Электрическая зубная щетка - RU2335221C2
Код документа: RU2335221C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к области электрических зубных щеток, а точнее к области зубных щеток, обеспечиваемых электрической энергией, содержащих, по меньшей мере, один держатель щетинок, который выполняет перемещение.
В этой области техники известны многие способы преобразования вращения на выходе двигателя или другого источника электродвижущей силы в заданные движения чистки щеткой. При выполнении многих способов в качестве компонента приводной цепи используют вал. Вал может совершать вращение, колебание или возвратно-поступательное движение. Вал подсоединен к держателю щетинок. Наиболее часто держатель щетинок посредством вала приводится в движение в виде вращения или колебаний вокруг оси, которая проходит по нормали к продольной оси вала.
Известна электрическая зубная щетка, содержащая рукоятку, имеющую электродвигатель, головку и шейку, проходящую между рукояткой и головкой, при этом головка имеет первый конец, расположенный вблизи передней точки головки, и второй конец, примыкающий к шейке, первый держатель щетинок с множеством размещенных в нем щетинок, расположенный на первом конце головки, и второй держатель щетинок с множеством расположенных в нем щетинок, вращательный вал, оперативно связанный с электродвигателем и с первым держателем щетинок для осуществления возвратно-поступательного линейного движения держателя в двух направлениях, поперечных продольной оси головки (см., например, патент США 5836030, 1998 г.).
Целью настоящего изобретения является создание держателей щетинок электрической зубной щетки, обеспечивающих скребущее действие у передней кромки головки зубной щетки, в сочетании с держателями щетинок, имеющими статические щетинки, или с иными подвижными держателями щетинок.
Эта цель достигается тем, что электрическая зубная щетка содержит рукоятку, имеющую электродвигатель, головку и шейку, проходящую между рукояткой и головкой, при этом головка имеет первый конец, расположенный вблизи передней точки головки, и второй конец, примыкающий к шейке, первый держатель щетинок с множеством размещенных в нем щетинок, расположенный на первом конце головки и имеющий множество кулачковых толкателей, отходящих от него, второй держатель щетинок с множеством расположенных в нем неподвижных щетинок, вращательный вал, оперативно связанный с электродвигателем и имеющий кулачок, входящий в зацепление с кулачковыми толкателями для осуществления возвратно-поступательного линейного движения первого держателя щетинок в двух направлениях, по существу, поперечных продольной оси головки.
Кулачковые толкатели могут быть смещены от продольной оси первого держателя щетинок. Кулачковые толкатели могут быть расположены вблизи от середины первого держателя щетинок.
Второй держатель щетинок может быть расположен на втором конце головки.
Головка может дополнительно содержать множество прорезей для придания направления первому держателю щетинок. Прорези могут быть образованы в первом держателе щетинок. Головка может дополнительно содержать множество пальцев, которые входят в зацепление с множеством прорезей.
Согласно другому варианту выполнения электрическая зубная щетка содержит рукоятку, имеющую электродвигатель, головку и шейку, проходящую между рукояткой и головкой, при этом головка имеет первый конец, расположенный вблизи передней точки головки, и второй конец, примыкающий к шейке, первый держатель щетинок с множеством размещенных в нем щетинок, расположенный на первом конце головки и имеющий множество кулачковых толкателей, отходящих от него, второй держатель щетинок с множеством расположенных в нем неподвижных щетинок, вращательный вал, оперативно связанный с электродвигателем и имеющий кулачок, входящий в зацепление с кулачковыми толкателями для осуществления возвратно-поступательного линейного движения первого держателя щетинок в двух направлениях, по существу, поперечных продольной оси головки, и кулачок, взаимодействующий со вторым держателем щетинок для осуществления его возвратно-поступательного или вертикального пульсационного движения.
Второй держатель щетинок может иметь кулачковый толкатель, отходящий от него и входящий в зацепление с соответствующим кулачком вращательного вала для осуществления поступательного движения второго держателя от продольной оси головки и, по существу, поперечно к ней, и между стенкой головки и данным кулачковым толкателем может быть размещен упругий смещающий элемент, обеспечивающий поступательное движение второго держателя щетинок и, по существу, поперечно продольной оси головки.
Настоящее изобретение можно будет лучше понять из приведенного далее описания при его рассмотрении совместно с прилагаемыми фигурами, на которых изображено следующее:
фиг.1 представляет вид сверху, частично в сечении, электрической зубной щетки, выполненной согласно настоящему изобретению;
фиг.2 - вид сверху головки зубной щетки, пригодной для использования с электрической зубной щеткой согласно фиг.1;
фиг.3 - боковой вид, частично в сечении по линии 3-3 на фиг.2;
фиг.4 - вид сверху, частично в сечении, варианта осуществления головки зубной щетки, пригодной для использования с электрической зубной щеткой согласно фиг.1;
фиг.5 - боковой вид, частично в сечении по линии 5-5 на Фиг.4;
фиг.6 - вид снизу, частично в сечении зубной щетки, имеющей второй держатель щетинок;
фиг.7 - вид в сечении по линии А-А на фиг.6 первого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.7А - боковой вид в сечении головки согласно фиг.7 по линии В-В на фиг.6;
фиг.8 - вид в сечении по линии А-А на фиг.6 второго варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.9 - вид в сечении по линии А-А на фиг.6 третьего варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.10 - вид в сечении по линии В-В на фиг.6 четвертого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.11 - вид в сечении по линии В-В на фиг.6 пятого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.12 - вид в сечении пятого варианта осуществления конструкции согласно фиг.11, иллюстрирующий вал, повернутый в иное положение по отношению к положению, показанному на фиг.11;
фиг.13 - вид в сечении по линии В-В на фиг.6 шестого варианта осуществления конструкции головки зубной щетки;
фиг.14 - вид в сечении по линии В-В на фиг.6 седьмого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.15 - вид снизу части восьмого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.16 - вид в сечении восьмого варианта осуществления головки зубной щетки согласно фиг.15;
фиг.17 - вид в сечении по линии В-В на фиг.6 девятого варианта осуществления головки зубной щетки;
фиг.18 - боковой вид зубной щетки, демонстрирующий первую компоновку чередующихся щетинок, показанную в качестве примера;
фиг.19 - торцевой вид головки, сечение которой представлено на фиг.8, демонстрирующей вторую компоновку щетинок, показанную в качестве примера.
Все патенты и заявки на патент, на которые здесь сделаны ссылки, специально введены сюда посредством ссылки на них, включая предварительную заявку на патент в США №60/361625, поданную на рассмотрение 4 марта 2002.
Настоящее изобретение относится к электрическим зубным щеткам и к головкам для них, имеющим один или более подвижных держателей щетинок. Как вариант, головка также может включать неподвижные щетинки. Настоящее изобретение также может быть использовано совместно с электрическими зубными щетками, имеющими заменяемые головки. Одна из таких приемлемых заменяемых головок раскрыта в патенте США 5617601. Настоящее изобретение может быть использовано в сочетании с электрическими зубными щетками, имеющими вал, который совершает поступательное движение, колебания или возвратно-поступательное движение (а также их сочетания) для непосредственной передачи движения каждому подвижному держателю щетинок. Однако предпочтительно, чтобы настоящее изобретение было использовано с валом, который совершает вращение. Как вариант, подвижные держатели щетинок могут быть взаимосвязаны, так чтобы движение одного из них вызывало движение другого держателя.
На фиг.1 представлена электрическая зубная щетка, содержащая первый держатель щетинок, который совершает поступательное или возвратно-поступательное движение, в то время как второй держатель щетинок находится в неподвижном состоянии. Другими словами, вал функционально не соединен со вторым держателем щетинок для придания ему движения. Предполагается, что используемый здесь термин "возвратно-поступательное" указывает на линейное движение в двух направлениях (например, на движение назад и вперед и на движение из стороны в сторону). Вибрация представляет собой какое-либо периодическое движение, имеющее повторяемые циклы. Вибрационное движение может иметь одну или несколько значений частоты и амплитуды. Вибрационное движение, которое, по существу, линейно, представляет собой возвратно-поступательное движение.
Электрическая зубная щетка 10 содержит головку 20, корпус или рукоятку 22 и находящуюся между ними удлиненную шейку 24. Предполагается, что используемый здесь термин "вперед" относится к направлению от рукоятки к головке, в то время как термин "назад" относится к направлению от головки к рукоятке. Кроме того, предполагается, что термин "продольный" относится к характеристике элемента в направлении длины, если смотреть на его плоский вид сверху. Например, продольная ось 30 представляет собой ось, проходящую по наибольшему размеру по длине такого элемента, как головка или вал. Продольное направление представляет собой направление, которое, в общем, соответствует продольной оси, но которое может не лежать в той же самой плоскости, что и продольная ось. Например, продольные оси вала и головки зубной щетки могут и не лежать в одной плоскости, но, в общем, проходят в одном направлении на плоском виде сверху. Подобно сказанному, шейка и головка, которые расположены под углом друг к другу, могут и не иметь продольных осей, которые лежат в одной плоскости, но имеют оси, которые проходят в одном, в общем, продольном направлении на плоском виде сверху. Электрические зубные щетки согласно настоящему изобретению обычно имеют удлиненную головку с продольной осью, проходящей по их наибольшему размеру по длине. Эта ось обычно проходит, в общем, в том же самом направлении, что и продольные оси шейки и/или вала зубной щетки. Фраза "в общем, то же самое направление" предполагает некоторое угловое отклонение между осями.
Рукоятка выполнена полой и включает двигатель 26 и батареи 28 для обеспечения двигателя энергией. Двигатель 26 функционально соединен с валом 34 посредством соединения 31 либо посредством шестеренного узла (не показан). Перезаряжаемый источник энергии может быть заменен на батареи 28. Головка 20 имеет проходящую через нее продольную ось 30. Продольная ось 30 проходит, в общем, в том же самом продольном направлении, что и продольная ось 32 вала 34. Вал 34, по меньшей мере, частично расположен внутри шейки 24. Первый держатель 36 щетинок расположен у первого конца головки 20, расположенного вблизи передней точки головки 20. Хотя показанный держатель 36 щетинок имеет круглую форму, могут быть использованы другие формы и размеры. Кроме того, хотя первый держатель 36 щетинок расположен у первого конца головки 20, понятно, что он может быть расположен в стороне от переднего конца, а другие отличительные признаки, например стационарные или статические щетинки, могут быть расположены между первым держателем 36 щетинок и первым концом головки 20. Второй держатель 38 щетинок примыкает к шейке 24 и является неподвижным или способным перемещаться, что более полно описано ниже.
Как показано на фиг.2 и 3, первый держатель 36 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях 62, выполненных в головке 64 зубной щетки, и его приводят в возвратно-поступательное движение либо в поступательное поперечное движение внутри прорезей 62 посредством кулачка 16, установленного на приводном валу 34. Как вариант, прорези 62 могут быть расположены в первом держателе 36 щетинок, а не в корпусе головки 64 зубной щетки. Прорези 62 обеспечивают направление первому держателю 36 щетинок при его возвратно-поступательном движении. Большое количество L-образных пальцев 65 отходит от нижней поверхности 67 первого держателя 36 щетинок и, по меньшей мере, частично, с возможностью скольжения расположено внутри прорезей 62. Хотя на торцевом виде в поперечном сечении согласно фиг.3 показано, что пальцы 65 имеют L-образную форму, понятно, что пальцы 65 могут быть выполнены с другими формами и размерами. Например, пальцам 65 может быть придана цилиндрическая форма или они могут быть выполнены в виде параллелограмма.
Кулачок 16 может содержать буртик с соответствующей конфигурацией, расположенный поверх вала 34 или отформованный и жестко прикрепленный к нему. Буртику, например, может быть придана форма эксцентрикового кулачка. Как вариант, кулачок может включать один или несколько прямолинейных изгибов или изгибы другого типа, как показано, например, в варианте осуществления конструкции согласно фиг.7А. Первый и второй кулачковые толкатели 70, 72 также отходят от нижней поверхности 67 первого держателя 36 щетинок. Кулачковые толкатели, например, смещены от продольной оси 30 первого держателя 36 щетинок (то есть, расположены несимметрично вокруг продольной оси 30 первого держателя щетинок) и охватывают или захватывают кулачок 16. Хотя толкатели 70, 72 предпочтительно смещены от продольной оси 10 первого держателя 36 щетинок, эти толкатели 70, 72 предпочтительно расположены примерно у середины первого держателя 36 щетинок. Другими словами, кулачковые толкатели расположены примерно на середине пути между самым передним концом первого держателя 36 щетинок и самым задним концом первого держателя 36 щетинок, хотя в зависимости от места расположения прорезей 36 место расположения кулачковых толкателей может изменяться примерно от середины первого держателя 36 щетинок. Когда двигатель 26 вращает вал 34 соответственно стрелке С, кулачок 66 входит в зацепление с поверхностью 74 первого толкателя 70 и приводит первый толкатель 70 в движение, и первый держатель 36 щетинок перемещается в сторону от первой стороны 80 головки 20 вдоль поперечной оси 82 первого держателя 36 щетинок. Когда вал 34 продолжает вращение, кулачок 16 отсоединяется от первого толкателя 70, входит в зацепление с поверхностью 76 второго толкателя 72 и приводит в движение второй толкатель 72, и первый держатель 36 щетинок перемещается ко второй стороне 84 головки 20. Между первым и.вторым держателями 36 и 38 щетинок имеется зазор 86 для обеспечения пространства, требуемого для осуществления вышеописанного движения. При повторении указанного движения назад и вперед или из стороны в сторону (когда вал 34 продолжает вращение), обеспечивается колебательное движение, усиливающее действие чистки зубов в направлении стрелки В на фиг.3.
На фиг.4 и фиг.5 показан второй вариант осуществления конструкции электрической зубной щетки, содержащей второй держатель 138 щетинок, установленный с возможностью перемещения в прорезях 102, выполненных в головке 20 зубной щетки, и его отдельно приводят в возвратно-поступательное движение или в поступательное поперечное движение в прорезях 102 посредством кулачка 116, установленного на приводном валу 108 подобно кулачку 16, показанному на фиг.2 и 3. Первый держатель 136 щетинок неподвижен. Кулачок 116 может содержать буртик соответствующей формы, расположенный поверх вала 108, либо отформованный и неподвижно закрепленный на нем, как и в первом варианте осуществления конструкции. Первый и второй кулачковые толкатели 110, 112 отходят от нижней поверхности второго держателя 138 щетинок. Кулачковые толкатели, например, смещены от продольной оси 30 второго держателя щетинок и охватывают или захватывают кулачок 116. Когда двигатель 26 (фиг.1) вращает вал 108, кулачок 116 входит в соприкосновение с поверхностью 114 первого толкателя 110 и приводит толкатель 110 в движение, поэтому второй держатель 138 щетинок перемещается от первой стороны 120 головки 20 вдоль поперечной оси 118 головки. Когда вал 108 продолжает вращение, кулачок 116 отсоединяется от первого толкателя 110. Затем кулачок 116 входит в соприкосновение с поверхностью 117 второго толкателя 112 и приводит второй толкатель 112 в движение, поэтому второй держатель 138 щетинок перемещается ко второй стороне 126 головки. При повторении движения назад и вперед или из стороны в сторону (когда вал 108 продолжает вращение) будет обеспечено желаемое качательное движение.
Далее со ссылками на фиг.6-17 будут описаны различные варианты осуществления конструкции, включающие второй подвижный 12 держатель щетинок в сочетании с первым подвижным держателем щетинок, подобным первому держателю 36 щетинок, описанному ранее со ссылками на фиг.3 и 4. Первый держатель 814 щетинок в головке 816 имеет пару кулачковых толкателей 815 (фиг.7А), которые отходят от нижней поверхности первого держателя щетинок и которые функционально входят в зацепление с валом 820 для возвратно-поступательного движения первого держателя 814 щетинок из стороны в сторону фактически поперечно к продольной оси 818 головки 816, что было обсуждено ранее. Электрическая зубная щетка 810 имеет головку 816 и корпус или рукоятку 817. Электрическая зубная щетка 810 включает в себя двигатель 819 и батареи для обеспечения двигателя энергией. Головка 816 имеет продольную ось 818. Как показано, держатель 814 щетинок выполнен круглым. Однако предполагается, что в объеме изобретения держатели щетинок могут иметь и другие формы. Двигатель 819 предназначен для приведения во вращение вала 820. Короче говоря, в отношении конструкции и работы вала 820 применительно к первому держателю 814 щетинок электрическая зубная щетка 810 подобна зубной щетке, описанной со ссылкой на фиг.1-3. Однако электрическая зубная щетка 810 также имеет второй держатель 822 щетинок, примыкающий к шейке. Хотя желательно расположить второй держатель щетинок непосредственно вблизи от первого держателя щетинок, предполагается, что между первым и вторым держателями щетинок может быть образован зазор. Кроме того, пространство между первым и вторым держателями щетинок может быть заполнено статическими, неподвижными или фиксированными щетинками, которые заделаны в фиксированном или подвижном третьем держателе щетинок (не показан), который формирует часть головки зубной щетки. В электрической зубной щетке 810 второй держатель щетинок имеет возможность перемещения и отдельно связан с приводным валом 820, и будет отдельно приведен этим валом в движение.
Например, согласно фиг.7 второй держатель 910 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях 912 в головке 816 щетки и его отдельно приводят в вибрационное движение из стороны в сторону в направлении, фактически поперечном направлению продольной оси 818, посредством эксцентрикового кулачка 914, находящегося на приводном валу 918. Кулачок 914 и другие кулачки, описанные ниже, могут содержать один или более буртиков на валу 918, как, например, показано на фиг.7А и на видах других вариантов конструкции, описанных ниже со ссылкой на фиг.11, 12 и 13. Как вариант, кулачок 914 может быть выполнен в виде отдельной детали, прикрепленной к валу 918 посредством приклеивания, напрессовывания, посадки с обжимом, совместного формования или каких-либо других механических или химических средств, известных в этой отрасли. Как вариант, приводной вал удерживает опора 920. Кулачковый толкатель 922 отходит от нижней поверхности 924 второго держателя 910 щетинок. Кулачковый толкатель 922 смещен от продольной оси 926 второго держателя щетинок. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 918, кулачок 914 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 928 толкателя 922 и приводит толкатель 922 в движение, и второй держатель 910 щетинок движется к одной стороне 930 зубной щетки 810 и в сторону от продольной оси 818 головки 816. Когда вал 918 продолжает вращение, кулачок 914 отсоединяется от толкателя 922.
Упругий смещающий элемент, например пружина 934, расположенная между стенкой головки 816 и второй поверхностью кулачкового толкателя, воздействует на толкатель 922, и держатель 910 щетинок перемещается назад к продольной оси 818 головки 816. Когда повторяется такое движение назад и вперед или из стороны в сторону (при продолжении вращения вала 918), будет обеспечено качательное или чистящее движение, которое отличается от движения, создаваемого вторым держателем щетинок, и дополняет его. Ход и/или частота второго держателя 910 щетинок могут быть изменены посредством изменения конструкции пружины и расположения кулачка 914 и толкателя 922 и/или придания им определенных размеров. Например, толкатель 922 может быть расположен ближе к оси 926 для обеспечения укороченного хода толкателя 922, либо может быть установлена более сильная пружина для увеличения скорости возврата держателя 910 щетинок, или может быть установлена не одна пружина, а несколько пружин. Как вариант, толкатель 922 может составлять острый угол с нижней поверхностью 924 второго держателя 910 щетинок, либо первая поверхность может быть выполнена в виде точной, криволинейной, а в ином случае сложной формы, которая противоположна плоской поверхности, показанной на фиг.7.
Согласно фиг.8 во втором варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1010 щетинок подвижно установлен в прорезях 1012 в головке 816 зубной щетки и его отдельно приводят в вибрационное, качательное или поворотное движение вокруг шарнира или оси поворота 1014 посредством кулачка 1016, находящегося на приводном валу 1018. Кулачок 1016 может содержать один или более буртиков на валу 1018 или может быть выполнен в виде отдельной детали, что было обсуждено ранее. Как вариант, приводной вал удерживает опора 1020. Поверхность 1022 контакта с кулачком находится на нижней поверхности второго держателя 1010 щетинок. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 1018, кулачок 1016 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1022 и приводит в движение или толкает второй держатель 1010 щетинок, что вызывает качание или поворот второго держателя щетинок вокруг шарнира или оси 1014 поворота. Когда вал 1018 продолжает вращение, кулачок 1016 отсоединяется от контактной поверхности 1022. При использовании, когда кулачок 1016 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1022, щетинки второго держателя 1010 смещаются к зубам пользователя с большей силой. Предпочтительно, чтобы щетинки второго держателя 1010 смещались между зубами пользователя, чтобы обеспечить функцию чистки зубов и межзубных промежутков. Когда кулачок отсоединяется от контактной поверхности 1022, щетинки, прижимающиеся к зубам пользователя, смещают второй держатель в сторону от зубов пользователя. При повторении этого качательного или поворотного движения (когда вал 1018 продолжает вращение) будет обеспечено движение для чистки межзубных промежутков или для глубокой чистки, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.9 в третьем варианте осуществления конструкции второй держатель 1110 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорези 1112 в головке 816 зубной щетки и его отдельно приводят в вибрационное подъемное или вертикальное пульсационное движение (например, в направлении, фактически перпендикулярном к продольной оси 1114 и фактически параллельном поверхности 1115 второго держателя 1110 щетинок, как показано, например, на фиг.9) внутри прорезей 1112 посредством кулачка 1116, находящегося на приводном валу 1118. Как вариант, приводной вал удерживает опора 1120. Кулачок 1116 может содержать один или более буртиков на валу 1118 или может быть выполнен в виде отдельной детали, что обсуждено ранее. Поверхность 1122 контакта с кулачком расположена на нижней поверхности второго держателя 1110 щетинок. Когда двигатель 819 (фиг.6) зубной щетки 810 вращает вал 1118, кулачок 1116 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1122 и приводит в движение или приподнимает посредством вибрационного, подъемного или вертикального пульсационного движения второй держатель 1110 щетинок, вызывая подъем или пульсацию этого держателя в направлении от головки части 816 к зубам пользователя зубной щеткой (не показано). Когда вал 1118 продолжает вращение, кулачок 1116 отсоединяется от контактной поверхности 1122. При использовании, когда кулачок 1016 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1122, щетинки второго держателя 1110 смещаются к зубам пользователя с изменяющимися уровнями усилия. Предпочтительно, чтобы щетинки второго держателя 1110 смещались между зубами пользователя, чтобы обеспечить функцию чистки зубов и межзубных промежутков. Когда кулачок отсоединяется от контактной поверхности 1122, щетинки прижимаются к зубам пользователя, смещая второй держатель щетинок от зубов пользователя и назад к головочной части 816. Когда происходит повторение этого подъемного или вертикального пульсационного движения (при продолжении вращения вала 1018), будет обеспечено движение для чистки межзубных промежутков или для глубокой чистки, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.10 в четвертом варианте осуществления конструкции второй держатель 1210 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях (не показаны, но подобны прорезям 912, представленным на фиг.7) головки 816 зубной щетки и его отдельно приводят в возвратно-поступательное или в прямолинейное продольное движение в прорезях посредством кулачка 1216, находящегося на приводном валу 1218. Как вариант, вал удерживают опоры 1217. Опоры вала могут включать в себя С-образные или U-образные части (не показаны), которые действуют так, чтобы заходить и защелкиваться вокруг вала. В этой отрасли известны и другие средства для удерживания вала в опоре. Кулачок 1216 может содержать фасонный буртик с соответствующей эксцентриковой конфигурацией, расположенный или отформованный поверх вала 1218 и жестко прикрепленный к нему. В одном из вариантов осуществления конструкции кулачок 1216 включает в себя пару поверхностей 1219, 1220, расположенных под острым углом, которые наклонены в одном направлении и под одним углом наклона, но находятся на противоположных концах кулачка 1216. Направление наклона и угол наклона по желанию могут быть изменены, чтобы изменить частоту и ход второго держателя 1210 щетинок. Первый и второй кулачковые толкатели 1222, 1226 отходят от нижней поверхности второго держателя 1210 щетинок. Кулачковые толкатели 1222, 1226 смещены или отстоят от поперечной оси 1230 второго держателя щетинок. Кулачковые толкатели 1222, 1226 охватывают и/или захватывают кулачок 1216, так что расположенные под углом поверхности 1219, 1220 с возможностью скольжения входят в зацепление со свободными концами кулачковых толкателей 1222 и 1226. Когда двигатель 819 (фиг.6) зубной щетки 810 вращает вал 1218, первая, расположенная под острым углом поверхность 1220 кулачка 1216 входит в соприкосновение с поверхностью первого кулачкового толкателя 1222 и приводит толкатель в движение, поэтому второй держатель 1210 щетинок перемещается от первого держателя 814 щетинок вдоль продольной оси 818 головки 816. Когда вал 918 продолжает вращение, кулачок 1216 отсоединяется от первого кулачкового толкателя 1222. Далее вторая, расположенная под острым углом поверхность 1219 кулачка 1216 входит в соприкосновение с поверхностью второго кулачкового толкателя 1226 и приводит толкатель 1226 в движение, поэтому второй держатель 1210 щетинок перемещается назад к первому держателю 814 щетинок. Когда происходит повторение этого движения назад и вперед (при продолжении вращения вала 918), будет обеспечено скребущее действие посредством возвратно-поступательного или прямолинейного движения, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.11 и 12 в пятом варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1310 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях (не показаны, но подобны прорезям 912, представленным на фиг.7) в головке 816 зубной щетки и его отдельно приводят в возвратно-поступательное или прямолинейное продольное движение посредством кулачка 1316, находящегося на приводном валу 1318. Как вариант, вал удерживают опоры 1317. Опоры вала могут включать в себя С-образные или U-образные части (не показаны), которые действуют таким образом, чтобы заходить вокруг вала и защелкиваться на нем. В этой отрасли известны и другие средства для удерживания вала опоры. Кулачок 1316 представляет собой кулачок синусоидального или криволинейного типа, при этом он имеет один или более смежных дугообразных изгибов 1319 и 1320 на валу 1318. Каждый из дугообразных изгибов 1319, 1320 имеет вершину 1321, при этом вершины 1321 расположены на противоположных сторонах приводного вала 1318. Кулачковый толкатель 1322 отходит от нижней поверхности 1323 второго держателя 1310 щетинок и расположен между вершинами 1321 кулачка 1316. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 1318, первая поверхность 1325 кулачка 1316 входит в соприкосновение с первой поверхностью 1324 кулачкового толкателя 1322 и приводит кулачковый толкатель 1322 в движение, поэтому второй держатель 1310 щетинок перемещается от первого держателя 814 щетинок в направлении вдоль продольной оси 818 головки 816. Когда вал 1318 продолжает вращение, первая поверхность 1325 кулачка 1316 достигает вершины 1321 и отсоединяется от поверхности 1324 первого кулачкового толкателя. Затем вторая поверхность 1326 кулачка 1316 входит в соприкосновение со второй поверхностью 1426 кулачкового толкателя 1322 и приводит толкатель 1322 в движение, поэтому второй держатель 1310 щетинок перемещается назад к первому держателю 814 щетинок. При повторении этого движения назад и вперед (когда вал 1318 продолжает вращение) будет обеспечено скребущее действие посредством возвратно-поступательного или линейного движения, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его. Ход и частота возвратно-поступательного или линейного движения могут изменяться посредством изменения пространства между вершинами и/или амплитуды и высоты вершин.
Согласно фиг.13 в шестом варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1508 щетинок с возможностью перемещения прикреплен к головке 816 зубной щетки посредством оси 1510 вращения, которая может быть выполнена в форме пальца или шарнира и установлена у находящейся по центру поперечной оси второго держателя 1508 щетинок. В одном из вариантов осуществления конструкции второй держатель 1508 щетинок поворачивается вокруг пальца, который закреплен в боковых стенках шейки или головки 816 зубной щетки в средней точке второго держателя 1508 щетинок. Второй держатель 1508 щетинок отдельно приводят в вибрационное, поворотное, качательное или колебательное движение посредством кулачка, состоящего из первой и второй частей 1512, 1514, находящихся на приводном валу 1518. Как вариант, вал могут удерживать опоры 1519. Опоры вала могут включать в себя С-образные или U-образные части (не показаны), которые действуют так, чтобы заходить или защелкиваться вокруг вала. В этой отрасли известны и другие средства для удерживания вала. Части 1512, 1514 кулачка могут состоять из одного или более прямолинейных, криволинейных или других изгибов вала 1518. Как показано на фиг.13, первая часть 1512 кулачка расположена вблизи от первой стороны оси поворота, а вторая часть 1514 кулачка расположена вблизи от второй стороны оси поворота. Вторая часть 1514 кулачка может содержать часть самого удаленного конца вала 1518. Первая и вторая поверхности 1520, 1522 контакта с кулачком находятся на нижней поверхности второго держателя 1508 щетинок. Как и в случае всех описанных вариантов осуществления конструкции, амплитуда или высота изгибов, или эксцентриситетов, которые создают первую и вторую кулачковые части 1512, 1514, достаточно велики, чтобы достичь связанной с ними контактной поверхности (поверхностей) и привести в движение второй держатель щетинок на желательное расстояние к зубам пользователя зубной щеткой, причем поперек или вдоль них. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 1518, первая кулачковая часть 1512 входит в соприкосновение с первой контактной поверхностью 1520 и приводит в движение или поднимает (относительно фигуры) первый конец 1522 второго держателя 1510 щетинок, вызывая качание или движение первого конца 1522 вокруг оси 1510 вращения в направлении от головки 816 к зубам пользователя зубной щеткой (не показано). Это действие вызывает опускание второго конца 1526 второго держателя щетинок назад к головке 816. Когда вал 1518 продолжает вращение, первая кулачковая часть 1512 отсоединяется от первой контактной поверхности 1520 и вторая часть 1514 кулачка входит в зацепление со второй контактной поверхностью 1522. Вторая часть 1514 кулачка приводит в движение или поднимает (относительно фигуры) второй конец 1526 второго держателя 1508, вызывая качание или перемещение второго конца 1522 вокруг оси 1510 поворота в направлении от головки 816 к зубам пользователя зубной щеткой. Это действие приводит к опусканию первого конца 1530 второго держателя щетинок назад к головке 816. При использовании, когда первая и вторая кулачковые части 1512, 1514 поочередно входят в соприкосновение с первой и второй контактными поверхностями 1520, 1522, щетинки второго держателя 1508 смещаются к зубам пользователя с изменяющимися уровнями усилия. Предпочтительно, чтобы щетинки второго держателя 1508 смещались между зубами пользователя, чтобы обеспечивать функцию чистки зубов и межзубных промежутков. При повторении качательного или поворотного движения (когда вал 1518 продолжает вращение) будет обеспечено движение для чистки межзубных промежутков или для глубокой чистки, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.14 в седьмом варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1608 щетинок с возможностью перемещения прикреплен к головке 816 зубной щетки с осью 1610 вращения, которая может быть выполнена в форме пальца или шарнира, установленного на поперечной оси второго держателя 1608 щетинок. В одном из вариантов конструкции держатель 1608 щетинок поворачивается вокруг пальца, который закреплен в боковых стенках шейки зубной щетки на одном конце второго держателя 1608 щетинок. Поперечная ось, например, находится вблизи от первого конца 1612 второго держателя 1608 щетинок. Второй держатель 1608 щетинок отдельно приводят в вибрационное, качательное, поворотное или колебательное движение посредством кулачка 1614, установленного на приводном валу 1618. Как вариант, вал удерживают опоры 1619. Опоры вала могут включать в себя С-образные или U-образные части (не показаны), которые действуют так, что заходят и защелкиваются вокруг вала. В этой отрасли известны и другие средства для удерживания вала в опоре. Кулачок 1614 может содержать один или более изгибов вала 1618. Например, изгибы могут быть прямолинейными, криволинейными или представлять собой изгибы других видов. Поверхность 1622 контакта с кулачком находится на нижней поверхности второго держателя 1608 щетинок вблизи от его второго конца 1626. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 1618, кулачок 1614 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1622 и приводит в движение или поднимает (относительно фигуры) второй конец 1626 второго держателя 1608 щетинок, вызывая качание или движение второго конца 1626 второго держателя 1608 щетинок вокруг оси 1610 вращения в направлении от головочной части 816 к зубам пользователя зубной щеткой (не показано). Когда вал 1618 продолжает вращение, кулачок 1614 отсоединяется от контактной поверхности 1622. При использовании, когда кулачок 1614 входит в соприкосновение с контактной поверхностью 1622, щетинки второго держателя 1608 смещаются к зубам пользователя с изменяющимся уровнем усилия. Предпочтительно, чтобы щетинки второго держателя 1608 смещались между зубами пользователя для выполнения функции чистки зубов и межзубных промежутков. Когда кулачок отсоединяется от контактной поверхности 1622, щетинки, прижимающиеся к зубам пользователя, толкают второй держатель щетинок в сторону от зубов пользователя и назад к головке 816. При повторении этого качательного или поворотного движения (когда вал 1618 продолжает вращение) будет обеспечено движение для чистки межзубных промежутков или для глубокой чистки, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.15 и 16 в восьмом варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1810 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях 1812 в головке 816 зубной щетки и его отдельно приводят в возвратно-поступательное или прямолинейное поперечное движение внутри прорезей 1812 посредством кулачка 1816, находящегося на приводном валу 1818. Это движение представляет собой движение такого же типа, что и движение, описанное ранее применительно ко второму держателю 910 щетинок, показанному на фиг.7, а также движение того же самого типа, которое совершает первый держатель 814 щетинок. Кулачок 1816 может содержать буртик с соответствующей конфигурацией, расположенный поверх вала 1818 или отформованный и жестко прикрепленный к валу. Поперечное движение второго держателя 1810 щетинок может не совпадать по фазе с поперечным движением первого держателя 814 щетинок. Например, когда первый держатель 814 щетинок перемещается к одной стороне головки 816, второй держатель 1810 щетинок будет перемещаться к противоположной стороне головки 816. Кулачок может включать в себя один или более прямолинейных, криволинейных изгибов или изгибы другого типа. Первый и второй кулачковые толкатели 1822, 1826 отходят от нижней поверхности второго держателя 1810 щетинок. Кулачковые толкатели, например, смещены от продольной оси 818 второго держателя щетинок и охватывают или захватывают кулачок 1816. Когда двигатель 819 (см. фиг.6) вращает вал 1818, кулачок 1816 входит в соприкосновение с поверхностью 1821 первого толкателя 1822 и приводит первый толкатель 1822 в движение, поэтому второй держатель 1810 щетинок перемещается от первой стороны 1828 головочной части 816 вдоль оси 1830, поперечной к продольной оси 818 головочной части 816. Когда вал 1818 продолжает вращение, кулачок 1816 отсоединяется от первого толкателя 1822. Затем кулачок 1816 входит в соприкосновение с поверхностью 1825 второго толкателя 1826 и приводит в движение второй толкатель 1826, поэтому второй держатель 1810 щетинок перемещается назад к первой стороне 1828 головки 816. При повторении этого движения вперед и назад или из стороны в сторону (когда вал 1818 продолжает вращение) будет обеспечено качательное движение, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его.
Согласно фиг.17 в девятом варианте осуществления конструкции электрической зубной щетки 810 второй держатель 1910 щетинок с возможностью перемещения установлен в прорезях (не показаны) в головке 816 зубной щетки и его отдельно приводят в возвратно-поступательное или линейное, продольное движение посредством кулачка 1916, находящегося на приводном валу 1918. Кулачок 1916 может содержать фасонный буртик, имеющий соответствующую конфигурацию, расположенный или отформованный поверх вала 1918 и жестко прикрепленный к нему. Кулачок 1916 включает в себя реверсивную спиральную или винтовую канавку 1920. Спиральная или винтовая канавка проходит по окружности буртика и вьется по спирали вокруг продольной оси буртика. Продольная ось, например, совпадает с валом 1918. Кулачковый толкатель 1922 отходит от нижней поверхности 1923 второго держателя 1910 щетинок. Толкатель 1922 с возможностью скольжения заходит в спиральную канавку 1920. Когда двигатель 819 зубной щетки 810 вращает вал 1918, первая поверхность 1924 спиральной канавки 1920 входит в соприкосновение с первой поверхностью 1925 толкателя 1922 и приводит толкатель 1922 в движение, поэтому второй держатель 1910 щетинок перемещается от первого держателя 814 щетинок вдоль продольной оси 818 головки 816. Когда вал 1918 продолжает вращение, толкатель 1922 достигает вершины 1926 спиральной канавки 1920 и первая поверхность 1924 спиральной канавки 1920 отсоединяется от первой поверхности 1925 кулачка. Затем вторая поверхность 1928 спиральной канавки 1920 входит в соприкосновение со второй поверхностью 1930 толкателя 1922 и приводит толкатель 1922 в движение, поэтому второй держатель 1910 щетинок перемещается назад к первому держателю 814 щетинок. При повторении этого движения назад и вперед (при продолжении вращения вала 1918) будет обеспечено движение соскребывания, которое отличается от движения, обеспечиваемого первым держателем 814 щетинок, и дополняет его. Как вариант, кулачок 1916 эксцентрично устанавливают на валу 1918, при этом продольная ось буртика или кулачка 1916 не совпадает с валом 1918. В этом случае, если толкатель 1922 выполнен достаточно длинным, чтобы двигаться по донной части спиральной канавки 1920, будет обеспечена подъемная или вертикальная пульсационная сила, действующая на второй держатель щетинок, когда эксцентрично установленный кулачок поворачивается посредством вала. Как вариант, или в дополнение к указанному, глубина канавки изменяется. Изменение глубины канавки обеспечивает силы подъема или пульсации по вертикали, действующие на толкатель, а поэтому и на второй держатель щетинок. Спиральная канавка может быть заменена на канавку, которая несколько раз циклически проходит назад и вперед вдоль продольной оси буртика при ее прохождении по окружности буртика. Этот вид канавки может быть использован для увеличения частоты возвратно-поступательного движения второго держателя щетинок.
Хотя описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения для простоты представлены со щетинками, которые проходят в направлении, фактически перпендикулярном продольной оси 818 и поверхности (см., например, поз.1115 на фиг.9) держателя щетинок, предполагается, что щетинки могут быть расположены иначе, чтобы дополнить или еще более усилить движения первого и/или второго держателя щетинок. Согласно фиг.18 некоторые или все щетинки могут проходить в направлении, которое составляет острый угол 2008 с поверхностью 2006 держателя щетинок, и проходят в направлении к рукоятке или в сторону от нее, так как представлено в качестве примера на фиг.18, применительно к щетинкам соответственно 2010 и 2014. Согласно фиг.19 в другом варианте конструкции некоторые из щетинок могут проходить наружу от головки в другом направлении, вновь составляя острый угол 2108 по отношению к поверхности держателя щетинок, как показано на фиг.19 применительно к щетинкам 2110 и 2114. Также могут быть использованы эластомерные щетинки или щетинки, изменяющиеся по высоте, например такие, которые описаны в патентах США №Des 330286 и Des 434563. Другие предпочтительные компоновки щетинок, пригодные для использования, представляют собой такие компоновки, которые в целом или частично описаны в патентах США 6006394, 4081876, 5046213, 5335389, 5392483, 5446940, 4894880 и в международной публикации №WO 99/23910.
Изобретение описано применительно к конкретным вариантам осуществления конструкции. При прочтении и усвоении этого описания могут быть разработаны и другие модификации и варианты. Например, хотя в вариантах конструкции, представленных на фиг.6-17, вторые держатели щетинок описаны как приводимые в движение непосредственно валом, можно предположить, что второй держатель щетинок может быть приведен в движение непосредственно первым держателем щетинок с помощью звена, пальца, шестеренной передачи, зубчатой рейкой и шестерней, либо другим механическим соединением между первым и вторым держателями щетинок. Кроме того, хотя первый держатель щетинок представлен в цилиндрической форме, ему могут быть приданы альтернативные формы и размеры. Предполагается, что в изобретение могут быть включены и другие модификации и варианты, находящиеся в пределах объема прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.
Реферат
Электрическая зубная щетка содержит рукоятку, имеющую электродвигатель, головку и шейку, проходящую между рукояткой и головкой. Головка имеет первый конец, расположенный вблизи передней точки головки, и второй конец, примыкающий к шейке. Первый держатель щетинок с множеством размещенных в нем щетинок расположен на первом конце головки и имеет множество кулачковых толкателей, отходящих от него. Предусмотрен второй держатель щетинок с множеством расположенных в нем неподвижных щетинок. Вращательный вал оперативно связан с электродвигателем и имеет кулачок, входящий в зацепление с кулачковыми толкателями для осуществления возвратно-поступательного линейного движения первого держателя щетинок в двух направлениях, по существу, поперечных продольной оси головки. Предусмотрен вариант выполнения зубной щетки с подвижным вторым держателем щетинок. Изобретение обеспечивает повышение эффективности чистки зубов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 20 ил.
