ЗУБНАЯ ЩЕТКА Российский патент 1999 года по МПК A46B9/04 

Изобретение относится к зубным щеткам.

Считается общепризнанным, что правильный процесс чистки зубов оказывает существенное влияние на состояние зубов и десен.

В настоящее время обычно рекомендуется чистить зубы направленными вверх и вниз движениями, которые обеспечивают максимальное проникновение щетины между зубами и эффективное удаление с поверхности зубов налета и оставшейся между зубами пищи, что уменьшает вероятность развития болезней зубов и, в частности, порчи зубов и воспаления десен.

Однако в реальной жизни соблюдение этих рекомендаций сопряжено с определенными неудобствами и не совпадает с естественным желанием чистить зубы движениями, по существу параллельными продольной оси обычной зубной щетки, т.е. поперек поверхности зубов.

Поэтому в последнее время были сделаны различные предложения, направленные на осуществление эффективного и правильного процесса чистки зубов, часть из которых нашла практическое применение. К таким предложениям относятся различные конструкции зубных щеток с электродвигателями, которые осуществляют угловое перемещение головки зубной щетки относительно ее продольной оси. Однако подобные устройства являются весьма сложными и дорогими и поэтому они не нашли широкого практического применения.

Известны также и различные решения, направленные на усовершенствование ручных зубных щеток, к которым относится решение, описанное в патенте США 4269038 (на имя Bradley), в котором предложена зубная щетка с головкой, имеющей две расположенные в линию пары удлиненных несущих щетину вкладышей с расположенными рядом вкладышами в каждой паре. Каждый такой вкладыш шарнирно соединяется с головкой зубной щетки, при этом ось шарнира расположена под углом к продольной оси щетки. Шарнир изготовлен из упругого материала, обеспечивающего возможность наклона несущих щетину вкладышей вдоль указанной расположенной под углом оси, в результате чего перемещения щетки из стороны в сторону вдоль зубов сопровождаются одновременно подъемами и опусканиями несущих щетину вкладышей.

В патенте Франции 2616306 (на имя Bois) предложена зубная щетка, в головке которой сделан S-образный паз, в котором на шарнирах установлены два серповидных несущих щетину вкладыша, которые могут совершать угловые перемещения внутри паза, при этом перемещения подвижной щетины происходят только в плоскости головки щетки.

Недостаток предложенных щеток заключается в том, что их подвижные несущие щетину вкладыши щетины совершают возвратно-поступательные перемещения в направлении, которое не перпендикулярно продольной оси щетки, в результате чего при использовании таких щеток рекомендации по правильной чистке зубов не соблюдаются. Другим недостатком этих щеток является то, что возвратно-поступательное движение несущего щетину вкладыша происходит только при линейном возвратно-поступательном движении щетки, в том числе и выполненной с ней за одно целое головки, вдоль продольной оси щетки, поэтому, хотя щетина и совершает незначительные боковые перемещения, эти перемещения, однако, происходят вдоль траектории линейного возвратно-поступательного движения вкладыша, а при чистке такими щетками конкретной группы зубов щетина не перемещается вверх и вниз по этой группе зубов, поскольку в процессе чистки зубов такими щетками вся щетка целиком должна непрерывно перемещаться вперед и назад в продольном направлении.

Предметом настоящего изобретения является зубная щетка новой и улучшенной конструкции, в которой в значительной степени устранены перечисленные выше недостатки известных зубных щеток.

В изобретении предлагается зубная щетка, состоящая из удлиненной ручки; предназначенного для крепления щетины несущего элемента, шарнирно закрепленного на одном из концов ручки, который во время чистки зубов может совершать ограниченные возвратно-поступательные перемещения относительно ручки в направлении ее продольной оси; по крайней мере одного ряда пучков щетины, который неподвижно закреплен в несущем элементе; нескольких рядов пучков щетины, которые шарнирно закреплены на несущем элементе и могут поворачиваться вокруг по крайней мере одной оси поворота, по существу параллельной продольной оси ручки, и шарнирно соединены с указанным концом ручки таким образом, что ограниченные возвратно-поступательные перемещения несущего пучки щетины элемента сопровождаются периодическими ограниченными боковыми поворотными перемещениями этих рядов пучков щетины.

Неподвижная щетина выполнена более жесткой, чем подвижная, и ее верхние концы слегка выступают над вершинами поворачивающихся рядов пучков щетины.

Предпочтительно неподвижные и поворачивающиеся ряды пучков щетины чередовать друг с другом, а поворачивающиеся ряды пучков щетины шарнирно соединить с указанным концом ручки через кулачок и кулачковый толкатель.

В одном из вариантов выполнения изобретения на верхней поверхности конца ручки выполняется по крайней мере один кулачковый паз, а в несущем щетину элементе по крайней мере вдоль одного из его продольных концов расположен по крайней мере один качающийся стержень с рядом пучков щетины, который может поворачиваться относительно несущего элемента, и этот качающийся стержень имеет выступающий снизу кулачковый палец, который входит в кулачковый паз ручки. Следует подчеркнуть, что кулачковый паз ручки может иметь любую необходимую форму.

В этом варианте изобретения зубную щетку предпочтительно выполнить с двумя центральными неподвижными рядами пучков щетины и одним рядом пучков щетины на каждом из качающихся стержней, при этом поворачивающиеся ряды пучков щетины должны иметь такую же длину, что и неподвижные ряды пучков щетины.

В другом варианте выполнения изобретения на верхней поверхности конца ручки рядом с его продольными краями выполнены выступающие над поверхностью ручки кулачки, которые расположены в чередующемся порядке на противоположных продольных краях ручки; а каждый из поворачивающихся рядов пучков щетины закреплен на качающемся элементе, на нижней поверхности которого выполнены две наклонные кулачковые направляющие поверхности, которые скользят по выступающим кулачкам ручки; при этом конструкция кулачкового механизма выполнена таким образом, что когда одна из кулачковых направляющих поверхностей качающегося элемента упирается в выступающий кулачок ручки, его другая кулачковая направляющая поверхность оказывается расположенной заподлицо или на уровне нижней поверхности несущего щетину элемента.

В этом варианте выполнения изобретения предпочтительно ширину поворачивающихся рядов пучков щетины сделать равной ширине неподвижных рядов пучков щетины, а для ограничения возвратно-поступательных перемещений несущего пучки щетины элемента использовать расположенный на нем снизу палец, который с возможностью скольжения входит в паз, который выполнен на конце ручки параллельно ее продольной оси и длина которого определяет величину хода несущего пучки щетины элемента.

Для лучшего понимания сущности изобретения ниже описаны примеры его выполнения, проиллюстрированные на приложенных к описанию чертежах, на которых изображено:
на фиг. 1а и 1б - общие виды в изометрии, частично в разрезе одного из вариантов предлагаемой в изобретении зубной щетки, на которых поворачивающиеся ряды пучков щетины показаны в повернутом и исходном положениях соответственно; на фиг. 2 - поэлементное изображение отдельных частей зубной щетки по фиг. 1а и 1б; на фиг. 3а и 3б - общие виды в изометрии, частично в разрезе другого варианта предлагаемой в изобретении зубной щетки, на которых поворачивающиеся ряды пучков щетины показаны в первом и втором угловых положениях соответственно; на фиг. 4 - поэлементное изображение отдельных частей зубной щетки, показанной на фиг. 3а и 3б.

На фиг. 1а, 1б и 2 показан первый вариант предлагаемой в изобретении зубной щетки, имеющей обозначенную общей позицией 1 удлиненную ручку, которая имеет продольную ось X и состоит по существу из собственно ручки 2 и выполненной с ней заодно плоской головки 3. Головка 3 имеет большое количество сливных отверстий 4 и два паза 6, расположенных под углом к продольной оси X.

Выполненный в виде коробки несущий щетину элемент 9 имеет нижнюю стенку 11 с большим количеством отверстий 12, две боковые стенки 13 и две торцевые стенки 14 и 15, высота которых меньше высоты боковых стенок 13. В стенке 14 выполнено прямоугольное отверстие 16. На верхней крышке 18 (коробчатого элемента 9) закреплен неподвижный ряд щетины 20, который в данном варианте выполнен в виде двух рядов пучков щетины 20, закрепленных на центральной планке 21. Толщина и ширина планки 21 таковы, что она вместе с внутренними поверхностями боковых стенок 13 и верхним краем торцевой стенки 14 образует два удлиненных гнезда 19. Вдоль продольных краев верхней крышки 18 предусмотрены также два удлиненных паза 22.

Два качающихся стержня 23 с закрепленными на них рядами пучков щетины 24 имеют на торцах осевые цапфы 26 и выступающие снизу пальцы 28, которые с возможностью скольжения входят в пазы 6 головки 3. Пальцы 28 вместе с пазами 6 образуют кулачковое устройство с кулачком и кулачковым толкателем.

Как показано на фиг. 1а и 1б, качающиеся стержни 23 шарнирно установлены в несущем щетину элементе 9 с помощью осевых цапф 26, которые входят в гнезда 19. Качающиеся стержни 23 поворачиваются вокруг осей, которые параллельны продольной оси X зубной щетки.

Как показано на чертежах, прямоугольное отверстие 16 имеет ширину, достаточную для того чтобы через него могла пройти головка 3 ручки 1 вместе с качающимися стержнями, оси 28 которых вставлены в пазы 6, что позволяет шарнирно закрепить на ручке 1 несущий щетину элемент 9, который при этом может совершать относительно ручки возвратно-поступательные перемещения вдоль продольной оси X, причем величина хода этих перемещений ограничена протяженностью пазов 6.

Во время чистки зубов пользователь с небольшим усилием прижимает неподвижные пучки щетины 20 к своим зубам и перемещает ручку 1 вперед и назад вдоль ее продольной оси X. За счет трения между неподвижными пучками щетины 20 и зубами ручка перемещается вперед и назад в продольном направлении относительно несущего щетину элемента, а качающиеся стержни 23 поворачиваются вокруг своих продольных осей, параллельных продольной оси X, что сопровождается периодическими подъемами и опусканиями поворачивающихся пучков щетины. При величине возвратно-поступательных перемещений ручки 1, превышающей длину пазов 6, несущий щетину элемент 9 будет совершать возвратно-поступательные перемещения по ширине ручки 1, при этом качающиеся стержни 23 будут, как описано выше, по прежнему принудительно совершать периодические поворотные перемещения.

Как показано на фиг. 1б, для лучшего контакта неподвижных пучков щетины 19 с зубами щетина в этих пучках сделана несколько более длинной и более жесткой, чем щетина в поворачивающихся пучках.

Следует подчеркнуть, что при разнице L между высотой неподвижных и поворачивающихся пучков щетины в пределах от 0,5 до 2 мм и при повороте качающихся пучков на угол α (см. фиг. 1а) от -5 до +20^o достигаются оптимальные с точки зрения качества чистки зубов результаты.

Сливные отверстия 4 вместе с отверстиями 12 предназначены для вымывания из щетки остатков зубной пасты для предотвращения заедания подвижных деталей щетки из-за возможного забивания пастой пазов 6 и зазоров между несущим щетину элементом 9 и головкой 3.

На фиг. 3а, 3б и 4 показан другой вариант предлагаемой в изобретении зубной щетки. В этом варианте, так же как и в первом, удлиненная ручка 40 щетки имеет продольную ось и состоит из собственно ручки 41 и головки 42.

Как показано на фиг. 4, на верхней поверхности головки 42 расположено несколько выступающих отдельных кулачковых элементов 43' и 43'', выполненных заподлицо с боковыми стенками головки 42. Расположение кулачковых элементов таково, что выступающие кулачки на одной стороне головки чередуются с выступающими кулачками на другой стороне головки. Каждый первый кулачковый элемент 43', расположенный против промежутка между вторыми кулачковыми элементами 43'', имеет две наклонные направляющие поверхности 44, а каждый второй кулачковый элемент 43'' имеет только одну наклонную направляющую поверхность 46. Головка 42 имеет также несколько сливных отверстий 47 и паз 48, параллельный продольной оси X.

Несущий щетину элемент 49 с U-образным поперечным сечением имеет две боковые стенки 50 и верхнюю поверхность 51, на которой расположены четыре неподвижных ряда пучков щетины 52, закрепленных на перемычках 53, между которыми имеются свободные промежутки 54. Каждая перемычка 53 имеет паз 56, расположенный на ее боковой стороне, обращенной в сторону соседней перемычки.

Каждый промежуток 54 между перемычками предназначен для размещения в нем качающегося элемента 57, на верхней поверхности которого закреплен ряд пучков щетины 58. Качающийся элемент 57 имеет основание 59 треугольной формы, две скошенные поверхности которого являются кулачковыми толкателями, которые вместе с кулачками 43' и 43'' образуют кулачковое устройство. Каждый качающийся элемент 57 имеет также две соосных выступающих цапфы 61 и с возможностью поворота размещается в одном из указанных промежутков 54, при этом его цапфы 61 входят в пазы 56.

На заднем краю несущего щетину элемента 49 снизу расположен палец 62, который может возвратно-поступательно перемещаться в пазу 48 головки 42 и вместе с пазом образует ограничитель возвратно-поступательных перемещений. К несущему щетину элементу 49 крепится нижняя пластинка 63, в которой выполнены сливные отверстия 64, которые вместе со сливными отверстиями 47 головки 42 используются для промывки зубной щетки и удаления из нее остатков зубной пасты и др.

Во время чистки зубов пользователь с небольшим усилием прижимает пучки щетины к своим зубам и перемещает ручку 41 вперед и назад вдоль ее продольной оси X. При возвратно-поступательных перемещениях ручки в основание 59 периодически упираются кулачки 43' и 43'' головки, а основание, поднимаясь по наклонным поверхностям 44 или 46 кулачков ручки, поворачивается в соответствующую сторону (фиг. 3а и 3б). В этом положении, когда неподвижные пучки щетины 52 прижаты к зубам, а нижняя пластинка 63 упирается изнутри в щеку, несущий щетину элемент 49 остается неподвижным, а подвижные ряды пучков щетины 58 будут периодически поворачиваться, поднимаясь при этом вверх и опускаясь вниз и скользя по поверхности зубов. При величине возвратно-поступательных перемещений ручки 41, превышающей длину паза 48, несущий щетину элемент 49 также будет совершать возвратно-поступательные перемещения вдоль ручки 41, при этом качающиеся элементы 57 будут, как описано выше, по прежнему совершать периодические поворотные перемещения.

Как показано на фиг. 3а, в этом варианте для лучшего контакта неподвижных пучков щетины 52 с зубами, щетина в этих пучках также выполнена несколько более длинной и более жесткой, чем щетина в поворачивающихся пучках 58.

В этом варианте изобретения длину паза 48 целесообразно выбрать таким образом, чтобы при каждом осевом ходе ручки происходил только один поворот каждого качающегося элемента 57. Однако количество поворотов каждого качающегося элемента 57 на каждом ходе ручки можно увеличить, если соответствующим образом уменьшить расстояние между кулачками 43' и 43''.

Было установлено, что в этом варианте разница L между высотой неподвижных и поворачивающихся пучков щетины должна лежать в пределах от 0,5 до 2 мм, что при повороте качающихся пучков на угол β (см. фиг. 3б) от 5 до 20^o дает оптимальные результаты.

Количество и характер расположения неподвижных и подвижных рядов пучков щетины могут быть самыми различными. Также возможно выбрать другими угол поворота и разницу высот L подвижных и неподвижных пучков щетины. Кроме того, в предлагаемой зубной щетке каждый из неподвижных и поворачивающихся пучков щетины может иметь различную жесткость.

Изобретение относится к санитарно-гигиеническим принадлежностям. Зубная щетка содержит несущий элемент для крепления пучков щетины, шарнирно закрепленный на одном из концов ручки. Несущий элемент может совершать ограниченные возвратно-поступательные перемещения относительно ручки в направлении ее продольной оси. На несущем элементе по крайней мере один ряд пучков щетины закреплен неподвижно, а несколько других рядов закреплены с возможностью поворота вокруг по крайней мере одной параллельной продольной оси ручки. Ограниченные возвратно-поступательные перемещения несущего пучки щетины элемента сопровождаются периодическими ограниченными боковыми перемещениями поворачивающихся рядов пучков щетины. Изобретение позволяет повысить эффективность чистки зубов. 16 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Зубная щетка, состоящая из удлиненной ручки, предназначенного для крепления пучков щетины несущего элемента, шарнирно закрепленного на одном из концов ручки, который во время чистки зубов может совершать ограниченные возвратно-поступательные перемещения относительно ручки в направлении ее продольной оси, отличающаяся тем, что по крайней мере один ряд пучков щетины неподвижно закреплен в несущем элементе, а несколько других рядов пучков щетины шарнирно закреплены на несущем элементе с возможностью поворота вокруг по крайней мере одной оси, по существу, параллельной продольной оси ручки, и шарнирно соединены с указанным концом ручки так, что ограниченные возвратно-поступательные перемещения несущего пучки щетины элемента сопровождаются периодическими ограниченными боковыми поворотными перемещениями поворачивающих рядов пучков щетины. 2. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что верхние концы щетины неподвижных рядов пучков выступают над верхними концами поворачивающихся рядов пучков. 3. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что щетина в неподвижных рядах пучков имеет несколько большую жесткость, чем щетина в поворачивающихся рядах пучков. 4. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что неподвижные и поворачивающиеся ряды пучков щетины расположены в чередующемся порядке. 5. Щетка по п. 1, отличающаяся тем, что поворачивающиеся ряды пучков щетины шарнирно соединены с концом ручки с помощью кулачка и кулачкового толкателя. 6. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что на конце ручки и в несущем щетину элементе имеются предназначенные для промывки щетки отверстия. 7. Щетка по п. 1, отличающаяся тем, что на верхней поверхности конца ручки выполнен по крайней мере один кулачковый паз, а на несущем щетину элементе шарнирно закреплен расположенный по крайней мере у одного из его продольных краев по крайней мере один качающийся стержень с закрепленным на нем рядом пучков щетины и этот качающийся стержень имеет выступающий снизу палец, который входит в кулачковый паз ручки. 8. Щетка по п.7, отличающаяся тем, что по крайней мере один кулачковый паз ручки выполнен наклонным по отношению к ее продольной оси. 9. Щетка по п.7, отличающаяся тем, что по крайней мере один кулачковый паз ручки имеет в направлении продольной оси форму дуги или волнообразную форму. 10. Щетка по п.7, отличающаяся тем, что она содержит последовательно расположенные рядом с каждым из ее продольных краев два или более качающихся стержней, имеющих общую ось, параллельную продольной оси щетки. 11. Щетка по п.7, отличающаяся тем, что она содержит два центральных ряда неподвижно закрепленных пучков щетины и один ряд пучков щетины на каждом из качающихся стержней. 12. Щетка по п.7, отличающаяся тем, что поворачивающиеся ряды пучков щетины имеют, по существу, такую же длину, что и неподвижные ряды пучков щетины. 13. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что на верхней поверхности одного из концов ручки рядом с его продольными краями имеются выступающие над поверхностью ручки кулачки, которые расположены в чередующемся порядке на противоположных продольных краях ручки, а каждый из поворачивающихся рядов пучков щетины закреплен на качающемся элементе, на нижней поверхности которого выполнены две симметричные наклонные кулачковые направляющие поверхности, которые скользят по выступающим кулачкам ручки, при этом конструкция кулачкового механизма выполнена такой, что когда одна из кулачковых направляющих поверхностей качающегося элемента упирается в выступающий кулачок ручки, его другая кулачковая направляющая поверхность оказывается расположенной заподлицо или на уровне нижней поверхности указанного несущего щетину элемента. 14. Щетка по п.13, отличающаяся тем, что поворачивающиеся ряды пучков щетины имеют, по существу, такую же ширину, что и неподвижные ряды пучков щетины. 15. Щетка по п.13, отличающаяся тем, что возвратно-поступательные перемещения несущего щетину элемента ограничены расположенным на нем снизу выступающим пальцем, который с возможностью скольжения входит в паз, который расположен на ручке параллельно продольной оси щетки и длина которого определяет величину относительных продольных перемещений несущего щетину элемента. 16. Щетка по п. 13, отличающаяся тем, что она содержит три поворачивающихся и четыре неподвижных ряда пучков щетины, расположенных в чередующемся порядке. 17. Щетка по п.13, отличающаяся тем, что она содержит четыре поворачивающихся и три неподвижных ряда пучков щетины.