CN105828747B - 具有去除生物膜的接触点的牙刷 - Google Patents

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Abstract

一种牙刷设备提供对牙齿的生物膜的改进去除，该牙刷设备具有包括聚合物材料(例如硅树脂)的刷毛接触点。牙刷设备包括：头部，其具有顶部、与顶部相对的基部、正表面以及与正表面相对的背表面。头部的正表面包括沿行布置的刷毛接触点。行被布置成与头部的从头部的顶部延伸到头部的基部的纵轴正交。多个刷毛接触点中的每一个是从头部延伸并且包括聚合物材料的单个实心细长结构。设备进一步包括颈部以及柄部，其中，颈部联接至头部的基部，并且柄部经由颈部联接至头部。

Description

具有去除生物膜的接触点的牙刷
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2013年12月20日提交的名称为“ToothbrushWith Biofilm-Removing Touch Points”的共同未决的美国临时专利申请第61/919,673号以及于2014年12月18日提交的名称为“Toothbrush with Biofilm-Removing TouchPoints”的共同未决的美国实用新型专利申请第14/576,134号的优先权，上述两个专利申请的全部内容通过引用被并入本文中。
背景技术
本公开总体涉及一种牙刷，并且更具体地涉及牙齿清洁以及结合特定几何结构、材料特性和牙刷设备的一个或更多个马达产生的刺激的牙龈肌肉与组织按摩、刺激或治疗。
一般的口腔卫生和口腔健康取决于牙齿上和口腔中存在的微生物培养物和细菌以及相关的微生物分泌物，其损伤牙齿的保护层，从而引起龋洞产生和发展的更大可能性。这些微生物培养物存在于牙齿表面上的生物膜中以及存在于口腔中和牙齿表面上残留的食物中。生物膜和食物的有效去除使存在的微生物培养物和分泌物减少，并且有助于改善对牙齿的自然保护，从而引起更好的口腔卫生。
就对牙齿的较低层的暴露以及对接触和温度变化的敏感性而言，牙龈组织和肌肉对于牙齿保护是至关重要的。现今的牙齿护理产品和牙刷设备依赖于使用尼龙刷毛，尼龙刷毛在施加过大压力的情况下可能损伤牙龈组织和肌肉。此外，现今的基于尼龙刷毛或等效刷毛的牙齿护理设备和牙刷既不刺激组织也不增强循环，而刺激和循环对于牙龈组织和肌肉的再生和持续愈合过程而言很重要。
到目前为止，用于解决口腔卫生的装置是基于被设计成减少生物膜的存在、去除残留的食物以及治疗牙龈组织和肌肉的尼龙刷毛，然而，由于刷毛的几何结构和特性，所以这些装置不是很有效，这限制了这些装置跨大表面区域的牙齿去除很薄的生物膜的能力。这些刷毛也不能有效地刺激牙龈组织和肌肉。事实上，当前市售的大部分装置被设计有特定的机构，以最小化对牙龈组织的损伤而不是刺激牙龈组织。因此，需要的是以下装置：在有效地且安全地刺激牙龈组织和肌肉的同时，既可以克服上面的限制又可以以更大的功效去除生物膜。
发明内容
实施方式包括一种牙刷设备，该牙刷设备包括：一个或更多个振动马达或其它电磁装置，其可以向牙刷提供各种频率脉动；以及外部，该外部可以包括软的弹性材料例如硅树脂。设备还包括具有一个或更多个纹理化表面或实心表面的刷，用于清洁牙齿并且与牙龈组织和肌肉相互作用，所述一个或更多个纹理化表面包括例如尺寸为0.5mm至2.5mm的接触点，所述实心(solid)表面具有隆起。振动马达使刷的纹理化表面移动或振动，以用于施加至用户的牙齿和牙龈。随着用户在牙齿和牙龈上移动牙刷，与纹理化表面的接触点结合的振动脉动去除牙齿表面上的生物膜和其它污垢。振动脉动提供对用户的牙龈的轻击运动，以在没有磨损作用的情况下刺激组织。以大约50赫兹至300赫兹(Hz)发生振动。一个实施方式包括可以同步运行的高频低频振动马达或者其它电磁装置。同步脉动提供对牙齿的深度清洁。尽管在此处被称为牙刷，但装置还可以执行除清洁以外的其它功能，其它功能包括按摩、刺激、加热、施加牙膏或其它物质等。
附图说明
图1是根据一个实施方式的牙刷的立体图。
图2和图3是根据一个实施方式的牙刷的侧视图。
图4是根据一个实施方式的牙刷的正视图。
图5是根据一个实施方式的牙刷的背视图。
图6和图7分别是根据一个实施方式的牙刷的顶视图和底视图。
图8是根据一个实施方式的牙刷的头部的立体图。
图9是根据一个实施方式的牙刷的头部的正视图。
图10是根据一个实施方式的牙刷的头部的侧视图。
图11a是传统牙刷头部的立体图。
图11b是根据一些实施方式的牙刷头部的立体图。
图12是根据一个实施方式的牙刷的分解图。
图13是根据一个实施方式的牙刷的内部组件的图示。
附图仅出于说明的目的描绘出本公开的各个实施方式。本领域技术人员将会根据下面的讨论容易地认识到：可以在不脱离本文所描述的本公开的原理的情况下，采用本文所图示的结构和方法的替代实施方式。
具体实施方式
图1是根据一个实施方式的牙刷100的立体图。在一些实施方式中，牙刷100是下述机电装置，其使用来自AC电源(例如通过电力转换器)的电力或使用电池电力并且产生机械能，以机械地刺激口腔的各个部位(牙齿、牙龈、牙龈线、颚、舌头、内颊壁等)并且向口腔的各个部位提供脉动。
如图1所示，牙刷100具有头部102、柄部104和颈部106。颈部106将头部102联接或连接至柄部104。取决于使用情况或应用并且取决于目标用户(例如儿童与成人、具有敏感牙齿或牙龈的人等)，牙刷100可以由各种不同的材料制成，且被制造成具有各种不同的尺寸(如针对儿童的较小的牙刷)如不同的总长度、不同的长度或宽度的头部102、不同的长度或宽度的柄部104等。可选地，头部102具有圆形或平滑的周边并且朝向顶部逐渐变细(例如成椭圆形形状)，从而利于更容易在口腔中使用。
在一些实施方式中，头部102的正表面包括沿行布置的刷毛接触点110。行又被布置成与头部102的纵轴112正交，头部102的纵轴112从头部102的顶部152延伸到头部102的基部154。
在一些实施方式中，如插图150所图示的，多个刷毛接触点中的给定刷毛接触点为单个实心细长结构。此外，如插图150所示，给定刷毛接触点的单个实心细长结构具有矩形横截面积或横截面积从给定刷毛接触点的近侧端到远侧端减小的大致矩形横截面。换言之，给定刷毛接触点的单个实心细长结构沿其中心轴从基部到末端逐渐变细，从而形成四棱锥的截头锥体。在一些实施方式中，刷毛接触点的细长结构具有多边形横截面。例如，横截面可以是梯形——梯形横截面的两条平行边被形成为与头部的纵轴平行，较靠近头部的侧边缘或外边缘的边的长度比较远离头部的侧边缘或外边缘的边的长度更长。这在图160中被图示出，其中，插图150的接触点150-a和150-b具有梯形横截面。梯形的较靠近牙刷头部的外边缘或外周缘的边(例如155-a和157-a)的尺寸大于梯形的较远离周缘的边(例如155-b和157-b)的尺寸。因此，接触点可以被设计成横截面在刷头部的外边缘附近较宽而横截面朝向中心较窄。对于较靠近头部的外周缘或侧周缘的接触点，单个接触点的这个宽度的变化或差(例如边155-a的长度与边155-b的长度之间的差)可以更大。在这样的实施方式中，刷头部的中心附近的接触点更接近矩形并且具有更均匀的宽度。替代地或除多边形形状之外，还可以使用其它横截面形状例如圆形形状、椭圆形形状、矩圆形形状、凹入形状。横截面形状还可以基于接触点在牙刷的头部上的位置而变化——例如，圆形横截面可以用于顶部152附近的接触点，梯形的横截面可以用于头部的外周缘附近的接触点，而矩形或正方形横截面可以用于头部的中央区中。
此外，横截面形状可以被配置成沿牙刷头部的纵轴具有较窄或较小的尺寸。例如，矩形或多边形横截面的较窄边或较短边可选地平行于牙刷头部的纵轴。在接触点150-a和150-b的图示中，较短边155-a和155-b形成为平行于或沿牙刷头部的纵轴。这个设计特征导致对沿牙刷头部的纵轴施加的挠曲力或弯曲力的阻力比对沿牙刷头部的侧向短轴或横轴施加的挠曲力或弯曲力的阻力更小。更一般地，接触点的宽度可以沿与可能施加刷击或挠曲力的方向正交的方向增大或更大，从而对这些挠曲力提供更小的阻力。
在一些实施方式中，接触点横截面的中心遍及接触点的长度与接触点的中心轴对准——换言之，刷毛接触点沿其中心轴逐渐变细。在这种情况下，接触点的中心轴与接触点的基部的平面正交，其中，接触点接触或附接于牙刷的头部。这种居中锥化提供了沿接触点的中心轴对称的机械挠曲特性。替代地，当接触点沿其长度逐渐变细时，接触点横截面的中心可以相对于接触点的中心轴偏移。换言之，刷毛接触点可以离开中心轴非对称地逐渐变细，并且锥化轴可以相对于接触点的中心轴偏移或与接触点的中心轴成角度(例如不平行于接触点的中心轴)。这在接触点150-a和150-b的图中图示出，其中，锥化轴155-c和157-c相对于接触点的中心轴155-d和157-d偏移或成角度。这种非居中的居中锥化可以用于向从接触点的中心轴的相反侧施加的力提供非对称的机械挠曲特性。例如，如图1所图示的，如果刷毛接触点(例如接触点150-a和150-b)朝向牙刷头部的基部侧逐渐变细，则刷毛接触点向朝向牙刷头部的基部154的挠曲或弯曲比向朝向头部的顶部152的挠曲或弯曲提供更大的挠性(更小的阻力)。
更一般地，接触点的锥化轴可以在可能施加与刷击相关联的挠曲力的方向上成角度地离开接触点的中心轴。对中心轴与锥化轴之间形成的角的测量，可以随着对在两个相反的方向上的对挠曲力施加的阻力的量之间所需的非对称性的测量而变化。在这样的实施方式中，对相反方向上的刷击的这种有差别的阻力提供有差别水平的清洁。例如，参照图1的成角度的刷毛接触点150-a和150-b，与使接触点朝向基部弯曲(向下弯曲)的刷击比较，使接触点朝向顶部弯曲(向上弯曲)的刷击将面对更大的阻力，并且引起更有力或更强劲的清洁。沿向下弯曲的方向的刷击将面对更小的阻力并且提供更柔和的清洁。对中心轴与锥化轴之间形成的角的测量还可以跨接触点而变化——一些接触点可以具有比其它接触点更对称的锥化。对于角的测量的这个变化可以基于接触点在刷头部上的位置而变化。
在一些实施方式中，刷毛接触点的单个实心细长结构包括聚合物材料(例如硅树脂)。在一些实施方式中，聚合物材料的杨氏模量的范围大约为从0.001GPa至0.05GPa。在一些实施方式中，聚合物材料的杨氏模量的范围大约为从0.01GPa至0.1GPa。在一些实施方式中，聚合物材料的杨氏模量低于指定阈值(例如低于0.1GPa或低于1GPa等)。
具有这样的机械特性的聚合物材料通常比其它材料例如尼龙或聚丙烯更柔软、刚性更弱并且更可塑(更有柔性的或更柔韧的)，其它材料通常具有更高的杨氏模量(例如尼龙一般在2GPa至4GPa的范围中，聚丙烯一般在1.5GPa至2GPa的范围中等)。因此，由这样的聚合物材料(如硅树脂)制成的刷毛接触点在刷牙或机械刺激期间对口腔部位很柔和并且不损伤或伤害口腔部位(例如牙龈和口腔的其它软组织)。因此，本文所描述的接触点比传统牙刷中使用的刷毛更柔和，从而对于儿童、对于具有敏感牙齿的人、对于具有牙齿状况例如牙龈线退缩的人、对于过度刷牙者等提供更佳的舒适度和功能。
应当理解的是，虽然在本文中将杨氏模量描述并且使用为：用于对可以用于制造刷毛接触点的材料的机械特性进行说明的一个度量标准，但是其它度量标准(例如其它弹性模量如剪切模量或体积模量；抗拉强度、抗压强度、回弹模量等)可以替代地用于选择具有这些期望的机械特性的适当材料，例如，所述适当材料具有期望的柔软度、足够柔韧、当力施加于该适当的材料时提供使其弹性地(例如非永久地)变形的期望范围的阻力并且具有期望的回弹性以在力被去除时恢复其初始形状。杨氏模量仅是这样的度量标准或机械参数的一个示例。
此外，除了或替代制成接触点的材料的机械特性，还可以限定或指定与刷毛接触点的形状或结构有关的机械特性。可以依据弯曲模量、挠曲模量等的范围来限定这样的结构相关或形状相关的特性。虽然在此处没有特别地列出这些参数中的每个参数的范围，但应当理解的是，任何合适的参数均可以用于选择下述材料，该材料结合本文所描述的形状或结构提供这些期望的材料特性。
此外，硅树脂的特征为比若干种其它材料例如尼龙具有更强的粘附性(粘附或粘贴至表面的趋向)。因此，由聚合物例如硅树脂制成的刷毛接触点与口腔中的生物膜形成更强的机械结合，并且提供有助于从牙齿表面有效地清洁生物膜的改进的摩擦力或拖曳力。刷毛接触点的形状还有助于去除生物膜。接触点的细长的、薄的、大致平的表面覆盖牙齿表面中的一个牙齿表面的至少50％且在一些情况下覆盖100％，并且在刷牙以清洁或擦净牙齿期间被拖曳横过牙齿的表面。
此外，可以使用快干且非吸收性的卫生的硅树脂材料，从而允许牙刷100在口腔中且在水基介质和环境中使用。与趋向于吸收且残留水和清洁剂的尼龙刷毛不同，这样的材料还易于根据需要而用水甚至用肥皂或其它清洁剂进行清洁并且在清洁之后容易干燥。
此外，对于长时间或长期使用而言，由于牙刷的长期使用导致刷毛变得不起作用或不太起作用，所以传统尼龙刷毛的细丝通常会弯曲、变形并且在外边缘(头部的正表面的侧周缘)周围展开。此外，当经受这样的永久变形时，这样的刷毛可能变得对口腔的牙龈和软组织造成伤害或有害。相比之下，更有柔性、更有弹性且更粗的较粗硅树脂刷毛接触点更耐机械磨损、永久挠曲或变形。在一些实施方式中，沿刷击的方向(例如沿牙刷的纵轴)的接触点更细，并且从而较不可能在与刷击或刷牙动作的方向正交的方向上经受挠曲。因此，接触点不太受永久向外变形的影响或不太受沿牙刷头部的外边缘或侧周缘弯曲变形的影响。
在一些实施方式中，牙刷100还包括手动控制件120、130-a和130-b，手动控制件120、130-a和130-b使得用户能够改变通过刷头部的振动提供给口腔的机械刺激能量的一个或更多个参数或属性。例如，控制件120、130-a和130-b可以用于改变(例如增大130-a或减小130-b)向各个口腔部位提供的机械振动的频率。作为另一示例，控制件120、130-a和130-b可以用于改变(例如增大或减小)向各个口腔部位提供的机械振动的强度(例如幅值或力度)。作为又一示例，控制件120、130-a和130-b可以用于改变向各个口腔部位提供的机械振动的方向(例如纵向摩擦或横向摩擦、垂直轻击、环形方向或旋转方向)。作为又一示例，控制件120、130-a和130-b可以用于改变向各个口腔部位提供的机械振动的模式(例如突发式模式、持续模式、频率和强度的预编程组合模式)。用户可以通过手动控制件来增大或减小马达的振动的参数值(例如强度或频率)，以设置用户期望的适当参数值。用户设置的参数值可以在控制器停用时通过控制器(其控制或管理刷的运行)来存储，使得在下一次接通控制器时控制器恢复对期望的参数值的运算。为了方便存取和使用，沿柄部104(柄部104还充当手柄)可选地安置手动控制件120、130-a和130-b。替代地或此外，在一些实施方式中，通过刷头部的振动向口腔提供的机械刺激能量的一个或更多个参数或属性可以通过无线遥控来改变。
图2和图3是根据一个实施方式的牙刷的侧视图。在一些实施方式中，牙刷100具有符合人体工程学设计的形状。头部102的弯曲且逐渐变细的形状利于在口腔内侧的舒适使用。可选地，柄部104具有平滑的且弧形的表面，其利于舒适地且方便地使用手柄并且很好地符合手掌的形状的轮廓。
在一些实施方式中，牙刷表面还可以被设计成符合口腔的曲线的轮廓。在一个实施方式中，牙刷100的一个或更多个表面为可变形的或可弯曲的。例如，如果纹理化表面包括硅树脂，则该表面可以在压靠在脸颊的内壁或牙龈或舌表面时压缩或弯曲，以模制成口腔部位的轮廓，用于提供彻底的清洁并且更好地清洁弯曲的口腔表面。在一些实施方式中，头部102有柔性，并且可以在使用期间沿其长度或在颈部106处弯曲，以符合用户口腔的形状。刷头部102还可以根据需要用新的刷头部替换。在一些实施方式中，牙刷的全部或基本上全部覆盖有硅树脂或其它聚合物材料的外层。在图1的实施方式中，例如，仅柄部104的最底部处的基部部分未覆盖有硅树脂，并且颈部106处的可以从颈部(该颈部可以包括金属腔体(accent))拆卸头部的部分未覆盖有硅树脂。在一些实施方式中，牙刷是完全防水的。在图1的实施方式中，柄部的基部部分是清澈的/透明的或半透明的带(例如塑料或其它聚合物)，在该带附近或上方包括发光机构，发光机构允许光照射穿过，使得用户可以通过是否存在照射穿过该清澈的基部带的光来确定装置是开启还是关闭。基部允许装置站立在表面例如桌面上。
此外，如图2所示，在一些实施方式中，颈部106经由弯曲或弧形表面将柄部104联接至牙刷100的头部102，该弯曲或弧形表面从柄部近侧区平滑地过渡到头部近侧区，柄部近侧区比头部近侧区更宽。在这样的实施方式中，对于15厘米至25厘米的总长度的牙刷100而言，弧形表面的曲率半径(例如图2所图示的R1 230或R2 240)从较宽的柄部近侧区处的大约5厘米至20厘米(例如R2 240)变化到较窄的头部近侧区处的大约5厘米至10厘米(例如R1 230)。可选地，曲率半径与尺寸例如牙刷100的总长度成线性比例。
此外，如图2和图3所示，在一些实施方式中，刷毛接触点110的长度从头部102的顶部处的第一长度变化到头部102的在头部102的顶部与基部之间的中央区中的第二长度(例如比第一长度长例如2至10倍)，并且变化到头部102的基部处的第三长度(例如比第二长度短例如2至10倍)。刷毛接触点的不同长度允许更容易进入口腔的难以达到的部位，例如臼齿、前臼齿和其它内口腔部位。在一些实施方式中，对于15厘米的牙刷长度而言，第一长度的范围大约为从1毫米至3毫米；第二长度的范围大约为从3毫米至15毫米；并且第三长度的范围大约为从1毫米至3毫米。在一些实施方式中，第二长度与第一长度之比的范围大约为从2至10；第二长度与第三长度之比的范围大约为从2至10；并且牙刷的长度与第二长度之比的范围大约为从10至100。
图3以侧视图附加地图示了牙刷头部的正表面302和牙刷的背表面304，牙刷头部的正表面302包括沿行布置的刷毛接触点110，而牙刷的背表面304包括多个隆起。在一些实施方式中，接触点还可以沿头部102的正表面302在宽度和长宽比方面变化。在一些实施方式中，接触点110包括至少两种不同类型的接触点(例如较粗的和较细的)。可以对一类接触点进行分组，以提供模式。例如，一组较粗的接触点可以位于头部102的顶部处，而一组较细的接触点可以朝向头部102的基部。在一些实施方式中，头部102的正表面302的至少10％、20％、30％、40％、50％包括相对于头部102的正表面的其余部分不同类型的接触点。
总之，在一些实施方式中，各种其它接触点布置是可行的——例如，顶部处的接触点较细而底部处的接触点较粗、一侧的接触点较细而另一侧的接触点较粗、较细的行与较粗的行交替、较细与较粗的各个区域或分组处于头部102上的不同位置等。此外，可以包括不同类型的接触点，例如，较长或较短的接触点、具有较多或较少球状端部的接触点、具有不同形状的(例如尖的、羽状的、隆起状的等)端部的接触点等。类似地，在其它变体中，接触点可以以更大或更小的密度来布置，可以位于牙刷的正表面或背表面上，另外可以位于牙刷(例如仅位于中间、仅位于边缘处等)上。
在一些实施方式中，较细的接触点和较粗的接触点的大小和间距可以变化。在各种实施方式中，较细的接触点比较粗的接触点细25％至80％(例如30％、40％、50％、60％、70％等或者25％与80％之间的值)。在各种实施方式中，较细的接触点的间距(例如接触点之间的距离)缩近15％至60％。
图4是根据一个实施方式的牙刷的正视图。在一些实施方式中，如图4所示，刷毛接触点110基本上延伸至牙刷头部102的边缘。例如，接触点延伸至头部102的正表面的侧向周缘或边缘的大约1毫米内。当刷被插入口腔中时，基本上延伸至头部的正表面的侧向周缘的接触点的这个构造在刷的边周围留有极小的区域，从而在头部102的壁未碰到或未接触口腔的内侧的情况下提高接触点达到口腔的难以达到的区域的可及性。
如参照图2所说明的，颈部106经由弯曲表面或弧形表面将柄部104联接至牙刷100的头部102，该弯曲或弧形表面从柄部近侧区平滑地过渡到头部近侧区，柄部近侧区比头部近侧区更宽。在这样的实施方式中，对于15厘米至25厘米的总长度的牙刷100而言，弧形表面的曲率半径(例如图4所图示的R3 430或R4 450)从较宽的柄部近侧区处的大约5厘米至20厘米(例如R5 450)变化到较窄的头部近侧区处的大约5厘米至10厘米(例如R4 430)。可选地，曲率半径与尺寸例如牙刷100的总长度成线性比例。
图5是根据一个实施方式的牙刷的背视图。如图5所示，牙刷100在头部102的背表面上包括(例如被布置成波状或波浪形构造的)一系列平滑的硅树脂隆起550，其意在提供最小磨损并且使双频(例如高频和低频)协调和肌肉放松功能(例如以较低的振动频率)的效用和使机械脉动能量传递最大化。在一些实施方式中，可以使用较多或较少的隆起、不同的图形和构造、不同的尺寸和形状。此外，充电器接口560使得电池可以经由各种充电装置进行充电，例如使用AC电源、变压器或电力转换器、感应充电或任何其它合适的充电装置。在其它实施方式中，基部具有可以放置牙刷100的一个或更多个凹部，并且可以通过基部例如经由基于基部中的发射线圈和牙刷中的接收线圈的感应充电或者经由基部和牙刷中的金属接触器，对牙刷进行充电。
图6和图7包括根据一个实施方式的牙刷100的顶视图和底视图。图8是根据一个实施方式的牙刷头部的头部立体图。如参照图2至图3所说明的以及如图8所示，在一些实施方式中，刷毛接触点的长度从头部102的顶部处的第一长度变化到头部102的在头部102的顶部与基部之间的中央区中的第二长度(例如比第一长度更长)，并且变化到头部102的基部处的第三长度(如比第二长度更短)。图9是根据一个实施方式的牙刷头部的头部正视图。如图9所示，在一些实施方式中，沿相邻行的刷毛接触点相互交错，从而增加与牙齿的接触面积。如图9所示，刷毛接触点的每个横向行均相对于紧挨该横向行的行偏移，使得一个行中的两个接触点之间的间隙与下一行中的接触点对准，所述下一行中的接触点从间隙的一侧拉伸到间隙的另一侧。在其它实施方式中，刷毛接触点可以是非交错的或者被垂直地和水平地放置成单行线(single file line)。也可以使用其它图形，其包括斜对地布置的或以圆形图形布置的接触点。类似地，可以沿刷头部102的不同部分使用不同的图形或布置。例如，可以仅在顶部或底部或中部上或者仅在边缘周围，或者沿边中之一使用交错图形。
图10是根据一个实施方式的牙刷的头部的侧视图。图10图示了刷毛接触点可以具有不同长度或高度，其中，如上面所说明的，一些刷毛接触点较长而一些刷毛接触点较短。例如，在图10中，刷的中部处的接触点比刷的顶部或底部处的接触点更长。如根据图10可以看到的，接触点的粗细或其它尺寸还可以跨刷头部102的长度或宽度而变化。图10的插图1105提供接触点的居中的对称锥化与非居中的非对称锥化的另一立体图。在一些实施方式中，如参照上面的图1所说明的，刷毛接触点可以离开中心轴非对称地逐渐变细，并且锥化轴可以偏移接触点的中心轴并且与接触点的中心轴成角度(例如与接触点的中心轴不平行)。在这样的情况下，接触点的中心轴与接触点的基部的平面正交，其中，接触点接触或附接于牙刷的头部。例如，在图10的插图1105的图示中，随着接触点沿其长度逐渐变细，接触点的锥化轴(例如1106-b、1107-b、1108-b)相对于接触点的中心轴(1106-a、1107-a、1108-a)不同、偏移或成角度。对中心轴与锥化轴之间的这个角距的测量可以从一个接触点到另一接触点变化。在替代实施方式中，对于一些接触点而言，接触点横截面的中心可以遍及接触点的长度与接触点的中心轴对准(例如对于插图1105图示的最低的接触点而言，中心轴与锥化轴1109-a/b一致)——换言之，最低的刷毛接触点沿其中心轴逐渐变细。
图11a是传统牙刷头部的立体图。传统牙刷具有刷毛簇，每个刷毛簇均具有由硬质材料例如尼龙(例如通常具有超过1GPa如在2GPa至4GPa的范围中的杨氏模量)制成的多个窄的、丝状刷毛。传统刷毛往往由于较硬且较窄的丝状刷毛而对于敏感的口腔部位是很粗劣的。作为比较，图11b是根据本公开内容的一些实施方式的牙刷头部的立体图。如上所述，各个毛刷接触点110均是由某些聚合物材料(例如硅树脂)制成的单个实心细长结构。因此，刷毛接触点110对口腔部位更柔和并且在刷牙或机械刺激期间不易损伤或伤害敏感的口腔部位(例如口腔的牙龈和其它软组织)。因此，本文所描述的接触点比在传统牙刷中使用的刷毛更柔和。这对于儿童、对于具有敏感牙齿的人、对于具有牙齿状况例如牙龈线退缩的人、对于过度刷牙者等而言引起改进的舒适度和功能。
图12是图示了根据一个实施方式的牙刷100的各个内部组件的牙刷100的分解图。如图12所示，在一些实施方式中，牙刷100包括头部的正表面上的刷毛接触点1202(与参照图1说明的接触点110对应)、头部的背表面上的框架1204(例如尼龙框架)和沿头部和/或颈部的至少一部分延伸的轴1206。可选地，轴1206联接至环1208和马达壳体1210。环1208可以是颈部处的装饰环，例如将牙刷的头部与其余部分分隔开的金属部件。马达壳体1210覆盖或包围一个或更多个马达1214(与进一步参照图13说明的(一个或更多个)马达1308对应)。如参照图13所描述的，使用由电池1224以及印刷电路板或PCBA 1220(与电池和电源1304对应)上存在的其它电子电路(例如控制器等)提供的电能来操作(一个或更多个)马达。可选地，直流或DC插孔1226也联接至马达电子器件。顶盖1216(例如包括硅树脂或其它合适的材料)、上壳体1212和下壳体1218形成牙刷的柄部的外保护盖。壳体1212、1218由塑料或其它合适的材料制成。
图13是根据一个实施方式的牙刷的内部组件的图示。在一个实施方式中，牙刷100的接触点110被配置成从牙刷垂直地振动至口腔部位，以在口腔中产生轻击运动。与会引起对组织的不利扭转或拉伸的旋转运动或平移相反，对组织的不利扭转或拉伸会引起组织表面的损伤或擦伤，这个实施方式中的口腔中的垂直轻击提供对被轻击的表面(例如牙齿、牙龈、舌头、内颊组织等)的柔和清洁。
可以由其它装置之中的机电机构，通过一个或更多个马达1308或刷中的其它电磁装置的振动来产生垂直的轻击运动。例如，马达1308可以被放置在刷中，例如通过将一个或更多个马达1308放置在刷毛接触点的正下方或与刷毛接触点相邻，以引起接触点的垂直振动。(一个或更多个)马达1308的振动可以使得一个或更多个接触点与口腔表面正交地移动，以轻击内口腔。多个马达1308可以被布置在牙刷100的头部102附近，以产生不同的运动或不同速度的垂直振动。例如，马达1308可以被放置成：使得纹理化表面上的不同的接触点布置或图形可以彼此不同地振动，以向一些接触点提供一种类型的轻击运动而向其它接触点提供不同类型(例如不同的速度、图形等)的轻击运动。
在一些实施方式中，高频马达或低频马达产生使牙刷100振动的脉动。高频振动马达可以提供50Hz与300Hz之间的振动；而低频振动马达可以提供50Hz至130Hz的范围中的振动。高于和低于这个范围的脉动频率还可以提供对内口腔表面或组织的有益清洁。这个范围中的频率通常提供改进的清洁和对口腔内的血液循环和淋巴流的刺激。在一些实施方式中，可以以交替的方式来使用高频马达或低频马达以向牙刷100提供交替的高频脉动和低频脉动。
一个或更多个马达1308被封入至牙刷100内，牙刷100由一个或更多个壳体来封装，一个或更多个壳体包括由合适的材料例如塑料制成的上壳体1212和下壳体1218(参见图12)。控制器1306提供对一个或更多个马达1308的控制，控制器1306由电池和电源1304来提供电力。通过充电端口例如充电端口560(参见图5)经由充电电路1302对电池进行充电。控制器1306基于电源电压的电平在指定的脉冲持续时段的脉冲下，经由对开关1310的致动来启用或禁用从电池1304到(一个或更多个)马达1308的电力供应，从而控制一个或更多个马达1308的旋转运行。
概要
本发明的实施方式的以上描述是出于说明的目的而呈现的；并不意在穷举或将本发明限于所公开的确切形式。相关领域的技术人员可以理解的是，根据上面的公开内容，许多改型和变型是可能的。
本说明书中所使用的语言主要是针对可读性和指导性的目的来选择的，并且可以不选择该语言来描绘或限制本发明主题。因此，意图使本发明的范围不是由该详细描述而是由基于本文的申请所提交的任何权利要求来限制。因此，本发明的实施方式的公开内容意在说明而非限制本发明的范围。

Claims (24)

1.一种牙刷设备，包括：
头部，所述头部包括：
顶部，
基部，其与所述顶部相对，
正表面，其具有沿行布置的刷毛接触点，所述行被布置成与所述头部的从所述头部的顶部延伸到所述头部的基部的纵轴正交，多个所述刷毛接触点中的每一个是从所述头部延伸并且包括聚合物材料的单个实心细长结构，所述正表面包括所述聚合物材料，以及
背表面，其与所述正表面相对；
颈部，其联接至所述头部的基部；以及
柄部，其经由所述颈部联接至所述头部。
2.根据权利要求1所述的牙刷设备，其中，所述聚合物材料为硅树脂。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的牙刷设备，其中，所述聚合物材料的杨氏模量的范围为从0.001GPa至0.05GPa。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的牙刷设备，其中，所述聚合物材料的杨氏模量的范围为从0.01GPa至0.1GPa。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的牙刷设备，其中，所述多个刷毛接触点中的每一个的单个实心细长结构具有从所述刷毛接触点的近侧端到远侧端减小的横截面积的矩形横截面。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的牙刷设备，其中，沿相邻行的所述刷毛接触点相互交错。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的牙刷设备，其中，所述颈部经由弧形表面将所述柄部联接至所述头部，所述弧形表面从比头部近侧区更宽的柄部近侧区平滑地过渡。
8.根据权利要求7所述的牙刷设备，其中，所述弧形表面的曲率半径从较宽的柄部近侧区处的5厘米至20厘米变化到较窄的头部近侧区处的5厘米至10厘米。
9.根据权利要求1、2或8中任一项所述的牙刷设备，其中，所述刷毛接触点的长度从所述头部的顶部处的第一长度变化到所述头部的在所述头部的顶部与基部之间的中央区中的第二长度，并且变化到所述头部的基部处的第三长度。
10.根据权利要求9所述的牙刷设备，其中，
所述第一长度的范围为从1毫米至3毫米；
所述第二长度的范围为从3毫米至15毫米；以及
所述第三长度的范围为从1毫米至3毫米。
11.根据权利要求9所述的牙刷设备，其中，
所述第二长度与所述第一长度之比的范围为从2至10；
所述第二长度与所述第三长度之比的范围为从2至10；以及
所述牙刷设备的长度与所述第二长度之比的范围为从10至100。
12.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述刷毛接触点基本上延伸到所述头部的正表面的侧周缘。
13.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述刷毛接触点延伸到所述头部的正表面的侧周缘的0.5毫米至3毫米内。
14.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述头部的背表面包括沿波状行布置的多个隆起，所述波状行被布置成与所述头部的纵轴正交。
15.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述多个刷毛接触点的聚合物材料包括硅树脂，并且其中，所述硅树脂延伸以形成覆盖所述头部的整个外表面的硅树脂层。
16.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述多个刷毛接触点的聚合物材料包括硅树脂，并且其中，所述硅树脂延伸以形成基本上覆盖所述头部的正表面的全部的硅树脂层。
17.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述多个刷毛接触点中的每一个与所述多个刷毛接触点中的其它一个间隔开。
18.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述头部的基部具有在每个方向上的横截面均比所述头部的任何其它部分更窄的较窄部，并且其中，所述刷毛接触点延伸到所述头部的较窄部中。
19.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，进一步包括：
马达，其被容纳在所述牙刷设备的柄部内，以用于在所述牙刷设备的头部内产生脉动来刷用户的牙齿；以及
一个或更多个用户控制件，其在所述牙刷设备的柄部上，以用于控制所述牙刷设备的振动。
20.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，所述刷毛接触点按跨所述头部的正表面的交错行从所述顶部延伸到所述基部，所述刷毛接触点中的每一个与所述刷毛接触点中的其它一个间隔开，所述刷毛接触点中的每一个包括硅树脂，并且其中，所述头部的正表面基本上覆盖有硅树脂的外层。
21.根据权利要求1、2、8、10或11中任一项所述的牙刷设备，其中，
所述刷毛接触点的单个实心细长结构沿锥化轴逐渐变细，所述刷毛接触点具有从所述刷毛接触点的近侧端到远侧端减小的横截面积，并且
所述接触点关于所述接触点的中心轴非对称地逐渐变细，所述锥化轴与所述接触点的中心轴不同并且与所述接触点的中心轴成角度。
22.根据权利要求1所述的牙刷设备，其中，所述背表面包括所述聚合物材料。
23.根据权利要求1所述的牙刷设备，其中，所述刷毛接触点和所述头部均由所述聚合物材料组成，以形成均匀结构。
24.根据权利要求1所述的牙刷设备，其中，所述牙刷设备的包括所述刷毛接触点的头部的全部覆盖有所述聚合物材料的外层。
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