CN109843216B - 刷头和电动牙刷 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于电动牙刷的刷头，具体地讲可更换刷头，其包括(a)外壳，所述外壳可附接到电动牙刷的柄部并且可从所述电动牙刷的柄部拆卸，(b)载体，所述载体具有安装侧，具体地讲具有圆形、卵形或椭圆形的安装侧，所述载体安装在外壳处以用于围绕旋转轴线驱动振荡旋转运动，所述旋转轴线延伸穿过所述载体的安装侧上的中心点，并且(c)其中所述簇中的每一个具有至少约2.0mm2，具体地讲至少约2.80mm2的簇绒面积，并且所述簇中每一个中的长丝具有垂直于其长度延伸方向的横截面积，所述横截面积对应于直径在介于140μm和102μm之间范围内，具体地讲约127μm的圆形横截面积，具体地讲其中所述刷头仅包括限定类型的簇。

Description

刷头和电动牙刷
技术领域
本公开涉及一种刷头，所述刷头包括由长丝组成的多个簇，并且本公开涉及包括此类刷头的电动牙刷。
背景技术
已知电动牙刷的刷头通常包括由长丝组成的多个簇，并且因为簇形状、簇尺寸和长丝类型的高度可变性，簇布置可采用各种形式。因此，针对不同的刷牙目标，例如，针对最佳清洁、最佳牙龈按摩、敏感使用者、牙间清洁等，提出了大量不同的簇布置。
高比例的使用者优选软刷头，因为相应的使用者可具有高度敏感的牙龈或对与中等至硬质刷头相关的釉质磨损和牙龈刺激的普遍担心。虽然此类软刷头是已知的，但这代表将柔软的刷牙印象与良好的清洁功效组合是一种挑战。
因此，本公开的目的是提供刷头和包括刷头的电动牙刷，所述刷头比已知刷头改善，或至少代表对已知刷头的另选替代方案，其中所述刷头包括在使用时温和的簇布置，同时仍具有良好的清洁功效。
发明内容
根据一个方面，提供一种用于电动牙刷的刷头，具体地讲可更换刷头，其包括(a)外壳，所述外壳可附接到电动牙刷的柄部并且可从所述电动牙刷的柄部拆卸，(b)载体，所述载体具有安装侧，具体地讲具有圆形、卵形或椭圆形的安装侧，所述载体安装在外壳处以用于驱动围绕旋转轴线的振荡旋转运动，所述旋转轴线延伸穿过所述载体的安装侧上的中心点，并且(c)其中所述簇中的每一个具有至少约2.0mm2，具体地讲至少约2.80mm2的簇绒面积，并且所述簇中每一个中的长丝具有垂直于其长度延伸方向的横截面积，所述横截面积对应于直径在介于140μm和102μm之间范围内，具体地讲约127μm的圆形横截面积，具体地讲其中所述刷头仅包括限定类型的簇。
根据一个方面，提供了一种电动牙刷，所述电动牙刷包括此类刷头。
附图说明
本公开通过对示例性实施方案的详细描述并且结合附图被进一步阐明。在图中，
图1为如本文所提出的电动牙刷的示意图，所述电动牙刷包括刷头，所述刷头具体地讲可以为可更换刷头；
图2为根据本公开的示例性可更换刷头的示意图；
图3A为示例性非锥形长丝的示图；
图3B为示例性锥形长丝的示图；
图4A为由长丝组成的示例性簇的示意图，所述簇安装在载体的安装侧上；
图4B为沿平面B-B截取的图4A所示的簇的细长(本文：椭圆形)横截面形状的示图；
图5为示例性细长横截面形状和相关近似椭圆的示图；
图6为载体的示例性安装侧的顶视图，其中示出了多个簇的簇绒区域；以及
图7为经由圆形节段限定的簇的示例性细长横截面形状的示图。
具体实施方式
如本文所提出的电动牙刷的刷头，具体地讲替换刷头，即可重复附接到电动牙刷柄部并从电动牙刷柄部拆卸的刷头，包括簇，所述簇具有在介于140μm(5.5密耳)和102μm(4.0密耳)范围内的特定细直径的长丝 (任选地，较低范围值为114μm(4.5密耳))，具体地讲低于135μm，并且更具体地讲约127μm(5密耳)。具体地讲，如本文所提出的刷头仅包括具有在给定直径范围内的长丝的簇。在一些实施方案中，至少50％、 60％、70％、80％或90％的刷头簇由所提出范围内的长丝组成。虽然本公开的一个焦点是关于仅包括由所述细长丝组成的簇的刷头，但一般应当不排除也设置在刷头上的附加弹性体元件(弹性体元件则不被认为是簇)。弹性体元件可支持温和的印象并且可添加刷头的其他有益效果诸如齿龈按摩特征。
用于牙刷的长丝(例如，购自DuPont，Delaware，USA)通常具有圆形横截面形状，使得横截面积可由直径直接计算，但其他形状也是可能和使用的，例如花样横截面形状、三角形等。这些非圆形长丝的横截面积则应当具有与上文提及的相应圆形长丝相同的值，即，横截面积应当低于约 15,394μm2(所述面积与具有140μm直径的圆形长丝相关)。已发现这样细的长丝在刷牙期间产生温和印象。这基本上由长丝的抗弯刚度造成，当直径由于抗弯刚度对圆形长丝半径的四次方的依赖性而减小时，所述抗弯刚度将急剧减小。关于本公开，发现包括细长丝的簇应当具有相对高的簇绒面积(即，在安装侧的水平处，垂直于簇的高度延伸方向的平面中的簇面积)以抵消单独长丝的减小的抗弯刚度。对于具有1.5mm的直径的圆形簇，常规牙刷的典型簇绒面积通常为约1.77mm2。发现仅具有在如所提及的范围内的细长丝的簇应当具有至少约2.0mm2，具体地讲至少约2.2mm2、至少约2.4mm2、至少约2.6mm2、并且更具体地讲至少约2.8mm2的横截面积。通过增加簇的簇绒面积，单独细长丝的较低抗弯刚度以保持温和感觉但增加簇的稳定性并且因此支持有效清洁的方式抵消。因此，仅具有带有低于约140μm(具体地讲约127μm)的长丝的簇并且其中每个簇具有至少 2.0mm2(具体地讲具有至少约2.8mm2)的横截面积的刷头提供良好的温和印象(即，使用者体验为“软”刷头)与良好清洁功效的组合，这是由于簇的大簇绒面积抵消了细长丝的低抗弯刚度。具体地讲，刷头因此仅包括具有如本文所提出的簇绒面积和如本文所提出的长丝直径的簇。这应当不排除还存在其他清洁元件，诸如弹性体元件，但在一些实施方案中，如本文所提出的刷头的多个清洁元件仅由本文所提出的簇组成。在一些实施方案中，至少50％、60％、70％、80％或90％的刷头的簇为本文所提出的簇 (细长丝加上大面积)。
介于载体的安装侧及其自由端之间的长丝的长度可以在介于5.0mm至 12.0mm之间的范围内，具体地讲在介于7.5mm和9.0mm之间的范围内。然而许多标准刷头具有低于8.0mm的平均长丝长度(例如，Oral-B Precision Clean(EB17)刷头具有长丝长度为7.5mm的18个簇并且仅具有长丝长度为8.2mm的用于齿间清洁的六个簇，使得7.675mm的平均长丝长度被实现)，刷头的温和性可利用至少约8.0mm，具体地讲至少8.2mm，并且更具体地讲至少8.4mm的平均长丝长度改善。长丝的抗弯刚度随增加的长度而减小并且因此牙刷的温和感觉可通过增加长丝的长度来增强，然而所述长度可能不任意地增加，因为非常长的长丝容易弯曲并且不再提供良好的清洁性能。一些簇可包括不同长度的长丝，并且一些簇可仅包括相同长度的长丝。具有不同长度的长丝的簇可被布置成使得长丝的自由端位于共同表面(即，相对于载体的安装侧表面倾斜的平面表面)。具体地讲，设置在刷头的圆周上的至少簇的子集可具有至少8.5mm的长丝长度。在一些实施方案中，每个簇均具有至少约130根长丝，具体地讲至少约140根长丝。由于如本文所提出的簇的细长丝和大面积，标准尺寸的刷头可包括至少2000根长丝，具体地讲至少2500根长丝，更具体地讲约2700根长丝 (例如，上述Oral-B Precision Clean刷头具有1248根长丝)。虽然本文提出的长丝比已知刷头中所用的那些长丝更细，但它们仍然各自提供在刷牙期间作用于牙齿表面并且移除牙斑的尖端，这导致由于较大量的长丝尖端的改善的清洁功效。
在一些实施方案中，将簇布置在载体的中心中(“中心簇”)，并且具有至少约4.0mm2，或至少约4.5mm2，或至少约5.0mm2的簇绒面积。发现刷头的中心通常放置在正在刷的牙齿的中心上。建议使用者将特定力施加到牙齿上以用于获得最佳清洁但不具有副作用(例如，刺激齿龈)。在施加的力下由于细长丝的低抗弯刚度，具有例如约2mm2--的簇绒面积的中心簇可基本上塌缩(即，簇的长丝单独弯曲)。因此，发现中心簇的较大簇绒面积至少部分地克服此趋势。中心簇可具体地包括至少约250根长丝或至少约300根长丝。在一些实施方案中，中心簇由具有高于140μm，例如约152μm(6密耳)直径的长丝组成。当振荡旋转刷头的中心簇的长丝形成最小运动路径时，总体温和印象不受中心簇的长丝粗细的强烈影响，并且较粗的长丝然后可改善中心簇的稳定性。其面积中心在距安装侧的中心点不超过3.0mm(任选地不超过2.0mm或1.0mm或0.5mm或0.2mm)的距离处的簇可被认为是中心簇。
还已经发现，具有锥形自由端的长丝(即，长丝的末端不与载体连接，并且后一末端为“安装端”)增强了温和印象(具有锥形自由端的长丝也可被称为“锥形长丝”)。因此，在一些实施方案中，安装在载体上的至少簇的子集各自包括至少一根锥形长丝(具有至少一根锥形长丝的簇被称为“锥形簇”)。锥形长丝可具有从自由端朝向长丝的安装端逐渐变细的长度，所述长度在介于1.0mm至8.0mm之间的范围内，具体地讲可具有至少2.0mm、至少3.0mm、至少4.0mm、至少5.0mm、或至少6.0mm的逐渐变细长度。长丝的剩余部分则具有恒定粗细(或横截面积)。
但发现，使用者还由于其温和性而低估具有锥形自由端的长丝的清洁功效并且在使用此类刷头时可施加过多压力。在过多的压力下，锥形长丝被感知为对牙龈不舒适。因此，虽然不排除锥形簇的子集中的至少一个簇仅包括锥形长丝(也被称为：“完全锥形簇”)，但还认为包括其他形式锥形长丝的簇包括在介于1％和20％之间范围内的少量非锥形长丝(也被称为：“混合的锥形簇”)，即在其自由端处基本上平坦的长丝(潜在地导致长丝的更多或更少的半球形自由端的所谓的末端磨圆应当不被认为是本申请范围内的逐渐变细而是被认为是平面的)。已经发现与完全锥形簇相比，混合锥形簇中相对少量的非锥形长丝的组合(其他长丝为锥形长丝) 不强烈地减少温和印象，但增加清洁功效的感觉，从而使得使用者不施加与完全锥形簇那样多的力。具体地讲，非锥形长丝的百分比可以在介于2％和10％之间的范围内，更具体地讲在介于4％和8％之间的范围内。具体地讲，混合锥形簇可设置在安装侧的周边处(例如，呈混合锥形簇的外环布置的形式)。
设想本公开中所述的簇可经由锚定技术(也称为“装订”技术，其中长丝围绕其中心弯曲并且使用围绕安装孔钉入载体材料中的锚定线连接到具有安装孔的载体)或经由无锚定技术(也称为“热簇绒”技术，其中长丝的簇通常一起熔融在安装端上和/或其中载体围绕安装端被注塑)连接到载体。虽然可以说装订的簇的弯曲长丝具有两个自由端，但是出于本公开的目的，应当考虑弯曲长丝代表两根长丝，其各自具有自由端和与载体连接的安装端。虽然锚定技术相比于热簇绒技术具有一些限制，但是复杂形状的簇可通过锚定技术通过以彼此紧邻关系放置安装孔并通过给定安装孔形状来制备，所述安装孔形状各自引导安装到孔中的一组长丝的形状并且随一组安装孔一起引导复杂成形簇的形状。
在一些实施方案中，刷头的多个簇包括簇的子集，其以基本上环状布置来布置(即，在安装侧水平上的子集中的每个簇的簇绒区域中心点的位置基本上位于圆形或卵形或椭圆形上或从位于此类环上偏离到环小于所述环平均半径的约20％、具体地讲小于15％或小于10％或小于5％的距离，具体地讲其中环状布置的中心点与载体的安装侧上的中心点基本上重合。“环”的偏心度可低于0.94。在一些实施方案中，两个或更多个此类环状布置安装在载体上，其中具体地讲第二环状布置完全位于第一环状布置内，具体地讲由连接第一环的簇(即，来自簇的第一子集)的中心点的线形成的多边形，所述多边形结构近似环形，完全包封第二环的簇(即，来自簇的第二子集)的相应多边形线。
在一些实施方案中，在垂直于簇的高度延伸方向的平面中的簇的横截面形状是细长的，即，所述簇的横截面形状为椭圆形，或其拟合成近似椭圆，所述近似椭圆为具有所述簇的细长横截面形状拟合成的最小面积的椭圆。如果横截面形状为椭圆，则该椭圆也是该簇的近似椭圆。近似椭圆具有长轴和短轴。在一些实施方案中，簇的子集中的簇基本上环状布置，并且所述簇中的每一个在安装侧的水平上均具有细长的横截面形状，其中相应近似椭圆的长轴相对于从安装侧的中心点到近似椭圆的中心的径向线倾斜，所述倾斜在介于±5°和±85°之间的范围内，这意指角度位于介于5°和 85°之间的范围内或介于-5°和-85°之间的范围内。在这些实施方案的一些变型中，所有倾斜角是正的或负的。在这些实施方案的一些变型中，所有倾斜角相同或位于具有最大20°或最大15°或最大10°或最大5°的宽度的范围内，例如倾斜角可以全部为正的并且可位于介于35°和55°之间的范围内 (范围宽度为20°)。安装在刷头的振荡旋转载体上的此类倾斜的细长簇以其较宽侧紧贴牙齿表面上的牙斑进行移动，并且由于倾斜而将松弛的牙斑引导到细长簇的末端。
虽然术语“细长的横截面形状”在上文除了参考细长形状拟合成的近似椭圆之外没有指定，但在一些实施方案中，细长形状可被定义为星形结构域，其中在星形结构域的区域中，可发现由其可见到星形结构域的所有其他点的至少一个点。具体地讲，为香蕉形、肾形、卵形、矩形或菱形的此类星形结构域应当被认为是本公开的含义内的细长横截面形状。
在一些实施方案中，将簇的子集的两个环状布置安装于载体安装侧上，其中一个环状布置(簇的“内环”)位于簇的另一环状布置的内部 (簇的“外环”)。在这些实施方案的变型中，至少外(另选地内)环的簇具有细长的横截面形状并且如前面段落中所述倾斜，具体地讲，环的簇中的每一个均正或负倾斜。在前述实施方案的一些变型中，内(或外)环的簇具有细长的横截面形状并且倾斜，具体地讲，两个环的所有簇均可以正或负倾斜，并且更具体地讲，内环的簇可具有与外环的簇相同的大致倾斜方向(即，正或负倾斜)。在这些实施方案的变型中，外环的簇的子集全部均为混合锥形簇，并且内环的簇的子集全部仅由具有非锥形自由端的长丝制成(“非锥形簇”)。附加的中心簇可安装在安装侧的中心中，具体地讲其中所述中心簇具有至少约5.0mm2的簇绒面积。然后，可选择内环和/或外环的簇的倾斜，使得沿近似椭圆中每一个的长轴延伸的线不横跨中心簇的簇绒区域。于是，在刷牙期间沿簇的近似椭圆的长轴作用的力将基本上不能使簇弯曲，从而使得其与中心簇碰撞。
在一些实施方案中，形成环状布置的簇的子集中的簇全部均可具有相同的横截面形状。
根据本公开的载体的安装侧包括具有细长丝的大面积簇，具体地讲其中刷头的所有簇均具有本文所提及的大面积和本文所提及的细长丝。所述长丝可具有如前所述的至少8.0mm的平均长度。相邻簇的边界之间(或簇的边界和载体的边缘之间)的典型距离为约0.8mm，以便在安装的簇周围提供耐受所需簇保持力的载体壁。由于大面积簇，比小面积簇(例如，约 1.77mm2或甚至更小面积簇)的情况更少的簇安装于载体上，这还意指所述稳定性所需的面积并且提供比具有小面积簇的刷头更低的高保持力。因此，如本文所提出的载体上的长丝密度可具有至少15根长丝每平方毫米，并且具体地讲至少18根长丝每平米毫米的值。考虑到所述载体可比外簇的边缘大0.8mm，如本文所提出的刷头的簇绒面积可比安装侧的面积大 25％，具体地讲大28％，更具体地讲大30％，并且可达到约35％。安装侧的面积可以在介于120mm2和200mm2之间的范围内，具体地讲在介于 140mm2和180mm2之间的范围内。
在一个方面，电动牙刷包括根据本公开的替换刷头。在一些实施方案中，所述刷头包括至少一个锥形、混合锥形或完全锥形簇。然后电动牙刷可被布置成驱动载体进入振荡旋转，所述振荡旋转具有振荡角使得锥形长丝的安装端沿每个振荡周期的每半个循环超过3.0mm，具体地讲至少3.1mm，并且甚至更具体地讲至少3.2mm或至少3.3mm或至少3.4mm的路径移动。
图1是根据本公开的示例性电动牙刷1的示例性前视图；电动牙刷1 包括刷头10和柄部20。具体地讲，刷头10可被布置成替换刷头，即刷头被布置成用于从柄部20重复附接和拆卸。刷头10包括载体11，所述载体被安装以用于驱动相对于刷头10的外壳19的振荡-旋转运动。旋转轴线R1 延伸穿过载体11的安装侧12的中心点13(中心点13不必要位于安装侧12的区域中心处，但可从其偏离)。载体11包括由细长丝制成的多个簇。在所示的实施方案中，另外的清洁元件，例如弹性体元件不安装在刷头10 的安装侧12上，但如前所述，在一些实施方案中，存在此类弹性体元件。电动牙刷1被布置成使得驱动器将载体移动进入具有α1/2的偏转角值的振荡旋转运动(即，角度值α1的峰间偏转)。峰间偏转角值α1可位于介于10°至90°之间的范围内，具体地讲介于15°和60°之间的范围内，更具体地讲介于20°和50°之间的范围内。
图2为根据本公开的示例性刷头10A的示意性透视图，所述刷头10A 作为替换刷头实现。刷头10A包括载体11A，所述载体安装在刷头10A的外壳19A处，以用于驱动围绕旋转轴线R2的振荡旋转运动。旋转轴线R2 延伸穿过载体11A的安装侧12A上的中心点13A。刷头10A的外壳19A是基本上中空的(运动传感器可设置在中空外壳19A中，以将柄部(例如，图1中所示的柄部20)的驱动轴与载体11A联接)。因此，外壳19A具有用于接收柄部的驱动轴部分的开口18A。
图3A为利用安装端32安装在载体的安装侧12B上的长丝30的示意图。所示的长丝30是非锥形长丝，其具有自由端31，所述自由端是基本上平坦的(所述长丝30可已经在自由端31处被切割)或在自由端31处稍微或显著磨圆(所谓的末端磨圆)。末端磨圆可仅对平坦自由端31的周围边缘去除毛刺(或去角)，但自由端31可以为显著末端磨圆之后的基本上半球形(就末端磨圆而言，将长丝的自由端在研磨表面(诸如，如本领域普遍已知的砂纸)上研磨)。图3A中所示的长丝30在垂直于高度延伸方向 H1的平面(该平面由线A-A指示)中具有圆形横截面形状，并且长丝30 沿长丝30的安装端32和长丝30的自由端31之间的高度h1延伸。因此，长丝30基本上具有圆柱体形式，其中所述圆柱体具有直径r1，如细节图所示，其示出了平面A-A中长丝30的横截面形状。本专利申请中考虑的长丝具有在低于140μm(5.5密耳)和102μm(4.0密耳)之间的范围内的直径 r1(任选地，其中较低范围值为114μm(4.5密耳))，具体地讲低于 135μm或低于130μm，更具体地讲约127μm(5密耳)。虽然图3A示出了具有圆形横截面形状的长丝(“圆形长丝”)，但其他横截面形状(例如，椭圆形、三角形、正方形、象限形、花样、卵形、细长形、x形、四叶形等)也是可能的。长丝也可具有中空部，例如长丝可具有三腔或四腔横截面形状。这些非圆形长丝的横截面积则被理解为位于与圆形长丝的面积相同的范围内(即，介于8,171μm2和15,394μm2之间)。代替平坦端部，长丝还可具有其他自由端，例如，自由端可以拼接。长丝还可偏离普通圆柱体形状，并且可卷曲或具有凹坑或捻合或以其他方式构造。长丝可由单一材料(例如热塑性材料)制成，或可由两种材料制成(例如经由共挤出或通过涂覆)。制备用于牙刷的长丝的典型材料为聚酰胺(例如，PA6.12 或PA 6.10或PA 6.6)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯和聚氨酯也是可能的长丝材料。其他材料包括热塑性弹性体(TPE)。多种合成长丝例如购自DuPont(Delaware， USA)。
图3B为长丝30A的示意图，所述长丝朝向其自由端31A逐渐变细 (例如，“锥形长丝”)并且在其安装端32A处被安装在载体的安装侧 12C上。锥形长丝沿高度延伸方向H2延伸并具有长度ht，其中锥形长丝 30A首先沿高度h3从安装端32A朝向自由端31A延伸但不具有任何逐渐变细，并且然后锥形长丝的锥形部分沿长度h2延伸，使得ht＝h2+h3。锥形长度h2通常位于介于1.0mm至10.0mm之间的范围内，具体地讲介于 3.0mm和8.0mm之间的范围内，并且更具体地讲介于5.0mm和7.0mm之间的范围内。锥形长丝可通过机械研磨获得其逐渐变细，但化学逐渐变细通常是更常见的过程。在化学逐渐变细时，将该长丝浸入蚀刻掉长丝材料的化学溶液中。可实现锥形长丝的各种形式，但对于锥形长丝而言，常见的是它们在自由端处具有显著的变细，使得其在使用时感觉温和。显然，与非锥形细丝相比，锥形长丝的弯曲特性改变。虽然锥形长丝可具有大致圆形的横截面形状，但对于非锥形长丝所讨论的其他横截面形状也是可能的。在本公开范围内限定长丝直径或横截面积，应当理解，这些长丝直径或横截面积针对锥形长丝的非锥形部分限定。
图4A是由长丝50制成的簇40的示意图。虽然不区分不同的长丝 50，但应当理解簇40可包括不同的长丝类型，例如，圆柱形非锥形长丝和圆柱形锥形长丝的混合物，但其他混合物也是可能的，并且具体地讲，簇 40可包括与其包括长丝一样多的不同长丝类型(这也适用于本文所述的任何簇)。这不应当排除所有长丝50均相同(除了图4A中所示的具体示例的长度之外)。长丝50中的每一根均具有自由端51和安装端52。簇40安装在载体11D的安装侧12D上。簇40沿高度延伸方向H3延伸，但簇40 的长丝50全部均具有不同的高度，使得长丝的自由端51例如位于共同端面45上，所述共同端面相对于高度延伸方向H3倾斜，如图4A所示。代替如图所示的平坦端面45，簇的端面可弯曲或簇40的长丝50可全部均具有随机分布的不同高度，从而使得平滑端面不产生。在所示的示例性实施方案中，簇40具有倾斜的平滑端面45，使得簇40具有在簇40的一个边缘上实现的最大高度h4和在簇的相对边缘上实现的最小高度h5。簇40具有由长丝50的自由端51形成的自由端41和安装端42。
图4B为如图4A所示的簇40的示例性横截面形状Q1的示图。本文中，横截面形状Q1沿垂直于高度延伸方向H3的平面B-B截取，如图4 A所指示的。作为细长形状的一个示例，在此横截面形状Q1是细长的并且具体地是椭圆。椭圆横截面形状Q1具有彼此垂直的长轴A1和短轴A2。长轴A1沿长轴延伸方向L1延伸，并且短轴A2沿短轴延伸方向L2延伸。
图5为簇的另一示例性横截面形状Q2的示图，所述横截面形状Q2是基本上细长的，即所述形状在一个方向上具有的延伸长度大于所有其他方向上的延伸长度。图5所示的横截面形状Q2是基本上香蕉状。图5还示出了近似椭圆E2，其为包括细长横截面形状Q2的所有椭圆中具有最小面积的椭圆(近似椭圆可通过数值优化发现)。关于近似椭圆E2，则还可限定细长横截面形状Q2的长轴A3和短轴A4。同样，近似椭圆E2的长轴A3 沿长轴延伸方向L3延伸，并且短轴A4沿短轴延伸方向L4延伸。
图6是多个簇210,220,230安装于其上的示例性载体100的安装侧101 的顶视图。为了简单起见，仅示出了多个簇的簇绒区域。多个簇210， 220，230包括簇的第一子集210、簇的第二子集220、和中心簇230。簇的第一子集210包括八个簇211至218，其全部均具有相同横截面形状，所述横截面形状为细长的、基本上香蕉状形状(所示横截面形状也可被描述为具有半圆形或圆形小边的环状扇形)。簇的第一子集210中的簇211到218 基本上以环状布置来布置。簇的第二子集220包括八个簇221至228，其全部具有相同横截面形状，所述横截面形状为椭圆形。簇的第二子集220中的簇221到228基本上以环状布置来布置。中心簇230安装在安装侧101上从而使得其中心点与载体100的安装侧101的中心点102重合。
簇的第一子集210中的簇211至218全部均具有相同横截面形状，所述横截面形状为基本上香蕉状形状。簇211至218具有最大长度W1。簇 211至218位于不横跨载体100的任何其他簇的环219内。
簇的第二子集中的簇221至228各自具有在长轴延伸方向上的长度W2 和在短轴延伸方向上的宽度W3。例如，对于簇228而言，长轴延伸方向 Z8相对于在载体100的安装侧101的中心点102处开始并穿过簇绒区域的中心点(即椭圆形的中心，或更一般地，近似椭圆的中心)的径向线倾斜，从而使得长轴延伸方向Z8不横跨中心簇230的簇绒区域。
在一些实施方案中，簇的第一子集210中的簇211至218中每一个的簇绒面积均为2.82mm2，并且这些簇中每一个的周长均为7.80mm，簇的第二子集220中的簇221至228中每一个的簇绒面积均为2.89mm2，并且这些簇中每一个的周长均为6.71mm，并且中心簇的簇绒面积为5.38mm2并且其周长为8.48mm。在该实施方案中，簇211至218的宽度W1为3.35mm(即，簇211至218的最大延伸)。在载体100的周围边缘与簇211至218 中每一个的相应最近点之间的距离d可以为约0.8mm。
在一些实施方案中，具体地讲在前述段中所述的实施方案中，簇的第一子集210中的簇211至218全部均为混合簇(例如，其中非锥形长丝的平均百分比在介于5％至10％之间的范围内)，所述混合簇各自包括标称约 140至150根长丝，并且长丝全部均具有127μm的直径，并且簇的第二子集220中的簇221至218和中心簇230全部均为非锥形簇，簇221至228包括标称约140至150根长丝(由于制造公差，如果标称计数为150根，则每个簇的单独长丝数可例如位于介于145根长丝和155根长丝之间的范围内)，并且中心簇包括标称300根长丝，并且所有长丝均具有127μm的直径。该实施方案中的所有簇均为直的簇，即它们的高度延伸部垂直于载体的平坦安装侧。这不应当排除在其他实施方案中，簇中的至少一个倾斜，即具有相对于安装侧的法线形成锐角的高度延伸方向，其中锐角可位于介于1度和30度之间的范围内，具体地讲介于5度和20度之间的范围内，更具体地讲介于10度和18度之间的范围内。
在一些实施方案中，具体地讲在前两段中一者或两者中所述的实施方案中，外簇211至218的高度为8.65mm(具有平坦、非异形表面的簇)，内簇221至218的高度从椭圆远端处(相对于安装表面101上的中心点102 的远侧)8.25mm到椭圆近端处8.65mm变化(其中，自由端面为平坦的倾斜表面，如图4A所示)，并且中心簇230的高度为7.80mm，即中心簇 230在一定程度上相对于周围的内簇221至228和外簇211至218回缩。然后，两个环的较快移动的簇(其中“较快”意指关于载体围绕延伸穿过载体中心点的旋转轴线的旋转或振荡-旋转运动)首先与牙齿表面接触，或者可穿透到齿间区域中(具体地讲，外部混合簇211至218包括高百分比的锥形长丝)。
图7为说明簇(例如，图6中所示的外簇211-218)的细长的、基本上香蕉状(或者，具有半圆形小边的环状扇形)横截面形状的一个示例性实施方案的示图。在该说明中，细长横截面形状由四个圆形节段S1至S4限定。外部凸起节段S1为来自具有第一直径(例如3.97mm)的圆的节段，内部凹形节段S2为来自具有第二直径(具体地讲可略不同于第一直径，例如3.90mm)的圆的节段。最后，外部节段S3和S4各自为来自具有第三直径(具体讲不同于第一直径和第二直径中至少一者，例如，0.66mm)的较小圆的节段。
不受权利要求书保护但在本文中考虑的其他示例性可更换刷头为：
根据本公开的一个方面，用于电动牙刷的替换刷头包括管状外壳，所述管状外壳可附接到电动牙刷的柄部并可从电动牙刷的柄部拆卸；载体，所述载体具有安装侧，具体地讲具有圆形、卵形或椭圆形安装侧，所述载体安装在外壳处以用于驱动围绕旋转轴线的振荡旋转运动，所述旋转轴线延伸穿过载体的安装侧上的中心点；包括长丝的多个簇，所述簇安装在载体的安装侧上，其中所述簇的第一子集具有垂直于其高度延伸方向的细长横截面形状，具体地讲其中所述簇的第一子集中的每个簇的细长形状的长轴相对于在安装侧上的中心点处开始并穿过安装侧水平上的相应簇的中心点的径向线具有一定角度，所述角度位于介于±5°和±85°之间的范围内，具体地讲介于±30°和±60°之间的范围内，并且以基本上环状布置被安装在载体的安装侧上，并且其中所述簇的第二子集具有垂直于其高度延伸方向的细长横截面形状，具体地讲其中所述簇的第二子集中每个簇的细长形状的长轴相对于在安装侧上的中心点处开始并穿过安装侧水平上的相应簇的中心点的径向线具有一定角度，所述角度介于±5°和±85°之间，具体地讲介于±30°和±60°之间，并且以基本上环状布置被安装在载体的安装侧上，所述布置在所述簇的第一子集的环状布置内。
在上述方面中还未提及的本公开中已经描述的所有其他特征结构可独立地添加到上述方面，例如介于140μm和102μm之间的长丝直径，至少 2.0mm2的簇绒面积，至少8.0mm的平均长丝高度，或者存在混合簇(具体地讲，簇的第一子集可以全部为混合簇，并且第二子集的簇可以全部为非锥形簇)，存在中心簇等。
根据本公开的一个方面，用于电动牙刷的替换刷头包括管状外壳，所述管状外壳可附接到电动牙刷的柄部并从电动牙刷的柄部拆卸；载体，所述载体具有安装侧，具体地讲具有圆形、卵形或椭圆形安装侧，所述载体安装在外壳处以用于驱动围绕旋转轴线的振荡旋转运动，所述旋转轴线延伸穿过载体的安装侧上的中心点；包括长丝的多个簇，所述簇安装在载体的安装侧上，其中所述多个簇中的簇的第一子集以基本上环状布置被安装在载体的安装侧上，其中簇的第一子集中的每个簇在垂直于相应簇的高度延伸方向的平面中具有大致香蕉状横截面形状，其中所述香蕉状横截面由外部圆形节段和内部圆形节段形成，所述圆形节段在其末端处连接，并且其中香蕉形簇以其凹形侧朝向中心点布置，具体地讲其中香蕉状簇中的每一个相对于中心点倾斜布置。
在上述方面中还未提及的本公开中已经描述的所有其他特征结构可独立地添加到上述方面，例如介于140μm和102μm之间的长丝直径，至少 2.0mm2的簇绒面积，至少8.0mm的平均长丝高度，或者存在混合簇(具体地讲，簇的第一子集可以全部为混合簇)，存在簇的第二环状布置，存在中心簇等。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (39)

1.一种用于电动牙刷的刷头，其包括：
外壳，所述外壳可附接到所述电动牙刷的柄部并且可从所述电动牙刷的柄部拆卸；
载体，所述载体具有安装侧，所述载体被安装在所述外壳处以用于围绕旋转轴线的受驱动的振荡旋转运动，所述旋转轴线延伸穿过所述载体的安装侧上的中心点；
由长丝组成的多个簇，所述簇被安装在所述载体的安装侧上；
其中所述簇中的每一个具有至少2.0mm2的簇绒面积，并且所述簇中的每一个中的所述长丝具有垂直于其长度延伸方向的横截面积，所述横截面积对应于具有介于140µm和102µm之间的范围内的直径的圆形横截面积；
其中所述刷头仅包括限定类型的簇，且
其中，所述多个簇包括簇子集外环和位于所述簇子集外环的内部的簇子集内环，其中，所述外环的簇全部具有相同的横截面形状，且所述内环的簇全部具有相同的横截面形状，且至少所述外环的簇具有细长横截面形状。
2.根据权利要求1所述的刷头，其中，所述刷头是可更换的刷头。
3.根据权利要求1所述的刷头，其中，所述载体具有圆形、卵形或椭圆形的安装侧。
4.根据权利要求1所述的刷头，其中，所述簇中的每一个具有至少2.80mm2的簇绒面积。
5.根据权利要求1所述的刷头，其中，所述直径是127µm。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的刷头，其中所述多个簇的长丝的平均长丝长度为至少8.0mm。
7.根据权利要求6所述的刷头，其中，所述平均长丝长度为至少8.2mm。
8.根据权利要求6所述的刷头，其中，所述平均长丝长度为至少8.4mm。
9.根据权利要求1-5中的任一项所述的刷头，其中所述多个簇包括簇的第一子集，所述簇各自包括具有锥形自由端的长丝。
10.根据权利要求9所述的刷头，其中，所述簇的所述第一子集由至少五个簇组成。
11.根据权利要求9所述的刷头，其中，所述簇的所述第一子集由八个簇组成。
12.根据权利要求9所述的刷头，其中，簇的所述第一子集中的至少一个混合簇包括至少一个具有非锥形自由端的长丝，而所述混合簇的其他长丝为具有锥形自由端的长丝。
13.根据权利要求12所述的刷头，其中，所述混合簇的长丝的1%至20%具有非锥形自由端，而所述混合簇的其他长丝为具有锥形自由端的长丝。
14.根据权利要求12所述的刷头，其中，所述混合簇的长丝的2%至10%具有非锥形自由端，而所述混合簇的其他长丝为具有锥形自由端的长丝。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的刷头，其中，簇的所述第一子集中的每一个簇均为混合簇。
16.根据权利要求9所述的刷头，其中簇的所述第一子集中的簇在垂直于其高度延伸方向的平面中具有细长横截面形状。
17.根据权利要求16所述的刷头，其中，簇的所述第一子集中的每个簇的细长形状的近似椭圆的长轴相对于在所述安装侧上的所述中心点处开始并穿过安装侧水平上的相应簇的中心点的径向线具有一定角度，所述角度介于±5°和±85°之间的范围内。
18.根据权利要求17所述的刷头，其中，所述角度介于±30°和±60°之间的范围内。
19.根据权利要求9所述的刷头，其中簇的所述第一子集中的簇以基本上环状布置被安装在所述载体的安装侧上。
20.根据权利要求9所述的刷头，其中所述多个簇包括簇的第二子集，簇的所述第二子集仅包括其中长丝具有非锥形自由端的簇。
21.根据权利要求20所述的刷头，其中，簇的所述第二子集包括至少五个簇。
22.根据权利要求20所述的刷头，其中，簇的所述第二子集由八个簇组成。
23.根据权利要求20所述的刷头，其中簇的所述第二子集中的簇在垂直于其高度延伸方向的平面中具有细长横截面形状。
24.根据权利要求23所述的刷头，其中，簇的所述第二子集中的每个簇的细长形状的近似椭圆的长轴相对于在所述安装侧上的所述中心点处开始并穿过安装侧水平上的相应簇的中心点的径向线具有一定角度，所述角度介于±5°和±85°之间。
25.根据权利要求24所述的刷头，其中，所述角度介于±30°和±60°之间。
26.根据权利要求20-25中的任一项所述的刷头，其中簇的所述第二子集中的簇以基本上环状布置被安装在所述载体的安装侧上。
27.根据权利要求26所述的刷头，其中，簇的所述第二子集中的簇的环被布置在簇的所述第一子集中的簇的环的内部。
28.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中，所述多个簇包括中心簇，所述中心簇在所述载体的安装侧水平上具有中心点，所述中心点基本上与所述安装侧的中心点重合。
29.根据权利要求28所述的刷头，其中，所述中心簇的簇绒面积为至少5.0mm2。
30.根据权利要求28所述的刷头，其中，所述多个簇包括：簇的第一子集，所述簇各自包括具有锥形自由端的长丝；簇的第二子集，簇的所述第二子集仅包括其中长丝具有非锥形自由端的簇，且其中，簇的所述第二子集中的簇在垂直于其高度延伸方向的平面中具有细长横截面形状，且第二多个簇的近似椭圆的长轴中每一个的虚拟延伸部不横跨所述中心簇的簇绒区域。
31.根据权利要求16至25中任一项所述的刷头，其中具有细长横截面形状的所述簇具有至少3.2mm的最大宽度。
32.根据权利要求16至25中任一项所述的刷头，其中具有细长横截面形状的所述簇具有3.35mm的最大宽度。
33.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中所述多个簇的簇绒面积为所述安装侧的面积的至少25%。
34.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中所述多个簇的簇绒面积为所述安装侧的面积的至少28%。
35.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中所述多个簇的簇绒面积为所述安装侧的面积的至少30%。
36.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中所述载体上每单位面积的长丝数为至少15/mm2。
37.根据权利要求1至5中任一项所述的刷头，其中所述载体上每单位面积的长丝数为至少18/mm2。
38.一种电动牙刷，其包括根据权利要求1至37中任一项所述的刷头，其中所述电动牙刷被布置成驱动所述载体，使得具有锥形自由端的任何长丝沿每个振荡周期的每半个循环超过3.0mm的路径行进。
39.根据权利要求38所述的电动牙刷，其中具有锥形自由端的任何长丝沿每个振荡周期的每半个循环至少3.1mm的路径行进。
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