головка зубной щетки

Формула изобретения

1. Головка зубной щетки, отличающаяся тем, что она содержит несущий элемент; первое множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных вблизи краев несущего элемента; второе множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных непосредственно внутри первого множества пучков щетинок, причем длина каждого пучка щетинок из второго множества пучков щетинок короче длины каждого пучка щетинок из первого множества пучков щетинок; и третье множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных непосредственно внутри второго множества пучков щетинок, причем длина каждого пучка щетинок из третьего множества пучков щетинок короче длины каждого пучка щетинок из второго множества пучков щетинок.

2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент имеет эллиптическую форму с длинной осью и короткой осью, причем длинная ось имеет длину от 14 до 19 мм.

3. Головка по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент имеет эллиптическую форму с длинной осью и короткой осью, причем длинная ось имеет длину от 12 до 15 мм.

4. Головка по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси.

5. Головка по п.4, отличающаяся тем, что несущий элемент содержит верхнюю поверхность, перпендикулярную оси вращения.

6. Головка по п.4, отличающаяся тем, что несущий элемент содержит верхнюю поверхность, наклоненную относительно оси вращения.

7. Головка по п.1, отличающаяся тем, что высота первого множества пучков щетинок на 20-50% превышает высоту третьего множества пучков щетинок.

8. Головка по п.1, отличающаяся тем, что высота первого множества пучков щетинок на 10-40% превышает высоту второго множества пучков щетинок.

9. Головка по п.1, отличающаяся тем, что некоторые пучки являются жестко закрепленными, а некоторые - поворачивающимися.

10. Головка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит эластомерные гребни, имеющие такие размеры, чтобы проходить между зубами.

11. Головка по п.10, отличающаяся тем, что эластомерные гребни являются поворачивающимися.

12. Головка по п.10, отличающаяся тем, что эластомерные гребни являются неподвижно закрепленными.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к зубным щеткам и более конкретно к электрическим зубным щеткам.

Электрические зубные щетки хорошо известны и в течение многих лет предлагаются на рынке. В обычных электрических зубных щетках пучки щетинок головки щетки располагаются в основном перпендикулярно верхней поверхности головки. Головка качается, вращается и/или перемещается для обеспечения улучшенной способности к очистке зубов.

Во многих электрических зубных щетках верхняя поверхность головки имеет в основном круглую форму, и ее размеры подобраны так, чтобы чистить либо один большой зуб, либо одновременно два зуба меньших размеров, причем большинство щетинок обычно соприкасаются при чистке с зубом или зубами. В некоторых электрических зубных щетках головка имеет в основном овальную форму.

В целом изобретение относится к головкам электрической зубной щетки с особым размещением щетинок и/или пучков щетинок, электрическим зубным щеткам с такими головками и способам использования таких головок и зубных щеток.

Согласно одному объекту настоящего изобретения создана головка зубной щетки, содержащая несущий элемент; первое множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных вблизи краев несущего элемента; второе множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных непосредственно внутри первого множества пучков щетинок, причем длина каждого пучка щетинок из второго множества пучков щетинок короче длины каждого пучка щетинок из первого множества пучков щетинок; и третье множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента и расположенных непосредственно внутри второго множества пучков щетинок, причем длина каждого пучка щетинок из третьего множества пучков щетинок короче длины каждого пучка щетинок из второго множества пучков щетинок.

Предпочтительно, несущий элемент имеет эллиптическую форму с длинной осью и короткой осью, причем длинная ось имеет длину от 14 до 19 мм.

Предпочтительно, несущий элемент имеет эллиптическую форму с длинной осью и короткой осью, причем длинная ось имеет длину от 12 до 15 мм.

Предпочтительно, несущий элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси.

Предпочтительно, несущий элемент содержит верхнюю поверхность, перпендикулярную оси вращения.

Предпочтительно, несущий элемент содержит верхнюю поверхность, наклоненную относительно оси вращения.

Предпочтительно, высота первого множества пучков щетинок на 20%-50% превышает высоту третьего множества пучков щетинок.

Предпочтительно, высота первого множества пучков щетинок на 10%-40% превышает высоту второго множества пучков щетинок.

Предпочтительно, некоторые пучки являются жестко закрепленными, а некоторые - поворачивающимися.

Предпочтительно, головка дополнительно содержит эластомерные гребни, имеющие такие размеры, чтобы проходить между зубами.

Предпочтительно, эластомерные гребни являются поворачивающимися.

Предпочтительно, эластомерные гребни являются неподвижно закрепленными.

Достигаемым техническим результатом от использования настоящего изобретения является то, что заявляемый контур щетинок или пучков щетинок обеспечивает контакт всех или, по существу, всех кончиков щетинок с зубами (поверхностью зуба), когда головка зубной щетки чистит один или несколько зубов пользователя. В результате можно одновременно чистить более длинную поверхность по сравнению с плоской щеткой, имеющей одинаковую площадь или форму при проецировании на плоскую поверхность. Кроме того, контур, образованный перепадом высоты между пучками щетинок, позволяет кончикам щетинок точно повторять форму ряда зубов, позволяя большинству щетинок соприкасаться с зубами при одновременной чистке зубов. В отличие от этого контуры пучков щетинок равномерной высоты не позволяют такому же количеству щетинок контактировать с зубами или поверхностью зуба, как это обеспечивается конфигурацией согласно настоящему изобретению.

Согласно другому объекту настоящего изобретения создана головка электрической зубной щетки, включающая в себя вытянутый несущий элемент и множество щетинок, выступающих из несущего элемента, причем, по меньшей мере, некоторые из щетинок имеют различную высоту, и щетинки расположены таким образом, что их высоты симметричны, при симметрии зеркального отображения, относительно двух плоскостей симметрии.

Согласно другому объекту настоящего изобретения создана головка электрической зубной щетки, включающая в себя вытянутый несущий элемент и множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента, причем пучки щетинок имеют, по меньшей мере, три различные высоты и расположены таким образом, что их кончики образуют закругленный контур.

Некоторые из вариантов реализации этих объектов включают в себя один или несколько следующих признаков. Щетинки или пучки могут иметь различные длины, измеренные от верхней поверхности несущего элемента. С другой стороны, или дополнительно, щетинки или пучки могут выступать на одинаковую длину из верхней поверхности несущего элемента, а верхняя поверхность может иметь такой контур, при котором щетинки или пучки имеют различные высоты при измерении от горизонтальной плоскости, проведенной через самую низкую точку верхней поверхности. Две плоскости симметрии могут быть размещены относительно центральной оси головки щетки. Щетинки могут быть расположены в определенном порядке, при этом кончики щетинок образуют непрерывно искривленную поверхность. Две плоскости симметрии могут пересекаться вблизи центра вытянутого несущего элемента. Головка может быть предназначена для использования в электрической зубной щетке, осуществляющей вращательно-колебательное движение. Пучки щетинок могут иметь, по меньшей мере, четыре различных высоты. Закругленный контур может быть самым низким вблизи точки поворота головки. Верхняя поверхность несущего элемента может иметь общую площадь поверхности приблизительно от 170 до 200 мм².

Головка может дополнительно включать в себя один или более эластомерных элементов. Пучки могут быть расположены таким образом, что их высоты являются симметричными относительно двух плоскостей симметрии. Высота наиболее высоких щетинок может приблизительно на 20-50% превышать высоту самых коротких щетинок. Верхняя поверхность несущего элемента может иметь длину приблизительно 14-19 мм, например, приблизительно 16-17 мм. Верхняя поверхность может иметь ширину приблизительно 12-15 мм, например, приблизительно 13-14 мм. Верхняя поверхность может иметь отношение длины к ширине, равное приблизительно от 1,2 до 1. Верхняя поверхность может иметь форму, выбранную из группы, состоящей из овала, эллипса, скругленного ромба и скругленного прямоугольника. Верхняя поверхность может иметь вогнутую форму.

Согласно еще одному объекту настоящего изобретения создана электрическая зубная щетка, которая содержит рукоятку и выступающую из рукоятки головку, включающую в себя вытянутый несущий элемент и множество щетинок, выступающих из несущего элемента, причем, по меньшей мере, некоторые из щетинок имеют различную высоту, и щетинки расположены таким образом, что их высоты симметричны, при симметрии зеркального отображения, относительно двух плоскостей симметрии.

Согласно еще одному объекту изобретения создана электрическая зубная щетка, которая содержит рукоятку и выступающую из рукоятки головку, включающую в себя вытянутый несущий элемент и множество пучков щетинок, выступающих из несущего элемента, причем пучки щетинок имеют, по меньшей мере, три различных высоты и расположены так, что их кончики образуют закругленный контур.

Некоторые варианты реализации включают в себя один или более признаков из описанных выше.

Согласно изобретению также создана головка для электрической зубной щетки, содержащая вытянутый несущий элемент и множество щетинок, выступающих из несущего элемента, причем, по меньшей мере, некоторые из щетинок имеют различную высоту, и высота щетинок подобрана таким образом, чтобы получить контур кончиков щетинок, позволяющий, по существу, всем кончикам щетинок одновременно соприкасаться с зубами при чистке зубов.

Согласно другим объектам настоящего изобретения созданы способы чистки зубов посредством осуществления контакта зубов со щетинками одной из электрических зубных щеток, рассмотренных выше.

В некоторых вариантах реализации контур щетинок или пучков щетинок позволяет всем или по существу всем кончикам щетинок соприкасаться с зубами (поверхностью зуба) в то время, когда головка зубной щетки чистит один или несколько зубов пользователя. Когда это происходит при данном варианте реализации, это можно определить, например, посредством высокоскоростной видеографии. В некоторых случаях несущая поверхность, из которой выступают щетинки, является в основном вытянутой, и контур позволяет всем кончикам щетинок, включая те, которые находятся на дальнем конце головки, соприкасаться с зубами. В результате можно одновременно чистить более длинную поверхность по сравнению с плоской щеткой, имеющей одинаковую площадь или форму при проецировании на плоскую поверхность. Кроме того, такие головки щетки создают комфортное ощущение во рту и не кажутся излишне объемными. Зубная щетка, которой придан контур, совпадающий с кривизной ряда зубов, также удерживает несущую поверхность в более постоянном положении (т.е. по высоте и углу) над зубами. Это позволяет включать в зубную щетку более высокие чистящие элементы, распределенные таким образом, чтобы достигать промежутков между зубами и других участков, являющихся обычно труднодоступными.

Детали одного или нескольких вариантов реализации проиллюстрированы на прилагаемых чертежах и в приведенном ниже описании. Другие признаки и преимущества будут очевидны из описания и чертежей, а также из формулы изобретения. На чертежах:

фиг.1 - вид в перспективе головки щетки согласно одному варианту реализации изобретения;

фиг.1А - вид сбоку головки щетки с фиг.1;

фиг.1В - вид в поперечном разрезе головки щетки с фиг.1;

фиг.1C - вид в перспективе головки щетки, подобной показанной на фиг.1, за исключением того, что головка слегка наклонена по направлению к рукоятке, с указанием плоскостей симметрии;

фиг.1D - вид сбоку головки щетки с фиг.1C, с указанием плоскостей симметрии;

фиг.2 - вид в перспективе головки щетки согласно альтернативному варианту реализации изобретения;

фиг.3 - вид в перспективе головки щетки согласно другому альтернативному варианту реализации изобретения;

фиг.3А - вид сбоку головки щетки с фиг.3;

фиг.3В - вид щетки с фиг.3 с отрезанной частью головки щетки для иллюстрации поворотного механизма;

фиг.4 - вид с поперечным вырезом головки щетки согласно другому альтернативному варианту реализации.

Как показано на фиг.1, электрическая зубная щетка 10 включает в себя головку 12 и шейку 14. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, головка 12 при чистке совершает колебательные движения. Обычно головка 12 колеблется путем вращения вокруг оси вращения, которая, как правило, проходит через центр головки, хотя она может быть смещена, как будет рассмотрено ниже. Электродвигатель (не показан) заставляет головку совершать колебательное движение посредством хорошо известных зубчатых передач, рычажных передач, кривошипов и/или других приводных механизмов. Электропитание двигателя обеспечивается аккумуляторными или одноразовыми батареями. Дополнительные детали для колебания головки не предлагаются, поскольку изобретение не касается этого объекта в отношении щетки.

Головка 12 включает в себя имеющий в основном эллиптическую форму несущий элемент 16, который располагается приблизительно перпендикулярно оси вращения головки, и выходящее из верхней поверхности 17 несущего элемента 16 множество пучков 18 щетинок. Как будет рассмотрено ниже, верхняя поверхность 17 обычно является перпендикулярной оси вращения, хотя она может быть в некоторых случаях наклонена так, что она является перпендикулярной оси вращения.

Хотя каждый пучок 18 показан на чертежах в виде сплошной массы, каждый пучок может быть выполнен из большого числа отдельных пластиковых щетинок. Щетинки могут быть изготовлены из любого подходящего полимера, например нейлона 6.12 или 6.10, и могут иметь любой заданный диаметр, например от 4 до 8 милей (1 миль=0,0254 мм). Пучки поддерживаются в своем основании несущим элементом и могут удерживаться на месте с помощью любой техники увязывания в пучки, хорошо известной в данной области техники, например, путем вставочной формовки или сшивания скобами. Пучки могут также быть установлены с возможностью движения на несущем элементе, например, с поворотным движением, как будет описано со ссылкой на фиг.2 и 3-3В.

Несущий элемент имеет в основном эллиптическую форму, т.е. имеет длинную ось и короткую ось. Предпочтительно, длинная ось имеет длину приблизительно 14-19 мм, а короткая ось имеет длину приблизительно 12-15 мм. Эллипс может иметь отношение длинной оси к короткой оси, равное приблизительно 1,2-1. Наиболее предпочтительно, размер головки имеет длину приблизительно 16-17 мм и ширину приблизительно 13-14 мм. Общая площадь поверхности 17 несущего элемента предпочтительно составляет приблизительно 170-200 мм² (0,270-0,305 кв.дюймов).

Существует различие по высоте между разными пучками щетинок. Изогнутые удлиненные межзубные пучки 18А, т.е. два пучка, расположенные на каждом из самых дальних краев несущего элемента, прилегающих к длинной оси шейки 14 зубной щетки в положении покоя головки 12, являются самыми высокими. Пучки 18В закругленного конца, которые непосредственно прилегают к межзубным пучкам 18А (по три с каждой стороны), являются следующими по высоте, а за ними следуют боковые пучки 18D (по три с каждой стороны), которые установлены по краю несущего элемента между двумя группами пучков 18В закругленного конца. Самыми короткими пучками являются внутренние пучки 18С, образующие кольцо из пяти пучков внутри относительно краевых и концевых пучков. Межзубные пучки 18А могут быть, например, приблизительно на 20-50% выше внутренних пучков 18С, составляя, например, от приблизительно 7 до 8,5 мм по высоте; концевые пучки 18В могут быть приблизительно на 10-40% выше внутренних пучков 18С, составляя, например, приблизительно 6-8 мм по высоте; и боковые пучки 18D могут быть, например, приблизительно на 0-25% выше внутренних пучков 18С, составляя приблизительно 5-7 мм по высоте.

Контур, образованный этим перепадом высоты между пучками щетинок, позволяет кончикам щетинок точно повторять форму ряда зубов, позволяя большинству щетинок соприкасаться с зубами при одновременной чистке зубов. Как показано на фиг.1C, этот контур симметричен относительно двух плоскостей симметрии, например плоскости Р1, помещенной вдоль длинной оси эллиптического несущего элемента, и плоскости Р2, помещенной вдоль короткой оси несущего элемента. Обе плоскости расположены перпендикулярно верхней поверхности 17 несущего элемента. Следует отметить, что линия L, образуемая пересечением этих двух плоскостей (показана на фиг.1D), может быть или не быть коллинеарной с осью вращения А головки щетки. В варианте реализации, показанном на фиг.1C и 1D, ось вращения А перпендикулярна плоскости (Р3), которая не является параллельной или копланарной с плоскостью (Р4) верхней поверхности 17 несущего элемента. Угол Х между L и А является результатом небольшого наклона головки щетки по направлению к рукоятке, лучше всего показанного на фиг.1D. В других вариантах реализации (например, в варианте реализации, показанном на фиг.1-1В) ось вращения А перпендикулярна плоскости Р4.

Симметрия контура относительно плоскостей Р1 и Р2 является симметрией зеркального отображения, т.е. каждый квадрант является зеркальным изображением двух соседних квадрантов, хотя он не может быть «заменен» любым соседним квадрантом, т.е. «перемещен» без изменения контура, образованного пучками. Каждый квадрант можно повернуть на 180 градусов вокруг оси симметрии, образуемой пересечением плоскостей Р1 и Р2 без изменения симметрии головки, и каждый квадрант является зеркальным отображением соседних квадрантов. Ни один квадрант не может быть перемещен без вращения, не изменяя симметрию головки.

Как показано на фиг.1В, в варианте реализации, показанном на фиг.1-1В, верхняя поверхность 17 несущего элемента 16 является в основном плоской. В результате разность в высоте достигается за счет применения пучков разной высоты.

Головка щетки может содержать поворачивающиеся пучки. Например, щетка 50, показанная на фиг.2, включает в себя головку 51, которая несет на себе множество неподвижных пучков 52 и множество поворачивающихся пучков 54. Пучки расположены таким образом, чтобы образовать контур, подобный описанному выше.

Технология получения поворачивающихся пучков описана в патенте США № 6553604, описание которого включено сюда в качестве ссылки. Один тип поворотного механизма показан на фиг.3В в виде поворачивающихся эластомерных элементов.

Головка щетки может также включать в себя в дополнение или вместо пучков эластомерные элементы. Например, как показано на фиг.3 и 3А, зубная щетка 100 включает в себя эластомерные гребни 102 и пучки щетинок 104, расположенные таким образом, чтобы образовать контур, подобный рассмотренному выше. Эластомерные элементы имеют размеры, допускающие межзубный ввод, для обеспечения чистки и массажа межзубных участков, как описано в патентной заявке США № 10/389448, поданной 14 марта 2003 г. В варианте реализации, показанном на фиг.3-3В, эластомерные гребни установлены с возможностью вращения. Однако при желании эластомерные элементы могут быть неподвижными, а пучки щетинок могут быть неподвижными или поворачивающимися.

Описан ряд вариантов реализации изобретения. Тем не менее очевидна возможность внесения ряда изменений, без отклонения от идеи и объема настоящего изобретения.

Например, хотя выше показан и описан эллиптический несущий элемент, описанный контур щетинок может использоваться с несущим элементом, имеющим другие удлиненные формы, например овальную форму, форму скругленного ромба или форму скругленного прямоугольника.

В то время, как в вариантах реализации, рассмотренных выше, разница в высоте щетинок определялась длиной щетинок, в других вариантах реализации разница в высоте щетинок может определяться на основе геометрической формы верхней поверхности несущего элемента. Например, как показано на фиг.4, головка 200 щетки включает в себя несущий элемент 216, имеющий вогнутую верхнюю поверхность 217. В этом варианте реализации все пучки 218 щетинок имеют, по существу, одинаковую длину, но их высота благодаря вогнутости поверхности 217 образует контур, подобный описанному выше.

Кроме того, в то время, как выше описана головка щетки с четырьмя высотами щетинок, возможно применение другого числа высот щетинок. Например, пучки щетинок могут иметь три различные высоты, или пять, или более.

С другой стороны, щетинки могут быть расположены равномерно и не пучками, и разность высоты их кончиков образует непрерывно искривленную поверхность, например чашеобразную поверхность.

Кроме того, в то время как контур, показанный на фиг.1-1А, является симметричным относительно двух плоскостей, которые пересекаются в центре поверхности 17 несущего элемента, симметрия может быть описана относительно точки, не расположенной в центре несущего элемента.

В то время, как на чертежах показаны и описаны выше головки зубной щетки, имеющие множество эластомерных элементов, некоторые головки зубной щетки могут включать в себя единственный эластомерный элемент. Например, головка зубной щетки может включать в себя один из эластомерных элементов, описанных в патентной заявке США № 10/364148, поданной 11 февраля 2003 г., описание которой включено сюда в качестве ссылки.

Соответственно другие варианты реализации находятся в объеме прилагаемой формулы изобретения.