RU2296534C2 - Электрическая зубная щетка и съемная головка электрической зубной щетки - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике. Электрическая зубная щетка содержит ручку, расположенный в ней двигатель, объемную головку, имеющую продольную ось, и шейку, расположенную между ручкой и головкой. На головке установлены первый и второй держатели щетинок. Первый держатель щетинок совершает угловые колебания или вращается. Второй держатель щетинок совершает в целом возвратно-поступательное движение в направлении продольной оси головки. Приводная система содержит вал, соединенный со вторым держателем щетинок, и рычаг, в основном проходящий в направлении продольной оси головки, соединенный с первым держателем щетинок. Изобретение позволяет обеспечить высококачественное очищающее действие. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 27 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области зубных щеток, а более конкретно к зубным щеткам с электрическим приводом.

Уровень техники

В данной области существует множество технических приемов для преобразования вращательного движения двигателя или другого электрического привода в заданные чистящие движения. Многие технические средства в качестве элемента приводного механизма содержат вал. Вал может вращаться, совершать угловые колебания или возвратно-поступательное движение. Вал соединен с держателем щетинок. Чаще всего держатель щетинок с помощью вала приводится в действие, совершая вращательное или "колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси вала.

Эти электрические зубные щетки, как правило, предусматривают только один вид чистящего движения. Хотя отдельные чистящие движения являются предпочтительными, предполагается, что электрические зубные щетки с разнообразными движениями могут обеспечить высококачественное очищающее действие. Кроме того, желательно объединить очищающее действие, обеспечиваемое щетинками вращающегося или колеблющегося держателя щетинок, с очищающим действием щетинок, которые совершают только возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси электрической зубной щетки, с тем, чтобы более точно воспроизводить движения, соответствующие чистке зубов вручную.

Раскрытие изобретения

Электрическая зубная щетка в соответствии с настоящим изобретением содержит ручку, расположенный в ней двигатель, головку, имеющую продольную ось, и шейку, расположенную между ручкой и головкой. Первый и второй держатели щетинок связаны с головкой. Первый держатель щетинок совершает угловые колебания или вращается. Второй держатель щетинок совершает возвратно-поступательное движение в целом в том же направлении, что и продольная ось головки, но не вращается или не совершает угловых колебаний. Двигатель соединяется в рабочем состоянии с первым и вторым держателями щетинок.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет лучше понято из последующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - вид сверху с частичным разрезом электрической зубной щетки, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, причем электрическая зубная щетка содержит вращающийся или совершающий угловые колебания вал;

Фиг.2 - вид сверху с частичным разрезом первого варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.1;

Фиг.3 - вид сбоку с вырывом и частичным разрезом второго варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.1;

Фиг.4 - вид сбоку с вырывом и частичным разрезом третьего варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.1, причем второй держатель щетинок изображен в первом положении;

Фиг.5 - вид сбоку с вырывом и частичным разрезом головки зубной щетки на фиг.4, на котором второй держатель щетинок изображен во втором положении;

Фиг.6 - вид сбоку с вырывом и частичным разрезом четвертого варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.1;

Фиг.7 - общий вид кулачка, подходящего для использования вместе с головкой зубной щетки, изображенной на фиг.6;

Фиг.8 - общий вид другого кулачка, подходящего для использования вместе с головкой зубной щетки, изображенной на фиг.6;

Фиг.9 - общий вид электрической зубной щетки, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, на котором часть корпуса зубной щетки удалена, для иллюстрации особенностей, скрытых в иных случаях, и на котором электрическая зубная щетка содержит вал, который совершает возвратно-поступательное движение;

Фиг.10 - деталировочный общий вид варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9;

Фиг.11 - деталировочный общий вид второго варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9;

Фиг.12 - деталировочный общий вид третьего варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9;

Фиг.13 - деталировочный общий вид четвертого варианта выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой с фиг.9;

Фиг.14 - вид сбоку с вырывом расположения пучков щетины зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрическими зубными щетками на фиг.1 и 9, причем некоторые пучки щетины образуют острый угол с верхней поверхностью держателя щетинок;

Фиг.15 - вид спереди с вырывом головки зубной щетки на фиг.16;

Фиг.16 - вид сбоку с вырывом расположения пучков щетины зубной щетки, подходящего для использования вместе с электрическими зубными щетками на фиг.1 и 9;

Фиг.17 - общий вид головки зубной щетки на фиг.16;

Фиг.18 - фотография, общий вид, головки зубной щетки на фиг.16;

Фиг.19 - фотография, вид сбоку с вырывом, головки зубной щетки на фиг.18;

Фиг.20 - фотография, проекция сверху, головки зубной щетки на фиг.18;

Фиг.21 - фотография, общий вид, головки зубной щетки, имеющей

расположение щетинок с фиг.16, причем второй держатель щетинок изображен во втором положении;

Фиг.22 - фотография, вид сбоку с вырывом, головки зубной щетки на фиг.21;

Фиг.23 - фотография, проекция сверху, головки зубной щетки на фиг.21;

Фиг.24 - фотография, вид спереди с вырывом, головки зубной щетки на фиг.18 и 21;

Фиг.25 - фотография, проекция сверху, головки зубной щетки на фиг.18, в сочетании с ручкой;

Фиг.26 - фотография, вид сбоку, зубной щетки на фиг.25;

Фиг.27 - фотография, общий вид, зубной щетки на фиг.25.

Осуществление изобретения

В дальнейшем будут даны ссылки на детали различных вариантов выполнения настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются на прилагаемых чертежах, на которых одними и теми же позициями обозначаются одинаковые элементы на всех видах, и на которых позиции, имеющие две одинаковых последних цифры (например, 20 и 120), обозначают аналогичные или соответствующие элементы. Как станет понятно, настоящее изобретение относится к электрическим зубным щеткам (включая электрические зубные щетки, имеющие съемные головки) и к головкам электрических зубных щеток, имеющим первый и второй подвижные держатели щетинок. Первый держатель щетинок вращается или совершает угловые колебания, в то время как второй держатель щетинок совершает возвратно-поступательное движение в продольном направлении головки. В более предпочтительной форме первый держатель щетинок вращается или совершает угловые колебания, но не совершает возвратно-поступательного движения или не осуществляет никакого другого движения, не являющегося ни вращательным, ни колебательным, и второй держатель щетинок совершает возвратно-поступательное движение, но не вращается или не совершает угловых колебаний. Используемый в настоящем описании термин "вращаться" предназначен для обозначения углового перемещения в одном направлении (например, к постоянному движению по часовой стрелке) в то время как термин "совершать угловые колебания" предназначен для обозначения вибрационного углового движения (например, к повторяющимся циклам вращения по часовой стрелке и вращение против часовой стрелки). Вибрация представляет собой любое периодическое движение, имеющее повторяющиеся циклы. Вибрационное движение может иметь одну или несколько частот и амплитуд. Вибрационное движение, которое является по существу линейным, в настоящем описании обозначает возвратно-поступательное движение.

Настоящее изобретение может использоваться в комбинации с электрическими зубными щетками и головками электрических зубных щеток, которые содержат валы, которые вращаются, совершают угловые колебания или совершают возвратно-поступательное движение (а также их сочетания), для приведения в движение первого и второго держателей щетинок. В дополнение к этому настоящее изобретение может использоваться в комбинации с электрическими зубными щетками и головками электрических зубных щеток, в которых вал соединяется в рабочем состоянии, как с первым, так и со вторым держателями щетинок, или только с одним держателем щетинок. В последнем случае сами держатели щетинок соединены между собой таким образом, что движение передается держателю щетинок, который не является непосредственно присоединенным к валу.

Со ссылкой на фиг.1-9 будут описаны некоторые примеры электрических зубных щеток, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением. Эти электрические зубные щетки используют вал, который вращается. Хотя эти варианты выполнения будут описываться в связи с конкретным размещением двигателя и вала, показанным на фиг.1 для простоты и ясности, будет понятно, что они могут быть заменены системами из другого двигателя и вращающегося (или совершающего угловые колебания) вала. Например, патенты США №5617603; 5850603; 5974615; 6032313; 5732432; 5070567; 5170525; 5416942; 3588936; 5867856 и 4397055, существо которых включено в настоящее описание в качестве ссылок, описывают другие системы двигателей и вращающихся или совершающих угловые колебания валов, которые могут подходить для использования.

Как видно из фиг.1, электрическая зубная щетка содержит головку 20 зубной щетки, корпус или ручку 22 и удлиненную шейку 24 между ними. Используемый в настоящем описании термин "вперед" предназначен для обозначения направления от ручки к головке, в то время как термин "назад" предназначен для обозначения направления от головки к ручке. В дополнение к этому термин "продольный" обозначает направление по длине элемента, как видно на проекции сверху. Например, продольная ось представляет собой ось, проходящую через самый большой размер элемента, такую как головка или вал. Продольное направление представляет собой направление, которое в целом соответствует продольной оси, но которое может и не лежать в той же плоскости, что и продольная ось. Например, продольные оси вала и головки зубной щетки могут и не лежать в одной и той же плоскости, но, как правило, проходят в одном и том же направлении на проекции сверху. Подобным же образом, шейка и головка, которые располагаются под углом друг к другу, могут не иметь продольных осей, которые лежат в одной и той же плоскости, но имеют оси, которые проходят в одном и том же общем продольном направлении на проекции сверху. Электрические зубные щетки согласно настоящему изобретению, как правило, имеют удлиненную головку с продольной осью, проходящей через ее самый большой размер. Эта ось, как правило, проходит в том же основном направлении, что и продольные оси шейки и/или вала зубной щетки. Определение "одно и то же общее направление" предполагает некоторое угловое отклонение между осями. Второй держатель щетинок этих зубных щеток совершает возвратно-поступательное движение в том же общем направлении, что и одна или более из этих осей. Более предпочтительно второй держатель щетинок этих зубных щеток совершает возвратно-поступательное движение по существу в том же направлении, что и одна или более из этих осей, хотя далее, для простоты, обсуждается только возвратно-поступательное движение в одном и том же общем направлении.

Ручка является полой и содержит двигатель 26 и батарейки 28 для питания двигателя. Вместо батареек может быть использован перезаряжаемый источник питания. Головка 20 имеет продольную ось 30, проходящую через нее. Продольная ось 30 проходит в том же общем продольном направлении, что и продольная ось 32 вала 34. Вал 34 заключен, по меньшей мере, частично, внутри шейки 24. Первый держатель 36 щетинок располагается на первом конце головки 20, причем первый конец находится в самой передней точке головки 20. Хотя первый держатель 36 щетинок показан как имеющий круглую форму, могут использоваться и другие формы. Кроме того, хотя первый держатель 36 щетинок располагается на первом конце головки 20, будет ясно, что он может быть удален от первого конца, и другие детали, такие как стационарные щетинки, могут располагаться между первым держателем 36 щетинок и первым концом головки 20. Первый держатель 36 щетинок содержит, по меньшей мере, одну щель для размещения самого удаленного конца вращающегося вала 34, как описано в патенте США 5625916, сущность которого включается в настоящее описание в качестве ссылки. Наиболее удаленный конец вала 34 изогнут или находится на некотором расстоянии от продольной оси 32 вала 34 и зацепляется с пазом для придания первому держателю 36 щетинок угловых колебаний вокруг штифта (не показан). Другими словами, первый держатель 36 щетинок совершает угловые колебания вокруг оси, приблизительно перпендикулярной продольной оси 30, 32 головки 20 и/или вала 34. В этом варианте выполнения первый держатель щетинок совершает только угловые колебания и не совершает возвратно-поступательного движения, поступательного движения или какого-либо иного невращательного движения.

Второй держатель 38 щетинок располагается рядом с первым держателем 36 щетинок. Второй держатель 38 щетинок совершает возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси 30 головки 20. В этом варианте выполнения продольное направление возвратно-поступательного перемещения также является таким же, как и продольное направление продольной оси 32 вала 34. Хотя желательно располагать второй держатель 38 щетинок в непосредственной близости от первого держателя 36 щетинок, предполагается, что между первым и вторым держателями щетинок может быть предусмотрен зазор. В дополнение к этому зазор между первым и вторым держателями щетинок может заполняться стационарными щетинками, которые уходят в основание фиксированного или стационарного третьего держателя щетинок (не показан), который образует часть головки зубной щетки. В дополнение к этому, хотя первый держатель 36 щетинок описан как находящийся рядом с первым концом головки 20, предполагается, что второй держатель 38 щетинок может располагаться рядом с первым концом головки 20 и приводиться в движение таким же образом, как описывается ниже, в связи с фиг.2.

В дополнение к этому электрическая зубная щетка на фиг.1 может иметь сменную головку. Пригодная для использования система, которая может быть адаптирована к настоящему изобретению, описывается в патенте США №5617601, сущность которого включается в настоящее изобретение в качестве ссылки.

Как видно из фиг.2, первый вариант выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования электрической зубной щетки с фиг.1, теперь будет описываться более подробно. Второй держатель 38 щетинок имеет пару расположенных друг напротив друга выступов 40, один из которых показан, которые с возможностью скольжения принимаются пазами 41, один из которых иллюстрируется, головки 20 для направления второго держателя 38 щетинок при его продольном перемещении. Пазы направлены в целом в том же продольном направлении, что и продольная ось головки 20. Второй держатель 38 щетинок приводится в возвратно-поступательное продольное движение путем перемещения первого держателя 36 щетинок через пару расположенных друг напротив друга полусферических выступов 42, 44, которые взаимодействуют друг с другом для смещения второго держателя 38 щетинок по отношению к поджимающему элементу, такому как пружина 46. Поскольку выступы циклически зацепляются и расцепляются друг с другом, когда первый держатель 36 щетинок совершает угловые колебания, второй держатель 38 щетинок передвигается от, а затем к первому держателю 36 щетинок, во взаимодействии с пружиной 46. Выступы жестко закрепляются на или формируются за одно целое с первым и вторым держателями щетинок. Когда двигатель 26 электрической зубной щетки вращает вал 34, удаленный конец вала зацепляется с пазом первого держателя 36 щетинок, чтобы вызвать угловые колебания первого держателя щетинок. Когда первый держатель 36 щетинок совершает угловые колебания, выступ 44, расположенный на первом держателе 36 щетинок, вступает в контакт с поверхностью выступа 42 второго держателя 38 щетинок, тем самым смещая второй держатель 38 щетинок от первого держателя щетинок, в том же продольном направлении, что и направление продольной оси головки 20. Если вал 34 продолжает вращаться, выступ 44 первого держателя 36 щетинок расцепляется с другим выступом 42, так что пружина 46 может заставить второй держатель 38 щетинок двигаться назад, по направлению к первому держателю 36 щетинок, таким образом завершая один цикл. Когда первый держатель 36 щетинок меняет свое направление вращения на обратное, этот цикл повторяется.

Со ссылкой на фиг.3 теперь будет описываться второй вариант выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой с фиг.1. Головка 120 также содержит второй держатель 138 щетинок, который устанавливается с возможностью скользящего перемещения в пазах (не показаны, но они могут представлять собой такую же систему, как система из выступа 40 и паза 41, показанная на фиг.2). Второй держатель 138 щетинок приводится в возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 20 и/или вала 134. Кулачок 48, имеющийся на валу 134, соединяет в рабочем состоянии вал 134 со вторым держателем 138 щетинок. При желании вал 134 может поддерживаться опорами 50 вала. Опоры 50 вала могут содержать детали С- или П-образной формы (не показаны), которые размещают вал 34. Другие средства для удерживания вала 134 в опоре известны в данной области. Кулачок 48 может быть элементом сложной формы или валиком с соответствующей эксцентриковой конфигурацией, размещенным на или отлитым поверх и жестко прикрепленным на валу 134. В одной системе кулачок 48 имеет цилиндрическую форму с парой наклоненных под острым углом поверхностей 52, 54, которые наклонены в одном и том же направлении и с одним и тем же углом наклона, но которые расположены на противоположенных концах кулачка 48. Другими словами, расположенные под углом поверхности 52, 54 представляют собой всего лишь поверхность, получающуюся в результате диагонального разреза через цилиндр кулачка 48. Направление наклона и угол наклона могут изменяться, если это нужно для изменения частоты и размаха колебаний второго держателя 138 щетинок. Первый и второй толкатели 56, 58 отходят от нижней поверхности 60 второго держателя 138 щетинок. Толкатели 56, 58 отстоят или отделены друг от друга, так что кулачок 48 расположен между толкателями 56, 58, которые охватывают и/или захватывают кулачок 48. Расположенные под углом поверхности 52, 54 кулачка 48 зацепляются с возможностью скольжения со свободными концами толкателей 56, 58. Когда вал 134 вращается, первая расположенная под острым углом поверхность 52 кулачка 48 вступает в контакт с поверхностью первого толкателя 56 и приводит в движение толкатель и тем самым второй держатель 138 щетинок от первого держателя 36 щетинок в целом в том же направлении, что и направление продольной оси головки 120. Второй держатель 138 щетинок направляется с помощью пазов, проходящих в продольном направлении. Если вал 134 продолжает вращаться, кулачок 48 выходит из зацепления с первым толкателем 56. Затем вторая расположенная под острым углом поверхность 54 кулачка 48 вступает в контакт с поверхностью второго толкателя 58 и приводит в движение второй толкатель 58 и при этом второй держатель 138 щетинок назад по направлению к первому держателю 36 щетинок.

Со ссылкой на фиг.4 и 5 теперь будет описываться третий вариант выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой с фиг.1. Головка 220 содержит второй держатель 238 щетинок, который устанавливается с возможностью скольжения в пазах (не показаны, но представляет собой такую же систему, как система из выступа 40 и паза 41, показанная на фиг.2). Второй держатель 238 щетинок приводится в возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 220 и/или вала 234. Кулачок 248, имеющийся на валу 234, соединяет в рабочем состоянии вал 234 со вторым держателем 238 щетинок. По выбору вал 234 может поддерживаться опорами 50 вала. Опоры 50 вала могут содержать детали С- и П-образной формы (не показано), которые принимают вал 234. Другие средства для удерживания вала 234 в опорах известны в данной области. Кулачок 248 создается в форме множества изгибов 62, 64 на валу 234. Изгибы являются синусоидальными или криволинейными, при этом каждый изгиб имеет одну или несколько дугообразных деталей, расположенных рядом друг с другом. Изгибы, каждый, имеют вершины, и эти вершины располагаются по разные стороны от вала 234. Толкатель 256 полусферической формы отходит от нижней поверхности 60 второго держателя 238 щетинок и располагается между вершинами кулачка 248. Когда вал 234 вращается, первая поверхность 66 кулачка 248 вступает в контакт с первой поверхностью 68 толкателя 256 и приводит в движение толкатель 256 и при этом второй держатель 238 щетинок от первого держателя 36 щетинок в продольном направлении, в целом таком же, как и направление продольной оси головки 220. Если вал 234 продолжает вращаться, самая передняя вершина проходит кулачок 248 и выходит из зацепления с поверхностью 68 первого толкателя. Как показано на фиг.5, затем вторая поверхность 70 кулачка 248 вступает в контакт со второй поверхностью 69 толкателя 256 и приводит в движение толкатель 256 и при этом второй держатель 238 щетинок назад в направлении первого держателя 36 щетинок. Размах и частота возвратно-поступательного движения второго держателя 238 щетинок могут изменяться путем изменения расстояния между вершинами и/или амплитуды, формы или высоты вершин.

Со ссылкой на фиг.6 теперь будет описываться четвертый вариант выполнения головки зубной щетки, подходящей для использования вместе с электрической зубной щеткой с фиг.1. Головка 320 содержит второй держатель 338 щетинок, который устанавливается с возможностью скольжения в пазах (не показаны, но они могут представлять собой такую же систему, как и система из выступов 40 и пазов 41, показанная на фиг.2). Второй держатель 338 щетинок приводится в возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 320 и/или вала 334. Кулачок 348, имеющийся на валу 334, соединяет в рабочем состоянии вал 334 со вторым держателем 338 щетинок. По выбору вал 334 может поддерживаться опорами 50 для вала. Опоры 50 для вала могут содержать детали С- или П-образной формы (не показаны), которые принимают вал 334. Другие средства для удерживания вала 334 в опорах являются известными в данной области. Кулачок 348 выполняется в форме валика цилиндрической формы, размещенного на или отлитого поверх и жестко прикрепленного на валу 334. Как показано на фиг.7 и 8, кулачок 348 содержит спиральную или геликоидальную бороздку 372 или 472 соответственно. Спиральная или геликоидальная бороздка 74 проходит по окружности валика и обходит вокруг продольную ось валика, которая может, например, совмещаться с продольной осью 432 вала 334. Размах и частота движения, придаваемого толкателю 356 кулачком 348, могут изменяться путем изменения формы и размеров бороздки. Например, спиральная бороздка 372 кулачка 348 является синусоидальной по форме и может обеспечить один полный размах второго держателя 338 щетинок (то есть один цикл от и назад по направлению к первому держателю 36 щетинок) в течение одного оборота вала 334. Фиг.8 иллюстрирует альтернативный кулачок 348, имеющий геликоидальную бороздку 472, которая создается в форме восьмерки. Она обеспечивала бы только половину размаха (то есть поступательное движение либо от, либо к первому держателю 36 щетинок), в течение одного оборота вала 334. Толкатель 356 отходит от нижней поверхности 60 второго держателя 338 щетинок. Толкатель 356 принимается с возможностью скольжения в бороздку 372. Когда вал 334 вращается, первая поверхность 354 спиральной бороздки 372, такая как ее боковая стенка, вступает в контакт с первой поверхностью толкателя 356 и приводит в движение толкатель 356 и, следовательно, и второй держатель 338 щетинок от первого держателя 36 щетинок в продольном направлении, в целом таком же, как и направление продольной оси головки 320. Когда вал 334 продолжает вращаться, толкатель 356 достигает вершины 74 спиральной бороздки 372, и первая поверхность толкателя 356 выходит из зацепления с первой поверхностью 354 бороздки 372. Вторая поверхность 352 бороздки 372, такая как противоположная боковая стенка бороздки 372, затем вступает в контакт со второй поверхностью толкателя 356 и приводит в движение толкатель 356 и, следовательно, и второй держатель 338 щетинок назад по направлению к первому держателю 36 щетинок.

Со ссылкой на фиг.9-13 теперь будут описаны более типичные электрические зубные щетки, выполненные в соответствии с настоящим изобретением. Эти электрические зубные щетки используют вал, который совершает возвратно-поступательное движение. Хотя эти варианты выполнения будут описываться в связи с конкретным двигателем и системой вала, показанной на фиг.9 для целей простоты и ясности, будет понятно, что она может быть заменена другими системами двигателей и валов, совершающих возвратно-поступательное движение. Например, патенты США №5226206; 5524312; 5383242; 5465444; 5504959; 5836030; 4845795; 5404608; 5359747 и 5617601, существо которых включается в настоящее описание в качестве ссылок, описывают другие системы двигателей и валов, совершающих возвратно-поступательное движение, которые могут подходить для использования. В дополнение к этому электрическая зубная щетка на фиг.9 может быть снабжена сменной головкой. Пригодная для использования система, которая может быть адаптирована для настоящего изобретения, описывается в публикации международной заявки WO 02/089929, сущность которой включается сюда в качестве ссылки.

Как видно из фиг.9, электрическая зубная щетка содержит головку зубной щетки 420, корпус или ручку 422 и продолговатую шейку 424 между ними. Приводной механизм, который состоит из валов и шестерен, которые передают движение с двигателя на первый держатель 36 щетинок, является аналогичным тому, который описывается в патенте США №6178579, сущность которого включается в настоящее описание в качестве ссылки. Ручка 422 является полой и содержит двигатель 426 и батарейки (не показаны) для питания двигателя. Вместо батареек может быть использован перезаряжаемый источник питания. Головка 420 имеет продольную ось 430, проходящую через нее. Продольная ось 430 проходит в том же общем продольном направлении, что и продольная ось 432 вала 434. Первый держатель 36 щетинок располагается на первом конце головки 420, причем первый конец находится на самой передней точке головки 420. Хотя первый держатель 36 щетинок показан как имеющий круглую форму, могут использоваться и другие формы. Кроме того, хотя первый держатель 36 щетинок располагается на первом конце головки 20, будет понятно, что она может быть удалена от первого конца, и другие детали, такие как стационарные щетинки, могут располагаться между первым держателем 36 щетинок и первым концом головки 20. В этом варианте выполнения первый держатель щетинок совершает только угловые колебания и не совершает возвратно-поступательного движения, поступательного движения, или какого-либо другого движения, не являющегося ни вращательным, ни колебательным.

Второй держатель 438 щетинок располагается рядом с первым держателем 436 щетинок. Второй держатель щетинок совершает возвратно-поступательное движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси 430 головки 420. В этом варианте выполнения продольное направление возвратно-поступательного движения также является таким же, как и продольное направление продольной оси 432 вала 434. Хотя желательно располагать второй держатель 438 щетинок непосредственно рядом с первым держателем 36 щетинок, предполагается, что между первым и вторым держателями щетинок может создаваться зазор. В дополнение к этому зазор между первым и вторым держателями щетинок может быть заполнен стационарными щетинками, которые уходят в основание фиксированного или стационарного третьего держателя щетинок (не показан), который образует часть головки зубной щетки.

Первая шестерня 76 соединяется в рабочем состоянии с двигателем 426 и приводится от него в движение. Вторая шестерня 78 соединяется в рабочем состоянии с первой шестерней 76. Ось вращения второй шестерни 78 является приблизительно перпендикулярной оси вращения первой шестерни 76, так что зубцы первой шестерни 76 попадают между зубцами второй шестерни 78, таким образом, заставляя вторую шестерню 78 вращаться, когда вращается первая шестерня 76.

Первый рычаг 79 эксцентрически и шарнирно соединяется со второй шестерней 78 посредством штифта 80 или другого устройства для крепления. Благодаря эксцентричному соединению вращательное движение второй шестерни 79 превращается в возвратно-поступательное движение первого рычага 79. Второй рычаг 82 шарнирно соединяется с первым рычагом 78 посредством штифта 84 или другого устройства для крепления. Вал 434 жестко закрепляется, например, путем запрессовки со вторым рычагом 82 и с третьим рычагом 86 с помощью штифта 88. Вал 434 заключается, по меньшей мере, частично внутри шейки 424. Третий рычаг 86 соединяется на своем конечном конце с первым держателем 36 щетинок посредством штифта 90 или другого устройства для крепления. Окончание конца третьего рычага 86 отходит в сторону от продольной 432 оси вала 434, так что он закрепляется вблизи внешней периферии первого держателя 36 щетинок. Эта система с отклонением преобразует возвратно-поступательное движение третьего рычага 86 в движение в виде угловых колебаний первого держателя 36 щетинок, причем первый держатель 36 щетинок совершает угловые колебания вокруг оси, приблизительно перпендикулярной оси 434 вала 432.

Со ссылкой на фиг.10 теперь будет описываться первый вариант выполнения головки зубной щетки, пригодной для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9. В головке 520 штифт 590, который соединяет вал 434 с третьим рычагом 86, проходит также во второй держатель 538 щетинок. Второй держатель 538 щетинок тем самым приводится в движение в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 520 и/или вала 434. Множество Т-образных (в поперечном сечении) блоков 92 отходит от нижней поверхности 60 второго держателя 538 щетинок. Т-образные блоки 92 формируются с помощью стоячей части 94, которая соединяется с поперечной частью 96. Пазы 98 образованы между нижней поверхностью 60 второго держателя 538 щетинок, боковой стенкой стоячей части 94 и внутренней боковой стенкой поперечной части 96. Пазы 98 проходят в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 520. Две пары выступов 100 проходят из двух прорезей 102 в корпусе. Прорези 102 размещают Т-образные блоки 92. Одна из прорезей 102 также имеет круговую часть, которая размещает первый держатель щетинок круглой формы (не показана на фиг.10). Выступы 100 проходят с возможностью скольжения в пазы 98 Т-образных блоков 92, когда второй держатель 538 щетинок устанавливается в наружном корпусе головки 520. Выступы 100 и пазы 98 взаимодействуют, направляя движение второго держателя 538 щетинок в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 520 и/или вала 534, во время использования. Самый задний Т-образный блок (то есть Т-образный блок, располагающийся рядом с шейкой) имеет отверстие 104, которое принимает штифт 590.

Когда вал 434 совершает возвратно-поступательное движение, штифт 590 также совершает возвратно-поступательное движение, тем самым приводя задний Т-образный блок 92, имеющий отверстие 104 и, следовательно, второй держатель 538 щетинок, в возвратно-поступательное продольное движение. В дополнение к этому вал 434 приводит в возвратно-поступательное движение третий рычаг 86, который, в свою очередь, приводит в угловое колебательное движение первый держатель 36 щетинок, как описывалось ранее. В одном из вариантов выполнения первый держатель 36 щетинок движется в направлении против часовой стрелки, когда второй держатель 538 щетинок движется от ручки 422, по направлению к первому держателю 36 щетинок.

Со ссылкой на фиг.11 теперь будет описываться второй вариант выполнения головки зубной щетки, пригодной для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9. В головке 620 второй держатель 638 щетинок располагается рядом с первым держателем 36 щетинок. Второй держатель 638 щетинок имеет первый и второй Г-образные (если смотреть сбоку) блоки 692, которые отходят от нижней поверхности 60 второго держателя 638 щетинок. Хотя изображены Г-образные блоки, они могут быть заменены блоками другой формы. Г-образные блоки 638 образованы из стоячей части 694 и продольно направленной части 696, которая проходит в том же направлении, что и продольная ось головки 620 и/или вала 634. Г-образные блоки 692 помещаются в соответствующие пазы 602, так что боковые стенки Г-образных блоков 692 и боковые стенки пазов 602 взаимодействуют, направляя возвратно-поступательное движение второго держателя 638 щетинок. Нижняя сторона выступающей части 106 продольной части 696 Г-образных блоков 638 зацепляется с внутренней поверхностью корпуса головки зубной щетки для удерживания второго держателя 638 щетинок вместе с головкой 620. Второй держатель 638 щетинок содержит штифт 105, который выступает из самого переднего Г-образного блока 692. Штифт 105 может быть литым и составлять единое целое с Г-образным блоком 692. Штифт 105 принимается в отверстие 604, связанное с валом 634, вблизи точки, где соединяются вал 634 и третий рычаг 86. Когда вал 634 совершает возвратно-поступательное движение в том же общем направлении, что и направление продольной оси головки 620, штифт 105 также совершает возвратно-поступательное движение в целом в том же направлении, тем самым вызывая возвратно-поступательное движение второго держателя 638 щетинок в том же общем продольном направлении, что и направление продольной оси головки 620 и/или вала 634. Боковые стенки пазов 602 зацепляются с возможностью скольжения с боковыми стенками Г-образных блоков 692, тем самым предотвращая значительное перемещение второго держателя 638 щетинок в поперечном направлении. Третий рычаг 86 также приводит первый держатель 36 щетинок в угловое колебательное движение, как описывалось ранее в связи с предыдущими вариантами выполнения настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг.12 теперь будет описываться третий вариант выполнения головки зубной щетки, пригодной для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9. В головке 720 второй держатель 738 щетинок располагается рядом с первым держателем 36 щетинок. Второй держатель 738 щетинок имеет два Г-образных (на виде сбоку) блока 692 и 792, расположенных на переднем и заднем краях второго держателя 738 щетинок. Однако также могут быть использованы и блоки в форме Т, I или другие. Блоки 692, 792 проходят из нижней поверхности 60 второго держателя 738 щетинок. Г-образный блок 692 является таким же, как описано ранее для фиг.11. Г-образный блок 792 имеет пару расположенных друг напротив друга стоячих частей 794, которые, каждая, содержат П-образный паз 706. В П-образные пазы 706, каждый, размещают соответствующий штифт 108, который проходит в поперечном направлении от вала 734. Когда вал 734 совершает возвратно-поступательное движение в том же продольном направлении, что и направление продольной оси головки 720, штифты 108 также совершают возвратно-поступательное движение, тем самым приводя в движение Г-образные блоки 692, 792 и второй держатель 738 щетинок таким же образом. Третий рычаг 86, который соединен с валом 734, приводит в угловое колебательное движение первый держатель 36 щетинок, как и ранее.

Со ссылкой на фиг.13 теперь будет описываться четвертый вариант выполнения головки зубной щетки, пригодной для использования вместе с электрической зубной щеткой на фиг.9. В головке 820 второй держатель 838 щетинок располагается рядом с первым держателем 36 щетинок. Второй держатель 838 щетинок имеет два Г-образных (на виде сбоку) блока 692 и 892, расположенных на переднем и заднем краях второго держателя 838 щетинок. Однако также могут быть использованы и блоки в форме Т, I или другие. Блоки 692, 892 проходят из нижней поверхности 60 второго держателя 838 щетинок. Г-образный блок 692 является таким же, как описано ранее для фиг.11. Г-образный блок 892 имеет стоячую часть 894 с С-образным пазом 806, который имеет такой размер, чтобы разместить с возможностью скольжения вал 834. Пара отделенных друг от друга колец 110 окружают вал 834. В собранном состоянии вал 834 размещается в С-образном пазу 806, так что стоячая часть 894 располагается между кольцами 110. Когда вал 834 совершает возвратно-поступательное движение в том же общем направлении, что и направление продольной оси головки 820, кольца заставляют совершать возвратно-поступательное движение Г-образный блок 892, а тем самым также и второй держатель 838 щетинок, тем же образом. Третий рычаг 86 также приводит в угловое колебательное движение первый держатель 36 щетинок, как обсуждалось ранее. Хотя вариант выполнения настоящего изобретения иллюстрируются для простоты с пучками щетинок, которые проходят в направлении, по существу перпендикулярном верхней поверхности держателя щетинок, предполагается, что щетинки могут располагаться по-разному для дополнения или дополнительного увеличения перемещений первого и/или второго держателей щетинок. Как видно на фиг.14 и 15, некоторые щетинки, или все они, могут проходить в направлении, которое образует острый угол 21 с верхними поверхностями 23, 33 первого и второго держателей 36, 38 щетинок и проходить в направлении вперед или назад, таким образом, как изображено в качестве примера, по отношению к пучкам 25, 27 и 29 щетинок соответственно. Как видно на фиг.15, в другом варианте выполнения некоторые из щетинок могут проходить из головки наружу в другом направлении, опять же образуя острый угол 31 по отношению к верхней поверхности 23, 33 первого и второго держателей 36, 38 щетинок, как изображено в качестве примера, по отношению к пучкам 35 и 37 щетинок. Массажные щетинки или щетинки различной высоты также могут использоваться, как описывается в патентах США № Des. 330286, Des. 434563, сущности которых включаются в настоящее описание в качестве ссылок. Другие предпочтительные расположения щетинок, пригодные для использования, включают в себя те расположения, которые полностью или частично описаны в патентах США №6006394; 4081876; 5046213; 5335389; 5392483; 5446940; 4894880 и в Международной публикации WO 99/23910; сущности которых включаются в настоящее описание в качестве ссылок.

Хотя электрические зубные щетки согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены с любым сочетанием типов, размеров, комбинаций, углов и расположений щетинок или массажных насадок, особенно предпочтительная система показана на фиг.16 и 17. Первый держатель 36 щетинок имеет два концентрических кольца из пучков, где наружное кольцо 39 имеет 10-20 пучков, и внутреннее кольцо 41 имеет 6-10 пучков. В одном из вариантов выполнения внешнее кольцо 39 имеет 14 пучков, и внутреннее кольцо 41 имеет 8 пучков. От 1 до 2 пучков располагаются внутри внутреннего кольца 39, в центре первого держателя щетинок. Пучки внешнего кольца 39 имеют различную высоту. В одном из вариантов выполнения имеются семь высоких пучков 43 и семь более коротких пучков 45. Разница в длине между высокими пучками 43 и более короткими пучками 45 находится в пределах между примерно 0,5 мм и примерно 2,5 мм в одном примере и между примерно 1 мм и примерно 2 мм в другом примере. Могут предусматриваться высокие и короткие пучки щетинок с различными характеристиками. Например, высокие пучки щетинок могут быть относительно мягкими для легкой очистки и массажа десен пользователей, в то время как более короткие пучки щетинок могут быть несколько тверже для очистки областей между зубами (или наоборот). Эта система позволяет более длинным (и, как правило, более мягким щетинкам) сжиматься, изгибаться и отклоняться по отношению к деснам пользователя до того, как более короткие (и, как правило, более твердые щетинки) вступят в контакт с зубами и деснами пользователя. По этой причине, например, мягкие щетинки могут применяться при большем усилии, в то время как более жесткие (и возможно, менее комфортные щетинки) применяются при меньшем усилии.

Первый держатель 36 щетинок совершает угловые колебания (то есть имеет угол вращения), находящиеся примерно между 20 градусами и примерно 45 градусами в одном варианте и между примерно 25 градусами и примерно 35 градусами в другом варианте. Первый держатель щетинок имеет пиковую частоту круговых колебаний, находящуюся в пределах между примерно 6000 и примерно 10000 циклов в минуту в одном варианте и в пределах между примерно 7000 и 9000 циклов в минуту в другом варианте. Цикл представляет собой одно полное вращение по часовой стрелке и вращение против часовой стрелки (или наоборот), когда батарейки полностью заряжены. Предполагается, что частота угловых колебаний может находиться вне этих пределов, когда батарейки истощаются из-за использования. Поскольку один и тот же вал приводит в движение как первый, так и второй держатели щетинок, второй держатель щетинок также должен иметь такую же частоту работы. Цикл для второго держателя щетинок представляет собой одно полное перемещение по направлению к ручке и одно полное перемещение по направлению к первому держателю щетинок (или наоборот).

Второй держатель 38 щетинок имеет 15-40 пучков в одном воплощении и примерно 20-30 пучков в другом. Пучки располагаются примерно в 5-15 рядах, как лучше всего видно на фиг.16. Ряды могут быть прямыми или криволинейными. Кончики пучков щетинок имеют линейный, волнообразный профиль, если смотреть со стороны, как лучше всего видно на фиг.16, хотя этот профиль может быть более криволинейным. Эта структура имеет примерно 2-8 пиков 45 в одном варианте и примерно 3-6 пиков 45 в другом варианте, если смотреть сбоку. Пики 45 формируются с помощью соседних пучков, которые имеют наклоненные в противоположные стороны торцевые поверхности 47 и 49 пучков. То же самое является верным для углублений 51. Расстояние между пиками находится в пределах между примерно 2 мм и примерно 10 мм в одном варианте и в пределах между примерно 4 мм и примерно 6 мм в другом варианте. Разница по высоте между пиками и углублениями находится в пределах примерно между 0,5 мм и примерно 3 мм в одном примере и между примерно 1 мм и примерно 2 мм в другом примере. Каждый пучок обрезается под углом примерно 45 градусов. Система пучков второго держателя 38 щетинок имеет длину в пределах между примерно 5 мм и примерно 20 мм и ширину в пределах между примерно 5 мм и 15 мм в одном варианте и длину в пределах между примерно 10 мм и примерно 15 мм и ширину между примерно 10 мм и 15 мм в другом варианте. Структура пучков второго держателя 38 щетинок сужается в направлении продольной оси головки зубной щетки, когда сужение увеличивается в направлении назад. Второй держатель щетинок имеет размах (то есть смещение в одном направлении), находящийся в пределах между примерно 1 мм и примерно 6 мм в одном варианте и размах в пределах между примерно 2 мм и примерно 4 мм в другом варианте. Волнообразный профиль пучков второго держателя 38 щетинок также может быть использован в варианте электрической зубной щетки, где второй держатель 38 щетинок не движется, как в электрической зубной щетке, описанной в патенте США №6630395.

Настоящее изобретение было описано со ссылками на конкретные варианты выполнения. Другие варианты могут осуществляться путем модификаций и изменений, возникающих при чтении и понимании настоящего описания. Например, хотя одни кулачки описываются как содержащие изгибы на валу, а другие кулачки описываются как валики соответствующей формы, прикрепленные к валу, кулачки не ограничиваются предложенной формой. В самом деле, изгибы могут быть заменены валиками, а валики могут быть заменены изгибами и могут применяться другие формы, размеры и конфигурации. Предполагается, что все такие модификации и изменения являются включенными настолько, насколько они попадают в рамки прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Claims (4)

1. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку с расположенным в ней двигателем, головку, имеющую продольную ось, шейку, расположенную между ручкой и головкой, и приводную систему, функционально соединенную с указанным двигателем, характеризующаяся тем, что головка имеет удлиненный корпус и содержит первый держатель щетинок с первыми пучками щетинок, функционально соединенный с приводной системой для обеспечения возможности колебательного движения первого держателя щетинок вокруг оси, по существу перпендикулярной продольной оси головки, и второй держатель щетинок со вторыми пучками щетинок, функционально соединенный с приводной системой для обеспечения возможности возвратно-поступательного движения второго держателя щетинок в направлении, по существу совпадающем с продольной осью головки, при этом приводная система содержит вал, соединенный со вторым держателем щетинок, и рычаг, в основном проходящий в направлении продольной оси головки и соединенный с первым держателем щетинок.

2. Электрическая зубная щетка по п.1, характеризующаяся тем, что нижняя поверхность второго держателя щетинок контактирует с верхней поверхностью головки, при этом головка содержит прорезь, а второй держатель щетинок содержит отходящий элемент, который выступает из нижней поверхности второго держателя щетинок, причем указанный отходящий элемент проходит через прорезь в головке.

3. Съемная головка электрической зубной щетки, содержащая удлиненный корпус, приводную систему, первый держатель щетинок с первыми пучками щетинок, функционально соединенный с приводной системой для обеспечения возможности колебательного движения первого держателя щетинок вокруг оси, по существу перпендикулярной продольной оси головки, и второй держатель щетинок со вторыми пучками щетинок, функционально соединенный с приводной системой для обеспечения возможности возвратно-поступательного движения второго держателя щетинок в направлении, по существу совпадающем с продольной осью головки, при этом приводная система содержит вал, соединенный со вторым держателем щетинок, и рычаг, в основном проходящий в направлении продольной оси головки и соединенный с первым держателем щетинок.

4. Съемная головка по п.1, характеризующаяся тем, что нижняя поверхность второго держателя щетинок контактирует с верхней поверхностью головки, при этом головка содержит прорезь, а второй держатель щетинок содержит отходящий элемент, который выступает из нижней поверхности второго держателя щетинок, причем указанный отходящий элемент проходит через прорезь в головке.

Images