CZ20004539A3 - Světelně interaktivní zubní kartáček - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zubního kartáčku se světelně interaktivními znaky, přičemž zubní kartáček obsahuje zdroj světla a světelné dráhy, které vytvářejí více světelných bodů, umístěných se vzájemnými odstupy na povrchových částech rukojeti nebo na hlavě nebo na obou částech zubního kartáčku.

Dosavadní stav techniky

Známé konstrukce osvětlených zubních kartáčků zahrnují obvodové zapojení v rozšířené rukojetové části pro napájení malých žárovek, uložených ve stěně rukojeti pro vytváření více světelných bodů na povrchu zubního kartáčku. To je patrné v patentovém spisu US 5 339 479 (Lyman) a US 4 845 796 (Mosley). Účelem takové konstrukce je alespoň primárně motivovat děti čistit si zuby, jelikož se předpokládá, že svítivé koncové body nebo jednotlivé svítivé plochy přidávají do čisticího procesu prvek zájmu a novosti. I když jsou tyto kartáčky pravděpodobně úspěšné při realizaci tohoto motivačního účelu, jsou tyto známé zubní kartáčky poněkud objemné a těžkopádné a nepodobné běžným tvarovým uspořádáním, takže mohou případně spotřebitele odrazovat od toho, aby si je koupili.

Běžné zubní kartáčky mohou být vyráběny některým z běžně dostupných postupů. Samotné těleso může být tvářeno vstřikováním v jednom nebo vícekrokovém postupu. I když některé ze štětin mohou být připojeny k hlavě zubního kartáčku svorkami, jak je obvyklé, musí být zpravidla štětinové tyčinky, štětinová seskupení, obloukové útvary ve funkci ště2tin nebo jiné hustě uspořádané štětinové útvary a podobné útvary ve funkci štětin připojeny při použití nové bezsvorkové technologie, jako tavení nebo vstřikování. V současné době je dávána přednost vstřikování. Je vhodná také tavící technologie, jíž se těleso kartáčku předtvaruje a potom změkčuje a štětinové trysky se taví a tavně připojují ke změkčenému tělesu kartáčku.

Vstřikování se provádí běžnou technologií, jaká je popsána v následujících zveřejněných patentových spisech, na každý z nichž se zde výslovně odvoláváme pro podrobnosti jako součást tohoto popisu, a to US 4 430 039 z 07 02 1984, US 4 580 845 z 08 04 1986, US 5 143 425 z 01 09 1992 a US 5 390 984 Z 21 02 1995.

Další použitelné postupy připojování štětin k tělesu, jako tepelné tvarování, tavení, přivařování apod., jsou uváděny v následujících patentech, na které se zde výslovně odvoláváme pro podrobnostech jako součást popisu, a to US 4 109 965 Z 29 08 1978, US 4 619 485 Z 28 10 1986, US 4 637 660 z 20 01 1987, US 4 646 381 z 03 03 1987, US 4 892 698 z 09 01 1990, US 5 045 267 z 03 09 1991, US 4 988 146 z 29 01 1991 a US 5 224 763 z 06 07 1993.

Bezsvorkové připojování má za následek, že v tělese kartáčku nejsou žádné díry, kde by se mohla shromažďovat voda a kde by mohly vyrůstat bakterie a zárodky. Nejvýhodnější je, jestliže se štětiny přivádějí do vstřikovací formy, a těleso kartáčku se tváří vstřikováním okolo štětin pro těsné obemknutí. Přes těleso mohou být natvarovány vstřikováním pryžové úchopy. Jiné varianty zahrnují verzi s kompak• · • ··· tni hlavou, v níž je hlava podstatně zkrácena a není větší než 2,25 cm. Také je možné uvažovat variantu s plnou hlavou přibližně 2,5 až 3,5 cm. Je také možné uvažovat použití štětin proměnlivé délky, materiálu, tuhosti a tlouštky.

Podstata vynálezu

Vynález navrhuje světelně interaktivní zubní kartáček, který má v podstatě obvyklý tvar. Rukojeť je opatřen uvnitř malým světelným zdrojem, jako je elektroluminiscenční dioda (svítivá dioda) LED na zesíleném úchopovém konci rukojeti. V jednom provedení je zubní kartáček vytvarován s vnitřním tělesem z průhledného nebo průsvitného materiálu a s neprůhlednou vnější vrstvou, vytvořenou s jednotlivými vybráními na jejím povrchu, vytvořenými se vzájemnými odstupy. Otvory odkrývají povrchy vnitřního plastového tělesa, ležícího pod vnější vrstvou, které mohou být zdrsněné pro vyzařování tlumeného difuzního světla uvedenými vybráními.

Světlo od elektroluminiscenční diody LED prochází po délce rukojeti a je odráženo dovnitř, takže odražené paprsky, narážející na zdrsněná vybrání, odkrytá neprůhlednou vnější vrstvou, mohou vyzařovat světlo v různých bodech na rukojeti a v případě potřeby také na hlavě. Toto provedení také může zahrnovat vysoce odrazivý povlak, nanesený na plastové vnitřní těleso a pod neprůhledným vnějším povlakem, takže zubní kartáček je konstruován ze tří vrstev, a to nejvíce vnější neprůhledné vnější povlakové vrstvy, střední vrstvy propustné pro světlo a vnitřní vysoce odrazivé povlakové vrstvy. Aby se zajistilo, že většina světla je odrážena dolů po délce rukojeti a není z podstatné míry pohlcována neprůhlednou vnější vrstvou, kryje vysoce odrazivá povlaková

-4vrstva celou střední světelně propustnou vrstvu, kromě těch míst, která jsou použita pro světelné body nebo vybrání pro dosažené požadovaného vyzařování světla ze subního kartáčku. Alternativně mohou být na oblastech rukojeti lokálně vytvořeny odrazivé skvrny, umístěné tak, že shromažďují a směrují světlo směrem k vybráním v povrchu rukojeti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l pohled shora na zubní kartáček podle prvního provedení vynálezu, částečně přerušený, obr.2 bokorysný detail zubního kartáčku z obr.l, obr.3 částečně řez rovinou 3-3 z obr.l, obr.4 pohled obdobný jako na obr.l v druhém provedení, obr.5 částečně schematický řez rovinou 5-5 z obr.4, obr.6 řez vrstvenou strukturou prvního provedení zubního kartáčku a obr.7 schematický pohled na jednotku, obsahující baterii, spínač a diodu LED, zatvarované do zubního kartáčku.

Příklady provedení vynálezu

Zubní kartáček 10 podle prvního provedení, znázorněného na obr.l, obsahuje hlavu 12 a rukojet 14. Na konci rukojeti 14, která je uchopována uživatelem, která má v typickém případě větší tlouštku než další části rukojeti, je uložen zdroj 40 světla, jako elektroluminiscenční dioda LED, s výhodou zatvarovaná do rukojeti se zdrojem energie, jako baterií, a spínačem pro zapínání a vypínání světla, jak bude popsáno níže.

Jak je lépe patrné z obr.2 a 3, je rukojet opatřena

-5• · · 0 0 0 0 ···· • · 000 · · · 9 0 0 • · 9 9 9 9 0 · ·· 0 ·

0000 0·0 0 0 0

00 00 0000 00 000 vnějším krytem z neprůhledného materiálu, jako tvrdé pryže nebo pryžovaného plastového povlaku .16, přičemž vnitřní těleso 18 rukojeti je tvořeno průhledným nebo průsvitným plastem. Světlo ze světelného zdroje se odráží po délce vnitřního tělesa 18 vnitřním odrazem. Povlak 16 je opatřen více otvory 20, z nichž každý odkrývá povrch vnitřního tělesa z plastu, propustného pro světlo, přes povlak 16. Odkryté plošky 22 plastového vnitřního tělesa jsou s výhodou zdrsněny tak, že povrch rukojeti vyzařuje tlumené difuzní světlo v požadovaných svítících bodech.

Ve výhodném provedení může být na povrchu vnitřního plastového tělesa 18 pod neprůhledným vnějším povlakem 16 uložena vysoce odrazivá vrstva 26, jako hliníková folie nebo metalizovaný povlak, kromě oblasti otvorů 20.. Odrazivý povlak slouží pro odrážení v podstatě veškerého světla z elektroluminiscenční diody LED 40 po délce rukojeti, takže podstatná část není ztracena absorpcí do neprůhledné vnější vrstvy. Alternativně může být neprůhledný vnější povlak 16 vytvořen s odrazivým vnitřním povrchem 26, majícím v sobě rozptýlené jemné odrazivé částečky.

Světlo od elektroluminiscenční diody LED 40 se přenáší vnitřním tělesem 18, propustným pro světlo, a odráží se vnitřním odrazen od odrazivé vrstvy 26, jak je uvedeno šipkami na obr.2. Otvory 20, které nejsou ani povlečeny odrazivou vrstvou 26., ani kryty neprůhledným povlakem 16, jakož i nekrytá kartáčková oblast hlavy 12, vyzařují světlo z vnitřního tělesa, jak je vyznačeno šipkami 31. Hlava 12 je opatřena štětinovými trsy 30. Obr. 2 znázorňuje, že část odráženého světla, pocházejícího ze zdroje 40, odráženého po·♦ ·♦ «4 ·· ·« * · · · · · · «·· • · ··* · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 99 9 99 9

-6dél vnitřního tělesa zubního kartáčku, vstupuje do hlavy 12 a vystupuje základnou průsvitných nebo průhledných trsů 30.

Obr.4 a 5 znázorňují druhé provedení vynálezu, funkčně podobné prvnímu provedení, přičemž však místo toho, aby bylo založeno na odraženém nebo rozptýleném světle uvnitř vnitřního tělesa, které prochází odkrytými otvory v rukojeti, má do neprůhledného plastového materiálu, tvořícího rukojeť, zatvarováno více optických vláken 44, která mohou být označována za světelné trubice. Tato vlákna mohou být vytvořena ze stejného transparentního nebo průsvitného plastu, použitého pro vytváření světelně propustného vnitřního tělesa z obr.l až 3. Příslušné vstupní konce těchto vláken jsou, jak je uvedeno na obr.4, uloženy vedle zdroje 40 světla, a výstupní konce 46 končí v úrovni zvolených oblastí povrchu rukojeti. V typickém případě jsou výstupní konce 46 optických vláken zdrsněny pro napomáhání rozptylu vystupujícího světla. V tomto provedení vynálezu může být zubní kartáček vytvořen z neprůhledného materiálu, jako je elastomer nebo pryž nebo neprůhledný plast. Tento materiál může být tvarován okolo optických vláken známým natvarovávacím postupem.

Na obr.6 je znázorněna vrstvená struktura přednostního provedení. Vnitřní těleso 18 je vytvořeno tvářením světelně propustného plastu. Odrazivá vrstva 26 je vytvořena jako povlak, uložený na povrchu vnitřního tělesa, nebo jako odrazivý vnější povlak 16, ležící pod povrchem. Odrazivá vrstva mohou být vytvořena jako kovová foliová vrstva, nebo jako metalizovaná vrstva, nebo jako vrstva mající odrazivé částice vsazené do substrátu, vytvořeného známými vytlačovacími postupy. Vnější povlak 16 a odrazivá vrstva 26 mohou • · ·· ** *♦ ·· • 9 9 ·· · 9 _ * ·· 9 9 9 · « «· « — 7— · · · · 9 9 9 9 9 ' 99 99 99 9999 99 být tvořeny natvarováváním plochy vnitřního tělesa okolo odporového materiálu, uloženého na plochy, kde se mají vytvářet vybrání (okénka) nebo otvory 20. Po té, co se odnímá odporový materiál, je povrch 22 vnitřního tělesa odkryt otvorem 20, a může být zdrsněn mechanickými nebo chemickými činidly pro vyzařování difuzního světla.

Pro výše uvedená provedení může být s elektroluminiscenční diodou LED vsazen bateriový zdroj energie a spínací jednotka. Jak ukazuje schematický obr.7, je uvnitř vnitřního tělesa 18 na úchopovém konci rukojeti zubního kartáčku vetvarována jednotka 50. Kromě svítivé diody 40, uložené na jejím konci obráceném směrem dopředu obsahuje jednotka 50 baterii 51, izolační pouzdro 52, ohebnou horní membránu 53, a ohebnou kontaktovou elektrodou 54 a pevnou elektrodu 55. baterie je uložena v pevné poloze v pouzdře 52 s jedním koncem ve vodivém kontaktu s pevnou elektrodou 55, která je spojena s jednou svorkou elektroluminiscenční diody 40. Ohebná kontaktová elektroda 54 je uložena v odstupu nad druhou svorkou baterie a je připojena ke druhé svorce elektroluminiscenční diody 40.

Materiál pro rukojeť zubní kartáčku je natvarován s nízkou tloušťkou přes plochu ohebné horní membrány 53 jednotky 50, takže je vytvářena vystupující tlačná úchopová oblast 14a. Když je na úchopovou oblast 14a vyvíjena tlačná síla G prsty uživatele uchopujícího rukojeť zubního kartáčku, bude se povrchová blanka rukojeti zubního kartáčku, natvarovaná přes úchopovou oblast 14a rukojeti, a membrána 53 pružně deformovat směrem dolů pro tlačení kontaktové elektrody 54 do elektrického kontaktu se svorkou baterie 51, čímž se umožňuje, aby byla přiváděna k rozsvěcování elektroluminiscenční (svítivé) diody 40 energie. Když si uživatel čistí zuby kartáčkem, budou světelné body, vytvářené na vnějším povrchu zubního kartáčku, a plocha kartáčku vysílat tlumené světlo pro poskytování zpětné vazby uživateli, aby si čistil zuby dlouho a často.

Standardní mikrobaterie, která může být použita, může zajišťovat dostatečné elektrické napájení pro osvětlování zubního kartáčku během čištění po dobu šesti až dvanácti měsíců, což je přibližně normální životnost zubního kartáčku. Má-li se však vytvořit zubní kartáček, který umožňuje výměnu baterie, může být na rukojeti zubního kartáčku vytvořena přístupová západka, například na spodní straně tlačné úchopové oblasti 14a.

Místo kontinuálního osvětlení může být světelně interaktivní zubní kartáček konstruován tak, aby byl pohybově aktivovaný, t.j. pro vyzařování světla pouze když je během čištění zubní kartáček v pohybu. Jeden příklad světelného zařízení, aktivovaného pohybem, které může být zabudováno do zubního kartáčku, je znázorněn v patentovém spisu US č.5 595 437 (Rapisarda) z 21 01 1997, na který se zde odvoláváme pro další podrobnosti jako součást tohoto popisu. Zařízení má pružinu, která je přerušovaně pohybovaná pohybem kartáčku v dotyku se svorkou baterie pro napájení světla.

I když v předchozím popisu byla popsána výhodná provedení, rozumí se, že jsou možné jeho různé odchylky a obměny v rámci a duchu vynálezu, jak je popsáno v následujících patentových nárocích.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Světelně interaktivní zubní kartáček (10), obsahuj ící těleso vytvořené z rukojeti (14), mající podélnou osu, a z hlavy (12) na jeho jednom konci, přičemž hlava (12) obsahuje plochu, z níž vystupuje více štětinových trsů (30), přičemž těleso je duté a obsahuje prostředek pro vytváření světla, přičemž je konstruováno ze tří vrstev, a to nejvíce vnější vrstvy (16), střední vrstvy (18) a vnitřní vrstvy (26) , přičemž nejvíce vnější vrstva (16) je z neprůhledného materiálu, který obsahuje více otvorů (20), odkrývajících vnější povrch střední vrstvy (18), vytvarované z plastu propustného pro světlo, přičemž vnitřní vrstva (26) je z vysoce odrazivého materiálu, uloženého přes vnitřní povrch střední vrstvy (18), kromě oblastí světelných bodů (22), umístěných tak, že odpovídají uvedeným více otvorům (20) v nejvíce vnější vrstvě neprůhledného materiálu (16), takže oblasti světelných bodů (22) a otvory (20) umožňují, že světlo vytvářené v tělese, na které se přenáší přes světelně propustnou střední vrstvu (18), vyzařuje ze zubního kartáčku (10).
2. 2. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že světelně propustná střední vrstva (18) je v místech odkrytých otvory (20) v neprůhledné krajní vnější vrstvě (16) zdrsněná, takže světlo, které je skrz ni vyzařované, je tlumené difuzní světlo.
3. 3. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že • · ··

   -10uvedený vysoce odrazivý povlak je kovová folie nebo metalizovaný povlak.
4. 4. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že prostředek pro vytváření světla obsahuje světelný zdroj LED (40), bateriový napájecí zdroj (51) a spínací prostředek.
5. 5. Zubní kartáček podle nároku 4, vyznačený tím, že spínací prostředek je tvořený kontaktovou elektrodou (54) v rukojeti (14) zubního kartáčku, přičemž tento kontakt uzavírá a rozpojuje elektrický obvod pro uvádění zdroje světla LED (40) v činnost, když uživatel uchopuje rukojeť zubního kartáčku.
6. 6. Zubní kartáček podle nároku 5, vyznačený tím, že kontaktová elektroda (54) je tvořena kontaktovou elektrodou (54) v rukojeti (14) zubního kartáčku, která je tlačená do kontaktu se svorkou baterie (51), když uživatel uchopuje rukojeť (14) zubního kartáčku, takže do zdroje světla (40) je přiváděna energie, která působí, že z otvorů (20) je vyzařováno světlo.
7. 7. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že na alespoň některých povrchových plochách vnitřní vrstvy (26) je uložen vysoce odrazivý materiál pro shromažďování a směrování světla přímo od zdroje (40) a vnitřně odráženého světla k vyzařovacím plochám světla pro světelné body (22) a odpovídající otvory (20), pro zvyšování světla vyzařovaného ze zubního kartáčku (10).
8. 8. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že
9. 9 9 9 9 9 9 9 · · · · ···*· 9 9 · 99 9

   9 99 999 9 9 99 9 9

   9999 999 99 9

   99 99 99 9999 99 999 krajní vnější vrstva (16) je vytvářena z tvrdé pryže nebo pryžovaného plastového povlaku.