CN102481045B - 具有清洁元件的涡轮状布置的口腔护理器具 - Google Patents

具有清洁元件的涡轮状布置的口腔护理器具 Download PDF

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Abstract

一种口腔护理器具，其具有清洁元件的涡轮状布置。在一方面，本发明为一种口腔护理器具，其包括：把手；连接到把手的头部，该头部包括第一表面，该第一表面包括椭圆形区和从椭圆形区展开的多个周向间隔开的螺旋；并且对于每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着该螺旋从该头部的第一表面向外延伸。在另一方面，本发明可为一种用于合并到带把手的口腔护理器具中的装置，其利用前述清洁元件的布置。

Description

具有清洁元件的涡轮状布置的口腔护理器具
相关申请的交叉引用
本申请要求享有在2009年8月26日提交的美国专利申请序列号12/547,914的优先权，其内容以引用的方式结合在本文中。
技术领域
本发明大体而言涉及带把手的口腔护理器具，且具体而言涉及手动或电动牙刷，其具有把手和头部，该头部具有用于口腔清洁的清洁元件。
背景技术
牙刷用于从牙齿表面移除菌斑和碎屑而清洁牙齿。具有平坦刷毛修整的常规牙刷在其符合牙齿曲率以穿透到牙齿之间的牙缝区域内、扫除菌斑和碎屑且清洁牙龈线的能力方面是有限的。此外，这种牙刷在保持用于清洁牙齿的洁牙剂的能力方面是有限的。在刷牙过程中，洁牙剂通常通过刷毛簇滑移且远离刷毛与牙齿的接触处。因此，洁牙剂经常在口腔中分散，而不是集中于刷毛与牙齿接触处。因此，降低了清洁过程的效率。
虽然做出了大量努力来修改牙刷的清洁效果以改进口腔清洁过程的效果且在刷牙期间保持洁牙剂就位，但业界持续追求将改进之前技术的清洁元件的布置。
在改进牙刷的清洁元件的早期尝试中，开发了具有布置于保持器内的两个或三个圆形刷部段的口腔护理器具，保持器可旋合到牙刷把手中的配合插口中使得它们能根据需要移除和替换。这些刷部段包括刚性清洁元件且沿着把手的纵向轴线以小于牙齿厚度的距离彼此间隔开使得刷对牙齿的舌表面(内侧)和面部表面(外侧)操作。
而且存在下面这样的牙刷：其具有包括柔性橡胶状预防抛光杯或“洁牙杯(prophy cup)”的头部，类似于牙科人员专业清洁牙齿所用的杯。这种洁牙杯由使用者加载牙膏且施加到牙齿上。“软橡胶状洁牙杯装置比刷毛更高效地遵循牙齿轮廓”。清洁元件环(“刷毛簇”)放置于此牙刷头部周围附近，其与洁牙杯协同作用来清洁使用者的牙齿和牙龈。
更近来，呈弹性体洁牙杯和刷毛簇形式的清洁元件的策略性布置和组合变成改进清洁效率和在刷牙期间维持洁牙剂就位的更常用方式。弹性体洁牙杯和刷毛簇的组合使用和策略性布置的一个实例能见于一种现有牙刷中，其具有包括由弹性体壁形成的多个内圈的头部。中央内圈被由刷毛形成的外圈包围。形成为刷毛簇的中央清洁元件位于弹性体内圈内。
弹性体洁牙杯和刷毛簇的组合使用和策略性布置的另一个实例能见于一种现有牙刷中，其具有包括由刷毛环包围的多个柔软弹性体洁牙杯的头部。还存在下面这样的牙刷：由刷毛环包围的致密装填的清洁元件分组形成集中的洁牙杯。在此牙刷中的刷毛环具有倾斜的一个或多个簇。
发明内容
在一方面，本发明可为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面包括椭圆形区和从所述椭圆形区展开(spreading out)的多个周向间隔开的螺旋；并且，对于每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在另一方面，本发明可为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面具有从中央区展开的螺旋的阵列；并且，对于每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在又一方面，本发明可为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面具有从中央区展开的螺旋的第一涡旋(whirl)；并且对于第一涡旋中的每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在又一方面，本发明可为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面具有中央区；弓形清洁元件壁的第一阵列从第一表面延伸，在第一阵列中的弓形清洁元件壁中的每一个包括凸出周围表面和凹入周围表面；并且弓形清洁元件壁的第一阵列被布置成以间隔开的方式在周向包围中央区且被定向成在第一阵列中的每个清洁元件壁的凸出周围表面与第一阵列中相邻清洁元件壁的凹入周围壁相对。
在另一方面，本发明可为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面具有中央区；清洁元件壁的阵列从第一表面延伸，在第一阵列中的清洁元件壁中的每一个包括长度和宽度，且长度大于宽度；并且，清洁元件壁的第一阵列被布置成以间隔开的方式在周向包围中央区且被定向成清洁元件壁的长度从中央区沿径向向外延伸。
在又一方面，本发明可为一种用于合并到带把手口腔护理器具中的装置，包括：基部，其具有第一表面；第一表面包括椭圆形区和从椭圆形区展开的多个周向间隔开的螺旋；并且对于每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在再一方面，本发明可为一种用于合并到带把手口腔护理器具中的装置，包括：基部，其具有第一表面，第一表面具有从中央区展开的螺旋的阵列；并且对于每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在另一方面，本发明可为一种用于合并到带把手口腔护理器具中的装置，包括：基部，其具有第一表面，第一表面具有从中央区展开的螺旋的第一涡旋；并且对于第一涡旋中的每个螺旋，弓形清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
在再一方面，本发明可为一种用于合并到带把手口腔护理器具中的装置，包括：基部，其具有第一表面，第一表面具有中央区；第一阵列的弓形清洁元件壁，其从第一表面延伸，在第一阵列中的弓形清洁元件壁中的每一个包括凸出周围表面和凹入周围表面；并且第一阵列的弓形清洁元件壁被布置成以间隔开的方式在周向包围中央区且被定向成在第一阵列中的每个清洁元件壁的凸出周围表面与第一阵列中相邻清洁元件壁的凹入周围壁相对。
在再一方面，本发明可为一种用于合并到带把手口腔护理器具中的装置，包括：基部，其具有第一表面，第一表面具有中央区；清洁元件壁的阵列，其从第一表面延伸，在第一阵列中的清洁元件壁中的每一个包括长度和宽度，且长度大于宽度；并且，清洁元件壁的第一阵列被布置成以间隔开的方式在周向包围中央区且被定向成清洁元件壁的长度从中央区沿径向向外延伸。
在再一方面，本发明可为一种用于带把手口腔器具的装置，包括：环形壁，其具有外表面和内表面，外表面和内表面形成绕中心轴线的腔；以及弓形清洁元件壁的阵列，其从环形壁的外表面沿径向向外延伸，弓形清洁元件壁的阵列以间隔开的方式绕环形壁的圆周定位。
在另一方面，本发明为一种用于带把手口腔器具的装置，包括：弹性体环形壁，其具有外表面和内表面，外表面和内表面形成绕中心轴线的腔；以及弹性体清洁元件壁的阵列，其从环形壁的外表面沿径向向外延伸，弹性体清洁元件的阵列以间隔开的方式绕弹性体环形壁的圆周定位。
在另一方面，本发明为一种口腔护理器具，包括：把手；连接到所述把手的头部，头部包括第一表面，第一表面包括中央区和从椭圆形区展开的多个周向间隔开的螺旋；并且对于每个螺旋，细长清洁元件壁沿着螺旋从头部的第一表面向外延伸。
附图说明
本发明能用于广泛的口腔护理器具和卫生产品中。附图示出了本发明的一种用途且不应理解为本发明的唯一实施例。
图1为根据本发明的一实施例的呈手动牙刷的形式的带把手的口腔护理器具的透视图。
图2是图1的牙刷的正视图。
图3为图1的牙刷的右侧视图，其左侧视图为镜像。
图4为图1的牙刷头部的特写透视图。
图5A为根据本发明的一实施例的图1的牙刷的弹性体涡轮环的透视图。
图5B为从图1的牙刷移除的第一阵列的弓形清洁元件壁之一的透视图。
图5C为从图1的牙刷移除的第二阵列的弓形清洁元件壁之一的透视图。
图6为图1的牙刷头部的正视图。
图7为沿着图6的视图VII-VII所截取的图1的牙刷头部的截面图。
图8为沿着图6的视图VIII-VIII所截取的图1的牙刷头部的截面图。
图9为示出图1的牙刷的弓形清洁元件壁的几何布置的示意图。
图10为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第一替代几何布置的示意图。
图11为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第二替代几何布置的示意图。
图12为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第三替代几何布置的示意图。
图13为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第四替代几何布置的示意图。
图14为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第五替代几何布置的示意图。
图15为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第六替代几何布置的示意图。
图16为根据本发明的牙刷的弓形清洁元件壁的第七替代几何布置的示意图。
图17为根据本发明的实施例的带把手的口腔护理器具的头部的特写透视图。
图18为图17的头部的特写正视图。
图19为根据本发明的一实施例的清洁元件盘的透视图。
具体实施方式
在下文的描述中，关于合并了发明性清洁元件的布置的手动牙刷讨论了本发明。但是，在其它形式中，本发明能呈其它口腔护理器具的形式，包括软组织清洁器具，电动牙刷或被设计用于口腔护理的其它带把手的器具。此外，本发明能呈圆盘状板的形式，其合并了发明性清洁元件壁的布置以与诸如牙刷或软组织清洁器具的手动或电动口腔护理器具合作来进行操作。
首先同时参看图1至图4，示出根据本发明的一实施例的牙刷100。牙刷100大体上包括把手110和头部120。把手110向使用者提供他/她可易于抓握和操纵牙刷100的机制。大体上示出把手110且其可由多种不同形状、大小、材料和本领域技术人员熟知的多种制造方法来形成。若需要，把手110可包括由弹性体材料制成的合适纹理化握把(未图示)或者可为多部分构造。简言之，把手110的细节并不限制本发明且因此出于本发明的目的，无需进一步讨论。
牙刷100沿着纵向轴线A-A从近端112延伸到远端113(在图2中示出)。头部120可通过操作连结到把手110的远端。牙刷的头部110和把手120优选地使用模制、铣削、机械加工或其它合适工艺形成为单个单体结构。但是，在其它实施例中，把手110和头部120可形成为单独构件，它们在制造工艺的随后阶段通过本领域中已知的任何合适技术连接，包括(但不限于)热焊接，紧密配合组装、联接套筒、粘附或紧固件。头部120和把手110为单体构造还是多件构造(包括连接技术)都不限制本发明。
此时应该指出的是诸如远端、中部、近端、上部、下部、顶部、底部、左、右等相对术语只用于描写牙刷100的构件相对于彼此的相对位置，且预期并不以任何另外的方式限制本发明。
头部120通常包括前表面121、后表面122和周围表面123。头部120的前表面121和后表面122能呈多种形状和轮廓，它们都不限制本发明。举例而言，前表面121和后表面122可为平面的、仿形的或其组合。此外，若需要，后表面122还可包括用于口腔清洁的额外结构，诸如软组织清洁器。合适软组织清洁器的实例在2006年12月5日授予给本申请的受让人的美国专利7,143,462中公开，其全文以引用的方式结合到本文中。而且，虽然头部120通常相对于把手110的颈部111加宽，但在一些构造中，其可简单地为把手110的连续延伸或缩窄。
前表面121包括从其延伸的清洁元件130的集合，其用于与口腔表面进行清洁接触。虽然清洁元件130的集合特别地适合于刷牙，但清洁元件130的集合也可用于清洁口腔软组织，诸如舌、牙龈或面颊，作为牙齿的替代或补充。如本文所用的术语“清洁元件”在一般意义上用于指能通过相对表面接触来于清洁或按摩口腔表面的任何结构。“清洁元件”的常见实例包括(但不限于)刷毛簇、长丝刷毛、纤维刷毛、尼龙刷毛、螺旋刷毛、橡胶刷毛、弹性体突起、柔性聚合物突起、共挤长丝、茸尾刷毛(flag bristles)、压接刷毛、抗细菌刷毛和其组合和/或包含这种材料的结构或组合。
本发明的清洁元件能以本领域中已知的任何方式连接到头部120。举例而言，无锚植毛(anchor free tufting，AFT)能用于安装清洁元件。在AFT中，板或膜诸如通过超声焊接固定到刷头上。刷毛延伸穿过板或膜。在板或膜的一侧上的刷毛自由端执行清洁功能。在板或膜的另一侧上的刷毛端部由热而融合在一起从而锚固就位。任何合适形式的清洁元件可用于本发明的广泛实践中。或者，刷毛可通过延伸穿过簇块中的合适开口而安装到簇块或部段上使得刷毛基部安装于簇块内或下方。当然，也可使用传统卡钉锚固(staple anchoring)技术。
一般而言，清洁元件130的集合包括第一组131清洁元件，第二组132清洁元件和第三组138清洁元件。在概念上，头部120包括远端区域124、中部区域125和近端区域126。第一组131清洁元件从头部120的远端区域124延伸。第二组132清洁元件从头部120的近端区域126延伸。第三组138清洁元件从头部的中部区域125延伸。
第一组130清洁元件和第二组131清洁元件大体上示出在牙刷100中，因为第一组和第二组清洁元件的确切布置和数量在本发明的某些实施例中并不特别值得关注。在第一组130和第二组131内的清洁元件的细节不应认为限制本发明，除非在权利要求中具体地陈述。实际上，在本发明的某些实例实施例中，第一组130清洁元件和第二组131清洁元件可一并省略或显著更改。然而，发展了第一组130清洁元件和第二组131清洁元件的特别适用且有效的布置(在下文关于图17和图18进行论述)且在某些实施例中认为是本发明的部分。
第三组138清洁元件通常包括第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e。如在下文中更详细地描述的那样，第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e在头部120上策略性地定位且定向以便形成从中央区延伸的两个螺旋涡旋的外观。换一种方式考虑，几何配置类似于具有两组叶片的涡轮。如本文所用的术语“中央区”并不指该区在头部120上的相对位置而是指该区由清洁元件壁的阵列在周向包围的现实。此外，在某些实例中，术语“中央区”包括在头部上的仅参考点且并不限于参考区域。
同时参看图4和图6，现将讨论根据本发明的一实施例的牙刷100头部120上的第三组138清洁元件的本发明布置和方位的细节。在第三组138中的清洁元件布置被具体地设计成改进清洁和抛光口腔表面的效果，在刷牙期间保持洁牙剂在牙刷头部120上，和/或按摩并分配在头部120上的洁牙剂。
应了解清洁元件的特定子集的概念和布置将在下文中相对于其位置关于某些几何形状、轴线和假设区域或区来描述。但应了解这些几何形状、轴线和假设区域或区可不在物理上描写在具有任何结构、屏障或界面的头部120上，而是仅用于描述特定元件的相对位置和方位。
如上文所述的那样，第三组138清洁元件通常包括第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e。第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e优选地由弹性体材料构成而第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e优选地由致密装填的刷毛构成。合适弹性体材料包括适用于口腔卫生装置中的任何生物相容的弹性材料。为了提供最佳舒适性以及清洁益处，弹性体材料优选地具有在A8至A25邵氏硬度范围内的硬度性质。一种优选的弹性体材料为由GLS公司制造的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)。然而也可使用由其它制造商的SEBS材料或在所提到的硬度范围内或外的其它材料。当然，用于第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e的构造材料在另一实例中可分别更改。在另外的实施例中，第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e能由相同材料构成，无论其为弹性体、刷毛还是其组合。
第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e以交替的排列在周向包围细长中央清洁元件135。细长中央清洁元件135优选地为致密装填的纤维刷毛簇，但也可为弹性体指状物或其它材料或结构。当然，在本发明的某些实施例中可省略中央清洁元件135。
细长中央清洁元件135优选地沿着轴线B-B在基本上法向方位从头部120的前表面121向外延伸。同样，第一阵列和第二阵列的个别清洁元件壁133a-e、134a-e也以基本上法向方位从头部120的前表面121延伸。当然，在替代实施例中，一个或多个前述清洁元件133a-e、134a-e、135可相对于前表面121成角度。
现同时参看图5A、图5B和图6至图8，将描述第一阵列的清洁元件壁133a-e的结构细节。第一阵列的清洁元件壁133a-e与环壁136一体地形成，且以弯曲方式从环壁136沿径向向外延伸。总体上，第一阵列的清洁元件133a-e和环壁136形成涡轮状装置50。
环壁136形成基本上闭合圈，其在周向包围轴线B-B。环壁136优选地为如上文所讨论的弹性体材料且也以基本上法向方位从头部120的前表面121向外延伸。环壁136在图示实施例中具有圆形的形状但可呈其它形状，诸如形成基本上闭合圈的其它椭圆形或多边形。
环壁136以及第一阵列的清洁元件壁133a-e形成中央腔137(细长中央清洁元件135位于其内且向外延伸以便从腔137突伸)。环壁136具有凸出外周围表面238、凹入内部周围表面139和顶表面140。环壁136的顶表面140可为平坦的、锥形的或仿形的。环壁具有高度H1(从头部的第一表面121向顶表面140测量)。在一实施例中，高度H1优选地在1至7毫米范围，且最优选地为5毫米。
弓形清洁元件壁133a-e以周向间隔开的方式布置于环壁136周围以便绕环壁136在周向彼此等距。虽然示出五个弓形清洁元件壁133a-e，但能根据需要使用更少或更多弓形清洁元件壁。所有弓形清洁元件壁133a-e也离轴线B-B在径向等距。如在下文中关于图9详细地描述的那样，弓形清洁元件壁133a-e中的每一个绕环壁136在空间上布置且具有曲率以便沿着从中心区CZ延伸的螺旋从头部120的第一表面121向外延伸。如在图9中可看出的那样，弓形清洁元件壁133a-e沿着螺旋共延地(coextensively)延伸。环壁136在口腔护理器期间向弓形清洁元件壁133a-e提供结构支承和完整性，而不会干扰口腔表面清洁。
弓形清洁元件壁133a-e具有凹入周围表面141、凸出周围表面142、第一周围端表面143和第二周围端表面144，它们一起限定弓形清洁元件壁133a-e的水平截面。弓形清洁元件壁133a-e终止于顶表面145中。顶表面145可为平坦的、锥形、仿形或其组合。此外，顶表面145可为平滑的或粗糙化的。凹入周围表面141和凸出周围表面142被布置成随着沿着弓形清洁元件壁133a-e沿径向向外移动而逐渐会聚。因此，弓形清洁元件壁133a-e在第一周围端表面143处比在第二周围端表面144处更宽。
弓形清洁元件壁133a-e优选地从头部120的第一表面121向外延伸使得凹入周围表面141和凸出周围表面142基本上垂直于头部120的第一表面121。当然，若需要，这些表面141、142中的一个或两个可相对于前表面121倾斜。弓形清洁元件壁133a-e具有沿着其中心线CL1测量的长度L1。弓形清洁元件壁133a-e的长度L1大于弓形清洁元件壁134a-e的(平均)宽度，优选地以至少2∶1的比例。
弓形清洁元件壁133a-e具有高度H2(从头部的第一表面121向顶表面145测量)。高度H2优选地大于高度H1。在一实施例中，高度H2优选地在8至12毫米范围，且最优选地为10毫米。
虽然环壁136和弓形清洁元件壁133a-e通过模制或其它技术一体地形成为单个单体结构，但环壁136和弓形清洁元件壁133a-e能单独地形成和/或为非单体结构。在其它实施例中，环壁136可省略且弓形清洁元件壁133a-e可以所需布置和方位独立地站立。
现同时参看图5C和图6至图8，将描述第二阵列的清洁元件壁134a-e的结构细节。第二阵列的每个清洁元件壁134a-e优选地由致密装填的纤维刷毛壁形成。第二阵列的清洁元件壁134a-e从轴线B-B沿径向向外延伸且以间隔开的方式在周向包围轴线B-B。第二阵列的清洁元件壁134a-e优选地以基本上法向方位从头部120的前表面121向外延伸。
弓形清洁元件壁134a-e以周向间隔开的方式布置以便绕轴壁B在周向彼此等距。虽然示出五个弓形清洁元件壁134a-e，但能根据需要使用更少或更多弓形清洁元件壁。所有弓形清洁元件壁134a-e也离轴线B-B在径向等距。如将在下文中关于图9详细地描述的那样，弓形清洁元件壁134a-e中的每一个在头部120上空间上布置以便沿着从中心区CZ延伸的螺旋从第一表面121向外延伸。如在图9中可看出，弓形清洁元件壁134a-e与螺旋共延地延伸。
弓形清洁元件壁134a-e具有凹入周围表面146、凸出周围表面147、第一周围端表面148和第二周围端表面149，它们一起限定弓形清洁元件壁134a-e的水平截面。弓形清洁元件壁134a-e终止于顶表面150中。顶表面150可为平坦的、锥形、仿形或其组合。优选地，顶表面相对于前表面121成角度。凹入周围表面146和凸出周围表面147被布置成随着沿着弓形清洁元件壁134a-e沿径向向外移动而逐渐会聚。因此，弓形清洁元件壁134a-e在第一周围端表面148处比在第二周围端表面149处更宽。
弓形清洁元件壁134a-e优选地从头部120的第一表面121向外延伸使得凹入周围表面146和凸出周围表面147基本上垂直于头部120的第一表面121。弓形清洁元件壁134a-e具有沿着其中心线CL2测量的长度L2。弓形清洁元件壁134a-e的长度L2大于弓形清洁元件壁134a-e的(平均)宽度，优选地以至少2∶1的比例。
弓形清洁元件壁134a-e具有高度H3(从头部120的第一表面121向顶表面150测量)。高度H3优选地大于高度H2。在一实施例中，高度H3优选地在10至14毫米范围，且最优选地为12毫米。
现参看图9，将描述第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e的几何布置。作为参考点，假设中央区CZ选择于头部120的前表面121上的所需位置。中央区CZ优选地为椭圆形但可呈任何形状或者可为一点。假设从中央区CZ延伸第一阵列的螺旋1和第二阵列的螺旋2。虽然螺旋1、2图示为渐开线螺旋，但也可使用其它螺旋。而且，虽然螺旋阵列1和螺旋阵列2为顺时针螺旋，但一个或另一个或两个阵列可为逆时针螺旋(如在图12至图15的实施例中所图示的那样)。
第一阵列的螺旋1绕中央区CZ的周边彼此在周向间隔开。更具体而言，第一阵列的螺旋1的起点以等距方式绕中央区CZ在周向彼此间隔开。第一阵列的螺旋1根据所需螺旋几何方程式从其向外延伸。如可看出的那样，第一阵列的螺旋1在其限定几何特征方面彼此相同，包括弧长、曲率和切向角。
同样，第二阵列的螺旋2也绕中央区CZ在周向彼此间隔开。第二阵列的螺旋2的起点以等距方式绕中央区CZ的周边在周向彼此间隔开。第二阵列的螺旋2根据所需螺旋几何方程式从其向外延伸。如可看出的那样，第二阵列的螺旋2在其限定几何特征方面彼此相同，包括弧长、曲率和切向角。但是，在图示实施例中，第二阵列的螺旋2具有不同于第一阵列的螺旋1的限定几何特征。
第一阵列的螺旋1和第二阵列的螺旋2提供弓形清洁元件壁133a-e、134a-e在头部120上的定位和方位的“路线图”。具体而言，弓形清洁元件133a-e中的每一个沿着第一阵列的螺旋1之一延伸而弓形清洁元件壁134a-e中的每一个沿着第一阵列的螺旋1之一延伸。最优选地，第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e沿着第一阵列的螺旋1延伸使得弓形清洁元件壁133a-e的中心线CL1与螺旋1重合。同样，第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e优选地沿着第二阵列的螺旋2延伸使得弓形清洁元件壁134a-e的中心线CL2与螺旋2重合。当然，在其它实施例中，弓形清洁元件壁的中心线可不与螺旋重合。
如从图9可看出，第一阵列和第二阵列的弓形清洁元件壁133a-e、134a-e沿着螺旋1、2以交替方式在周向包围中央区CZ。因此，第一阵列的弓形清洁元件壁133a的凹入周围表面141与第二阵列的弓形清洁元件壁134a的凸出周围表面147相对。换一种方式考虑，在绕中央区CZ顺时针行进时，全部第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e在相同方向上弯曲。
第一阵列的螺旋1形成从中央区CZ延伸的第一涡旋图案。第二阵列的螺旋2形成从中央区CZ延伸的第二涡旋图案。
最后，当实施第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e和第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e的优选高度H2、H3、优选构造材料和交替方式时，牙刷100包括清洁元件的双涡轮状布置，其中更短的弹性体清洁元件壁在周向与致密装填刷毛形成的更高清洁元件壁交替。涡轮状和交替的排列提供在刷牙期间清洁和抛光使用者牙齿的有效机制。
环壁136和/或第一阵列的弓形清洁元件壁133a-e、第二阵列的弓形清洁元件壁134a-e合作以帮助在刷牙期间维持洁牙剂就位。中央区CZ(其包括腔137和中央清洁元件135)提供接纳洁牙剂的中央体积。从此处，洁牙剂将向外工作/流动到通道151(其中的几个描写于图6中)内，通道151形成于双涡轮状布置的第一阵列和第二阵列的相邻弓形清洁元件壁133a-e、134a-e之间。但是，通道151的弓形形状减缓了洁牙剂的径向出流，允许在刷牙期间更高效施加到口腔表面上。陈述上文所讨论的作用机制仅仅是为了解释本发明的改进操作。其也不认为限制本发明的范围。
图10至图16示出根据本发明的第三组138清洁元件壁的清洁元件壁的替代布置138A-G的多个实例。为了避免冗余，将省略这些布置138A-G的详细描述，应了解上文关于图1至图9的概念讨论是可适用的。
图10公开了根据本发明的第一替代的清洁元件壁133a-e的布置138A。布置138A与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同之处在于布置138A仅包含第一阵列的清洁元件壁133a-e且省略了中央清洁元件135和第二阵列的清洁元件壁134a-e。
图11公开了根据本发明的第二替代的清洁元件壁134a-e的布置138B。布置138B与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同之处在于布置138B仅包含第二阵列的清洁元件壁134a-e且省略了中央清洁元件135和第二阵列的清洁元件壁133a-e。
图12公开了根据本发明的第三替代的清洁元件壁133a-e，134a-e的布置138C。布置138C与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同在于清洁元件壁133a-e、134a-e延伸所沿着的第一阵列的螺旋1和第二阵列的螺旋2都为逆时针螺旋。
图13公开了根据本发明的第四替代的清洁元件壁133a-e的布置138D。布置138D与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同之处在于布置138D仅包含第一阵列的清洁元件壁133a-e，且省略了中央清洁元件135第二阵列的清洁元件壁134a-e且清洁元件壁133a-e延伸所沿着的第一阵列的螺旋1为逆时针螺旋。
图14公开了根据本发明的第五替代的清洁元件壁134a-e的布置138E。布置138E与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同之处在于布置138E仅包含第二阵列的清洁元件壁133a-e，且省略了中央清洁元件135和第一阵列的清洁元件壁133a-e且清洁元件壁134a-e延伸所沿着的第二阵列的螺旋2为逆时针螺旋。
图15公开了根据本发明的第六替代的清洁元件壁133a-c，134a-c的布置138F。布置138F与上文在图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同之处在于该布置138F仅包含第一阵列和第二阵列中的每一个的三个清洁元件壁133a-c、134a-c。而且，清洁元件壁134a-e延伸沿着的第二阵列的螺旋2为逆时针螺旋。清洁元件壁133a-e延伸所沿着的第一阵列的螺旋1为顺时针螺旋。
图16公开了根据本发明的第七替代的清洁元件壁133a-e，134a-e的布置138G。布置138G与在上文中图1至图9中所讨论的第三组138清洁元件的不同在于第一阵列的清洁元件壁133a-e和第一阵列的清洁元件壁134a-e为非弓形的。更具体而言，第一阵列的清洁元件壁133a-e和第二阵列的清洁元件壁134a-e都为细长线性形状。第一阵列的清洁元件壁133a-e具有平面的周围侧表面141、平面的周围侧表面142、第一周围端表面143和第二周围端表面144。第一周围端表面143和第二周围端表面144限定第一阵列的清洁元件壁133a-e的长度L1。同样，第二阵列的清洁元件壁134a-e具有平面的周围侧表面146、平面的周围侧表面147、第一周围端表面148和第二周围端表面149。第一周围端表面148和第二周围端表面149限定第二阵列的清洁元件壁134a-e的长度L2。
第一阵列的清洁元件壁133a-e沿着螺旋1从头部的第一表面向外延伸。更具体而言，第一阵列的清洁元件壁133a-e沿着螺旋1布置使得螺旋1延伸清洁元件壁133a-e的长度L1以便与每个清洁元件壁133a-e的第一周围端表面143和第二周围端表面144相交。长度L1大于清洁元件壁133a-e的宽度。同样，第二阵列的清洁元件壁134a-e沿着螺旋2从头部沿着的第一表面向外延伸。更具体而言，第二阵列的清洁元件壁134a-e沿着螺旋2布置使得螺旋2沿着清洁元件壁134a-e的长度L2延伸以便与每个清洁元件壁134a-e的第一周围端表面148和第二周围端表面149相交。长度L2大于清洁元件壁134a-e的宽度。
现参看图17至图18，图1至图9的牙刷100被图示为具有第一组131清洁元件和第二组132清洁元件的清洁元件的一个具体布置。第一组131包括清洁元件131a-i，其从头部120的远端区域124延伸。第二组132包括清洁元件132a-i，其从头部120的近端区域126延伸。
在图示实施例中，第一组清洁元件131a-i和第二组清洁元件132a-i为致密装填纤维刷毛簇或弓形壁。但是，第一组清洁元件131a-i和第二组清洁元件132a-i中的一个或多个(或各个子集)能呈其它形式，诸如弹性体壁或指状物。
第一组131清洁元件包括第一分组清洁元件131a、131h、131i、131f，它们邻近中央第三组138清洁元件朝向头部120的远端定位。同样，第二组132清洁元件包括第一分组的清洁元件132a、132h、132i、132f，它们邻近中央第三组138清洁元件朝向头部120的近端定位。清洁元件131-132a、131-132h、131-132i、131-132f中的每一个为圆柱形刷毛簇，圆柱形刷毛簇从头部120顶表面121以基本上法向(即，直立)方位延伸且具有终止于锥形顶端的自由端。第一分组清洁元件131-132a、131-132h、131-132i、131-132f中的每一个以大体上弯曲布置分别布置于中央组138清洁元件的近端侧和远端侧附近。
第一组131清洁元件还包括沿着头部120的最远端周边定位的第二分组清洁元件131b、131c、131d、131e。清洁元件131b、131c、131d、131e中的每一个呈致密填充的刷毛的细长弓形壁形式。第二分组清洁元件131b、131c、131d、131e一起形成在头部120的最远端处的较大部分椭圆形(par-elliptical)清洁元件壁，其大体上对应于头部120远端周边的曲率。第二分组中的相邻清洁元件131b、131c、131d、131e由间隙彼此分开。中央清洁元件131g在中央设于由清洁元件131b、131c、131d、131e形成的部分椭圆形清洁元件壁内。中央清洁元件131g为圆柱形刷毛簇。清洁元件131b、131c、131d、131e、131g中的每一个相对于前表面121以倾斜方位(例如，非法向角)从头部的前表面121延伸。更具体而言，清洁元件131b、131c、131d、131e、131g以倾斜方位从头部120的前表面121延伸，倾斜方位远离头部120的横向中心线且朝向头部120的远端成角度(从清洁元件131b、131c、131d、131e、132g的基部向自由端测量)。
同样，第二组132清洁元件还包括沿着头部120的最近端周边定位的第二分组清洁元件132b、132c、132d、132e。清洁元件132b、132c、132d、132e中的每一个呈致密填充的刷毛的细长弓形壁形式。第二分组清洁元件132b、132c、132d、132e一起形成在头部120的最近端处的较大部分椭圆形清洁元件壁，其大体上对应于头部120近端周边的曲率。第二分组中的相邻清洁元件132b、132c、132d、132e由间隙彼此分开。中央清洁元件132g在中央设于由清洁元件132b、132c、132d、132e形成的部分椭圆形清洁元件壁内。清洁元件132b、132c、132d、132e、132g中的每一个相对于前表面121以倾斜方位(例如，非法向角)从头部120的前表面121延伸。更具体而言，清洁元件132b、132c、132d、132e、132g以倾斜方位从头部的前表面121延伸，倾斜方位远离头部120的横向中心线且朝向头部120的近端成角度(从清洁元件132b、132c、132d、132e、132g的基部向自由端测量)。
现参看图19，示出了根据本发明的一实施例合并到带把手的口腔护理器具中的清洁元件盘600。清洁元件盘600基本上为板状盘，其合并了在上文中关于图1至图9所描述的第三组138清洁元件。该装置600大体上包括圆形基板601和在上文中关于图1至图9所描述的第三组138清洁元件。为了避免冗余，省略了第三组138清洁元件的进一步详细描述。但应了解清洁元件盘600能利用在上文中关于图10至图16中所公开的清洁元件布置的变型中的任何变型。
清洁元件盘600特别适用于电动牙刷，其中清洁元件盘600将在电动牙刷上锁定就位且可操作地连接到转动元件。在此实施例中，清洁元件盘600在使用中将优选地以振荡方式转动。但是清洁元件盘600也能用于手动牙刷中，其中清洁元件盘600能扣合锁定/解锁进出牙刷头部以进行替换。这些技术是本领域中已知的。
最后，应当指出的是在本发明的某些实施例中，多个第三组138清洁元件能布置于牙刷100头部120上。在此实施例中，第三组138清洁元件优选地沿着头部120的纵向轴线A-A对准。此外，在此实施例中，可使用第三组138-138G的布置中的任一布置。而且，布置138-138G能根据需要混合和匹配。
虽然详细地描述和说明了本发明的多个实施例，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下，各种替代和变型将会对本领域技术人员而言变得显而易见。由于在不偏离本发明的范围的情况下能对上述方法、组成和结构做出各种变化，因此预期包含于本申请中的所有事项，包括上文所述的所有机制和/或互动模式，应理解为只是说明性的且绝不限制所附权利要求的范围。

Claims (30)

1. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面，所述第一表面包括中央区；
多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从所述第一表面的中央区展开的多个间隔开的相应螺旋路径共延地延伸；并且
所述多个螺旋路径包括第一阵列的螺旋路径和第二阵列的螺旋路径，且沿着所述第一阵列的螺旋路径延伸的所述弓形清洁元件壁由致密装填的刷毛构成，且沿着所述第二阵列的螺旋路径延伸的所述弓形清洁元件壁由弹性体材料构成。
2. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于，所述弓形清洁壁中的每一个具有凸出周围表面和相对的凹入周围表面。
3. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于还包括中央清洁元件，其在所述中央区的中心从所述头部的第一表面向外延伸。
4. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的螺旋路径由第一组几何特征限定，且所述第二阵列的螺旋路径由不同于所述第一组几何特征的第二组几何特征限定。
5. 根据权利要求4所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的螺旋路径和第二阵列的螺旋路径的弓形清洁元件壁以交替方式在周向包围所述中央区。
6. 根据权利要求5所述的口腔护理器具，其特征在于，沿着所述第一阵列的螺旋路径延伸的所述弓形清洁元件壁具有第一高度，且沿着所述第二阵列的螺旋路径延伸的所述弓形清洁元件壁具有大于所述第一高度的第二高度。
7. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于，所述弓形清洁元件壁以周向对称方式包围所述中央区。
8. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于，所述弓形清洁元件壁中的每一个与所述中央区的中点以相同径向距离分隔开。
9. 根据权利要求1所述的口腔护理器具，其特征在于还包括：
所述头部包括远端区域、中部区域和近端区域；
所述中央区和所述弓形清洁元件壁位于所述头部的中部区域内；
第一组清洁元件，其从所述头部的近端区域中的所述第一表面延伸；以及
第二组清洁元件，其从所述第一表面延伸且位于所述头部的远端区域中。
10. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面，所述第一表面包括中央区；
多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从所述第一表面的中央区展开的多个间隔开的相应螺旋路径共延地延伸；
环形壁，其从所述头部的第一表面向外延伸，所述环形壁包围所述中央区；并且
所述弓形清洁元件壁与所述环形壁一体且从所述环形壁延伸。
11. 根据权利要求10所述的口腔护理器具，其特征在于，所述弓形元件壁具有第一高度，且所述环形壁具有第二高度，所述第一高度大于所述第二高度；且所述弓形清洁元件壁和环形壁由弹性体材料构成。
12. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面；
多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从中央区展开的第一涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸；
第二多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从所述中央区展开的第二涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸；
沿着所述第一涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁由致密装填的刷毛构成，且沿着所述第二涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁由弹性体材料构成；并且
所述第一涡旋和第二涡旋的弓形清洁元件壁以交替方式在周向包围所述中央区。
13. 根据权利要求12所述的口腔护理器具，其特征在于，沿着所述第一涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁具有长度、宽度和高度，且沿着所述第一涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁的宽度随着离所述中央区的径向距离而逐渐缩小。
14. 根据权利要求12所述的口腔护理器具，其特征在于，沿着所述第二涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁具有长度、宽度和高度，且沿着所述第二涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁的宽度随着离所述中央区的径向距离而逐渐缩小。
15. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面；
多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从中央区展开的第一涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸；
第二多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从所述中央区展开的第二涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸，
所述第一涡旋的螺旋路径由第一组几何特征限定，且所述第二涡旋的螺旋路径由不同于第一组几何特征的第二组几何特征限定；并且
所述第一涡旋和第二涡旋的弓形清洁元件壁以交替方式在周向包围所述中央区。
16. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面；
多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从中央区展开的第一涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸；
第二多个弓形清洁元件壁，其从所述头部的第一表面向外延伸且沿着从所述中央区展开的第二涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地延伸；
沿着所述第一涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁具有第一高度，且沿着所述第二涡旋的螺旋路径定位的所述弓形清洁元件壁具有大于所述第一高度的第二高度；并且
所述第一涡旋和第二涡旋的弓形清洁元件壁以交替方式在周向包围所述中央区。
17. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面，所述第一表面具有中央区；
第一阵列的弓形清洁元件壁，其从所述第一表面延伸，在所述第一阵列中的所述弓形清洁元件壁中的每一个包括凸出周围表面和凹入周围表面；并且
所述第一阵列的弓形清洁元件壁被布置成以间隔开的方式在周向包围所述中央区且被定向成在所述第一阵列中的每个清洁元件壁的凸出周围表面与所述第一阵列中相邻清洁元件的凹入周围表面相对。
18. 根据权利要求17所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的清洁元件壁沿着从所述中央区展开的第一涡旋的螺旋路径的多个相应螺旋路径共延地布置。
19. 根据权利要求17所述的口腔护理器具，其特征在于还包括：
第二阵列的弓形清洁元件壁，其从所述第一表面延伸，在所述第二阵列中的所述弓形清洁元件壁中的每一个包括凸出周围表面和凹入周围表面；
所述第二阵列的弓形清洁元件壁被布置成以间隔开的方式在周向包围所述中央区且被定向成在所述第二阵列中的每个清洁元件壁的凸出周围表面与所述第一阵列中相邻清洁元件壁的凹入周围表面相对；并且
所述第一阵列和第二阵列的清洁元件壁以周向交替的排列布置。
20. 根据权利要求19所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的弓形清洁元件壁由致密装填的刷毛构成，且所述第二阵列的弓形清洁元件壁由弹性体材料构成。
21. 根据权利要求19所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的弓形清洁元件壁具有第一高度，且所述第二阵列的弓形清洁元件壁具有大于所述第一高度的第二高度。
22. 一种用于带把手口腔护理器具的装置，所述装置包括：
环形壁，其具有外表面和内表面，所述外表面和所述内表面形成腔；以及
弓形清洁元件壁的阵列，其从所述环形壁的外表面沿径向向外延伸，所述弓形清洁元件壁的阵列以间隔开的方式绕所述环形壁的圆周定位；并且
所述环形壁和弓形清洁元件壁的阵列由弹性体材料形成。
23. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述环形壁和弓形清洁元件壁的阵列一体地形成为单体结构。
24. 根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述环形壁具有第一高度，且所述弓形清洁元件壁的阵列具有大于所述第一高度的第二高度。
25. 根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述阵列的弓形清洁元件壁中的每一个沿着从所述环形壁延伸的螺旋路径从所述环形壁共延地向外延伸。
26. 一种口腔护理器具，包括：
把手；
连接到所述把手的头部，所述头部包括第一表面，所述第一表面包括中央区；并且
对于从所述中央区展开的多个间隔开的螺旋路径中的每一个，线性细长清洁元件壁，其具有第一周围端表面和第二周围端表面，第一周围端表面和第二周围端表面限定所述线性细长清洁元件壁的长度，所述线性细长清洁元件壁沿着所述螺旋路径从所述头部的第一表面向外延伸，使得所述螺旋路径与所述线性细长清洁元件壁的第一周围端表面和第二周围端表面都相交；并且
所述多个螺旋路径包括第一阵列的螺旋路径和第二阵列的螺旋路径，且与所述第一阵列的螺旋路径相交的所述清洁元件壁由致密装填的刷毛构成，且与所述第二阵列的螺旋路径相交的所述清洁元件壁由弹性体材料构成。
27. 根据权利要求26所述的口腔护理器具，其特征在于，所述第一阵列的螺旋路径由第一组几何特征限定，且所述第二阵列的螺旋路径由不同于所述第一组几何特征的第二组几何特征限定。
28. 根据权利要求27所述的口腔护理器具，其特征在于，与所述第一阵列的螺旋路径和第二阵列的螺旋路径相交的清洁元件壁以交替方式在周向包围所述中央区。
29. 根据权利要求28所述的口腔护理器具，其特征在于，与所述第一阵列的螺旋路径相交的所述清洁元件具有第一高度，且与所述第二阵列的螺旋路径相交的所述清洁元件壁具有大于所述第一高度的第二高度。
30. 根据权利要求26所述的口腔护理器具，其特征在于，所述清洁元件壁中的每一个与所述中央区的中点以相同径向距离间隔开。
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