CN101583297A - 牙刷 - Google Patents

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CN101583297A
CN101583297A CNA2008800023237A CN200880002323A CN101583297A CN 101583297 A CN101583297 A CN 101583297A CN A2008800023237 A CNA2008800023237 A CN A2008800023237A CN 200880002323 A CN200880002323 A CN 200880002323A CN 101583297 A CN101583297 A CN 101583297A
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小威廉·拉尔夫·布朗
亚历山大·蒂莫西·琴瓦努
克里斯·布莱恩
延斯·乌韦·施托克尔
乌尔里希·斐弗尔
格哈德·舍费尔
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Abstract

本发明提供了牙刷，所述牙刷具有各种部件，所述部件可包括一个或多个具有多种形状和尺寸的牙齿清洁元件、一个或多个具有多种形状和尺寸的齿龈处理元件、和/或一个或多个具有多种形状和尺寸的软组织/舌处理元件。

Description

牙刷
发明领域
本专利一般涉及牙刷领域，并且涉及具有各种部件的牙刷，所述部件可包括一个或多个具有多种形状和尺寸的牙齿清洁元件、一个或多个具有多种形状和尺寸的齿龈处理元件、和/或一个或多个具有多种形状和尺寸的软组织/舌处理元件。
发明背景
尽管引入了具有多种形状的牙齿清洁元件的牙刷是人们已知的，但仍然持续地期望提供如下的手动和电动牙刷，所述牙刷具有可提供一种或多种有益效果的多种与硬组织和软组织接触的元件。
附图概述
图1为牙刷头部的透视图；
图2为图1的头部的顶视图；
图3为图1的头部的侧视图；
图4为图1的头部的底视图；
图5为图1的头部的侧视图，其显示头部部分中的一个发生挠曲的情况；
图6为两个头部部分彼此分离情况下图1的头部的顶视图；
图7为在头部部分被定位成彼此更靠近之后的图1的头部的顶视图；
图8为枢转毛簇的前视图；
图9为图8的枢转毛簇的侧视图；
图10为头部中其中一个用于接纳枢转毛簇的(见图6)洞的顶视图；
图11为沿线11-11截取的图10的截面图；
图12为沿线12-12截取的图10的截面图；
图13为图1的头部(移除了一部分以有利于观察)和插入到头部中之前的枢转毛簇的侧视图；
图14为图1的头部(移除了一部分以有利于观察)和插入到头部中之后的枢转毛簇的侧视图；
图15为枢转毛簇的侧视图，其显示其运动；
图16A至C为沿线16A至C-16A至C截取的图15的截面图；
图17为呈肋状翅片形式的洁齿件的透视图；
图18为图17的肋状翅片的侧视图；
图19为牙刷的局部剖视侧视图，其公开了本发明的另一个实施方案；
图20为本发明的头部的另一个实施方案的侧视图；
图21为本发明的复合结构的透视图；
图22为图20的头部的顶视图；
图23为图21的复合结构的顶视图；
图24为图21的复合结构的侧视图；
图25为沿其线25-25截取的图20的头部的横截面前视图；
图26为图25中所示的锚定件的透视图；
图27为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合元件的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图28为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图29为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图30为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图31为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图32为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图33为本发明的另一种复合结构的侧视图，其中此复合结构的侧视图被显示为如果其被设置在图20的牙刷头部的侧视图中将显现出的样子；
图34为本发明的另一种复合结构的透视图；
图35为本发明的另一种复合结构的前视图；
图36为本发明的另一种复合结构的前视图；
图37为本发明的另一种复合结构的侧视图；
图38为本发明的另一种复合结构的侧视图；
图39和40为本发明的另一种复合结构的透视图；
图41为本发明的另一种复合结构的透视图；
图42为本发明的可旋转头部的透视图；
图43为图42的可旋转头部的横截面透视图；
图44为本发明的另一种可旋转头部的透视图；
图45为本发明的另一种可旋转头部的透视图；以及
图46为在头部的背部表面或底部表面上引入了多个组织处理元件的本发明的头部的侧视图；
图47为图46的头部的底视图；以及
图48为沿其线25-25截取的根据本发明构造的牙刷的头部的横截面前视图，剖面线类似于图20中所示的剖面线。
描述
下面的文本阐述本发明众多不同实施方案的广泛说明。本说明应被视为仅是示例性说明，并且未述及每一个可能的实施方案，因为描述每一个可能的实施方案即便是可能的话，也是不切实际的，并且应当理解，本文所述的任何特征、特性、组件、组合物、成分、产品、步骤或方法均可被删掉、整个或部分地与本文所述的任何其它特征、特性、组件、组合物、成分、产品、步骤或方法相组合或用后者取代。可使用本技术或在本专利的提交日期之后开发的仍然属于本权利要求书范围的技术来实施众多可供选择的实施方案。本文所引用的所有公布和专利均以引用方式并入本文。
也应当理解，除非一个术语在本专利中用句子“如本文所用，术语‘______’被定义为是指...”或一个类似的句子明确定义，否则并不意图将该术语的含义明确或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应当被被解释为被限制在本专利的任一部分中所作出的任何陈述(除了权利要求书的语言之外)的范围之内。没有任何术语对本发明而言是必不可少的，除非这样规定。当在本专利中以符合单一意义的方式来提及本专利所附权利要求书中叙述的任一术语时，只是为了清晰起见以便不对读者引起混乱，且并不意图隐含地或者换句话讲将这种权利要求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求要素是通过描述措辞“装置”和功能而没有描述任何结构来定义的，否则并不是意图基于35 U.S.C.§112第六款的运用来解释任一权利要求要素的范围。
从图1至5开始，显示了从颈杆14延伸的牙刷头部16，所述颈杆从柄部(未显出)延伸，以形成牙刷。头部和柄部优选地由聚丙烯制成。头部具有蛇纹裂口18，其将头部分成两个部分20和22。靠近颈杆14的裂口末端13优选地为圆形形状(见图2)。如图5所示，头部中的裂口允许部分20和22在牙刷的使用期间彼此独立地挠曲或移动，因此有利于对牙齿的清洁。
裂口18也可被限定为头部中的头部部分20和22之间的开口。此开口允许水流过头部，从而增强对头部顶部表面的清洁，所述表面通常会与牙膏结块(尽管人们会试图将头部冲洗干净)。
头部部分20包括突出部分24，所述突出部分(至少部分地)适配进由部分22限定的凹槽26中(见图6)。突出部分24具有数个从其延伸的刷毛簇(将在下文中更详细地描述)，并且在三个侧面上被头部部分22围绕。
现在参见图2和3，将描述头部16上的刷毛簇(牙齿清洁元件)。第一对毛簇28朝向头部的自由端定位，每个头部部分20、22上定位一个。每个毛簇均具有刷毛(洁齿件)，所述刷毛优选地每个均由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成，并且具有0.007英寸的直径。毛簇28中的最短刷毛具有0.420英寸的长度，其余刷毛的长度不断地增大一直到毛簇的尖端。每个毛簇均相对于头部表面上所述毛簇自其突出的部分而从柄部倾斜开优选地约12度的角度。如图2所示，毛簇28具有与头部上的任何其它毛簇相比较大的横截面。
第二组毛簇为枢转毛簇30。在每个头部部分20、22上存在四个毛簇30，所述毛簇朝向头部的外侧定位。每个毛簇30均可相对于头部上的竖直位置的任一侧枢转最大约15度，更优选地能够相对于头部上的竖直位置的任一侧枢转最大约8度。毛簇30的枢转大致朝向或背离颈杆14。每个毛簇30均包括由聚丙烯制成的基座支撑件32。刷毛由聚酰胺6.12制成，具有0.008英寸的直径，并且在基座支撑件的上方延伸0.420英寸。
第三组毛簇34垂直于头部延伸。在每个头部部分20、22上存在四个毛簇34，它们与毛簇30交替地排列。当从顶部观察时(图2)，这些毛簇为椭圆形形状(类似于毛簇30，但较大)。换句话讲，毛簇34和30具有椭圆形形状的横截面。每个毛簇34均具有由聚酰胺6.12制成的刷毛，所述刷毛具有0.006英寸的直径，并且在头部上方延伸约0.385英寸。
第四组毛簇36朝向头部的内侧定位。在每个头部部分20、22上存在两个此类毛簇。每个毛簇36均垂直于头部延伸。毛簇36的刷毛具有0.006英寸的直径，由聚酰胺6.12制成，并且在头部上方升起约0.360英寸。
第五且最后一组毛簇38也朝向头部的内侧定位(背离头部的周边21)。存在4对毛簇38。在每对中，其中一个毛簇比另一个毛簇更靠近颈杆14。在每对毛簇38中，(a)一个毛簇的基座更靠近头部的第一侧面，并且此一个毛簇朝向头部的第二侧面偏斜；并且(b)另一个毛簇的基座更靠近头部的第二侧面，并且此另一个毛簇朝向头部的第一侧面偏斜。因此，每对中的毛簇彼此交叉偏斜。朝头部侧面倾斜的角度为约五度。每个毛簇38的由PBT制成的刷毛均具有约0.007英寸的刷毛直径，并且在头部16上方延伸约0.460英寸。每个毛簇38均具有椭圆形横截面，其中椭圆形的长尺度取向在倾斜方向上。
头部上所用的刷毛可为卷曲的(见美国专利6,058,541)或有凹口的(见美国专利6,018,840)。可使用除刷毛之外的其它类型的洁齿件。例如，可将刷毛簇置换成弹性体翅片。在此段落中所列的美国专利均以引用方式并入本文。
现在转到图6，将描述如何制造牙刷(头部)。在第一步骤中，将牙刷的头部、颈杆和柄部在模具中注模而成。在此注模步骤中，将毛簇28、34、36和38通过热簇绒工艺固定在头部中。热簇绒工艺是本领域的技术人员熟知的(见例如美国专利4,635,313、和6,361,120；英国专利申请2,330,791；和欧洲专利申请676,268 A1)。
简要地讲，热簇绒涉及将多组塑料长丝的末端提供到模具中。将模具内的每组长丝末端任选地熔融成块。将每个长丝组切割至所需长度(在被引入到模具中之前或之后)以形成刷毛簇。将模具闭合，并且将熔融的塑料注入到模具中。当塑料固化时，其可将刷毛簇的一端锁定到牙刷的头部中。
由图6可见，此刻的头部部分20和22之间的开口18要比头部最终形式(见图2)中的宽得多。换句话讲，头部部分20和22彼此间隔开某个预定距离(优选地至少约1mm)。此外，在模制步骤期间还可产生透洞40，以用于在制造过程中的稍后时刻接纳枢转毛簇30。下文将更详细地描述洞40。
参见图7，在将牙刷从模具中取出之后，对靠近颈杆的头部和颈杆的一部分(下文中称颈杆)加热42。热可以若干种方式施用，包括热空气、辐射加热、超声波或对流(例如热油)加热。此处显示将热施用到颈杆的侧面上。可优选将热施用到颈杆的顶部和底部表面上。热可使塑料所具有的温度最大为1.0至1.12倍的其玻璃化转变温度(当温度以开氏温标测量时)。不应当将塑料加热至超过1.12倍的其玻璃化转变温度，以便避免损坏塑料。更优选地，将塑料加热至约1.03至1.06倍的其玻璃化转变温度(以开氏度数测量)。聚丙烯的玻璃化转变温度为约100摄氏度，而共聚酯和聚氨酯的玻璃化转变温度为约65摄氏度。
然后将压力44施加到头部部分20、22上，以使这些部分朝向彼此移动。一旦头部部分20、22处在图2所示的位置，就将头部/颈杆的受热部分通过例如将受热部分暴露于冷气体或液体来冷却。如果用室温空气来冷却颈杆，则应当施用此类空气约20秒钟至25秒钟。这可将两个头部部分成形进它们的最终位置中。
为了使加工时间较短，应当使用不会损坏塑料的最高温度热源。如果使用过热的热源和/或如果热施用得太久，则会损坏塑料。如果热源不够热，则该过程将花费过长的时间和/或头部部分20、22将不会保持在它们最终的所需位置中。如果头部/颈杆由聚丙烯制成并且使用热空气来加热颈杆，则(a)加热的空气应当处在约170摄氏度的温度并且应当被施用到颈杆上约70秒钟；(b)应当将聚丙烯升温至约140摄氏度的温度；和(c)用来将热空气施用到颈杆上的喷嘴应当与颈杆相距约10mm。
如果将共聚酯或聚氨酯用作头部颈杆的材料，则(a)加热的空气应当处在250摄氏度的温度并且应当被施用到颈杆上约10秒钟；(b)应当将材料升温至优选地95摄氏度至100摄氏度的温度；和(c)用来将热空气施用到颈杆上的喷嘴应当与颈杆相距约15mm至20mm。
加热上述相应的材料达所指示的时间可使材料软化并且机械地弯曲成其最终形式。超过上述加热时间则会导致材料过热并且损坏。
转到图8和9，每个枢转毛簇30均具有多个刷毛46、基座支撑件48和锚定枢轴50。刷毛固定到基座支撑件的第一末端52上并且从那里延伸，而锚定枢轴的第一末端54从基座支撑件的第二末端56延伸。基座支撑件和锚定枢轴优选地为由相同的材料制成的一体结构。锚定枢轴50包括靠近锚定枢轴的第一末端54的第一部分58和靠近第二末端62的第二部分60。第一部分58在X-Y平面中小于第二部分60。基座支撑件48在X-Y平面中大于锚定支撑件的第二部分60。第二部分60包括一对唇缘63。锚定枢轴限定穿过它的开口64。
毛簇30也可通过如上所述的热簇绒类工艺制成。可并非将塑料注入到模具中来形成牙刷柄部、颈杆和头部，而是将塑料注入到模具中来形成基座支撑件48和锚定枢轴50，从而当注入的塑料冷却时捕获刷毛46。
参见图10至12，现在将描述透洞40(图6)。每个洞40均从牙刷头部的顶部表面66延伸透过底部表面68。洞40包括第一和第二部分70和72。部分72基本上为平行六面体，不同的是其下段的某个部分是修圆的(见图11)。部分70也基本上为平行六面体，不同的是其侧面中的两个向侧面外张开约15度(见图12)。洞部分72在维度A上长于洞部分70(图11)。在洞部分70和72交会的位置，洞部分70在维度B上具有与洞部分72约相同的宽度(图12)。在此实施方案中，维度A和B基本上彼此垂直。由该排列限定一对唇缘73。
现在转到图13至16，将描述将枢转毛簇30插入到洞40中。将毛簇30定位在洞40的上方，让锚定枢轴50的末端62面对洞(图13)。如图16A至C所示，将毛簇30朝向洞40移动直到末端62开始进入洞中(图16A)。然后将毛簇30按压进洞中，导致洞部分70的侧面挤压锚定枢轴的第二部分60。因此，锚定枢轴50会塌缩，导致开口64暂时变得较小。然后将毛簇30一直推压进洞40中(图16C)，此刻有弹力的塑料锚定枢轴将回弹至图16A所示的形式。此段落描述了将毛簇30搭扣配合保持到头部上。
参见图16C，基座支撑件48在A维度上长于洞部分70，因此可防止毛簇30被进一步按压进洞40中。第二部分60也在A维度上长于洞部分70，因此可防止毛簇30从洞40中回退出来。这归因于唇缘63(图8)与唇缘73(图11)相啮合这一事实。此排列也可防止毛簇30围绕刷毛的长轴旋转。
如图15所示，在刷牙期间，当毛簇30被例如口腔的部分啮合时，其会枢转。优选地，每个毛簇30均可向垂直于表面66的位置的任一侧枢转最大约15度。
转到图17和18，公开了呈翅片80形式的另一种类型的牙齿清洁元件。每个翅片均由如上所述的基座支撑件48和锚定枢轴50(两者均未示出)支撑，从而允许翅片在牙刷头部上枢转。作为另外一种选择，可将翅片牢固地固定到头部上，使得其不能够枢转。翅片通过注模工艺由热塑性弹性体(TPE)制成。在此实施方案中，由一系列肋82来提供刻花表面。这些肋可增强对口腔的清洁。肋可通过注模TPE成形在翅片上。肋优选地软于翅片，但可由相同的材料模制而成。可使用可供选择的刻花表面(例如凹坑)来替代肋。如图18所示，翅片具有介于约1mm和约3mm之间的宽度。
图19为牙刷的局部截面图，其显示本发明的另一个实施方案。头部90和从头部突出的所有牙齿清洁元件均与图1所示的相同。柄部92包封了1.5伏的三A型电池94和马达96。将偏心安装的重物98固定到从马达突出的传动轴100上。“开/关”开关102略微突出于柄部外。
当将“开/关”开关第一次压下时，电池94和马达96之间的电路被接通，从而导致马达旋转轴100。轴优选地以介于约9700rpm至12,400rpm之间的转速旋转。重物98因此也旋转。由于重物是偏心安装的，因此旋转重物会导致振动，所述振动被传递至柄部92、头部90和头部上的牙齿清洁元件。
可使用的一种类型的马达为P/N Q6DL-2.6A，其连接有#17平衡物。此马达购自Jin Long Machinery，640 Dean Street，Brooklyn，N.Y.11238(718.783.2328)。也可见于www.vibramotor.com。
应当指出的是，牙齿清洁元件28(图3)相对于头部16的顶部表面中元件28从其突出的那个部分取向成锐角。在本发明的另一个实施方案中，牙齿清洁元件34、36和38中的一个或多个也可取向成与头部16的顶部表面成锐角。牙齿清洁元件可取向成两个或更多个不同的角度，并且也可在不同的方向上形成角度，诸如沿头部的长度、在头部的宽度上或在头部的长度和宽度的一部分之间(复合角度)。牙齿清洁元件优选地成介于约65度至85度之间的角度，所述角度由平行于或相切于头部的顶部表面的线测量。
牙齿清洁元件28、30、34、36和38中的全部也具有非圆形横截面(见图2)。元件30、34和38所具有的横截面可被描述为带有平直长侧边的长椭圆面。元件28具有用于限定平面28A的自由端，所述平面不垂直于元件28背离头部部分20而延伸的方向28B。作为另外一种选择，元件28的自由端可具有非平坦形状(例如弯曲形状)，所述形状可通过热簇绒或轴供丝簇绒制造过程来成形。
如图3所示，各种牙齿清洁元件28、30、34、36和38在头部16上方延伸不同的高度。这些元件也具有数种不同的横截面。在一个可供选择的实施方案中，这些元件也可相对于头部的顶部表面成若干不同的锐角。
此外，还可将这些牙齿清洁元件中的一个或多个置换成由热塑性弹性体制成的牙齿清洁元件。热塑性弹性体牙齿清洁元件可为一体结构，或其可由若干子结构组成。例如，热塑性弹性体元件可为大的一体刷毛(即小块)，或其可具有若干较小的刷毛(例如刷毛簇)。该元件也可呈翅片形状(如图18所示)、杯(例如洁牙杯)形状或壁(弯曲的或直的)形状。
可用在牙刷上的不同类型的刷毛为如下刷毛：(a)它们的自由端为锥形的；(b)它们的自由端为有标记的；(c)它们为中空的(见例如美国专利5,836,769)；(d)它们为卷曲的(见例如美国专利6,058,541)；(e)它们具有十字形或三角形横截面；(f)它们为絮凝的；或(g)它们为有凹口的(见例如美国专利6,018,840)。刷毛中的一些可包括抗菌剂，诸如金属离子(例如，银、锌、和银沸石)或阳离子杀菌剂(例如，葡萄糖酸氯己定、和西吡氯铵)。可适用的刷毛的另一个实例描述于美国专利5,633,083中。抗菌剂也可设置在由弹性体或其它塑料材料形成的任何元件中，包括翅片80和下文所述的任一复合结构。可用来形成或可掺入到翅片和复合结构中的一些抗菌剂、以及其它试剂和材料的实例描述于美国专利2003/0162145中。
作为另外一种选择，刷毛簇可具有由不同的材料制成的刷毛(例如一些刷毛由尼龙制成，并且其它刷毛由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成)、或具有不同直径的刷毛。
此外，作为另外一种选择，塑料头部可部分地或完全地覆盖在热塑性弹性体中，所述弹性体用来保护牙齿和齿龈免受塑料头部的侵害。由此得到由两种材料制成的头部。也可在头部上提供附加类型的材料。
参见图20、21、22、和23，现在将描述根据本发明制成的并且适用于图19的柄部92的牙刷头部105。牙刷头部105包括一个或多个复合结构110。头部105的复合结构110可包括用于接触牙齿的第一直立元件112、以及与第一直立元件112间隔开或偏移开的用于接触齿龈和其它邻近牙齿的软组织的第二直立元件114。在一个实施方案中，第二直立元件114在背离头部105的纵向轴线124的方向上与第一直立元件112向外偏离开。第二直立元件114可偏移大于约0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1mm，或1.1mm和/或小于约3mm，2mm，1.5mm，1mm，0.9mm，或0.8mm的距离126。第二直立元件114可延伸超过头部105的侧部表面128至少约0.2mm，0.4mm，0.6mm，0.8mm和/或小于约2mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm，1mm，或0.8mm，如图22所示。在其它实施方案中，第二直立元件114不延伸超过侧部表面128。直立元件112和114向上或背离头部105的顶部表面130延伸，如图20最佳所示。
复合结构110也可包括锚定件132，其可与前述的锚定件50相同或类似。锚定件132可或可不可枢转地设置在头部105的洞134内。洞134可完全地或仅部分地从顶部表面130延伸穿过头部105而到达底部表面136，如图25所示。
第一直立元件112可以很多种形状和尺寸提供。在一个实施方案中，可将第一直立元件112提供成与前述的毛簇30(图13)或翅片80(图17)相同的或类似的形式。为讨论的简单性起见，下文所讨论的复合结构110包括呈翅片形式的第一直立元件112。第一直立元件112具有锥形末端138，所述末端具有长尺度140(图23)。在一个实施方案中，末端138的长尺度140大致横向于或垂直于头部105的纵向轴线124排列。第一直立元件112的长尺度140的此种排列可有助于末端138透进齿间缝隙中。
第二直立元件114也可以很多种形状和尺寸提供。在一个实施方案中，第二直立元件114包括第一伸出部144和第二伸出部146。这些伸出部可间隔开以使得在它们之间形成间隙143。如图25所示，间隙可具有大于约1mm，2mm，3mm，4mm，5mm，6mm，7mm，或8mm和/或小于约12mm，11mm，10mm，9mm，8mm，或7mm的深度141。尽管第二直立元件114被显示成具有两个伸出部144和146，但设想过可提供三个，四个，五个，六个或更多个伸出部。
第一和第二伸出部144和146从第二直立元件114的连接元件148延伸。连接元件148可由与伸出部(144、146)和/或第一直立元件112相同的材料或不同的材料形成。尽管可将连接元件148成形为独立结构，但应当理解，连接元件148无需为独立于伸出部和/或第一直立元件112而成形的元件。例如，如下所述，伸出部144、146、连接元件148和第一直立元件112可通过一个或多个注模步骤由相同的材料整体成形。连接元件148和/或第一和第二伸出部146和148可提供第二直立元件114，所述直立元件具有在侧视图中看来大致Y形的形式，如图20最佳所示。第二直立元件114的末端具有长尺度152，所述长尺度大致平行于头部105的纵向轴线124并且大致垂直于第一直立元件112的长尺度140。
在一些实施方案中，第二直立元件114在头部105的顶部表面130的上方连接或附着到第一直立元件112上。在一个实施方案中，连接元件148连接或附着到第一直立元件112和锚定件132上。连接元件148具有部分149，所述部分可大致平行于头部105的顶部表面130，如图25所示。连接元件148可通过如本领域已知的机械方法、粘合剂、和/或化学方法附着到第一直立元件112上，并且可为独立于第一和第二直立元件成形的元件或可与它们整体成形。第二直立元件114的伸出部和连接元件148可一体地成形，诸如通过注模由一种或多种材料成形。一些可适用的材料公开于美国专利5,987,688中。在一个实施方案中，连接元件148可通过围绕或穿过一个或多个洞153和/或锚定件132的隆起对连接元件148进行注模来附着到锚定件132上，如图25所示。
第二直立元件114还可包括一个或多个球形部分。球形部分为呈球体至少一部分(诸如半球体、四分之一球体、球截体等)的大体形状的任何部分。如本文所用，球形部分旨在包括不是完美球形(即，它们的外表面由恒定半径形成)的形状，而是其可例如具有由长度不同的半径形成的表面，使得形成的不是纯球形表面或其一部分。球形部分155可定位在第二直立元件114(或第一直立元件112)的末端，诸如以举例的方式显示于图20、21、和27中；或可沿伸出部的一个或多个侧面156定位，诸如以举例的方式显示于图29中。
第二直立元件114还可以多种其它形状和尺寸提供。如图30和31所示，也可将第二直立元件114提供成在侧视图中看来大致V形状或U形状。如图32所示，在另一个实施方案中，球形部分155可形成多个相对的小球形元件158，在它们之间设置有弯曲的末端部分160。在其它实施方案中，伸出部(例如，144、146)中的一个或多个可朝向头部105的自由端145倾斜，如图20和27所示；和/或可朝向牙刷的柄部倾斜，如图20和26所示。伸出部144和146中的一个或多个一般可为弯曲的或曲线的，它们的一些实例显示于图33、34中，其中伸出部朝向(图34)或背离(图33)第一直立元件112弯曲。在另一个实例中，第二直立元件114可被成形为带有复合曲线或多个曲线，如以举例的方式显示于图39和40中。在其它实施方案中，伸出部中的一个或多个可朝向头部的自由端(图35)或朝向柄部(图36)弯曲。在其它实施方案中，伸出部中的一个或多个可为大致饼形的(在侧视图中看来)，如以举例的方式显示于图28、29、和33中。这些饼形可具有直的、凹的、凸的和其它形状的侧边。
第二直立元件114可用来在牙刷的使用期间接触齿龈的软组织，包括齿龈组织诸如齿龈缘、齿龈沟、和齿间齿龈。因此，可将第二直立元件邻近头部105的侧部表面128放置。在一些实施方案中，第二直立元件114具有至少约5mm，6mm，7mm，8mm，9mm，10mm，11mm，12mm或13mm和/或小于约15mm，14mm，13mm，12mm，11mm，10mm，9mm，或8mm的高度162。可将第二直立元件114的与头部的顶部表面相距最远的末端部分设置在第一直立元件112的与头部的顶部表面相距最远的末端部分的下方一距离163处，距离163大于约0.5mm，0.75mm，1mm，1.25mm，1.5mm，1.75mm，2mm，2.25mm，2.5mm和/或小于约4，3mm，2.5mm，或2mm。
尽管本文已将第一直立元件112显示为具有刻花部分或衬垫157的翅片，但设想过翅片可具有伸出部159，如以举例的方式显示于图39、40、和41中。伸出部159可从刻花部分157或从第一直立元件112上的另一个位置延伸。伸出部159也可为刻花的，包括纹理诸如肋、突出、棱锥体、平行六面体等。伸出部可具有前述的任一形状，包括直的、成角度的、圆柱形的、平坦的、弯曲的、曲线的、复合曲线的等。在一些实施方案中，伸出部159可从与第一直立元件112的末端138相距大于约1mm，2mm，3mm，4mm，5mm，或6mm和/或小于约8mm，7mm，6mm，5mm，或4mm的位置开始。伸出部159可由与第一直立元件112和/或刻花部分157相同的或不同的材料制成。
尽管本文已根据具有马达的牙刷描述了复合元件，所述马达用于振动头部105(一种适用于振动头部的排列显示于图19中，并且其它排列描述于美国专利6,766,548和2006/0156496中)，但设想过也可在没有马达的手动牙刷上提供复合元件。
在其它实施方案中，设想过可将本发明的复合元件提供在旋转的或摆动的支撑构件上，诸如图37和38所示。对可用于本发明的支撑构件的一般描述可见于美国专利2005/0060822、2004/0154112、5,867,856、5,862,558、5,974,615、1003/0131427、5,974,613、6,195,828、和6,367,108。如图37和38所示，头部161包括旋转的或摆动的支撑构件162，所述构件支撑多个刷毛簇164和多个复合结构110。复合结构110可包括呈翅片形式的第一直立元件112、和第二直立元件114。支撑构件162可可操作地连接到颈杆165中的轴(未显出)上，所述颈杆可或可不包括齿轮。轴可操作地连接到柄部中的用于驱动轴的马达上，如本领域已知的那样。复合结构110可围绕一个或多个中心刷毛簇166。复合结构可可枢转地安装在洞134中，如前所述。
如图39和40所示，可将中心刷毛簇置换成杯形构件168(为清楚起见省略了复合结构110)。头部167的杯形构件168可完全地、基本上或部分地被一个或多个前述的任一复合结构110所围绕。杯形构件168包括限定中心区域172的侧壁170。侧壁可以多种形状和尺寸提供，包括圆柱形、圆锥形、截头圆锥形等。一般来讲，中心开口区域172具有约2mm至5mm的深度，所述深度从杯形构件边缘的最高点测量至中心开口区域的最低点。在一个实施方案中，杯形构件168也包括多个肋174，所述肋向内延伸进开口区域172中。杯形构件168优选地由有弹力的材料诸如弹性体(例如，热塑性弹性体)形成。此类结构的材料硬度可在10肖氏硬度A至70肖氏硬度A的范围内，其中优选的硬度选择将取决于杯形构件的设计和尺度。支撑构件162可可旋转地安装，使得杯形构件168可旋转或摆动。
参见图40和41，显示了头部173上的杯形构件168的另一个实施方案。中心区域172(其可为开口的或闭合的)具有多个大致圆柱形的元件或纤毛176，所述元件或纤毛从中心区域172向上延伸。圆柱形元件可由多种材料形成，包括弹性体材料。它们可由与形成杯形元件168的侧壁170的相同的材料形成。在一个实施方案中，图39和40的头部167和173利用仅由弹性体材料形成并且不包含由传统刷毛形成的毛簇(例如，由尼龙或PBT形成)的清洁元件。弹性体清洁元件可以多种形状和尺寸提供，并且可部分地或完全地围绕弹性体杯形构件。可将弹性体清洁元件提供成如本文所述的形式(例如，复合结构110或翅片80)；或可提供成其它形式，所述形式的一些实例描述于美国专利6,886,207和5,987,688中。在另一个实施方案中，图39和40所示的头部167和173可具有多个由传统刷毛形成的毛簇，所述毛簇可或可不被提供成与一个或多个复合结构110、枢转毛簇30(图9)、和/或枢转翅片80(图17)相组合。可适用的其它杯形构件168还描述于美国专利2004/0154112中。
本发明的牙刷也可在头部的背部表面上引入组织清洁元件。例如，参见图41，牙刷头部178具有一个或多个软组织处理元件180，所述元件被显示为头部178的背部表面182上的半球形元件。软组织处理结构可用来洗擦、刮擦、刺激、和/或按摩舌的表面。软组织处理元件180可以多种形状和尺寸提供，包括圆锥形、棱锥形、半球形、截头圆锥形等。其它组织处理或舌处理元件的一些实例描述于美国专利2006/0195995和2006/0129171中。头部178也可任选地包含一个或多个前述的或如本领域已知的复合结构110(显示于图41中)、枢转毛簇30、枢转翅片80和/或传统刷毛簇。可将这些表面或元件包覆模制到头部178上，以形成头部178的背部表面182的一部分或全部。
参见图48，设想过如下的实施方案：其中复合结构110的一部分延伸穿过头部105的洞134。如图所示，在一些实施方案中，锚定件132的末端450可延伸穿过头部105中的洞134，并且形成软组织处理元件180(显示于图46和47中)的一部分。锚定件132的末端450可终止为片形状、球形状、波形状、弧形状、或任何合适的形状。此外，如前所述，复合结构110还可相对于头部105可枢转地设置。因此，在一些实施方案中，末端450可类似地相对于头部105枢转。
尽管本文已用附着到牙刷柄部上的头部举例说明了各种牙齿清洁元件、齿龈处理元件、和软组织清洁元件，但设想过可置换的牙刷头部也可包含这些部件中的一种或多种，并且可在没有对应的牙刷柄部的情况下包装或销售。
已根据优选的实施方案对本发明进行了描述。然而，应当理解，本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的范围的情况下作出变型和修改。
在发明详述中引用的所有文件都在相关部分中以引用方式并入本文。任何文献的引用均不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中同一术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本文件中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可以做出多个其他改变和变型。因此，意图在随附权利要求书中涵盖仍属于本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (10)

1.一种牙刷，所述牙刷包括：
柄部(92)；
连接到所述柄部上的头部(16、90、105、161、167、173、178)；
其特征在于所述牙刷还包括至少一个复合结构(110)，所述结构包括第一直立元件(112)和连接到所述第一直立元件上的第二直立元件(114)，并且其中所述第一直立元件与所述第二直立元件偏移开；和
从所述复合结构延伸的锚定件(50、132)，所述锚定件至少部分地设置在所述头部内。
2.如权利要求1所述的牙刷，其特征在于所述头部包括顶部表面(66、130)、侧部表面(128)和设置在所述顶部表面中并邻近所述侧部表面的洞(40，134)，并且其中所述锚定件的至少一部分被接纳在所述洞内。
3.如权利要求2所述的牙刷，其特征在于所述第二直立元件的至少一部分延伸超过所述头部的侧部表面。
4.如前述任一项权利要求所述的牙刷，其特征在于所述第一直立元件为翅片，并且其中所述第二直立元件不同于所述第一直立元件。
5.如权利要求2至4所述的牙刷，其特征在于所述锚定件可枢转地设置在所述洞内。
6.如前述任一项权利要求所述的牙刷，其特征在于所述第一直立元件具有末端(138)，所述末端(138)具有大致横向于所述头部的纵向轴线(124)的长尺度，并且其中所述第二直立元件具有末端，所述末端具有大致平行于所述头部的纵向轴线的长尺度。
7.如前述任一项权利要求所述的牙刷，其特征在于所述牙刷还包括多个复合结构。
8.如前述任一项权利要求所述的牙刷，其特征在于所述牙刷还包括用于移动所述头部的至少一部分的马达(96)。
9.如前述任一项权利要求所述的牙刷，其特征在于所述第二直立元件朝向所述头部的自由端倾斜。
10.如权利要求1至8所述的牙刷，其特征在于所述第二直立元件朝向所述柄部倾斜。
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