МОДУЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЗУБНАЯ ЩЕТКА Российский патент 2007 года по МПК A61C17/34 

Область техники

Настоящее изобретение относится к электрической зубной щетке, и в частности к модульным электрическим зубным щеткам, имеющим сменные или заменяемые компоненты, и к электрическим зубным щеткам, имеющим высокую эффективность.

Уровень техники

Настоящее изобретение, в общем, относится к электрическим зубным щеткам. В частности, изобретение относится к усовершенствованной электрической зубной щетке со сменными или заменяемыми подвижными и/или неподвижными держателями щетины. Имеется много различных электрических зубных щеток, обеспечивающих разные и преимущества, и характеристики, но эти характеристики могут быть причиной повышения себестоимости зубной щетки и могут сказаться на розничных ценах продукции в сторону повышения. Соответственно, желательно обеспечить электрическую зубную щетку, которая была бы относительно недорогостоящей в сборке и изготовлении, но которая будет обеспечивать эффективность очистки и характеристики зубной щетки, нужные потребителю.

Также известны электрические зубные щетки, в которых некоторые компоненты щетки могут сменяться или заменяться на аналогичные компоненты с других зубных щеток или компонентами, которые продаются отдельно. Например, известны зубные щетки, имеющие сменные узлы головки и шейки, и в которых всю головку и по меньшей мере часть шейки можно снять с корпуса или кожуха и заменить другим узлом головки и шейки. Заявка США № 09/850662 раскрывает электрическую зубную щетку, имеющую сменную головку щетки. Несмотря на то что такая модульная система может обеспечивать значительные преимущества, узлы головки и шейки зубной щетки в целом относительно дорого стоят. При этом частая замена целого узла головки и шейки не является необходимой, если изношена только щетина. Соответственно, существует необходимость обеспечения альтернативной модульной конструкции для зубной щетки, которую можно индивидуализировать для конкретных потребностей потребителя. Например, потребитель смог бы сменить и/или заменить часть головки зубной щетки для определенной задачи, или если будет изношена какая-либо часть зубной щетки.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к электрической зубной щетке, содержащей рукоятку на первом конце зубной щетки, имеющую установленный в ней электродвигатель; шейку, проходящую от рукоятки и содержащую вмещающий элемент на втором конце зубной щетки; и отличающейся тем, что множество держателей зацепляют вмещающий элемент; и тем, что держатели содержат один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей, которые независимо контактируют с возможностью скольжения с вмещающим элементом; и приводной вал, оперативно связывающий с электродвигателем один или более держателей.

Изобретение также относится к наборам, содержащим указанные электрическую зубную щетку и один или более неподвижных и один или более подвижных держателей, выбранных из группы, состоящей - помимо прочего - из держателей оконечности головки щетки, неподвижных держателей щетины, подвижных держателей щетины, держателей эластомерных элементов, держателей состава ухода за полостью рта, и/или держателей стоматологического инструмента, и/или из их комбинаций.

Изобретение также относится к электрической зубной щетке низкого энергопотребления, содержащей: узел кожуха, в состав которого входит головка щетки, рукоятка и шейка, проходящая между головкой щетки и рукояткой; кожух, ограничивающий полую внутреннюю полость; подвижный держатель щетины, установленный на головке щетки; электродвигатель с работающим от него вращающимся валом, закрепленное на вале зубчатое колесо и источник питания, электрически сообщающийся с электродвигателем и расположенный в полой внутренней полости; плоское зубчатое колесо, с возможностью поворота установленное в полой внутренней полости и ориентированное таким образом, что ось вращения плоского зубчатого колеса перпендикулярна оси вращения электродвигателя и ведущего зубчатого колеса; при этом плоское зубчатое колесо имеет такую конфигурацию и зацепляет ведущее зубчатое колесо электродвигателя таким образом, что плоское зубчатое колесо совершает один поворот из расчета, от одного до трех, поворотов электродвигателя; при этом плоское зубчатое колесо содержит (i) первый эксцентриковый элемент, проходящий от поверхности плоского зубчатого колеса, причем первый эксцентриковый элемент имеет центр, смещенный от оси вращения плоского зубчатого колеса, и (ii) второй эксцентриковый элемент, проходящий от поверхности первого эксцентрикового элемента, причем второй эксцентриковый элемент имеет ось вращения, совпадающую с осью вращения плоского зубчатого колеса; приводной вал, имеющий первый конец и второй противоположный конец, причем первый конец зацепляет первый эксцентриковый элемент и второй эксцентриковый элемент плоского зубчатого колеса, и второй конец зацепляет подвижный держатель щетины; первое множество щетинок, закрепленное на подвижном держателе щетины; второе множество неподвижных щетинок, закрепленных на головке щетки; причем во время работы электродвигателя плоское зубчатое колесо вращается, тем самым придавая возвратно-поступательное движение приводному валу и подвижному держателю щетины, расположенному на головке щетины.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение можно осуществить с разными компонентами и компоновками компонентов и разными методами, способами или с разными порядками выполнения соответствующих операций. Перечисляемые ниже чертежи даны только в целях пояснения примеров осуществления изобретения, они не являются чертежами, обязательно соблюдающими масштаб, и их нельзя истолковывать как чертежи, ограничивающие настоящее изобретение.

Данное изобретение поясняется приводимым ниже описанием совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - изображение в перспективе зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 - вид снизу головки зубной щетки, с изображением конфигурации разных типов щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.3 - еще один вид снизу головки зубной щетки, с изображением конфигурации расположений щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.4 - еще один вид снизу головки зубной щетки, с изображением конфигурации расположений щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.5 - еще один вид снизу головки зубной щетки, с изображением конфигурации расположений щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.6 - частичное поперечное сечение, показывающее головку щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.7 - частичное поперечное сечение, показывающее еще одну головку щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.8 - частичное поперечное сечение, показывающее еще одну головку щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.9 - частичное поперечное сечение, показывающее еще одну головку щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.10 - изображение в перспективе узла эксцентрика согласно настоящему изобретению;

Фиг.11 - изображение в перспективе еще одного эксцентрика устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.12 - изображение в перспективе, показывающее частичный узел зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.13 - вид снизу головки зубной щетки, показывающий конфигурацию расположений щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.14 - еще один вид снизу головки зубной щетки, показывающий конфигурацию расположений щетины и порядок обозначения местоположений определенных видов щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.15 - еще один вид снизу головки зубной щетки, показывающий конфигурацию расположений щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.16 - вид снизу головки щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.17 - боковая проекция головки щетки, показываемой на чертеже Фиг.16;

Фиг.18 - вид снизу еще одной головки щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.19 - боковая проекция головки щетки, показываемой на чертеже Фиг.18.

Фиг.20 - изображение в перспективе еще одной зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.21 - частичное изображение в перспективе с пространственным разделением деталей зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.20, с изображением некоторых компонентов и их сборки;

Фиг.21а - частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, осуществления зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением некоторых компонентов и их сборки;

Фиг.22 - частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, узла головки зубной щетки, показываемой на чертежах Фиг.21 и 22;

Фиг.22а - частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, показывающее сборку еще одного осуществления головки зубной щетки;

Фиг.23 - еще одно частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.22, с изображением еще одной сборки ее компонентов;

Фиг.23а - еще одно частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.22а, с изображением еще одной сборки ее компонентов;

Фиг.24 - еще одно частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.22 и 23, также с изображением еще одной сборки ее компонентов;

Фиг.24а - еще одно частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.22а и 23а, также с изображением еще одной сборки ее компонентов;

Фиг.25 - еще одно частичное изображение в перспективе, с пространственным разделением деталей, головки зубной щетки, с изображением еще одной возможной конфигурации щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.25а - вид с торца неподвижного держателя 1403 щетины;

Фиг.26 - вид с торца головки зубной щетки по линии 26-26, показываемой на чертеже Фиг.25;

Фиг.26а - вид с торца подвижного держателя 1405 щетины;

Фиг.27 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.27а - вид с торца зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.21а, до зацепления неподвижного и подвижного держателей щетины;

Фиг.28 - выполненный по линии 28-28 вид с торца головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.27;

Фиг.29 - частичная боковая вертикальная проекция зубной щетки, с изображением еще одной предпочтительной конфигурации щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.30 - выполненный по линии 30-30 вид с торца головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.29;

Фиг.31 - вид с торца головки зубной щетки, показывающий еще одну конфигурацию щетины согласно настоящему изобретению;

Фиг.32 - вид с торца головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.33 - вид с торца головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.34 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.35 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.36 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.37 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.38 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.39 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.40 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.41 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.42 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.43 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.44 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.45 - частичная боковая вертикальная проекция головки зубной щетки согласно настоящему изобретению, с изображением еще одной конфигурации щетины;

Фиг.46 - горизонтальная проекция вида снизу головки зубной щетки (без щетины) зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.47 - выполненное по линии 47-47 сечение головки зубной щетки, показываемой на чертеже Фиг.46;

Фиг.48 - частичное изображение, с пространственным разделением деталей, зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.49 - частичное изображение, с пространственным разделением деталей, зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.50 - изображение в перспективе части приводного механизма согласно настоящему изобретению;

Фиг.51 - изображением в перспективе головки щетки и приводного механизма, показываемого на чертеже Фиг.50.

Фиг.52 - изображение в перспективе головки и шейки зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.53 - горизонтальная проекция еще одних головки и шейки зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.54 - горизонтальная проекция еще одних головки и шейки зубной щетки согласно настоящему изобретению;

Фиг.55 - частичное изображение, с пространственным разделением деталей, узла зацепления для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение, предпочтительно используемое в зубной щетке согласно настоящему изобретению;

Фиг.56 - горизонтальная проекция зубчатого колеса узла, показываемого на чертеже Фиг.55;

Фиг.57 - боковая вертикальная проекция зубчатого колеса, показываемого на Фиг.56;

Фиг.58 - частичное сечение узла, показываемого на чертеже Фиг.55, с изображением зацепления между приводным валом и зубчатым колесом;

Фиг.59 - нижняя сторона торца приводного вала узла, показываемого на чертеже Фиг.55.

Фиг.60 - горизонтальная проекция узла, показываемого на чертеже Фиг.55, с изображением действия узла.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение основывается на открытии того факта, что значительная чистящая эффективность обеспечивается зубной щеткой, которая использует комбинацию неподвижной щетины и подвижной щетины, приводимой в действие электродвигателем. Подвижная щетина предпочтительно осуществляет возвратно-поступательное движение, получая движение от электродвигателя, и, наиболее предпочтительно, подвижная щетина осуществляет возвратно-поступательное движение в направлении, которое по существу параллельно продольной оси зубной щетки. Предполагается, что подвижная щетина может также осуществлять возвратно-поступательное движение в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси. Несмотря на то что возвратно-поступательное движение является предпочтительным типом движения для подвижного держателя щетины, настоящее изобретение также включает в себя другие типы движения подвижного держателя щетины. Во всех описываемых здесь предпочтительных осуществлениях все различные подвижные виды щетины все приводятся в действие или крепятся одним подвижным компонентом. Этот признак описывается далее более подробно. Настоящее изобретение также основано на разработке определенных схем расположения или конфигураций для неподвижной щетины, в частности при использовании вместе с подвижным и приводимым в действие электродвигателем комплектом щетины. Помимо этого, зубная щетка согласно настоящему изобретению, имеющая подвижный держатель щетки, который совершает возвратно-поступательное движение и частично окружен множеством неподвижных щетинок, особо целесообразна для массового производства. То есть различные описываемые здесь щетки согласно их предпочтительным осуществлениям имеют относительно невысокую себестоимость благодаря их значительной простоте и обладающей новизной структуре. Эти и прочие особенности изобретения излагаются в данном описании.

Настоящее изобретение также основано на особой конструкции единого корпуса или кожуха для электрической зубной щетки, содержащего выполненный как единое целое узел шейки и головки щетки. Цельный корпус или кожух для электрической зубной щетки значительно упрощает сборку зубной щетки и уменьшает ее заводскую себестоимость. Настоящее изобретение также обеспечивает обладающую новизной модульную конструкцию головки щетки, которая предоставляет пользователю выбор щетины и/или элементов для головки щетки. Эта обладающая новизной модульная конструкция выполнена за счет зацепления одного или более неподвижных держателей и одного или более подвижных держателей с вмещающим элементом, проходящим от дальнего конца шейки зубной щетки. Держателем является элемент, такой как пластина, который зацепляет вмещающий элемент и который может содержать конструкции или составы, взаимодействующие с тканью ротовой полости и/или с зубами. Множество неподвижных и/или подвижных держателей может содержать, помимо прочего, держатели щетины, держатели оконечности головки щетки, держатели эластомерных элементов, держатели составов для ухода за полостью рта и держатели стоматологического инструмента или любую их комбинацию. Множество неподвижных и/или подвижных держателей могут иметь много форм и размеров - при условии, что держатели смогут зацеплять вмещающий элемент зубной щетки. Согласно одному из осуществлений: неподвижным носителем(ями) может быть неподвижный носитель щетины, и/или подвижный держатель(и) может быть подвижным держателем щетины. Множество держателей могут быть оконечностями головки щетки. Держатели оконечности головки щетки могут быть расположены на самой дальней части головки зубной щетки. Эти оконечности головки щетки могут образовывать относительно крупную часть головки щетки. Некоторые осуществления настоящего изобретения включают в себя эти упомянутые эластомерные элементы или гибкие, проходящие в наружном направлении, элементы, расположенные на головке щетки. Неподвижный держатель и подвижный держатель головки зубной щетки могут содержать эластомерные элементы наряду с щетиной. Неподвижная часть и подвижная часть, каждая из них, могут включать в себя щетину и эластомерные элементы, которые используются для легкого массажа десен пользователя во время работы щетки. Эластомерные элементы могут располагаться по периметру неподвижных и подвижных частей или между щетиной на неподвижной и подвижной частях головки щетки, и они могут быть сформированы из любого эластомерного материала, включая, помимо прочего, каучук. Эластомерные материалы включают в себя, помимо прочего, материалы, указываемые в патентах США №№ 5987688 и 5735011, которые включены в данный документ в качестве ссылки. Стоматологический инструмент, устанавливаемый на держателях и/или ими доставляемый, включает в себя, помимо прочего, инструмент массажа десен, скоблящий инструмент, чистящий инструмент, чистящие нитки, полирующие колпачки, резиновые стержни и аппликаторы. Например, можно использовать элементы и/или инструменты, специально сконструированные для нанесения отбеливающих веществ на зубы. Пример полировальных колпачков включает в себя, помимо прочего, колпачки, описываемые в патенте США № 5930860, содержание которого включено в данный документ в качестве ссылки. Помимо этого, можно использовать конфигурации щетины, которые обеспечивают стимуляцию десен и межзубную стимуляцию, например, варианты расположения согласно патенту США № 5926897, содержание которого включено в данный документ в качестве ссылки. Составы для ухода за полостью рта включают в себя, помимо прочего, составы, расположенные на держателе или в держателе, или распределяемые держателем для ухода за зубами, или для лечения зубов или ткани полости рта; и/или другие составы, размещаемые на держателе или в держателе и содействующие обработке зубов и ткани ротовой полости и/или уходу за ними. Примеры составов ухода за полостью рта включают в себя, помимо прочего, составы профилактики образования зубного камня, отбеливающие составы для зубов, абразивы, фтор и составы, воздействующие на ощущения ротовой полости, такие как ароматизаторы. Примерами держателей составов для ухода за полостью рта являются примеры, помимо прочих, раскрываемые в патенте США № 5851551 и в заявках WO 09413870А1 и 9804167А1, содержание которых включено в данный документ в качестве ссылки.

До описания различных осуществлений зубной щетки согласно настоящему изобретению целесообразно охарактеризовать разные типы движений, которые может выполнять подвижная щетина. В данном описании термин «угловое движение» указывает любое угловое смещение. «Линейное движение» является движением по прямой, или по существу прямой, линии или направлению. «В основном линейное движение» характеризуется ниже. «Криволинейное движение» является движением, которое либо не является ни совершенно линейным, ни совершенно угловым, а является сочетанием этих двух движений (например, криволинейным). Эти движения могут быть постоянными или периодическими. Постоянное движение указывает движение, которое не изменяет свое направление или траекторию (например, однонаправленное). Периодическое движение указывает движение, которое обращает свое направление или траекторию. Постоянное угловое движение (т.е. движение, проходящее 360 градусов и более), которое по существу является круговым, здесь указывается как вращательное движение. Периодическое угловое движение, которое проходит менее 360 градусов, указывается как колебательное движение. Криволинейные движения могут также быть либо постоянными (например, однонаправленными), либо периодическими (т.е. обращающими свое направление). Периодическое линейное движение указывается как «возвратно-поступательное». Упоминаемые выше движения могут также осуществляться по одной или более осям держателя щетины.

Также целесообразно определить термин «неподвижная» щетина и термин «подвижная» щетина. Термин «неподвижная щетина» указывает щетину, которая закреплена или является неподвижной по отношению к головке щетки или, корпусу зубной щетки, или другому ее компоненту, и при этом щетина и, в частности, основание щетины не перемещаются относительно зубной щетки во время пользования ею. То есть неподвижная щетина относится к щетине, которая фиксирована на зубной щетке таким образом, что ее основа или точка прикрепления не перемещаются относительно зубной щетки, и неподвижная щетина оперативно не связана с приводным валом. Неподвижная щетина может быть прикреплена к неподвижному держателю. Один или более этих неподвижных держателей при этом могут зацеплять вмещающий элемент зубной щетки и тем самым формировать головку зубной щетки. Хотя эти держатели и расположенная на них щетина являются неподвижными, считается, что концы щетины или участки, дальние по отношению к основе щетины или группе щетины, могут перемещаться в результате изгиба щетины, но основа неподвижной щетины не будет перемещаться относительно зубной щетки. Помимо этого, неподвижный держатель, на котором может располагаться щетина, можно отсоединять от зубной щетки за счет его поступательного перемещения. Поэтому пользователь может заменять и/или сменять неподвижный держатель при необходимости. Какое-либо перемещение щетины не является результатом оперативной связи с приводным валом и/или электродвигателем - в противоположность подвижной щетине, которая перемещается в результате оперативного соединения с приводным валом.

Термин «подвижная щетина» относится к щетине, в которой основа щетины перемещается по отношению к зубной щетке, и предпочтительно - по отношению к продольной оси зубной щетки. Как правило, эта конфигурация выполняется за счет прикрепления или установки основы щетины на таком установочном компоненте как держатель, который выполнен с возможностью перемещения относительно зубной щетки. При этом один или более подвижных держателей щетины могут зацеплять вмещающий элемент зубной щетки, завершая формирование головки зубной щетки. То есть подвижной щетиной является щетина, которая выполнена подвижной и, предпочтительно, поступательно перемещается по отношению к продольной оси щетки в результате оперативного соединения с приводным валом.

Обладающую новизной модульную конструкцию зубной щетки согласно настоящему изобретению можно осуществить за счет особой структуры головки щетки. В данном описании словосочетание «головка зубной щетки» означает один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей и вмещающий элемент. Один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей зацепляют зубную щетку через посредство вмещающего элемента. Вмещающий элемент расположен на дальнем конце шейки зубной щетки и фиксирует держатели. Вмещающий элемент может иметь щетину, либо щетинки могут отсутствовать у вмещающегося элемента.

В обоих случаях головку зубной щетки можно сформировать за счет контактирования, с возможностью скольжения, одного или более неподвижных держателей, и одного или более подвижных держателей с вмещающим элементом. Согласно одному из осуществлений: неподвижный держатель зацепляет вмещающий элемент и может по существу окружать подвижный держатель. Согласно еще одному осуществлению: множество неподвижных держателей зацепляет вмещающий элемент, в результате чего при зацеплении упомянутого множества неподвижные держатели могут по существу окружать подвижный держатель. Осуществления модульной конструкции согласно настоящему изобретению предусматривают зубные щетки, в которых один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей содержат щетину. Один или более неподвижных держателей щетины и один или более подвижных держателей щетины независимо за счет контакта с возможностью скольжения зацепляют вмещающий элемент, расположенный на дальнем конце шейки зубной щетки. На этом вмещающем элементе может располагаться один или более подвижных держателей щетины. Помимо этого, другие держатели могут зацеплять вмещающий элемент зубной щетки, включая, помимо прочего, держатели стоматологического инструмента, держатели эластомерных элементов, держатели составов ухода за полостью рта и/или их комбинации.

Обращаясь к Фиг.1: показана зубная щетка 10 согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения. Зубная щетка 10 содержит корпус 30, головку 20 и шейку 40, проходящую между корпусом 30 и головкой 20. Головка 20 определяет самый дальний конец 22. Головка 20 и шейка 40 проходят по существу вдоль продольной оси, которая на чертеже Фиг.1 показана как ось L. Вдоль головки 20 расположено множество неподвижных щетинок 60 и множество расположенных внутри щетинок 50, которое выполнено с возможностью перемещения согласно данному описанию. Подвижные щетинки 50 расположены на держателе подвижной щетины и закреплены на нем. Держатель подвижной щетины может совершать упоминаемые выше разнообразные движения.

Фиг.2-5 и 13 показывают различные конфигурации расположения неподвижной щетины и подвижной щетины согласно настоящему изобретению. Фиг.2 подробно изображает зубную щетку 10, показываемую на чертеже 1, и ее головку 20. Согласно Фиг.2: неподвижная щетина (щетинки) 60 по существу проходит полностью вокруг множества подвижных щетинок 50. Подвижная щетина (щетинки) 50 расположена на подвижном держателе 52 щетины. Держатель 52 щетины предпочтительно выполнен с возможностью перемещения между двумя положениями, показываемыми на Фиг.2: положение А и положение В. Держатель 52 щетины предпочтительно выполнен с возможностью перемещения назад и вперед между положением А, в котором держатель 52 щетины находится вблизи самого дальнего конца 22 головки 20 щетки, и положением В, показываемым на чертеже Фиг.2 пунктиром. Наиболее предпочтительно: направление перемещения держателя 52 щетины во время его возвратно-поступательного движения между положениями А и В по существу параллельно продольной оси головки 20 и шейки (не показана на Фиг.2), обозначенной на чертеже Фиг.1 как ось L.

Фиг.3 показывает еще одно расположение щетины на головке 120 зубной щетки 100 согласно настоящему изобретению. В этом осуществлении множество неподвижной щетины 160 проходит по существу по периметру совокупности подвижной щетины 150. Подвижная щетина 150 расположена на подвижном держателе 152 щетины и закреплена на нем. Держатель 152 щетины выполнен с возможностью перемещения между двумя положениями А и В - Фиг.3. В этой предпочтительной конфигурации: участок 125 вдоль головки 120 щетки не содержит щетину - ни неподвижную, ни подвижную щетину. Как упомянуто выше со ссылкой на Фиг.2: держатель 152 щетины и, поэтому, подвижная щетина 150 предпочтительно могут осуществлять возвратно-поступательное движение между положениями А и В. Согласно Фиг.3: положение А находится вблизи самого дальнего конца 122 головки 120 щетки.

Фиг.4 показывает еще одно осуществление головки 220 зубной щетки 200 согласно настоящему изобретению. В этом осуществлении: совокупность неподвижной щетины 260 расположена на противоположных участках головки 220 щетки вокруг совокупности подвижной щетины 250. Подвижная щетина 250 расположена на держателе 252 подвижной щетины и закреплена на ней. Держатель 252 подвижной щетины выполнен с возможностью перемещения между положениями А и В - Фиг.4. Нужно отметить, что два участка определены между совокупностью неподвижной щетины 260 и не имеют щетины. Эти участки на чертеже Фиг.4 показаны как участки 227, 229. Как указано выше со ссылкой на Фиг.2, держатель 252 щетины и поэтому подвижная щетина 250 предпочтительно могут выполнять возвратно-поступательное движение между положениями А и В. Положение А находится вблизи самого дальнего конца 222 головки 220 щетки.

Фиг.5 показывает еще одно предпочтительное осуществление головки 320 зубной щетки 300 согласно настоящему изобретению. Согласно этому осуществлению: совокупность неподвижной щетины 360 проходит только частично вокруг совокупности подвижной щетины 350, которая расположена и закреплена на подвижном держателе 352 щетины. Подвижный держатель 352 щетины выполнен с возможностью перемещения между двумя положениями, показываемыми на чертеже Фиг.5: А и В. Нужно отметить, что участки 329, 327, 325 определены по периметру совокупности подвижной щетины 350. Эти участки не имеют щетины и, в частности, не имеют неподвижной щетины 360. Как указано выше со ссылкой на Фиг.2: держатель 252 щетины и поэтому подвижная щетина 250 предпочтительно могут осуществлять возвратно-поступательное движение между положениями А и В. Положение А находится вблизи самого дальнего конца 322 головки 320 щетки.

Фиг.13 показывает еще одно осуществление головки 920 зубной щетки 900 согласно настоящему изобретению. В этом осуществлении: множество неподвижной щетины 960 расположено на противоположных участках головки 220 щетки вокруг множества подвижной щетины 950. В частности, неподвижная щетина 960 расположена вдоль сторон головки 920 щетки. Участки 925 и 927 определены между группами неподвижной щетины и предпочтительно - согласно изображению на чертеже Фиг.13. Подвижная щетина 950 установлена и закреплена на подвижном держателе 952 щетины. Подвижный держатель 952 щетины выполнен с возможностью перемещения между положением А и положением В согласно Фиг.13. Как упомянуто выше со ссылкой на Фиг.2: держатель 952 щетины и поэтому подвижная щетина 950 предпочтительно выполнены с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения между положениями А и В. Положение А находится вблизи самого дальнего конца 922 головки 920 щетки.

Необходимо отметить, что предпочтительные конфигурации щетины основаны на подвижной щетине, расположенной по существу на среднем участке или внутри головки щетки; и неподвижная щетина по меньшей мере частично окружает расположенную посередине подвижную щетину. Эти признаки поясняются более подробно ниже.

В некоторых случаях предпочтительно, чтобы неподвижная щетина окружала 100% периметра совокупности подвижной щетины. В других случаях предпочтительно, чтобы неподвижная щетина окружала или проходила по приблизительно от 75% до 100% периметра подвижной щетины. В других случаях предпочтительно, чтобы неподвижная щетина проходила вдоль приблизительно 50-75% периметра подвижной щетины. В других случаях предпочтительно, чтобы неподвижная щетина проходила вдоль приблизительно 25-50% периметра подвижной щетины. В других случаях может быть предпочтительным, чтобы неподвижная щетина проходила менее чем по 25% всего периметра подвижной щетины. Как упомянуто выше, неподвижная щетина предпочтительно проходит вдоль по меньшей мере части внешнего периметра множества подвижной щетины. В некоторых осуществлениях необязательно, чтобы неподвижная щетина проходила сплошь по периметру совокупности подвижной щетины. То есть настоящее изобретение включает в себя конфигурации щетины, в которых неподвижная щетина проходит прерывисто вдоль внешнего периметра подвижной щетины или вокруг нее.

Термины «полностью окружает», «по существу окружает» и «частично окружает» используются здесь для того, чтобы указать определенные конфигурации неподвижной щетины и ее относительное местоположение по отношению к подвижной щетине. Термин «полностью окружает» указывает конфигурацию, в которой неподвижная щетина полностью окружает или расположена полностью вокруг периметра подвижной щетины. Подразумевается, что когда неподвижная щетина упоминается как окружающая периметр подвижной щетины или его часть, то мелкие или относительно небольшие пространства могут иметься между отдельными единицами щетины или группами щетины. Эти пространства составляют только порядка от 1 до 10 диаметров обычной щетины. Термин «по существу окружающий» относится к конфигурации, в которой неподвижная щетина проходит вдоль по меньшей мере 80% периметра подвижной щетины. В частности, термин «по существу окружает» подразумевает конфигурации, в которых неподвижная щетина проходит вдоль части периметра подвижной щетины и, предпочтительно, проходит вдоль части, меньшей 80% расстояния вдоль периметра. Термин «частично окружает» указывает конфигурацию, в которой неподвижная щетина частично, но не полностью, окружает подвижную щетину.

Как указано выше, держатель подвижной щетины может совершать различные движения. Например, держатель подвижной щетины может совершать угловое движение, линейное движение или криволинейное движение. Движение держателя щетины может быть постоянным или периодическим. Как правило, для держателя подвижной щетины предпочтительным движением является периодическое линейное движение или возвратно-поступательное движение.

Подвижный держатель щетины может иметь разные формы. Для держателя подвижной щетины предпочтительной формой является овальная, показываемая на упомянутых чертежах, в частности на чертежах Фиг.2 - 5. Как правило, предпочтительно, чтобы подвижный держатель щетины имел удлиненную форму, более предпочтительно - овальную форму, и наиболее предпочтительно, чтобы имел пропорции согласно определенному диапазону соотношений длины и ширины. Наиболее предпочтительно, чтобы подвижный держатель щетины имел форму овала и соотношение длины (измеряемой по главной оси его овальной формы) и ширины (измеряемой по малой оси его овальной формы) в приблизительных значениях от 4:1 до 1,2:1. Ширина подвижного держателя щетины (тоже измеряемая по малой оси его овальной формы) приближается к ширине головки щетки, в этом местоположении вдоль головки щетки. Для этих осуществлений настоящего изобретения, согласно которому держатель щетины имеет овальную форму и держатель щетины перемещается возвратно-поступательно, держатель ориентирован таким образом, что перемещение происходит по существу параллельно главной оси овальной формы. Предпочтительная ширина подвижного держателя щетины составляет приблизительно от 50% до 90% ширины головки щетки, и наиболее предпочтительно - приблизительно от 60% до 80%.

Обращаясь к Фиг.6: ниже приводится описание еще одного предпочтительного осуществления головки 420 для зубной щетки 400. Головка 420 содержит держатель 452 внутренней щетины, который установлен с возможностью поступательного перемещения в прорезях, выполненных вдоль головки 420. Держатель 452 внутренней щетины установлен и закреплен на множестве подвижной щетины 450. Держатель 452 внутренней щетины приводится в возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и продольная ось головки 420. Держатель 452 внутренней щетины и щетина 450 предпочтительно по меньшей мере частично окружены множеством неподвижной щетины, показываемой на Фиг.6 пунктиром. Зубная щетка 400 имеет электродвигатель (не показан) и приводной механизм, приводной вал которого показан на Фиг.6 как вал 460. Эксцентрик 470, зацепляемый валом 460, оперативно связывает вал 460 с держателем 452 внутренней щетины. Либо вал 460 может быть установлен на опорах 465 вала. Опоры 465 вала могут содержать части (не показаны), выполненные в форме букв C или U и вмещающие в себе вал 460. Прочие средства крепления вала 460 в опоре известны из уровня техники. Эксцентрик 470 может содержать фасонный элемент или прилив соответствующей эксцентриковой конфигурации, расположенный или сформованный и прочно закрепленный на вале 460. Согласно одному из технических решений эксцентрик 470 имеет цилиндрическую форму с парой остроугольных поверхностей 472, 473, которые наклонены в одном и том же направлении и с одним и тем же углом наклона, но которые расположены на противоположных концах эксцентрика 470. То есть расположенные под углом поверхности 472, 473 являются поверхностями, полученными диагональным срезом цилиндра эксцентрика 470. Направление наклона и угол наклона могут изменяться соответственно нужному изменению частоты и хода держателя 452 внутренней щетины. Первый и второй работающие от эксцентрика ролики 454, 456 прикреплены к нижней стороне 453 держателя 452 щетины или проходят от этой стороны. Работающие от эксцентрика ролики 454, 456 смещены или отделены друг от друга интервалом таким образом, что эксцентрик 470 расположен между работающими от эксцентрика роликами 454, 456, которые установлены на эксцентрике 470 и/или охватывают его. Выполненные под углом поверхности 472, 473 эксцентрика 470 контактируют с возможностью скольжения со свободными концами работающих от эксцентрика роликов 454, 456. При вращении вала 460 первая остроугольная поверхность 472 эксцентрика 470 входит в контакт с поверхностью первого работающего от эксцентрика ролика 454 и приводит в действие работающий от эксцентрика ролик, и поэтому держатель 452 внутренней щетины - от конца 422 в направлении, по существу том же, что и направление продольной оси головки 420. Держатель 452 внутренней щетины направляется прорезями, проходящими в продольном направлении. При продолжении вращения вала 460 эксцентрик 470 отходит от первого работающего от эксцентрика ролика 454. Вторая остроугольная поверхность 473 эксцентрика 470 затем входит в контакт с поверхностью второго работающего от эксцентрика ролика 456 и приводит в действие второй работающий от эксцентрика ролик 456 и, следовательно, держатель 452 внутренней щетины, назад к концу 433 головки 420.

Обращаясь к Фиг.7 и 8: ниже приводится описание еще одного осуществления головки 520 зубной щетки для использования с электрической зубной щеткой 500. Головка 520 содержит держатель 552 внутренней щетины, который установлен с возможностью его поступательного перемещения в прорезях (не показанных), выполненных в головке 520. На держателе 552 внутренней щетины установлено и закреплено множество щетины 550. Держатель 552 внутренней щетины приводится в возвратно-поступательное движение в том же по существу продольном направлении, что и продольная ось головки 520. Зубная щетка 500 содержит электродвигатель (не показан) и приводной механизм, имеющий вращающийся приводной вал 560. Головка 520 проходит от шейки 540 и имеет наиболее дальний конец 522. Эксцентрик 570 на вале 560 оперативно соединяет вал 560 с держателем 552 внутренней щетины. Либо вал 560 может опираться на опоры 565 вала. Опоры 565 вала могут иметь части (не показаны) в форме букв С или U, вмещающие вал 560. Прочие средства фиксирования вала 560 в опоре известны из уровня техники. Эксцентрик 570 выполнен в виде совокупности сгибов 572, 573 в вале 560. Сгибы являются синусоидными или криволинейными, и каждый сгиб имеет одну или несколько примыкающих друг к другу дуговых частей. Каждый сгиб имеет вершину, и вершины расположены на противоположных сторонах вала 560. Имеющий форму полусферы работающий от эксцентрика ролик 554 выступает от нижней поверхности 553 внутреннего держателя 552 щетины и расположен между вершинами эксцентрика 570. При вращении вала 560 поверхность 576 эксцентрика 570 вступает в контакт с первой поверхностью 555 работающего от эксцентрика ролика 554, и приводит в действие работающий от эксцентрика ролик 554 и, следовательно, внутренний держатель 552 щетины от конца 522 в продольном направлении, которое по существу то же, что продольная ось головки 520. При продолжении вращения вала 560 поверхность 576 эксцентрика отходит от первой поверхности 555 работающего от эксцентрика ролика. Согласно Фиг.8: поверхность 576 эксцентрика затем вступает в контакт со второй поверхностью 556 работающего от эксцентрика ролика 554 и приводит в действие работающий от эксцентрика ролик 554 и, следовательно, внутренний держатель 552 щетины, назад к концу 522. Движение держателя 552 щетины можно изменять путем изменения интервала между вершинами 572, 573 и/или амплитуды, формы или высоты вершин 572, 573, длины и наклона поверхности 576 эксцентрика и наклона поверхностей 555, 556 работающего от эксцентрика ролика 554.

Обращаясь к Фиг.9: далее приводится описание еще одного осуществления головки 620 зубной щетки для электрической зубной щетки 600. Головка 620 содержит внутренний держатель 652 щетины, который скользящим перемещением установлен в прорезях (не показаны), выполненных в головке 620. Головка 620 имеет дальний конец 622. Внутренний держатель 652 щетины установлен и опирается на множество щетины 650. Внутренний держатель 652 щетины приводится в возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и продольная ось головки 620. Зубная щетка 600 содержит электродвигатель (не показан) и приводной механизм, который содержит вращающийся приводной вал 660. Выполненный на вале 660 эксцентрик 670 оперативно связывает вал 660 с внутренним держателем 652 щетины. Либо вал 660 может опираться на опоры 665 вала. Опоры 665 вала могут содержать части (не показаны) в виде букв С или U, вмещающие вал 660. Прочие средства фиксирования вала 660 в опоре известны из уровня техники. Эксцентрик 670 выполнен в виде цилиндрического компонента 674, который установлен или сформован и прочно закреплен на вале 660.

Как показано на Фиг.10: эксцентрик 670 содержит спиральный паз 672, выполненный на наружной поверхности цилиндрического компонента 674. Спиральный паз 672 предпочтительно проходит по окружности компонента 674 и спирально вокруг продольной оси компонента 674, который, например, может совпадать с продольной осью вала 660. Ход и частота движения, придаваемого работающему от эксцентрика ролику 654 (показан на чертеже Фиг.9 и 10) эксцентриком 670, можно изменять путем изменения формы и размеров паза 672. Например, паз 672, выполненный в компоненте 674, будет обеспечивать один полный ход внутреннего держателя 652 щетины (т.е. один цикл от и назад к концу головки 622) для одного оборота вала 660.

Фиг.11 показывает альтернативный эксцентрик 770 со спиральным пазом 772, выполненным в виде цифры восемь. Это будет обеспечивать только половину хода (т.е. только либо поступательное движение к или от конца головки щетки) для одного оборота вала 760. Работающий от эксцентрика ролик 754 расположен в пазе 772 и зацепляется с подвижным держателем щетины.

Снова обращаясь к Фиг.9 и 10: работающий от эксцентрика ролик 654 выступает от нижней поверхности 653 внутреннего держателя 652 щетины. Работающий от эксцентрика ролик 654 за счет поступательного движения входит в паз 672. При вращении вала 660 первая поверхность 675 спирального паза 672, такая как его боковая стенка, вступает в контакт с первой поверхностью работающего от эксцентрика ролика 654, и приводит в действие работающий от эксцентрика ролик 654 и, следовательно, внутренний держатель 652 щетины, от конца 622 головки 620 щетки, в продольном направлении, по существу том же, что и продольная ось головки 620. При продолжении вращения вала 660 работающий от эксцентрика ролик 654 достигает вершины спирального паза 672, и первая поверхность 675 спирального паза 672 отходит от работающего от эксцентрика ролика 654. Вторая поверхность 676 паза 672, такая как противоположная боковая стенка паза 672, затем вступает в контакт с работающим от эксцентрика роликом 654 и приводит в действие работающий от эксцентрика ролик 674 и, следовательно, внутренний держатель 652 щетины, назад к концу 622 головки 620 щетки.

Описываемые здесь осуществляющие возвратно-поступательное движение держатели щетины могут также использовать приводной механизм - вращающийся вал. Также нужно отметить, что можно обеспечить другие решения электродвигателя и вала, осуществляющего возвратно-поступательное движение или вращающегося. Например, патенты США №№ 5226206; 5524312; 5383242; 5465444; 5504959; 5836,030; 4845795; 5404608; 5359747 и 5617601, сущность которых включена в данный документ в качестве ссылки, раскрывают другие технические решения электродвигателя и осуществляющего возвратно-поступательное движение вала, которые могут быть целесообразными. Причем электрическая зубная щетка согласно Фиг.9 может иметь сменную головку. Соответствующее техническое решение, которое можно применить к данному изобретению, раскрыто в патентной заявке США № 09/850662, поданной 07 мая 2001 г., содержание которой включено в данный документ в качестве ссылки. Аналогично, приводные механизмы, раскрываемые в патентных заявках США № 10/114780, поданной 03 апреля 2002 г., и № 10/128018, поданной 22 апреля 2002 г., которые включены в данный документ в качестве ссылки, также соответствуют применению совместно с настоящим изобретением.

Еще одна зубная щетка предпочтительного осуществления, использующая осуществляющий возвратно-поступательное движение приводной вал, показана на Фиг.12. Фиг.12 показывает электрическую зубную щетку 800, содержащую головку 820 зубной щетки, корпус или рукоятку 830 и проходящую между ними удлиненную шейку 840. Кинематическая цепь, содержащая различные валы и зубчатые колеса, передающие движение от электродвигателя к держателю 852 внутренней щетины, аналогична цепи, описываемой в патенте США № 6178579, сущность которого включена в данный документ в качестве ссылки. Рукоятка 830 является полой и содержит электродвигатель 802 и батареи (не показаны) для запитывания электродвигателя. Согласно одному из осуществлений настоящего изобретения зубная щетка содержит источник питания, состоящий из двух батарей. Вместо батарей можно использовать подзаряжаемый источник питания. Батареи могут подключаться к электродвигателю по проводу, металлической полосе, за счет прямого контакта и/или с помощью любой их комбинации. Головка 820 имеет проходящую через нее продольную ось. Продольная ось проходит в том же по существу продольном направлении, что и продольная ось вала 860. Держатель 852 внутренней щетины расположен вдоль головки 820, при этом конец 822 является самой дальней точкой головки 820. Хотя держатель 852 предпочтительно имеет овальную форму, можно использовать и другие формы. Хотя внутренний держатель 852 щетины расположен вблизи конца 822 головки 820, нужно отметить, что держатель 852 может быть расположен от конца 822; и другие компоненты, такие как неподвижная щетина, могут располагаться вокруг по меньшей мере части периметра внутреннего держателя 852 щетины. В этом осуществлении внутренний держатель 852 щетины осуществляет только возвратно-поступательное движение и не совершает колебательное движение и не выполняет какое-либо другое вращательное или колебательное движение.

Первое зубчатое колесо 804 оперативно связано с электродвигателем 802 и приводится в действие от него. Второе зубчатое колесо 806 оперативно связано с первым зубчатым колесом 804. Ось вращения второго зубчатого колеса 806 приблизительно перпендикулярна оси вращения первого зубчатого колеса 803, и поэтому зубцы первого зубчатого колеса 804 зацепляются с зубцами второго зубчатого колеса 806, тем самым поворачивая второе зубчатое колесо 806 при вращении первого зубчатого колеса 804.

Первый рычаг 808 эксцентрично и шарнирно соединен со вторым зубчатым колесом 806 с помощью штыря 810 или другого крепежного устройства. Благодаря этому эксцентричному соединению вращательное движение второго зубчатого колеса 806 преобразуется в возвратно-поступательное движение первого рычага 808. Второй рычаг 812 шарнирно соединен с первым рычагом 808 с помощью штыря 814 или другого крепежного устройства. Вал 860 прикреплен, например, прессовой посадкой ко второму рычагу 812. Вал 860 расположен по меньшей мере частично в шейке 840. Вал 860 также зацепляется с третьим рычагом 816. Третий рычаг 816 соединен своим концом с внутренним держателем 852 щетины с помощью штыря 818 или другого крепежного устройства. Конец третьего рычага 816 смещен от продольной оси вала 860 и поэтому примыкает к внешнему периметру внутреннего держателя 852 щетины. Это смещение преобразует возвратно-поступательное движение третьего рычага 816 в возвратно-поступательное движение внутреннего держателя 852 щетины, при этом внутренний держатель 852 щетины выполняет возвратно-поступательное движение вокруг оси приблизительно параллельно продольной оси вала 860.

Различные осуществления головки щетки согласно настоящему изобретению изложены для простоты с указанием пучков или групп щетины, которые проходят в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси головки, от которой они проходят, но предполагается, что щетина может быть расположена иначе, чтобы дополнять или улучшать неподвижную щетину или движение подвижной щетины. Некоторая часть или вся щетина может проходить в направлении, которое формирует острый угол с верхней поверхностью держателя щетины, и может проходить в направлении вперед или назад. Согласно еще одному осуществлению: некоторая часть щетины может проходить наружу от головки, в другом направлении, также формируя острый угол по отношению к верхней поверхности держателя щетины. Эластомерные элементы, или массажная щетина, или щетина разной высоты также могут использоваться, например, согласно патентам США на промышленный образец №№ 330286 и 434563, содержание которых входит в данный документ в качестве ссылки. Прочие предпочтительные расположения щетины, целесообразные для использования, включают в себя расположения, полностью или частично описываемые в патентах США №№ 6006394; 4081876; 5046213; 5335389; 5392483; 5446940; 4894880 и в международной публикации № WO99/23910, сущность которых включена в данный документ в качестве ссылки.

Электрические зубные щетки согласно настоящему изобретению можно обеспечить любым сочетанием типов, размеров, комбинаций, углов или расположений щетины или эластомерных элементов. Пучки щетины могут иметь переменную высоту. Термин «пучок» здесь означает совокупность одной или нескольких щетинок, прикрепленных к щетке в общей точке. Согласно одному из осуществлений совокупность высоких пучков и совокупность более коротких пучков расположены вдоль головки щетки. Разница в длине высоких пучков и более коротких пучков составляет приблизительно от 0,5 мм и 2,5 мм в одном осуществлении и приблизительно от 1 мм до 2 мм в других осуществлениях. Высокие и короткие пучки могут иметь разные характеристики. Например, высокие пучки щетины могут быть относительно мягкими для мягкой чистки и массирования десен пользователя, а более короткая щетина может быть несколько более жесткой для межзубной чистки (или наоборот). При этом расположении более длинная (и обычно - более мягкая) щетина может сжиматься, сгибаться и отклоняться деснами пользователя до того, как с зубами и деснами пользователя будут контактировать более короткая (и обычно - более жесткая) щетина. Поэтому, например, мягкую щетину можно прижимать с большим усилием, а более жесткую (и, возможно, менее комфортную) щетину можно прижимать с меньшим усилием.

Согласно его особо предпочтительному осуществлению: настоящее изобретение обеспечивает конфигурацию щетины, в которой подвижная щетина, т.е. щетина, расположенная и закрепленная на подвижном держателе щетины, имеет общую длину щетины, меньшую, чем длина неподвижной щетины, которая по меньшей мере частично окружает подвижный держатель щетины и закрепленную на нем щетину, или расположена вдоль него. Еще один вариант этой предпочтительной конфигурации щетины имеет подвижный держатель щетины, который немного возвышается над внешней поверхностью головки, в результате чего дальние концы подвижной щетины находятся приблизительно на той же высоте, что и более длинная неподвижная щетина, проходящая от внешней поверхности головки. Обычно при использовании подвижной щетины относительно более короткой длины расстояние или ход подвижного держателя щетины (при совершении возвратно-поступательного движения) более короткое, чем в случае использования более длинной щетины. Для более короткого хода обычно требуется меньшая мощность. Это целесообразно, поскольку при этом батарея расходуется в меньшей степени, что может также повысить технологичность и рентабельность изготовления такой зубной щетки. Помимо этого, при использовании относительно более короткой щетины для подвижной щетины и более длинной щетины для неподвижной щетины на неподвижную щетину приходится более значительная доля чистящей нагрузки. В результате этого, как правило, снижается расход мощности в электродвигателе и приводном механизме.

Жесткость щетины также оказалась параметром, влияющим отрицательно на эффективность работы щетки, на расход мощности в описываемых здесь предпочтительных зубных щеток и на общих характеристиках зубной щетки. Этот параметр особенно важно учитывать по отношению к длине или высоте щетины. Например, в некоторых случаях предпочтительно использование относительно жесткой и короткой щетины на подвижном компоненте головки щетки для уменьшения величины хода компонента головки щетки.

Щетина, в совокупности, имеет жесткость, которую в числовом выражении можно охарактеризовать следующим уравнением:

Жесткость щетины = ,

где D = диаметр щетины, дюймы;

Е = модуль упругости влажного материала щетины, например, для нейлона это значение является постоянным - 460000 фунт/кв.дюйм;

Х = средняя длина щетины на головке щетки, в дюймах;

N = среднее число щетин на головке щетки.

Жесткость щетины для щетки согласно настоящему изобретению согласно приводимому выше уравнению предпочтительно находится в приблизительных пределах значений от 0,2 до 0,8. Но электрические зубные щетки согласно данному изобретению могут использовать щетки с жесткостью вне указанного предпочтительно предела.

Первоначальный расчет жесткости

для отдельной щетины является мерой давления, производимого минимальным усилием, требуемым для отклонения одиночной щетины согласно статье The Stiffness of Toothbrushes, D.W. MacFarlane, Brit. Dent. Jour., October 5, 1945, содержание которой включено в данный документ в качестве ссылки. Жесткость щетины определяется умножением значения жесткости одиночной щетинки на общее число щетинок на головке щетки. Множитель 1 х 10⁶, используемый в знаменателе этого уравнения, является произвольно выбираемой постоянной величиной, которая уменьшает общее значение жесткости щетины на целесообразно небольшие числа, чтобы облегчить сравнение. Подробное описание жесткости щетины представлено в патенте США № 5511275, содержание которого включено в данный документ в качестве ссылки.

Из приведенного выше уравнения следует, что, как правило, жесткость можно увеличить за счет увеличения числа щетин. Применение этого уравнения для отдельного пучка щетины показывает, что жесткость отдельного пучка щетины можно регулировать путем увеличения или уменьшения числа щетинок в данном пучке, т.е. за счет плотности пучка. Этот метод можно удобным образом использовать для обеспечения конфигурации щетины головки щетки с особой и избирательно индивидуализированной чистящей характеристикой.

Еще один аспект описываемых здесь зубных щеток согласно предпочтительному осуществлению относится к плотности щетины или пучка, и в частности, в комбинации с размером и материалом щетины. Щетину для использования согласно данному изобретению можно выполнить из любого известного материала. Соответствующими материалами щетины для данного изобретения являются сложный полиэфир и нейлон, например: Dupont Tynex7 612 и Stylon7 612 компании STP. Соответствующими типами нейлона являются, помимо прочих, Nylon 6/6, Nylon 10/10, Nylon 12/12. Щетина предпочтительно имеет круглое сечение, но также может использоваться и другое сечение, включая, помимо прочих, прямоугольное, шестиугольное и трехгранное. При этом диаметр и длина щетины могут изменяться в пределах обычных размеров, известных из уровня техники. Согласно предпочтительным осуществлениям щетина имеет круглое сечение диаметром от 0,1 до 0,25 мм и длиной от 7 до 15 мм, предпочтительно от 9 до 12 мм, при этом каждый пучок содержит 10-50 одиночных щетинок. Общее число щетинок в головке щетки согласно настоящему изобретению предпочтительно составляет от 1200 до 5000 приблизительно, и более предпочтительно от 1600 до 3500, приблизительно. Также предусматривается применение щетины и/или пучков щетины с разными диаметрами или с разными интервалами на головке щетки.

Прикрепление пучков щетины к головке щетки можно выполнить любым известным способом, например плавлением, скобозабивкой и литьем под давлением. В данном случае предпочтительными способами являются скобозабивка (штапелирование) и плавление. Каждый пучок имеет основание и свободный конец; при этом свободные концы пучков формируют рабочую поверхность, используемую для чистки зубов. В данном изобретении термин «основа» пучка подразумевает ту часть пучка, которая пересекается с поверхностью головки щетки или подвижного держателя щетины. Нужно отметить, что часть пучка проходит под основой в головку щетки или держатель для закрепления пучка в головке или держателе. Головка предпочтительно содержит заранее сформованные отверстия под пучки для вмещения этой части пучка указанным образом. Отверстия под пучки могут иметь любое сечение, в том числе квадратное и прямоугольное, но предпочтительно - круглое. Их глубину и диаметр можно выбрать согласно известному уровню техники соответственно вставляемым в них пучкам. Щетина, вставляемая в общее отверстие под пучок, считается прикрепленной в общей точке и являющейся частью этого пучка.

Длина головки щетки измеряется по продольной оси зубной щетки и по существу от дальнего конца головки щетки до того местоположения на головке, которое примыкает к пучку или ряду пучков, самому близкому к рукоятке в точках их основы, самых ближних к рукоятке. Обычно эта длина головки щетки находится в пределах от 15 до 35 мм, и предпочтительно от 20 до 30 мм, приблизительно.

Длина всей зубной щетки измеряется по продольной оси зубной щетки и обычно от дальнего конца головки зубной щетки до ближнего конца рукоятки зубной щетки, включая концевой колпачок. Как правило, эта длина зубной щетки превышает приблизительную длину около 10 см, 12 см, 14 см, 18 см, и/или менее, приблизительно 20 см, 22 см, 24 см, 26 см.

Наиболее предпочтительно, чтобы плотность щетины или пучка на подвижном держателе щетины превышала плотность щетины групп или участков неподвижной щетины.

Настоящее изобретение также предусматривает особо предпочтительные конфигурации неподвижной щетины. Предпочтительные конфигурации используют определенное число рядов в заданных участках головки щетки. Обнаружено, что эти предпочтительные конфигурации обеспечивают пониженную нагрузку и меньший износ щетины, которая расположена внутри головки щетки, и в частности на щетину, которая установлена на подвижном держателе щетины. Фиг.14 показывает предпочтительную конфигурацию для группы неподвижной щетины, расположенной на головке 1020 зубной щетки 1000. В этой определенной конфигурации по меньшей мере часть одного ряда щетины окружает или по существу окружает внутренний участок головки щетки, т.е. местоположение, в котором расположена подвижная головка щетки. При этом разные предпочтительные конфигурации для неподвижной щетины 1060 можно удобным образом охарактеризовать, назвав разные участки головки щетки «секторами», и охарактеризовать предпочтительные расположения неподвижной щетины в каждом из этих секторов. Фиг.14 показывает головку 1020 щетки с центрально расположенным сектором С (в котором находится подвижный держатель щетины), окруженным секторами D, E, F и G. Секторы D и Е ограничены вдоль боковых и противоположных сторон головки щетки. В частности, сектор D расположен между первой стороной 1031 головки щетки и сектором С. Сектор Е расположен между второй стороной 1033 головки щетки и сектором С. Сектор F расположен между первой и второй сторонами 1031 и 1033 головки 1020 щетки и самым дальним окончанием 1022 головки 1020 щетки и сектором С. Сектор G ограничен между первой и второй сторонами 1031 и 1033 головки 1020 щетки и сектором С и шейкой 1040. Каждый сектор, в котором может находиться неподвижная щетина, может содержать определенное число рядов неподвижной щетины в следующем порядке. Перед тем как определить число рядов, предпочтительно содержащихся в каждом секторе, целесообразно определить значение термина «ряд» неподвижной щетины. Ряд щетины здесь определен как совокупность или группа щетины, которая проходит по существу вдоль некоторой линии или в определенном направлении. Ряды в секторе D предпочтительно проходят в направлении, которое по существу параллельно стороне 1031. Аналогично, ряды в секторе Е предпочтительно проходят в направлении, которое по существу параллельно стороне 1033. Ряды в секторе F могут проходить согласно нескольким следующим схемам. Ряды в секторе F могут проходить по дуге или другой искривленной линии, по существу повторяющей кривизну сторон 1031 и 1033, которые приближаются к дальнему концу 1022 головки 1020 щетки. Либо ряды в секторе F могут проходить в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси головки 1020 щетки и шейки 1040. Эта последняя предпочтительная конфигурация рядов представлена на чертеже Фиг.14. Ряды в секторе G могут проходить по дуге или другой искривленной линии; например - по линии, повторяющей внешний периметр сектора С. Либо ряды в секторе G могут проходить в направлении, которое по существу перпендикулярно продольной оси головки 1020 щетки и шейки 1040. Эта последняя предпочтительная конфигурация рядов в секторе G представлена на чертеже Фиг.14, и эти ряды предпочтительно параллельны рядам в секторе F.

Предпочтительное число рядов неподвижной щетины в секторах D, E, F и G: от 0 до 4 или более. Но для данного изобретения предпочтительными являются определенные предпочтительные комбинации рядов. Эти определенные предпочтительно комбинации представлены в Таблице 1.

Предпочтительные конфигурации рядов неподвижной щетины

Таблица 1.Указатель конфигурации щетиныЧисло рядов в секторе DEFGa.111-31b.111-32c.221-31d.221-32e.001-31f.001-32g.1100h.2200

Как упомянуто выше, Фиг.13 показывает предпочтительные конфигурации для неподвижной и подвижной щетины. В этой конфигурации ряды неподвижной щетины расположены вдоль противоположных сторон подвижного держателя щетины. В каждом ряде расположены группы или пучки щетины. Число рядов щетины вдоль каждой стороны держателя щетины: от 1 до 6. Наиболее предпочтительно, чтобы число рядов на каждой стороне подвижного держателя щетины составляло либо 1, либо 2-6.

Фиг.15 показывает одну из предпочтительных конфигураций неподвижной щетины, указанных в Таблице 1 (указатель конфигурации щетины 1). Фиг.15 показывает головку 1120 зубной щетки 1100, имеющую совокупность неподвижной щетины 1160, расположенной в заданном числе и заданной комбинации рядов. Необходимо отметить, что хотя ряды согласно Фиг.15 по существу прямые или линейные, в частности в секторах F и G, но ряды могут повторять форму или кривизну внешнего периметра головки 1020 щетки, например вдоль некоторой части сторон 1131 и 1133.

В каждом секторе пучков расстояние между основами соседних пучков меньше 1,3 мм, предпочтительно от 0,6 до 1,2 мм, и более предпочтительно - от 0,8 до 1,1 мм. Расстояния между основами пучков согласно настоящему изобретению измеряются от края пучка до края пучка по прямой линии, проходящей между центрами пучка по поверхности, на которой расположены пучки. Расстояния между свободными концами пучков согласно настоящему изобретению измеряются от края пучка до края пучка по прямой линии между центрами пучков, параллельно поверхности, на которой расположены пучки, от свободного конца более короткого пучка. Кроме особо оговариваемых случаев: расстояния между пучками являются расстояниями между соседними пучками. Термин «соседний пучок» означает ближайший прилегающий пучок.

Расстояние между основами соседних пучков в примыкающих группах, т.е. измеренное по разрыву между группами, является приблизительным расстоянием от 1,3 мм до 5 мм, предпочтительно от 1,4 до 3,5 мм, и более предпочтительно - от 1,7 до 3 мм, приблизительно. В некоторых отдельных парах пучков эти значения могут изменяться, но в случаях, когда элементы каждой пары находятся в разных группах, расстояние между их основами будет, по меньшей мере, 1,3 мм.

Имея относительно большое расстояние между пучками в соседних группах, группы пучков смогут действовать независимо друг от друга. То есть пучки одной группы по существу не будут мешать пучкам прилегающей группы. За счет этого пучки на краях групп, в частности, смогут лучше проникать в смежные разрывы и другие впадины. Тем не менее, относительно большая общая плотность пучков на головке щетки обеспечивается за счет относительно небольшого расстояния между пучками в группах. Таким образом, обеспечивается хорошее покрытие щетины отдельных поверхностей зубов.

Прочие характеристики и параметры щетины и пучков описываются в патенте США № 6314605, содержание которого включено в данный документ в качестве ссылки.

Еще одно осуществление настоящего изобретения показано на чертежах Фиг.16 и 17, и в нем используются один или более эластомерных элементов. Ниже приводится описание головки электрической зубной щетки согласно настоящему изобретению. Остальная часть щетки, включая рукоятку, электродвигатель и прочие элементы, та же, что и в осуществлениях, описываемых выше. Согласно Фиг.16: головка 1216 содержит продольную ось L, круглую или подвижную часть или головку 1220 щетки и подвижную часть или участок 1222. Головка 1216 расположена вблизи первого конца 1228 удлиненной части корпуса. Неподвижная часть или части 1222 расположены на противоположных сторонах подвижной части 1220. Подвижная часть 1220 расположена в центре головки 1216 щетки. Круглая часть 1220 вращается, колеблется или совершает возвратно-поступательное движение вокруг оси, приблизительно перпендикулярной по отношению к продольной оси L головки щетки. Круглая часть 1220 может поворачиваться на 360 градусов, или частично поворачиваться, или колебаться, или совершать возвратно-поступательное движение вперед и назад.

Подвижная часть 1220 содержит щетину 1224 и эластомерные элементы 1225. Неподвижная часть 1222 содержит щетину 1226 и эластомерные элементы 1227. Эластомерные элементы 1225, 1227 массируют десны, когда пользователь одновременно чистит щеткой зубы. Эластомерные элементы 1225 и 1227 могут быть выполнены из каучука, мягкой пластмассы или из аналогичного материала. Эластомерные элементы предпочтительно выполнены из эластомерного материала. Эластомерные элементы 1225, 1227 проходят по существу перпендикулярно от головки 1216, если измерение делать по оси L. Согласно предпочтительному осуществлению эластомерные элементы 1225, 1227 расположены по периметру круглой части 1220 и неподвижной части 1222, но предполагается, что эластомерные элементы могут располагаться в другом месте среди щетины подвижной части 1220 и неподвижной части 1222. Длина эластомерных элементов 1225, 1227 приблизительно та же, что и длина щетины 1224, 1226. Эластомерные элементы 1225, 1227 могут проходить несколько выше, несколько ниже или на той же высоте, что и щетина 1224, 1226.

В других предпочтительных осуществлениях электрической зубной щетки с эластомерными элементами, показываемыми на чертежах Фиг.18 и 19: головка 1386 имеет продольную ось L, круглую или подвижную часть или головку 1306 щетки, неподвижную часть головки 1302 щетки, первый конец 1304 и второй конец 1300. Первый конец 1304 расположен вблизи первого конца 1382 удлиненного корпуса. Второй конец 1300 расположен напротив первого конца 1304. Подвижная часть 1306 предпочтительно расположена на втором конце 1300 головки 1386 щетки. Неподвижная часть 1306 предпочтительно расположена на первом конце 1304 головки 1386 щетки в прилегании к подвижной части 1306. Но нужно отметить, что подвижная часть 1306 и неподвижная часть 1302 могут располагаться с разной ориентацией. Подвижная часть 1306 выполнена с возможностью поворота, колебания или возвратно-поступательного движения вокруг оси приблизительно перпендикулярно по отношению к продольной оси L головки 1386 щетки.

Подвижная часть 1306 имеет щетину 1310 и эластомерные элементы 1311. Неподвижная часть 1302 содержит щетину 1312 и эластомерные элементы 1313. Эластомерные элементы 1311, 1313 массируют десны, когда пользователь чистит зубы. Эластомерные элементы 1311, 1313 могут быть выполнены из каучука, мягкой пластмассы или из аналогичного материала. Эластомерные элементы 1311, 1313 проходят по существу перпендикулярно от головки 1386, если измерение делать по продольной оси L. В предпочтительном осуществлении эластомерные элементы 1311, 1313 расположены по периметру подвижной части 1306 и неподвижной части 1302, но предполагается, что эластомерные элементы могут располагаться в другом месте среди щетины подвижной части 1306 и неподвижной части 1302. Длина эластомерных элементов 1311, 1313 приблизительно та же, что и длина щетины 1310, 1312. Эластомерные элементы 1311, 1313 могут проходить несколько выше, несколько ниже, или на одинаковой высоте с щетиной 1310, 1312.

Настоящее изобретение также основывается на особой конструкции единого корпуса или кожуха для электрической зубной щетки, состоящего из единого узла шейки и головки щетки. Цельный корпус или кожух значительно упрощает сборку зубной щетки и снижает заводскую себестоимость щетки. Настоящее изобретение также обеспечивает обладающую новизной модульную конструкцию головки щетки, позволяющую использование разнообразных групп щетины зубной щетки.

Обращаясь к Фиг.20: показано одно осуществление зубной щетки 1400 согласно настоящему изобретению. Зубная щетка 1400 содержит корпус 1480, головку 1433 и промежуточную часть или шейку 1440, проходящую между корпусом 1480 и головкой 1433 и сформированную заодно с ними. На головке 1433 подвижно закреплено множество щетины 1450, которая установлена на подвижном держателе щетины, подробно описываемом в данном документе. На головке 1433 также расположено множество неподвижной щетины 1460. Неподвижная щетина 1460 предпочтительно проходит по периметру головки 1433. Неподвижная щетина 1460, установленная и закрепленная на головке зубной щетки 1433, описывается в данном документе подробно.

Фиг.21 показывает частичное изображение, с пространственным разделением деталей, осуществления зубной щетки 1400, показываемой на Фиг.20. Фиг.21 показывает сборку и конфигурацию компонентов, используемых в зубной щетке 1400; при этом отдельные неподвижные и подвижные держатели щетины автономно зацепляют вмещающий элемент и образуют головку зубной щетки. Неподвижные и подвижные держатели щетины могут зацеплять вмещающий элемент автономно либо в одном и том же канале, либо в раздельных каналах. Фиг.21 показывает зубную щетку 1400, которая также содержит концевой колпачок или основу 1482, которая закрывается защелкиванием на конце корпуса 1480 или крепится с возможностью съема иным образом. Концевой колпачок или основа 1482 может иметь разную форму и конфигурации, включая, помимо прочего, круг, овал, квадрат и/или прямоугольник. Корпус 1480 также содержит участок, выполненный с возможностью установки переключателя или другого исполнительного узла 1486 для управления работой электродвигателя, батареи и кинематической цепи или механизма (не показаны), предпочтительно расположенных в корпусе 1480 зубной щетки 1400. Этот участок переключателя показан на чертеже Фиг.21 как участок 1484. Переключатель или исполнительный механизм 1486 помещен на участке 1484 и закреплен на нем. Корпус 1480 обеспечивает полую внутреннюю полость или камеру, в которой установлен электродвигатель и приводной механизм. В работе: приводной механизм приводит в действие приводной вал, который осуществляет возвратно-поступательное движение в направлении, по существу параллельном продольной оси зубной щетки 1400. Обращаясь к вмещающему элементу 1420 зубной щетки 1400 чертежа Фиг.21: нужно отметить, что вмещающий элемент показан без щетины 1450, 1460 (как показано на чертеже Фиг.20). Это сделано для более наглядного пояснения узла зубной щетки 1400. Показано, что одна сторона вмещающего элемента 1420 имеет конфигурацию по существу с плоской поверхностью 1422, которая определяет совокупность установочных местоположений или отверстий 1424 для неподвижной щетины 1460. Этот плоский участок 1422 и его совокупность отверстий 1424 предпочтительно проходят по внешнему периметру вмещающего элемента 1420 - Фиг.21. Этот плоский участок 22 наиболее предпочтительно проходит по траектории в форме буквы U - Фиг.21. Вдоль внутреннего или среднего участка вмещающего элемента 1420 ограничена вмещающая поверхность или канал 1425, которые по существу проходят между двумя обращенными внутрь вмещающими поверхностями или каналами 1426 и 1427. Эти каналы выполнены по существу парами и ограничены поверхностями 1425, 1426 и 1427, и их размер соответствует вмещению компонентов 1452 и 1430.

Осуществление зубной щетки 1400 содержит подвижный держатель 1452 щетины, который при зацеплении с вмещающим элементом фиксируется вдоль вмещающего элемента 1420 и предпочтительно внутри пары каналов, ограниченных поверхностями 1425, 1426 и 1427 вмещающего элемента. Подвижные держатели 1452 щетины ограничивают отверстие 1453, размер и выполнение которого обеспечивают вмещение штыря или другого элемента для зацепления с приводным механизмом (не показан), установленным в корпусе 1480 и шейке 1440 зубной щетки 1400. Настоящее изобретение также предусматривает другие зацепления между подвижными держателями 1452 щетины и приводным валом, например, помимо прочего, зацепление с защелкиванием. Зубная щетка 1400 также содержит неподвижный держатель, такой как оконечность 1430 головки щетки, которая, после сборки подвижного держателя 1452 щетины на головке 1433, может также вмещаться и закрепляться на головке 1433. Оконечность 1430 головки щетки также ограничивает совокупность отверстий 1434, выполненных с возможностью крепления множества неподвижной щетины 1460 - Фиг.20.

Фиг.22-24 показывают последовательность сборки подвижных держателей 1452 щетины и оконечности 1430 головки щетки с вмещающим элементом 1420 - с формированием головки 1433 осуществления зубной щетки 1400. В частности, Фиг.22 показывает вмещающий элемент 1420 и шейку 1440 осуществления зубной щетки 1400. Вмещающий элемент 1420 ориентирован для вмещения подвижных держателей 1452 щетины. В частности, держатели 1452 щетины предпочтительно выполнены с возможностью контактирования, с возможностью скольжения, с головкой зубной щетки в канале, ограничиваемом поверхностями 1425, 1426 и 1427 во вмещающем элементе. Головка зубной щетки 1433 имеет проход 1428. Проход 1428 обеспечивает доступ между головкой 1433 зубной щетки и внутренним пространством корпуса 1480 и шейки 1440. Этот проход 1428 можно выполнить таким образом, чтобы он заключал и закреплял в себе вал или другой компонент приводного механизма. Дальний конец приводного вала (не показан) можно закрепить на подвижных держателях 1452 щетки, например - путем прикрепления в отверстии 1453 держателей 1452. Соответственно, держатели 1452 щетины можно ориентировать в парах каналов, ограниченных на вмещающем элементе 1420, таким образом, чтобы отверстие 1453 находилось вблизи прохода 1428. Как указано выше, соединение с защелкиванием можно применить между держателями 1452 щетины и дальним концом приводного вала.

Фиг.23 показывает подвижные держатели 1452 щетины, которые контактируют с возможностью скольжения в головке 1433 осуществления щетки 1400. После зацепления подвижных держателей 1452 щетины с вмещающим элементом 1420 оконечность 1430 головки щетки можно закрепить на дальнем конце вмещающего элемента 1420. Оконечность 1430 головки щетки предпочтительно также контактирует, с возможностью скольжения, внутри вмещающего элемента 1420, и в частности в канале, ограниченном поверхностями 1425, 1426 и 1427. Один или более фиксирующих пазов или каналов предпочтительно ограничены вдоль внешних поверхностей либо оконечности 1430, либо канала, ограничиваемого поверхностями 1425, 1426 и 1427, внутри которых проходящие наружу выступы, ограниченные на противоположной поверхности, закрепляют оконечность 1430 во вмещающем элементе 1420. В соответствии с настоящим изобретением можно использовать разнообразные конфигурации канала. Несмотря на то, что канал и соответствующие компоненты канала используются для содействия прикреплению подвижных держателей щетины на головке щетки, предполагается, что можно использовать и другие фиксирующие узлы и конфигурации. Как упомянуто выше, зубные щетки согласно настоящему изобретению не ограничены каким-либо определенным движением или направлением движения подвижных держателей щетины.

Фиг.24 показывает конечную сборку оконечности 1430 вдоль дальнего конца вмещающего элемента 1420. Нужно отметить, что различные компоненты, указываемые на этих чертежах, включают в себя щетину 1450, 1460. Щетина не указана на этих чертежах для пояснения сборки первичных компонентов зубной щетки 1400 и, в частности, вдоль вмещающего элемента 1420 и головки 1433 зубной щетки. Также нужно отметить, что оконечность головки щетки можно сформировать в разных формах и конфигурациях. В некоторых случаях предпочтительно обеспечить оконечность головки щетки в форме дуги или буквы U. Либо оконечность можно сформировать таким образом, чтобы она составляла относительно крупную часть головки щетки. Либо дугообразная форма или форма в виде буквы U может по существу окружать подвижные держатели щетины.

Фиг.21а показывает изображение, с частичным пространственным разделением деталей, другого осуществления зубной щетки, выполненной согласно настоящему изобретению. Фиг.21а показывает узел и конфигурацию компонентов, применяемых в осуществлении зубной щетки 1401. Показано, что головка зубной щетки содержит вмещающий элемент и держатели щетины. Множество держателей щетины показано без щетины для более наглядного пояснения сборки зубной щетки 1401. Фиг.22а показывает, что одна поверхность держателей щетины имеет по существу плоскую поверхность 1435, которая ограничивает множество установочных местоположений или отверстий 1437 для вводимой щетины. Вмещающий элемент 1431 согласно Фиг.21а-24а зубной щетки является продолжением шейки и обеспечивает поверхности, с которыми могут зацепляться держатели щетины.

В этом осуществлении зубной щетки головка содержит вмещающий элемент 1431, подвижный держатель 1405 щетины и неподвижный держатель 1403 щетины. Вмещающий элемент 1431 имеет по существу плоскую поверхность 1439 - Фиг.21а. Этот по существу плоский участок имеет направляющие элементы, которые зацепляют и закрепляют держатели щетины. Примеры направляющих элементов включают в себя, помимо прочего, пары каналов 1411 и 1413 согласно Фиг.21а и 27а и желобки 1407 и 1419 согласно Фиг.25а и 26а. Неподвижные держатели щетины и подвижные держатели щетины могут независимо с возможностью скольжения зацеплять пары каналов 1411 и 1412 с желобками 1407 и 1419, соответственно. Здесь неподвижные и подвижные держатели щетины показаны как независимо зацепляющие, с возможностью скольжения, отдельные каналы, но предполагается, что неподвижные и подвижные держатели щетины могут независимо зацеплять один и тот же канал(ы). Каналы ограничены поверхностью вмещающего элемента 1421 и имеют размер для вмещения желобков 1407 и 1419 - Фиг.22а и 24а. Также в другом осуществлении зубной щетки: головка щетки имеет защелкивающиеся участки (не показаны) или участки, которые иным образом съемно прикрепляют подвижные 1405 и неподвижные держатели 1403 щетины.

Это осуществление зубной щетки 1401 имеет один или более подвижных держателей 1405 щетины, которые зацепляют вмещающий элемент 1431, предпочтительно внутри пары каналов 1411, ограниченных поверхностями вмещающего элемента 1411. Поверхности подвижных держателей щетины могут служить в качестве направляющих, чтобы направлять и зацеплять подвижные держатели щетины в каналах, ограниченных поверхностями вмещающего элемента 1411. Этими направляющими предпочтительно являются направляющие 1407, размер которых соответствует вмещению каналов 1411. Направляющая может иметь любую форму, соответствующую вмещению каналов, ограниченных поверхностями вмещающего элемента, включая, помимо прочего, каналы в форме букв I, T, C и/или U. Направляющая согласно Фиг.26а является желобком 1407 в форме буквы Т. Подвижная щетина предпочтительно окружена неподвижной щетиной, расположенной на неподвижном держателе 1403 щетины. Для формирования этой головки зубной щетки один или более неподвижных держателей 1405 щетины зацепляет вмещающий элемент, предпочтительно внутри пары каналов 1413. Поверхности неподвижных держателей щетины могут содержать такие направляющие как желобки 1419, размер которых соответствует паре каналов 1413. Желобки 1419 направляют и зацепляют неподвижные держатели щетины в паре каналов 1413 и образуют головку зубной щетки. При этом зацепление неподвижных и/или подвижных держателей щетины с вмещающим элементом для образования головки зубной щетки может быть выполнено с возможностью расцепления для смены или замены держателя щетины на новые или другие держатели щетины.

Осуществления согласно Фиг.21а-27а головки зубной щетки можно сформировать за счет того, что держатели щетины будут зацеплять вмещающий элемент в парах каналов, например в паре 1411 и паре 1413, ограничиваемой поверхностями вмещающего элемента 1431, который проходит от шейки зубной щетки. Вмещающий элемент не имеет щетины до зацепления с держателями щетины. Неподвижный 1403 и подвижный 1405 держатели щетины предпочтительно независимо, с возможностью скольжения, зацепляют вмещающий элемент в отдельных каналах, будучи в гнездовой компоновке. Эта гнездовая компоновка может быть реализована путем захвата подвижного держателя щетины в отверстии неподвижного держателя 1451 щетины (Фиг.22а-24а). Неподвижная щетина по существу окружает подвижную щетину. Хотя держатели щетины находятся в гнездовой компоновке 1423, но держатели щетины остаются раздельными, так как держатели щетины не имеют друг с другом постоянного соединения. Согласно одному из осуществлений: гнездовая компоновка 1423 осуществляется путем контактирования, с возможностью скольжения, одного или более подвижных держателей щетины в отверстии 1451 одного или более неподвижных держателей щетины и последующего контактирования, с возможностью скольжения, находящихся в гнездовой компоновке держателей щетины с вмещающим элементом, проходящим от шейки зубной щетки (Фиг.22а-24а). Хотя держатели щетины зацепляют вмещающий элемент одновременно, но подвижные и неподвижные держатели щетины зацепляют вмещающий элемент независимо друг от друга. Головка щетки в этом осуществлении сформирована за счет того, что держатели щетины, в гнездовой компоновке, зацепляют вмещающий элемент (Фиг.23а). Это независимое зацепление (Фиг.22а-27а) обеспечивается за счет того, что неподвижный держатель щетины зацепляет вмещающий элемент внутри пары каналов 1413, ограниченных поверхностями вмещающего элемента, с помощью желобка 1419, ограниченного поверхностями неподвижного держателя 1403 щетины; и подвижный держатель щетины зацепляет вмещающий элемент в паре каналов 1411, ограниченных поверхностями вмещающего элемента, с помощью желобка 1407, ограниченного поверхностями подвижного держателя 1405 щетины. При этом обеспечивается возможность разделить находящиеся в гнездовой компоновке держатели щетины до соединения с вмещающим элементом - по причине отсутствия постоянного соединения между ними. За счет этого облегчается возвратно-поступательное движение подвижных держателей щетины, когда подвижные держатели щетины оперативно связаны с приводным валом 3205. Эта гнездовая компоновка обеспечивает возможность окружения подвижных держателей щетины неподвижной щетиной, но при этом они остаются подвижными во время работы зубной щетки. В неподвижных держателях щетины можно установить в гнездовой компоновке подвижные держатели щетины числом более одного. Помимо этого, неподвижный держатель щетины можно использовать для окружения им подвижных держателей щетины. Каждый держатель щетины может зацеплять вмещающий элемент зубной щетки в отдельном канале, или несколько держателей щетины могут зацеплять вмещающий элемент в одном и том же канале. Фиг.24а показывает подвижный и неподвижный держатели щетины, контактирующие, с возможностью скольжения, с вмещающим элементом зубной щетки 1401 согласно этому осуществлению. Подвижные и неподвижные держатели щетины могут зацеплять вмещающий элемент в одном и том же канале. Согласно другому осуществлению: подвижный и неподвижный держатели щетины защелкиваются на вмещающем элементе. Подвижный держатель щетины можно зафиксировать на вмещающем элементе с помощью оперативного зацепления с приводным валом. И неподвижный держатель щетины, и подвижный держатель щетины предпочтительно могут зацеплять вмещающий элемент в продольном направлении. Но держатели также могут зацеплять вмещающий элемент в направлении, перпендикулярном поверхности вмещающего элемента.

Для контактирования, с возможностью скольжения, расположенных в гнездовой компоновке держателей 1423 щетины с вмещающим элементом 1431 зубной щетки 1401 можно использовать разные конфигурации канала. Эти каналы должны иметь размер, необходимый для направления желобка или другого направляющего элемента, расположенного на держателях щетины. Каналы могут иметь различные формы и размеры помимо показываемых. Причем каналы могут иметь три стороны, две стороны и даже одну сторону при условии, что их размер будет соответствовать необходимости вмещения или направления желобка или другого направляющего элемента, расположенного на держателях щетины. Вмещающий элемент может содержать столько же каналов, сколько имеется контактируемых держателей щетины. Каналы могут иметь конфигурацию, обеспечивающую подвижным держателям щетины возможность зацепления внутренней группы каналов, ограниченной поверхностями, направленными к центру вмещающего элемента, и внешней группы каналов, ограниченных поверхностями, расположенными в сторону внешних краев вмещающего элемента. Каждый держатель щетины может иметь отдельный канал, либо держатели щетины могут зацеплять вмещающий элемент в одном и том же канале. В альтернативном осуществлении: поверхность вмещающего элемента может быть сформирована в виде желобка, чтобы соответствующим образом направлять держатели щетины. В альтернативном осуществлении: поверхность вмещающего элемента может быть сформирована в виде желобка, чтобы соответствующим образом направлять держатели щетины. Помимо узла канала и желобка, используемого для направления держателей щетины на вмещающий элемент, могут быть использованы и другие узлы для фиксирования держателей щетины на вмещающем элементе. Согласно одному из осуществлений: держатели щетины фиксируется на вмещающем элементе зубной щетки с помощью соединителей, ограниченных внешней поверхностью вмещающего элемента, сопрягаемых с соединителями, ограниченными внутренней поверхностью неподвижных держателей щетины. Этими соединителями являются, помимо прочего, зазубрины и зубцы, впадины и лепестки и пазы и выступы. Согласно одному из осуществлений зубной щетки: соединителями являются один или несколько фиксирующих пазов, ограниченных вдоль внутренних поверхностей неподвижных держателей щетины, и выступы, ограниченные на внешней поверхности вмещающего элемента 1417, причем выступы выполнены в пазах, чтобы прикреплять неподвижные держатели щетины на вмещающем элементе. Согласно еще одному осуществлению (не показано): выступы выполнены на внутренней поверхности неподвижных держателей щетины, и пазы выполнены на внешней поверхности неподвижных держателей щетины вмещающего элемента; при этом выступы расположены в пазах, чтобы закреплять неподвижные держатели щетины. Держатели щетины могут также зацеплять вмещающий элемент защелкивающим зацеплением (не показано). Согласно еще одному осуществлению: один или более неподвижных держателей и/или один или более подвижных держателей зацепляют вмещающий элемент с помощью гибкого шипа, имеющего защелкивающийся крюк и соответствующий фиксирующий срез или углубление в противоположной детали крепления согласно патентной заявке США № 10/361653.

Если в неподвижных держателях щетины в гнездовой компоновке установлены один или более подвижных держателей щетины, то желобок подвижного держателя щетины может проходить ниже неподвижных держателей щетины, и поэтому желобок подвижного держателя щетины может зацеплять вмещающий элемент зубной щетки. Если расположенные в гнездовой компоновке держатели щетины зацепляют вмещающий элемент, то подвижные держатели щетины могут располагаться в середине и/или в центре головки зубной щетки.

Согласно еще одному осуществлению настоящего изобретения: гнездовая компоновка выполняется только тогда, когда все держатели щетины зацепляют вмещающий элемент (не показано). В этом осуществлении часть вмещающего элемента имеет неподвижную щетину, постоянно закрепленную непосредственно на поверхности вмещающего элемента. Подвижные держатели щетины могут быть по существу окружены неподвижной щетиной, если имеющий щетину вмещающий элемент вмещает один или более подвижных держателей щетины, и поэтому - один или более неподвижных держателей щетины.

Подвижные держатели щетины также оперативно связаны с электродвигателем. Это оперативное соединение можно выполнить путем соединения держателей щетины с приводным валом, который проходит через проход 1428, ограниченный частью шейки 1440 и вмещающим элементом 1431. Приводной вал может быть установлен в проходе 1428 с возможностью поворота или поступательного перемещения. После формирования головки щетки за счет соединения держателей щетины с вмещающим элементом проход 1428 обеспечивает доступ между головкой 1421 щетки, шейкой 1440 и внутренним пространством корпуса 1480. Дальний конец приводного вала предпочтительно закреплен на подвижных держателях щетины штырем 1409, расположенным на держателях 1405 щетины, зацепляя отверстие, расположенное на окончании приводного вала (не показано). Окончание вала может быть гибким и отклоняться для облегчения размещения штыря на подвижных держателях щетины в отверстии на окончании приводного вала. Настоящее изобретение включает в себя зацепляющие средства, использующие штыри, выступы и другие крепежные средства, которые крепят приводной вал к подвижным держателям щетины. Защелкивающееся соединение можно использовать между подвижными держателями щетины и дальним концом приводного вала. Примерами, помимо прочих, защелкивающихся соединений являются зазубрины или зубцы и соединение прессовой посадкой. Настоящее изобретение также включает в себя все типы электродвигателей и зубчатой передачи, целесообразных для работы с электрической зубной щеткой, включая, помимо прочего, излагаемый здесь электродвигатель с высоким кпд согласно изобретению. Эти электродвигатели выполнены с возможностью приведения в действие приводного вала. Оперативное соединение между приводным валом и подвижными держателями обеспечивает перемещение подвижных держателей. Приводной вал и, поэтому, подвижные держатели могут совершать любые из упомянутых движений. Но согласно одному из осуществлений приводной вал и подвижные держатели осуществляют возвратно-поступательное движение.

Нужно отметить, что настоящее изобретение предусматривает узлы со съемными неподвижными держателями, такими как оконечность головки щетки, аналогичная оконечности 1430, показываемой упоминаемыми выше чертежами, и/или съемные подвижные держатели. Съемные неподвижные держатели и/или подвижные держатели позволяют пользователю отрегулировать щетки по желанию. Например, различные комбинации неподвижных и/или подвижных держателей включают в себя, помимо прочего, держатели щетины, держатели оконечности головки щетки, держатели эластомерных элементов, держатели составов ухода за полостью рта и держатели стоматологического инструмента или любую их комбинацию. Например, можно использовать держатели с элементами, которые специально выполнены для нанесения отбеливающих веществ на зубы. Также предполагается, что зубные щетки согласно настоящему изобретению могут иметь эластомерные элементы, или «амортизирующие» элементы, или использоваться с ними. Эти эластомерные элементы формируются полностью или частично из термопластических эластомеров. Эластомерные элементы особо предпочтительны для применения в зубных щетках, которые используют один или несколько других участков или компонентов, выполненных из эластомера. Например, настоящее изобретение предусматривает описываемые здесь зубные щетки с эластомерными элементами, которые используют один или более эластомеров на участках захвата рукой на рукоятке, или «бамперы», или амортизирующие участки на головке щетки. Эти эластомеры можно инжектировать во время формирования щетки, либо их можно нанести на нее.

Возможность съема держателей можно обеспечить с помощью отсоединяющего элемента на нижней стороне головки щетки, который - при нажатии на него или при ином воздействии - позволит снять держатель и установить другой держатель вместо него. Также предполагается, что отсоединяющий элемент можно обеспечить путем использования инструмента или другого компонента для избирательного высвобождения держателя из вмещающего элемента. Этот инструмент можно продавать или иным образом реализовать вместе с зубной щеткой. Либо, или также, этот инструмент можно продавать или иным образом реализовать с одним или более держателями, которые продаются как набор для использования с зубными щетками данного изобретения. В частности, эти наборы могут содержать один или более следующих средств и включать в свой состав комбинацию любых следующих компонентов: (i) держатели щетины, оконечности головки щетки, держатели эластомерных элементов, держатели составов ухода за полостью рта и держатели стоматологических инструментов, (ii) одна или более зубных щеток, (iii) упаковка или иной футляр для хранения всех компонентов, (iv) один или более инструментов, используемых для смены или замены держателей, и (v) одно или более средств для чистки зубов или других составов для использования с держателями и зубной щеткой. Эти наборы также могут включать в себя батареи для зубной щетки, основания или другие «стойки» для зубной щетки, когда она не используется, сменные компоненты рукоятки, используемые для изменения внешнего вида зубной щетки, и декоративные наклейки или другие ярлыки, которые можно заменять на зубной щетке, ее стойке и/или на коробке набора.

Фиг.25а-27а показывают осуществления неподвижных держателей щетины согласно Фиг.25а и подвижных держателей щетины согласно Фиг.26а и вмещающего элемента согласно Фиг.27а. Фиг.25а показывает вид с торца желобков 1419, ограниченных поверхностями неподвижных держателей 1403. Это осуществление изобретения также предусматривает отверстия 1435 для вмещения в них щетины. Это осуществление также предусматривает полость 1441, в которой вмещающий элемент 1431 зацепляет неподвижные держатели. Фиг.26а показывает вид с торца подвижных держателей 1405 и также желобков 1407, ограничиваемых поверхностями подвижных держателей. Фиг.27а показывает вид с торца зубной щетки согласно настоящему изобретению, и в частности - вмещающий элемент 1413. Неподвижные держатели 1403 зацепляют вмещающий элемент с помощью каналов 1413. Подвижные держатели 1405 зацепляют вмещающий элемент через посредство каналов 1411. Неподвижные держатели могут фиксироваться на вмещающем элементе с помощью выступа 1417, вмещающегося в пазе на внутренней поверхности неподвижных держателей 1403.

В зубной щетке согласно настоящему изобретению можно использовать различные конфигурации щетины, особенно в осуществлениях, которые применяют съемную или отдельно сформированную оконечность головки щетки. Например, можно использовать неподвижные щетины с высотой и длиной, равными высоте и длине подвижной щетины. Можно использовать любые упоминаемые конфигурации неподвижной щетины и подвижной щетины, показываемые на чертежах, излагаемые в данном описании или упоминаемые в таблице 1. В частности, Фиг.25 и 26 показывают головку зубной щетки 1433 и шейку 1440 одного осуществления щетки 1400 с множеством неподвижной щетины 1460, расположенной на оконечности 1430 на дальнем конце головки 1433 зубной щетки, и множеством подвижной щетины 1450, расположенной на подвижных держателях 1452 щетины (держатели 1452 показаны пунктиром). Высота подвижной щетины 1450 на головке 1433 зубной щетки, указанная на чертеже Фиг.25 обозначением С, предпочтительно составляет приблизительно от 3 мм до 14 мм, и предпочтительно от 7 мм до 11 мм, приблизительно. Как правило, высота щетины является расстоянием щетины, измеряемым от направленной наружу поверхности, т.е. обычно от поверхности ее основы или установочного компонента к концу или к оконечности щетины. Упомянутая направленная наружу поверхность установочного компонента щетины здесь упоминается как обращенная к щетке поверхность. На чертеже Фиг.25 не показано, но нужно отметить, что множество неподвижной щетины, установленное и закрепленное непосредственно на головке зубной щетки 1433, предпочтительно расположено вокруг подвижной щетины 1450. Нужно отметить, что эта неподвижная щетина на этих чертежах не показана (Фиг.27-30) для наглядности. Предпочтительная высота неподвижной щетины (расположенной вокруг подвижной щетины 1450 и на оконечности 1430) также составляет от 3 мм до 14 мм, приблизительно, и предпочтительно - от 7 мм до 11 мм, приблизительно.

Также предусматривается выполнение неподвижной щетины разной длины, и в частности, расположенной таким образом, чтобы обеспечивать наклонную щеточную поверхность. Это показано на чертежах Фиг.27-33. Термин «щеточная поверхность» здесь указывает дальние концы щетины или эластомерных элементов, которые во время чистки контактируют с зубами или деснами пользователя.

В частности Фиг.27 и 28 показывают головку 1520 зубной щетки и шейку 1540 еще одного осуществления зубной щетки 1500 согласно настоящему изобретению. Головка 1520 щетки содержит подвижные держатели 1552 щетины, имеющие множество подвижной щетины 1550 (держатели 1552 показаны пунктиром), установленной или закрепленной в них. Головка 1520 щетки также содержит оконечность 1530, имеющую множество неподвижной щетины 1560, установленной или закрепленной на ней. Нужно отметить, что множество неподвижной щетины 1560 предпочтительно окружает, или по меньшей мере частично окружает, подвижную щетину 1550. Для ясности: та часть щетины, которая непосредственно установлена на головке 1520 щетки, на чертеже Фиг.27 не показана. Оконечность 1530 предпочтительно содержит неподвижную щетину 1560, имеющую разную длину и расположенную с возможностью обеспечения наклонной щеточной поверхности. При обеспечении наклонной щеточной поверхности, например, согласно Фиг.27 угол А, являющийся углом наклонной поверхности по отношению к продольной оси шейки 1540 и головки 1520, может иметь от 5 до 85 градусов и предпочтительно от 20 градусов до 70 градусов, приблизительно. Наиболее предпочтительно: более длинная щетина расположена вблизи дальнего конца головки 1520. Высота подвижной щетины 1550, указанная на чертеже Фиг.27 под обозначением D, имеет значения от 3 мм до 14 мм, приблизительно, и предпочтительно - от 7 мм до 11 мм, приблизительно. Высота неподвижной щетины 1560 составляет от 3 мм до 18 мм и предпочтительно от 7 мм до 11 мм, приблизительно. Максимальная высота неподвижной щетины 1560, и в частности щетины, расположенной на дальнем конце головки 1530, составляет около 18 мм. Этот габарит на чертеже Фиг.27 указан как габарит Е.

Фиг.29-30 показывают еще одну предпочтительную конфигурацию щетины. Эти чертежи показывают осуществление зубной щетки 1600, имеющей шейку 1640, головку 1620 зубной щетки, подвижные держатели 1652 щетины (показаны пунктиром), имеющие подвижную щетину 1650, оконечность 1630 головки щетки и совокупность неподвижной щетины 1660, расположенную на оконечности 1630 на конце головки 1620 зубной щетки. В этом осуществлении множество неподвижной щетины 1660 на оконечности 1630 выполнено таким образом, что обеспечивает наклонную щеточную поверхность. Высота подвижной щетины 1650, на чертеже Фиг.29 указанная обозначением F, составляет от 3 мм до 14 мм и предпочтительно - от 7 мм до 11 мм, приблизительно. Высота неподвижной щетины 1660 составляет от 3 мм до 18 мм и предпочтительно - от 7 мм до 11 м, приблизительно. Максимальная высота неподвижной щетины 1660 и в частности щетины, расположенной на дальнем конце головки 1620, составляет около 18 мм. Этот габарит указан обозначением G на чертеже Фиг.29. Осуществление согласно Фиг.29 и 30 отличается от осуществления согласно Фиг.27 и 28 в основном тем, что неподвижная щетина 1660, расположенная на оконечности 1630 головки щетки, не изменяется линейно по высоте от одного конца оконечности 230 к другому, как это имеет место в случае щетины 150 согласно Фиг.27. То есть поверхность, ограниченная дальними концами щетины 150 на чертеже Фиг.27, по существу прямая, в то время как поверхность, ограниченная дальними концами щетины 1660 на чертеже Фиг.29, по существу дугообразная.

Также предусматривается применение разных конфигураций щетины на оконечности головки зубной щетки, которая обеспечивает разные наклоны и изменения высоты щетины по ширине головки щетки согласно Фиг.31 - 33. В частности, Фиг.31 показывает осуществление зубной щетки 1700 с головкой 1720 щетки и множеством неподвижной щетины 1760. Щетина 1760 обеспечивает наклонную щеточную поверхность, образующую расположенную под углом долину, если смотреть по линии в направлении продольной оси головки 1720 щетки и шейки (на чертеже Фиг.31 не показано). Каждая сторона долины, предпочтительно сформированная дальними концами щетины 1760, симметричная и проходит таким образом, что формирует угол В по отношению к вертикальной линии, перпендикулярной к продольной оси головки 1720 щетки по отношению к вертикальной линии, перпендикулярной к продольной оси головки 1720 щетки и шейки (не показано). Угол В может иметь значения от 10° до 80°, и предпочтительно от 30° до 60°.

Фиг.32 показывает еще одно осуществление зубной щетки 1800, имеющей головку 1820 щетки и множество неподвижной щетины 1860, проходящее от нее. Контурная или дугообразная поверхность, создаваемая дальними концами щетины 1860, может иметь форму вогнутого участка или поверхности - Фиг.32.

Фиг.33 показывает еще одно осуществление зубной щетки 1900, имеющей головку 1920 щетки и совокупность неподвижной щетины 1960, проходящую от нее. Щетина 1960 может создавать неровную щеточную поверхность - как показано на этом чертеже.

Фиг.34 показывает часть еще одного осуществления зубной щетки 2000. Эта зубная щетка содержит головку 2020 щетки, шейку или промежуточную часть 2040, подвижные держатели 2052 щетины (показано пунктиром), оконечность 2030 головки щетки (показано пунктиром) и множество щетины 2050, и множество эластомерных элементов 2060. Щетина 2050 может состоять из подвижной щетины неподвижной щетины, или обеих, согласно данному описанию. Эластомерные элементы 2060 массируют десны, когда пользователь одновременно с этим чистит зубы. Эластомерные элементы могут быть выполнены из каучука, мягкой пластмассы или из аналогичного материала. Эластомерные элементы предпочтительно сформированы из эластомерного материала. Эластомерные элементы проходят по существу перпендикулярно от головки 2020 зубной щетки, если измерение делается по продольной оси зубной щетки 600. Согласно одному из осуществлений зубной щетки 2000: эластомерные элементы 2060 расположены вблизи дальнего конца головки 2020 зубной щетки, и наиболее предпочтительно - вдоль оконечности 2030 головки щетки, согласно данному описанию. Но нужно отметить, что эластомерные элементы могут находиться в другом месте среди подвижной и неподвижной щетины. Высота эластомерных элементов 2060 приблизительно та же, что и высота щетины 2050. Эластомерные элементы 2060 могут проходить несколько выше, несколько ниже или на той же высоте, что и щетина 2050.

Фиг.35 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2100, содержащей головку 2120 зубной щетки, подвижные держатели 2152 щетины (показаны пунктиром), и шейку или промежуточную часть 2140. Зубная щетка 700 содержит множество щетины 2150 и вторую группу щетины 2160, расположенную на оконечности 2130 (показана частично пунктиром) головки щетки. В этом осуществлении щетина 2150 расположена в группах пучков, при этом каждый пучок содержит щетину разной длины или высоты. Щетина разной высоты расположена в каждом пучке таким образом, что дальние концы щетины образуют наклонную поверхность по отношению к по существу плоской поверхности или обращенной к щетке поверхности головки 2120 щетки. Эта наклонная поверхность предпочтительно образует угол Н с плоской поверхностью головки 2120 щетки. Угол Н имеет значения от 10 до 90 градусов и предпочтительно от 20 до 45 градусов, приблизительно.

Вторая группа щетины 2160, расположенная на оконечности 2130 головки 2130 щетки, предпочтительно также выполнена группами или пучками. Предпочтительная высота щетины 2160 приблизительно равна максимальной высоте щетины 2150. Фиг.35 показывает особо предпочтительный признак зубной щетки согласно настоящему изобретению, относящийся к конфигурации оконечности 2130 головки щетки. Оконечность 2130 головки щетки имеет участок 2132 относительно большой толщины и плоский; при этом обращенная к щетке поверхность по существу проходит на обращенной к щетке поверхности держателей 2152. Эта разность высоты между обращенными к щетке поверхностями участков щетины 2150 и щетины 2160 показана на чертеже Фиг.35 под обозначением Р. Значения Р предпочтительно составляют от 1 до 5 мм, приблизительно.

Фиг.36 показывает осуществление зубной щетки 220, имеющей головку 2220, подвижные держатели 2252 щетины (показаны пунктиром) и шейку 2240. На головке 2220 щетки расположено множество проходящей вверх щетины 2250. Зубная щетка 2200 также содержит оконечность 2230 (показана частично пунктиром) головки щетки, расположенную на дальнем конце щетки и имеющую участок 2232, который проходит над плоской обращенной к щетке поверхности головки 2220 щетки и держателей 2252. Множество щетины 2250 предпочтительно имеет такую конфигурацию, в которой ее внешние концы, если согласно Фиг.36 видеть их плоскости, ограничивают дугообразную щеточную поверхность, предпочтительно имеющую общий радиус согласно Фиг.36 и обозначенный как I. Оконечность 2230 головки щетки имеет приподнятый участок 2232, который предпочтительно ограничивает наклонную поверхность по отношению к плоской обращенной к щетке поверхности головки 2220 щетки и к держателям 2252. Этот угол наклона обозначен на Фиг.36 как угол N. Угол N может иметь значения от 10 до 80 градусов, приблизительно и предпочтительно - от 15 до 45 градусов, приблизительно. Высота щетины 2260 может превышать любую высоту щетины 2250 или быть меньше нее. Конфигурация щетины, показываемая на чертеже Фиг.36, приводится в качестве примера.

Фиг.37 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2330 согласно настоящему изобретению. Зубная щетка 2300 имеет головку 2320 щетки, подвижные держатели 2352 щетины (показаны пунктиром) и шейку 2340. Зубная щетка 2300 имеет множество щетины 2350 и еще одну группу щетины 2360, расположенную на оконечности 2330 головки щетки (частично показана пунктиром). Оконечность головки щетки имеет приподнятый участок 2332, проходящий над обращенной к щетке поверхности головки 2320 щетки и над держателями 2352. Наружная поверхность приподнятого участка 2322 оконечности 2330 головки щетки имеет предпочтительный наклон под углом К - Фиг.37. Угол К может иметь значения от 10 до 80 градусов, предпочтительно 15-45 градусов. Щетина 2350 также имеет такую конфигурацию, в которой ее внешние или дальние концы образуют вогнутую щеточную поверхность, предпочтительно - с общим радиусом J согласно Фиг.37. Высота щетины 2360 может превышать любую высоту щетины 950 или быть меньшей. В некоторых случаях предпочтительным расположением щетины 2360 будет расположение, в котором ее дальние концы будут по существу проходить в плоскости, параллельной наклонной поверхности приподнятого участка 2332 оконечности 2330 головки щетки. Этот угол М предпочтительно соответствует углу К и может иметь значения от 10 до 80 градусов, приблизительно, предпочтительно - от 15 до 45 градусов.

Фиг.38 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2400, имеющей головку 2420 щетки, подвижные держатели 2452 щетины (показаны пунктиром), оконечность 2430 (также показана пунктиром) головки щетки и шейку 2440. Зубная щетка 2400 имеет множество щетины 2450, вторую группу щетины 2460, расположенную на оконечности 2430 головки щетки, и множество эластомерных элементов 2454. Расположение, высота и конфигурация щетины 2450, 2460 и эластомерных элементов могут соответствовать любому другому осуществлению из числа излагаемых здесь.

Фиг.39 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2500, имеющей головку 2520 щетки, подвижные держатели 2552 (показаны пунктиром) щетины и шейку 2540. Зубная щетка 2500 содержит множество щетины 2550 и множество эластомерных элементов 2554, предпочтительно расположенных под углами, противоположными друг другу. То есть эластомерные элементы 2554 предпочтительно расположены под углом О - Фиг.39. Совокупность щетины 2550 предпочтительно проходит в противоположном направлении, но под аналогичным углом. Зубная щетка 2500 также содержит множество щетины 2560, проходящее от оконечности 2530 (показана пунктиром) головки щетки. Оконечность головки щетки может также иметь участок 2532, проходящий над плоской, обращенной к щетке, поверхностью головки 2520 щетки. Этот приподнятый участок 2532 может также иметь дугообразную внешнюю поверхность, которая может ограничиваться таким общим радиусом как радиус Q - Фиг.39. Расположение, высота и конфигурация щетины 2550, 2560 и эластомерных элементов могут соответствовать любому другому осуществлению из числа излагаемых здесь.

Фиг.40 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2600, имеющей головку 2620 щетки, подвижные держатели 2652 (показаны пунктиром) щетины и шейку 2640. Зубная щетка 2600 имеет оконечность 2630 (показана пунктиром) головки щетки, содержащую множество щетины 2660, проходящее от нее. На головке 2620 щетины, и в частности на подвижных держателях 2652 щетины, имеется еще одна группа щетины 2650. В этом осуществлении высота щетины 2660 значительно превышает высоту щетины 2650. Как указано выше, щетина 2650, 2660 может располагаться группами или пучками, в которых щетина в данном пучке может иметь разную длину.

Фиг.41 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2700, имеющей головку 2720 щетки, шейку 2740, подвижные держатели 2752 (частично показаны пунктиром) щетины, множество щетины 2750, проходящее от держателей 2752 щетины, и еще одну группу щетины 2760, проходящую от оконечности 2730 (показана пунктиром) головки щетки. В этом осуществлении: держатели 2752 щетины имеют относительно большую толщину, в результате чего их плоская, обращенная к щетке, поверхность по существу выше или расположена ближе к пользователю во время пользования щеткой, чем обращенная к щетке поверхность оконечности 2730 головки щетки и другие части головки 2720 щетки. Более высокая часть держателя 2752 щетины, проходящая мимо прилегающих участков головки 2720 щетки и оконечности 2730 головки щетки, указана на чертеже Фиг.41 обозначением 2745. В конфигурациях, в которых дальние концы или щеточные поверхности щетины 2750 и 2760 проходят по существу вдоль общей плоскости, получаемая при этом меньшая длина щетины 2750 придает повышенную жесткость этой щетине. Степень возвышения участка 2745 с увеличенной толщиной показана на чертеже Фиг.41 под обозначением R. При этом R может иметь значение от 1 до 5 мм.

Фиг.42 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2800, имеющей головку 2820 щетки и шейку 2840. Множество щетины 2850 обеспечено на головке щетки и проходит от держателя 2852 (частично показано пунктиром) щетины, который предпочтительно выполнен подвижным относительно головки 2820. Зубная щетка 2800 также содержит еще одно множество щетины 2860, которое проходит от оконечности 2830 (частично показано пунктиром) головки щетки. В этом осуществлении обращенная к щетке поверхность держателя 2852 щетины предпочтительно имеет наклон, предпочтительно дугообразный и наиболее предпочтительно - выпуклый: согласно Фиг.42. Если эта поверхность выпуклая, то она определяется радиусом S - Фиг.42. Направленная вверх, обращенная к щетке поверхность также предпочтительно является приподнятой над относительно плоской, обращенной к щетке, поверхности головки 2820 щетки, предпочтительно на величину Т согласно Фиг.42. Величина Т может иметь значения от 1 до 5 мм, приблизительно. Приподнятая часть держателя 2852 щетины, проходящая мимо прилегающих участков головки 2820 щетки, указана под обозначением 2845. Обращенная к щетке поверхность оконечности 2830 головки щетки предпочтительно является дугообразной и более предпочтительно - вогнутой. Приподнятая часть держателя 2830 щетины, которая проходит мимо прилегающих участков головки 2820 щетки, обозначена как 2832. Расположение, высота и конфигурация щетины 2850, 2860 и эластомерных элементов могут соответствовать любому другому осуществлению из числа излагаемых здесь.

Фиг.43 показывает еще одно осуществление зубной щетки 2900, имеющей головку 2920 щетки, подвижный держатель 2852 (частично показан пунктиром) щетины, оконечность 2930 (показана пунктиром) головки щетки и шейку 2940. Множество щетины 2950 проходит от держателя 2952 щетины. Еще одно множество щетины 2960 проходит от оконечности 2930 головки щетки. Щетина 2950 предпочтительно расположена и прикреплена на подвижном держателе 2952 щетины. Держатель 2952 щетины имеет направленную вверх, обращенную к щетке, поверхность, которая на чертеже Фиг.43 вогнутая. Эта вогнутая поверхность предпочтительно ограничивается общим радиусом U. Приподнятая часть держателя 2952 щетины, которая проходит мимо прилегающих участков головки 2920 щетки, показана как участок 2945. Расположение, высота и конфигурация щетины 2950, 2960 и эластомерных элементов могут соответствовать любому другому осуществлению из числа излагаемых здесь.

Фиг.44 показывает еще одно осуществление зубной щетки 300 согласно настоящему изобретению. Зубная щетка 3000 содержит головку 3020 щетки и шейку 3040. Зубная щетка 3000 имеет множество щетины 3050, проходящее от держателя 3052 (показан частично пунктиром) щетины, который с возможностью перемещения расположен на головке 3020 щетки. Зубная щетка 3000 содержит еще одну группу щетины 3060, которая проходит от оконечности 3030 (частично показана пунктиром) головки щетки. Внешняя поверхность держателя 3052 щетины может иметь одну или несколько наклонных поверхностей, ограничиваемых вдоль приподнятого участка 3045 - согласно чертежу Фиг.44. Эти наклоны могут быть выполнены таким образом, что самые дальние концы щетины 3050 будут зеркальным отражением этого же наклона или другого наклона. Аналогично, дальний конец щетины 3060 может также быть зеркальным отражением наклонной поверхности приподнятого участка 3032 конца 3030 головки щетки. Держатель 3052 щетины предпочтительно имеет по меньшей мере один участок с наклонной обращенной к щетке поверхностью. Этот наклон предпочтительно проходит под углом V - согласно Фиг.44. Угол V предпочтительно имеет значения от 10 до 60 градусов, приблизительно, и более предпочтительно - от 20 до 30 градусов, приблизительно. Аналогично, оконечность 3030 головки щетки предпочтительно имеет наклонную, обращенную к щетке, поверхность, которая расположена под углом W. Угол W предпочтительно имеет значения от 10 до 45 градусов.

Фиг.45 показывает еще одно осуществление зубной щетки 3100, имеющей головку 3120 щетки и шейку 3140. Зубная щетка 3100 содержит эластомерные элементы 3162, проходящие от оконечности 3130 (частично показана пунктиром) головки щетки. Зубная щетка 3100 также содержит множество щетины 3150, проходящее от подвижных держателей 3152 щетины. Держатели 3152 щетины содержат участок 3145, который приподнят относительно прилегающих участков головки 3120 щетки. Аналогично, оконечность 3130 головки щетки содержит участок 3132, который приподнят относительно прилегающих участков головки 3120 щетки. Та, или другая, или обе направленные наружу, обращенные к щетке, поверхности держателей 3152 щетины и оконечности 3130 головки щетки могут быть плоскими, наклонными, дугообразными, выпуклыми или вогнутыми. Расположение, высота и конфигурация щетины 3150 и эластомерных элементов 3162 могут соответствовать любому другому осуществлению из числа излагаемых здесь.

Еще одна предпочтительная конфигурация щетины аналогична конфигурациям согласно Фиг.36 и 45, т.е. имеет внутреннюю группу щетины, которая проходит «над» или имеет большую высоту, чем прилегающая щетина, но имеет конфигурацию в виде уступа или возвышенности. В этой конфигурации изменение высоты щетины не является таким постепенным или изменяющимся как на Фиг.36 и 45, а ступенчатым. То есть изменение высоты от более короткой щетины, расположенной вокруг более высокой, расположенной посередине, щетины более резкое. Разница высоты между этими двумя группами щетины составляет от 0,5 до 3 мм, приблизительно, и более предпочтительно от 0,75 мм до 1,5 мм.

Обращаясь к излагаемым и поясняемым здесь различным держателям щетины: профиль или конфигурация обращенной наружу поверхности держателя, которая упоминается здесь как обращенная к щетке поверхность, может иметь разные формы. Одной предпочтительной формой является вогнутая форма (если смотреть на держатель щетины сбоку и с его стороны, которая по существу проходит в том же направлении, что и продольная ось зубной щетки). Вогнутая форма помогает удерживать средство для чистки или полировки зубов, которое может использоваться во время работы щетки. Аналогично, выпуклая поверхность содействует рассеянию средств для чистки в области щетины вдоль головки щетки. Согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно, чтобы держатели щетины использовали неплоскую, обращенную к щетке, поверхность.

Еще одной особенностью конструкции головки щетки является выбор, расположение и конфигурация щетины на держателе щетки, оконечности головки щетки и на головке щетки. Как правило, жесткость щетины или пучка щетины увеличивается с уменьшением длины щетины. То есть жесткость щетины можно изменять путем изменения длины щетины. Эта характеристика должна обязательно учитываться для держателя щетины, имеющего неплоскую, обращенную к щетке, поверхность. Нужно отметить, что жесткость щетины будет изменяться в разных местоположениях на держателе щетины, поскольку изменяется проходящая от него длина или высота щетины. Либо жесткость щетины равной высоты может быть по существу одинаковой. Настоящее изобретение включает в себя различные комбинации форм и конфигураций держателя щетины, комбинации длины, материалов и конфигурации щетины. В поясняемых чертежах многие предпочтительные конфигурации упрощены. Причем согласно некоторым осуществлениям предпочтительным является использование диаметров щетины и/или диаметров пучков щетины на подвижном держателе щетины, более крупных, чем соответствующие диаметры щетины или пучков щетины, расположенных на оконечности головки щетки. В других осуществлениях может быть желательным применение диаметров щетины/пучков на держателе, меньших, чем диаметр соответствующей щетины/пучков на оконечности.

Фиг.46 и 47 более подробно показывают предпочтительную головку 3220 щетки осуществления зубной щетки 3200 согласно настоящему изобретению. Зубная щетка 3200 имеет головку 3220 щетки и шейку 3240, сформированную с ней и проходящую от нее. Зубная щетка 3200 также содержит подвижный держатель 3245 щетины, имеющий множество отверстий 3254, в которые входят и закрепляются там щетины или пучки щетины (не показаны). Держатель 3245 щетины имеет направленную наружу обращенную к щетке поверхность 3252. На противоположной поверхности находится нижняя поверхность 3253. Вмещающее отверстие 3254 также выполнено на нижней поверхности 3253, и его размер и выполнение соответствуют вмещению и установке в нем дальнего конца 3206 подвижного приводного вала 3205. Нужно отметить, что приводной вал 3205 осуществляет возвратно-поступательное движение в шейке 3240 и передает аналогичное возвратно-поступательное движение держателю 3245 щетины. Зубная щетка 3200 также содержит оконечность 3230 головки щетки, которая ограничивает направленную наружу, обращенную к щетке, поверхность 3232, и содержит одно или более отверстий 3234, размер и выполнение которых соответствует вмещению и закреплению в них щетины или пучков щетины (не показаны). Головка 3220 щетки может также ограничивать одно или более отверстий, расположенных на щеточной поверхности головки 3220, например - отверстия 3224 на участке 3222 головки 3220.

Хотя по существу предпочтительным является узел согласно Фиг.47 для сцепления держателя 3245 щетины с валом 3205, т.е. использование имеющего выемку дальнего конца 3206, входящего в отверстие 3254, но могут быть также использованы и другие узлы для соединения подвижного держателя щетины с приводным валом. Например, настоящее изобретение предусматривает соединительные средства, использующие штыри или другие крепежные средства, которые прикрепляют приводной вал к держателю. Либо можно использовать такие другие средства как соединения с защелкиванием, разъединяемые средства крепления и неразъединяемые средства крепления. Материалы, используемые для компонентов соединительных средств, могут быть полимерами, металлами или другими материалами соответствующей прочности и долговечности.

Фиг.48 показывает частичное изображение, с пространственным разделением деталей, осуществления зубной щетки 3300 согласно настоящему изобретению. Это осуществление зубной щетки 3300 согласно настоящему изобретению имеет корпус или кожух 3312 и концевой колпачок 3320. Корпус 3312 является по существу цельным корпусом, имеющим основную часть, включающую в себя шейку 3316 и конец 3318, и головку 3314 щетины, проходящую от шейки 3316. Головка 3314 щетки, шейка 3316 и корпус 3312 являются предпочтительно по существу сплошными и выполненными заодно друг с другом. Корпус 3312 и части шейки 3316 и головки 3314 ограничивают полую внутреннюю область, в которой установлен приводной механизм. Основная часть корпуса 3312 также ограничивает углубленный участок или одно или более отверстий на его внешней поверхности, в котором расположен электрический переключатель (не показан) для приведения в действие приводного механизма электрической зубной щетки, подробно описываемой ниже. Защитная крышка 3313 предпочтительно установлена в этом углубленном участке. Концевой колпачок 3320 имеет закрытый конец 3322 и противоположный открытый конец 3324. Открытый конец 3324 имеет размер, соответствующий вмещению в нем и уплотнению конца 3318 кожуха 3312. Уплотнительное кольцо или другой уплотнительный элемент 3319 можно также использовать на стыке концов 3318 и 3324 компонентов кожуха.

Одно из осуществлений зубной щетки также содержит приводной электродвигатель 3350, имеющий приводной вал 3352. Электродвигатель 3350 является электродвигателем постоянного тока, аналогичным электродвигателям известного уровня техники, и содержит различные переключающие цепи и батарею или другой источник питания (не показан). Эти компоненты расположены и закреплены в полой внутренней области, ограниченной в корпусе 3312 и, возможно, в концевом колпачке 3320. Ведущее зубчатое колесо 3354 зацепляет приводной вал 3352. Предусмотрено наличие нижнего основания 3330 электродвигателя. Также предусмотрено наличие верхнего основания 3340 электродвигателя, которое вместе с нижним основанием 3330 электродвигателя вмещает, закрепляет электродвигатель 3350 внутри кожуха 3312 и колпачка 3320. Нижнее основание 3330 электродвигателя содержит внутреннюю и внешнюю опоры 3332 и 3334, соответственно, приводного вала. Нижнее основание 3330 электродвигателя также содержит основу или отверстие 336 для вмещения основания или оси 3358 для описываемого здесь ведущего зубчатого колеса. Верхнее основание 3340 электродвигателя содержит внутреннюю опору 3342 приводного вала и кожух 3344 ведущего вала, который предпочтительно контактирует с внутренним основанием 3342 и, как вариант, с внешним основанием 3334 нижнего основания 3330 электродвигателя. Верхнее основание 3340 электродвигателя также содержит множество стоек 3346, которые зацепляют нижнее основание 3330 электродвигателя и закрепляют электродвигатель 3350, расположенный между этими двумя деталями. Нужно отметить, что вместо использования верхнего и нижнего оснований электродвигателя можно применить цельное основание или фиксирующую конструкцию.

Ведущее зубчатое колесо 3354 зацепляется с плоским зубчатым колесом 3356. Плоское зубчатое колесо 3356 с возможностью поворота, в его центре 3357, установлено на оси или шарнирном элементе 3358. Плоское зубчатое колесо 3356 имеет смещенный зацепляющий элемент 3355, к которому прикреплен конец 3365 шестерни приводного вала 3360. Приводной вал 3360 имеет конец 3362 шестерни, который содержит вмещающее отверстие или другой зацепляющий элемент для зацепления смещенного элемента 3355. Приводной вал 3360 также содержит дальний конец 3364, который зацепляет и поэтому приводит в действие подвижный держатель щетины, описываемый подробно в данном описании. Приводной вал 3360 проходит внутри внутренней полой полости кожуха 3312 и предпочтительно через по меньшей мере часть шейки 3316. Дальний конец 3364 приводного вала 3360 зацепляется с описываемым ниже держателем 3370 щетины. Доступ к концу 3364 обеспечен через отверстие в головке 3314 щетки.

Это осуществление зубной щетки 3000 также включает в себя подвижный держатель 3370 щетины, который, в сборе с зубной щеткой 3300, осуществляет возвратно-поступательное движение вдоль головки 3314 щетки. Подвижный держатель 3370 щетины предпочтительно осуществляет возвратно-поступательное движение в канале 3311, ограниченном вдоль головки 3314 щетки, и наиболее предпочтительно - в направлении, параллельном продольной оси зубной щетки 3300. Вдоль нижней стороны держателя 3370 щетины расположены гребень 3372. Гребень 3370 выполнен с возможностью перемещения и его фиксирования в канале 3311. Держатель 3370 щетины ограничивает совокупность отверстий 3374, в которых расположено множество щетины или пучков щетины (не показаны). Держатель 3370 щетины содержит первый конец 3375, который, в сборе с головкой 3314 щетки, предпочтительно расположен вблизи участка или края 3315, ограниченного между шейкой 3316 и головкой 3314 щетки корпуса или кожуха 3312. Противоположный конец подвижного держателя 3370 щетины является концом 3376 и предпочтительно является криволинейным - согласно Фиг.48.

Это осуществление зубной щетки 330 также содержит стационарную оконечность 3380 держателя щетины, которая ограничивает множество отверстий 3384 для крепления щетины или пучков щетины (не показаны); первый конец 3385, который контактирует или расположен вблизи конца 3376 подвижного держателя 3370 щетины, и гребень 3382 на нижней стороне оконечности 3380. Термин «стационарная» указывает, что оконечность 3380 держателя, после сборки и контактирования с головкой 3314 щетки, по существу прикреплена к головке 3314 щетки и не перемещается с держателем 3370 щетины. Гребень 3382 предпочтительно имеет то же выполнение и конфигурацию, что и гребень 3372 держателя 3370 щетины. Оба гребня 3372 и 3382 предпочтительно закреплены внутри канала 3311 в головке 3314 щетки.

Для прикрепления корпуса 3312 к концевому колпачку 3320 можно использовать одно или более резьбовых креплений 3390 и 3392. Для сборки кожуха можно использовать также и другие методы или компоненты.

Во время работы этого осуществления зубной щетки 3300 электрическая цепь замыкается между источником питания, таким как батарея, и электродвигателем 3350. Ниже приводится описание источника питания и рабочих характеристик электродвигателя. Вращение ведущего зубчатого колеса 3354 обусловливает вращение плоского зубчатого колеса 3356. Ось вращения плоского зубчатого колеса 3354 предпочтительно перпендикулярна или поперечна оси вращения ведущего зубчатого колеса 3354. Вращение плоского зубчатого колеса 3356 передает возвратно-поступательное движение на приводной вал 3360, который проходит в полой внутренней области в корпусе 3312, шейке 3316, и, как вариант, головке 3314. Дальний конец 3364 приводного вала контактирует с подвижным держателем 3370 щетины и таким образом передает соответствующее возвратно-поступательное движение на держатель 3370.

Фиг.49 показывает еще одно осуществление зубной щетки 3400 согласно настоящему изобретению. Зубная щетка 3400 содержит корпус 3412, шейку 3416 и концевой колпачок 3420. Корпус 3412 ограничивает первый конец 3418 и противоположный конец 3404, который предпочтительно содержит винтовой элемент и резьбовой участок. Концевой колпачок 3420 ограничивает закрытый конец 3422 и противоположный открытый конец 3424. Размер и конфигурация открытого конца 3424 обеспечивают возможность его контактирования, с возможностью отсоединения, с концом 3418 корпуса 3412. Уплотнительное кольцо или другой уплотнительный элемент 3419 предпочтительно используется на стыке концов 3424 и 3418. Шейка 3416 имеет конец 3417 и головку 3414 щетки, предпочтительно выполненную заодно с концом шейки 3416, противоположным концу 3417. Конец 3417 предпочтительно выполнен для его контактирования, с возможностью отсоединения, с винтовым элементом на конце 3404 корпуса 3412. Головка 3413 щетки предпочтительно содержит первый канал 3411 и отверстие 3403, которое обеспечивает доступ в полую область, выполненную в головке 3414 щетки и в области 3416 шейки. Дополнительный второй канал 3402 может быть выполнен вдоль головки 3414 щетки и дополнительно направляет подвижный держатель щетины, подробно описываемый здесь. Направляющая стенка 3415 предпочтительно выполнена вдоль головки 3414 щетки и может проходить вокруг части периметра поверхности головки щетки.

Это осуществление зубной щетки 3400 также содержит электродвигатель 3450 с приводным валом 3452. Электрическая переключающая цепь и источник питания (не показаны) предпочтительно установлены в полой области внутри корпуса 3412 и концевого колпачка 3420. Нижнее основание 3430 электродвигателя и верхнее основание 3440 электродвигателя предпочтительно вмещают в себе и прикрепляют электродвигатель 3450 во внутренней полой области внутри корпуса 3412 и концевого колпачка 3420. Внутренняя полая область сформирована внутри шейки 3416 и, как вариант, в части головки 3414 щетки. Нижнее основание 3430 электродвигателя содержит основу или отверстие 3436 для вмещения шарнирного или осевого элемента 3458 для подробно описываемого здесь ведущего зубчатого колеса. Нижнее основание 3440 электродвигателя содержит внутреннюю опору 3430 привода и внешнюю опору 3434 привода - согласно чертежам. Верхнее основание 3440 электродвигателя содержит опору 3443 привода, которая предпочтительно зацепляет внутреннюю и/или внешнюю опоры 3432 и 3434 привода нижнего основания 3430 электродвигателя. Также предусмотрен кожух 3444 привода, который предпочтительно контактирует с основанием 3440 электродвигателя. Множество контактирующих стоек 3446 также сформировано на верхнем основании 3440 электродвигателя, которые контактируют с нижним основанием 3430. Как указано выше со ссылкой на Фиг.48: можно использовать цельное основание электродвигателя.

Ведущее зубчатое колесо 3454, прикрепленное к приводному валу 3453 электродвигателя 3450, предпочтительно зацепляет плоское зубчатое колесо 3456. Плоское зубчатое колесо с возможностью его поворота установлено на оси или на шарнирном элементе 3458, который, в свою очередь, вмещается в основе 3436 нижнего основания 3430 электродвигателя. Плоское зубчатое колесо 3456 содержит центрально расположенный направляющий элемент 3457 и смещенный элемент 3455. Смещенный элемент 3455 зацепляет конец 3462 шестерни компонента 3461 приводного вала. Компонент 3461 приводного вала содержит конец 3463, ограниченный напротив шестеренчатого элемента 3462. Также предусмотрен еще один элемент 3466 приводного вала, который содержит конец 3465 и противоположный конец 3464. Конец 3465 предпочтительно зацепляет конец 3463 компонента 3461 приводного вала. Противоположный конец 3464 компонента 3466 приводного вала предпочтительно зацепляет подробно описываемый здесь подвижный держатель щетины. Компоненты 3466 и 3461 приводного вала предпочтительно находятся во внутренней полой области корпуса 3412 и шейки 3416. Съемная и защитная крышка 3413 предпочтительно закреплена на углубленном участке или в одном или более отверстиях в корпусе 3412. Крышка 3413 служит защитным кожухом или крышкой для переключателя, положение которого можно изменять через крышку 3413.

Это осуществление зубной щетки 3400 также включает в себя подвижный держатель 3470 щетины и стационарную оконечность или конец 3480 держателя щетины. Подвижный держатель 3470 щетины имеет множество отверстий 3474 для вмещения и закрепления в них совокупности щетины или пучков 3472 (не показаны). Держатель 3470 щетины содержит первый конец 3475 и противоположный второй конец 3472. Конец 3475 предпочтительно имеет размер и выполнение, соответствующие его вмещению в канале 3411, ограниченном на головке 3414 щетки и предпочтительно имеющем ту же конфигурацию, что и направляющая стенка 3415. Подвижный держатель 3470 щетины на своей нижней стороне также имеет гребень 3476, размер которого обеспечивает возможность контактирования с каналом 3411, ограниченным на головке 3414 щетки. Дальний конец 3464 компонента 3466 приводного вала контактирует с держателем 3470 щетины. Доступ к концу 3464 предпочтительно обеспечен через отверстие 3403 в головке 3414 щетки.

Оконечность 3480 держателя щетины имеет множество отверстий 3484, в которых вмещаются и закрепляются щетина или пучки щетины (не показаны). Оконечность 3480 держателя щетины также имеет первый конец 3485, обращенный к концу 3472 подвижного держателя 3470 щетины и к частям направляющей стенки 3415 головки 3414 щетки. Оконечность 3480 держателя щетины также содержит противоположный конец 3482 и может также содержать гребень 183 на своей нижней стороне для зацепления с и нахождения в канале 3411, ограниченном внутри головки 3414 щетки. Гребень 3483 предпочтительно имеет конфигурацию, аналогичную гребню 3476 держателя 3470 щетины. В сборе: оконечность 3480 держателя щетины прикреплена к дальнему концу головки 3414 щетины.

Это осуществление зубной щетки 3400 действует аналогично описываемому выше осуществлению зубной щетки 3300. При замыкании электрической цепи между электродвигателем 3450 и источником питания приводной вал 3452 и ведущее зубчатое колесо 3454 вращаются. Это вращение обусловливает вращение плоского зубчатого колеса 3456 и передает возвратно-поступательное движение элементам или компонентам 3461 и 3466 приводного вала. Зацепление между компонентом 3466 приводного вала и держателем 3470 щетины передает поступательное или возвратно-поступательное движение на держатель 3470.

Обнаружено, что энергопотребление работы зубной щетки согласно настоящему изобретению, и в частности - осуществлений зубной щетки 3300 и 3400, очень низкое. Причем эти электрические зубные щетки обеспечивают эффективность и рабочие характеристики, сопоставимые с другими выпускаемыми промышленностью зубными щетками. Предполагается, что эти преимущества являются результатом комбинации одного или нескольких следующих факторов: (1) применение поступательного или возвратно-поступательного движения для подвижного держателя щетины во время работы зубных щеток согласно настоящему изобретению, (2) выбор градуса или расстояния движения держателя щетины, т.е. его «хода», (3) определенный тип электродвигателя, используемого в зубных щетках, (4) рабочая скорость, используемая электродвигателем, (5) передаточное число между ведущим зубчатым колесом электродвигателя и плоским зубчатым колесом, используемым в приводном механизме зубной щетки согласно настоящему изобретению, (6) определенная сборка компонентов, используемых в приводном механизме, и относительно небольшое число компонентов, (7) использование неподвижной щетины совместно с подвижной щетиной, и (8) определенная конфигурация щетины на головке щетки.

Определено, что согласно настоящему изобретению использование поступательной пластины для передачи движения на множество щетины дает значительное снижение потребления энергии, и при этом требуется меньшее рабочее напряжение и более слабый ток по сравнению с известными электрическими зубными щетками. Например, были проведены сравнительные испытания (i) принадлежащей настоящему Цессионарию очень популярной зубной щетки Crest7 Spin Brush7, относительно энергоэффективной и использующей головку колебательного вращения, и (ii) совершающего поступательное или возвратно-поступательное движение держателя согласно настоящему изобретению, которые дали следующие результаты.

Таблица 2 Головка вращенияПластина поступательного движенияНапряжение для инициирования перемещения (под нагрузкой в 1 фунт)> 1,8 B> 1,28 BОтбираемый ток при 3,0 В (под нагрузкой 1 фунт)0,8 А0,5 А

Представленные в Таблице 2 данные показывают, что для осуществления зубной щетки согласно настоящему изобретению, использующему пластину или держатель щетины поступательного перемещения, требуется гораздо меньшее напряжение (около 28%) и меньшая сила тока (около 37%), чем для самой успешной с коммерческой точки зрения зубной щетки, использующей головку, осуществляющую колебательное движение или вращение.

Еще одна особенность приводных механизмов с высоким кпд согласно настоящему изобретению относится к величине хода подвижного держателя щетины, такого как держатели щетины 3370 и 3470. Предпочтительными параметрами движения возвратно-поступательного держателя щетины являются следующими. Величина хода возвратно-поступательного держателя составляет по меньшей мере около 0,5 мм, предпочтительно - по меньшей мере около 1,25 мм, и наиболее предпочтительно - по меньшей мере около 1,5 мм; и по меньшей мере менее приблизительно 5 мм, более предпочтительно - менее 3,5 мм, более предпочтительно - менее 2,5 мм и наиболее предпочтительно - менее 1,7 мм. Нужно отметить, что приводные механизмы согласно настоящему изобретению могут использовать величину хода, большую или меньшую, чем эти различные предпочтительные значения. Не ограничиваясь какой-либо определенной теорией: считается, что избыточное количество энергии, т.е. энергии батареи, расходуется, когда величина хода слишком большая. И если величина хода слишком короткая, то эффективность чистки значительно снижается. Как указано выше, направление движения держателя щетины параллельно продольной оси зубной щетки.

Электродвигатели, используемые в осуществлениях описываемой здесь зубной щетки, предпочтительно выполнены с возможностью обеспечения источника питания с высоким кпд для приводного механизма. Стандартный электродвигатель можно модифицировать за счет использования меньшего числа обмоток и за счет снижения необходимого напряжения до, приблизительно, 1,5 В. Обычные стандартные электродвигатели имеют следующие характеристики по отбираемому току: без нагрузки требуется около 1,06 А, и с нагрузкой - по меньшей мере 1,0 А. Электродвигатели согласно предпочтительным осуществлениям, используемые в описываемых здесь осуществлениях электрической зубной щетки, без нагрузки отбирают 0,3А и около 0,4-0,6 А под нагрузкой. Здесь термин «нагрузка» обозначает обычные рабочие нагрузки на электродвигатель во время работы с описываемыми здесь осуществлениями зубной щетки при обычной чистке.

Предпочтительная рабочая скорость для электродвигателей, используемых в осуществлениях описываемой здесь зубной щетки, имеет приблизительные значения от 1500 до 3500 об/мин и наиболее предпочтительно - около 2500 об/мин. Скорость в 2500 об/мин дает 1250 циклов хода/мин возвратно-поступательного держателя щетины при использовании описываемых здесь приводных механизмов предпочтительного осуществления. Эти рабочие скорости приводятся для электродвигателя, от которого работает приводной механизм, но без приложения нагрузки чистки, прилагаемой к держателю щетины. При приложении нагрузки на электродвигатель рабочая скорость электродвигателя может снижаться приблизительно на 30-35%. Эти значения являются оценочными, и степень снижения рабочей скорости будет зависеть от многих факторов.

Эта взаимосвязь рабочей скорости электродвигателя и скорости хода держателя щетины является показателем предпочтительного передаточного числа между ведущим зубчатым колесом, связанным с приводным валом электродвигателя (например, ведущее зубчатое колесо 3354 согласно Фиг.48, или ведущее зубчатое колесо 3454 согласно Фиг.49), и плоским зубчатым колесом (таким как плоское зубчатое колесо 3356 согласно Фиг.48 или плоским зубчатым колесом 3456 согласно Фиг.49), с которым приводной вал зацепляется на смещенном элементе. Предпочтительное число приблизительно составляет от 1:1 до 3:1, и наиболее предпочтительно - около 2:1. Поэтому при этом наиболее предпочтительном числе на каждые два поворота приводного вала электродвигателя плоское зубчатое колесо поворачивается один раз. Оказалось, что предпочтительное передаточное число 2:1 обеспечивает нужную комбинацию расстояния движения и скорости держателя щетины с обеспечением хороших характеристик чистки наряду с приемлемым уровнем энергопотребления.

Применение указанного плоского зубчатого колеса в описываемых здесь предпочтительных осуществлениях приводных механизмов особо желательно, поскольку этот тип приводного компонента и его ориентация согласно приводимым чертежам требуют относительно небольшое число компонентов и позволяют использовать относительно небольшой кожух, поскольку получаемый общий объем приводного механизма небольшой. Предпочтительное плоское зубчатое колесо, используемое в описываемом здесь приводном механизме, использует от 8-10 до 40 зубцов. Наиболее предпочтительно, чтобы плоское зубчатое колесо имело около 20 зубцов. Это - относительно небольшое число зубцов для данного размера и применения плоского зубчатого колеса. В результате обеспечивается относительно высокий профиль для зубцов плоского зубчатого колеса. Соответственно, предпочтительные плоские зубчатые колеса согласно настоящему изобретению используют смещенный элемент, который должен проходить над высотой зубцов зубчатого колеса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить достаточный зазор для зубцов плоского зубчатого колеса. Плоское зубчатое колесо, с возможностью его поворота, установлено на оси, высота которой такова, что приводной вал, зацепляющий смещенный элемент, сцентрирован с держателем щетины. Это расположение и комбинация компонентов обеспечивают приводной механизм, применяющий очень небольшое число компонентов. Чем меньшим будет число компонентов, тем более эффективным будет передача движения и проще будет сборка и изготовление.

Обращаясь к Фиг.50: показана часть приводного механизма предпочтительного осуществления. Электродвигатель 3550, имеющий приводной вал 3552 и ведущее зубчатое колесо 3554, прикрепленное к валу 3552, зацепляет плоское зубчатое колесо 3556. Плоское зубчатое колесо 3556, с возможностью его поворота, на своем центре 3557 установлено на оси 3558. Проходящий наружу смещенный элемент 3555 расположен на внешней поверхности 3551 плоского зубчатого колеса 3556. Элемент 3555 расположен радиально в наружном направлении от центра 3557 плоского зубчатого колеса 3556. Приводной вал 3560 своим концом 3562 зацепляет смещенный элемент 3555. При повороте приводного вала 3552 и зубчатого колеса 3554: плоское зубчатое колесо 3556 поворачивается на оси 3558. Это движение, в свою очередь, передает возвратно-поступательное движение на приводной вал 3560.

Фиг.51 показывает боковую вертикальную проекцию части предпочтительного осуществления приводного механизма, показываемого на чертеже Фиг.50. Фиг.51 показывает особенность приводных механизмов предпочтительного осуществления: вертикальная ориентация возвратно-поступательного приводного вала по отношению к плоскому зубчатому колесу. В частности, зубцы плоского зубчатого колеса 3556 имеют профиль или общую высоту G. Смещенный элемент 3555 зацепляет приводной вал 3560 таким образом, что между валом 3560 и зубцами обеспечено расстояние S. Расстояние S наиболее предпочтительно также является расстоянием, необходимым для обеспечения центрирования между смещенным элементом 3555 и держателем щетины, расположенным на головке щетки. Наиболее предпочтительно, чтобы приводной вал 3560 был единственным приводным компонентом, проходящим между этими компонентами и зацепляющим их.

Как упомянуто выше, еще одна особенность осуществления зубной щетки согласно настоящему изобретению и, в частности, описываемых здесь приводных механизмов заключается в относительно небольшом числе используемых приводных компонентов. Это наглядно представлено на чертежах Фиг.48 и 49, показывающих изображения с пространственным разделением деталей. Эта конструкция уменьшает число взаимных соединений и зацеплений между приводными компонентами, и тем самым обеспечивается более непосредственная сборка приводных компонентов. Это техническое решение значительно упрощает сборку, снижает себестоимость и обеспечивает более коммерчески жизнеспособную продукцию.

Помимо этого, использование неподвижной щетины в сочетании с множеством подвижной щетины помогает снизить общую нагрузку на совершающий возвратно-поступательное движение держатель щетины. Фиг.52-54 показывают эту особенность более подробно. Фиг.52 показывает часть осуществления зубной щетки согласно изобретению 3600, содержащую головку 3614 щетки, шейку 3616, подвижный держатель 3670 щетины и концевой компонент 3680. На подвижном держателе 3670 щетины установлено и удерживается множество щетины 3650, которое здесь обозначено как подвижная щетина. Для ясности она здесь показана пунктиром. На концевом компоненте 3680 установлено и зафиксировано множество щетины 3662, которое здесь указано как неподвижная щетина. На головке 3614 щетки также установлено и зафиксировано множество щетины 3660, которое также обозначено как неподвижная щетина и которое предпочтительно расположено по периметру подвижного держателя 3670 щетины и расположенной на ней щетины 3650. Неподвижная щетина 3662 и 3660 также показана пунктиром.

Конфигурация щетины согласно Фиг.52 отличается тем, что совокупность щетины неподвижная, т.е. щетина 3660 и 3662 по существу окружает или частично окружает подвижную щетину 3650, закрепленную на подвижном держателе 3670 щетины. Оказалось, что эта конфигурация снижает нагрузку на щетину 3650 и на подвижный держатель 3670 щетины во время чистки и работы зубной щетки 3600. Предполагается, что эта характеристика обеспечена за счет того, что неподвижная щетина 3660 и 3662 принимает на себя часть нагрузки чистки, которая в ином случае прилагается на щетину 3650 и держатель 3670. Распределение нагрузки чистки между неподвижной щетиной 3660 и 3663 и подвижной щетиной 3650 определяется несколькими факторами, в том числе следующими: (i) относительная высота неподвижной и подвижной щетины, (ii) материалы неподвижной и подвижной щетины, (iii) профиль щеточной поверхности, создаваемый дальними концами неподвижной и подвижной щетины, (iv) соответствующие значения плотности (число щетин на единицу площади) неподвижной и подвижной щетины, и (v) расположение неподвижной щетины и подвижной щетины. Путем регулирования одного или нескольких этих факторов нагрузку на подвижный держатель щетины во время чистки можно снижать, например, за счет увеличения относительной высоты неподвижной щетины или за счет уменьшения высоты подвижной щетины. Нагрузку на подвижный держатель щетины можно также снижать путем увеличения плотности неподвижной щетины, расположенной вокруг подвижного держателя. Нагрузку можно также снижать путем подбора определенных материалов с высокой степенью жесткости для неподвижной щетины по сравнению с подвижной щетиной.

Фиг.53 показывает еще одно осуществление зубной щетки 3700 согласно данному изобретению, содержащей: головку 3714 щетки шейку 3716, подвижный держатель 3770 щетины, множество подвижной щетины 3750, установленное и закрепленное на держателе 3770; первое множество неподвижной щетины 3760 на головке 3714 щетки, и второе множество неподвижной щетины 3762 на конце головки 3714 щетки. Это осуществление 3700 зубной щетки использует конфигурацию щетины, в которой большое число неподвижной щетины, 3760 и 3762, расположено вокруг подвижной щетины 3750 или по существу вокруг нее. Нужно отметить, что группа неподвижной щетины 3762 по существу расположена на конце головки 3714 щетки. Другая группа неподвижной щетины 3760 проходит по существу вокруг остального периметра подвижного держателя 3770 щетины. Это расположение обеспечивает высокую эффективность чистки и значительное снижение нагрузки чистки, прилагаемой на щетину 3750 и, поэтому, на держатель 3770 щетины.

Фиг.54 показывает еще одно осуществление зубной щетки 3800 согласно изобретению, содержащей: головку 3814 щетки, шейку 3816, подвижный держатель 3870 щетины, множество подвижной щетины 3850, установленное и закрепленное в нем, и множество неподвижной щетины 3860, которая расположена по существу по периметру держателя 3870 щетины. В этом осуществлении неподвижная щетина 3860 расположена вокруг по меньшей мере основной части внешнего периметра держателя 3870 щетины. Щетина 3860 предпочтительно проходит сплошь или по существу сплошь вокруг подвижного держателя 3870 щетины и распложенной на нем подвижной щетины 3850. Необязательно, чтобы неподвижная щетина 3860 располагалась на участке вблизи подвижного держателя щетины, противоположном дальнему концу головки 3814 щетки. Этот участок показан на чертеже Фиг.54 под обозначением 3864. Это расположение щетины обеспечивает хорошие показатели чистки и значительное снижение нагрузок чистки на щетину 3850 и, поэтому, на держатель 3870 щетины.

Фиг.53 и 54 также показывают головки щетки, использующие разную плотность щетины на их дальних концах, таком как участок оконечности 3380 держателя щетины согласно Фиг.48. Эти участки показаны пунктиром. Показанный пунктиром участок на чертеже Фиг.53 имеет шесть пучков щетины на единицу площади, и согласно Фиг.52 имеет пять пучков щетины на единицу площади.

Еще одна значительная особенность настоящего изобретения обеспечивает особый узел зацепления, содержащий зубчатое колесо, которое приводится в действие электродвигателем зубной щетки и приводным валом, от которого работают один или более подвижных держателей щетины. Этот узел зацепления преобразует вращательное движение зубчатого колеса в возвратно-поступательное движение приводного вала. Этот узел выполняет указанное преобразование очень бесшумно и ровно.

Этот предпочтительный узел зацепления показан на Фиг.55-60. Фиг.55 показывает узел 4000 предпочтительного осуществления, содержащий приводной вал 4100 и зубчатое колесо 4200. Приводной вал 4100 содержит вал 4110 и дальний конец, имеющий частично охватываемый удлиненный конец 4120, который, как указано ниже, обеспечивает определенную группу поверхностей для контактирования с криволинейными поверхностями зубчатого колеса 4200. В частности, Фиг.55 показывает овальное отверстие 4125, выполненное в центральном участке частично охватываемого удлиненного конца 4120. Частично охватываемый конец 4120 содержит концевую крышку 4122, в которой выполнено отверстие 4125. По периметру концевой крышки 4122 расположена концевая стенка 4126. Крышка 4122 и стенка 4126 совместно создают частичную оболочку (не показана на Фиг.55), в которой находятся некоторые компоненты ведущего зубчатого колеса 4200.

Фиг.55 также показывает предпочтительное зубчатое колесо 4200 узла 400. Зубчатое колесо 4200 аналогично зубчатому колесу 806 чертежа Фиг.12, зубчатому колесу 3356 чертежа Фиг.48, зубчатому колесу 3456 чертежа Фиг.49 и зубчатому колесу 3556 чертежей Фиг.50 и 51. То есть зубчатое колесо 4200 установлено и функционирует аналогично монтажу и функционированию указанных зубчатых колес. Но зубчатое колесо 4200 использует особый набор криволинейных поверхностей. В частности, зубчатое колесо 4200 имеет совокупность зубцов 4210, расположенных по его периметру. Ведущее зубчатое колесо, прикрепленное к электродвигателю, предпочтительно зацепляет или иным образом связано с зубчатым колесом 4200 и с зубцами 4210 зубчатого колеса. Круглое металлическое основание 4220 расположено на внешней поверхности зубчатого колеса 4200 и между противоположными участками зубцов 4210 зубчатого колеса. На основании 4220 расположен и проходит от него в наружном направлении первый эксцентрик 4230, имеющий круглую эксцентриковую поверхность 4232, которая проходит по периметру эксцентрика 4230. От первого эксцентрика 4230 проходит второй эксцентрик 4240. Второй эксцентрик 4240 имеет круглую эксцентриковую поверхность 4242, которая проходит по периметру второго эксцентрика 4240. Центр второго эксцентрика 4240 совпадает с центром основания 4220 и центром зубчатого колеса 4200. При повороте зубчатого колеса 4200, например вокруг оси вращения А, как показано на Фиг.55, второй эксцентрик 4240 и основание 4220 вращаются вокруг той же оси, т.е. оси А. Центр первого эксцентрика 4230 показан на чертеже Фиг.55 как ось В и отделен от оси А интервалом и предпочтительно параллелен ей.

Фиг.56 показывает горизонтальную проекцию зубчатого колеса 4200. Фиг.56 показывает расположение первого эксцентрика 4230 и второго эксцентрика 4240 относительно друг друга и центр вращения А зубчатого колеса 4200. Центр круглого первого эксцентрика обозначен как центр В на Фиг.56 и отделен интервалом от центра (или оси вращения) А.

Фиг.57 показывает боковую вертикальную проекцию зубчатого колеса 4200. Фиг.57 также показывает конфигурацию и расположение зубцов 4210 зубчатого колеса, основания 4220, первого эксцентрика 4230 и его криволинейной поверхности 4232, второго эксцентрика 4240 и его криволинейной поверхности 4242.

Фиг.58 показывает частичное поперечное сечение узла 4000, с изображением удлиненного конца 4120 приводного вала 4100 в зацеплении с зубчатым колесом 4200. В частности, второй эксцентрик 4240 расположен в отверстии 4125, выполненном в конце 4120. Первый эксцентрик 4230 заключен в конце 4120 и находится в нем. Криволинейная поверхность 4242 второго эксцентрика 4240 предпочтительно зацепляет части поверхности удлиненного конца 4120, ограничивающего отверстие 4125, и контактирует с ними. Криволинейная поверхность 4232 первого эксцентрика 4230 предпочтительно зацепляется и контактирует с внутренним пространством и, в частности, с частями внутренней стенки 4122, определяемой внутренним пространством удлиненного конца 4120.

Фиг.59 показывает нижнюю сторону, т.е. сторону удлиненного конца 4120 приводного вала 4100, которая обращена к основанию 4220 зубчатого колеса 4200. Фиг.59 также показывает внутреннюю стенку 4122, с которой контактирует криволинейная поверхность 4232 первого эксцентрика 4230, когда зубчатое колесо 4200 и приводной вал 4100 соединены с образованием узла 4000. Фиг.59 также показывает ориентацию отверстия 4125. Фиг.59 также показывает два габарита S и Т.

Габарит S является минимальным створом или входным габаритом отверстия 4125. Поскольку второй эксцентрик 4240 вмещается в отверстии 4125, поэтому диаметр эксцентрика 4240 должен быть несколько меньше, чем габарит S. Либо габарит S должен несколько превышать диаметр эксцентрика 4240.

Габарит Т является минимальным створом или входным габаритом внутренней стенки 4122, имеющей овальную форму. Поскольку первый эксцентрик 4230 вмещается внутри участка, по существу ограниченного внутренней стенкой 4122, поэтому диаметр эксцентрика 4230 должен быть немного меньше габарита Т. Либо габарит Т должен немного превышать диаметр эксцентрика 4230.

Фиг.59 также показывает предпочтительную ориентацию отверстия 4125 внутри конца 4120. Показано, что главная ось отверстия овальной формы 4125, указанная как ось D, предпочтительно параллельна и наиболее предпочтительно равна указанной как ось С продольной оси части 4110 приводного вала 4100.

Фиг.59 также показывает, что отверстие 4125 предпочтительно имеет овальную форму и ориентировано под прямым углом к имеющему овальную форму внутреннему участку, определяемому внутренней стенкой 4122. То есть главная ось овального отверстия 4125 предпочтительно перпендикулярна к главной оси овального внутреннего участка, определяемого стенкой 4122.

Фиг.60 является горизонтальной проекцией узла 4000 и показывает расположение, ориентацию и конфигурацию приводного вала 4100 и зубчатого колеса 4200. При повороте зубчатого колеса 4200 вокруг оси А, например - в направлении стрелки Е, центр первого эксцентрика 4230 поворачивается вокруг оси А по существу по круговой траектории G. Круговая траектория G создается, когда поворачивается первый эксцентрик 4230, смещаемый вокруг оси А при вращении зубчатого колеса 4200. Нужно отметить, что радиус круговой траектории G соответствует величине смещения или интервалу между центральными точками А и В - Фиг.55.

При повороте зубчатого колеса 4200, с соответствующим смещением первого эксцентрика 4230 вокруг оси А, по круговой траектории G часть криволинейной поверхности 4232 первого эксцентрика 4230 контактирует с разными участками внутренней стенки 4122. В результате этого конец 4120 линейно поступательно перемещается назад и вперед по отношению к центральной точке зубчатого колеса 4200 и оси А. То есть в результате этого второй эксцентрик 4240 линейно поступательно перемещается назад и вперед в отверстии 4125. Нужно отметить, что поскольку зубчатое колесо 4200 по существу зафиксировано в этой точке вращения, т.е. оси А, поэтому именно конец 4120 и приводной вал 4100 поступательно перемещаются назад и вперед. Поворот зубчатого колеса 4200 в направлении стрелки Е обусловливает возвратно-поступательное движение приводного вала 4100 в направлении стрелок F, показанных на Фиг.60.

Узел 4000 согласно предпочтительному осуществлению преобразует вращательное движение зубчатого колеса 4200 в 100-процентное или по существу 100-процентное возвратно-поступательное движение поворотного вала 4100. То есть кроме как в направлении по продольной оси С приводного вала 4100 другого движения нет, или оно есть только в очень незначительной степени. Эта характеристика выгодна в том отношении, что при высоких рабочих скоростях колебание узла является минимальным, или по меньшей мере оно выдерживается в приемлемых пределах.

Описываемые здесь примеры осуществления зубной щетки помимо высокого кпд также обеспечивают относительно высокое чистящее воздействие. Об этом говорит то обстоятельство, что осуществления описываемой здесь зубной щетки обеспечивают действующее от электродвигателя и относительно постоянное движение возвратно-поступательного хода головки щетки даже в случае приложения значительных нагрузок. Например, зубные щетки согласно настоящему изобретению могут работать под такими значительными нагрузками, как 30 фунтов, прилагаемыми на их головки и на совершающие возвратно-поступательное движение держатели щетины.

Пример относительно высокого кпд и низкого потребления энергии описываемых здесь приводных механизмов предпочтительного осуществления относится к применению батареи. Почти всем сопоставимым выпускаемым в настоящее время зубным щеткам требуются для работы две батареи типа АА. Для осуществления описываемых здесь электрических зубных щеток предпочтительно требуется только одна АА-батарея. Необходимо отметить, что зубные щетки согласно настоящему изобретению обеспечивают то же или по существу то же усилие и характеристики мощности на своих головках, т.е. измеряемые на концах щетины, что и сопоставимые выпускаемые в настоящее время промышленностью щетки; и при этом для них требуется приблизительно половина мощности или характеристик батарей, нужных для таких же щеток. Необходимо отметить, что зубные щетки согласно настоящему изобретению никоим образом не ограничиваются использованием только одной АА-батареи. Зубные щетки согласно настоящему изобретению могут использовать разнообразные батареи, конфигурации батарей и источники энергии. Ссылки на АА-батареи приводятся для пояснения зубной щетки согласно настоящему изобретению и их характеристик низкого энергопотребления. Как правило, зубные щетки согласно настоящему изобретению работают от источника напряжения от 0,5 до 2.5 В, приблизительно. Более предпочтительно - зубные щетки согласно настоящему изобретению действуют от источника энергии, который обеспечивает 1.5 В. Наиболее предпочтительно - этот источник энергии является подзаряжаемым. Разумеется, зубные щетки согласно настоящему изобретению могут использовать разовые батареи. Признак «низкого энергопотребления» является особенностью зубной щетки согласно настоящему изобретению, особо перспективной с коммерческой точки зрения.

Показателем признака низкого энергопотребления зубной щетки согласно настоящему изобретению является совокупное время работы зубной щетки. Было собрано испытательное устройство, в котором внутри кожуха было установлено крепление и разновес в 1 фунт. Испытываемая зубная щетка была установлена в креплении, и ее щетина была направлена вверх. Затем разновес в один фунт был помещен на чистящую поверхность щетки, т.е. на направленные вверх дальние концы щетины. Поверхность разновеса соответствовала типичной поверхности зубов. Затем зубную щетку привели в действие, и было замерено совокупное время до прекращения работы зубной щетки. Зубные щетки согласно настоящему изобретению предпочтительно действуют по меньшей мере 100 минут, более предпочтительно - по меньшей мере 120 мин и более предпочтительно - по меньшей мере 140 мин, более предпочтительно - по меньшей мере 160 мин и более предпочтительно - по меньшей мере 180 мин. Предполагается, что зубные щетки согласно настоящему изобретению могут работать в упоминаемых выше условиях до 210 - 220 мин и даже дольше. Указанные испытательные условия используют одну АА-батарею. Обычно общее время работы измеряется при использовании источника напряжения по меньшей мере 0,9 - до 2,5 В, приблизительно; и применяется возвратно-поступательный держатель щетины с указанными значениями хода и скоростей работы.

Как упомянуто выше, дополнительным преимуществом осуществлений описываемой здесь зубной щетки является относительно простая сборка. В результате этого снижается заводская себестоимость. Помимо этого, описываемые здесь приводные узлы предпочтительного осуществления повышают надежность благодаря их простой конструкции. И относительно небольшое число компонентов, используемых в этих приводных узлах, уменьшает вероятность возникновения отказов в их соединениях.

В случае использования узла штыревого зацепления: наиболее предпочтительно, чтобы подвижный держатель щетины имел отверстие для доступа к нему снизу - аналогично отверстию 3254, показанному на чертеже Фиг.47. Это отверстие может проходить только частично через толщину держателя щетины (показано на чертеже Фиг.47) либо может проходить полностью через эту толщину к другой, верхней, стороне держателя. Приводной вал и, в частности такой дальний конец, как конец 3206 согласно Фиг.47, имеет либо штырь, либо штыревое продолжение его дальнего конца, или зацепляет отдельный штыревой компонент. Штырь (как отдельный компонент или выполненный как часть вала) установлен в отверстии, выполненном в держателе щетины. Другие узлы зацепления, предполагаемые для использования с данным изобретением, включают в себя, помимо прочего, многоштыревые узлы зацепления, защелкивающиеся механизмы, резьбовой крепеж и узлы, которые скрепляются клеем или ультразвуковой сваркой.

Предполагается, что различные описываемые здесь держатели могут легко заменяться и предпочтительно взаимозаменяться другими держателями. Поэтому пользователь сможет выбрать определенный держатель из ассортимента разных типов и конфигураций. После выбора пользователю нужно только прикрепить держатель к нужной зубной щетке. Также предполагается, что так называемые комплекты разных типов держателей могут обеспечиваться отдельно или вместе с зубной щеткой. Например, если описываемые здесь подвижные держатели щетины используют отсоединяемый механизм зацепления для соединения с приводным механизмом, то комплекты или ассортимент подвижных держателей можно продавать отдельно или вместе с зубной щеткой.

Нужно отметить, что любые признаки и особенности любого из осуществлений описываемой здесь зубной щетки могут сочетаться с одним или несколькими признаками и особенностями других описываемых здесь осуществлений.

Настоящее изобретение может использовать признаки, особенности, компоненты, материалы и характеристики одной или нескольких следующих патентных публикаций или выданных патентов: WO 01/29128; патент США 6000083; патенты США на промышленный образец №№ 432312; 433814; патенты США №№ 6178579; 6189693; 6311837; опубликованная патентная заявка США 2002/0032941; патенты США №№ 6390395; 6371294, содержание которых включено в данный документ в качестве ссылки.

Кроме упоминаемых или описываемых здесь материалов различные осуществления зубной щетки и любые компоненты могут быть сформированы из обычных материалов, обычно используемых для изготовления электрической зубной щетки. Обычно рукоятка, шейка, головка щетки и другие конструкционные детали или компоненты выполнены из полипропилена. Можно использовать полимерные смеси для этих деталей или компонентов, как то: смеси сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола, и одного или нескольких следующих материалов: Celcon, Acetal и/или Delrin. Для формирования кинематической цепи особо предпочтительными являются разные самосмазывающиеся материалы.

Данное изобретение изложено со ссылкой на конкретные примеры осуществления. По изучении данного описания станут очевидными возможные модификации и изменения в данном изобретении. Показаны и изложены определенные расположения неподвижной и подвижной щетины, но данное изобретение включает в свой объем и разные другие конфигурации. Подразумевается, что все эти модификации и изменения входят в объем данного изобретения, если они попадают в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Все документы, указываемые в разделе "Подробное Описание Изобретения", включены, в соответствующих их аспектах, в данный документ в качестве ссылки; упоминание какого-либо документа не означает, что он считается известным уровнем техники по отношению к данному изобретению.

Хотя здесь изложены конкретные примеры осуществления изобретения, но для специалиста в данной области техники будет очевидной возможность выполнения других изменений и модификаций в рамках идеи и объема настоящего изобретения. Предполагается, что формула изобретения включает в себя все такие изменения и модификации, входящие в его объем.

Изобретение относится к электрическим зубным щеткам. Электрическая зубная щетка содержит рукоятку на первом конце зубной щетки, имеющую установленный в ней электродвигатель, и шейку, проходящую от упомянутой рукоятки и содержащую вмещающий элемент на втором конце зубной щетки. При этом множество держателей зацепляют упомянутый вмещающий элемент. Множество держателей включает в себя один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей. Один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей независимо с возможностью скольжения контактируют с вмещающим элементом. Щетка имеет приводной вал, оперативно соединяющий упомянутый один или более подвижных держателей с электродвигателем. Предусмотрено три варианта зубной щетки и комплект. Изобретение обеспечивает долговечность щетки. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 67 ил.

1. Электрическая зубная щетка, содержащая (а) рукоятку на первом конце зубной щетки, имеющую установленный в ней электродвигатель, (б) шейку, проходящую от упомянутой рукоятки и содержащую вмещающий элемент на втором конце зубной щетки, при этом множество держателей зацепляют упомянутый вмещающий элемент, множество держателей включает в себя один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей, и один или более неподвижных держателей и один или более подвижных держателей независимо с возможностью скольжения контактируют с вмещающим элементом, и

(в) приводной вал, оперативно соединяющий упомянутый один или более подвижных держателей с электродвигателем.

(а) зубную щетку по п.1 и

(б) один или более держателей, выбранных из группы, состоящей из держателей оконечности головки щетки, неподвижных держателей щетины, подвижных держателей щетины, держателей эластомерных элементов, держателей состава ухода за полостью рта и держателей стоматологических инструментов и любого их сочетания.

(а) рукоятку на первом конце зубной щетки, имеющую установленный в ней электродвигатель,

(б) шейку, проходящую от рукоятки и содержащую вмещающий элемент без щетины на втором конце зубной щетки, причем вмещающий элемент вмещает множество держателей щетины для формирования головки зубной щетки, при этом упомянутое множество держателей щетины содержит один или более неподвижных держателей щетины, и один или более подвижных держателей щетины, и один или более подвижных держателей щетины посажен внутри одного или более неподвижных держателей щетины, и один или более неподвижных держателей щетины и один или более подвижных держателей щетины независимо контактируют с возможностью скольжения с вмещающим элементом шейки, и

(в) приводной вал, оперативно соединяющий один или более подвижных держателей щетины с электродвигателем.

(а) рукоятку на первом конце зубной щетки, имеющую установленный в ней электродвигатель;

(б) шейку, проходящую от рукоятки и содержащую имеющий щетину вмещающий элемент, расположенный на втором конце зубной щетки, причем вмещающий элемент вмещает множество держателей щетины для формирования головки зубной щетки, упомянутое множество держателей содержит один или более неподвижных держателей щетины и один или более подвижных держателей щетины, и один или более неподвижных держателей щетины независимо с возможностью скольжения контактируют с вмещающим элементом, и

(в) приводной вал, оперативно соединяющий один или более подвижных держателей щетины с электродвигателем.

(а) узел кожуха, содержащий головку щетки, рукоятку и шейку, проходящую между головкой щетки и рукояткой, причем кожух определяет полую внутреннюю полость,

(б) подвижный держатель щетины, расположенной на головке щетки,

(в) электродвигатель с работающим от него вращающимся валом, прикрепленное к валу ведущее зубчатое колесо, и источник питания, электрически соединенный с электродвигателем и установленный в полой внутренней полости,

(г) плоское зубчатое колесо с возможностью поворота, установленное в полой внутренней полости и ориентированное таким образом, что ось вращения плоского зубчатого колеса перпендикулярна оси вращения электродвигателя и ведущего зубчатого колеса, при этом плоское зубчатое колесо имеет такую конфигурацию и зацепляется с ведущим зубчатым колесом электродвигателя таким образом, что плоское зубчатое колесо совершает один оборот из расчета от одного до трех оборотов электродвигателя, причем плоское зубчатое колесо содержит (i) первый эксцентриковый элемент, проходящий от поверхности плоского зубчатого колеса, причем первый эксцентриковый элемент имеет центр, смещенный от оси вращения плоского зубчатого колеса, и (ii) второй эксцентриковый элемент, проходящий от поверхности первого эксцентрикового элемента, причем второй эксцентриковый элемент имеет ось вращения, совпадающую с осью вращения плоского зубчатого колеса,

(д) приводной вал имеет первый конец и второй противоположный конец, причем первый конец зацепляет первый эксцентриковый элемент и второй эксцентриковый элемент плоского зубчатого колеса, и второй конец зацепляет подвижный держатель щетины,

(е) первое множество щетинок, закрепленных на подвижном держателе щетины,

(ж) второе множество неподвижных щетинок, закрепленных на головке щетки,

(з) причем во время работы электродвигателя плоское зубчатое колесо вращается, тем самым придавая возвратно-поступательное движение приводному валу и подвижному держателю щетины, расположенному на головке щетки.