Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБНЫХ ЩЕТОК С УНИВЕРСАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится в целом к изготовлению устройств для ухода за зубами, и более конкретно, к способам изготовления зубных щеток, имеющих универсальный сердечник и покрывающие формованные элементы.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства для ухода за полостью рта, особенно зубные щетки, используются многими людьми для ежедневного ухода. В таких устройствах обычно обеспечивается ручка для захватывания и манипулирования ею пользователем, как требуется. Однако многие ручки представляют собой просто прямые или анатомически выполненные стержни из относительно жесткого материала, которые не являются ни удобными, ни обеспечивающими легкое манипулирование. Кроме того, использование устройства для ухода за полостью рта может обычно происходить в условиях влажности, что может сделать ручку скользкой.

Для обеспечения улучшенного управления и большего комфорта для пользователя обеспечиваются зубные щетки с более мягкой эластомерной наплавкой на некоторых частях ручки зубной щетки, примеры раскрытий которых приведены в патентах США №№ 7458125; 7240390 и 7401377. Примеры мягких покрытий для ручки для других устройств для ухода за полостью рта раскрыты в патентах США №№ 5501597; 6361317 и 7226289.

Проблемы, связанные с ручкой из относительно жесткого материала, усугубляются, когда зубная щетка является электрической или обеспечивается энергией иным образом, из-за вибраций, вызванных движением головки зубной щетки при использовании, под действием электроэнергии. Управление такими зубными щетками становится более проблематичным, когда электрическая зубная щетка используется детьми, имеющими руки меньшего размера.

Соответственно, существует необходимость в устройстве для ухода за полостью рта, обеспечивающем улучшенное управление и больший комфорт при использовании устройства независимо от размера руки пользователя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один аспект предпочтительных вариантов осуществления включает в себя способ изготовления зубного устройства. Зубное устройство включает в себя стержень, имеющий пластиковый сердечник, и покрывающий формованный элемент. Способ включает в себя этапы, на которых формируют пластиковый сердечник в первой форме, извлекают пластиковый сердечник из первой формы, выбирают одну из множества вторых форм, при этом каждая из множества вторых форм имеет различную полость литейной формы, так что покрывающий формованный элемент, сформированный одной из множества вторых форм, и покрывающий формованный элемент, сформированный другой из множества вторых форм, имеют различные конфигурации, помещают пластиковый сердечник в выбранную одну из множества вторых форм, образуют покрывающий формованный элемент вокруг пластикового сердечника посредством впрыскивания материала в полость литейной формы выбранной одной из множества вторых форм и извлекают пластиковый сердечник и покрывающий формованный элемент из полости литейной формы.

Другой аспект предпочтительных вариантов осуществления включает в себя способ изготовления зубного устройства. Зубное устройство включает в себя стержень, имеющий пластиковый сердечник, и покрывающий формованный элемент. Способ включает в себя этапы, на которых обеспечивают первый пластиковый сердечник, сформированный первой формой, выбирают первую из множества вторых форм, при этом каждая из множества вторых форм имеет различную полость литейной формы, так что покрывающий формованный элемент, сформированный одной из множества вторых форм, и покрывающий формованный элемент, сформированный другой из множества вторых форм, имеют различные конфигурации, помещают первый пластиковый сердечник в первую из множества вторых форм, образуют первый покрывающий формованный элемент вокруг первого пластикового сердечника посредством впрыскивания материала в полость литейной формы первой из множества вторых форм и извлекают первый пластиковый сердечник и первый покрывающий формованный элемент из полости литейной формы. Способ также включает в себя этапы, на которых обеспечивают второй пластиковый сердечник, сформированный первой формой, выбирают вторую из множества вторых форм, помещают второй пластиковый сердечник во вторую из множества вторых форм, формируют второй покрывающий формованный элемент вокруг второго пластикового сердечника посредством впрыскивания материала в полость литейной формы второй из множества вторых форм и извлекают второй пластиковый сердечник и второй покрывающий формованный элемент из полости литейной формы.

Дополнительный аспект предпочтительных вариантов осуществления включает в себя набор зубных устройств. Набор включает в себя первое зубное устройство с первым пластиковым сердечником, сформированным первой формой, и первым покрывающим формованным элементом, сформированным первой из множества вторых форм, при этом каждая из множества вторых форм имеет различную полость литейной формы, так что покрывающий формованный элемент, сформированный одной из множества вторых форм, и покрывающий формованный элемент, сформированный другой из множества вторых форм, имеют различные конфигурации. Набор также включает в себя второе зубное устройство со вторым пластиковым сердечником, сформированным первой формой, и вторым покрывающим формованным элементом, сформированным второй из множества вторых форм. Первый покрывающий формованный элемент и второй покрывающий формованный элемент имеют различные конфигурации.

В некоторых вариантах осуществления способ также включает в себя этап, на котором химически смешивают впрыснутый материал с пластиковым сердечником и охлаждают покрывающий формованный элемент, при этом химически соединяемый материал и пластиковый сердечник образуют между собой химическую связь. В пределах этого примерного аспекта впрыснутый материал предпочтительно имеет температуру, при которой пластиковый сердечник размягчается для химического соединения сердечника с впрыснутым материалом. В дополнительном аспекте предпочтительных вариантов осуществления способ также включает в себя этап, на котором устанавливают электрические функциональные элементы в пластиковый сердечник, при этом электрические функциональные элементы включают в себя электрический функциональный блок и электрический блок питания, выполненный с возможностью соединения с источником питания для обеспечения энергией электрического функционального блока. В еще одном аспекте предпочтительных вариантов осуществления зубное устройство включает в себя головной элемент и сужение, расположенное между головным элементом и пластиковым сердечником, и способ может дополнительно включать в себя этап, на котором прикрепляют множество щетинок к головному элементу для образования чистящей головки. Впрыснутый материал может представлять собой, например, эластомер, хотя изобретение не ограничивается конкретным материалом.

Дополнительные области применения настоящего изобретения станут очевидны из приведенного ниже в настоящем документе подробного описания. Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более полно понятным из подробного описания и сопроводительных чертежей, на которых:

Фиг. 1 - вид сверху примерного варианта осуществления зубной щетки, выполненной согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения;

Фиг. 2 - второй вид сверху зубной щетки, представленной на фиг. 1;

Фиг. 3 - вид в боковом разрезе, выполненном по линии III-III фиг. 2;

Фиг. 4 - вид сверху другого примерного варианта осуществления зубной щетки, выполненной в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления;

Фиг. 5 - второй вид сверху зубной щетки, представленной на фиг. 4; и

Фиг. 6 - вид в боковом разрезе, выполненном по линии VI- VI фиг. 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Нижеследующее описание предпочтительного варианта(ов) осуществления является по сути просто примером и никоим образом не ограничивает изобретение, его применение или использование.

Если не указано иное, все числа, количества и геометрические элементы, представленные в настоящем документе и в других местах в описании, следует понимать включающими в себя существенные приближения представленного термина. Например, термин "плоский" следует понимать как включающий в себя в целом или приблизительно плоские конфигурации.

Чертежи иллюстрируют устройство для ухода за полостью рта или зубное устройство в виде зубной щетки, имеющей усовершенствованную ручку и головку со щетинками или другими зацепляющими зубы элементами. Хотя ссылки отнесены к зубной щетке, имеющей усовершенствованную ручку, такая же ручка может использоваться в других устройствах для ухода за полостью рта, например зубочистках для межзубных промежутков, инструментах для очистки межзубных промежутков, скребках для бляшки, очистителях/массажерах для языка и мягких тканей и тому подобном. Следует также понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления и что могут быть выполнены конструкционные и функциональные модификации без отступления от объема настоящего изобретения.

Хотя изобретение не ограничено конкретным вариантом осуществления, примерные аспекты изобретения включают в себя зубную щетку, имеющую ручку с жестким пластиковым сердечником, который химически соединяется с покрывающим формованным элементом из термопластического эластомера во время процесса "формования поверх", при этом покрывающий формованный элемент образует область для захватывания рукой пользователя во время использования зубной щетки. Получающийся в результате покрывающий формованный захват может иметь различные внешние формы для различных типов пользователей (например, взрослых, детей, мальчиков, девочек, мужчин, женщин), при этом различные формы приспособлены для соответствия анатомии руки целевого пользователя. Например, мальчики и девочки могут предпочитать различные конструкции покрывающего формованного элемента, и точно также мужчины и женщины или взрослые и дети могут предпочитать различные конструкции покрывающего формованного элемента, специально выполненного для соответствующих размеров, силы и давления, прилагаемых руками соответствующих пользователей.

Предпочтительные варианты осуществления улучшают управление и удобство зубной щетки для пользователя посредством обеспечения вокруг ручки зубной щетки удобного эластомерного покрытия, имеющего размер и форму, подходящие для руки пользователя. Дополнительное преимущество обеспечивается, когда зубная щетка представляет собой электрическую зубную щетку. Хорошо известно, что электрические/акустические зубные щетки вибрируют во время использования. Эта вибрация может вызывать дискомфорт у пользователя, особенно когда пользователь держит жесткую ручку вибрирующей зубной щетки. За счет обеспечения удобного эластомерного захвата вокруг ручки зубной щетки, а не только выбранных ее участков, эластомерный покрывающий формованный элемент предпочтительных вариантов осуществления обеспечивает удобный и надежный захват зубной щетки, при этом уменьшается вибрация у пользователя, поскольку вибрация поглощается эластомерным покрытием. Соответственно, дополнительная выгода изобретения заключается в снижении вреда, причиняемого кисти, запястью и предплечью пользователя, благодаря поглощению вибраций эластомерным покрывающим формованным элементом и возникающем в результате уменьшении вибраций суставов пользователя.

На фиг. 1-3 проиллюстрирован примерный вариант осуществления зубной щетки 10, выполненной по изобретению. Зубная щетка 10 включает в себя сердечник 12 ручки, головку 14 и суженную область 18, соединяющую их. Сердечник 12 ручки, суженная область 18 и головка 14 могут быть образованы единым целым или, альтернативно, образованы отдельно и прикреплены вдоль суженной области 18, расположенной между головкой и сердечником ручки и соединяющей два эти элемента в один блок. Головка 14 имеет основной участок 20, имеющий поверхность или сторону 22 для установки щетинок, к которой может прикрепляться множество щетинок 16, предпочтительно посредством вставки в отверстия 24 (фиг. 3), распределенных в основном участке 20 по стороне 22.

Сердечник 12 ручки представляет собой в целом цилиндрический или трубчатый жесткий пластиковый стержень, продолжающийся от корпусной части 46 суженной области 18 к нижней части 26 зубной щетки 10 на ее дистальном конце. Без ограничения конкретным вариантом осуществления зубная щетка 10 представляет собой электрическую или акустическую зубную щетку, имеющую нижний концевой колпачок 28, прикрепленный к сердечнику 12 ручки, предпочтительно посредством фрикционной посадки. Концевой колпачок 28 выполнен с возможностью снятия с сердечника ручки в области ее нижней части 26 для обеспечения доступа к цилиндрическому каналу для источника питания (например, батареи). Концевой колпачок 28 предпочтительно имеет плоскую границу (например, ободок, стенку, сторону, поверхность) 30, позволяющую зубной щетке 10 стоять вертикально при установке на плоской горизонтальной поверхности.

На фиг. 3 представлено, что сердечник 12 ручки имеет трубчатый вид и вмещает электрические функциональные элементы 32, которые установлены в удлиненном стержне сердечника 12 ручки и суженной области 18. Подразумевается, что сердечник 12 ручки не ограничивается цилиндрической или трубчатой формой. Например, сердечник 12 ручки может иметь другие подходящие формы, например множество подходящих многоугольников. Электрические функциональные элементы 32 включают в себя электрический функциональный блок 34 (например, вибрирующий элемент, включающий в себя электрический двигатель 36, соединенный с эксцентриковым элементом 38) и электрический блок 40 питания проводящих линий 42, выполненных с возможностью соединения электрического двигателя 36 и источника 44 питания (например, батареи, аккумулятора, соединителя с электрической розеткой). В некоторых вариантах осуществления электрические функциональные элементы 32 могут включать в себя один или более пьезоэлектрических элементов. В некоторых вариантах осуществления электрические функциональные элементы 32 могут включать в себя, если необходимо, большее или меньшее количество компонентов. В представленном варианте осуществления переключатель 52 на передней стороне 54 зубной щетки 10 выполнен с возможностью функционального соединения с электрическим функциональным блоком 34 для соединения или прерывания питания от источника 44 питания к электрическому функциональному блоку 34, в зависимости от положения переключателя 52, к контакту или от контакта с электрическим блоком 40 питания.

Сердечник 12 ручки представляет собой жесткий пластиковый стержень, содержащий жесткий полимерный материал. Жесткий полимерный материал придает прочность и надежность участкам зубной щетки 10 или зубному инструменту, который подвергается нагрузкам и воздействию сил, возникающих при захватывании зубной щетки 10 и использовании зубной щетки 10 в соответствии с ее стоматологическим назначением. Прочность и надежность не допускают поломки или деформации этих участков зубной щетки 10 при нагрузке.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления жесткий полимерный материал может включать в себя любой жесткий термопластический материал. Подходящие жесткие термопластики включают в себя поликарбонаты, акрилонитрилбутадиенстирол, полиамиды, ацетали, полисульфоны и полипропилен. Жесткий полимерный материал может также включать в себя жесткий химически- или термоотверждаемый полимерный материал. Кроме того, обеспечение жесткости, прочности и долговечности химически- или термоотверждаемого полимерного материала также обеспечивает преимущества, связанные с возможностью автоклавирования.

Примеры жестких химически- или термоотверждаемых полимеров включают в себя эпоксидные смолы, фенольные смолы, акрилаты, уретаны и полиэфиры.

Как можно видеть на фиг. 1-3, зубная щетка 10 включает в себя покрывающий формованный захват 50 из термопластического эластомера (TPE), окружающий сердечник 12 ручки, за который, как предполагается, рука человека во время использования держит зубную щетку 10. Без ограничения конкретной конструкцией, покрывающий формованный захват 50 предпочтительно установлен на жесткий пластиковый сердечник 12 ручки посредством помещения сердечника 12 ручки в подходящую форму, которая изолирует зубную щетку 10 на корпусной части 46 и в нижней части 26 стержня. Затем подходящий TPE-материал впрыскивается в подходящую по форме полость литейной формы, как понятно специалисту в данной области техники.

Покрывающий формованный захват 50 из термопластического эластомера химически соединяется с жестким пластиковым сердечником 12 ручки во время процесса "формования поверх", при котором вокруг сердечника 12 ручки образуется покрывающий формованный захват 50. Эластомерный покрывающий формованный захват 50 и сердечник 12 ручки химически соединяются во время процесса "формования поверх" с образованием эластомерного покрывающего формованного захвата 50 посредством впрыскивания эластомера, который достаточно горяч, чтобы химически смешаться с материалом сердечника 12 ручки. В частности, эластомер впрыскивается при температуре, достаточно высокой, чтобы вызвать размягчение или расплавление наружной стенки 48 пластикового сердечника 12 ручки, достаточное для химического смешивания наружной стенки с горячим эластомерным материалом, впрыскиваемым для образования покрывающего формованного элемента. При остывании эластомера химическая смесь сохраняется, создавая химическую связь для удержания вместе жесткого пластикового сердечника 12 ручки и покрывающего формованного захвата 50 из термопластического эластомера.

Покрывающий формованный захват 50 предпочтительно имеет форму, удобную для захватывания пользователем зубной щетки 10. Следует понимать, что изобретение не ограничивается формой покрывающих формованных захватов 50 и 60 (фиг. 4-6), но что покрывающий формованный захват 50, 60 может иметь любую форму, обеспечивающую целевому пользователю удобное захватывание для использования при зубной процедуре. По существу, покрывающий формованный захват 50, 60 может быть образован традиционными средствами для получения формы, приближенной к общему размеру и форме руки пользователя, независимо от возраста или пола пользователя. Кроме того, покрывающий формованный захват 50, 60 может включать в себя различные конфигурации, например различные цвета, узоры, варианты оформления, изобразительные мотивы и т.д. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления полость литейной формы, с помощью которой формуется покрывающий формованный захват 50, 60, может регулироваться для изготовления покрывающего формованного захвата 50, 60 различных форм, размеров, цветов, узоров, вариантов оформления, изобразительных мотивов и т.д.

На фиг. 4-6 изображен второй пример предпочтительных вариантов осуществления, при этом зубная щетка 100 по существу подобна зубной щетке 10, рассмотренной выше. В частности, зубная щетка 100, представленная на фиг. 4-6, идентична зубной щетке 10, представленной на фиг. 1-3, за исключением внешней формы покрывающего формованного захвата 60. Покрывающий формованный захват 60 установлен на жесткий пластиковый сердечник 12 ручки и химически соединен с сердечником 12 ручки, как рассмотрено выше в отношении покрывающего формованного захвата 50. То есть сердечник 12 ручки предпочтительно помещен в подходящую форму, которая изолирует зубную щетку 100 у корпусной части 46 и нижней части 26 стержня сердечника 12 ручки. Однако подходящая форма выполнена иным образом для образования покрывающего формованного захвата 60, отличающегося от покрывающего формованного захвата 50. Другими словами, полость литейной формы, образующей покрывающий формованный захват 60, имеет отличающиеся от полости литейной формы, образующей покрывающий формованный захват 50, форму, размер, цвет, узор, варианты оформления и/или изобразительный мотив. Независимо от конфигурации полости литейной формы эластомер впрыскивается при температуре, достаточно высокой для того, чтобы вызвать размягчение или расплавление наружной стенки 48 пластикового сердечника 12 ручки, достаточное для химического соединения наружной стенки и горячего эластомерного материала впрыснутого покрывающего формованного элемента. Покрывающий формованный захват 60 имеет альтернативную форму для удобного захватывания пользователем, имеющим пол и возраст, отличающиеся от таковых у людей или группы людей, для которых предназначена первая примерная зубная щетка.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления и зубная щетка 10, и зубная щетка 100 предпочтительно изготовлены одним и тем же способом. Например, пластиковый сердечник 12 ручки формуется в первой форме в виде стержня, который извлекается из первой формы после формовки. Вторая форма, использованная для изготовления одной из покрывающих формованных захватов 50 или 60, выбрана из множества вторых форм, при этом каждая из множества вторых форм имеет отличную от других полость литейной формы, так что покрывающий формованный элемент (например, покрывающий формованный захват 50), образованный одной из множества вторых форм, и покрывающий формованный элемент (например, покрывающий формованный захват 60), образованный другой из множества вторых форм, имеют различные конфигурации. Пластиковый сердечник 12 ручки помещается в выбранную одну из множества вторых форм. Затем покрывающий формованный элемент (например, покрывающий формованный захват 50 или покрывающий формованный захват 60) образуется вокруг пластикового сердечника 12 ручки посредством впрыскивания материала в выбранную полость литейной формы, и пластиковый сердечник 12 ручки и соответствующий покрывающий формованный захват (например, покрывающий формованный захват 50, покрывающий формованный захват 60) извлекаются из выбранной полости литейной формы.

В некоторых вариантах осуществления может обеспечиваться набор, включающий в себя первое зубное устройство, имеющее первый пластиковый сердечник 12 и покрывающий формованный захват 50, и второе зубное устройство, имеющее второй пластиковый сердечник 12 и покрывающий формованный захват 60. В таком наборе, хотя пластиковый сердечник 12 у зубных устройств может быть одинаковым, покрывающие формованные захваты 50, 60 могут иметь различные конфигурации.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления покрывающий формованный захват 50, 60 содержит термопластичный эластомерный (TPE) материал. Эластомерный материал обеспечивает увеличенный комфорт и обеспечивает хорошую захватываемость ручки зубной щетки/зубного инструмента, который захватывается пользователем при ручной чистке зубов. Альтернативно, эластомерный материал может включать в себя эластомерный химически- или термоотверждаемый полимерный материал для дополнительного преимущества, обеспечиваемого возможностью автоклавирования. Примеры термопластических эластомеров включают в себя этиленпропиленовую резину, полиолефиновые эластомеры и синтетический каучук. Примеры подходящих эластомерных полимеров химического отверждения или термоотверждаемых включают в себя силиконовый каучук, натуральный каучук, синтетический каучук и уретаны с низкой твердостью. Для обеспечения оптимального комфорта, а также лучшей управляемости эластомерный материал поверхности покрывающего формованного захвата предпочтительно имеют измеренную дюрометром твердость, находящуюся в диапазоне A11-A50 твердости по Шору, хотя могут использоваться материалы, твердость которых лежит за пределами этого диапазона. Более предпочтительным является диапазон измеренной дюрометром твердости, составляющий A25-A40 твердости по Шору.

Хотя изобретение было описано подробно и со ссылками на конкретные примеры, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации без отступления от его смысла и объема. Например, концевой колпачок 28 предпочтительно прикрепляется к сердечнику ручки 12 посредством резьбового защелкивающегося соединения или другого фрикционного зацепления, но может альтернативно прикрепляться посредством нефрикционных средств, например адгезива или магнитов, в пределах объема изобретения. Без дополнительного уточнения вышеприведенное настолько полно иллюстрирует изобретение, что другие лица могут посредством использования имеющегося в настоящее время или будущего знания легко приспособить изобретение для использования в различных условиях для обслуживания.

При использовании по всему документу диапазоны используются как сокращенные обозначения для описания любого и каждого значения, находящегося внутри диапазона. Любое значение внутри диапазона может быть выбрано в качестве конца диапазона. Кроме того, все цитируемые документы, приведенные в настоящем документе, таким образом полностью включены в него посредством ссылки. В случае конфликта между определением, приведенным в настоящем раскрытии, и определением, приведенным в цитируемом источнике, преимущество имеет настоящее раскрытие.