электрическая зубная щетка

Формула изобретения

1. Электрическая зубная щетка, содержащая:

удлиненный корпус, имеющий ручку, головку и суженную часть, расположенную между упомянутой ручкой и упомянутой головкой, причем упомянутый корпус содержит внутреннюю полость;

двигатель, расположенный внутри упомянутой полости, и вал, механически соединенный с упомянутым двигателем;

первый подвижный держатель щетины, расположенный на упомянутой головке, причем упомянутый вал механически соединен с упомянутым первым держателем щетины для передачи ему движения, упомянутый первый держатель щетины имеет первый составной пучок, образованный множеством близко расположенных пучков щетинок, и множество вторых пучков щетинок, причем высота упомянутых вторых пучков больше высоты упомянутого первого составного пучка, кончики щетинок упомянутого первого составного пучка свободны и кончики щетинок упомянутых вторых пучков свободны, при этом общая площадь поверхности упомянутых щетинок упомянутого первого составного пучка больше общей площади поверхности упомянутых щетинок упомянутых вторых пучков и упомянутое множество вторых пучков примыкает к части периметра упомянутого составного пучка, образуя первое углубление;

упомянутая головка дополнительно содержит второй подвижный держатель щетины, механически соединенный с упомянутым валом, имеющий второй составной пучок и множество третьих пучков щетинок, причем упомянутые третьи пучки имеют высоту, которая больше, чем высота упомянутого второго составного пучка, при этом упомянутое множество третьих пучков примыкает к части периметра упомянутого второго составного пучка, образуя второе углубление.

2. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой упомянутое множество вторых пучков полностью окружает периметр упомянутого составного пучка.

3. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой упомянутый первый держатель щетины содержит множество упомянутых первых составных пучков.

4. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой упомянутое первое углубление и упомянутое второе углубление образуют составное углубление, идущее от упомянутого первого подвижного держателя щетины к упомянутому второму подвижному держателю щетины.

5. Электрическая зубная щетка, содержащая:

удлиненный корпус, имеющий ручку, головку и суженную часть, расположенную между упомянутой ручкой и упомянутой головкой, причем упомянутый корпус содержит внутреннюю полость;

двигатель, расположенный внутри упомянутой полости, и вал, механически соединенный с упомянутым двигателем;

первый подвижный держатель щетины, расположенный на упомянутой головке, причем упомянутый вал механически соединен с первым держателем щетины для передачи ему движения, упомянутый первый держатель щетины имеет по меньшей мере один цельный пучок; и

второй подвижный держатель щетины, расположенный на головке, причем упомянутый вал механически соединен с упомянутым вторым держателем щетины для передачи ему движения, упомянутый второй держатель щетины имеет по крайней мере один цельный пучок.

6. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой первый держатель щетины имеет по крайней мере четыре радиально расположенных удлиненных цельных пучка, а второй держатель щетины имеет по крайней мере два дугообразных удлиненных цельных пучка.

7. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой первый держатель щетины имеет по крайней мере один прямолинейный удлиненный цельный пучок, а второй держатель щетины имеет по крайней мере два прямолинейных удлиненных цельных пучка.

8. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой первый держатель щетины имеет по крайней мере четыре радиально расположенных дугообразных удлиненных цельных пучка, а также второй держатель щетины имеет по крайней мере четыре радиально расположенных дугообразных удлиненных цельных пучка.

9. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой первый держатель щетины имеет по крайней мере одно множество удлиненных цельных пучков, расположенных вдоль линии, а второй держатель щетины имеет по крайней мере два прямолинейных удлиненных цельных пучка.

10. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой первый держатель щетины дополнительно имеет множество составных пучков щетинок, причем высота упомянутого множества пучков щетинок выше, чем высота цельного пучка или цельных пучков в первом держателе щетины.

11. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой второй держатель щетины дополнительно имеет множество составных пучков щетинок, причем высота упомянутых составных пучков щетинок выше, чем высота цельного пучка или цельных пучков во втором держателе щетины.

12. Электрическая зубная щетка по п.5, в которой упомянутый первый держатель щетины совершает колебательные движения вокруг оси, являющейся перпендикулярной продольной оси головки.

13. Электрическая зубная щетка по п.12, в которой второй держатель щетины совершает возвратно-поступательное движение.

14. Электрическая зубная щетка по п.12, в которой по крайней мере один цельный пучок содержит прорезь в свободном конце упомянутого цельного пучка.

15. Электрическая зубная щетка по п.14, в которой упомянутая прорезь имеет V-образную форму на виде сбоку.

16. Зубная щетка, включающая в себя:

ручку, головку и суженную часть, расположенную между упомянутой ручкой и упомянутой головкой;

держатель щетины, расположенный на упомянутой головке и способный совершать колебательные движения по отношению к головке;

множество пучков с криволинейной длинной стороной и множество промежуточных пучков на держателе щетины, причем высота криволинейных пучков ниже, чем высота промежуточных пучков.

17. Зубная щетка по п.16, в которой криволинейные и промежуточные пучки выполнены эластомерными.

18. Зубная щетка по п.16 или 17, в которой соотношение высоты промежуточных пучков и криволинейных пучков подобрано для наилучшего удержания зубной пасты или материалов для чистки зубов на кончиках щетинок во время чистки зубов.

19. Зубная щетка по п.16 или 17, в которой криволинейные пучки расположены за пределами промежуточных пучков.

20. Зубная щетка по п.16, которая дополнительно включает в себя множество высоких пучков на держателе щетины, причем высокие пучки расположены за пределами промежуточных пучков.

21. Зубная щетка по п.20, в которой высокие пучки выполнены эластомерными.

22. Зубная щетка по п.20 или 21, в которой криволинейные пучки выполнены составными, причем высота высоких пучков выше, чем высота криволинейных пучков.

23. Зубная щетка по п.22, в которой глубина между высокими пучками и криволинейными пучками составляет по крайней мере 1 мм.

24. Зубная щетка по п.22, в которой глубина между высокими пучками и криволинейными пучками составляет от 1 до 3 мм.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области зубных щеток, а конкретнее изобретение относится к области зубных щеток, приводимых в действие электроэнергией.

Уровень техники

В большинстве известных электрических зубных щеток используется единственный держатель щетины, который приводится в действие электродвигателем, встроенным в зубную щетку. В этих зубных щетках держатели щетины обычно совершают вращательное движение. Существует желание улучшить способность зубной пасты или состава для чистки зубов удерживаться на подвижном держателе щетины электрической зубной щетки и, особенно, на стыке между кончиками щетинок или чистящих элементов и поверхностью зуба. В электрической зубной щетке движение держателя щетины под действием электроэнергии может сбросить материал для чистки зубов с держателя щетины, что может привести к снижению эффективности и (или) концентрации активных веществ, содержащихся в материале для чистки зубов. Эти активные вещества могут включать в себя активные вещества, препятствующие образованию кариеса, содержащие фтор, препятствующие образованию зубного камня, обладающие актимикробным действием, снижающие чувствительность, обладающие анестезирующим действием, обладающие противовоспалительным действием, обладающие абразивным действием и обладающие отбеливающим действием. В связи с этим существует желание предложить улучшенные конструкции, позволяющие удерживать материал для чистки зубов и при этом обеспечивать эффективную чистку зубов. Кроме того, существует желание обеспечить эти достоинства в сочетании со множеством подвижных держателей щетины.

Сущность изобретения

Предложена электрическая зубная щетка. Эта электрическая зубная щетка имеет удлиненный корпус, содержащий ручку, головку и суженную часть, проходящую между ручкой и головкой. Корпус имеет внутреннюю полость с двигателем. Двигатель механически соединен с валом. На головке расположены первый держатель щетины. Первый держатель щетины имеет первый составной пучок щетинок, образованный множеством близко расположенных пучков щетинок, и множество вторых пучков щетинок. Высота вторых пучков больше высоты первого составного пучка. Кончики щетинок первого составного пучка свободны, и кончики щетинок вторых пучков свободны. Общая площадь поверхности щетинок первого составного пучка больше общей площади поверхности щетинок вторых пучков, и множество вторых пучков примыкает к части периметра составного пучка, образуя первое углубление.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение может принимать форму, которая может содержать различные компоненты и сочетания компонентов и в которой могут применяться различные методы, способы или процедуры и последовательности действий. Приведенные чертежи предназначены только для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления, они необязательно выполнены в масштабе и не должны накладывать ограничения на настоящее изобретение.

Настоящее изобретение будет проще понять из приводимого описания в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом зубной щетки по фиг.1, часть которой удалена, чтобы показать внутренние детали.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом головки зубной щетки по фиг.1.

Фиг.4 представляет собой вид сверху головки зубной щетки по фиг.3.

Фиг.5 представляет собой вид сбоку головки зубной щетки по фиг.4 в разрезе по линии 5-5.

Фиг.6A-6D представляет собой виды в перспективе цельных пучков в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.7A-7D представляет собой виды сверху взаиморасположения цельных пучков по фиг.6A-6D на головке зубной щетки, имеющей два подвижных держателя щетины.

Фиг.8 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом еще одной головки зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.9 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом еще одной головки зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом еще одной головки зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящее изобретение относится к электрическим зубным щеткам и головкам электрических зубных щеток, имеющих один или несколько подвижных держателей щетины, предпочтительно два, имеющих одно или несколько углублений, обычно образованных пучками щетинок или чистящими элементами, удерживаемыми на держателе щетины. Углубления предназначены для удержания зубной пасты или зубного материала. Дно углубления обычно имеет неровную поверхность, что также способствует удержанию зубного материала. Дно углубления может быть образовано составными пучками или цельными пучками. Эти аспекты более подробно описаны ниже.

Настоящее изобретение может способствовать удержанию материала для чистки зубов в контакте с зубами и (или) деснами во время использования электрической зубной щетки. Материал для чистки зубов может включать в себя активные вещества, которые воздействуют на зубы и (или) десны, например активные вещества, препятствующие образованию зубного камня, содержащие фтор, обладающие антибактериальным действием, снижающие чувствительность дентина, обладающие анестезирующим действием, обладающие противогрибковым действием, обладающие противовоспалительным действием, являющиеся избирательными антагонистами Н-2, обладающие антикариозным действием, являющиеся питательными веществами, а также смеси этих активных веществ.

Фторсодержащие активные вещества могут включать в себя фторид натрия, фторид олова, фторид индия, органические фториды, такие как аммоний-фториды, и монофторфосфат натрия.

Активные вещества, препятствующие образованию зубного камня, могут включать в себя полифосфаты и их соли, полиаминопропан-сульфоновую кислоту (AMPS) и ее соли; сульфонаты полиолефинов и их соли, поливинилфосфаты и их соли, дифосфонаты и их соли, фосфоновую насыщенную кислоту и ее соли, полифосфонаты и их соли, поливинилфосфонаты и их соли, фосфонаты полиолефина и их соли, полипептиды, пирофосфаты, а также смеси этих веществ.

Активные вещества, обладающие отбеливающим действием, могут включать в себя пероксиды, пербораты, перкарбонаты, пероксикислоты, персульфаты, хлориты металлов, а также сочетания этих веществ.

Вещества, обладающие абразивным действием, могут включать в себя кремнеземы, в том числе в виде гелей и осадков, нерастворимый полиметафосфат натрия, гидратированную окись алюминия, карбонат кальция, дигидрат диортофосфата кальция, пирофосфат кальция, трифосфат кальция, полиметафосфат кальция и смоляные абразивные материалы, такие как продукты частичной конденсации мочевины и формальдегида. Другие абразивы могут включать в себя термоотверждаемые полимеризуемые смолы, такие как меламины, фенолики, мочевины, меламин-мочевины, меламин-формальдегиды, мочевино-формальдегиды, меламин-мочевинные формальдегиды, сшитые эпоксиды и сшитые сложные полиэфиры.

Прежде чем приступить к описанию различных предпочтительных вариантов осуществления, необходимо определить различные типы движения. В настоящем описании термин "угловое движение" относится к любому угловому перемещению. "Линейное движение" - это движение по прямой или практически прямой линии или направлению. "Криволинейное движение" - это движение, которое не является ни чисто линейным, ни чисто угловым, но представляет сочетание этих двух движений (например, криволинейное). Эти виды движения могут быть постоянными или периодическими. Постоянным движением называют движение, которое не меняет направление или траекторию (то есть является однонаправленным). Периодическое движение меняет направление или траекторию на противоположное. Постоянное угловое движение называется вращательным движением, хотя в настоящем описании может использоваться такая характеристика, как "с возможностью вращения", что означает просто возможность углового движения, периодического или постоянного. Периодическое угловое движение называется "колебанием". Криволинейное движение также может быть постоянным (то есть однонаправленным) или периодическим (то есть со сменой направления на противоположное). Периодическое линейное движение называется "возвратно-поступательным движением". "Орбитальное движение" - это разновидность углового движения вокруг оси, которая не совпадает с центром движущегося элемента и находится на некотором расстоянии от него, например вокруг вала. Орбитальное движение может быть или постоянным угловым, или периодическим угловым движением.

Вышеописанные движения могут происходить вдоль одной или нескольких осей (см. фиг.1). Соответственно, описываемое здесь движение может быть одно-, двух- или трехмерным движением в зависимости от числа осевых координат, необходимых для описания положения держателя щетины во время движения. Одномерным движением является движение, которое можно описать с помощью одной координаты. Обычно одномерным является только линейное движение. Двумерное движение - это движение держателя щетины, которое требует двух координат для описания траектории движения держателя щетины. Угловое движение, совершаемое в одной плоскости, является двумерным движением. Трехмерным движением является движение держателя щетины, которое требует трех координат для описания траектории движения держателя щетины. Примером трехмерного движения служит движение держателя щетины по винтовой траектории.

Поскольку большинство движений, описанных в настоящем описании, может быть видоизменено посредством введения всевозможных конструктивных признаков, описание движения в настоящем документе должно автоматически включать в себя эти видоизменения. Например, движение, которое описывается как колебательное движение вокруг оси, может включать в себя элементы других видов движения (например, возвратно-поступательное линейное движение). Описание типов движения, которые подразумевают исключение таких видоизменений, содержит наречие "преимущественно" (например, "преимущественно колебательное" или "преимущественно возвратно-поступательное"), и такие типы движения исключают существенное влияние других типов движения, но не таких других типов движения, которые могут возникнуть случайно вследствие производственных допусков или изменчивости производственного процесса либо, как порой бывает, когда трудно полностью исключить другие типы движения держателя щетины. Все описанные здесь типы движения могут быть, при желании, ограниченны преимущественно описываемым движением. Движение лучше всего описывать относительно осей X, Y и Z.

В настоящем описании ось Х обычно называется продольной осью, и она в целом расположена вдоль продольного измерения головки зубной щетки или держателя щетины (если брать вид зубной щетки сверху). Например, продольная ось - это ось, проходящая через наибольшее измерение головки зубной щетки. Ось Y поперечна, ортогональна или перпендикулярна оси Х и обычно делит головку зубной щетки на левую и правую половины. Ось Z направлена поперечно, ортогонально или перпендикулярно осям Х и Y. Следует иметь в виду, что направление оси не обязательно должно быть в точности ортогонально или перпендикулярно другой оси и что угол между осями может несколько отклоняться от 90 градусов, особенно когда эти оси используют для описания направления движения. Следует понимать, что любое направление оси может сопровождаться терминами "в целом" или "практически" (например, "в целом перпендикулярно" или "практически перпендикулярно"). Слово "практически" подразумевает некоторое угловое отклонение от 90 градусов, но не такое сильное угловое отклонение, как при использовании слова "в целом". Отсутствие корректирующих слов указывает на незначительное отклонение от 90 градусов или отсутствие такого отклонения. Так, движение, которое описывают как совершаемое вдоль первой оси перпендикулярно второй оси, означает движение, которое совершается под углом 90 градусов ко второй оси с допустимым незначительным отклонением (например, вследствие производственных допусков и т.д.). Если движение в целом перпендикулярно или практически перпендикулярно, то допускается более сильное отклонение от 90 градусов. Все описываемые здесь оси могут пересекать другую ось либо в целом перпендикулярно, либо практически перпендикулярно этой другой оси.

Плоскость Х содержит ось Х и в настоящем описании обычно называется плоскостью зубной щетки или плоскостью головки зубной щетки. Эта плоскость обычно расположена вдоль продольного измерения зубной щетки. Плоскость Y содержит ось Y, и она пересекает зубную щетку и перпендикулярна плоскости X. Плоскость Y либо делит щетку пополам, либо параллельна плоскости, которая делит щетку пополам. Плоскостью Z перпендикулярна как оси X, так и оси Y и содержит ось Z.

Кроме того, полезно обратиться к терминологии, которая используется при описании предпочтительных вариантов осуществления зубных щеток, держателей щетины и различных приводных механизмов. В настоящем описании термин "вперед" означает направление от ручки к головке, тогда как термин "назад" означает направление от головки к ручке. Продольное направление - это направление, которое в целом соответствует продольной оси, или оси X, но которое не обязательно лежит в той же плоскости, что и ось. Например, продольные оси вала и держателя щетины могут не лежать в одной плоскости, но в целом имеют одно направление на виде сверху. Аналогично, продольные оси суженной части и головки, которые расположены под углом друг к другу, не обязательно лежат в одной плоскости, но эти оси в целом имеют одно направление на виде сверху. Многие из предпочтительных вариантов осуществления зубных щеток обычно имеют вытянутую головку с продольной осью, проходящей через наибольшее измерение головки. Эта ось, как правило, имеет в целом то же направление, что и продольная ось суженной части зубной щетки и (или) вала. Эту ось обычно называют продольной осью зубной щетки. Под словосочетанием "в целом то же направление" подразумевается наличие некоторого углового отклонения между осями.

Кроме того, полезно определить термины "фиксированные" или "неподвижные" щетинки и термин "подвижные" щетинки. Термины "фиксированные" или "неподвижные" щетинки относятся к щетинкам, которые прикреплены к головке, или корпусу зубной щетки, или другим ее компонентам так, что щетинки, точнее, основание щетинок, не движется относительно продольной оси зубной щетки. Иными словами, под фиксированными или неподвижными щетинками понимаются щетинки, которые прикреплены к зубной щетке таким образом, что их основание или место закрепления не движется относительно зубной щетки. Понятно, что кончики и части, удаленные от основания щетинки или группы щетинок, могут двигаться вследствие изгиба щетинок. Однако основание стационарной, неподвижной или фиксированной щетинки не движется относительно щетки. Термин "подвижная щетинка" относится к щетинке, основание которой перемещается относительно щетки и, в частности, относительно продольной оси щетки. Обычно такая возможность обеспечивается за счет крепления щетины к монтажному элементу, то есть к держателю щетины, способному перемещаться относительно щетки. Иными словами, подвижная щетинка - это щетинка, которая может перемещаться относительно продольной оси щетки.

Хотя приведенное описание настоящего изобретения относится к зубной щетке, следует иметь в виду, что настоящее изобретение также относится и к одной головке зубной щетки, такой как съемная или сменная зубная щетка, известная из уровня техники. Съемная или сменная головка зубной щетки может включать или не включать в себя часть суженной части зубной щетки и может включать и не включать в себя вал.

Далее приводится описание зубной щетки 2 со ссылкой на фиг.1, 2 и 3. Зубная щетка 10 содержит удлиненный корпус, имеющий ручку 12, головку 30 и суженную часть 20, расположенную между ручкой 12 и головкой 30. Снаружи корпуса расположен или установлен в доступном месте выключатель 22. Выключатель приводит в действие электродвигатель 24 (фиг.2), расположенный внутри ручки 12 зубной щетки 10. Описанные в настоящем документе двигатель и приводной механизм приводят в движение один или несколько держателей щетины, расположенные у переднего конца зубной щетки. Конкретно, зубная щетка 10 дополнительно содержит первый держатель 60 щетины, примыкающий к переднему концу щетки, и второй держатель щетины 70, расположенный между первым держателем щетины и ручкой 12. Как более подробно описано в настоящем документе, после приведения в действие приводного механизма первый и второй держатель щетины совершают определенную комбинацию движений.

Электродвигатель 24 механически соединен с валом 26, который в свою очередь механически соединен с первым и вторым держателями щетины. Хотя вал 26 зубной щетки 10 соединен с каждым держателем 60 и 70 щетины, возможен вариант, когда вал 26 может быть механически соединен только с одним держателем щетины, а второй держатель щетины приводится в движение держателем щетины, соединенным с валом. Вал, соединяющий двигатель с подвижными держателями щетины, может совершать вращательное, колебательное, возвратно-поступательное, орбитальное движение или сочетание этих движений. Между валом 26 и двигателем 24 может располагаться зубчатая передача 28 для облегчения передачи движения от двигателя к подвижным держателям щетины. В предпочтительных вариантах осуществления зубных щеток, описанных в настоящем документе, могут использоваться самые различные конфигурации приводных двигателей и (или) зубчатых передач. Например, могут использоваться различные приводные механизмы, описанные в патентах США №6178579, 6189693, 6360395, 6371294, 5226206, 5524312, 5383242, 5465444, 5504959, 5836030, 4845795, 5404608, 5359747 и 5617601. Удлиненный полый корпус содержит также внутреннюю полость, содержащую источник питания, например одну или несколько батарей (не показаны), предназначенный для питания двигателя 24. Имеется съемный колпачок, который закрывает внутреннюю полость и защищает компоненты, находящиеся внутри корпуса зубной щетки, от воздействия внешних веществ.

Зубные щетки по настоящему изобретению могут содержать один, два, три или более подвижных держателей щетины, которые могут совершать самые разнообразные движения. Например, подвижный держатель щетины может совершать угловое движение, линейное движение, криволинейное движение или орбитальное движение. Движение держателя щетины может быть постоянным или периодическим. Предпочтительным движением первого, переднего подвижного держателя щетины предпочтительного варианта осуществления зубной щетки, описанного в настоящем документе, является колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки, головки зубной щетки и (или) держателя щетины, как изображено на фиг.3. Предпочтительным движением второго подвижного держателя щетины предпочтительного варианта выполнения зубной щетки, описанного в настоящем документе, является возвратно-поступательное движение в целом в том же направлении, что и направление продольной оси зубной щетки, головки зубной щетки и (или) держателя щетины.

Один или несколько держателей щетины имеют одно или несколько углублений, которые служат для удержания зубной пасты или материала для чистки зубов на кончиках щетинок во время чистки зубов. Удержание материала для чистки зубов между щетинками или чистящими элементами может обеспечить повышение действенности активного вещества или активных веществ, входящих в состав материала для чистки зубов. Кроме того, такие углубления особенно полезны, когда используются в сочетании с одним или несколькими подвижными держателями щетины, поскольку их движение часто приводит к тому, что ранее нанесенный материал для чистки зубов падает или отделяется от головки щетки при включении электрической зубной щетки.

На фиг.3, 4 и 5 изображен первый держатель 60 щетины, который содержит три удлиненных составных пучка 62, образующих дно трех углублений 65. Составной пучок 62 образован множеством близко расположенных пучков, которые, находясь в тесном взаимодействии друг с другом, выглядят единым составным пучком 62. Способы образования составных пучков 62 описаны в заявке США № US 2001/0023516. Составные пучки 62 могут быть образованы из 2-6 более мелких, близко расположенных пучков щетинок. С двух или более сторон к составным пучкам 62 примыкают более высокие пучки 64, и в предпочтительном варианте взаимного расположения более высокие пучки 64 примыкают к составным пучкам 62 с каждой их длинной стороны, а их длинные стороны ориентированы в радиальном направлении от центра держателя 60 щетины. Поскольку держатель 60 щетины совершает колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и (или) головки, радиальная ориентация пучков 62 на держателе 60 щетины ведет к тому, что пучки 62 совершают движение с широким охватом, когда входят в контакт с зубами. Это движение с широким охватом может способствовать полировке зубов, особенно когда в углублениях удерживается материал для чистки зубов. Для держателей щетины, совершающих другие движения, предпочтительно, чтобы удлиненное измерение пучков 62 располагалось перпендикулярно направлению движения, чтобы обеспечить движение с широким охватом по всей длине пучка 62. Пример такого взаимного расположения приведен на фиг.8, более подробное обсуждение которого приводится ниже.

Составные пучки 62 могут идти от внешнего края держателя щетины к центру держателя 60 щетины. В альтернативном варианте осуществления удлиненные стороны 67 составного пучка 62 составляют больше чем примерно 50%, 65%, 80%, и (или) меньше чем примерно 250% (например, криволинейная длинная сторона, которая проходит через весь держатель щетины, как показано на фиг.8), 150%, и меньше чем примерно 90% от радиуса R держателя 60 щетины. Удлиненные стороны 67 могут иметь длину L больше примерно 3 мм, или больше примерно 4 мм, или больше примерно 5 мм, или больше примерно 6 мм и (или) меньше примерно 14 мм, или меньше примерно 12 мм, или меньше примерно 9 мм. Вышеописанные размеры относятся также к пучкам неправильной или круговой формы, в этом случае размеры относятся к периметру пучка. Верхняя поверхность 69, которая образует дно углубления, имеет ширину W между примерно 1 мм и примерно 3 мм или между примерно 1,25 мм и примерно 1,75 мм. В одном варианте осуществления верхняя поверхность 69 является практически плоской по всей ширине W, чтобы лучше поддерживать и удерживать материал для чистки зубов. Общая площадь поверхности, образованная свободными концами щетинок пучков 62, составляет от примерно 10% до примерно 40% от общей площади поверхности, образованной свободными концами всех пучков первого держателя щетины 60. В другом варианте осуществления площадь поверхности, образованная свободными концами щетинок пучков 62, больше чем примерно 15%, или больше чем примерно 20%, или больше чем примерно 30%, или больше чем примерно 35%, и(или) меньше чем примерно 40%, или меньше чем примерно 35%, или меньше чем примерно 30% от общей площади поверхности, образованной свободными концами всех пучков первого держателя 60 щетины. Эти предпочтительные диапазоны размеров обеспечивают хороший баланс между достаточной площадью поверхности для удержания материала для чистки зубов и достаточной площадью поверхности щетинок, которые преимущественно выполняют чистку зубов (например, высоких пучков 64).

Как лучше всего видно на фиг.5, каждый составной пучок 62 имеет поверхность 69, образованную свободными концами щетинок, образующих каждый составной пучок 62. Поверхность 69 образует дно углубления. Поверхности 69 составного пучка 62 являются предпочтительно непрерывными. Непрерывная поверхность - это поверхность, на которой нет значительного промежутка, доходящего до верхней поверхности 71 держателя щетины, так что поверхность оказывается разделенной на несколько отдельных частей. Как правило, пучки, расстояние между которыми составляет от примерно 0,5 мм до примерно 0,7 мм, расположены друг к другу достаточно близко, чтобы образовать составной пучок с непрерывной поверхностью, хотя это расстояние может зависеть от угла, который близко расположенные пучки образуют с верхней поверхностью 71 держателя щетины. Верхняя поверхность 69 составных пучков 62 (которая также является поверхностью, образующей дно углубления 65) является предпочтительно неправильной поверхностью. Неправильная поверхность - это поверхность, имеющая переменную высоту, что способствует удержанию материала для чистки зубов. Например, поскольку пучки 62 образованы множеством щетинок, отдельные кончики щетинок, взятые вместе, образуют неправильную поверхность. Хотя в микромасштабе поверхность 69 является неправильной, в целом верхушки щетинок образуют в макромасштабе практически ровную или плоскую поверхность, как лучше всего показано на фиг.5. Один способ производства пучков 62 описан в заявке США № US 2001/0023516.

Непрерывная поверхность может быть также образована цельными, едиными вертикальными элементами, которые не образованы множеством щетинок. Ради простоты эти цельные элементы называются в настоящем описании цельными пучками. Примеры цельных пучков 162 приведены на фиг.6A-6D. Таким образом, слово "пучок" используется здесь для обозначения как ранее описанных составных пучков, образованных множеством щетинок, так и цельных вертикальных элементов, которые не образованы щетинками, а представляют собой единые гибкие структуры из эластомерного материала, такого как термоэластопласт. Цельные пучки 162 могут быть образованы при помощи литья под давлением. Как правило, цельные пучки можно заменить составными пучками и наоборот. Свободные концы цельных пучков 162 имеют одну или несколько прорезей 171. Число прорезей может быть от 1 до 5, а в альтернативном варианте осуществления - от 1 до 3. Прорезь 171 предпочтительно идет от одной стороны 173 цельного пучка 171 до другой стороны, так что образуется пара гибких вертикальных стенок 175. Стенки 175 могут быть одинаковой высоты или могут отличаться по высоте. Глубина D3 прорези 171 может быть от примерно 0,5 мм до примерно 3 мм или от примерно 1 мм до примерно 2 мм. Ширина W2 прорезей 171 составляет от примерно 0,5 мм до примерно 2 мм или от примерно 0,75 мм до примерно 1 мм. Прорези способствуют удержанию материала для чистки зубов во время использования. Основание пучков 162 может иметь различные формы. Основание может расширяться в направлении от свободных концов, как показано на фиг.6D. Форма прорези, как на виде сверху, так и на виде сбоку, также может быть различной. Например, на виде сбоку прорезь может иметь V-образную форму, U-образную форму или неправильную форму, как показано на фиг.6A-6D. Может иметься один цельный пучок 162, как показано на фиг.3, или по держателю щетины может располагаться множество цельных пучков 162, между которыми располагаются пучки щетинок, как показано на фиг.8. Наружная поверхность цельных пучков 162 может иметь шероховатости или выступы для еще большего повышения способности цельных пучков 162 удерживать материал для чистки зубов. Вертикальные гибкие стенки 175 также могут способствовать как дозированной подаче материала, находящегося внутри прорези 171, поскольку они гнутся во время использования, тем самым выдавливая материал из прорези 171, так и полировке зуба и(или) массированию десен. Описанные здесь цельные пучки могут также применяться на ручной зубной щетке.

На фиг.7А-7С показано, что цельные пучки 162 могут иметь различное взаимное расположение на одном или нескольких держателях щетины. В варианте осуществления, изображенном на фиг.7, первый и второй держатели щетины, которые совершают, соответственно, колебательное и возвратно-поступательное движение, показаны с одним или несколькими цельными пучками 162. У цельных пучков имеется прорезь. Цельные пучки на виде сверху могут быть прямолинейной формы (например, фиг.7В), дугообразной формы (например, фиг.7С) или сочетанием этих форм. Предпочтительно на держателе щетины могут располагаться от 1 до 6 цельных пучков 162, хотя их может быть больше, как на фиг.7D, где множество цельных пучков расположены таким образом, что образуют фактически более крупный непрерывный пучок. Могут быть представлены и другие виды движения держателей щетины и взаимного расположения цельных пучков 162.

Если вновь вернуться к фиг.5, то высокие пучки 64 щетинок расположены по кругу вдоль периметра держателя 60 щетины. Глубина D2 между высокими пучками 64 и составными пучками 62 составляет от примерно 1 мм до примерно 3 мм, а в другом варианте осуществления от примерно 1,5 мм до примерно 2,5 мм. Чтобы обеспечить улучшенную подачу материала для чистки зубов из углублений, между высокими пучками 64 и центром держателя 60 щетины могут дополнительно располагаться промежуточные пучки щетинок. Высота промежуточных пучков 66 находится между высотой высоких пучков 64 и составных пучков 62. Промежуточные пучки 66 расположены по кругу. Глубина D между высокими пучками 64 и промежуточными пучками 66 составляет от примерно 0,25 мм до примерно 1 мм, а в альтернативном варианте осуществления от примерно 0,5 мм до примерно 0,75 мм.

По меньшей мере некоторые из высоких пучков 64 и промежуточных пучков 66 примыкают, предпочтительно, непосредственно примыкают, к части периметра составных пучков 62, образуя углубление. Более предпочтительно, по меньшей мере некоторые из высоких и (или) промежуточных пучков расположены на противоположных сторонах периметра составных или цельных пучков, образуя углубление. Высокие и промежуточные пучки могут частично или полностью окружать более короткие составные или цельные пучки. Предпочтительно, высокие и(или) промежуточные пучки примыкают по меньшей мере примерно к 50%, или по меньшей мере примерно к 60%, или по меньшей мере примерно к 70%, или по меньшей мере примерно к 80%, или по меньшей мере примерно к 90%, и(или) менее чем примерно к 100%, менее чем примерно к 90%, менее чем примерно к 80%, менее чем примерно к 70% периметра составного (или цельного) пучка, образуя углубление. Хотя высокие и промежуточные пучки изображены в предпочтительном варианте взаимного расположения, подразумевается, что высокие пучки можно заменить промежуточными пучками и наоборот. Кроме того, хотя поверхность свободных концов высоких и промежуточных пучков показана практически плоской, подразумевается, что свободные концы высоких и промежуточных пучков могут иметь профиль.

Опционально вблизи центра держателя щетины 60 располагаются три центральных пучка 68 щетинок, высота которых примерно равна высоте составных пучков 62. В альтернативном варианте осуществления высота трех центральных пучков 68 щетинок меньше высоты составных пучков 62. Поскольку колебательное движение центра держателя 60 щетины мало по сравнению с движение вблизи краев держателя 60 щетины, центральные пучки 68 могут быть расположены на расстоянии друг от друга, образуя отдельные пучки, а не непрерывную поверхность, распространяющуюся на все центральные пучки 68. Пучки 62, промежуточные пучки 66, центральные пучки 68 и высокие пучки 64 образуют на виде сверху чашевидный или U-образный профиль, что хорошо видно на фиг.5. Это форма может способствовать удержанию или подаче из углублений материала для чистки зубов.

На фиг.8 приведен вид в перспективе другой зубной щетки 210 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 210 содержит удлиненный корпус, имеющий ручку, головку 230 и суженную часть 220, расположенную между ручкой и головкой 230, как ранее было показано и описано со ссылкой на фиг.1. Кроме того, зубная щетка 210 содержит первый держатель 260 щетины и второй держатель 270 щетины, примыкающий к суженной части 220. Первый держатель 260 щетины совершает колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и (или) головки, а второй держатель 270 щетины совершает возвратно-поступательное движение в направлении вдоль продольной оси зубной щетки и (или) головки, хотя могут быть представлены и другие движения. Первый держатель 260 головки содержит удлиненный составной пучок 262. Удлиненный составной пучок предпочтительно расположен на линии, проходящей в целом по диаметру лицевой стороны держателя 260 щетины. Эта линия может быть прямой линией, дугообразной линией или сочетанием этих линий. Кроме того, первый держатель 260 щетины содержит множество высоких пучков 264, которые расположены вокруг по крайней мере части и, предпочтительно, большей части внешнего края держателя 260 щетины. Держатель 260 щетины содержит также множество промежуточных пучков 266, в целом расположенных в пределах внутренней области лицевой стороны держателя 260. Предпочтительно некоторые промежуточные пучки 266 расположены между некоторыми высокими пучками 264 и составным пучком 262. Высота промежуточных пучков 266 находится между высотой высоких пучков 264 и высотой составного пучка 262. Промежуточные пучки 266 расположены вдоль сторон составного пучка 262. Промежуточные пучки 266 расположены вдоль части периметра составного пучка 262, образуя первое углубление 265.

Второй держатель 270 щетины содержит удлиненный второй составной пучок 272, предпочтительно проходящий вдоль длины или практически вдоль длины лицевой поверхности второго держателя 270 щетины. Удлиненный составной пучок 272 предпочтительно имеет вид линии и наиболее предпочтительно дугообразной линии, которая проходит в целом в том же направлении, что и продольная ось зубной щетки 210. Передний конец удлиненного составного пучка 272 в целом находится на одной линии с задним концом составного пучка 262 первого держателя 260 щетины. На втором держателе 270 щетины также расположено множество высоких пучков 274, которые расположены вдоль внешнего края держателя 270 щетины. Дополнительно второй держатель 270 щетины содержит множество промежуточных пучков 276, расположенных между высокими пучками 274 и составным пучком 272 второго держателя 270 щетины. Высота промежуточных пучков 276 находится между высотой высоких пучков и высотой составного пучка 276, и промежуточные пучки 276 расположены вдоль сторон составного пучка 272. Промежуточные пучки 276 примыкают по меньшей мере к части периметра составного пучка 272, образуя второе углубление 279. Первое и второе углубления расположены в непосредственной близости друг от друга, так что образуется единое составное углубление, проходящее по первому и второму держателям щетины. Размеры составных пучков, промежуточных пучков и высоких пучков и расстояния между ними могут быть различными, что обсуждалось в других местах настоящего описания.

Фиг.9 представляет собой вид в перспективе другой зубной щетки 410 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 410 содержит удлиненный корпус, имеющий ручку, головку 430 и суженную часть 420, расположенную между ручкой и головкой 430, как показано выше и описано со ссылкой на фиг.1. Зубная щетка 410 содержит также первый держатель 460 щетины и второй держатель 470 щетины, примыкающий к суженной части 420. Первый держатель 460 щетины совершает колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и (или) головки, а второй держатель 470 щетины совершает возвратно-поступательное движение в направлении вдоль продольной оси зубной щетки и (или) головки, хотя могут быть представлены и другие типы движения. Часть первого составного пучка 462 расположена в задней части первого держателя 460 щетины и, предпочтительно, распространяется на внутреннюю часть первого держателя 460 щетины. Составной пучок 462 имеет дугообразную форму. По краям первого держателя 460 щетины расположено множество высоких пучков 464 с высотой, превышающей высоту составного пучка 464. Между высокими пучками 464 и составным пучком 462 могут располагаться промежуточные пучки 466. Высота промежуточных пучков 466 находится между высотой высоких пучков 464 и высотой составного пучка 462. Некоторые промежуточные пучки и (или) высокие пучки 464 могут располагаться вдоль части периметра первого составного пучка 462. Предпочтительно промежуточные и (или) высокие пучки примыкают к передней части периметра и не примыкают к задней части периметра, образуя тем самым первое углубление 465. В альтернативном варианте высокие и (или) промежуточные пучки могут быть помещены на переднюю часть второго держателя щетины в непосредственной близости от первого составного пучка 462, более четко определяя первое углубление 465. Верхняя поверхность составного пучка 462 образует дно первого углубления 465, которое способствует удержанию материала для чистки зубов в первом углублении 465 держателя щетины 460.

Второй держатель 470 щетины может дополнительно содержать дугообразный второй составной пучок 472, который расположен вдоль передней области или передней и внутренней области второго держателя 470 щетины. Второй держатель 470 щетины дополнительно содержит множество высоких пучков 474, расположенных по внешнему краю второго держателя 470 щетины. Высота промежуточных пучков 476 находится между высотой высоких пучков 474 и высотой составного пучка 472. Некоторые промежуточные пучки 476 и (или) высокие пучки 474 могут быть расположены вдоль части периметра второго составного пучка 472. Предпочтительно, промежуточные и (или) высокие пучки примыкают к задней части периметра и не примыкают к передней части периметра, образуя второе углубление 479. В альтернативном варианте высокие и (или) промежуточные пучки могут располагаться в задней части первого держателя щетины, примыкая ко второму составному пучку 462, чтобы еще более четко очертить второе углубление 479. Предпочтительно, однако, чтобы первое и второе углубления и первый и второй составные пучки располагались в непосредственной близости друг от друга, чтобы образовать, по существу, одно составное углубление, идущее от первого держателя щетины ко второму держателю щетины. Верхняя поверхность второго составного пучка 472 образует дно углубления 479, что способствует удержанию материала для чистки зубов во втором углублении 479 второго держателя 470 щетины. Размеры составных пучков, промежуточных пучков и высоких пучков и расстояния между ними могут быть различными, что обсуждалось в другом месте настоящего описания.

На фиг.10 приведен вид в перспективе еще одной зубной щетки 510 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 510 содержит удлиненный корпус, имеющий ручку, головку 530 и суженную часть 520, расположенную между ручкой и головкой 530, как было ранее показано и описано со ссылкой на фиг.1. Зубная щетка 510 содержит также первый держатель 560 щетины и второй держатель 570 щетины, примыкающий к суженной части. Первый держатель 560 щетины совершает колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и (или) головки, а второй держатель щетины 570 совершает возвратно-поступательное движение в направлении вдоль продольной оси зубной щетки и (или) головки, хотя могут быть представлены и другие типы движения. Первый держатель 560 щетины содержит составной пучок 562. Первый держатель 560 щетины содержит множество высоких пучков 564. Предпочтительно, высокие пучки 564 расположены в передней части первого держателя 560 щетины и (или) по его сторонам. По меньшей мере некоторые и, предпочтительно, практически все свободные концы одного или нескольких высоких пучков 565 в передней части первого держателя 560 щетины образуют наклонную плоскость, обращенную в сторону ручки зубной щетки 510. Иными словами, свободные концы щетинок высоких пучков увеличивают высоту в направлении к передней части первого держателя 560 щетины. Свободные концы высоких пучков 566, расположенных по сторонам первого держателя 560 щетины, могут образовывать плоскость, перпендикулярную направлению пучка (как показано на фиг.10) или, в альтернативном варианте, могут также образовывать наклонную плоскость. Средняя высота промежуточных пучков 566 находится между высотой высоких пучков 564 и высотой первого составного пучка 562. Предпочтительно, наклонные плоскости промежуточных пучков 566 в сочетании с наклонными плоскостями высоких пучков 564 образуют в целом единую или составную наклонную поверхность. По меньшей мере некоторые промежуточные пучки 562 и (или) высокие пучки 564 примыкают к части периметра первого составного пучка 562, образуя первое углубление 562. Предпочтительно, задняя часть первого составного пучка 562 не имеет высоких или промежуточных пучков, расположенных по его периметру.

Пучки второго держатель 570 щетины расположены аналогично пучкам первого держателя 560 щетины. Вторые составные пучки 572 расположены вдоль внутренней и передней обрасти лицевой стороны второго держателя 570 щетины. Второй держатель 570 содержит также множество высоких пучков 574, расположенных в задней части второго держателя 570 щетины. По меньшей мере некоторые и, предпочтительно, практически все свободные концы одного или нескольких высоких пучков 574 образуют наклонную плоскость, обращенную в сторону от ручки зубной щетки 510. Иными словами, свободные концы щетинок высоких пучков увеличивают высоту в направлении задней части второго держателя 570 щетины. Высокие пучки 574 примыкают к части периметра второго составного пучка 572, образуя второе углубление 579. Предпочтительно, высокие пучки 574 не примыкают к передней части периметра второго составного пучка 572, так чтобы первое и второе углубления образовали составное вытянутое углубление, идущее от первого держателя щетины ко второму держателю щетины. Размеры составных пучков, промежуточных пучков и высоких пучков и расстояния между ними могут быть различными, о чем говорилось выше.

Следует иметь в виду, что наряду с движущимися щетинками зубные щетки по настоящему изобретению могут иметь одну или несколько групп или пучков неподвижных щетинок или могут иметь другие чистящие элементы. Неподвижные щетинки могут располагаться между держателями щетины, или неподвижные щетинки могут частично или полностью окружать один или несколько держателей щетины. Хотя держатели щетины были для простоты приведены с пучками щетинок, которые направлены практически перпендикулярно продольной оси держателя щетины, из которой они выходят, предполагается, что щетинки могут располагаться иным образом. Некоторые или все щетинки могут иметь направление, которое образует острый угол с верхней поверхностью держателя щетины, и может иметь направление вперед или назад. В другом варианте осуществления некоторые щетинки могут быть направлены в сторону от головки, в другом направлении, вновь образуя острый угол по отношению к верхней поверхности держателя щетины. Могут также использоваться другие щетинки из эластомерного материала или щетинки переменной высоты, как описано в патентах США № Des. 330286 и Des. 434563. Другие подходящие варианты взаимного расположения щетинок включают в себя варианты расположения, описанные полностью или частично в патентах США №6006394, 4081876, 5046213, 5335389, 5392483, 5446940, 4894880 и в международной публикации № WO 99/23910.

Корпус и головка щетки могут быть изготовлены из широкого набора полимеров. В нижеследующем перечислении предпочтительных полимерных материалов для использования в настоящем изобретении после полных названий приведены в скобках сокращенные наименования, которые широко используются специалистами в этой области техники. Полимер представляет собой предпочтительно полипропилен ("РР"), или его можно выбрать из группы, состоящей из других имеющихся в продаже материалов, таких как полистирол ("PS"), полиэтилен ("РЕ"), сополимер акрилонитрила и стирола ("SAN") и пропионат ацетатцеллюлозы ("CAP"). Эти материалы можно смешать с одним или несколькими дополнительными полимерами, в том числе с термоэластопластом ("ТРЕ"), термопластичным олефином ("ТРО"), мягким термопластичным полиолефином (например, с полибутиленом), или можно выбрать из других эластомерных материалов, таких как сополимер этилена и винилацетата ("EVA") и этиленпропиленовый каучук ("EPR"). Примерами подходящих для настоящего изобретения термопластичных эластомеров могут служить стирол-этилен-бутадиен-стирол ("SEBS"), стирол-бутадиен-стирол ("SBS") и стирол-изопрен-стирол ("SIS"). Примерами подходящих для настоящего изобретения термопластичных олефинов могут служить полибутилен ("РВ") и полиэтилен ("РЕ"). Для производства зубной щетки по настоящему изобретению могут использоваться методы, известные специалистам в этой области техники, например литье под давлением.

Все документы, цитируемые в подробном описании изобретения в соответствующей части, приведены здесь для ссылки; цитирование какого-либо документа не подразумевает признание его предшествующим уровнем техники по отношению к настоящему изобретению.

Несмотря на то, что здесь изображены и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что можно сделать различные другие изменения и модификации без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула охватывает все такие изменения и модификации, которые находятся в объеме настоящего изобретения.