CN1893889A - 具有可移动刷毛、可间歇移动刷毛及固定刷毛的电动牙刷 - Google Patents

Abstract

一种电动牙刷，包括刷柄，刷头，和延伸在刷柄和刷头之间的颈部。所述电动牙刷具有纵向轴线。所述刷柄具有中空的内部区域并且具有设置在中空区域内的电机。可移动刷毛保持器设置在刷头上并且具有多个设置在其上的可移动刷毛。驱动轴将电机操作地连接到可移动刷毛保持器，以移动可移动刷毛保持器和设置在可移动刷毛保持器上的刷毛。所述刷头具有设置在其上的刷毛。一个或多个刷毛设置在牙刷的刷头的静止部分上。驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动致使设置在刷头的静止部分上的一个或多个刷毛的至少一部分运动。

Description

具有可移动刷毛、可间歇移动刷毛及固定刷毛的电动牙刷

技术领域

本发明涉及牙刷的技术领域，并且本发明尤其涉及电动牙刷的技术领域。

背景技术

牙刷传统上使用固定或连接到牙刷的刷头或端部上的一组或多组刷毛。使用被机械地或电动地驱动的可移动刷毛的牙刷也是已知的。典型地，电机和驱动机构被保持在牙刷的主体内并且与可移动刷毛相连。在电机和驱动机构的致动下，刷毛可以进行多种不同类型的运动。

每种类型的牙刷提供一定的优点并且展示特定的特性，而其它类型的牙刷不能提供该优点和特性中的一些。因此，希望将固定刷毛的特征和方面与可移动或动力驱动的刷毛的特征和方面组合起来。

尽管在现有技术中已知使用了与固定刷毛组合的可移动或动力驱动的刷毛的牙刷，但是可以相信清洁效率和制造性方面的进一步改进仍然可以得到。因此，存在对具有与一个或多个可移动和/或动力驱动的刷毛相结合的一个或多个固定刷毛的牙刷的需求，所述牙刷提供了稳定的清洁功效并且是经济的且适于大批量生产。

发明内容

一种电动牙刷，包括刷柄，刷头，和延伸在刷柄和刷头之间的颈部。刷柄具有中空的内部区域，并且具有设置在中空内部区域内的电机。可移动刷毛保持器能够设置在刷头上，并且能够具有多个设置在其上的可移动刷毛。所述电机能够通过驱动轴与可移动刷毛保持器可操作地连接。一个或多个刷毛可以设置在刷头的静止部分上。驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动能够致使设置在牙刷刷头的静止部分上的一个或多个刷毛的至少一部分运动。

附图说明

本发明可以采用各种各样的元件和元件的布置，各种技术，方法，或工艺和步骤的布置。附图仅仅用于示出优选实施例，不必要按比例绘制并且不解释为限制本发明。

可以相信本发明从下面结合附图的描述将被更好地理解，其中：

图1是根据本发明优选实施例的牙刷的透视图。

图1a是根据本发明的牙刷的实施例的详细剖切透视图。

图2是图1中所示电动牙刷的头部的详细透视图。

图3是图2中所示牙刷头的详细侧视图，其中去除了刷毛的一部分以便清楚。

图4是全部刷毛显示出的图2中所示电动牙刷的头部的详细侧视图。

图5是根据本发明第二优选实施例的牙刷的头部的详细透视图。

图6是图5中所示牙刷的头部的详细侧视图。

图7是根据本发明另一优选实施例的牙刷的头部的详细示意局部剖视图。

图8是图7中所示优选实施例的牙刷的头部区域的详细视图。

图9是图7中所示优选实施例的牙刷的头部的详细侧视图。

图10是图7中所示优选实施例的牙刷的头部的另一详细侧视图，其中示出了在牙刷操作期间一组刷毛的移动。

图11是根据本发明另一优选实施例的牙刷的头部的前面的详细视图。

图12是图11中所示的牙刷的头部的另一详细视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的运动。

图13是图11中所示牙刷的头部的另一视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的进一步的运动。

图14是根据本发明的牙刷的另一优选实施例的头部的详细视图。

图15是图14中所示牙刷的头部的另一详细视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的运动。

图16是图14中所示牙刷的头部的又一视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的进一步的运动。

图17是根据本发明的牙刷的另一优选实施例的头部的详细视图。

图18是图17中所示牙刷的头部的另一详细视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的运动。

图19是图17中所示牙刷的头部的又一视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的进一步的运动。

图20是根据本发明的牙刷的另一优选实施例的头部的详细视图。

图21是图20中所示牙刷的头部的另一详细视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的运动。

图22是图20中所示牙刷的头部的又一视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的进一步的运动。

图23是牙刷的头部的详细剖视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的运动。

图24是牙刷的头部的详细剖视图，其中示出了刷毛保持器沿头部的进一步运动。

具体实施方式

本发明基于这样的发现，即，显著的清洁效率来自使用固定刷毛，可移动刷毛，和可间歇移动刷毛的组合的牙刷。这种牙刷能够用于清洁包括自生的和/或替换的牙齿的任何牙齿。此外，这种牙刷能够用于包括人和/或动物的口的任何口腔中。本发明另外基于可间歇地移动的刷毛与驱动轴和/或可移动刷毛保持器之间的独特的构造的发现。设置在刷头的静止部分内的刷毛能够由于牙刷的驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动而进行运动。本发明还基于如下发现：一个或多个固定刷毛的特殊图案或构造的，尤其是当与可移动和动力驱动刷毛组和可间歇地移动的刷毛结合使用时。此外，本发明的牙刷的特征在于往复运动且至少部分地被固定刷毛阵列围绕的可移动刷毛保持器，并且本发明的牙刷特别适用于大批量生产。即，这里描述的不同优选实施例的牙刷由于它们的相当简单和新颖结构而能够相对廉价地制造。这些和其他方面将在这里描述。

传统的刷毛为大体圆柱形、细长的，并且从牙刷的刷头的刷毛支承面向上延伸。这些刷毛通常包括尼龙并且能够以刷毛束和/或刷毛组设置在牙刷的刷头上。这里使用的术语刷毛旨在以上位的含义用作清洁和/或按摩元件并且包括但不限于传统刷毛，弹性(elastomeric)刷毛，弹性指状物，和/或弹性壁。适于用于本发明的弹性刷毛、指状物和壁的例子在美国专利No.5,628,082，No.5,335,389，和英国专利申请No.G.B.2,371,217，和美国专利申请No.2003/0196283，No.2003/0033682，和No.2003/0033680中描述，上述专利或专利申请通过参考并入这里。

在描述各种优选实施例之前，限定可移动刷毛和可移动刷毛保持器可以进行的各种运动是有益的。如这里使用，术语“角运动”是指任何角位移。“线性运动”是沿直的或大体直的线或方向的运动。下面描述“主要线性运动”。“曲线运动”是既不是完全的线性运动也不是完全的角运动，而是线性运动和角运动的组合的运动(例如曲线运动)。这些运动可以是恒定的或周期性的。恒定的运动是指不改变方向或路径的运动(即，单向运动)。周期性运动是指颠倒方向或路径的运动。大体以圆形形式的恒定的角运动(即，延续通过360度或更大角度的运动)称为旋转运动。周期性角运动是延续通过小于360度的运动并且称为摆动。曲线运动可以是恒定的(即单向的)或周期性的(即，颠倒方向)。周期性线性运动称为“往复运动”。上述运动也可以沿刷毛保持器的一个或多个轴线进行。

此外，限定术语“固定刷毛”“可移动刷毛”，和“可间歇移动刷毛”是有用的。术语“固定刷毛”指被紧固或固定到牙刷的主体或刷头上或牙刷的其它元件上的刷毛，从而所述刷毛，并且具体而言刷毛的基部不相对于牙刷的纵向轴线运动。换言之，固定刷毛指固定到牙刷上的刷毛，从而它们的基部或连接点不相对于牙刷运动并且基部和/或远离基部的刷毛的区域不会由于本发明牙刷的驱动轴或可移动刷毛保持器的运动而相对于牙刷运动。可以认为远离刷毛或刷毛组的基部的末端或区域可以由于柔性而不是由于驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动而运动。

术语“可移动刷毛”指设置在刷毛保持器上的刷毛，该刷毛保持器通过电机驱动以便相对于牙刷运动，优选沿牙刷的纵向轴线运动。当可移动刷毛设置在可移动刷毛保持器上并且由可移动刷毛保持器支撑时，它们被动力驱动。优选方式是，当被动力驱动时，可移动刷毛往复运动，最优选的方式是，可移动刷毛沿大体平行于牙刷纵向轴线的方向往复运动。可以预期可移动刷毛也可以沿大体垂直于所述纵向轴线的方向往复运动。尽管往复运动是优选的用于可移动刷毛保持器的运动类型，但是本发明包括用于可移动刷毛保持器的任何和全部的其它类型的运动。

术语“可间歇移动的“刷毛指设置在牙刷的刷头的静止部分内，设置在所述静止部分上，和/或通过所述静止部分，并且由于本发明牙刷的驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动而进行运动的刷毛。如果刷头的一部分没有移动，尤其是所述一部分没有通过与牙刷的驱动轴和/或电机的可操作的连接而进行运动，那么刷头的所述一部分就是静止的。在一个实施例中，设置在牙刷刷头的静止部分上的刷毛由于这些刷毛和可移动刷毛保持器的接触而运动。可移动刷毛保持器由于与牙刷的驱动轴的可操作连接而运动。在另一实施例中，驱动轴的运动致使设置在牙刷的刷头上的另外的元件运动，该元件接触一个或多个可间歇移动刷毛的至少一部分，从而致使一个或多个可间歇移动刷毛的至少一部分运动。在又一实施例中，驱动轴本身与一个或多个可间歇移动刷毛接触，从而致使一个或多个可间歇移动刷毛的至少一部分运动。

如这里所述，可间歇移动刷毛由于大体沿与刷毛的方位相交的方向施加的且致使刷毛移动的力的施加而进行运动。可间歇移动刷毛的位移的幅度和频率能够依赖于驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动，及可移动刷毛保持器和/或驱动轴与可间歇移动刷毛之间的接触的类型和/或位置。该刷毛能够在长度或周长上的任何地方被碰撞，包括但不限于顶部，侧面，前边缘，后边缘，刷毛根和/或基部和/或它们的任何组合。刷毛根和/或基部包括通常位于牙刷的刷头内部的刷毛的终端。刷毛根和/或基部是刷毛束的融合的终端。这些刷毛端能够通过任何传统的措施融合在一起，所述措施包括但不限于熔化。由此得到的运动能够包括旋转，摆动，摇动(rocking)，上下和/或左右或侧向移动可间歇移动刷毛，及这些运动的任何组合。另外，可间歇移动刷毛的周期性运动或位移可是驱动轴和/或可移动刷毛保持器与可间歇移动刷毛的根部或基部之间的碰撞的结果。可间歇移动刷毛的运动的幅度能够通过可移动刷毛保持器和可间歇移动刷毛的碰撞和/或接触的类型定制。例如，刷毛运动的幅度能够依据刷毛的哪一部分或区域与驱动轴和/或可移动刷毛保持器接触而改变。另外，所述幅度也将依据驱动轴和/或可移动刷毛保持器的冲程长度而改变，当冲程长度增加时，幅度也增加。通常，可间歇移动元件的运动的频率依赖于驱动轴和/或可移动刷毛保持器的运动频率。

可间歇移动刷毛的长度或高度的大部分经常经历一定程度的运动或位移。此外，如这里所述，致使可间歇移动刷毛位移的力的施加优选通过将刷毛与牙刷驱动机构的元件撞击或接触实现。用于实现上述目的的优选的方案是将往复运动的刷毛保持器构造为沿所述保持器的冲程路径在一个或多个位置撞击或接触一组可间歇移动刷毛。术语可间歇移动刷毛也包括这样的刷毛构造，其中驱动轴和/或可移动刷毛保持器周期性地接触或撞击一组或一束刷毛，从而一组或一束刷毛中的至少一部分刷毛，优选是大部分刷毛，最优选是全部刷毛进行间歇性运动。刷毛束可以沿牙刷的刷头的周边于其他刷毛束紧密地间隔开，由此提供刷毛的单个单元和/或壁的外观。然而，刷毛束可以离散布置以便显示为各个束。在本发明的该方面，一束刷毛紧靠近驱动轴和/或可移动刷毛保持器设置，从而当牙刷操作时，刷毛保持器，和/或驱动轴周期性地接触或撞击沿刷毛束的周边或外部区域定位的一部分刷毛。通过移动刷毛保持器和/或驱动轴而直接接触的刷毛是可间歇移动刷毛。这些可间歇移动刷毛然后与所述刷毛束中的其他刷毛接触。与可间歇移动刷毛接触的刷毛也是可间歇移动刷毛，因为它们的运动是驱动轴和/或可移动刷毛保持器与设置在牙刷刷头的静止部分内的刷毛接触的结果。由于所述刷毛束内的刷毛的相对紧密靠近，沿刷毛束周边施加给刷毛的间歇性运动也施加到所述刷毛束内的至少一些刷毛，优选是大部分刷毛，最优选是施加到其他全部刷毛上。可以预期这种刷毛组或刷毛束可以包括诸如尼龙刷毛，弹性刷毛，弹性指状物，弹性壁和/或从牙刷的刷头的刷毛支承面向上延伸的任何其他元件的元件。

参考图1和图1a，其中示出了根据本发明优选实施例的牙刷10。牙刷10包括具有刷柄30，刷头20和延伸在刷柄30和刷头20之间的颈部40的主体或壳体。刷头20限定最末端22。刷头20和颈部40大体沿在图1中作为轴线L示出的纵向轴线延伸。沿刷头20设置了多个固定刷毛60，多个可间歇移动刷毛70，和如这里所述的可移动的一组在内部设置的刷毛50。刷毛50支撑在可移动刷毛保持器(图1中未示出)上并由可移动刷毛保持器保持。所述可移动刷毛保持器可以由于与驱动轴25的可操作连接经历这里指出的宽范围的多种运动。牙刷10进一步包括电机23，电池或其他电源(未示出)，和驱动机构21，它们优选都设置在限定主体或壳体内且具体地限定在刷柄30和颈部40内的中空内部区域内。设置一个或多个开关35用于有选择地操作电机和驱动机构。

图2-6示出了用于固定刷毛，可间歇移动刷毛，和可移动刷毛的布置的不同优选实施例的构造。图2是图1中所示牙刷10及其刷头20的详细视图。从图2可以看出，固定刷毛60大体完全绕可移动刷毛组的大部分延伸。可移动刷毛50设置并位于可移动刷毛保持器(未示出)上。所述刷毛保持器优选可在两个位置之间移动。优选方式是，所述刷毛保持器可以在第一位置和第二位置之间来回地移动，其中在第一位置刷毛保持器接近刷头20的最末端22，在第二位置刷毛保持器位于其距离刷头20的末端22最大距离处。最优选的方式是，当刷毛保持器在这两个位置之间往复运动时，刷毛保持器的移动方向大体平行于图1中示出为轴线L的刷头20和颈部(图2中未示出)的纵向轴线。与刷头20的末端22相邻设置多个可间歇移动刷毛70。可以理解，可间歇移动刷毛70位于刷头20上，从而在刷毛保持器和可移动刷毛50往复运动期间，可间歇移动刷毛70的至少一部分与刷毛保持器周期性地接触，并且任选地与一部分可移动刷毛50接触，由此使可间歇移动刷毛70周期性移动。

图3是图1和图2中示出的优选实施例的牙刷10的刷头20的侧视图。图3示出了去除内部可移动刷毛50的组的刷头20。图3示出了用于固定刷毛60和可间歇移动刷毛70的组的特别优选的刷毛末端构造。在该优选方面，多个固定刷毛60的端部或末端形成锯齿状的刷洗表面62。具体而言，参考图3，可以看出锯齿状的刷洗表面62的特征是多个凹谷或凹部62a和多个峰顶62b。类似地，可间歇移动刷毛也限定了刷洗表面72。优选地，刷洗表面72相对于牙刷10的纵向轴线沿锐角延伸。用于刷洗表面72的这个优选方面这里称为倾斜刷洗表面。

图4示出了优选实施例的牙刷10的刷头20的类似的侧面视图。然而，图4示出了还包括图3中没有示出的可移动刷毛50的刷头。如图2和图4中最好地示出，在该实施例中，优选由可移动刷毛50的内部组提供的刷洗表面52与固定刷毛60的刷洗表面类似。刷洗表面52包括多个凹谷或凹部52a和多个峰顶52b。如上面针对固定刷毛60的刷洗表面62所述，优选可移动刷毛50的刷洗表面52是锯齿状的。具体而言，用于固定刷毛60的刷毛高度或末端的不同峰顶和凹谷之间的间隔实质上对应可移动刷毛50的内部组的不同峰顶和凹谷之间的间隔。这个特征在图2中最好地示出，其中在沿刷头20的刷毛保持器和可移动刷毛50的一定位置，由可移动刷毛50的锯齿状刷洗表面52限定的不同的峰顶和凹谷以及由固定刷毛60的锯齿状刷洗表面62限定的峰顶和凹谷彼此对齐。参照图2，可以看出刷洗表面52的凹部52a与刷洗表面62的凹部62a沿线B，C，D，和E大体对齐。并且进一步参照图2，可以看出刷洗表面52的峰顶52b和刷洗表面62的峰顶62b沿线F，G，和H大体对齐。

图5是根据本发明第二优选实施例的牙刷的刷头的详细透视图。牙刷110包括多个静止和/或固定刷毛160，固定刷毛160大体环绕或部分环绕设置在内部的可移动刷毛150组。在刷头120的末端122上设置有多个可间歇移动刷毛170。优选实施例的牙刷110大体对应于前面指出的附图中示出的先前描述的牙刷10。然而，可移动刷毛150的刷毛末端构造，即刷洗表面152与图2中所示的可移动刷毛50的刷洗表面52不同。实质上，图5中示出的实施例使用了用于可移动刷毛150的刷毛构造，其中可移动刷毛150具有相同或一致的高度。这造成相对平或平面化的刷洗表面152。优选方式是，可间歇移动刷毛170限定倾斜的刷洗表面172。并且，优选方式是，固定刷毛160限定锯齿状的刷洗表面。

图6示出了这个优选构造。具体而言，图6示出了优选实施例牙刷110的刷头120的侧视图。可以看到可移动刷毛150的相对平的刷洗表面152。

图7到图10示出了根据本发明的另一优选实施例的牙刷210。牙刷210包括刷头220，刷头220具有多个静止和/或固定刷毛(未示出)；包括设置在可移动刷毛保持器255上的刷毛(未示出)的可移动刷毛；和设置在刷头220的末端222处的多个可间歇移动刷毛270。刷毛保持器255通过连接器214与往复动动驱运轴212接合。驱动轴212在限定于牙刷210的颈部和刷头内的中空区域内延伸并且将刷毛保持器255接合到电机和驱动机构(未示出)。本领域所属技术人员可以理解，刷毛保持器255可以包括用于帮助或导引刷毛保持器相对于刷头220的运动的支撑装置。沿保持器255的末端设置或限定延伸区域256。延伸区域256这里也称为刷毛保持器的接触边缘。这个接触边缘可以位于刷毛保持器的任何区域上，包括但不限于侧面，前/引导边缘，和/或后/尾边缘，或它们的任何组合。这个接触边缘也可以包括突出部分。所述突出部分是从可移动刷毛保持器的接触边缘延伸以便接触可间歇移动刷毛的凸出部分或突起。所述接触边缘可以包括一个或多个突出部分。如果存在多个突出部分，在突出部分之间可以存在间隔或空间。如果存在这些间隔和/或空间，与这些间隔和/或空间对应的刷毛不被可移动刷毛保持器移动，因此，这些刷毛能够为静止固定刷毛。在具有多个突出部分的实施例中，静止固定刷毛能够与可间歇移动刷毛紧邻定位。静止固定刷毛和可间歇移动刷毛的图案能够由突出部分的特性确定，所述特性包括但不限于突出部分的数量，尺寸，和位置。图8示出了接触可间歇移动刷毛的前/导引边缘。边缘256的长度尺寸为：在刷毛保持器255向前，即朝着刷头220的末端222伸出时，可间歇移动刷毛270被接触并且以移动一些角度。因此，在牙刷操作期间，当保持器255移动时，可间歇移动刷毛270以与保持器255的频率相应的频率移动。可间歇移动刷毛270的位移范围如图10中所示并且用角度A表示。可以理解，在诸如由冲程长度S限定的保持器255的移动时，可间歇移动刷毛270将以一些角度A移动。用于这里描述的优选实施例牙刷的往复运动的刷毛保持器的冲程长度S可以是从大约0.1毫米或更小到大约10毫米的范围，更优选从大约0.5毫米到大约5毫米的范围，并且最优选从大约1毫米到大约3毫米的范围。这里描述的优选实施例的牙刷的可间歇移动刷毛的位移的角度A可以是从大约5度到大约45度的范围，更优选从大约10度到大约35度的范围，最优选从大约15度到大约30度的范围。这个位移的角度A大体是与刷头的末端最接近的可间歇移动刷毛组的刷毛的角位移。角度A为图10中虚线所示的移动之前的这些刷毛的方位与最大位移时刷毛的方位之间的差。

可以理解，在本发明的优选方面，当牙刷操作(或期望刷洗模式的启动)时，刷毛保持器、特别是保持器的引导边缘接触或撞击可间歇移动刷毛。通常，刷毛保持器和经历与刷毛保持器接触的可间歇移动刷毛之间的接触或撞击的位置可以表达为从刷头的面或露出表面到可间歇移动刷毛的末端测量时刷毛整个高度的百分比，其中可间歇移动刷毛从所述刷头的面或露出表面延伸。通常，接触的位置发生在沿刷毛长度的下面50％，优选沿下面40％，更优选沿下面30％，更优选沿下面20％，最优选沿下面10％限定的区域内。另外，所述接触可以是与刷毛的基部或根部接触。

图11到图13以又一种方式示出了可间歇移动刷毛和刷毛保持器的运动之间的关系。具体而言，图11到图13示出了具有刷头320的优选实施例牙刷310。刷头320上设置有多个静止刷毛360，静止刷毛360大体环绕或部分围绕多个可移动刷毛350。可移动刷毛350设置在可移动刷毛保持器(未示出)上。沿刷头320的末端322设置了多个可间歇移动刷毛370。在牙刷310操作及刷毛保持器沿大体平行于牙刷310的纵向轴线的方向往复运动期间，保持器达到其距离刷头320的末端322最大距离的位置。上述位置在图11中示出为位置T。当刷毛保持器朝着刷头320的末端322开始其冲程时，保持器达到其引导边缘356接触可间歇移动刷毛370的至少一部分的位置。这个位置在作为距离U的距离图12中示出的位置T的距离处出现。优选方式是，表示为保持器的最大冲程长度的百分比的距离U为从大约90％到大约98％。当达到其冲程的端部，即其边缘356最接近刷头320的末端322的保持器的位置时，边缘356接触可间歇移动刷毛370的至少一部分，由此将这些刷毛移动到它们的最大角度位移。在这个位置上，如图13中所示，距离V与刷毛保持器的冲程长度对应或相等。通常，这里描述的用于往复运动的刷毛保持器的冲程长度与先前描述的图10中示出的值S对应或相等。而且，可间歇移动刷毛370的角位移量与先前描述的图10中示出的A的值对应或相等。

图14到图16示出了本发明的另一实施例。图14到图16示出了可移动刷毛保持器与可间歇移动刷毛的关系，其中可移动刷毛保持器的引导边缘包括突出部分。这些突出部分接触位于牙刷末端的可间歇移动刷毛。所述突出部分可以根据可间歇移动刷毛所需的运动类型和量改变尺寸。具有较大的突出部分能够导致可间歇移动刷毛在更大距离上的更大运动量。此外，突出部分可以形成为突出部分从改变的角度撞击可间歇移动刷毛或者在不同位置接触可间歇移动刷毛，从而产生不同类型的刷毛运动。在刷头320上设置有多个静止刷毛360，静止刷毛360大体环绕或部分围绕多个可移动刷毛350。可移动刷毛350设置在可移动刷毛保持器(未示出)上。在本发明的这个实施例中，可间歇移动刷毛370位于牙刷311的刷头321的末端322上。在牙刷311的操作和刷毛保持器沿大体平行于牙刷311纵向轴线的方向的往复运动期间，刷毛保持器到达其距离刷头321的末端322最大距离的位置。这个位置在图14中示出为位置T。当刷毛保持器朝着刷头321的末端322开始其冲程时，刷毛保持器达到其引导边缘356接触至少一部分可间歇移动刷毛370的位置。这个位置发生在作为距离U的距图15中示出的位置T的距离处。优选方式是，表示为刷毛保持器的最大冲程长度的百分比的距离U从大约90％到大约98％。当到达其冲程的端部，即包括突出部分357的其边缘最接近刷头的末端322的保持器的位置处时，突出部分357接触至少一部分可间歇移动刷毛370，由此将这些刷毛移动到它们的最大角度位移。在这个位置，图16中示出的距离V与刷毛保持器的冲程长度对应或相等。通常，用于这里描述的往复运动的刷毛保持器的冲程长度对应或等于先前描述的图10中示出的S的值。此外，可间歇移动刷毛370的角位移量对应或等于先前描述的图10中示出的A的值。

图17到图19示出了本发明又一优选实施例。刷头323上设置了多个静止刷毛360，静止刷毛360大体环绕或部分围绕多个可移动刷毛350。可移动刷毛350设置在可移动刷毛保持器(未示出)上。在本发明的这个实施例中，可间歇移动刷毛371位于牙刷313的刷头323的刷毛支承表面的侧面上。在牙刷操作及刷毛保持器沿大体平行于牙刷313的纵向轴线的方向往复运动期间，刷毛保持器达到其距离刷头323的末端322最大距离的位置。随着刷毛保持器朝着刷头323的末端322沿其冲程运动，包括位于可移动刷毛保持器的侧面上的突出部分361的刷毛保持器接触沿牙刷313的刷头323的侧面设置的可间歇移动刷毛371，从而当可移动刷毛保持器朝着牙刷313的刷头的末端322移动时移动所述刷毛。

图20到图22示出了本发明牙刷的另一实施例。刷头325上设置多个静止刷毛360，静止刷毛360大体环绕或部分围绕多个可移动刷毛350。可移动刷毛350设置在可移动刷毛保持器(图20至22中未示出)上。在这个实施例中，可间歇移动刷毛373位于接近牙刷315的颈部的刷头325的部分上。在牙刷315操作及刷毛保持器沿大体平行于牙刷315的纵向轴线的方向往复运动期间，当刷毛保持器从末端322朝着刷头325的底端或近端沿其冲程移动时，包括位于可移动刷毛保持器的底边/尾边上的突出部分363的刷毛保持器接触沿刷头325的底端或近端设置的可间歇移动刷毛373。当与突出部分接触时，可间歇移动刷毛移动。

图23和图24示出了本发明牙刷的另一实施例。可间歇移动刷毛390通过刷头的静止部分391设置。可移动刷毛保持器397包括突出部分393，突出部分393在刷头的静止部分下面延伸并且接触可间歇移动刷毛的根部和/或基部395。当刷毛保持器朝着刷头的末端399开始其冲程时，保持器到达其导引边缘393接触可间歇移动刷毛390的根部和/或基部395的位置。当导引边缘393接触根部和/或基部395时，可间歇移动刷毛390向上移动。然后，可移动刷毛保持器397通过向回移动离开刷头的末端399而完成其冲程循环，并且刷毛保持器397的边缘393移动离开可间歇移动刷毛390的根部和/或基部395，从而使刷毛向下移动。

在本发明的另一实施例中，可间歇移动刷毛设置在柔性平台和/或板上。这个平台设置在牙刷的刷头上或由牙刷的刷头支撑。当可移动刷毛接触可间歇移动刷毛和/或柔性平台时，设置在平台内的所有刷毛将间歇地运动。另外，所述平台能够接触其他刷毛，从而将运动传给这些刷毛。

在使用往复运动刷毛保持器的刷头构造中，通常优选方式是，保持器的频率为从每分钟大约250到大约5000个冲程循环。更优选的方式是，所述频率在从每分钟大约750到大约2000个冲程循环的范围，并且典型地在大约每分钟1250个冲程循环的附近。这些操作速度相对于没有刷洗负载施加在刷毛保持器上给定。可以预期本发明可以采用与以小于或大于这里指出的频率的频率进行运动的可间歇移动刷毛接触的刷毛保持器或驱动元件。此外，频率范围能够通过衰减可移动刷毛保持器的运动而受影响。

对于采用了周期性地接触可间歇移动刷毛的往复运动刷毛保持器的刷头构造，已经发现了特定的刷头设计以便提供性能和制造性特性的有吸引力的组合。在本发明的这个方面，刷头包括沿大体平行于牙刷纵向轴线的轴线往复运的刷毛保持器。所述刷毛保持器限定了与沿刷头的末端设置或设置在刷头的末端附近的一组可间歇移动刷毛周期性接触的引导边缘。所述引导边缘从保持器的基部的最前区域向外延伸大约0.1毫米到大约5毫米的距离，更优选延伸大约0.5毫米到大约4毫米的距离，且最优选延伸大约2毫米的距离。参考图8，这个距离是从保持器255的平面下侧的最前区域到图中示出的接触可间歇移动刷毛270时的边缘256的末端(沿保持器的长度尺寸)测量的距离。这里讨论的刷毛保持器的冲程长度可以与前面描述的一样，但是优选方式是从大约1.0毫米到大于2.5毫米，更优选是从大约1.5毫米到大约2.0毫米，并且最优选是大约1.7毫米。所述导引边缘可以成形为具有撞击可间歇移动刷毛和/或刷毛的凸起。

下面将谈到优选的刷毛构造基于大体位于刷头的中间区域或内部的可移动刷毛，和至少部分地围绕中间设置的可移动刷毛的静止或固定和/或可间歇移动刷毛。这方面在这里将更详细地描述。然而，本发明并不限于这些优选构造。

对于一定的应用，优选方式是，静止或固定刷毛和可间歇移动刷毛的组合围绕可移动刷毛组的周长或周边的100％。在其他的应用中，优选方式是，固定刷毛和可间歇移动刷毛的组合围绕可移动刷毛的周长的大约75％到大约100％，或沿可移动刷毛的周长的大约75％到大约100％延伸。在又一应用中，优选方式是，固定刷毛和可间歇移动刷毛的组合沿可移动刷毛的周长的大约50％到大约75％延伸。在进一步的应用中，固定刷毛和可间歇移动刷毛的组合沿可移动刷毛的周长的大约25％到大约50％延伸。并且在另外的应用中，可以优选固定刷毛和可间歇移动刷毛的组合绕可移动刷毛的周长延伸小于25％。如上所述，固定刷毛优选沿可移动刷毛组的外周边的至少一部分延伸。不必固定刷毛绕可移动刷毛组的周边连续地延伸。即，本发明包括其中固定刷毛沿或绕可移动刷毛组的外周边部分地延伸的刷毛构造。

此外，尽管这里描述的全部优选实施例的牙刷采用了设置在刷头末端附近的多个可间歇移动刷毛，但是本发明包括广泛的多种其他的构造和布置。例如，根据本发明的牙刷可包括一组，两组或多组或一套，两套或多套可间歇移动刷毛，并且沿刷头的不同区域设置这种刷毛组。即，本发明并不限于接近末端设置的可间歇移动刷毛。根据刷毛保持器的运动的类型，这些刷毛可以接近颈部或沿刷头的一侧或两侧设置。本发明包括其中可间歇移动刷毛设置在刷头上的几乎任何区域的刷头构造。在一个实施例中，牙刷刷头的周长在牙刷刷头的末端包括大约5％到大约25％的可间歇移动刷毛并且牙刷刷头的周长的余量包括以大体U形填充刷头的侧面和近端的大约95％到大约75％的固定刷毛。在牙刷的另一实施例中，牙刷刷头的周长大体包括可间歇移动刷毛。在又一实施例中，牙刷刷头的周长包括位于牙刷刷头末端的大约5％到大约25％的可间歇移动刷毛，和位于牙刷刷头近端的大约5％到大约25％的可间歇移动刷毛，且牙刷刷头的周长的余量包括固定刷毛。在另一优选实施例中，牙刷刷头的周长包括设置在牙刷刷头的周长的侧面上的大约50％到大约75％的可间歇移动刷毛，且牙刷刷头的周长的余量包括固定刷毛。

如上所述，可移动刷毛保持器可以进行广泛的多种运动。例如，可移动刷毛保持器可以进行角运动，线性运动，或曲线运动。可移动刷毛保持器的运动可以是恒定的或周期性的。作为选择，可以预期保持器可以进行广泛的多种运动，包括最佳表示为回旋状或振动的这些运动。然而，通常，可移动刷毛保持器的优选运动是周期性的线性运动或往复运动。

这里描述的各种往复运动的刷毛保持器也可以采用提供旋转的轴的驱动机构。此外，可以预期其他电机和往复运动或旋转的轴布置也是合适的。例如，美国专利No.5226206；No.5524312；No.5383242；No.5465444；No.5504959；No.5836030；No.4845795；No.5404608；No.5359747；和No.5617601中公开了可合适的其他电机和往复运动的轴布置，上述专利的内容通过参考并入这里。另外，牙刷可以设置有可更换的刷头。本发明可以采用的合适的结构在2001年5月7日申请的美国专利申请No.09/850662中公开，该专利申请的内容通过参考并入这里。类似地，2002年4月3日申请的美国专利申请No.10/114780；和2002年4月22日申请的美国专利申请No.10/128018中公开的驱动机构也可以与本发明结合使用，上述两个专利申请的内容通过参考并入这里。

尽管为了简单本发明刷头实施例示出了具有沿大体垂直于刷头的纵向轴线的方向延伸的刷毛束，其中所述刷毛束从所述刷头延伸，但是可以预期刷毛可以不同地布置以便补充或进一步增强固定刷毛或可间歇移动刷毛，或可移动刷毛的运动或可间歇移动刷毛的运动。刷毛的一些或全部可以沿与刷毛保持器的顶表面成锐角的方向延伸，并且可沿向前或向后的方向延伸。在另一实施例中，一些刷毛可以沿再次相对于刷毛保持器的顶表面成锐角的另一方向向外延伸离开刷头。在本发明的又一实施例中，位于刷头的导引边缘或最末端部分上的刷毛束和/或固定和/或可间歇移动刷毛与它们从其延伸出的刷头的纵向轴线形成角度。形成在刷毛和/或刷毛束与它们从其延伸出的刷头之间的角度可以是任何优选的尺寸。按摩刷毛或改变高度的刷毛诸如美国专利No.Des.330286和No.Des.434563中所述也可以使用，上述专利的内容通过参考并入这里。其他适于使用的优选刷毛布置包括整体或部分地在美国专利No.6006394；No.4081876；No.5046213；No.5335389；No.5392483；No.5446940；No.4894880；和国际公布No.WO99/23910中描述的那些布置，上述专利及专利申请的内容通过参考并入这里。刷头和刷毛特征，材料，尺寸，布置的另外的方面和可以适合用于本发明的方面在下面美国专利中的一个或多个中指出：No.6574820；No.6564416；No.6553604；No.6453497；和No.6308367，这些专利的内容通过参考并入这里。另外，设置在牙刷刷头和/或刷毛保持器上的任何刷毛可以由任何材料制成，所述材料包括但不限于热塑性弹性体(TEP)，苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(styrene ethylene butadiene styrene/SEBS)，尼龙，非弹性材料，和弹性材料，和/或它们的任何组合。

本发明的电动牙刷能够用刷毛或按摩末端型号，尺寸，组合，角度和布置的任何组合制成。刷毛束的高度可以交替。在一个实施例中，具有多个高的刷毛束和多个较短的刷毛束。高刷毛束和较短刷毛束的长度差在一个实施例中在大约0.5毫米到2.5毫米之间，在其他实施例中在大约1毫米到大约2毫米之间。高和短的刷毛束可以设置有不同的特性。例如，高的刷毛束可以相对软，用于轻柔地清洁和按摩使用者的齿龈，而较短的刷毛束可以有些较硬用于牙齿之间的清洁，(或反之亦然)。这种布置允许较长(并且典型地较软)的刷毛能够在较短(并且典型地较硬)的刷毛接触使用者的牙齿和齿龈之前抵靠着使用者的齿龈被压迫，弯曲和偏转。因此，例如，软的刷毛能够被施加更大的力，而较硬(并且或许较不舒服)的刷毛被施加较小的力。

在特别优选的实施例中，本发明提供一种刷毛构造，其中可移动刷毛，即，被可移动刷毛保持器支撑并且紧固到可移动刷毛保持器上的刷毛，具有的总刷毛长度小于至少部分环绕可移动刷毛保持器和紧固到其上的刷毛或在可移动刷毛保持器和紧固到其上的刷毛旁边延伸的静止刷毛的长度。这种优选刷毛构造的进一步变化的特征在于可移动刷毛保持器，该可移动刷毛保持器稍微升到刷头的外表面上面，从而可移动刷毛的末端与从刷头的外表面延伸的较长的静止刷毛大约处于相同高度。通常，通过使用具有相对短的长度的可移动刷毛，可移动刷毛保持器的距离或冲程(当进行往复运动时)小于如果使用较长刷毛时的距离或冲程。较短冲程通常导致降低的动力需求。由于电池需求减少，因此这是有益的，这进而会促进得到的牙刷的制造性能和商业性。此外，通过使用相对短长度的刷毛用于可移动刷毛，使用较长刷毛用于静止刷毛，刷洗负荷的更大比例将由静止刷毛承担。这通常进一步降低牙刷的电机和驱动机构对动力的需求。

在一个实施例中，当可移动刷毛保持器没有正在移动时，设置在可移动刷毛保持器上的可移动刷毛的正弦曲线的顶点设置在大体围绕和/或环绕可移动刷毛保持器的固定和/或可间歇移动刷毛的正弦曲线顶点之间的凹谷内。在另一实施例中，当可移动刷毛保持器没有正在移动时，可移动刷毛的正弦曲线顶点设置为可移动刷毛和固定和/或可间歇移动刷毛的正弦曲线顶点彼此对应。

在特别优选的方面，用在本发明牙刷中的可移动刷毛保持器的特征在于特定的刷毛容纳构造。最优选的方式是，刷毛保持器限定多个孔，每个孔用于保持刷毛束，即可移动刷毛束。孔的优选数量为大约16到大约25个，并且最优选为大约22个。可以理解，孔的数量可以小于或大于上述这些数量。每个孔优选为圆的并且具有大约1.0毫米到大约2.0毫米的直径，并且最优选是大约1.6毫米的直径。所述孔均匀地从保持器表面的一边到另一边分布。

另外，在一些实施例中，可以优选给具有设置在其上的刷毛的刷毛保持器提供倾斜的刷洗表面。即，当将具有设置在其上的刷毛的刷毛保持器装入和组装在刷头内时，指向刷毛末端的保持器的表面优选相对牙刷的纵向轴线成角度定位。优选方式是，这个角度在大约1度到大约8度的范围内，更优选在大约2度到大约6度的范围内，且最优选为大约4度。所述倾斜为随着从牙刷的颈部朝着刷头的末端移动刷洗表面距离牙刷的纵向轴线的距离逐渐增大。

尽管已经根据周期性地接触或撞击一个或多个可间歇移动刷毛的可移动刷毛保持器描述了本发明，但是本发明包括这样的构造，其中除刷毛保持器外，一个或多个驱动机构元件也接触或冲击可间歇移动刷毛。

已经参照特定优选实施例描述了本发明。在阅读和理解本说明书的情况下本领域所属技术人员将想到变化和修改。此外，尽管示出和描述了用于固定刷毛，可间歇移动刷毛和可移动刷毛的特定布置，但是本发明包括多种其他构造。所有这些修改和变化都包括在本发明权利要求及其等同物限定的范围内。

Claims (10)

1、一种电动牙刷(10，110，210，310，311，313，315)，包括：

(a)刷柄(30)，刷头(20，120，220，320，321，323，325)，和延伸在所述刷柄和所述刷头之间的颈部(4)，所述刷柄具有中空的内部区域，所述刷头具有设置在其上的刷毛，且所述电动牙刷具有纵向轴线(L)；

(b)设置在所述刷头上的可移动刷毛保持器(255，397)，所述可移动刷毛保持器具有设置在其上的多个可移动刷毛(50，150，350)；

(c)设置在所述中空内部区域内的电机(23)，其中所述电机通过驱动轴(25，212)与所述可移动刷毛保持器可操作地相连；和

(d)设置在所述刷头的静止部分的一个或多个刷毛，其中所述驱动轴的运动致使设置在所述刷头的所述静止部分上的所述刷毛运动。

2、一种电动牙刷(10，110，210，310，311，313，315)，包括：

(a)刷柄(30)，刷头(20，120，220，320，321，323，325)，和延伸在所述刷柄和所述刷头之间的颈部(4)，所述刷柄具有中空的内部区域，所述刷头具有设置在其上的刷毛，且所述电动牙刷具有纵向轴线(L)；

(b)设置在所述刷头上的可移动刷毛保持器(255，397)，所述可移动刷毛保持器具有设置在其上的多个可移动刷毛；

(c)电机(23)，所述电机设置在所述中空内部区域内并且与所述可移动刷毛保持器可操作地相连以便移动所述可移动刷毛保持器；和

(d)设置在所述刷头的静止部分的一个或多个刷毛，其中所述可移动刷毛保持器的运动致使设置在所述刷头的所述静止部分上的所述一个或多个刷毛的至少一部分运动。

3、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述可移动刷毛保持器接触设置在所述刷头的所述静止部分上的所述一个或多个刷毛的至少一部分。

4、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述可移动刷毛保持器沿所述牙刷的所述纵向轴线往复运动每分钟750到2000个冲程。

5、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中设置在所述刷头上的所述刷毛包括设置在所述刷头的所述静止部分并且不会由于所述驱动轴(60，160，360)的运动而经历运动的刷毛，设置在所述刷头的所述静止部分并且由于所述驱动轴(70，170，270，370，371，373)的运动而经历运动的刷毛，和设置在所述可移动刷毛保持器(50，150，350)上的刷毛，并且其中设置在所述刷头的所述静止部分上的所述刷毛以5度到45度的角度移动。

6、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述刷毛进一步包括单个弹性圆柱体。

7、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述可移动刷毛保持器沿所述牙刷的所述纵向轴线以从0.1毫米到10毫米的冲程长度往复运动。

8、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述刷毛长度的下面50％，优选下面30％被所述可移动刷毛保持器接触。

9、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述可移动刷毛保持器进一步包括一个或多个突出部分(357，361，363，393)。

10、根据上述任一项权利要求所述的电动牙刷，其中所述可移动刷毛保持器包括一个或多个突出部分，所述一个或多个突出部分选自由导引边缘突出部分，尾边缘突出部分，侧边缘突出部分，或它们的任何组合构成的组。

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