и эффективное чистящее действие без ухода от приводного чистящего действия и без нарушения его. Чистящая секция 110 также легко использоваться таким же образом, как ручная зубная щетка для чистящего действия.
Отметим в отношении чистящей секции 110, что по меньшей мере некоторые из частей 150 держателя контактных элементов могут быть по отдельности присоединены к приводному валу 138 посредством рычажного механизма, кулачка или подобной структуры, чтобы иметь чистящее движение отдельно от колебательного движения приводного вала 138. Например, как показано на Фиг.8, приводной вал 138 может содержать множество кулачков 160, смещенных от оси 114 или эксцентричных относительно нее. В некоторых вариантах осуществления каждая часть 150 держателя щетинок может быть закреплена с возможностью вращения путем зацепления круглого отверстия 162 стержнем 166, сформированным на неподвижном основании 164 щетинок, множество которых, потенциально соответствующее числу рядов первого множества 124 щетинок, может быть сформировано на головной секции 122. Каждый кулачок 160 может занимать щель 168, сформированную в несущей щетинки части 150, чтобы вращение приводного вала 138 вызывало угловой поворот назад и вперед несущей щетинки части 150 и связанного с нею второго множества щетинок 128. Размещение кулачков 160 на приводном стержне 138 разрешает каждой части 150 держателя щетинок иметь отдельное вращательное движение, которое может усиливать чистящее действие головной секции 122.
Преимущественно сложного приводного движения приводного вала 138 можно избежать, так как он может быть приведен во вращение действием кулачка 160, зацепляющего несущую щетинки часть 150, чтобы обеспечить желаемое чистящее движение для второго множества щетинок 128. Например, некоторые варианты осуществления могут использовать приводной вал, который колеблется назад и вперед вокруг оси 114, чтобы достигнуть колебательного движения первого множества контактных элементов, второго множества контактных элементов и (или) третьего множества контактных элементов. В качестве еще одного примера, некоторые варианты осуществления могут использовать приводной вал, который вращается вокруг оси 114, чтобы получить колебательное движение первого множества контактных элементов, второго множества контактных элементов и (или) третьего множества контактных элементов.
Как показано на Фиг.9, предполагается альтернативное расположение частей 150 держателя щетинок, обозначенное как части 150' держателя щетинок. Как показано, каждая часть 150' держателя щетинок может быть закреплена с возможностью вращения на стержне 166. Однако вместо того, чтобы быть сформированной с круглым отверстием 162 (показано на Фиг.8), часть 150' держателя щетинок может быть сформирована со щелью 162', которая зацепляет стержень 166. Помимо этого, щель 168 (показана на Фиг.8) может быть сформирована как круглое отверстие 168', в пределах которого кулачок 160 вращается при вращении приводного вала 138. Вращение приводного вала 138 служит причиной углового поворота назад и вперед части 150' держателя щетинок и связанного с нею второго множества щетинок 128. Дополнительно, части 150' держателя щетинок могут быть приведены в движение линейно вдоль щели 162' относительно оси 114. Это размещение частей 150' держателя щетинок разрешает каждой части 150' держателя щетинок иметь вращательное и поступательное движения, которые могут усиливать чистящее действие головной секции 122. Кроме того, размещение кулачков 160 на приводном вале 138 может позволить каждой индивидуальной части 150' держателя щетинок иметь движение, отдельное и отличное от каждой другой части 150' держателя щетинок. Результирующее относительно сложное чистящее движение может быть передано второму множеству щетинок 128 без сложного приводного движения приводного вала 138, который может быть приведен во вращение.
Фиг.10 иллюстрирует еще одно альтернативное размещение частей 150 держателя щетинок, обозначенных как части 150" держателя щетинок. Каждая часть 150" держателя щетинок может быть сформирована с дугообразной щелью 162", которая входит в зацепление с соответствующим стержнем 166, сформированным на неподвижном носителе щетины. Приводной вал 138 может включать в себя эксцентриковые кулачки, чтобы вращение приводного вала 138 могло обеспечить вращательное и поступательное движения частей 150" держателя щетинок посредством зацепления приводного вала 138 с соответствующими частями 150" держателя щетинок. Помимо этого, данное размещение может обеспечить отдельное и различное вращательное и поступательное движение для каждой части 150" держателя щетинок без сложного приводного движения приводного вала 138.
Как описано, различные размещения части держателя щетинок, к примеру, 150, 150' и 150" и т.д., обеспечивают относительно сложные вращательное и поступательное чистящие движения для передачи второму множеству щетинок 128. Это может быть достигнуто простым вращательным движением приводного вала 138, делающего чистящие секции 110, включающие в себя эти конфигурации, легко приспосабливаемыми к существующим конструкциям секции рукоятки, которые могут обеспечить только вращательный выход приводного вала.
Первое множество контактных элементов 24, второе множество контактных элементов 28 и (или) третье множество контактных элементов 46 по настоящему изобретению могут содержать широкое разнообразие материалов и могут иметь несколько различных конфигураций. Можно использовать любой подходящий материал и (или) любую подходящую конфигурацию.
Например, в некоторых вариантах осуществления первое множество контактных элементов 24, второе множество контактных элементов 28 и (или) третье множество контактных элементов 46 могут содержать пучки. Пучки могут содержать множество индивидуальных нитей, которые надежно прикреплены к носителю чистящих элементов. Такие нити могут быть полимерными и могут включать в себя полиамид или полиэфир. Размеры в продольном и поперечном сечении нитей по изобретению и профиль концов нитей могут изменяться. Помимо того, жесткость, упругость и форма концов нитей могут изменяться. Некоторые примеры подходящих размеров включают в себя длину от примерно 3 см до примерно 6 см, или любое индивидуальное число в этих пределах. Дополнительно, нити могут включать в себя практически равномерный размер в поперечном сечении от примерно 100 до примерно 350 мкм или любое индивидуальное число в этих пределах. Концы нитей могут быть любой подходящей формы, примеры которой включают в себя гладкий кончик, скругленный кончик, острый кончик. В некоторых вариантах осуществления нити могут включать в себя краситель, который указывает изнашивание нитей, как описано в патенте США №4.802.255. Другие подходящие примеры нитей описаны в патенте США №6.018.840. В некоторых вариантах осуществления области чистящих элементов могут содержать ребра, как описано в патенте США №6.553.604, опубликованных заявках на патент США №2004/0177462, 2005/0235439 и 2005/0060822. В некоторых вариантах осуществления области чистящих элементов могут содержать комбинацию ребер и пучков.
Дополнительно, по меньшей мере часть первого множества контактных элементов 24, второго множества контактных элементов 28 и (или) третьего множества контактных элементов 46 может быть присоединена к носителю чистящего элемента под углом. Такие ориентации описаны в патенте США №6.308.367. Кроме того, может использоваться любой подходящий способ для крепления первого множества контактных элементов 24, второго множества контактных элементов 26 и (или) третьего множества контактных элементов 46 к их соответствующим структурам.
Предполагаются варианты осуществления, где установочную трубку 12, 112 (показана на Фиг.1-3 и 5-9, соответственно) наклонена по отношению к секции рукоятки. В таких вариантах осуществления может быть предусмотрен приводной вал по настоящему изобретению из отдельных частей, благодаря чему приспосабливают угол установочной трубки 12, 112. Например, приводной вал может включать в себя один или несколько карданных шарниров. В качестве еще одного примера, приводной вал может быть сконструирован из деформируемого материала. Некоторые примеры подходящих материалов для конструирования приводного вала включают в себя алюминий, пружинную сталь, пластики, к примеру, делрин, нейлон, полипропилен, и (или) их комбинации.
Размеры и значения, раскрытые здесь, не следует понимать как строго ограничиваемые изложенными точными числовыми значениями. Вместо этого, если не указано иное, каждый такой размер предназначен для обозначения как изложенного значения, так и функционально эквивалентного диапазона, окружающего это значение. Например, размер, раскрытый как «40 мм», предназначен обозначать «примерно 40 мм».
Все документы, процитированные в подробном описании изобретения, в соответствующей части включены сюда посредством ссылки; цитирование любого документа не следует рассматривать как допущение того, что он является предшествующим уровнем техники по отношению к настоящему изобретению. В тех случаях, когда любое значение или определение термина в настоящем документе входит в противоречие с любым значением или определением термина в документе, включенном посредством ссылки, значение или определение, присвоенное термину в настоящем письменном документе, будет определяющим.
Хотя проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, для специалиста будет очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отхода от сущности и объема изобретения. Поэтому оно предназначено для охвата в приложенной формуле изобретения всех таких изменений и модификаций, которые находятся в объеме настоящего изобретения.
Приведенный текст излагает общее описание нескольких различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Описание следует рассматривать только как иллюстративное, и оно не описывает каждый возможный вариант осуществления, поскольку описание каждого возможного вариантами осуществления было бы непрактичным, если не невозможным, и будет понятно, что любой признак, характеристика, составная часть, композиция, компонент, продукт, стадия или принцип, описанные в настоящем описании, могут быть объединены с или заменены полностью или частично, любым другим признаком, характеристикой, составной частью, композицией, составляющим продуктом, стадией или принципом, описанными в настоящем описании. Многочисленные альтернативные варианты осуществления могут быть воплощены с помощью либо современной технологии, либо технологии, развитой после даты подачи настоящего патента, что все же будет находиться в объеме формулы изобретения.