УСТРОЙСТВО ДЛЯ УХОДА ЗА ПОЛОСТЬЮ РТА, ИМЕЮЩЕЕ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ТАКОГО УСТРОЙСТВА
ORAL CARE DEVICE WITH PRESSURE SENSOR AND METHOD OF IMPLEMENTING SUCH DEVICE

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ежедневная чистка зубов уже давно считается наиболее эффективным способом недопущения накопления бактерий на зубах и деснах человека. Хотя в целом чистка зубов эффективна для очистки поверхностей зубов, ее эффективность в значительной степени снижается, если сила, прилагаемая при чистке, является недостаточной. Кроме того, интенсивная чистка зубов с чрезмерной силой может вызвать повреждение зубов и/или тканей десны пользователя. Таким образом, во время сеанса ухода за полостью рта пользователь может хотеть получать предупреждение о том, что он чистит свои зубы слишком сильно.
Известны зубные щетки с датчиками давления различных типов. Однако, известные зубные щетки, имеющие датчики давления, являются неэффективными по нескольким причинам. Например, для некоторых известных зубных щеток, имеющих датчики давления, необходима увеличенная ручка для вмещения электрической схемы, требующейся для предупреждения пользователя при приложении чрезмерного давления при чистке. Другие зубные щетки, имеющие датчики давления, требуют установки дополнительных громоздких конструкций в головку зубной щетки для приведения в действие датчика давления. Эти известные зубные щетки, имеющие устройства с датчиком давления, могут быть дороги в изготовлении и неудобны в использовании.
Таким образом, существует необходимость в зубной щетке, имеющей упрощенный механизм датчика давления, который легко предупреждает пользователя, что пользователь чистит зубы, прикладывая чрезмерное давление.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обеспечивается устройство для ухода за полостью рта, например зубная щетка, содержащая датчик давления и индикатор. Индикатор приводится в действие, когда давление, прилагаемое к датчику давления, превышает заданное пороговое значение.
В одном варианте осуществления изобретение может представлять собой зубную щетку, содержащую: корпус, содержащий ручку и головной участок, вдавленность, образованную в передней поверхности головного участка; чистящий блок, содержащий: пластину головки; множество чистящих зубы элементов, при этом каждый из множества чистящих зубы элементов содержит чистящий участок, отходящий от передней поверхности пластины головки, и основной участок, отходящий от задней поверхности пластины головки; при этом основные участки множества чистящих зубы элементов сплавлены вместе с образованием сплавленной подложки вблизи задней поверхности пластины головки; причем пластина головки блока чистящего элемента расположена во вдавленности и соединена с головным участком; датчик давления вблизи задней поверхности сплавленной подложки, так что давление, приложенное к чистящим участкам множества чистящих зубы элементов, передается датчику давления; и индикатор, функционально соединенный с датчиком давления, для генерирования воспринимаемого пользователем сигнала, когда датчик давления воспринимает давление, превышающее заданное пороговое значение.
В другом варианте осуществления изобретение может представлять собой зубную щетку, содержащую: ручку; головку; множество чистящих зубы элементов, установленных на переденй поверхности головки и отходящих от передней поверхности головки; печатную плату, расположенную в головке, при этом печатная плата имеет переднюю поверхность и заднюю поверхность; чувствительный к давлению переключатель, прикрепленный к передней поверхности печатной платы, при этом давление, приложенное ко множеству чистящих зубы элементов, передается чувствительному к давлению переключателю; и источник света, прикрепленный к задней поверхности печатной платы, при этом источник света загорается, когда чувствительный к давлению переключатель замыкается в ответ на передаваемое ему давление, превышающее заданное пороговое значение.
В еще одном варианте осуществления изобретение может представлять собой способ выполнения зубной щетки, содержащий этапы, на которых: a) образуют корпус, содержащий ручку и головной участок, при этом в передней поверхности головного участка образована вдавленность; b) функционально соединяют источник света с задней поверхностью печатной платы, а чувствительный к давлению переключатель - с передней поверхностью печатной платы, тем самым образуя блок печатной платы; c) располагают блок печатной платы во вдавленности; d) соединяют заранее образованный блок чистящих элементов с головным участком для закрытия переднего проема вдавленности так, что чувствительный к давлению переключатель воспринимает давление, приложенное ко множеству чистящих зубы элементов заранее образованного блока чистящих элементов, для включения источника света.
В еще одном варианте осуществления изобретение может представлять собой зубную щетку, содержащую: ручку; головку; множество чистящих зубы элементов, установленных на передней поверхности головки и отходящих от передней поверхности головки; печатную плату, расположенную в головке, при этом печатная плата имеет переднюю поверхность и заднюю поверхность; датчик давления, функционально соединенный с передней поверхностью печатной платы, при этом давление, приложенное ко множеству чистящих зубы элементов, передается датчику давления; и источник света, прикрепленный к задней поверхности печатной платы, при этом источник света загорается, когда датчик давления испытывает давление, превышающее заданное пороговое значение.
В дополнительном варианте осуществления изобретение может представлять собой способ выполнения зубной щетки, содержащий этапы, на которых: a) образуют корпус, содержащий ручку и головной участок, и b) располагают печатную плату, имеющую датчик давления, прикрепленный к передней поверхности печатной платы, и источник света, прикрепленный к задней поверхности печатной платы, в головном участке.
Дополнительные области применения настоящего изобретения станут очевидны из приведенного в настоящем документе подробного описания. Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более полно понятно из подробного описания и сопроводительных чертежей, на которых:
Фиг. 1 - вид в продольном разрезе устройства для ухода за полостью рта согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - покомпонентное изображение головки устройства для ухода за полостью рта, изображенного на фиг. 1;
Фиг. 3 - увеличенное изображение области III, представленной на фиг. 1;
Фиг. 4A - увеличенное изображение области IV, приведенной на фиг. 3, при этом давление не прикладывается к чистящим участкам чистящих зубы элементов и чувствительный к давлению переключатель находится в разомкнутом положении;
Фиг. 4B - увеличенное изображение фиг. 4A, при этом давление прикладывается к чистящим участкам чистящих зубы элементов и чувствительный к давлению переключатель находится в замкнутом положении; и
Фиг. 5 - вид сзади в перспективе головки устройства для ухода за полостью рта, изображенного на фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее описание предпочтительного варианта(ов) осуществления является по сути просто примером и никоим образом не ограничивает изобретение, его применение, или использование.
Описание иллюстративных вариантов осуществления согласно принципам настоящего изобретения предназначено для прочтения совместно с сопроводительными чертежами, которые рассматриваются как часть всего описания. В описании примерных вариантов осуществления изобретения, раскрытых в настоящем документе, любая ссылка на направление или ориентацию просто предназначена для удобства описания и не предназначена каким-либо образом ограничивать объем настоящего изобретения. Относительные термины, например, "нижний", "верхний", "горизонтальный", "вертикальный", "над", "под", "вверх", "вниз", "верх" и "низ", а также их производные (например, "горизонтально", "вниз", "вверх" и т.д.) следует истолковывать в отношении ориентации так, как описано в дальнейшем или как показано на рассматриваемом чертеже. Эти относительные термины предназначены исключительно для удобства и не требуют, чтобы устройство было сконструировано или функционировало в определенной ориентации, если иное не указано явным образом. Такие термины, как "прикрепленный", "присоединенный", "соединенный", "связанный", "взаимосвязанный" и подобные, относятся к взаимоотношению, в котором структурные элементы фиксированы или прикреплены друг к другу либо непосредственно, либо опосредованно через промежуточные структурные элементы, а также к подвижным или жестким соединениям или взаимоотношениям, если иное не описано явным образом. Кроме того, признаки и преимущества изобретения описаны со ссылкой на примерные варианты осуществления. Соответственно, изобретение явным образом не должно ограничиваться такими примерными вариантами осуществления, иллюстрирующими некоторые возможные неограничивающие сочетания признаков, которые могут быть реализованы отдельно или вместе с другими сочетаниями признаков; объем изобретения определяется прилагаемой формулой.
На фиг. 1-3 совместно проиллюстрировано устройство 100 для ухода за полостью рта согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя устройство 100 для ухода за полостью рта приведено в качестве примера в виде зубной щетки, в других вариантах осуществления устройство для ухода за полостью рта может принимать вид устройства для чистки мягких тканей, ирригатора, устройства для межзубных промежутков, скребка для бляшки, электрической зубной щетки или другого устройства с ручкой, предназначенного для ухода за полостью рта. Также следует понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления и что могут быть изготовлены структурные и функциональные модификации без отступления от объема настоящего изобретения.
Устройство 100 для ухода за полостью рта содержит ручку 110 и головку 120. Ручка 110 обеспечивает пользователю механизм, посредством которого он может легко захватывать устройство 100 для ухода за полостью рта и манипулировать им. Головка 120 соединяется с дистальным концом 111 ручки 110 и включает в себя множество отходящих от нее чистящих зубы элементов 130, которые проиллюстрированы в общем виде. Устройство 100 для ухода за полостью рта проходит от проксимального конца 101 (который является также проксимальным концом ручки 110) до дистального конца 102 вдоль продольной оси A-A (проиллюстрировано на фиг. 2). По существу, продольная ось A-A представляет собой реперную линию, которая в целом коэкстенсивна трехмерной осевой линии ручки 110 и головки 120. Поскольку в некоторых вариантах осуществления ручка 110 является непрямолинейной конструкцией, в таких вариантах осуществления продольная ось A-A для устройства 100 для ухода за полостью рта также является непрямолинейной. Однако в некоторых других вариантах осуществления устройство 100 для ухода за полостью рта имеет прямолинейную конструкцию и, таким образом, имеет по существу прямолинейную продольную ось A-A.
Устройство 100 для ухода за полостью рта содержит корпус 150, который является основным конструкционным компонентом устройства 100 для ухода за полостью рта, с которым соединены или в который помещены дополнительные компоненты. Корпус 150 в целом содержит головной участок 151 и ручку 152. Головной участок 151 корпуса 150 служит в качестве конструкционного основания для головки 120 устройства 100 для ухода за полостью рта, а ручка 152 корпуса 150 служит в качестве конструкционного основания для ручки 110 устройства 100 для ухода за полостью рта. В одном варианте осуществления корпус 150 выполнен из жесткого материала, например твердого пластика. Подходящие пластики включают в себя, без ограничений, полиэтилен, полипропилен (PP), полиамид, полиэстер, целлюлозный полимер, SAN, акриловый полимер, ABS или любые другие общеизвестные термопластики, используемые при изготовлении зубной щетки.
Головной участок 151 соединен с ручкой 152 на ее дистальном конце 111 (который также является дистальным концом 111 ручки 110). В одном варианте осуществления головной участок 151 и ручка 152 корпуса 150 выполнены как единая конструкция с использованием процесса литьевого формования. В других вариантах осуществления, однако, ручка 152 и головной участок 151 корпуса 150 могут быть образованы как отдельные компоненты, которые соединяются вместе на более поздней стадии процесса изготовления посредством подходящего способа, известного из уровня техники, включающего в себя, без ограничений, термосварку, звуковую сварку, плотную посадку, соединительную втулку, адгезию или фиксаторы. То, выполнены ли головной участок 151 и ручка 152 как единый целостный компонент или как блок из множества частей (включая способы соединения), не ограничивает настоящего изобретения во всех вариантах осуществления, если иное специально не указано в формуле. Кроме того, для создания корпуса 150 (включающего в себя ручку 151 и/или головной участок 153) вместо или в дополнение к литьевому формованию могут использоваться другие способы изготовления, например фрезерование и/или механическая обработка.
Головной участок 151 устройства 100 для ухода за полостью рта содержит переднюю поверхность 121 и противоположную заднюю поверхность 122. Множество чистящих зубы элементов 130 отходят наружу от передней поверхности 121 головного участка 151. В некоторых вариантах осуществления множество чистящих зубы элементов 130 могут быть установлены на передней поверхности 121 головки 120 и отходить от нее. Корпус 150 устройства 100 для ухода за полостью рта содержит вдавленность 154, образованную в передней поверхности 121 головного участка 151. В приведенном в качестве примера варианте осуществления вдавленность 154 образует сквозное отверстие 155 в головном участке 151 корпуса 150. Однако в некоторых других вариантах осуществления вдавленность 154 может не проходить полностью через головной участок 151 и может вместо этого иметь дно, разделяющее вдавленность 154 на переднюю вдавленность и заднюю вдавленность или образующее заднюю поверхность 122 головного участка 151. В таких вариантах осуществления дно может быть образовано участком пластины головного участка 151 корпуса 150.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления, в котором вдавленность 154 образует сквозное отверстие 155, сквозное отверстие 155 имеет передний проем 123 на передней поверхности 121 головного участка 151 и задний проем 124 на задней поверхности 122 головного участка 151. Благодаря наличию сквозного отверстия 155 головной участок 151 представляет собой кольцевую конструкцию. Как рассмотрено ниже, в приведенном в качестве примера варианте осуществления вдавленность 154 обеспечивается для вмещения участка чистящего блока 170, когда множество чистящих элементов 130 установлены на головной участок 151 с использованием способа безъякорной прошивки (AFT).
В приведенном в качестве примера варианте осуществления головной участок 151 содержит участок уступа 159, отходящий во вдавленность 154. В приведенном в качестве примера варианте осуществления участок уступа 159 представляет собой кольцевое расширение внутренней поверхности 157 головного участка 151, образующего вдавленность 154. Однако изобретение этим не ограничивается и участок уступа 159 может быть образован посредством расположенных напротив друг друга прямолинейных удлинений, которые отходят внутрь в направлении вдавленности 154 от внутренней поверхности 157 головного участка 151. Альтернативно, участок уступа 159 может быть образован множеством расположенных на расстоянии друг от друга удлинений, отходящих внутрь в направлении вдавленности 154 от внутренней поверхности 157 головного участка 151. Участок уступа 159 обеспечивает поверхность, на которой могут располагаться компоненты устройства 100 для ухода за полостью рта, содержащиеся в головном участке 151. Структурное расположение участка уступа 159 и компонентов устройства 100 для ухода за полостью рта, содержащихся в головном участке 151, более подробно рассмотрено ниже.
Множество чистящих зубы элементов 130 обеспечиваются на головке 120 устройства 100 для ухода за полостью рта и отходят от передней поверхности 121 головки 120. Передняя поверхность 121 и задняя поверхность 122 головки 120 могут принимать широкое разнообразие форм и контуров, никакие из которых не ограничивают настоящего изобретения. Например, передняя и задняя поверхности 121, 122 могут быть плоскими, рельефными или сочетанием этих вариантов. Передняя поверхность 121 и задняя поверхность 122 ограничены периферийной или боковой поверхностью.
Множество чистящих зубы элементов 130 отходят наружу от передней поверхности 121 головки 120 для очищающего контакта с зубами. Обычные примеры "чистящих зубы элементов" включают в себя, без ограничений, волокнистые щетинки, волоконные щетинки, нейлоновые щетинки, спиральные щетинки, каучуковые щетинки, эластомерные выступы, гибкие полимерные выступы, соэкструдированные волокна, сплющенные щетинки, гофрированные щетинки, антибактериальные щетинки и их сочетания и/или конструкции, содержащие такие материалы или сочетания. В одном варианте осуществления множество чистящих элементов 130 содержит щетиночные пучки 131. В другом варианте осуществления множество чистящих элементов 130 содержит и щетиночные пучки 131, и эластомерные элементы 132.
В некоторых вариантах осуществления изобретения множество чистящих зубы элементов 130 может соединяться с головным участком 151 корпуса 150 любым способом, известным из уровня техники. Например, для установки множества чистящих зубы элементов 130 на головной участок 151 корпуса 150 могут использоваться способы закрепления пучков при формовании (IMT) или закрепление скрепками. Альтернативно, чистящие зубы элементы 130 могут устанавливаться на блоки или секции для пучков посредством прохождения через подходящие проемы в блоках для пучков так, что основания чистящих зубы элементов 130 устанавливаются в блоке для пучков или под ним.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления множество чистящих зубы элементов 130 соединены с головным участком 151 корпуса 150 с использованием способа безъякорной прошивки AFT посредством образования чистящих зубы элементов на чистящем блоке 170. Чистящий блок 170 в целом содержит пластину 171 головки и множество соединенных с ней чистящих зубы элементов 130. При AFT пластина 171 головки (которая в некоторых вариантах осуществления может представлять собой мембрану) выполнена имеющей требуемую схему отверстий 172 для пучков. Отверстия 172 для пучков представляют собой отверстия, проходящие через пластину 171 головки от передней поверхности 173 пластины 171 головки к задней поверхности 174 пластины 171 головки. Отверстия 172 для пучков могут проходить через пластину 171 головки и имеют любую требуемую схему расположения или конфигурацию. Как рассмотрено ниже, чистящие зубы элементы 130 соединяются с пластиной 171 головки посредством вставки чистящих зубы элементов 130 в отверстия 172 для пучков.
В одном варианте осуществления пластина 171 головки может быть выполнена из одного из материалов, описанных выше для корпуса 150. В одном таком варианте осуществления пластина 171 головки выполнена из одного из жестких термопластиков, описанных выше для корпуса 150, с использованием процесса литьевого формования. Как только пластина 171 головки образована, один из щетиночных пучков 131 (или другой требуемый чистящий зубы элемент, например эластомерный элемент) вставляется в каждое из отверстий 172 для пучков. В результате вставки чистящий участок 133 каждого из щетиночных пучков 131 и эластомерных чистящих элементов 132 (то есть каждый из множества чистящих зубы элементов 130) выступает из передней поверхности 173 пластины 171 головки, а основной участок 134 каждого из щетиночных пучков 131 и эластомерных чистящих элементов 132 (то есть каждый из множества чистящих зубы элементов 130) выступает из задней поверхности 174 пластины 171 головки. Чистящие участки 133 чистящих зубы элементов 130 представляют собой участок, который контактирует с зубами пользователя при чистке, а основные участки 134 чистящих зубы элементов 130 остаются под пластиной 171 головки вне контакта с зубами пользователя при чистке. Центральный участок 135 чистящих зубы элементов 130 расположен в отверстии 172 для пучка и не выступает ни из передней, ни из задней поверхностей 173, 174 пластины 171 головки. Как более подробно описано ниже, конкретный участок чистящих зубы элементов 130 (то есть центральный участок 135), расположенный в отверстиях 172 для пучков, может меняться, поскольку чистящие зубы элементы 130 выполнены с возможностью перемещения в отверстиях 172 для пучков.
После вставки чистящих зубы элементов 130 в отверстия 172 для пучков пластины 171 головки, как описано выше, нагревательный элемент (например, пластина) приводится в контакт с основными участками 134 чистящих зубы элементов 130. Нагревательный элемент сплавляет основные участки 134 чистящих зубы элементов 130, таким образом сплавляя основные участки 134 вместе с образованием сплавленной подложки 175 (также известной в уровне техники как щетиночный расплав). Альтернативно, основные участки 134 чистящих зубы элементов 130 могут быть расплавлены посредством любого средства, применяемого для подведения тепла, например конвективный поток нагретого газа и/или облучение.
После затвердевания сплавленной подложки 175 множество чистящих зубы элементов 130 фиксируется к пластине 171 головки, так что чистящие зубы элементы 130 не могут быть выдернуты со стороны передней поверхности 173 пластины 171 головки, таким образом, образуя чистящий блок 170. В частности, сплавленная подложка 175 не допускает выдергивания множества чистящих зубы элементов 130 через отверстия 172 для пучков. Однако сплавленная подложка 175 не прикреплена или иным способом не соединена с задней поверхностью 174 пластины 171 головки, и центральные участки 135 и чистящие участки 134 чистящих зубы элементов 130 не прикреплены или не соединены иным способом с пластиной 171 головки в отверстиях 172 для пучков. Скорее, сплавленная подложка 175 не допускает выдергивания множества чистящих зубы элементов 130 через отверстия 172 для пучков, поскольку сплавленная подложка 175 образует единую массу материала, которая по существу полностью перекрывает нижнюю поверхность 174 пластины 171 головки. Таким образом, единая масса материала, образующая сплавленную подложку 175, имеет большую площадь поперечного сечения, чем каждое отдельное отверстие 172 для пучка, и, таким образом, сплавленная подложка 175 не может быть выдернута через отверстия 172 для пучков. В результате, и поскольку сплавленная подложка 175 образует участок чистящих зубы элементов 130, чистящие зубы элементы 130 аналогично не могут быть выдернуты через отверстия 172 для пучков. Разумеется, в других вариантах осуществления сплавленная подложка 175 может образовывать несколько изолированных сплавленных подложек, расположенных на расстоянии друг от друга, однако каждая из сплавленных подложек больше каждого отдельного отверстия 172 для пучка для недопущения выдергивания чистящих зубы элементов 130 через отверстия 172 для пучков. Хотя в описанном выше процессе используются пучки 131 щетинок и эластомерные чистящие элементы 132, для образования чистящего блока 170 может использоваться любой тип чистящего зубы элемента 130, как описано выше, вместо или в сочетании с щетиночными пучками 131 и эластомерными чистящими элементами 132.
Как упомянуто выше, сплавленная подложка 175 не прикреплена или не соединена иным способом с задней поверхностью 174 пластины 171 головки. В результате сплавленная подложка 175 (и, следовательно, также чистящие зубы элементы 130, выполненные единым целым со сплавленной подложкой 175) может перемещаться относительно пластины 171 головки в направлении, перпендикулярном продольной оси A-A. В частности, сплавленная подложка 175 может перемещаться в противоположных направлениях от и обратно к задней поверхности 174 пластины 171 головки в ответ на силы, приложенные к чистящим зубы элементам 130. При использовании устройства 100 для ухода за полостью рта давление, приложенное к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130 в направлении к передней поверхности 173 пластины 171 головки, вызывает перемещение сплавленной подложки 175 в направлении от задней поверхности 174 пластины 171 головки. При прекращении приложения давления к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130 сплавленная подложка 175 смещается обратно в контакт с задней поверхностью 174 пластины 171 головки. Таким образом, как более подробно описано ниже, сплавленная подложка 175 может приходить в контакт с датчиком давления при чистке для обеспечения указания пользователю, что он прикладывает слишком большую силу при чистке, а когда пользователь не чистит со слишком большой силой, датчик давления может смещать сплавленную подложку 175 обратно к задней поверхности 174 пластины 171 головки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления сплавленная подложка 175 образована так, чтобы включать в себя выступ 176, отходящий от задней поверхности 177 сплавленной подложки 175. Разумеется, в некоторых других вариантах осуществления выступ 176 может быть вообще исключен. Выступ 176 может быть образован посредством использования нагревательного элемента, имеющего форму, соответствующую требуемой форме сплавленной подложки 175 или посредством любого другого средства, например, прижатия формовочного элемента к сплавленной подложке 175 после ее нагревания. В приведенном в качестве примера варианте осуществления выступ 176 представляет собой столбчатый выступ, отходящий от задней поверхности 177 сплавленной подложки 175. Однако изобретение этим не ограничивается во всех вариантах осуществления и форма выступа 176 может принимать любой другой вид. Расположение и функциональное назначение выступа 176, когда такой выступ 176 включен в сплавленную подложку 175, более подробно описаны ниже со ссылкой на фиг. 4A и 4B.
Как только чистящий блок 170 образован, чистящий блок 170 совмещается со вдавленностью 154 в головном участке 151 корпуса 150. Затем чистящий блок 170 вставляется во вдавленность 154 (как представлено на фиг. 3) и фиксируется к головному участку 151 корпуса 150 так, чтобы закрывать передний проем 123 вдавленности 154 (или передний проем 123 сквозного отверстия 155, если вдавленность 154 образует сквозное отверстие). В одном частном варианте осуществления пластина 171 головки и сплавленная подложка 175 вставляются во вдавленность 154 так, что пластина 171 головки контактирует с верхним уступом 155 корпуса 150. По достижении такого положения пластина 171 головки чистящего блока 170 фиксируется к головному участку 151 с использованием способа, такого как термосварка, звуковая сварка или приклеивание. Разумеется, могут использоваться другие способы соединения, например, защелкивающееся соединение, посадка с натягом и т.д.
Чистящий блок 170, датчик 161 давления, изолирующий слой 160 и печатная плата (PCB) 70 располагаются во вдавленности 154 в головном участке 151 корпуса 150. Более конкретно, PCB 70 расположена во вдавленности 154 так, чтобы упираться в участок уступа 159. Таким образом, в приведенном в качестве примера варианте осуществления участок уступа 159 удерживает PCB 70 надлежащим образом во вдавленности 154. Изобретение этим не ограничивается во всех вариантах осуществления, и в некоторых других вариантах осуществления участок уступа 159 может быть исключен и PCB 70 может удерживаться во вдавленности 154 посредством дна вдавленности 154 или посредством эластомерного материала на задней стороне головки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления датчик 161 давления содержит чувствительный к давлению переключатель 162, который функционально соединяет PCB 70 и электрические контактные элементы, прикрепленные к PCB. В других вариантах осуществления датчик 161 давления может представлять собой датчик давления преобразующего типа, который преобразует механическое давление в электрическую энергию, например, используя пьезоэлектрический материал. В других вариантах осуществления датчик 161 давления может принимать вид одного или более из следующего: (1) резистивного тензодатчика, который использует пьезорезистивный эффект присоединенных или образованных тензодатчиков для обнаружения деформации из-за приложенного давления; (2) датчика давления емкостного типа, который использует диафрагму и камеру давления для создания переменного конденсатора для обнаружения деформации из-за приложенного давления; (3) электромагнитного датчика давления, который измеряет смещение диафрагмы посредством изменений индуктивности (магнитного сопротивления), LVDT, эффекта Холла или посредством принципа вихревых токов; (4) оптического датчика давления, использующего физическое изменение оптического волокна для обнаружения деформации из-за приложенного давления; (5) потенциометрического датчика давления, который использует движение подвижного контакта вдоль резистивного механизма для обнаружения сопротивления, вызванного приложением давления; (6) резонансного датчика давления, который использует изменения в резонансной частоте в чувствительном механизме для измерения нагрузки или изменения в плотности газа, вызванные приложенным давлением; (7) термодатчика давления, который использует изменения в теплопроводности газа из-за изменений плотности для измерения давления (например, манометра Пирани); и (8) ионизационный датчик давления, который измеряет поток заряженных газовых частиц (ионов), который меняется из-за изменений плотности для измерения давления.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления датчик давления 161 (или чувствительный к давлению переключатель 162) функционально соединен с PCB 70 и расположен во вдавленности 154 так, чтобы находиться вблизи задней поверхности 174 сплавленной подложки 175. Однако в приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 не находится в контакте со сплавленной подложкой 175 благодаря изолирующему слою 160, расположенному между чувствительным к давлению переключателем 162 и сплавленной подложкой 175. Более конкретно, изолирующий слой 160 расположен между PCB 70 и сплавленной подложкой 175 (и между датчиком 161 давления и сплавленной подложкой 175) для недопущения повреждения PCB 70 и датчика 161 давления. В результате расположения чувствительного к давлению переключателя 162 датчика 161 давления давление, приложенное к чистящим участкам 133 множества чистящих зубы элементов 130, передается чувствительному к давлению переключателю 162 датчика 161 давления посредством сплавленной подложки 175, как более подробно рассмотрено ниже со ссылкой на фиг. 4A и 4B. Устройство 100 для ухода за полостью рта дополнительно содержит индикатор 180, функционально соединенный с датчиком 163 давления для генерирования воспринимаемого пользователем сигнала, когда датчик 163 давления обнаруживает давление, превышающее заданное пороговое значение. Как более подробно рассмотрено ниже, индикатор 180 функционально соединен с PCB 70 так, что питание подается на индикатор 180, когда пользователь чистит зубы с силой, превышающей заданное пороговое значение.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления индикатор 180 представляет собой источник света. Однако изобретение не ограничивается индикатором 180 в виде источника света во всех вариантах осуществления, и индикатор 180 может представлять собой любое устройство, обладающее способностью показать пользователю состояние. Таким образом, в некоторых других вариантах осуществления индикатор 180 может представлять собой источник звука или динамик, вибрирующий элемент или тому подобное. Таким образом, хотя в частях описания, приведенных ниже, говорится об "источнике 180 света", следует понимать, что может использоваться любой другой тип индикатора вместо источника света. Таким образом, изобретение не должно быть ограничено исключительно индикатором в виде источника света, если только источник света специально не указан в формуле.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления, в котором индикатор 180 представляет собой источник света, источник света представляет собой светоизлучающий диод (LED). Однако в других вариантах осуществления источник света может представлять собой лампу накаливания или другое светоизлучающее устройство, известное из уровня техники. В приведенном в качестве примера варианте осуществления источник света (то есть индикатор 180) функционально соединен с PCB 70. Более конкретно, в приведенном в качестве примера варианте осуществления источник света прикреплен к задней поверхности 71 PCB. PCB 70 выступает в качестве основы для источника света и включает в себя необходимую электрическую схему и компоненты, необходимые для зажигания источника света при подаче питания от источника 32 питания к PCB 70 посредством электрических проводов 33A-B. В приведенном в качестве примера варианте осуществления PCB 70 представляет собой целостную конструкцию, образованную из жесткого материала, к которой могут прикрепляться электрические компоненты для обеспечения питания этих компонентов.
Как отмечалось выше, PCB 70 расположена во вдавленности 154 так, чтобы опираться на участок уступа 159 и упираться в него. В приведенном в качестве примера варианте осуществления в участке уступа 159 образовано углубление 158 для вмещения источника света (то есть индикатора 180). Таким образом, когда PCB 70 расположена во вдавленности 154, а источник света прикреплен к задней поверхности 71 PCB 70, источник света вставлен в углубление 158, образованное в участке уступа 159 головного участка 151. Хотя в приведенном в качестве примера варианте осуществления источник света расположен в головном участке 151 устройства 100 для ухода за полостью рта, изобретение этим не ограничивается во всех вариантах осуществления, и в некоторых других вариантах осуществления источник света может располагаться на устройстве для ухода за полостью рта иным образом, например в ручке 152 или в торцевом колпачке 165 (фиг. 1), как более подробно описано ниже.
Головка 120 проходит вдоль продольной оси от проксимального конца головки 120 (вблизи ручки 110) до дистального конца головки 120. Кроме того, в приведенном в качестве примера варианте осуществления источник 180 света расположен так, что первая поперечная ось или плоскость, по существу перпендикулярная продольной оси головки 120 (которая в некоторых вариантах осуществления может представлять собой продольную ось A-A), пересекает и источник 180 света, и по меньшей мере один из множества чистящих зубы элементов 130. Таким образом, в приведенном в качестве примера варианте осуществления источник 180 света расположен под чистящими зубы элементами 130 в таком месте, что поперечная ось или плоскость пересекает источник 180 света и по меньшей мере один из множества чистящих зубы элементов 130. Кроме того, чувствительный к давлению переключатель 162 расположен так, что вторая поперечная ось или плоскость, по существу перпендикулярная продольной оси головки 120, пересекает и чувствительный к давлению переключатель 162, и по меньшей мере один из множества чистящих зубы элементов 130. В приведенном в качестве примера варианте осуществления вторая поперечная ось или плоскость ориентирована по существу параллельно первой поперечной оси или плоскости. Кроме того, в приведенном в качестве примера варианте осуществления первая и вторая поперечные оси или плоскости смещены относительно друг друга вдоль продольной оси A-A. Однако изобретение этим не ограничивается, и в некоторых других вариантах осуществления одна и та же поперечная плоскость может пересекать и источник 180 света, и чувствительный к давлению переключатель 162 (таким образом, источник 180 света и чувствительный к давлению переключатель 162 могут располагаться на одной оси).
Как отмечалось выше, датчик 161 давления содержит чувствительный к давлению переключатель 162, функционально соединенный с PCB 70 и электрическими контактными элементами, которые прикреплены к PCB 70. В приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 представляет собой переключатель с металлическим колпачком. Однако изобретение этим не ограничивается во всех вариантах осуществления, и чувствительный к давлению переключатель 162 может представлять собой любой другой тип переключателя. Как понятно из нижеприведенного описания, в приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 представляет собой включаемый посредством усилия колпачковый переключатель, который обнаруживает нажимное усилие, действующее непосредственно на чистящие зубы элементы 130 для обнаружения того, что пользователь чистит зубы с силой, превышающей заданное пороговое значение.
В некоторых вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 может быть прикреплен к передней поверхности 72 PCB 70 или установлен на ней. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 прикреплен к передней поверхности 72 PCB 70, а индикатор 180 (то есть источник света) прикреплен к задней поверхности 71 PCB 70. Это обеспечивает возможность для всех электрических компонентов легко вставляться во вдавленность 154 в головном участке 151. Однако в других вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 просто функционально соединен с PCB 70 вместо непосредственного прикрепления к PCB 70. В таких вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 приходит в контакт с PCB 70 и выходит из контакта с ней для размыкания и замыкания переключателя. Таким образом, чувствительный к давлению переключатель 162 может быть отделен и изолирован от PCB 70, когда переключатель находится в разомкнутом положении, и чувствительный к давлению переключатель 162 может приходить в контакт с PCB 70 (или, в частности, с электрическими контактными элементами на PCB 70), когда переключатель находится в замкнутом положении. В приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 представляет собой куполообразный компонент в его смещенном виде, а давление, приложенное к чистящим зубы элементам 130, приводит к тому, что чувствительный к давлению переключатель 162 сплющивается, приходя в контакт с электрическими контактными элементами. В приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 выполнен из металла, так что чувствительный к давлению переключатель 162 может использоваться для замыкания схемы между двумя электрическими контактными элементами. Давление, приложенное к чувствительному к давлению переключателю 162, приводит к перемещению чувствительного к давлению переключателя 162 вниз, как проиллюстрировано на фиг. 4B и более подробно рассмотрено ниже.
Электрические контактные элементы на PCB 70 расположены на расстоянии друг от друга и в смещенном состоянии чувствительного к давлению переключателя 162 электрически ток не протекает между электрическими контактными элементами. Таким образом, когда чувствительный к давлению переключатель 162 находится в смещенном состоянии, цепь, обеспечивающая питание для индикатора 180, разомкнута, так что электрический ток не может течь в индикатор 180 для подачи питания на индикатор 180. Когда к чувствительному к давлению переключателю 162 прилагается сила для приведения его в контакт с обоими электрическими контактными элементами, цепь, обеспечивающая питание для индикатора 180, замыкается, и на индикатор 180 подается питание.
Чувствительный к давлению переключатель 162 смещен в разомкнутое положение, так что чувствительный к давлению переключатель 162 не находится в контакте по меньшей мере c одним из электрических контактных элементов. Когда к чистящим зубы элементам 130 прикладывается давление, превышающее заданное пороговое значение (то есть которое превышает смещающую силу), сплавленная подложка 175 контактирует с чувствительным к давлению переключателем 162 и вызывает перемещение чувствительного к давлению переключателя 162 в замкнутое положение, таким образом, чувствительный к давлению переключатель 162 находится в контакте с обоими электрическими контактными элементами. Когда чувствительный к давлению переключатель 162 переводится в замкнутое положение, индикатор 180 приводится в действие, например, посредством зажигания источника света, издания звука из динамика, вибрирования вибрирующего элемента или тому подобного.
Изолирующий слой 160 расположен во вдавленности 154 так, чтобы лежать поверх PCB 70/датчика 161 давления. Таким образом, изолирующий слой 160 расположен между PCB 70/датчиком давления 161 и сплавленной подложкой 175. В результате изолирующий слой 160 изолирует переднюю поверхность 72 PCB 70 и датчика 161 давления для защиты PCB 70 и датчика 161 давления от воды или другого повреждения при использовании устройства 100 для ухода за полостью рта. Изолирующий слой 160 может быть выполнен из любого требуемого материала, например термопластика, термоотверждаемого материала, резины или другого материала, используемого для изоляции поверхностей, достаточной для создания изоляции для недопущения проникновения воды на PCB 70 и другие электрические компоненты. В одном варианте осуществления изолирующий слой 160 образован из термопластического эластомера, например, описанного ниже для светопропускающего эластомерного материала 40. Изолирующий слой 160 изолирует переднюю поверхность 35 PCB 70 так, что не допускается контакта влаги, которая может проникнуть в головной участок 151, с PCB 70. В некоторых вариантах осуществления изолирующий слой 160 может также образовывать изоляцию головного участка 151 корпуса 150. Однако в некоторых вариантах осуществления изолирующий слой 160 при необходимости может быть исключен.
Ручка 152 корпуса 150 дополнительно содержит полость 50, в которой расположен источник 32 питания. Источник 32 питания функционально соединен с PCB 70 для подачи питания на индикатор 180. В приведенном в качестве примера варианте осуществления источник 32 питания функционально соединен с PCB 70 посредством проводов 33A, 33B. Провода 33A, 33B проходят через внутренний продольный проход 51, проходящий через ручку 152. Более конкретно, проход 51 проходит от полости 50 и заканчивается во вдавленности 154 или сквозном отверстии 155 в головном участке 151. В приведенном в качестве примера варианте осуществления источник 32 питания представляет собой заменяемую батарею. Разумеется, в других вариантах осуществления источник питания может представлять собой перезаряжаемый аккумулятор, фотоэлемент или любое другое устройство, способное генерировать надлежащее количество электричества для питания индикатора 180. В одном варианте осуществления источник 32 питания может представлять собой электродинамический элемент, который заряжается посредством механического действия устройства 100 для ухода за полостью рта при использовании.
Исполнительный механизм 60 в виде кнопки "вкл/выкл" обеспечивается в функциональном соединении между источником 32 питания и индикатором 180 для облегчения надлежащей работы индикатора 180. Исполнительный механизм может представлять собой ползунок, нажимную кнопку, емкостной сенсорный элемент или любой другой тип исполнительного механизма, известного из уровня техники. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ручка 152 корпуса 150 также содержит торцевой колпачок 165, который может съемно соединяться с основной частью 167 ручки 152, так что источник 32 питания может быть при необходимости извлечен и/или заменен. На торцевом колпачке 165 обеспечивается электрический контакт 166, так что при соединении торцевого колпачка 165 с основной частью 167 электрическая цепь замыкается и индикатор 180 может подключаться к питанию или отключаться от питания посредством манипулирования исполнительным механизмом 60 (и посредством замыкания чувствительного к давлению переключателя 162 датчика 161 давления). В некоторых вариантах осуществления индикатор 180 или источник света может представлять собой LED или другой тип света, который расположен в торцевом колпачке 165, так что торцевой колпачок 165 загорается, когда пользователь чистит зубы, прилагая давление, превышающее заданное пороговое значение. Альтернативно, индикатор 180 может представлять собой звуковое устройство, динамик, вибрирующий элемент или тому подобное, расположенное в торцевом колпачке 165 (в отличие от расположения в головке 120).
В некоторых вариантах осуществления, например, в приведенном в качестве примера варианте осуществления, устройство 100 для ухода за полостью рта дополнительно содержит вызывающий движение элемент 80 для сообщения движения головке 120 устройства 100 для ухода за полостью рта. В приведенном в качестве примера варианте осуществления вызывающий движение элемент 80 содержит двигатель 81 и эксцентрик 82, приводимый в действие двигателем 81 для создания вибраций, которые передаются головке 120 устройства 100 для ухода за полостью рта. Разумеется, могут использоваться другие вызывающие движение элементы, включающие в себя двигатель и приводные блоки, которые перемещают один или более блоков для пучков на головке 120. Вызывающий движение элемент 80 помещен в камеру 52, расположенную в суженной шейке ручки 152.
Вызывающий движение элемент 80 функционально соединен с проводами 33A, 33B и обеспечивается энергией посредством источника 32 питания. Вызывающий движение элемент 80 может соединяться проводами, последовательно или параллельно, с индикатором 180. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления электрическая цепь выполнена следующим образом: (1) индикатор 180 может включаться независимо от вызывающего движение элемента 80 и, наоборот, посредством выбора положения исполнительного механизма 60; и/или (2) индикатор 180 и вызывающий движение элемент 80 могут включаться совместно. Как более понятно из рассмотрения фиг. 4A и 4B, в некоторых вариантах осуществления индикатор 180 включается только тогда, когда датчик 161 давления, содержащий чувствительный к давлению переключатель 162, находится в замкнутом положении, так что ток может протекать через чувствительный к давлению переключатель 162 независимо от положения исполнительного механизма 60.
Как упоминалось выше, чистящий блок 170, изолирующий слой 160, датчик 161 давления и PCB 70 расположены в сквозном отверстии 155 (или вдавленности 154) в виде многослойного блока. Кроме того, светопропускающий эластомерный материал 40 соединен с головным участком 151 для закрытия заднего проема 124 сквозного отверстия 155 и изоляции задней поверхности 71 PCB 70. В одном варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 является прозрачным. В другом варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 является полупрозрачным. Подходящие материалы для образования светопропускающего эластомерного материала 40 включают в себя любой биосовместимый упругий материал, подходящий для использования в устройствах для гигиены полости рта, например термопластический эластомер. Для обеспечения оптимального комфорта, а также очищающих преимуществ светопропускающий эластомерный материал 40 предпочтительно имеет твердость, находящуюся в диапазоне A8-A25 по Шору. В качестве примера, одним предпочтительным эластомерным материалом является стиролэтилен/бутиленстироловый блоксополимер (SEBS), производимый компанией GLS Corporation. Однако могут использоваться SEBS материалы других производителей или другие материалы в пределах и за пределами указанного диапазона твердости.
В некоторых вариантах осуществления в светопропускающий эластомерный материал 40 могут быть включены светоотражающие частицы для обеспечения улучшенного рассеяния света по и из светопропускающего эластомерного материала 40 при использовании. В одном варианте осуществления, в котором для создания светопропускающего эластомерного материала 40 используется ТΡΕ, светопропускающий эластомерный материал 40 может соединяться с корпусом 150 посредством формования поверх светопропускающего эластомерного материала 40 на корпус 150 в соответствующей форме.
В одном варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 представляет собой единую целостную массу, которая образована целостной с использованием, например, способа литьевого формования. В других вариантах осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 может быть выполнен из других материалов. Например, в одном варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 может быть выполнен из светопропускающего термопластика, включающего в себя прозрачные или полупрозрачные твердые пластики. Подходящие светопропускающие твердые пластики включают в себя, без ограничения, прозрачные или полупрозрачные варианты полиэтилена, полипропилена (PP), полиамида, полиэстера, целлюлозы, SAN, акрилового полимера, ABS или любого другого из общеизвестных термопластиков, используемых для изготовления зубных щеток. В одном таком варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 выполнен единым целым с корпусом 150 и, таким образом, рассматривается как "соединенный с корпусом 150" при процессе образования корпуса 150, который может представлять собой процесс литьевого формования. В других вариантах осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 может содержать волоконную оптику, кристаллические материалы или любой другой материал или сочетание материалов, которые обладают способностью распространять свет. В вариантах осуществления изобретения светопропускающий эластомерный материал 40 может соединяться с корпусом 150 посредством адгезии, термосоединения, звуковой сварки, формования поверх, защелкивающейся конструкции, посадки с натягом, их сочетаний или других способов соединения, известных специалистам в данной области техники. Конкретный способ соединения зависит от материала конструкции светопропускающего эластомерного материала 40 и корпуса 150.
Как рассмотрено выше, в приведенном в качестве примера варианте осуществления индикатор 180 расположен в углублении 158, образованном в участке уступа 159. Однако в других вариантах осуществления индикатор или источник 180 света может быть вмонтирован в светопропускающий эластомерный материал 40, так что углубление 158 может быть исключено. Таким образом, сам светопропускающий эластомерный материал 40 может использоваться для удержания PCB 70 и индикатора 180 в требуемом положении во вдавленности 154. В любом случае светопропускающий эластомерный материал 40 соединяется с головным участком 151 для перекрывания источника 180 света. В результате благодаря материалу светопроводящего эластомерного материала 40 свет от источника 180 света (когда свет генерируется посредством замыкания чувствительного к давлению переключателя 162) может проникать через светопропускающий эластомерный материал 40, чтобы быть видимым пользователю. В других вариантах осуществления свет, генерируемый источником 180 света, просто освещает светопропускающий эластомерный материал 40 способом, который понятен пользователю. Как более подробно рассмотрено ниже в отношении фиг. 5, в приведенном в качестве примера варианте осуществления свет от источника 180 света виден через шейку устройства 100 для ухода за полостью рта. Это возможно, хотя источник 180 света расположен в головном участке 120 и вблизи шейки, поскольку свет, генерируемый источником 180 света, распространяется вдоль светопропускающего эластомерного материала 40.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления светопропускающий эластомерный материал 40 дополнительно содержит множество выступов 44, отходящих от наружной поверхности 49 светопроводящего эластомерного материала 40. Множество выступов 44 выходят за пределы задней поверхности 122 головного участка 151 устройства 100 для ухода за полостью рта. Множество выступов 44 обеспечиваются так, что светопропускающий эластомерный материал 40 может также использоваться для очистки мягких тканей. В приведенном в качестве примера варианте осуществления множество выступов 44 представляют собой шишечки. В одном варианте осуществления множество выступов 44 представляют собой конические шишечки. При использованиии в настоящем документе "шишечка" в целом относится к колоннообразному выступу (без ограничения формы поперечного сечения выступа), выступающему вверх из основной поверхности. В общем смысле "шишечка" в предпочтительной конструкции имеет высоту, большую, чем ширина основания шишечки (при измерении в направлении наибольшей длины). Однако шишечки могут включать в себя выступы, у которых ширина и высота приблизительно одинаковы или у которых высота несколько меньше ширины в основании. Кроме того, при некоторых обстоятельствах (например, когда выступы сужаются к кончику или включают в себя участок основания, который сужается до выступа меньшего размера), ширина основания может быть по существу больше высоты.
Множество выступов 44 предназначены для значительного снижения основного источника неприятного запаха изо рта у людей и улучшения гигиены. Множество выступов 44 выполнены с возможностью удаления микрофлоры и других органических остатков с языка и других поверхностей мягких тканей во рту. Язык, в частности, обладает склонностью к развитию бактериальных налетов, которые, как известно, накапливают организмы и органические остатки, которые могут вносить вклад в неприятный запах изо рта. Эта микрофлора может быть обнаружена в углублениях между сосочками на большей части верхней поверхности языка, а также на других поверхностях мягких тканей во рту. Например, при зацеплении или ином протаскивании по поверхности языка множество выступов 44 обеспечивают мягкое зацепление мягких тканей, при этом заходя в углубления между соседними сосочками языка. В других вариантах осуществления множество выступов 44 могут принимать вид ребер, гребешков, гребней, выступающих краев или сочетаний этих вариантов.
На фиг. 4A и 4B описана работа датчика 161 давления. На фиг. 4A чувствительный к давлению переключатель 162 датчика 161 давления находится в своем смещенном положении, при котором давление не прилагается к чистящим зубы элементам 130. В приведенном в качестве примера варианте осуществления в своем смещенном положении чувствительный к давлению переключатель 162 имеет куполообразную форму. Чувствительный к давлению переключатель 162 датчика 161 давления смещен в разомкнутое положение. В разомкнутом положении чувствительный к давлению переключатель 162 расположен на расстоянии от PCB 70, и, более конкретно, расположен на расстоянии от по меньшей мере одного электрического контактного элемента на PCB 70. Кроме того, в разомкнутом положении сплавленная подложка 175 находится в контакте с задней поверхностью 174 пластины 171 головки, так что давление не прилагается от сплавленной подложки 175 на чувствительный к давлению переключатель 162. В некоторых вариантах осуществления в смещенном разомкнутом положении чувствительный к давлению переключатель 162 расположен на расстоянии от обоих электрических контактных элементов, а в других вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 всегда находится в контакте с одним из электрических контактных элементов и приходит в контакт со вторым из электрических контактных элементов только при приложении силы к чистящим участкам 133 чистящих элементов 130. Когда чувствительный к давлению переключатель 162 находится в разомкнутом положении, цепь между источником 32 питания и индикатором 180 разомкнута и питание не подается на индикатор 180.
На фиг. 4B чувствительный к давлению переключатель 162 проиллюстрирован в замкнутом положении, которое достигается при приложении силы F к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130. В частности, при приложении силы F к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130 сила F передается чувствительному к давлению переключателю 162 для установки чувствительного к давлению переключателя в замкнутое положение. Сила F представляет собой силу или давление, превышающее пороговое значение. В частности, сила F или давление представляют собой заданную величину силы или давления, о которой известно, что она оказывает разрушительное действие при приложении к зубам пользователя при чистке. В некоторых вариантах осуществления сила F составляет 3,5-4,5 ньютона, более предпочтительно 3,8-4,2 ньютона и еще более предпочтительно приблизительно 4 ньютона.
Таким образом, когда сила F превышает заданное пороговое значение, сплавленная подложка 175 перемещает вниз и прижимает чувствительный к давлению переключатель 162 вниз в направлении задней поверхности 122 головки 120, тем самым закрывая пространство между чувствительным к давлению переключателем 162 и PCB 70. В приведенном в качестве примера варианте осуществления изолирующий слой 160 расположен между сплавленной подложкой 175 и чувствительным к давлению переключателем 162, так что сплавленная подложка 175 контактирует с изолирующим слоем 160, который, в свою очередь, перемещает чувствительный к давлению переключатель 162 вниз, как описано в настоящем документе. Сила F, приложенная к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130, приводит к уплощению куполообразной формы чувствительного к давлению переключателя 162. Когда сила F превышает заданное пороговое значение, чувствительный к давлению переключатель 162 приходит в контакт с обоими электрическими контактными элементами на PCB 70, тем самым замыкая цепь. Как рассмотрено выше, в приведенном в качестве примера варианте осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 выполнен из металла, который обладает способностью проводит электрический ток через чувствительный к давлению переключатель 162, когда чувствительный к давлению переключатель 162 находится в замкнутом положении. Однако изобретение этим не ограничивается и чувствительный к давлению переключатель 162 может быть выполнен из любого типа материала, проводящего электричество. Когда сила F прикладывается к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130, сплавленная подложка 175 перемещается вниз в направлении от задней поверхности 174 пластины 171 головки. Таким образом, сила F, приложенная к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130, приводит к образованию промежутка G между сплавленной подложкой 175 и задней поверхностью 174 пластины 171 головки.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления конкретно выступ 176 сплавленной подложки 175 приходит в контакт с чувствительным к давлению переключателем 162 (посредством изолирующего слоя 160) при приложении силы F к чистящим участкам 133 чистящих зубы элементов 130. Таким образом, в вариантах осуществления, содержащих выступ 176 (например, в приведенном в качестве примера варианте осуществления), выступ приводит в действие чувствительный к давлению переключатель 162 при использовании устройства 100 для ухода за полостью рта. В некоторых вариантах осуществления выступ 176 может быть исключен и для приведения в действие чувствительного к давлению переключатель 162 может использоваться задняя поверхность 177 сплавленной подложки 175.
В результате контакта чувствительного к давлению переключателя 162 с обоими электрическими контактными элементами на PCB 70 и благодаря функциональному соединению между источником 32 питания, индикатором 180 и PCB 70, питание подается от источника 32 питания на индикатор 180 так, что индикатор 180 включается. Включение индикатора 180 может привести к генерированию света индикатором (когда индикатор представляет собой источник света), изданию звука (когда индикатор является динамиком) или вибрации (когда индикатор представляет собой вибрирующий элемент).
При использовании устройства для ухода за полостью рта, когда пользователь чистит зубы с силой F, превышающей заданное пороговое значение, индикатор 180 приводится в действие для обеспечения указания пользователю, что он чистит зубы, прилагая слишком большую силу. Таким образом, при включении индикатора 180 пользователь уменьшает чистящую силу до тех пор, пока индикатор 180 не отключится (например, не отключится источник света). Пользователь может выполнить это действие без остановки чистки зубов. При уменьшении пользователем чистящей силы чувствительный к давлению переключатель 162 смещается обратно в свою куполообразную форму, тем самым смещая сплавленную подложку 175 обратно в контакт с нижней поверхностью 174 пластины 171 головки, как проиллюстрировано на фиг. 4A.
В некоторых вариантах осуществления чувствительный к давлению переключатель 162 может быть исключен, а выступ 176 может включать в себя металлический или другой проводящий материал на своей нижней поверхности. В частности, нижняя поверхность выступа 176 может быть покрыта проводящим материалом. В таких вариантах осуществления выступ 176 может использоваться как переключатель, так что выступ 176, приходя в контакт с PCB 70 (и электрическими контактными элементами на нем), замыкает переключатель и обеспечивает возможностью протекания тока от источника 32 питания к индикатору 180. В таких вариантах осуществления изолирующий слой 160 имеет проем для прохождения выступа 176 через изолирующий слой 160 для контакта с PCB 70. Изолирующий слой 160 может фиксироваться непосредственно к сплавленной подложке 175 для недопущения проникновения текучих сред на PCB 70. В других вариантах осуществления задняя поверхность 177 сплавленной подложки 175 может быть покрыта проводящим материалом для образования переключателя.
На фиг. 5 проиллюстрирован вид сзади в перспективе головки 120 и шейки 115 ручки 110 устройства 100 для ухода за полостью рта. Головка 120 устройства 100 для ухода за полостью рта имеет чистящие зубы элементы 130, отходящие от ее передней поверхности, и светопропускающий эластомерный материал 40, имеющий выступы 44, отходящие от его задней поверхности. Светопропускающий эластомерный материал 40 содержит первый участок 46, который накладывается на заднюю поверхность головки 120, включающую индикатор 180 (то есть источник света), и второй участок 47, который накладывается на шейку 115 ручки 110. Независимо от того, расположен ли на головке 120 индикатор или источник 180 света, свет, генерируемый источником 180 света, распространяется светопропускающим эластомерным материалом 40 от первого участка 46 ко второму участку 47. В результате свет от источника 180 света передается через светопропускающий эластомерный материал 40 на шейке 115 устройства 100 для ухода за полостью рта. Это обеспечивает возможность пользователю видеть свет даже во время чистки. В частности, во время чистки головка 120 устройства 100 для ухода за полостью рта расположена в полости рта пользователя, и, таким образом, свет, излученный через головку 120, не может быть виден пользователю. Однако при чистке шейка 115 устройства 100 для ухода за полостью рта не полностью находится в полости рта пользователя. Таким образом, когда свет излучается через шейку 115, пользователь может видеть свет. В результате, когда свет излучается посредством шейки 115 устройства 100 для ухода за полостью рта, пользователь информируется о том, что он прилагает слишком большую силу при чистке.
Для обеспечения излучения света через шейку 115 первый участок 46 светопроводящего эластомерного материала 40 может быть выполнен более плотным, чем второй участок 47 светопроводящего эластомерного материала 40. Альтернативно, первый участок 46 светопроводящего эластомерного материала 40 может быть выполнен из материала, который обладает меньшим светопропусканием, чем второй участок 47 светопроводящего эластомерного материала 40. Кроме того, между источником 180 света и первым участком 46 светопроводящего эластомерного материала 40 может располагаться отражатель для отражения света в направлении второго участка 47 светопроводящего эластомерного материала. Любая из конструкций обеспечивает, что свет, генерируемый источником 180 света, излучается через шейку 115 устройства 100 для ухода за полостью рта.
На фиг. 1-5 совместно представлено, что в одном варианте осуществления изобретение может быть направлено на способ выполнения зубной щетки, описанной выше в настоящем документе. В таком варианте осуществления изобретение содержит этап, на котором образуют корпус 350, содержащий ручку 152 и головной участок 151, при этом в передней поверхности 121 головного участка 151 образована вдавленность 154. Способ далее содержит этап, на котором функционально соединяют источник 180 света с задней поверхностью 71 PCB 70 и функционально соединяют чувствительный к давлению переключатель 162 с передней поверхностью 72 PCB 70, тем самым образуя блок печатной платы. Затем способ включает в себя этап, на котором располагают PCB 70 во вдавленности 154 и соединяют заранее образованный блок 170 чистящих элементов с головным участком 151 для закрытия переднего проема 123 вдавленности 154, так что чувствительный к давлению переключатель 162 реагирует на давление, приложенное ко множеству чистящих зубы элементов заранее образованного блока 170 чистящих элементов, для включения источника 180 света.
В некоторых вариантах осуществления заранее образованный блок 170 чистящих элементов образован до соединения заранее образованного блока 179 чистящих элементов с головным участком 151. В таких вариантах осуществления заранее образованный блок 170 чистящих элементов выполнен посредством вставки множества чистящих зубы элементов 130 через отверстия 172 для пучков в пластине 171 головки, так что каждый из множества чистящих зубы элементов 130 содержит чистящий участок 133, отходящий от передней поверхности 173 пластины 171 головки, и основной участок 134, отходящий от задней поверхности 174 пластины 171 головки. Наконец, этап, на котором образуют заранее образованный блок 170 чистящих элементов, содержит подэтап, на котором сплавляют основные участки 134 множества чистящих зубы элементов 130 с образованием сплавленной подложки 175 вблизи задней поверхности 4 пластины 171 головки.
При использовании по всему документу диапазоны используются как сокращенные обозначения для описания любого и каждого значения, находящегося внутри диапазона. Любое значение внутри диапазона может быть выбрано в качестве конца диапазона. Кроме того, все цитируемые документы, приведенные в настоящем документе, таким образом, полностью включены в него посредством ссылки. В случае конфликта между определением, приведенным в настоящем раскрытии, и определением, приведенным в цитируемом источнике, преимущество имеет настоящее раскрытие.
Хотя изобретение было описано в отношении конкретных примеров, включающих предпочтительные в настоящее время способы выполнения изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что существует множество разновидностей и изменений описанных выше систем и способов. Следует понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления и могут быть изготовлены конструкционные и функциональные модификации без отступления от объема настоящего изобретения. Таким образом, смысл и объем изобретения должны восприниматься в самом широком смысле, как изложено в приложенной формуле.