Электрическая зубная щетка

Изобретение относится к медицинской технике. Электрическая зубная щетка содержит ручку, головку и электродвигатель. На головке расположены первый и второй держатели щетины, имеющие множество щетинок. Электродвигатель механически соединен с первым и вторым держателями щетины. Держатели щетины имеют возможность совершать колебательное движение относительно продольной оси головки или возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном к продольной оси головки, или щетинки держателей имеют возможность движения в направлении, в общем перпендикулярном продольной оси головки. Между держателями или на наиболее отдаленном конце головки расположены неподвижные щетинки. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области зубных щеток и, конкретнее, изобретение относится к области зубных щеток, приводимых в действие электроэнергией.

Уровень техники

В большинстве известных электрических зубных щеток используется единственный держатель щетины, который приводится в действие электромотором, встроенным в зубную щетку. В этих зубных щетках держатели щетины обычно совершают вращательное движение. Хотя в некоторых отношениях это дает удовлетворительные результаты, по-прежнему существует потребность в совершенствовании конструкции зубных щеток, питаемых электроэнергией.

Неоднократно предпринимались попытки усовершенствовать конструкцию, повысить эффективность, очищающую способность, простоту и(или) коммерческую жизнеспособность электрических зубных щеток. Один из подходов предусматривал наличие нескольких держателей щетины, приводимых в действие электроэнергией. Большинство изобретателей группировало несколько совокупностей щетинок вдоль конца щетки и встраивало приводной механизм для одновременного совместного вращения каждой совокупности щетинок. Примеры такой конструкции раскрыты, в частности, в патентах США 3242516, 4156795, 5088145, 5020179, 4827550 и 4545087.

Близкий подход заключается в группировании совокупностей щетинок на нескольких вращающихся держателях щетины, как раскрыто в патентах США 2140307 и 5170525. Вместо того чтобы вращать каждую отдельную щетинку вокруг ее центра, то есть придерживаться подхода, принятого в указанных выше патентах, конструкции, описанные в патентах `307 и `525, вращают несколько групп совокупностей щетинок вокруг центра держателя щетины. Конкретнее, множество групп совокупностей щетинок располагается на круглом держателе щетины, и этот держатель щетины, обычно один из нескольких, вращается вокруг своей оси.

В патенте США 5070567 описана конструкция, сочетающая два вышеуказанных подхода. В нем предложен вращающийся держатель щетины вместе с множеством пучков щетины, вращающихся по отдельности. Хотя эта конструкция, вероятно, сочетает в себе многие преимущества каждого из своих прототипов, очищающая способность одних только вращающихся пучков щетины является несколько ограниченной.

В патенте США 5617603 раскрыта еще одна конструкция. Патент `603 описывает устройство из "шатающе-качающихся" щеток. Очевидно, два держателя щетины движутся по сложной траектории в плоскости щетки.

Хотя из уровня техники известны конструкции с двумя держателями щетины, которые совершают движения в самых различных сочетаниях, сохраняется потребность в создании электрической зубной щетки с держателем щетины, который совершает иные движения. Конкретнее, существует потребность в создании электрической зубной щетки с множеством держателей щетины, которые могут совершать дополнительные виды движения и сочетания этих движений.

Сущность изобретения

Предложена электрическая зубная щетка. Эта электрическая зубная щетка имеет удлиненный корпус, содержащий ручку, головку и суженную часть, расположенную между ручкой и головкой. На головке расположены первый держатель щетины со множеством щетинок и второй держатель щетины со множеством щетинок, причем первый и второй держатель щетины имеют по отверстию. Электромотор механически соединен с валом, причем работающий электромотор приводит вал в орбитальное (эпициклическое) движение, а вал механически соединен с первым и вторым держателями щетины для приведения в движение первого и второго держателей щетины.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение может принимать форму, которая может содержать различные компоненты и сочетания компонентов и в которой могут применяться различные методы, способы или процедуры и последовательность действий. Приведенные чертежи предназначены только для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления, они не обязательно выполнены в масштабе и не должны накладывать ограничения на настоящее изобретение.

Настоящее изобретение будет проще понять из приводимого описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1А представляет собой вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, на котором представлены различные плоскости и их ориентация относительно зубной щетки.

Фиг.1В представляет собой схематическое изображение вала, совершающего орбитальное движение.

Фиг.1С представляет собой схематическое изображение другого вала, совершающего орбитальное движение.

Фиг.2А представляет собой вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.2В представляет собой вид в перспективе с частным разрезом двигателя, узла привода, ведущего вала и шарнира, используемых в зубной щетке, изображенной на фиг.2А.

Фиг.2С представляет собой вид спереди держателя щетины в предпочтительном варианте осуществления зубной щетки, изображенном на фиг.2А.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.4А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.4В представляет собой вид спереди держателя щетины, используемого в зубной щетке фиг.4А, иллюстрирующий движение держателя щетины.

Фиг.5А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.5В представляет собой вид спереди держателя щетины в предпочтительном варианте осуществления зубной щетки, изображенном на фиг.5А.

Фиг.6А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.6В представляет собой вид сверху множества держателей щетины для щетки, изображенной на фиг.6А, иллюстрирующий их взаимное движение.

Фиг.7 представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.8 представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.9А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.9В представляет собой схематическое изображение работы щетки, выполненной в соответствии с предпочтительным вариантом, изображенным на фиг.9А.

Фиг.10А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.10В представляет собой вид в перспективе с частным разрезом двигателя, узла привода, ведущего вала и шарнира, используемых в зубной щетке, изображенной на фиг.10А.

Фиг.10С представляет собой вид спереди держателя щетины и кулачка, используемых в зубной щетке фиг.10А, иллюстрирующий движение держателя щетины.

Фиг.11 представляет собой плоский, схематический вид головки и суженной части еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.12А представляет собой вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением, при этом для большей ясности удалены часть корпуса, суженной части и головки.

Фиг.12В представляет собой вид спереди держателя щетины, используемого в зубной щетке фиг.12А, иллюстрирующий движение держателя щетины.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Прежде чем приступить к описанию различных предпочтительных вариантов осуществления, необходимо определить различные типы движения, которые может совершать движущаяся щетина различных зубных щеток. В настоящем описании термин "угловое движение" относится к любому угловому перемещению. "Линейное движение" - это движение по прямой или практически прямой линии или направлению. "Криволинейное движение" - это движение, которое не является ни чисто линейным, ни чисто угловым, но представляет сочетание этих двух движений (например, криволинейное). Эти виды движения могут быть постоянными или периодическими. Постоянным движением называют движение, которое не меняет направление или траекторию (то есть является однонаправленным). Периодическое движение меняет направление или траекторию на противоположные. Постоянное угловое движение называется вращательным движением, хотя в настоящем описании может использоваться такая характеристика, как "с возможностью вращения", что означает просто возможность углового движения, периодического или постоянного. Периодическое угловое движение называется колебательным движением. Криволинейное движение также может быть постоянным (то есть однонаправленным) или периодическим (то есть со сменой направления на противоположное). Периодическое линейное движение называется "возвратно-поступательным движением". "Орбитальное движение" - это разновидность углового движения вокруг оси, которая не совпадает с центром движущегося элемента и находится на некотором расстоянии от него, например вокруг вала. В настоящем описании это расстояние называется степенью смещения орбитального движения. Орбитальное (эпициклическое) движение может быть или постоянным угловым, или периодическим угловым движением.

Вышеописанные движения могут происходить вдоль одной или нескольких осей держателя щетины, щетки, головки щетки и т.д. Соответственно, описываемые в настоящем описании движения могут быть одно-, двух- или трехмерным движением в зависимости от числа осевых координат, необходимых для описания положения держателя щетины во время движения. Оси X, Y и Z приведены на фиг.1А. Одномерным движением является движение, которое можно описать с помощью одной координаты (например, с помощью координаты X, Y или Z). Обычно одномерным является только линейное движение. Например, периодическое линейное движение практически вдоль оси Y является одномерным движением (называемое в настоящем описании "пульсирующим движением" или "движением вверх-вниз"). Двумерное движение - это движение держателя щетины, которое требует двух координат (например, координат Х и Y) для описания траектории движения держателя щетины. Угловое движение, совершаемое в одной плоскости, является двумерным движением, поскольку для описания траектории движения точки на держателе щетины требуются две координаты. Трехмерным движением является движение держателя щетины, которая требует трех координат (например, координат X, Y и Z) для описания траектории движения держателя щетины. Примером трехмерного движения служит движение держателя щетины по винтовой траектории.

Поскольку большинство движений, описанных в настоящем описании, может быть видоизменено регулировкой различных конструктивных признаков, описание движения в настоящем документе должно автоматически включать эти видоизменения. Например, движение, которое описывается как колебательное движение вокруг оси, может включать в себя элементы других видов движения (например, возвратно-поступательное линейное движение), особенно, когда имеется специальное указание на то, что возможные видоизменения могут включать в себя этот второй компонент движения. Описание типов движения, которые исключают такие видоизменения, содержит наречие "главным образом" (например, "главным образом колебательное" или "главным образом возвратно-поступательное"), и такие типы движения исключают существенное влияние других типов движения, но не таких других типов движения, которые могут возникнуть случайно вследствие производственных допусков или изменчивости производственного процесса либо, как порой бывает, когда трудно полностью исключить другие типы движения держателя щетины. Все описанные здесь типы движения могут быть, при желании, ограничены главным образом описываемым движением.

На фиг.1А приведен вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 2 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 2 содержит удлиненный корпус 10, имеющий ручку 30, головку 50 и суженную часть 40, расположенную между ручкой и головкой. На наружной стороне корпуса 10 в удобном для доступа месте расположен выключатель 20. Следует иметь в виду, что выключатель 20 запускает электрический двигатель, находящийся внутри корпуса 10. Двигатель (не показан) и приводной механизм, описанный в настоящем документе (не показан), приводят в действие один или несколько держателей щетины, расположенных у дальнего от ручки конца зубной щетки. Конкретнее, зубная щетка 2 дополнительно содержит первый держатель 60 щетины, расположенный вблизи наиболее удаленного от ручки конца 52, и второй держатель 70 щетины. В соответствии с приведенным здесь более подробным описанием после приведения в действие приводного механизма первый и второй держатели щетины совершают определенную комбинацию движений. Эти движения лучше всего описывать относительно осей X, Y и Z.

В настоящем описании ось Х обычно называется продольной осью, и она в общем расположена вдоль продольного измерения головки зубной щетки или держателя щетины (если брать вид зубной щетки сверху). Например, продольная ось - это ось, проходящая вдоль наибольшего измерения головки зубной щетки. Ось Y является поперечной, перпендикулярной или ортогональной к оси Х и обычно делит головку зубной щетки на левую и правую половины. Ось Z направлена поперечно, перпендикулярно или ортогонально осям Х и Y. Следует иметь в виду, что направление оси не обязательно должно быть в точности ортогонально или перпендикулярно другой оси и что угол между осями может несколько отклоняться от 90 градусов, особенно, когда эти оси используют для описания направления движения. Следует понимать, что любое направление оси может сопровождаться терминами "в общем" или "практически" (например, "в общем перпендикулярно" или "практически перпендикулярно"). Слово "практически" подразумевает некоторое угловое отклонение от 90 градусов, но не такое сильное угловое отклонение, как при использовании слова "в общем". Отсутствие корректирующих слов указывает на незначительное отклонение от 90 градусов или отсутствие такого отклонения. Так, движение, которое описывают как совершаемое вдоль первой оси перпендикулярно второй оси, означает движение, которое совершается по углом 90 градусов ко второй оси с допустимым незначительным отклонением (например, вследствие производственных допусков и т.д.). Если движение в общем перпендикулярно или практически перпендикулярно, то допускается более сильное отклонение от 90 градусов. Все описываемые здесь оси могут пересекать другую ось либо в общем, либо практически поперек этой другой оси.

Плоскость Х содержит ось Х и в настоящем описании обычно называется плоскостью зубной щетки или плоскостью головки зубной щетки. Эта плоскость обычно расположена вдоль продольного измерения зубной щетки. Плоскость Y содержит ось Y, и она пересекает зубную щетку и перпендикулярна плоскости X. Плоскость Y либо делит щетку пополам, либо параллельна плоскости, которая делит щетку пополам. Плоскость Z перпендикулярна и оси X, и оси Y и содержит ось Z.

Кроме того, полезно обратиться к терминологии, которая используется при описании предпочтительных вариантов осуществления зубных щеток, держателей щетины и различных приводных механизмов. В настоящем описании термин "вперед" означает направление от ручки к головке, тогда как термин "назад" означает направление от головки к ручке. Продольное направление - это направление, которое в общем соответствует продольной оси, или оси X, но которое не обязательно лежит в той же плоскости, что и эта ось. Например, продольные оси вала и держателя щетины могут не лежать в одной плоскости, но в общем имеют одно направление на виде сверху. Аналогично, продольные оси суженной части и головки, которые расположены под углом друг к другу, не обязательно лежат в одной плоскости, но эти оси в общем имеют одно направление на виде сверху. Многие из предпочтительных вариантов осуществления зубных щеток обычно имеют вытянутую головку с продольной осью, проходящей через наибольшее измерение головки. Эта ось, как правило, имеет в общем то же направление, что и продольная ось суженной части зубной щетки и(или) вала. Эту ось обычно называют продольной осью зубной щетки. Под словосочетанием "в общем то же направление" подразумевается наличие некоторого углового отклонения между осями.

В общем предпочтительные варианты осуществления зубных щеток в соответствии с настоящим изобретением содержат удлиненный полый корпус, содержащий электрический двигатель и приводной механизм, который используется для приведения в действие одного, двух, трех или более подвижных держателей щетины. Удлиненный полый корпус содержит также внутреннюю камеру или полость, куда помещается одна или несколько батареек для питания двигателя. Кроме того, на внешней стороне корпуса расположены один или несколько выключателей для включения двигателя и приводного механизма. Следует иметь в виду, что имеется съемная заглушка, которая закрывает внутреннюю камеру и защищает компоненты внутри зубной щетки от воздействия внешней среды. Предпочтительные варианты осуществления зубных щеток содержат один, два, три или более подвижных держателей щетины, что подробно описано в настоящем описании. Каждый держатель щетины совершает определенные типы движения, и результирующие сочетания движений обеспечивают уникальную чистящую способность.

Кроме того, полезно определить термины "фиксированные" или "неподвижные" щетинки и термин "подвижные" щетинки. Термин фиксированные или неподвижные щетинки относится к щетинкам, которые прикреплены к головке или корпусу зубной щетки или другим ее компонентам, так что щетинки, точнее основание щетинок, не движется относительно продольной оси зубной щетки. Иными словами, под фиксированными или неподвижными щетинками понимаются щетинки, которые прикреплены к зубной щетке таким образом, что их основание или место закрепления не движется относительно зубной щетки. Понятно, что кончики и части, удаленные от основания щетинки или группы щетинок, могут двигаться вследствие изгиба щетинок. Однако основание стационарной, неподвижной или фиксированной щетинки не движется относительно щетки. Термин "подвижная щетинка" относится к щетинке, основание которой перемещается относительно щетки и, в частности, относительно продольной оси щетки. Обычно такая возможность обеспечивается за счет крепления щетины к монтажному элементу, то есть к держателю щетины, способному перемещаться относительно щетки. Иными словами, подвижная щетинка - это щетинка, которая может перемещаться относительно продольной оси щетки.

На фиг.1В и 1С схематически изображено тело, совершающее орбитальное движение. В частности, на фиг.1В приведен приводной вал 16 в поперечном сечении с центром в точке А, вращающийся вокруг оси вращения В в направлении стрелки D. Расстояние С показывает степень смещения орбитального движения. Орбитальное движение может также совершать компонент, ось вращения которого пересекает само тело или проходит в пределах самого тела. Например, приводной вал 16' с центром в точке А, приведенный на фиг.1С, вращается вокруг оси вращения В в направлении стрелки D. Расстояние С показывает степень смещения орбитального движения. В орбитальном движении на фиг.1С степень смещения С меньше поперечного радиуса приводного вала, обозначенного на фиг.1С буквой r. Иными словами, ось вращения В проходит внутри части приводного вала 16', а не находится вне этого вала 16'.

Щетки по настоящему изобретению могут обладать различными характеристиками. Во многих предпочтительных вариантах выполнения зубных щеток используется приводной вал, который совершает орбитальное движение при включении зубной щетки. Хотя предпочтительным движением приводного вала является орбитальное движение, следует иметь в виду, что вместо этого вал может вращаться вокруг своей оси, если снабдить вал кулачком, как описано в заявке США 09/993167, поданной 6 ноября 2001 г. Различные конструкции вращающегося приводного вала, которые можно применять с такой конструкцией, описаны в патентах США 6178579, 6189693, 6360395 и 6371294.

На фиг.2А представлен вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 102 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 102 содержит корпус 110, выключатель (не показан), ручку 130, головку 150 и суженную часть 140, расположенную между ручкой 130 и головкой 150. Внутри корпуса 110 находятся электромотор 112 и узел 114 орбитального движения, механически соединенный с приводным валом 116 с образованием такой конфигурации, как представлена на фиг.2В. Как подробно описано в настоящем документе, приводной вал 116 предпочтительно совершает орбитальное движение и проходит через шарнирное устройство 124 и предпочтительно опирается на шарнирное устройство 124 и удерживается шарнирным устройством 124, расположенным внутри суженной части 140 или корпуса 110. В зубной щетке 102 шарнирное устройство представляет собой шар, вставленный в неподвижное гнездо (не показано). Приводной вал 116 проходит через этот шар к подвижному держателю щетинок, расположенному в головке 150 зубной щетки 102. Шар и гнездо служат в качестве шарнирного элемента. Вал (который предпочтительно является прямым) не участвует в орбитальном движении на шаре и гнезде, как условно показано на фиг.2В. Для обеспечения шарнирного элемента вместо размещения шара и гнезда можно использовать другие размещения и конфигурации. Например, прямой приводной вал 116 может проходить через неподвижный эластичный рукав, который действует как элемент вращения.

Держатель 160 щетины (фиг.2А) предпочтительно расположен у дальнего от ручки конца 152 головки 150. Держатель 160 щетины представляет собой подвижный держатель щетины, который механически соединен с приводным валом 116. Держатель 160 щетины содержит множество щетинок 161, сгруппированных или расположенных пучками. Пучки щетинок могут быть прикреплены к головке с помощью методов, известных из уровня техники, например с помощью скоб. Поскольку держатель 160 щетины подвижен, щетинки 161 могут называться "подвижными щетинками". Держатель щетины 160 содержит основание 162 и выступ 164, в котором имеется прорезь или отверстие 166 для зацепления. Выступ 164 предпочтительно расположен у ближнего к ручке конца держателя 160 щетины. Выступ 164 идет от обратной стороны основания внутрь головки таким образом, что дальний конец приводного вала 116 проходит через прорезь или отверстие 166 для зацепления. Кроме того, держатель 160 щетины имеет штырь 163, который идет вдоль оси Y и предпочтительно коллинеарен с центром держателя 160 щетины.

Когда приводной вал 116 совершает орбитальное движение, то в результате зацепления между дальней частью вала и одной или несколькими сторонами отверстия это движение передается держателю щетины. В зависимости от формы отверстия 166 и других факторов движение держателя 160 щетины может быть линейным, угловым, криволинейным или их сочетаниями. Поскольку держатель 160 щетины закреплен с возможностью вращения на штыре 163, выходящем из центра держателя 160 щетины, держатель 160 щетины совершает главным образом колебательные движения вокруг оси Y, перпендикулярной к продольной оси (например, оси X) зубной щетки 102 и(или) продольной оси головки зубной щетки. Основание 162 может дополнительно содержать одну или несколько радиально направленных прорезей 165, которые зацепляют один или несколько фиксированных или неподвижных радиально направленных штырей (не показаны), вставленных или иным образом вмонтированных в головку 150 для дополнительного направления движения держателя 160 щетины с тем, чтобы он совершал главным образом колебательное движение.

На фиг.2С приведен вид спереди держателя 160 щетины зубной щетки 102, изображенной на фиг.2А. Держатель 160 содержит множество щетинок 161 (сгруппированных в пучки), выходящих из основания 162 вверх. Как видно на чертеже, основание 162 имеет выступ 164, в котором имеется прорезь 166 для зацепления, через которую предпочтительно проходит приводной вал 116. Наиболее предпочтительно, чтобы внутри прорези или отверстия 166 для зацепления располагалось эффективное количество демпфирующего материала для уменьшения или минимизации линейного движения держателя 160 щетины вдоль оси Y колебаний, которые в противном случае возникали бы, когда вал 116 воздействует на верхнюю или нижнюю часть отверстия 166. Этот демпфирующий материал может также способствовать снижению шума во время работы щетки. В альтернативном варианте можно увеличить длину отверстия 166, чтобы вал 116 не воздействовал на верхнюю или нижнюю часть отверстия 166 во время орбитального движения. Аналогично, можно удалить нижнюю часть выступа 164 (см., например, фиг.3) с тем, чтобы вал 116 не воздействовал на нижнюю часть отверстия. Демпфирующий материал можно приготовить из любого упругого материала, который способен поглощать периодическое воздействие со стороны вала 116, например из термоэластопласта или резины. Движение держателя 160 щетины может определяться формой и размером отверстия 166, а также местом расположения выступа 164 на держателе 160 щетины и(или) количеством и природой демпфирующего материала. Например, с увеличением ширины отверстия 166 амплитуда колебательного движения уменьшается. Если удалить демпфирующий материал, держатель 160 щетины может помимо колебательного движения вокруг оси штыря 163 совершать также возвратно-поступательное движение вдоль оси Y. Сочетание этих двух движений создадут сложное движение.

На фиг.3 представлен вид в перспективе другого предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 202, имеющей множество держателей щетины в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 202 содержит корпус 210, имеющий выключатель (не показан), ручку 230, головку 250 и суженную часть 240, расположенную между ручкой 230 и головкой 250. Внутри корпуса находятся электромотор 212, узел 214 орбитального движения и приводной вал 216. Узел 214 содержит диск, который механически связан с электромотором таким образом, что диск вращается вокруг центральной оси мотора. Для изменения скорости вращения диска между диском и мотором может находиться зубчатая передача (не показана). Вал 216, соединенный с диском, смещен относительно центра диска, так что вал во время работы мотора совершает орбитальное движение. Имеется шарнирный элемент 224. В качестве шарнирного элемента, помимо шарового шарнирного соединения, могут использоваться другие конструкции, о чем говорилось выше. Приводной вал 216 предпочтительно совершает орбитальное движение. Набор держателей щетины включает в себя первый держатель 260 щетины, расположенный на дальнем от ручки конце 252, и второй держатель 270 щетины, расположенный между первым держателем щетины и ручкой. Конструкция и расположение держателя 260 щетины могут быть такими, как приведено выше на фиг.2А и 2С. Первый держатель 260 щетины предпочтительно содержит также одну или несколько радиально направленных прорезей 265 и штырь 263. Второй держатель 270 щетины содержит основание 272, также содержащее выступ 274, расположенный в центре второго держателя 270 щетины. Второй держатель 270 щетины предпочтительно имеет одну или несколько прорезей 275, которые зацепляют один или несколько продольно направленных неподвижных или фиксированных штырей (не показаны), которые вставлены в головку 250. Прорези 275 совместно со штырями направляют второй держатель 270 щетины таким образом, что он совершает главным образом возвратно-поступательное движение из стороны в сторону перпендикулярно продольной оси зубной щетки и(или) головки. Каждый выступ содержит прорезь или отверстие 266 и 276 для зацепления, назначение которых описано выше. При работе зубной щетки 202 и орбитальном движении приводного вала 216 наружная часть вала зацепляет оба отверстия первого и второго держателя щетины, передавая им движение. В варианте осуществления, изображенном на фиг.3, первый держатель щетины 260 может совершать то же движение, что и держатель 160 щетины, изображенный на фиг.2А, а второй держатель 270 щетины совершает главным образом возвратно-поступательное движение из стороны в сторону вдоль оси Z зубной щетки 202, перпендикулярной продольной оси (то есть оси X) зубной щетки 202 и(или) головки зубной щетки. Движение второго держателя 270 щетины может меняться в зависимости от формы и размера отверстия 276 второго держателя 270 щетины. Например, при уменьшении длины L отверстия 276 второму держателю 270 щетины может частично передаваться движение в направлении оси Y, хотя можно изменить способ крепления второго держателя 270 щетины к головке зубной щетки, чтобы компенсировать это движение, например, можно увеличить размер прорезей 275.

На фиг.4А представлен вид в перспективе другого предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 302 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 302 содержит корпус 310, имеющий ручку 330, головку 350 и суженную часть 340, расположенную между ручкой 330 и головкой 350. Кроме того, зубная щетка 302 содержит приводной вал 316, идущий через шарнирное устройство 324 к головке 350 щетки. Приводной вал 316 предпочтительно совершает орбитальное движение, такое же, что описано ранее. На головке 350 щетки расположен держатель 360 щетины с множеством щетинок 361, выходящих из основания 362 с выступом 364, который содержит прорезь или отверстие 366 для зацепления. Как видно на чертеже, дальний от ручки конец приводного вала 326 проходит через прорезь или отверстие 366 для зацепления. Выступ 364 и прорезь для зацепления расположены в центре или вблизи центра держателя 360 щетины. Держатель 360 щетины имеет предпочтительно удлиненную форму и более предпочтительно имеет на виде сверху прямоугольную форму. Кроме того, основание 362 может быть снабжено одной или несколькими поворотными осями в виде штырей 368, которые удерживаются или каким-либо иным образом закреплены в соответствующих отверстиях в головке 350 щетки. Одна или несколько поворотных осей 368 выполнены с возможностью дальнейшего управления или определения движения держателя 360 щетины. В варианте осуществления, приведенном на фиг.4А, держатель 360 щетины совершает колебательные движения вокруг оси, проходящей через поворотные элементы 368, направление которых в общем совпадает с направлением продольной оси зубной щетки 302. Эти колебания совершаются, когда зубная щетка 302 работает и приводной вал 316 совершает орбитальное движение, что лучше всего видно на фиг.4В. Отверстие 366 должно быть достаточной длины, чтобы вал 316 не касался верхней и нижней стороны отверстия 366. Следует иметь в виду, что головка 350 может иметь дополнительные держатели щетины. Например, в сочетании с держателем 360 щетины она может содержать держатель щетины, аналогичный одному из тех, что приведены на фиг.3. Эти держатели щетины могут быть расположены в любом порядке. Например, держатель 260 щетины, приведенный на фиг.3, может быть расположен на удаленном от ручки конце, а держатель 360 щетины может быть расположен между держателем 260 щетины и ручкой. В альтернативном варианте держатель 270 щетины, приведенный на фиг.3, может сочетаться с держателем 360 щетины в любом порядке или взаиморасположении.

На фиг.5А приведен вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 402 в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительный вариант осуществления зубной щетки 402 содержит корпус 410, имеющий ручку 430, головку 450 и суженную часть 440, находящуюся между ручкой 430 и головкой 450. Зубная щетка 402 содержит далее приводной вал 416, проходящий внутри корпуса 410 и предпочтительно через шарнирное устройство 424. Приводной вал 416 предпочтительно совершает орбитальное движение. Зубная щетка 402 содержит также держатель 460 щетины, имеющий множество щетинок 461, выходящих из основания 462. Приводной вал 416 проходит через суженную часть 440 и в головку 450 зубной щетки 402, так что приводной вал 416 может периодически зацепляться или иным образом вступать в контакт с основанием 462 держателя 460. Это взаиморасположение более подробно изображено на фиг.5В. Держатель щетины свободно удерживается на головке 450 одной или несколькими L-образными выступающими частями 465. Выступающие части дают возможность держателю 460 щетины двигаться в направлениях Y и Z, при этом он по-прежнему удерживается головкой 450.

На фиг.5В приведен вид спереди держателя 460 щетины предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 402. Как видно из фиг.5В, когда приводной вал 416 совершает орбитальное движение, приводной вал 416 периодически вступает в контакт или иным образом зацепляется с нижней стороной основания 462 держателя 460 щетины. Такие зацепления передают держателю 460 щетины движение, которое содержит элементы пульсирующего или возвратно-поступательного движения в направлении оси Y и криволинейного колебательного движения в общем вокруг продольной оси зубной щетки и(или) головки зубной щетки. С держателем 460 щетины может также сочетаться любой из ранее описанных вариантов осуществления держателя щетины, образуя зубную щетку со множеством движущихся держателей щетины.

На фиг.6А приведен вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 502 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 502 содержит корпус 510, имеющий ручку 530, головку 550 и суженную часть 540, расположенную между ручкой 530 и головкой 550. Зубная щетка 502 содержит далее приводной вал 516, проходящий внутри нее и предпочтительно через шарнирный узел 524. Приводной вал 516 предпочтительно совершает орбитальное движение. Приводной вал проходит через выступ 564 первого держателя 560 щетины, расположенного на головке 550 щетки. Первый держатель щетины 560 содержит основание 562, выступ 564 и штырь 563 в соответствии с ранее приведенным описанием. Выступ расположен рядом с ближней к ручке частью держателя 560 щетины. Первый держатель 560 щетины расположен на штыре 563 с возможностью вращения, так что орбитальное движение приводного вала 516 приводит первый держатель 560 щетины в колебательное движение вокруг оси Y, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и(или) головки.

Рядом с первым держателем 560 щетины расположен второй держатель 570 щетины, а рядом со вторым держателем 570 щетины расположен третий держатель 580 щетины, так что второй держатель щетины расположен между первым и третьим держателями щетины. На фиг.6В изображено движение первого держателя 560 щетины, второго держателя 570 щетины и третьего держателя 580 щетины. Второй и третий держатели щетины механически соединены не с приводным валом 516, а с соседним(-и) держателем(-ями) щетины. По меньшей мере один из держателей щетины, например 560, механически соединен с приводным валом 516. Хотя только один держатель щетины изображен механически соединенным с приводным валом, следует иметь в виду, что таким образом могут быть соединены несколько держателей щетины.

На одном или нескольких концах каждого держателя щетины расположены один или несколько шарнирных устройств или штырей 568, 578, которые служат для передачи движения от одного держателя щетины к соседнему держателю щетины. Так, при движении одного держателя щетины, например держателя 560 щетины, движение передается соседнему держателю, например держателю 570 щетины. А при движении держателя 570 щетины движение передается держателю 580 щетины. В этой конфигурации только один держатель щетины должен непосредственно приводиться в движение приводным валом 516. Иными словами, необходимо, чтобы только один из держателей 560, 570 или 580 непосредственно приводился в движение, например, приводным валом 516. Каждый из держателей щетины 570 и 580 предпочтительно установлен на штырях, таких как штырь 563 первого держателя 560 щетины, и ориентирован в направлении Y, так что держатели щетины могут совершать колебательные движение вокруг оси Y, в общем перпендикулярной продольной оси зубной щетки и(или) головки, как показано на фиг.6А и 6В.

На фиг.7 приведен вид в перспективе другого предпочтительно варианта осуществления электрической зубной щетки 602 в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительный вариант осуществления зубной щетки 602 содержит корпус 610, имеющий ручку 630 с головкой 650 и суженной частью 640, расположенной между ручкой 630 и головкой 650. Внутри корпуса 610 проходит приводной вал 616, который также предпочтительно проходит через шарнирное устройство 624, как было описано ранее. Приводной вал 616 предпочтительно совершает орбитальное движение. Дальний от ручки конец приводного вала 616 проходит через группу или набор выступов, описанных более подробно в настоящем документе. На головке 650 щетки расположен первый держатель 660 щетины, закрепленный на головке с возможностью скольжения, второй держатель 670 щетины, закрепленный на головке с возможностью вращения, и третий держатель 680 щетины, закрепленный на головке с возможностью скольжения. Первый держатель щетины 660 имеет основание 662 с выступом 664 и одним или несколькими удлиненными прорезями 665, которые совместно со штырями (не показаны) в головке направляют держатель 660 щетины таким образом, что он совершает движение из стороны в сторону. Выступ 664 содержит прорезь или отверстие 666 для зацепления. Второй держатель 670 щетины содержит основание 672, выступ 674 и один или несколько шарниров 668 в виде продольно ориентированных штырей, которые зацепляют отверстия (не показаны) в головке для направления второго держателя щетины таким образом, чтобы он совершал колебательное движение. Выступ 674 содержит прорезь или отверстие 676 для зацепления. Третий держатель 680 щетины содержит основание 682 и выступ 684. Выступ 684 содержит прорезь или отверстие 686 для зацепления, которое механические зацепляет приводной вал 616 для передачи движения второму держателю 680 щетины. По бокам держателя 680 щетины расположены одна или несколько удлиненных прорезей 679, которые зацепляют штыри (не показаны) в головке. Удлиненное измерение прорези 679 имеет то же основное направление, что и ось Y третьего держателя щетины, с целью направлять третий держатель 680 щетины, чтобы он совершал движение вверх-вниз, или вертикальное пульсирующее движение. Возможен вариант с другой ориентацией прорезей 665 и 679, чтобы обеспечивать первому и(или) третьему держателю щетины сочетание движения из стороны в сторону и пульсирующего движения, или движения вверх-вниз.

Как изображено на фиг.7, когда зубная щетка 602 работает и приводной вал 616 предпочтительно совершает орбитальное движение, первый держатель 660 щетины совершает возвратно-поступательное движение из стороны в сторону вдоль оси Z, перпендикулярной продольной оси зубной щетки и(или) головки, второй держатель 670 щетины совершает колебательное движение вокруг оси, перпендикулярной продольной оси зубной щетки 602 и(или) головки, а третий держатель 680 щетины совершает возвратно-поступательное движение вверх-вниз, или пульсирующее движение, в направлении, в общем поперечном к продольной оси зубной щетки и(или) головки (то есть в направлении оси Y). Направление и тип движения каждого держателя 660, 670 и 680 щетины частично определяется ориентацией и конфигурацией прорезей или отверстий 666, 676 и 686 для зацепления, а также тем, каким образом держатели щетины крепятся к головке зубной щетки.

На фиг.8 приведен вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 902 в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 902 содержит корпус 910, имеющий ручку 930, головку 950 и суженную часть 940, расположенную между ручкой 930 и головкой 950. Внутри корпуса 910 находится приводной вал 916. Во время работы зубной щетки 902 приводной вал 916 предпочтительно совершает орбитальное движение. Приводной вал 916 предпочтительно проходит через шарнирное устройство 924 и один или несколько выступов держателей щетины, подробно описанных в настоящем документе. Как видно из фиг.8, на головке 950 расположен первый держатель 960 щетины, имеющий основание 962, которое зацепляет приводной вал 916 посредством выступа 964. На головке 950 расположен также второй держатель щетины 970, имеющий основание 972 с одним или несколькими соответствующими выступами 974, которые зацепляют приводной вал 916. В наиболее предпочтительном варианте второй держатель 970 щетины содержит внутреннюю полость или открытую область, в которой расположен первый держатель 960 щетины с возможностью скольжения, так что второй держатель щетины окружает первый держатель щетины. Когда зубная щетка 902 работает и приводной вал 916 совершает орбитальное движение, держателям 960 и 970 щетины могут передаваться разнообразные движения и сочетания движений.

В варианте 902 осуществления зубной щетки второй держатель 970 щетины совершает колебательные движение вокруг продольной оси, которая проходит через один или несколько штырей 978, выходящих из основания 972 держателя 970. Штыри 978 совместно с отверстиями (не показаны) в головке зубной щетки направляют держатель 970 щетины таким образом, что он совершает такое движение. Первый держатель 960 щетины предпочтительно механически соединен с приводным валом 916, который проходит под частью второго держателя 970 щетины к первому держателю 960 щетины, так что первый держатель 960 щетины совершает то же орбитальное движение, что и приводной вал. Возможен альтернативный вариант, когда держатель 960 щетины может зацеплять приводной вал 916 и крепиться одним из способов, описанных ранее в настоящем документе.

На фиг.9А приведен вид в перспективе еще одного предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 1002 в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительный вариант осуществления зубной щетки 1002 содержит корпус 1010, имеющий пару выключателей 1020 и 1022, ручку 1030, головку 1050 и суженную часть 1040, расположенную между ручкой 1030 и головкой 1050. Внутри корпуса 1010 находится приводной вал 1016. Во время работы зубной щетки 1002 приводной вал 1016 предпочтительно совершает орбитальное движение. Приводной вал 1016 предпочтительно проходит через шарнирное устройство 1024. На головке 1050 щетки расположен первый держатель 1060 щетины, имеющий основание 1062 и отходящий от него выступ 1064. Первый держатель 1060 щетины неподвижно соединен с приводным валом 1016. В зубной щетке 1002 используется пара электрических выключателей 1020 и 1022 для избирательной смены направления движения мотора и передаточного механизма (не показан), расположенного внутри ручки 1030, на противоположное и, таким образом, смены направления движения держателя 1060 щетины. При включении зубной щетки 1002, например, при включении выключателя 1020 приводной вал 1016 совершает орбитальное движение, например, в направлении по часовой стрелке. При включении выключателя 1022 направление движение меняется на противоположное, так что приводной вал 1016 совершает орбитальное движение, например, в направлении против часовой стрелки. Возможен вариант, когда два выключателя 1020 и 1022 объединены в один выключатель.

На фиг.9В приведен детальный вид процесса чистки зубов с использованием предпочтительного варианта зубной щетки 1002, приведенного на фиг.9А. На фиг.9В изображен зуб 1096, растущий из области десны 1098. На фиг.9В изображена смена движения на противоположное или перемена направления чистки держателя 1060 щетины по внешней поверхности зуба 1096 и десны 1098. Конкретно, направление движения держателя 1060 щетины может изменяться или реверсироваться посредством включения соответствующего выключателя, то есть выключателя 1020 или выключателя 1022. Например, при включении выключателя 1020 держатель 1060 щетины может двигаться в направлении, изображенном на фиг.9В, так что он может производить чистку в направлении вверх от внешней поверхности десны и далее вверх по внешней поверхности зуба 1096 (изображено справа от зуба и десны на фиг.9В). При включении выключателя 1022, наоборот, направление движение изменяется таким образом, что держатель 1060 щетины движется так, что производит чистку в направление вверх вдоль противоположной внешней поверхности десны 1098 и зуба 1096 (изображено слева от зуба и десны на фиг.9В).

На фиг.10А приведен вид в перспективе другого предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 1102, имеющей множество держателей щетины, в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 1102 содержит корпус 1110, имеющий выключатель (не показан), ручку 1140, головку 1150 и суженную часть 1140, расположенную между ручкой 1130 и головкой 1150. Внутри корпуса 1110 находится электромотор 1112, узел 1114 орбитального движения и приводной вал 1116. Узел 1114 содержит диск, который механически соединен с электромотором таким образом, что диск вращается вокруг центральной оси мотора. Для изменения скорости вращения диска между диском и мотором может находиться зубчатая передача (не показана). Вал 1116, соединенный с диском, смещен относительно центра диска, так что вал во время работы мотора совершает орбитальное движение. Имеется шарнирное устройство 1124. В качестве шарнирного устройства помимо шарового шарнирного соединения могут использоваться другие конструкции, обсужденные выше. Приводной вал 1116 предпочтительно совершает орбитальное движение.

На фиг.10В изображены мотор и приводной механизм зубной щетки 1102, изображенной на фиг.10А. Кроме того, на фиг.10В приведен еще один элемент настоящего изобретения: кулачок 1118, расположенный на приводном валу 1116, совершающем орбитальное движение. В этой конфигурации используется шарнирное соединение 1115 для крепления приводного вала 1116 к диску узла 1114 орбитального движения. Шарнирное соединение 1115 препятствует вращению вала 1116 относительно диска узла 1114. Тем самым вращение приводного вала 1116 соответствует вращению диска 1114. Как видно на фиг.10В, кулачок 1118 закреплен или расположен на валу 1116 с эксцентриситетом, так что внешняя поверхность кулачка описывает круговую траекторию, обозначенную на фиг.10В буквой J. Следует иметь в виду, что радиус круговой траектории J больше соответствующей круговой траектории, которую описывает соответствующая поверхность приводного вала 1116.

Набор держателей щетины включает в себя первый держатель 1160 щетины, расположенный на удаленном от ручки конце 1115, и второй держатель 1170 щетины, расположенный между первым держателем щетины и ручкой. Расположение и конфигурация первого держателя 1160 щетины могут быть такими, как описано ранее со ссылкой на фиг.2А и 2С. Первый держатель 1160 щетины содержит основание 1162, имеющее выступ 1164, аналогичный выступу 164, изображенному на фиг.2А и 2С. Первый держатель 1160 щетины предпочтительно содержит также штырь 1163. Второй держатель 1170 щетины содержит основание 1172, также снабженное выступом 1174. Второй держатель 1170 щетины предпочтительно имеет одну или несколько прорезей 1175, которые зацепляют один или несколько продольно направленных неподвижных или фиксированных штырей (не показаны), вставленных в головку 1150. Прорези 1175 и штыри совместно направляют второй держатель 1170 щетины совершать возвратно-поступательное движение из стороны в сторону перпендикулярно продольной оси зубной щетки и(или) головки. Каждый выступ 1164, 1174 содержит прорезь или отверстие для зацепления, описанное ранее. Когда зубная щетка 1102 работает и приводной вал 1116 совершает орбитальное движение, вал механически зацепляет каждый выступ первого и второго держателя щетины для передачи им движения. В варианте осуществления, изображенном на фиг.10А, первый держатель 1160 щетины может совершать такое же движение, что и держатель щетины 160 на фиг.2А, то есть колебательное движение вокруг оси Y, а второй держатель 1170 щетины совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси Z зубной щетки 1102, перпендикулярной продольной оси (то есть оси X) зубной щетки 1102 и(или) головки зубной щетки.

Фиг.10С поясняет смысл использования кулачка 1118. В зубной щетке 1102 кулачок 1118 приводит в действие второй держатель 1170 щетины. Применение кулачка 1118 передает движение держателю щетины таким образом, что он имеет амплитуду или величину рабочего хода большую, чем если бы кулачок 1118 не использовался, а зацепление происходило бы только между валом 1116, совершающим орбитальное движение, и держателем 1170. Кулачок может представлять собой изгиб вала 1116, утолщение или другую подходящую форму.

На фиг.11 приведен плоский схематический вид головки 1250 и суженной части 1240 другого предпочтительного варианта осуществления зубной щетки в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 1202 содержит первый держатель 1260 щетины и второй держатель 1270 щетины, которые совершают колебательное движение вокруг оси Y подобно держателю щетины 160, изображенному на фиг.2А и 2С. Однако в зубной щетке на фиг.11 используется кулачок 1218, закрепленный на валу 1216, который проходит через шарнирное устройство 1224 аналогично приводному механизму, изображенному на фиг.10В. Использование кулачка 1218 увеличивает амплитуду углового движения, которое совершает второй держатель 1270 щетины. Дуга Т, показанная на фиг.11, по которой движется держатель 1270 щетины, имеет угол от примерно 25° до примерно 45°. Дуга S, по которой движется держатель 1260 щетины, имеет угол от примерно 10° до примерно 15°.

На фиг.12А приведен вид в перспективе другого предпочтительного варианта осуществления зубной щетки 1302, имеющей множество держателей щетины в соответствии с настоящим изобретением. Зубная щетка 1302 содержит корпус 1310, имеющий выключатель (не показан), ручку 1330, головку 1350 и суженную часть 1340, расположенную между ручкой 1330 и головкой 1350. Внутри корпуса 1310 находятся электромотор 1312, узел 1314 орбитального движения и приводной вал 1316. Узел 1314 содержит диск, который механически соединен с электромотором, так что диск вращается вокруг центральной оси мотора. Для изменения скорости вращения диска между диском и мотором может находиться зубчатая передача (не показана). Вал 1316, соединенный с диском, смещен относительно центра диска, так что вал во время работы мотора совершает орбитальное движение. Имеется шарнирное устройство 1324. В качестве шарнирного устройства помимо шарового шарнирного соединения могут использоваться другие конструкции, обсужденные выше. Приводной вал 1316 предпочтительно совершает орбитальное движение. Набор держателей щетины включает в себя первый держатель 1360 щетины, расположенный на дальнем от ручки конце 1352, и второй держатель 1370 щетины, расположенный между первым держателем щетины и ручкой. Расположение и конфигурация второго держателя 1360 щетины могут быть такими, как описано ранее со ссылкой на фиг.2А и 2С. Второй держатель 1360 щетины содержит основание 1362, имеющее выступ 1364, аналогичный выступу 164, изображенному на фиг.2А и 2С. Выступ 1374 имеет отверстие или прорезь 1376. Второй держатель 1370 щетины также предпочтительно содержит одну или несколько радиально направленных прорезей 1375 и штырь (не показан). Первый держатель 1360 щетины содержит основание 1362, снабженное кулачком 1363, предпочтительно расположенным в центре первого держателя 1360 щетины. Первый держатель 1360 щетины предпочтительно имеет одну или несколько прорезей 1365, которые зацепляют один или несколько неподвижных или фиксированных штырей (не показаны), вставленных в головку 1350. Прорези 1365 и штыри совместно направляют первый держатель 1360 щетины таким образом, что он совершает возвратно-поступательное движение взад-вперед параллельно продольной оси зубной щетки и(или) головки. Когда зубная щетка 1302 работает и приводной вал 1316 совершает орбитальное движение, вал механически зацепляет отверстие 1376 второго держателя 1370 щетины для передачи ему движения. И приводной вал 1316 обеспечивает зацепление рабочих поверхностей кулачка 1363, как подробно описано в настоящем документе, для передачи движения первому держателю 1360 щетины. В варианте осуществления, изображенном на фиг.12А, второй держатель 1370 щетины может совершать такое же движение, что и держатель щетины 160 на фиг.2А, а первый держатель 1360 щетины совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси Х зубной щетки 1302, которая в общем или практически параллельна продольной оси (то есть оси X) зубной щетки 1302 и(или) головки.

На фиг.12В приведен вид спереди первого держателя 1360 щетины с изображением его сцепления с приводным валом 1316. Как показано на фиг.12В, держатель 1360 щетины содержит множество щетинок 1361, выходящих из основания 1362 и опирающихся на основание 1362. Кулачок 1363 содержит верхний обращенный наружу рычаг 1363а и нижний обращенный наружу рычаг 1363b. Рычаги 1363а и 1363b периодически входят в зацепление с приводным валом 1316, совершающим орбитальное движение. Конкретно в варианте осуществления, изображенном на фиг.12А и 12В, верхний рычаг 1363а представляет первую рабочую поверхность кулачка вдоль нижней стороны рычага 1363а, которая на мгновение вступает в контакт с приводным валом 1316, когда вал проходит или перемещается по траектории своего движения. Аналогично, нижний рычаг 1363b представляет вторую рабочую поверхность кулачка, обращенную вверх (и обращенную к нижней стороне верхнего рычага 1363а), которая на мгновение вступает в контакт с приводным валом 1316, когда вал проходит или движется по траектории своего движения. Кроме того, на фиг.12В показано, что рычаги 1363а и 1363b предпочтительно расположены под острым углом по отношению к продольной оси зубной щетки. Предпочтительный наклон соответствующих первой и второй рабочих поверхностей кулачка, представляемых рычагами 1363а и 1363b, в сочетании с вышеописанной прорезью 1365 и набором штырей приводит к тому, что держатель 1360 щетины совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси Х зубной щетки, когда приводной вал совершает орбитальное движение.

Следует иметь в виду, что ориентация и наклон рычагов 1363а и 1363b могут иметь противоположное направление и быть направлены внутрь. Кроме того, взаиморасположение держателей 1360 и 1370 щетины может быть изменено таким образом, что держатель 1370 щетины расположен у дальнего от ручки конца 1352 зубной щетки. При таком расположении кулачок 1363 держателя 1360 щетины находился бы в соответствующем месте на нижней стороне основания 1362, так что приводной вал 1316 может проходить мимо кулачка 1363 к другому держателю 1370 щетины. При таком расположении для зацепления кулачка 1363 может использоваться вторичный приводной компонент, отходящий от приводного вала 1316.

Следует иметь в виду, что во всех вариантах осуществления настоящего изобретения помимо движущихся щетинок могут иметься одна или более групп неподвижных щетинок и другие чистящие элементы. Во многих случаях может быть предпочтительным вариант, когда на головке зубной щетки имеется совокупность неподвижных щетинок. Например, неподвижные щетинки могут быть расположены в промежутке между держателями щетины или могут полностью окружать держатели щетины. Неподвижные щетинки могут также быть расположены на дальнем от ручки конце головки, и(или) на ближней к ручке части головки, и(или) по краям головки зубной щетки. Другие примеры неподвижных щетинок, которые могут быть использованы с настоящим изобретением, описаны в заявке на патент США 10/27440 и в патенте США 6371294.

Хотя варианты осуществления головки щетки по настоящему изобретению были для простоты приведены с пучками щетинок, расположенных практически перпендикулярно продольной оси головки, из которой они выходят, возможен вариант, когда неподвижные и(или) подвижные щетинки могут быть расположены иным образом, чтобы дополнить или дополнительно улучшить эффективность неподвижных щетинок или движение подвижных щетинок. Некоторые или все щетинки могут иметь направление, которое образует острый угол с верхней поверхностью держателя щетины, и могут быть направлены вперед или назад. В другом варианте осуществления некоторые щетинки могут идти в сторону от головки в еще одном направлении, вновь образуя острый угол по отношению к верхней поверхности держателя щетины. Примеры других подходящих вариантов расположения щетинок описаны в патентах США Des. 330286, Des. 434563, 6006394, 4081876, 5046213, 5335389, 5392483, 5446940, 4894880 и в международной публикации № WO 99/23910.

Зубные щетки по настоящему изобретению могут быть изготовлены из широкого набора полимеров. В нижеследующем перечислении предпочтительных полимерных материалов для использования в настоящем изобретении после полных названий приведены в скобках сокращенные наименования, которые широко используются специалистами в этой области техники. Полимер представляет собой предпочтительно полипропилен ("РР"), или его можно выбрать из группы, состоящей из других имеющихся в продаже материалов, таких как полистирол ("PS"), полиэтилен ("РЕ"), сополимер акрилонитрила и стирола ("SAN") и пропионат ацетатцеллюлозы ("CAP"). Эти материалы можно смешать с одним или несколькими дополнительными полимерами, в том числе с термоэластопластом ("ТРЕ"), термопластичным олефином ("ТРО"), мягким термопластичным полиолефином (например, с полибутиленом), или можно выбрать из других эластомерных материалов, таких как сополимер этилена и винилацетата ("EVA") и этиленпропиленовый каучук ("EPR"). Примерами подходящих для настоящего изобретения термопластичных эластомеров могут служить стирол-этилен-бутадиен-стирол ("SEBS"), стирол-бутадиен-стирол ("SBS") и стирол-изопрен-стирол ("SIS"). Примерами подходящих для настоящего изобретения термопластичных олефинов могут служить полибутилен ("РВ") и полиэтилен ("РЕ"). Для производства зубной щетки по настоящему изобретению могут использоваться методы, известные специалистам в этой области техники, например литье под давлением.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Эти варианты осуществления можно модифицировать и изменить, не выходя за объем настоящего изобретения. Например, в настоящем документе были описаны определенные комбинации держателей щетины. Следует иметь в виду, что порядок расположения держателей щетины можно изменить и что держатель щетины одного варианта осуществления может заменить держатель щетины другого. Например, держатель щетины 660 по фиг.7 можно заменить держателем щетины 160 по фиг.2А или держателем щетины 260 по фиг.3. Кроме того, хотя некоторые держатели щетины могут иметь прорезь, которая зацепляет штырь на головке зубной щетки для того, чтобы направлять движение держателя щетины, следует иметь в виду, что эти элементы могут иметь обратное расположение, так что штырь расположен на держателе щетины, а прорезь расположена на головке, а кроме того, можно использовать другие конструкции, известные из уровня техники, для направления движения какого-либо держателя щетины, описанного в настоящем документе. Предполагается, что все такие модификации и изменения относятся к настоящему изобретению в той степени, в какой они попадают в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Все документы, цитируемые в Подробном описании изобретения в соответствующей части, включены сюда посредством ссылки; цитирование какого-либо документа не подразумевает его признание предшествующим уровнем техники по отношению к настоящему изобретению.

Несмотря на то, что здесь изображены и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что можно сделать различные другие изменения и модификации, сохраняя сущность и не выходя за объем настоящего изобретения. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула охватывает все такие изменения и модификации, которые попадают в объем настоящего изобретения.

1. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку; электродвигатель; головку; первый держатель щетины, имеющий множество щетинок, и второй держатель щетины, имеющий множество щетинок, причем первый и второй держатели щетины расположены на головке; при этом упомянутый электродвигатель механически соединен с первым и вторым держателями щетины; причем упомянутые первый и второй держатели щетины имеют возможность совершения колебательного движения относительно продольной оси упомянутой головки; и при этом неподвижные щетинки расположены между упомянутыми первым и вторым носителями щетины.

2. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой упомянутый электродвигатель механически соединен с валом, причем работа упомянутого электродвигателя приводит вал в орбитальное движение.

3. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой дополнительные неподвижные щетинки расположены на наиболее удаленном конце упомянутой головки.

4. Электрическая зубная щетка по п.1, в которой упомянутый электродвигатель механически соединен с третьим держателем щетины.

5. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку с электродвигателем; головку; первый держатель щетины, имеющий множество щетинок, и второй держатель щетины, имеющий множество щетинок, причем первый и второй держатели щетины расположены на головке; при этом упомянутый электродвигатель механически соединен с первым и вторым держателями щетины; причем упомянутые первый и второй держатели щетины имеют возможность возвратно-поступательного движения в направлении, перпендикулярном к продольной оси упомянутой головки; и при этом неподвижные щетинки расположены между упомянутыми первым и вторым носителями щетины.

6. Электрическая зубная щетка по п.6, в которой упомянутый электродвигатель механически соединен с валом, причем работа упомянутого электродвигателя приводит вал в орбитальное движение.

7. Электрическая зубная щетка по п.6, в которой дополнительные неподвижные щетинки расположены на наиболее удаленном конце упомянутой головки.

8. Электрическая зубная щетка по п.6, в которой упомянутый электродвигатель механически соединен с третьим держателем щетины.

9. Электрическая зубная щетка, содержащая ручку с электродвигателем; головку; первый держатель щетины, имеющий множество щетинок, и второй держатель щетины, имеющий множество щетинок, причем первый и второй держатели щетины расположены на головке; при этом упомянутый электродвигатель механически соединен с первым и вторым держателями щетины; причем щетинки упомянутого первого и второго держателей щетины имеют возможность движения в направлении, в общем перпендикулярном продольной оси упомянутой головки; и при этом неподвижные щетинки расположены на наиболее удаленном конце упомянутой головки.

10. Электрическая зубная щетка по п.9, в которой упомянутый электродвигатель механически соединен с валом, причем работа упомянутого электродвигателя приводит вал в орбитальное движение.

11. Электрическая зубная щетка по п.9, в которой по меньшей мере один упомянутый держатель щетины имеет упругие щетинки и (или) упомянутые неподвижные щетинки содержат упругие щетинки.