ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЗУБНАЯ ЩЕТКА С МУЛЬТИАКТИВНЫМ ДВИЖЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК A61C17/34 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение, в общем, относится к зубной щетке, а в частности, к электрической зубной щетке, имеющей множество движущихся элементов пучков.

Уровень техники

Существует разнообразие конфигураций зубных щеток, которые имеют неподвижные и/или перемещаемые с помощью механического привода чистящие элементы. Эти традиционные зубные щетки специализированы для операций очищения/полирования зубов и, как правило, включают в себя участок головки, предназначенный для операций очищения/полирования, и участок ручки. Головка, как правило, имеет плоскую или немного измененную поверхность, к которой прикрепляются чистящие элементы или к которой прикрепляются перемещаемые с помощью механического привода чистящие элементы.

Многие электрические зубные щетки имеют круглую головку с чистящими элементами, которые движутся колебательно по отношению к головке щетки. Такие щетки могут иметь круглый блок пучка, который колеблется в пределах от около 10 до около 30 градусов. Чистящие элементы, как правило, жестко закреплены на подвижном блоке пучка, и следовательно, все проходят в одинаковом угловом диапазоне перемещения.

Было бы желательно иметь зубную щетку, которая снижает или преодолевает некоторые или все трудности, присущие известным устройствам предшествующего уровня техники. Конкретные цели и преимущества будут понятны для специалистов в этой области техники, то есть, для тех, кто компетентен или опытен в этой области техники, в виду следующего раскрытия изобретения и подробного описания определенных вариантов осуществления.

Сущность изобретения

Принципы изобретения могут быть использованы для того, чтобы наделить преимуществом и создать электрическую зубную щетку, имеющую множество движущихся элементов пучков. В соответствии с первым аспектом, электрическая зубная щетка включает в себя ручку, имеющую шейку. Головка прикреплена к шейке и имеет первый участок и второй участок. Множество блоков пучка прикреплены ко второму участку, причем каждый блок пучков имеет элемент для очищения зубов. По меньшей мере один выступ расположен на одном из первого или второго участков, причем каждый выступ зацепляет один из блоков пучка и вращает блок пучка относительно второго участка. Узел привода функционально присоединен к одному из первого или второго участков для приведения в колебательное движение одного из первого или второго участка.

В соответствии с другим аспектом, электрическая зубная щетка включает в себя ручку, имеющую шейку. Головка прикреплена к шейке и имеет первый участок, имеющий множество пазов, образованных в его верхней поверхности, и второй участок, примыкающий к верхней поверхности первого участка. Множество блоков пучка прикреплены с возможностью вращения ко второму участку, причем каждый блок пучка имеет направляющий штифт, выступающий из нижней его поверхности, и каждый направляющий штифт устанавливается в соответствующий паз на первом участке. Паз образован на одном из первого или второго участке. Узел привода имеет вращающийся вал с наиболее удаленным концом, имеющим смещенный участок, размещаемый в пазу для того, чтобы колебательно перемещать один из первого или второго участков.

В соответствии с дополнительным аспектом, электрическая зубная щетка включает в себя ручку, имеющую шейку. Головка прикреплена к шейке и имеет участок основания, имеющий множество изогнутых пазов, образованных в его верхней поверхности, а второй участок примыкает к верхней поверхности зафиксированного участка, причем второй участок включает в себя множество выемок вокруг его периферийного края, и отверстие, проходящее через второй участок от каждой выемки к нижней поверхности второго участка. Каждый из множества блоков пучка вращательно движется в выемке во втором участке, причем каждый блок пучка имеет направляющий штифт, проходящий из его нижней поверхности, и каждый направляющий штифт проходит через отверстие во втором участке и размещается в соответствующем пазу в участке основания. Узел привода включает в себя источник питания и двигатель, имеющий вал со смещенным участком, причем смещенный участок зацепляет второй участок для того, чтобы колебательно перемещать второй участок так, чтобы блоки пучков вращались в радиально проходящей плоскости относительно второго участка.

Эти и дополнительные признаки и преимущества, раскрытые здесь, будут дополнительно понятны из следующего подробного раскрытия определенных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - сечение вида снизу зубной щетки.

Фиг.2 - сечение вида сбоку головки зубной щетки с фиг.1.

Фиг.3 - вид в перспективе участка с разнесением деталей головки зубной щетки с фиг.1.

Фиг.4 - вид сбоку второго участка головки зубной щетки с фиг.1, показывающей относительное движение элементов пучков зубной щетки.

Фиг.5 - сечение альтернативного варианта осуществления головки зубной щетки с фиг.1.

Фиг.6 - вид в перспективе с разнесением деталей альтернативного варианта осуществления головки с фиг.1.

Фиг.7 - вид в перспективе с разнесением деталей другого альтернативного варианта осуществления головки с фиг.1.

Фиг.8 - вид в перспективе с разнесением деталей еще одного альтернативного варианта осуществления головки с фиг.1.

Вышеупомянутые фигуры начерчены не в соответствующем масштабе и должны пониматься, как обеспечение представления об изобретении, иллюстрирующего его принципы. Некоторые признаки зубной щетки, изображенные на чертежах, были увеличены или искажены относительно других для облегчения пояснения и понимания. Одинаковые позиции используются на чертежах для схожих или идентичных компонентов и признаков, показанных в различных альтернативных вариантах осуществления. Зубные щетки, как они раскрываются здесь, имеют конфигурации и компоненты, частично определенные посредством обозначенного применения и окружающей среды, в которых они используются.

Подробное описание определенных вариантов осуществления

На фиг.1 зубная щетка 10 включает в себя ручку 12 на первом конце зубной щетки, головку 14 на втором конце зубной щетки и вращающийся вал 16, проходящий от ручки 12 к головке 14. Ручка 12 образует отсек для удержания узла 14 привода, включающего в себя электрический двигатель 20 и источник 21 питания. В определенных вариантах осуществления источник питания 21 образован из двух батарей 22 и 24. Муфта 26 на валу выполнена с возможностью зацепления одного конца вала 16 и позволяет вытаскивать вал для чистки или замены.

В определенных вариантах осуществления, как видно на фиг.2-3, головка 14 образована из первого участка 28, имеющего продольно проходящий выступ 30, и из второго участка 32, имеющего центральную выемку 34, в которой размещается выступ 30, так чтобы выступ обеспечивал ось поворота для второго участка 32 головки 34. Вал 16 имеет наиболее удаленный конец 36, который смещен относительно центральной продольной оси 38 вала 16.

Наиболее удаленный конец 36 вставляется внутрь паза 40, образованного на втором участке 32 головки 14. Когда вал 16 приводится во вращение двигателем 20, тогда наиболее удаленный конец 36 начинает описывать окружность вокруг вала 16 и, передавая усилие, зацепляет паз 40 для того, чтобы заставить второй участок 32 головки 14 двигаться колебательно. Следовательно, второй участок 32 колеблется вперед и назад около выступа 30. Ширина паза 40, предпочтительно, в основном, такая же, как и диаметр конца 36, для того, чтобы оставлять минимальный зазор, следовательно, удерживая шум минимальным во время использования. Вал 16 предпочтительно является цельным, то есть цельной конструкцией, и образован из тонкого стержня единой длины и имеет форму, как она показана. Однако возможно выполнить или обеспечить наиболее удаленный конец 36 отдельно и прикрепить его к прямому концу вала 16.

Как видно на фиг.3, второй участок 32 имеет множество выемок 46. Блок 48 пучка вставляется с возможностью вращения в каждую выемку 46. Блоки 48 пучка имеют элементы 49 для очищения зубов, проходящие наверх из верхней поверхности блоков пучка. Термин, как он используется здесь, «элементы для очищения зубов» включает в себя любой тип конструкций, которые обычно используются или подходят для использования в обеспечении ухода за полостью рта (например, очищение зубов, полирование зубов, отбеливание зубов, массажирование, стимулирование и т.д.) посредством тесного контактирования с участками зубов и десен. Такие элементы для очищения зубов включают в себя, но не ограничиваются ими, пучки щетинок, которые могут быть образованы, имея набор различных форм и размеров, и высокоэластомерные чистящие элементы, которые могут быть образованы, имея набор различных форм и размеров, или комбинацию как из пучков щетинок, так и эластомерных чистящих элементов.

Блоки 48 пучка могут быть образованы с помощью щетинок из одинаковых или разных материалов щетины (таких как нейлоновая щетина, спиральная щетина, резиновая щетина и т.д.). Более того, одновременно с тем, что элементы 49 для очищения зубов могут быть расположены так, что они будут, большей своей частью, перпендикулярны к верхней поверхности блока 48 пучка, некоторые или все элементы 49 для очищения зубов могут быть наклонены под различными углами относительно верхней поверхности блока 48 пучка.

Элементы 49 для очищения зубов могут быть установлены посредством любого традиционного способа. Например, элементы 49 для очищения зубов могут быть прикреплены скрепками к блоку 48 пучка. В определенных вариантах осуществления элементы 49 для очищения зубов в форме прядей или щетинок могут быть прикреплены посредством способов «вформования» (IMT), которая, как правило, требует небольшие сечения материала, в который пряди прикрепляются неразъемно. Пряди, использующие способы «вформования» (IMT), могут быть прикреплены во время формования ручки 12 или во время формования головки 14, которые являются участками зубной щетки 10, к которой прикрепляются пряди и другие материалы.

В других вариантах осуществления элементы 49 для очищения зубов в форме прядей или щетинок могут быть прикреплены посредством процесса свободного закрепления пучков (AFT). В процессе свободного закрепления пучков (AFT), описанном подробно в патенте США №6779851, нейлон подается внутрь предварительно отформованной пластины, которая может быть сделана из любого термопластичного или эластомерного материала или из их комбинации. Этот нейлон может быть залит в пучки щетинок различных размеров и формы. Неиспользуемый или ближний конец нейлона нагревается и расплавляется для того, чтобы сохранить нейлон в головке зубной щетки при приложении разумной силы вытягивания. Затем эта пластина головки может быть приварена ультразвуковой сваркой к предварительно отформованной ручки, которая имеет периферическую стенку или каркас, на котором пластина головки будет лежать и будет приплавлена к ручке.

В определенных вариантах осуществления, второй участок 32 включает в себя один или более зафиксированный элемент 51 для очищения зубов, напрямую прикрепленный ко второму участку 32. Хотя показаны два таких зафиксированных элемента 51 для очищения зубов на фиг.3, понятно, что любое количество зафиксированных элементов 51 для очищения зубов может быть расположено на втором участке 32.

Каждая выемка 46 имеет пару противоположных выемок 50 вращения. Каждый блок 48 пучка имеет пару противоположных штифтов 52 вращения, каждый из которых размещается с возможностью вращения в соответствующей выемке 50 вращения. Зацепление штифтов 52 вращения с выемками 50 вращения позволяет каждому блоку 48 пучка вращаться в радиально проходящей плоскости относительно второго участка 32. Необходимо понять, что каждая пара штифтов 52 вращения, связанная с блоком 48 пучка, может являться отдельными элементами, прикрепленными к блоку 48 пучка. Однако в определенных вариантах осуществления штифты 52 вращения могут являться противоположными концами единого, цельного штифта, проходящего через блок 48 пучка.

Отверстие 54 проходит от нижней поверхности каждой выемки к нижней поверхности второго участка 32. Выступ в форме направляющего штифта 56 в показанном варианте воплощения изобретения осуществления проходит вниз от нижней поверхности каждого блока 48 пучка, проходя через соответствующее отверстие 54 так, что концы направляющих штифтов 56 выходят за пределы нижней поверхности второго участка 32.

Множество пазов 58 образовано на верхней поверхности первого участка 28, причем каждый направляющий штифт 56 со скольжением размещается в соответствующем пазу 58, так что пазы 58 действуют как направляющие дорожки для направляющих штифтов 56. В определенных вариантах осуществления пазы 58 являются дугообразными и изогнутыми внутрь по направлению внутрь первого участка 28. Следовательно, когда колеблется второй участок 32, тогда направляющие штифты 56 начинают двигаться вперед и назад или соответствующим пазом 58. Когда направляющие штифты 56 приводятся в движение по пазам 58, тогда блоки 48 пучков вращаются вокруг штифтов 52 вращения, приводя во вращение элементы 49 для очищения зубов по направлению стрелки А, вдоль радиально проходящей плоскости относительно второго участка 32, как это видно на фиг.4.

Как показано на фиг.3, второй участок 32 имеет четыре блока 48 пучка. Должно быть понятно, что любое количество блоков 48 пучка может быть встроено во второй участок 32. Кроме того, как было отмечено, элементами 49 для очищения зубов каждого блока 48 пучка могут являться щетинки, эластомерные элементы или любые другие чистящие элементы. Первый участок 28 и второй участок 32, показанные здесь, имеют по существу цилиндрическую форму. Должно быть понятно, что первый и второй участки 28, 32 могут иметь любую заданную форму.

В определенных других вариантах осуществления, как это видно на фиг.5, паз 40 может быть образован на первом участке 28 так, чтобы первый участок 48 двигался, пока второй участок 32 остается зафиксированным относительно ручки 12. В таком варианте осуществления первый участок 28 приводится в колебательное движение с помощью наиболее удаленного конца 36 вала 16. Направляющие штифты 56 будут двигаться по пазам 58 таким же образом, как и обсуждалось выше в отношении фиг.2-3.

В определенных вариантах осуществления, как это показано на фиг.6, зубная щетка 10 сконфигурирована так, чтобы вал 16 приводил в линейное движение участок 32 в направлении стрелки В, большей частью, параллельно, к продольной оси 38 вала 16. Должно быть понятно, что, как это описано выше, паз 40 может быть образован на первом участке 28 так, чтобы вал 16 зацеплялся с первым участком 28 и вызывал колебания первого участка 28 относительно второго участка 32. Как здесь иллюстрировано, первый и второй участок 28, 32 имеют по существу прямоугольную форму. Однако должно быть понятно, что первый и второй участки 28, 32 могут также иметь и другие формы.

Другой вариант осуществления, показанный на фиг.7, в котором головка 64 включает в себя участок 68, имеющий продольно проходящий выступ 70, и второй участок 72, имеющий центральную выемку (не показана), в которую вставляется выступ 70 так, что выступ 70 служит осью вращения для второго участка 72 головки 64. В паз 74, образованный на первом участке 68, размещается наиболее удаленный конец 36 вала 16 так, что первый участок 68 колебательно вращается, когда вращается вал 16.

Первый участок 68 включает в себя множество выступов на его верхней поверхности, которые выполнены в форме полуцилиндрических выступов 76, причем продольная ось каждого полуцилиндрического выступа 76 проходит вдоль радиуса первого участка 68.

Второй участок 72 образован из гибкого материала. В показанном варианте осуществления второй участок 72 является гибкой мембраной. Второй участок может быть образован из любого подходящего гибкого или формующегося материала, такого, например, как термопластичный эластомер (TPE), термопластичный уретан (TPU), резина или силикон.

Каждый из множества блоков 78 пучка, имеющих множество элементов 80 для очищения зубов, закрепляется к видимой верхней поверхности второго участка 72. Каждый блок 78 пучка имеет продольную ось 79, которая проходит вдоль радиуса второго участка 72. Блоки 78 пучка могут быть прикреплены с помощью клея ко второму участку 72 или прикреплены любым другим способом. Когда первый участок 68 приводится в колебательное движение при вращении вала 16, тогда выступы 76 начинают перемещать гибкий второй участок 72 вверх, таким образом, заставляя блоки 78 пучка двигаться вверх и вниз, как будто качаясь по волнам. При движении блоков 78 пучка элементы 80 для очищения зубов приводятся во вращение взад и вперед в направлении стрелки С вдоль плоскости, проходящей, по существу, перпендикулярно к радиусу второго участка 72 и к открытой верхней поверхности второго участка 72.

Необходимо понимать, что высота подъема блоков 72 пучка, градус, под которым поворачиваются элементы 78 для очищения зубов, а также продолжительность и частота, с которой выступы 76 зацепляют блоки 78 пучка через второй участок 72, могут регулироваться посредством изменением размера, формы и расположения выступов 76.

В других вариантах осуществления, как видно на фиг.8, паз 74 может быть образован на втором участке 72 для размещения в нем наиболее удаленного конца 36 вала 16 так, чтобы второй участок 72 приводился в движение, в то время как первый участок 68 оставался зафиксированным относительно ручки 12.

Хотя первый и второй участки 68, 72, показанные здесь, имеют по существу круглую форму, должно быть понятно, что первый и второй участки 68, 72 могут также иметь и другую форму.

Ввиду вышеупомянутого раскрытия изобретения и описания различных вариантов осуществления, специалисты в этой области техники без труда поймут, что могут быть выполнены различные модификации и адаптации, не отходя от объема и сущности изобретения. Все эти спланированные модификации и адаптации покрываются посредством следующих пунктов формулы изобретения.

Группа изобретений относится к средствам гигиены и может быть использована для чистки зубов и десен. Электрическая зубная щетка содержит ручку, имеющую шейку; головку, прикрепленную к шейке и имеющую первый участок и второй участок; множество блоков пучка, установленных на втором участке, причем каждый блок пучка имеет элемент для очищения зубов; узел привода, функционально соединенный с первым и вторым участком для того, чтобы приводить первый или второй участок в колебательное движение; множество пазов, образованных на верхней поверхности первого участка. Блоки пучков установлены с возможностью вращения на втором участке. Каждый блок пучка имеет направляющий штифт, выступающий из его нижней поверхности, и каждый направляющий штифт размещается в соответствующем пазу на первом участке. Технический результат - расширение арсенала технических средств указанного назначения. Группа изобретений включает также три варианта зубной щетки с приводной головкой. 4 н. и 7 з.п.ф-лы,8 ил.

1. Электрическая зубная щетка, содержащая
ручку, имеющую шейку;
головку, прикрепленную к шейке и имеющую первый участок и второй участок;
множество блоков пучка, установленных на втором участке, причем каждый блок пучка имеет элемент для очищения зубов;
узел привода, функционально соединенный с первым и вторым участками для того, чтобы приводить первый или второй участок в колебательное движение;
множество пазов, образованных на верхней поверхности первого участка;
и при этом блоки пучков установлены с возможностью вращения на втором участке, причем каждый блок пучка имеет направляющий штифт, выступающий из его нижней поверхности, и каждый направляющий штифт размещается в соответствующем пазу на первом участке.

2. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой первый и второй участки являются, по существу, цилиндрическими и блоки пучков вращаются относительно второго участка в радиально проходящей плоскости.

3. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой каждый паз изогнут.

4. Электрическая зубная щетка по п.3, в которой каждый паз изогнут внутрь, по направлению к внутренней части первого участка.

5. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой второй участок включает в себя множество выемок, причем каждая выемка имеет пару противоположных выемок вращения, причем блок пучка размещается в каждой выемке вращения, при этом каждый блок пучка включает в себя пару противоположных штифтов вращения и каждый штифт вращения размещается в выемке вращения.

6. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой штифты вращения проходят, по существу, перпендикулярно радиусу второго участка.

7. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку, имеющую шейку;
головку, прикрепленную к шейке и имеющую первый участок со множеством рядов пазов, образованных в его верхней поверхности, а второй участок примыкает к верхней поверхности первого участка;
множество блоков пучка, прикрепленных с возможностью вращения ко второму участку, причем каждый блок пучка имеет направляющий штифт, выступающий из его нижней поверхности, и каждый направляющий штифт размещен в соответствующем пазу в первом участке;
паз, образованный в одном из первого и второго участков;
узел привода, имеющий вал вращения с наиболее удаленным концом, имеющим смещенный участок, размещающийся в пазу для того, чтобы колебательно перемещать один из первого и второго участков.

8. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку, имеющую шейку;
головку, прикрепленную к шейке и имеющую участок основания с множеством изогнутых пазов, образованных в его верхней поверхности, и второй участок, примыкающий к верхней поверхности зафиксированного участка, причем второй участок включает в себя множество выемок вокруг его периферийного края и отверстие проходит через второй участок от каждой выемки к нижней поверхности второго участка;
множество блоков пучка, каждый из которых установлен с возможностью вращения в выемку во втором участке и имеет направляющий штифт, выступающий из его нижней поверхности, причем каждый направляющий штифт проходит через отверстие во втором участке и размещается в соответствующем пазу в участке основания;
узел привода, содержащий источник питания и двигатель, имеющий вал со смещенным участком, причем смещенный участок зацепляется со вторым участком для колебательного перемещения второго участка так, чтобы блоки пучка вращались относительно второго участка в радиально проходящей плоскости.

9. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку, имеющую шейку;
головку, прикрепленную к шейке и имеющую первый участок и второй участок;
множество блоков пучков, установленных на втором участке, причем каждый блок пучка имеет элемент для очищения зубов;
по меньшей мере, один направляющий штифт на первом или втором участке, зацепляющий один из блоков пучков и вращающий блок пучка относительно второго участка;
узел привода, функционально соединенный с первым и вторым участками для того, чтобы приводить первый или второй участок в колебательное движение;
при этом второй участок является гибкой мембраной, а на верхней поверхности первого участка образовано множество выступов, которые зацепляют второй участок и приводят во вращение блоки пучков.

10. Электрическая зубная щетка по п.9, в которой выступы имеют полуцилиндрическую форму.

11. Электрическая зубная щетка по п.16, в которой первый участок является, по существу, цилиндрическим и продольная ось каждого полуцилиндрического выступа проходит параллельно радиусу первого участка.