ES2215232T3

ES2215232T3 - Cerda ondulada de cepillo de dientes.

Info

Publication number: ES2215232T3
Application number: ES97932420T
Authority: ES
Inventors: Thomas Craig Masterman; Georges Driesen; Peter Hilfinger; Jeffrey Meessmann; Jean Spencer; Armin Schwarz-Hartmann
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2004-10-01
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: EP0923327A1; WO1998000049A1; JP2002513297A; US6058541A; DE69728774D1; EP0923327B1; AU3588297A; ATE264634T1; DE69728774T2; AU715137B2

Abstract

CEPILLO BUCAL MEJORADO QUE INCLUYE CERDAS RIZADAS. EL CEPILLO DENTAL INCLUYE UN CUERPO Y, PROLONGANDOSE DE ESTE, UNA SERIE DE CERDAS RIZADAS. UNO DE ESTOS CEPILLOS DENTALES ES UN CEPILLO ELECTRICO, CON UNA CABEZA PARA LAS CERDAS QUE TIENE UNA DISPOSICION PREFERIDA DE GRUPOS DE CERDAS RIZADAS Y RECTAS, QUE SON FLEXIONADAS MEDIANTE MOVIMIENTOS CICLICOS DE LA CABEZA DEL CEPILLO APROXIMANDOLO Y ALEJANDOLO DE LOS DIENTES.

Description

Cerda ondulada de cepillo de dientes.

La invención se refiere a cepillos de dientes y cerdas para usar en cepillos de dientes.

La mayor parte de las personas sufren de caries y/o gingivitis causadas por placa en la boca. Como resultado, la reducción de la cantidad de placa en la boca ha sido durante largo tiempo el objetivo de las personas que trabajan en el campo del cuidado de la salud. Una forma común de reducir al mínimo la placa es cepillar regularmente los dientes.

Están disponibles los cepillos de dientes que tienen cerdas con diversos grados de rigidez, comúnmente designados "suave", "mediano" y "duro". Según las normas de la industria, tales cepillos de dientes tienen una rigidez, según se mide por ISO 8627 (1987), de menos de 7 centinewtons por milímetro cuadrado (cN/mm^{2}, suave), 6 a 9 cN/mm^{2} (mediano) y mayor que 8 cN/mm^{2} (duro). Los cepillos suaves son cómodos de usar, y reducen al mínimo el trauma e irritación de las encías. Típicamente sin embargo, se proporciona una mejor limpieza por los más rígidos, es decir, cepillos medianos a duros.

Un cepillo típico, descrito en el documento de US-A-5 467 495, tiene una estructura de soporte de cerda cilíndrica con cerdas dispuestas en diversos anillos circulares aproximadamente concéntricos. El documento DE-U-295 01 338 describe un cepillo de dientes que tiene cerdas onduladas y no onduladas. Las cerdas onduladas se logran encogiendo las cerdas que resultan en un ondulado irregular.

El documento DE-U-94-08 268 describe un cepillo oral con cerdas onduladas. El documento EP-B-893 958 que se engloba dentro de los términos del Artículo 54 (3) EPC, describe un cepillo oral que tiene cerdas onduladas montadas en el mismo. El documento DE-A-35 14 600 describe un cepillo oral que incluye manojos de cerdas no ondulados e individualmente montados en cerdas onduladas. El documento JP-A-406 141 929 describe un cepillo oral que incluye una diversidad de filamentos individualmente montados provistos con unos rebajos de superficie y salientes que recorren una dirección que es transversal a o paralela al eje longitudinal del filamento. El documento US-A-3-840 932 describe un aplicador de cepillo de dientes ultrasónido que tiene cerdas onduladas montadas sobre el cabezal del cepillo.

La invención exhibe un cepillo oral mejorado que incluye cerdas onduladas. Estas cerdas onduladas se forman preferiblemente cortando filamentos alargados ondulados a una longitud adecuada para usar como cerdas. Las cerdas onduladas tienen una rigidez baja, para un tacto "suave", aunque, inesperadamente, se ha encontrado que también proporcionan excelente limpieza. Por "ondulado", se entiende que las cerdas tienen una diversidad de deformaciones, por ejemplo, vueltas, curvas o salientes, a intervalos a lo largo de su longitud. El término "ondulado", según se usa aquí, tiene el propósito de incluir lo referido en este documento como "ondulado estructural", en el que la relación de la profundidad de las deformaciones (medida como el doble de la amplitud de la deformación menos el diámetro de la cerda, en la que la amplitud se define como la distancia desde el eje longitudinal a la superficie más externa de la cerda) al diámetro de la cerda es suficientemente más deformado que el eje longitudinal de la cerdas y de este modo un eje longitudinal imaginario tomado a lo largo de la longitud de la cerda no sería paralelo al eje longitudinal de la cerda (véase fig. 1B). El término "ondulado" tiene también el propósito de incluir lo que se refiere aquí como "superficie ondulada", en la que la relación de la profundidad de la deformación al diámetro de la cerda es suficientemente pequeña de modo que el eje longitudinal de la cerda no se deforma y de este modo el eje longitudinal de la cerda es paralelo a un eje longitudinal imaginario tomado a lo largo de la longitud de la cerda (véase figs. 1C y 1D). El término "ondulado" también incluye combinaciones de ondulado superficial y estructural que ocurre en una única cerda o diferentes cerdas.

Los intervalos entre deformaciones pueden estar regularmente espaciados, es decir, el ondulado puede ser en forma sinusoidal o de otra forma de onda regularmente repetitiva de cualquier modo deseado (por ejemplo, ondas arqueadas u ondas angulares). La especificación también trata el ondulado en el que los intervalos son irregulares, es decir, el ondulado puede incluir deformaciones que ocurren aleatoriamente.

Según la invención, se proporciona un cepillo oral que comprende un cuerpo que incluye

a) un mango alargado que tiene una extensión longitudinal y un primer extremo, y

b) un cabezal posicionado en dicho primer extremo, estando dicho cabezal estructurado por inserción dentro de una cavidad oral de un humano;

una diversidad de cerdas no onduladas dispuestas en la forma de uno o más manojos y que se extienden desde dicho cabezal en un ángulo a dicha extensión longitudinal de dicho mango alargado; y

una diversidad de cerdas onduladas que se extienden desde dicho cabezal, definiendo dichas cerdas onduladas una forma de onda regularmente repetitiva teniendo intervalos regularmente espaciados, teniendo una forma de onda irregular de intervalos irregularmente espaciados o una combinación de los mismos, teniendo cada cerda ondulada substancialmente la misma geometría de ondulado como cada una de las otras cerdas onduladas; y

estando estructurado dicho cepillo para limpieza de la cavidad oral; caracterizado porque dicha diversidad de cerdas onduladas están dispuestas en la forma de uno o más manojos; y porque cada cerda ondulada tiene un diámetro desde alrededor desde 0,152 mm a 0,508 mm.

Preferiblemente, el ondulado descansa en un único plano. También se prefiere si el pliegue es sinusoidal o de geometría similar no aleatoria que cada cerda tenga substancialmente la misma frecuencia y amplitud. Por ejemplo, el ondulado de las cerdas puede ser substancialmente sinusoidal, teniendo preferiblemente una amplitud desde alrededor 0,01 mm a 1,0 mm, y una frecuencia desde alrededor de 0,5 a 50 ondulados/cm, más preferiblemente 0,5 a 8 ondulados/cm. El ondulado estructural preferiblemente tiene un ancho que es igual al recíproco de la frecuencia. La superficie ondulada preferiblemente tiene un ancho desde alrededor de 0,05 a 2,0 mm, una relación de profundidad de ondulado al diámetro de la cerda desde alrededor de 0,01 a 0,20, una profundidad de deformación desde alrededor de 1 a 150 micrómetros, y un número total de deformaciones por centímetro desde 1 a 50. El ondulado de las cerdas vecinas puede estar en fase, es decir, las ondas de una cerda están en línea con las ondas de las cerdas que las rodean o pueden estar fuera de fase, es decir, desplazadas, aleatoriamente o a un grado predeterminado. Las cerdas pueden tener una rigidez de hasta 9 centínewtons por milímetro cuadrado (cN/mm^{2}): las cerdas preferidas tienen una rigidez correspondiente a las poseídas por cerdas convencionales usadas en cepillos de dientes "suaves" o "extra suaves" estándares, es decir, un grado de rigidez (según la norma ISO 8627) desde alrededor de 2 a 7 cN/mm^{2}.

En otras realizaciones preferidas, las cerdas onduladas tienen un diámetro de 0,152 mm y cada orificio de manojo contiene preferiblemente desde 40 a 56 cerdas onduladas. También se prefiere que las cerdas no onduladas se monten a lo largo de un perímetro del cuerpo y dichas cerdas onduladas se monten sobre dos regiones centrales simétricas, espaciadas de dicho cuerpo, siendo las regiones simétricas preferiblemente de forma semicircular. Se prefiere además que las cerdas onduladas contengan un tinte que sea liberado de las cerdas onduladas durante el uso para indicar el desgaste del cabezal del cepillo.

Un "cepillo oral", según se usa aquí, es cualquier cepillo que incluye un cuerpo que tiene una porción de cepillo diseñada para inserción dentro de la boca. La porción de cepillo incluye una diversidad de cerdas que se extienden desde allí y que están dimensionadas para ser usadas para cepillar las superficies del diente.

Según otro aspecto de la invención, el cepillo oral comprende un cepillo de dientes eléctrico. En las realizaciones caracterizadas al menos algunos de los manojos de cerdas no ondulados se extienden desde el cabezal del cepillo más allá de los manojos de las cerdas ondulados. Preferiblemente, al menos dos de los manojos de las cerdas no ondulados se extienden más allá de los extremos distales de los manojos de cerdas ondulados que están separadas por una distancia de alrededor de 10 milímetros.

Los cepillos de dientes eléctricos adecuados pueden incluir un cabezal de cepillo seleccionado a partir del grupo que consiste en cabezales de cepillos giratorios, oscilantes y vibratorios o cualquier otro cabezal de cepillo convencional.

En una realización, los manojos de cerdas ondulados están dispuestos en una región interna del cabezal del cepillo, rodeados por los manojos de cerdas no ondulados dispuestos en una región externa del cabezal del cepillo.

Preferiblemente, los manojos de cerdas no ondulados tienen cada uno al menos alrededor de 8 por ciento más (y tienen, en algunos casos, hasta 15 por ciento o más) de cerdas que cada uno de los manojos de cerdas ondulados.

En algunas realizaciones, los manojos de cerdas ondulados son achaflanados, en reposo, tal que ocupan un área substancialmente más ancha en sus extremos distales que en sus extremos de base (es decir, en el cuerpo).

En algunas otras realizaciones, el cepillo oral se adapta para girar el cabezal del cepillo alrededor de un eje giratorio substancialmente paralelo al eje longitudinal del manojo, y para cíclicamente mover el cabezal del cepillo en la dirección del eje giratorio.

El término "aleatorio" según se usa aquí, no implica aleatoriedad matemática, aunque tiene el propósito de simplemente indicar que la condición descrita no es uniforme o regularmente repetitiva, aunque tiene alguno grado de aleatoriedad.

El término "rigidez" según se usa aquí, se refiere a la rigidez del cepillo oral cuando se prueba según la norma ISO 8627.

Otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción de la realización preferida de la misma, y de las reivindicaciones.

La fig. 1A es una cerda recta según la técnica anterior. La fig. 1B es una vista lateral sumamente ampliada de una cerda estructuralmente ondulada. Las figs. 1C y 1D son, respectivamente, vistas laterales y desde arriba sumamente ampliadas de una superficie de cerda ondulada. La fig. 1E es una vista lateral esquemática sumamente ampliada de cerdas que tienen diferentes configuraciones de ondulado. La fig. 1F es una vista lateral esquemática sumamente ampliada de una cerda que tiene un ondulado estructural discontinuo.

La fig. 2 es una vista en perspectiva de un cepillo oral según una realización de la invención.

Las figs. 3 y 3A son vistas laterales sumamente ampliadas de cerdas sinusoidalmente onduladas que están dispuestas en fase y fuera de fase, respectivamente.

La fig. 4 es una vista esquemática de un método para impartir ondulado a un filamento.

La fig. 5 es una vista esquemática de un método para impartir ondulado discontinuo a un filamento.

La fig. 6 es una vista lateral esquemática de un cepillo de dientes eléctrico según una realización de la inven-
ción.

La fig. 6A es una vista desde arriba ampliada de una primera realización del cabezal de cepillo de dientes de la fig. 6.

La fig. 6B es una vista en perspectiva ampliada de una segunda realización del cabezal de cepillo del cepillo de dientes de la fig. 6.

La fig. 7 es una vista superior del cabezal de cepillo de la fig. 6B.

Las figs. 7A y 7B son vistas en sección transversal, siguiendo las líneas 7A-7A y 7B-7B, respectivamente de la fig. 7.

La fig. 8 muestra un manojo de cerdas onduladas contiguas a un manojo de cerdas rectas.

Las figs. 9A y 9B ilustran la flexión de un manojo de cerdas rectas y un manojo de cerdas onduladas, respectivamente, cuando se recargan contra una superficie del diente.

La fig. 10 muestra un conjunto de manojos de cerdas rectas y ondulados que están cíclicamente recargadas contra una superficie del diente.

La fig. 11 es una ilustración esquemática, a lo largo de una sección longitudinal, de un primer ejemplo de diseño de un cepillo de dientes eléctrico.

Las figs. 12 y 13 son vistas en sección transversal, siguiendo los planos 12 - 12 y 13 - 13, respectivamente, en la fig. 11.

La fig. 14 es una ilustración esquemática, a lo largo de una sección longitudinal, de un segundo ejemplo de diseño de un cepillo de dientes eléctrico.

La fig. 15 es una ilustración esquemática, siguiendo una sección longitudinal, de un tercer ejemplo de diseño de un cepillo de dientes eléctrico.

Haciendo referencia a la fig. 2, un cepillo de dientes 10 incluye un cuerpo plástico que tiene un mango 12 y un cabezal 14 unidos a una porción 16 de cerda.

El cuerpo del cepillo de dientes está formado por métodos convencionales bien conocidos en la técnica. El mango está conformado para ser agarrado por una mano, aunque alternativamente puede estar conformado para acoplarse dentro de un cepillo de dientes eléctrico. La configuración del cabezal puede variar y puede ser rectangular, oval, en forma de diamante, o cualquier otra forma, con cerdas que son recortadas lisas, en forma de V, dentadas, convexas, curvadas o cualquier otra topografía deseada. La forma y tamaño del mango 12 y el cabezal 14 pueden variar y los ejes del mango y el cabezal pueden estar en el mismo o diferente plano. La porción de cerda está formada de uno o más manojos 20 de cerdas individuales unidas al cabezal de manera conocida en la técnica, por ejemplo, engrapadas o formación del manojo en caliente.

La porción 16 de cerda incluye un número de cerdas onduladas. Cualquier material adecuado para usar en cerdas de cepillo oral puede ser usado para formar las cerdas onduladas, siempre que se pueda impartir un grado de ondulado al material. Los materiales adecuados incluyen, aunque no se limitan a Nylon 612, PBT, PVDF, resinas de acetilo, poliésteres, fluoropolímeros, poliacrilatos, polisulfonas, y mezclas de los mismos. Los materiales preferidos son capaces de retener el ondulado impartido durante el uso normal del cepillo oral, y, cuando ondulados, tienen las características de rigidez deseadas para una aplicación particular. Las cerdas pueden contener PTFE, caolín u otros materiales de relleno o aditivos. Cada una de las cerdas puede comprender un mezcla de polímeros o cerdas que comprenden diferentes polímeros que pueden estar montadas en el mismo cepillo oral. Si las cerdas comprenden una mezcla de polímeros, los polímeros individuales pueden ser mezclados para formar una etapa única, o mantenidos en etapas separadas y construidos conjuntamente en cualquier configuración deseada, por ejemplo, con un polímero que forma una envoltura que circunda otro polímero (envoltura/núcleo) o yuxtapuestos

Las cerdas tienen dimensiones en sección transversal substancialmente uniformes entre alrededor de 0,157 mm a alrededor de 0,508 mm. Preferiblemente las cerdas onduladas tienen un grado de rigidez (ISO 8627) desde alrededor de 2 a 7 cN/mm^{2}.

Según se muestra en las figs. 3 y 3a, en las realizaciones preferidas el ondulado es substancialmente sinusoidal. El ondulado sinusoidal preferiblemente tiene una amplitud desde 0,01 a 1,0 mm y una frecuencia de 0,5 a 50 ondulados/cm. Cuando el ondulado es estructural, según se muestra en la fig. 1B, el ancho del ondulado es igual al recíproco de la frecuencia. Las cerdas vecinas pueden estar alineadas, de modo que las ondas sinusoidales estén en fase (fig. 3), o desplazadas de modo que las ondas sinusoidales estén fuera de fase (fig. 3A), o cualquier combinación deseada de estas configuraciones.

Alternativamente, el ondulado puede ser ondulado de superficie, según se muestra en las figs. 1C y 1D. En este caso, la frecuencia es preferiblemente de 1 a 50 ondulados/cm, el ancho es preferiblemente de 0,05 a 2,0 mm, y la relación de la profundidad del ondulado (d) al diámetro de la cerda (D) es desde alrededor de 0,01 a 0,2. Las deformaciones pueden ser substancialmente rectangulares en sección transversal, según se muestra, o pueden ser hemisféricas o cualquier otro tipo deseado de deformación.

Según se muestra en la fig. 1F, el ondulado puede ser discontinuo, es decir, la cerda puede incluir porciones que están onduladas, y porciones que no están onduladas, a intervalos regulares o dispuestos de cualquier manera deseada. Teniendo porciones rectas puede facilitar la inserción de las cerdas dentro de los orificios de la cerda en el cabezal del cepillo de dientes sin el excesivo despliegue en abanico de las cerdas debido al ondulado. Preferiblemente, el filamento ondulado de forma discontinua podría ser cortado en cerdas a aproximadamente en los puntos medios de las porciones onduladas, y cada cerda doblada a la mitad de modo que la porción recta pudiera ser insertada en los orificios de los manojos en el cabezal.

Los métodos adecuados para impartir ondulado incluyen métodos químicos, térmicos y mecánicos. Las técnicas de ondulación son bien conocidas en la técnica de formación de filamento general e incluyen: falso retorcimiento de los filamentos, calentándolos y entonces no retorciéndolos; ondulación por engranaje, rebajo de alimentación; pasando los filamentos a través de una caja rellenadora; y enfriado asimétrico de los filamentos.

Un método de impartir ondulado a los filamentos por ondulación por engranaje se muestra en la fig. 4. Según esta realización, se pasa un filamento 30 a través de un par de engranajes 32, 34 opuestos que imparten un ondulado 36 al filamento como es bien conocido en la industria textil. El espaciamiento entre los engranajes puede ser regulado para regular el nivel de ondulación obtenido. Los dientes de los engranajes pueden ser regulares o irregulares, dependiendo de la regularidad del ondulado deseado. Un engranaje puede, si se desea, no tener dientes o dientes espaciados de modo diferente.

Un método para impartir ondulado discontinuo se muestra en la fig. 5. Este método es similar al mostrado en la fig. 4, aunque los dientes de los engranajes son discontinuos más bien que continuos, es decir, los dientes están dispuestos en los conjuntos 38, que tienen espacios 40 entre ellos. Como resultado, el filamento 30 que sale de los engranajes incluye porciones 42 rectas (correspondientes a los espacios 40) y porciones 44 onduladas (correspondientes a los dientes 38).

Los ejemplos siguientes tienen el propósito de ser ilustrativos y no tienen el propósito de limitar el alcance de la invención.

Ejemplo 1

Se fabricó un cepillo de 0,178 mm de diámetro de filamentos de nylon 612 que tiene un medio de frecuencia de 5,6 ondulados/centímetros y una media de amplitud de 0,15 milímetro (véase Tabla 1 para mediciones de filamentos individuales, sobre los cuales se basaron estos medios).

TABLA 1 Mediciones de cerdas onduladas seleccionadas

Cerda	Frecuencia	Amplitud
	(crimps/cm)	(mm)
1	5,6	0,153
2	5,7	0,164
3	5,5	0,161
4	5,6	0,151

TABLA 1 (continuación)

Cerda	Frecuencia	Amplitud
	(crimps/cm)	(mm)
5	5,5	0,131
Media	5,6	0,152

El grado de rigidez (probado según la norma ISO 8627) de este cepillo fue alrededor del 20% menor que un cepillo comparable fabricado con filamentos 612 de nylon de grosor 0,178 rectos, y alrededor de 40% menor que un cepillo comparable fabricado con filamentos 612 de nylon de grosor 0,203 mm rectos (véase Tabla 2).

TABLA 2 Grado de rigidez de cepillos P-35 oral B con cerdas diferentes

Diámetro (mil)	Grado^{1} de Rigidez (cN/mm^{2})
	Recto	Ondulado
6	3,8ª, 3,5^{d}	2,8^{b}, 2,5^{c}
7	4,6^{ac}, 4,6^{ad}	3,5^{a}, 3,8^{b}, 3,7^{c}
8	5,4^{a}, 5,75^{d}	5,0^{b}, 4,6^{c}
	5,8^{a}, 5,9^{b}
^{1} ISO 8627 (sólo en condiciones secas)
^{a-d} Valores de conjuntos de cepillos realizados en tiempos diferentes
^{c} Valores interpolados de conjuntos de cepillos indicados
^{a} Conjunto de cepillos de ensayo clínicos en el Ejemplo 2

Ejemplo 2

Un cepillo con filamentos 612 de nylon diámetro 0,178 mm ondulado y un cepillo con filamentos 612 de nylon de diámetro 0,203 mm rectos, según se describe en el Ejemplo 1 más arriba, fueron sometidos a prueba en un ensayo clínico con 30 panelistas. El ensayo fue un estudio adicional en el cual se les asignó a los panelistas un cepillo y se les pidió seguir su rutina de higiene oral normal durante seis días. Después que transcurrieron los días, se les prohibió a los panelistas la higiene oral normal durante 24 horas y entonces visitaron la clínica dentral. En la clínica, la placa fue scored usando la modificación Turesky del índice de placa Quigley-Hein (véase Turesky, S., Gilmore, N.D., Glickman I., "Reduced Plaque Formation by the Chloromethil Analogue of Vitamine C", J. Periodontal 41:41-43 (1970)) antes y después del cepillado durante un minuto con el cepillo asignado. El medio dio los resultados completos de la placa según se muestra en la Tabla 3. Los resultados para eliminar la placa completa (delta P) mostraron una mejora de 5,3% para el cepillo con cerdas onduladas, aunque la rigidez era 40% menor (véase Ejemplo 1).

TABLA 3 Resultados clínicos para la placa total usando cepillos con filamentos rectos y ondulados

Cepillo	P_{n}^{1}	P_{A}^{2}(SD)	\Delta_{r}^{2}(SD)^{4}
Recto	1,76 (0,40)	0,42 (0,28)	1,33 (0,41)
Ondulado	1,94 (0,36)	0,54 (0,48)	1,40 (0,37)
^{1}P_{n} = puntuación de la placa media antes del cepillado
^{2}P_{A} = puntuación de la placa media después del cepillado
^{3}\DeltaP = P - P_{A}
^{4}SD - desviación estándar

El cepillo de dientes puede incluir otros tipos de cerdas no onduladas en combinación con los cepillos ondulados, por ejemplo, cepillos de masaje de encías o cepillos rectos convencionales. Los cepillos ondulados pueden estar localizados en algunos o todos los perímetros de manojos para proporcionar suavidad contra las encías o pueden estar localizados en algunos o todos los manojos internos para proporcionar amplitud. Además aunque el ondulado sinusoidal se ha ilustrado anteriormente, las cerdas pueden tener otros tipos de ondulado, por ejemplo, el ondulado puede tener una forma no aleatoria diferente, por ejemplo, ondas cuadradas o puede ser aleatorio. Aunque, para facilitar la fabricación, todos las cerdas del cepillo tendrán la misma geometría ondulada.

El cepillo oral no necesita ser un cepillo de dientes manual que tiene una forma convencional, según se muestra en la fig. 1, aunque puede ser cualquier tipo de cepillo diseñado para cepillar los dientes que incluye un cuerpo con cerdas que se extienden desde allí. Por ejemplo el cepillo de dientes puede ser cualquier tipo de cepillo de dientes eléctrico, por ejemplo, un cepillo de dientes 50 que tiene un cuerpo 52, un estrechamiento 54, un eje 56 de accionamiento, y un cabezal 58 operativamente conectado al eje 56 de accionamiento por un piñón diferencial 60, según se muestra en la fig. 6. El cabezal 58 incluye una diversidad de cerdas onduladas, y una diversidad de cerdas no onduladas.

Se muestran ejemplos de cabezales 58a y 58b de cepillos de dientes eléctricos preferidos en las figs. 6A y 6B. El cabezal 58a (fig. 6A) incluye una diversidad de manojos de cerdas ondulados que definen un par de porciones 62 y 64 de cepillo substancialmente semicirculares y además incluye una diversidad de manojos 66 de cerdas no ondulados dispuestas alrededor de la periferia del cabezal.

Según se muestra con mayor detalle en las figs. 6B, 7, 7A y 7B, el cabezal 58b tiene un conjunto de manojos 70 de cerdas ondulados que se extienden desde un cuerpo 68 y dispuestas con los manojos 72 y 74 de cerdas rectas teñidas con un indicador de desgaste, y los manojos 76 de cerdas rectas no teñidas. (Los tipos diferentes de manojos se muestran con diferentes rayados cruzados para ilustración en la fig. 7). Los manojos 70 ondulados y manojos 72 teñidos rectos constituyen el campo interno de los manojos, al tiempo que los manojos 74 tejidos rectos y los manojos 76 no teñidos rectos constituyen la fila externa de los manojos. Según se observa en las figs. 7A y 7B, los manojos 74 teñidos rectos externos son más largos por una distancia, x, de alrededor de 0,7 milímetros, que los otros manojos del cabezal, y tienen una longitud expuesta total, y, de alrededor de 8,2 milímetros. El diámetro D_{n} del anillo externo de los manojos es preferiblemente alrededor de 10,2 milímetros para corresponder a un ancho típico de un diente. En esta configuración, las cerdas onduladas individuales de los manojos 70 tienen alrededor de 7 ondulados/centímetro), con una amplitud de ondulado de alrededor de 0,09 milímetros. Preferiblemente, los manojos 70 tienen cada uno alrededor de 46 cerdas, los manojos 72 y 74 tienen cada uno alrededor de 32 cerdas, y los manojos 76 tienen cada uno alrededor de 54 cerdas. También se pueden usar muchas otras disposiciones de cerdas onduladas y no onduladas, como se comprendería por una persona experta en la técnica.

Aunque los manojos de cerdas en las figuras anteriormente mencionadas están ilustrados teniendo una forma generalmente cilíndrica, los manojos de cerdas estructuralmente ondulados tienden a tener más de una forma cónica, ilustrada en la fig. 8. Debido a las deformaciones de las cerdas estructuralmente onduladas, especialmente las cercanas al cuerpo 68 del cabezal, las cerdas 78 onduladas individuales del manojo tienden a ser achaflanadas apartándose una de la otra, de modo que el manojo asume una forma cónica total, ampliándose desde un diámetro d_{1} en la base del manojo a un diámetro d_{2} en la parte superior del manojo, con los ejes de las cerdas onduladas individuales siendo menos paralelos que en los manojos de las cerdas rectas. Una ventaja de este efecto es que el manojo ondulado ocupa más espacio, según se observa desde su extremo distal, dando al cepillo una apariencia más densa, más llena. Adicionalmente, debido a que el achaflanamiento de las cerdas y las ondulaciones axiales de las cerdas estructuralmente onduladas, individuales, las cerdas están orientadas cada una, en sus puntas muy distales, en diferentes direcciones. El beneficio de esta orientación de la punta multidireccional se explica más abajo.

Otro beneficio de combinar los manojos ondulados y los manojos rectos se ilustra comparando las figs 9A y 9B. En cada una de estas figuras, se muestran dos manojos contiguos de cerdas, recargados contra la superficie de un diente 80 con una fuerza aplicada generalmente en la dirección de las cerdas (es decir, una carga normal). En la fig. 9A, ambos manojos 82 y 84 tienen cerdas rectas. En la posición de recargado, el manojo 82 se muestra extendiéndose dentro del espacio 86 entre el diente 80 y un diente 81 contiguo. Los extremos distales del manojo 84, sin embargo, están recargados directamente contra la superficie del diente 80, haciendo que el manojo 84 se incline hacia el manojo 82. Debido al espaciamiento estrecho e idéntica estructura de todas las cerdas en el manojo 84, y debido a que sus extremos distales tienden a entrar en contacto con el diente 80 en la misma área general, las cerdas tienden a inclinarse en la misma dirección, con las porciones externas de algunas cerdas descansando a lo largo de la superficie del diente, siendo presionadas contra, a su vez por las porciones externas de otras cerdas. El efecto neto es que los extremos distales de algunas de las cerdas en el manojo 84 se recarguen más que otras, aumentando su tendencia al desgaste.

En la fig. 9B, el manojo 84 de la fig. 9A se ha substituido por un manojo 88 de cerdas estructuralmente onduladas. Debido a que los ejes de las cerdas onduladas del manojo 88 son mucho menos paralelas que los ejes de las cerdas rectas en un manojo, y debido a que la orientación multidireccional de las puntas distales de las cerdas, según se describe anteriormente, las cerdas onduladas del manojo 88 tienden a ser achaflanadas en diferentes direcciones cuando se recargan directamente contra la superficie del diente. Las porciones extremas de las cerdas del manojo 88, por lo tanto se tienden a extender para cubrir un área de superficie mayor del diente, solapando hasta cierto punto otro manojo de cerdas onduladas, mostrado en líneas discontinuas. Hay también menos tendencia para que el manojo 88 ondulado achaflanado presione contra y que el manojo 82 externo se desvíe más afuera que el manojo 84 recto inclinado de la fig. 9A. Adicionalmente, debido a la estructura descrita anteriormente del manojo 88, su resistencia al desplazamiento cuando se recarga directamente contra una superficie del diente tiende a ser inferior que con los manojos típicos de cerdas rectas, que pueden dar por resultado, para la misma carga aplicada, mayor desviación y por lo tanto mayor penetración del manojo 82 recto contiguo dentro del espacio 86.

Las pruebas de desgaste simuladas fueron realizadas, usando cabezales 58b de la fig. 6B con un cepillo de dientes eléctrico comercial. Después de un equivalente de 20 semanas de cepillado normal, el cabezal de cepillo con los manojos 70 ondulados mostraron un desgaste inferior que un cabezal idéntico con manojos rectos estándar en lugar de los manojos 70. El índice de desgaste (un parámetro usado para cuantificar tales pruebas de desgaste) se redujo de 32 por ciento (con todas las cerdas rectas) a 25 por ciento (con la configuración mostrada en la fig. 6B).

De esta manera, se pueden combinar cerdas de manojos más suaves con manojos efectivamente más rígidos, con cerdas de todos los manojos siendo de alrededor del mismo diámetro, por ejemplo, de 0,16 milímetros. Manteniendo todas las cerdas de aproximadamente el mismo diámetro ayuda en el proceso de redondeo final, en el cual los extremos distales de todas las cerdas son redondeados después del montaje para el tacto mejorado.

Se realizaron las pruebas de retirada de placa in vitro para comparar las capacidades de retirada de la placa de los cepillos de dientes eléctricos que tienen cabezales de cepillo con y sin manojos de cerdas ondulados. Los cepillos con campos internos que tienen cerdas onduladas demostraron capacidades de retirada de placa significativamente mejores. Fueron evidentes las ventajas de las cerdas onduladas, por ejemplo, en las pruebas con relación a las superficies oclusales (es decir, mordientes) de los molares y premolares, en los cuales había una penetración notablemente mejor de las fisuras oclusales. Sobre los lados bucal y lingual de los dientes, los cabezales del cepillo con cerdas onduladas mostraron un incremento de la acción de cepillado en las áreas interdentales, aparentemente debido a la penetración mejorada de los manojos de cerdas más largos, externos, según se ilustra en la fig. 9D.

La configuración anteriormente expuesta de manojos de cerdas tiene ventajas particulares en un cabezal de cerda (por ejemplo, el cabezal 58b de la fig. 6B) que se mueve contra la superficie del diente en un movimiento cíclico hacia y alejándose de la superficie del diente (es decir, en la dirección de las cerdas), como también en un movimiento giratorio. Haciendo referencia a la fig. 10, un cabezal 90 de cepillo tiene manojos 92 externos de cerdas rectas y manojos 94 internos de cerdas ondulados. (Con fines ilustrativos, todos los manojos se muestran esquemáticamente). Debido al espaciamiento entre los manojos 92 externos opuestos, los manojos externos se muestran aproximadamente alineados con los espacios 86 y 96 vecinos entre los dientes 80 y 81 contiguos, y 80 y 83, respectivamente. Según se somete el cabezal 90 del cepillo a un ciclo de operaciones hacia y alejándose del diente 80 (según se sugiere por la flecha 98), los manojos 94 ondulados se recargan substancialmente de forma directa contra la superficie del diente 80, y los manojos 92 rectos se extienden dentro de los espacios 86 y 96. Según se explicó anteriormente con respecto a la fig. 8B, esta recarga hace que los manojos 94 ondulados se achaflanen hacia fuera. Así achaflanados cíclicamente, los extremos distales de las cerdas de los manojos 94 se extienden y se retiran siguiendo la superficie del diente 80 y entre el diente 80 y el tejido de la encía contigua, ayudando a liberar y retirar los restos.

Cuando se proporciona tal movimiento de cepillado por un cepillo de dientes eléctrico la rigidez de baja eficacia de los manojos internos, ondulados ayuda a absorber la recarga cíclica entre la superficie del diente y el mando del cepillo de dientes, de modo que tiende a ser menos incómoda la vibración impartida a la mano del usuario. Un ejemplo de tal cepillo de dientes eléctrico aplicable a la invención se muestra en las figs. 11 a 15 y se describe más abajo.

Las figs. 11 a 13 muestran un primer ejemplo de diseño de un cepillo de dientes 100 eléctrico, que sirve para limpiar los dientes del usuario, y para retirar la placa de las superficies dentales.

El cepillo de dientes eléctrico incluye un mango 102 alargado, aproximadamente cilíndrico. Se puede montar sobre el mango 102 un accesoria 104 de cepillo, de forma alargada, aproximadamente cilíndrico. El diámetro del mango es así elegido para que un usuario pueda sujetar el cepillo de dientes eléctrico por el mango firmemente en su mano. El diámetro del accesorio 204 de cepillo es más pequeño que el diámetro del mango para permitir la fácil inserción del accesorio del cepillo dentro de la boca del usuario.

En el extremo libre del accesorio 104 del cepillo, sobresale una multiplicidad de cerdas 106 del cabezal de la cerda, que sirve para limpiar los dientes del usuario.

El mango 102 incorpora un alojamiento 108, el cual aloja un bastidor 110. El bastidor es alargado y parcialmente cilíndrico, y se extiende sobre casi toda la longitud del alojamiento, y de este modo del mango. En su extremo que mira hacia el accesorio 104 del cepillo, se sujeta el bastidor 110 elásticamente en su lugar en el alojamiento 108 por los amortiguadores 112 de plástico o caucho o un material similar.

Unido al bastidor 110 hay un motor 114 eléctrico, una batería 116 y componentes electrónicos adicionales tales como una bobina 118 de carga y similares. Estos componentes están dispuestos uno detrás del otro en la dirección longitudinal del mango 102. También unido al bastidor hay un brazo 120 oscilante, el cual puede girar alrededor de un husillo 122. El brazo oscilante y el husillo están localizados en la sección del mango 102 que mira hacia el accesorio 104 de cepillo. Parte del brazo 120 oscilante sobresale del mango 102.

El brazo 120 oscilante incorpora un tubo 124, un soporte voladizo 126, y dos vástagos de soporte 128 y 130. El tubo 124 del brazo 120 oscilante se extiende a través de una abertura 132 en el extremo del mango 102, que mira hacia el accesorio 104 de cepillo, y sobresale del mango. Localizado entre el tubo 124 y el alojamiento 108 del mango hay un diafragma 134 anular, hecho de plástico, caucho o un material similar, por medio del cual el tubo 124 se extiende elásticamente desde el mango. Sujetando y reteniendo el tubo en el alojamiento hay una abrazadera 136, que rodea el diafragme en forma de anillo.

Al menos esa parte del tubo 124 que se extiende desde el mango 102 tiene una sección transversal que está perfilada sobre el exterior. Es en esta parte del saliente del tubo en la que se puede montar el accesorio 104 del cepillo. En su extremo que mira hacia el mango, el accesorio del cepillo tiene una sección transversal que se perfila sobre el interior de tal modo que concuerda el perfil externo del tubo 124. Los perfiles concordantes están formados de tal manera que el accesorio del cepillo se pueda montar sobre el mango en sólo una posición angular particular. Por ejemplo, el perfil puede tener una forma de estrella o triangular o configuración similar.

Cuando está montado sobre el tubo 124 del brazo 120 oscilante, el accesorio 104 del cepillo forma parte integral del brazo oscilante.

Ubicado en el tubo 124 hay un eje 138, que está montado sobre pivote en un extremo, sobre el extremo libre del tubo, sobresaliendo del mango 102 y, en el otro extremo, sobre el vástago 128 de soporte. El eje 138 se extiende aproximadamente en la dirección longitudinal del mango y el accesorio 104 del cepillo, y define un eje 140. El eje constituye otro componente del conjunto 120 del brazo oscilante. Este eje sobresale del tubo 124 en el que, en su extremo libre, es perfilado sobre el exterior.

El eje del husillo 122 del brazo 120 oscilante, y el eje 140 del eje 138 se extienden aproximadamente perpendicular uno al otro.

El tubo 124 del brazo 120 oscilante acepta el accesorio 104 del cepillo. El accesorio del cepillo está provisto de un tubo 142 de soporte, en el cual se monta sobre pivote un eje 144 del cepillo. Cuando está montado el accesorio del cepillo, el eje 144 del cepillo es concéntrico con el eje 140. En su extremo que mira hacia el mango 102, el eje del cepillo tiene un rebajo 146. Este rebajo tiene una sección transversal con un perfilado interno el cual corresponde al perfilado externo del eje 138 que sobresale del tubo 124. Los perfilados concordantes están configurados de manera que el eje 138 se pueda insertar en el rebajo 146 en diversas posiciones angulares. Por ejemplo, el perfilado puede ser cuadrado.

El extremo libre del soporte del tubo 142, y de este modo el extremo libre del accesorio 104 del cepillo, sostiene un receptáculo 148 que aloja un cabezal 150 de cerda con las cerdas 106. El cabezal 150 de cerda tiene forma de disco, y puede bascular alrededor de un pasador 152. El pasador 152 se extiende a través del centro del disco del cabezal de cerda. Las cerdas 106 se extienden apartándose del cabezal de cerdas, aproximadamente paralelas al pasador 152.

El pasador 152 del cabezal 150 de cerda se extiende aproximadamente perpendicular al eje 140 del eje 138, y también aproximadamente perpendicular al husillo 122 del brazo 120 oscilante.

Por medio de dos segmentos 154 y 156 de engranaje biselado, se puede trasladar un movimiento giratorio alternativo del eje 144 del cepillo alrededor del eje 140 en un movimiento giratorio alternativo del cabezal 150 de la cerda alrededor del pasador 152.

Se debería observar que tal traslación de movimiento giratorio alternativo del eje 144 del cepillo al cabezal 150 de la cerda se puede lograr también de otras formas. Es posible, por ejemplo, realizar esta traslación según la técnica anterior previamente descrita en la Solicitud de Patente Internacional WO 94/12121 A1, particularmente según se muestra en las figuras 1 y 7 de ese documento.

Entre el brazo 120 oscilante y el motor 114 eléctrico, el mango aloja una conexión 158 cuadrangular. En adaptación a la misma, el motor 114 eléctrico tiene un eje 160 de motor que se extiende aproximadamente paralelo al eje 140 del eje 138, y sobresale del motor eléctrico en la dirección del brazo 120 oscilante. Fijado giratoriamente sobre el eje del motor hay un piñón 162, que concuerda con un engranaje 164 recto. El engranaje 164 recto está montado sobre pivote en un eje 166 que se extiende aproximadamente paralelo con el eje 160 de motor. Una lengüeta 168, posicionada en un vástago 170 de soporte se sostiene por el motor eléctrico, se extiende desde el engranaje 164 recto concéntrico con el eje 166.

Sobre un lado del engranaje 164 recto opuesto a la lengüeta 168, se une una manivela impulsora 172 al engranaje recto, que se extiende esencialmente paralelo a, aunque a una distancia del eje 166.

Esta manivela está también montada sobre pivote en el vástago 130 de soporte del brazo 120 oscilante, por medio de un conector 174 y una espiga 176. La espiga 176 es concéntrica al eje 166.

Una varilla 178 de conexión se une de una forma giratoria a la manivela 172. Según se puede observar especialmente en la fig. 12, la varilla 178 de conexión está conectada de forma basculante a un manivela 180 por medio de un pasador 182. Entre el tubo 124 y el vástago 128 de soporte, se fija la manivela 180 al eje 138 del brazo oscilante.

Un cojinete 184 de bolas se monta sobre el eje 160 del motor del motor eléctrico. El cojinete de bolas tiene un anillo guía 186 interno excéntrico y un anillo 188 guía externo concéntrico. Es con el anillo 186 guía interno excéntrico que el cojinete 184 de bola se asienta sobre el eje del motor. El anillo guía interno excéntrico actúa de este modo como desequilibrio. El anillo guía 188 externo concéntrico está en contacto con el extremo libre del soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante.

Como se puede observar especialmente en la fig. 13, el bastidor 110 está provisto de aberturas 190 y 192, las cuales sostienen un muelle 194 de hoja en su lugar por sus extremos libres. El muelle 194 de hoja está posicionado de una forma que sostiene el soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante, presionándolo contra el anillo 188 guía externo del cojinete 184 de bola. La presión con la que el muelle de hoja empuja el soporte voladizo contra el cojinete de bola está en función de la elasticidad constante del muelle 194 de hoja.

Cuando el cepillo de dientes 100 eléctrico según las figs. 11 a 13 se pone en marcha, el eje 160 del motor 114 eléctrico se fija en movimiento giratorio. Por medio de la conexión 158 cuadrangular, este giro continuo es convertido en un movimiento giratorio alternativo del eje 138 alrededor del eje 140. Cuando se monta el accesorio 104 del cepillo, se transfiere este movimiento giratorio alternativo por medio de los segmentos 154 y 156 del engranaje biselado, al cabezal 150 de las cerdas, el cual de este modo da vueltas en un movimiento 196 giratorio alternativo alrededor del pasador 152. El cabezal de cerda da vueltas en un movimiento giratorio alternativo dentro de un ángulo de giro en el intervalo del cual puede estar entre alrededor de \pm 15º y alrededor de \pm 40º. El recorrido total puede estar de este modo entre alrededor de 30º y 80º. Preferiblemente, el intervalo del ángulo de giro es de alrededor de \pm 30º y el recorrido total es de este modo alrededor de 60 grados. Sin embargo, los ángulos de giro de hasta alrededor de \pm 90º son enteramente factibles.

La frecuencia del movimiento 196 giratorio alternativo del cabezal 150 de cerdas puede estar entre alrededor de 50 Hz y alrededor de 80 Hz. Preferiblemente, la frecuencia debería estar alrededor de 63 Hz.

Según se mencionó, cuando el cepillo de dientes 100 eléctrico está en un modo de funcionamiento, el eje 160 del motor del motor eléctrico gira de un modo continuo. Debido a su anillo 186 guía interno excéntrico vibra el cojinete 184 de bola completo. En otras palabras, el anillo 186 guía sirve para generar la vibración. El soporte voladizo 126, presionado contra el anillo 188 guía externo del cojinete de bola por el muelle 194 de hoja, transfiere esta vibración al brazo 120 oxidante. Como resultado, el brazo oscilante se fija dentro de un movimiento basculante de vibración alrededor del eje 122.

Según se ha explicado anteriormente, el accesorio 104 de cepillo, cuando está montado, constituye una parte integral del brazo 120 oscilante. En consecuencia, el accesorio del cepillo, junto con el cabezal 150 de cerdas se fija en un movimiento basculante de vibración alrededor del eje 122.

Puesto que el eje 122 está orientado aproximadamente en un ángulo recto con respecto al pasador 152, el cabezal de cerda sigue un movimiento 198 de recorrido alternativo, en una dirección esencialmente paralela al pasador 152. Este alineamiento esencialmente paralelo de las cerdas 106 y el pasador 152 finalmente hace que las cerdas produzcan una acción de empuje en la dirección en la que se extienden las cerdas.

El desplazamiento del recorrido 198 alternativo del cabezal 150 de cerda, y de este modo la acción de empuje de las cerdas 106, puede ser sobre una distancia en el intervalo entre alrededor de \pm 0,02 mm y alrededor de \pm 0,2 mm; de este modo el desplazamiento total es de alrededor de 0,04 mm a alrededor de 0,4 mm. Preferiblemente, este movimiento de desplazamiento del recorrido 198 en cualquier dirección es de alrededor de \pm 0,05 mm, y el desplazamiento total es de este modo alrededor de 0,1 mm.

La frecuencia del movimiento de una parte a otra, es decir el recorrido 198 alternativo del cabezal 150 de las cerdas, y de este modo de la acción de empuje de las cerdas 106, puede ser entre alrededor de 130 Hz y alrededor de 200 Hz, y es preferiblemente alrededor de 164 Hz. La frecuencia del movimiento de recorrido alternativo es de este modo mayor, y preferiblemente de forma substancial mayor, que la frecuencia del movimiento 196 giratorio alternativo.

El movimiento 196 giratorio y el movimiento 198 de recorrido del cabezal 150 de cerda se generan ambos por el motor 114 eléctrico. La frecuencia del recorrido 198 alternativo del cabezal de cerdas corresponde directamente a la velocidad de giro del motor eléctrico. La frecuencia del movimiento 196 giratorio alternativo del cabezal de las cerdas, sin embargo, se determina por la velocidad de giro del motor eléctrico según se modula por el enlace 158 cuadrangular. En consecuencia, la relación de frecuencia del movimiento giratorio alternativo al del movimiento de recorrido alternativo es un valor finito o una fracción periódica o una fracción no periódica.

Cuando el cepillo de dientes 100 eléctrico se pone en marcha con el fin de limpiar los dientes del usuario, el usuario aplica las cerdas 106 en sus superficies dentales. Como resultado, una cierta fuerza actúa sobre las cerdas, la cual se indica en la fig. 11 por la flecha 200.

Según se ha explicado, el soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante se presiona contra el anillo 188 guía externo del cojinete 184 de bola por el muelle 194 de hoja. El soporte voladizo también empuja contra ese lado del cojinete de bola sobre el cual se ubica el cabezal 150 de cerdas. Ahora si el usuario aplica una fuerza 200 a las cerdas del cabezal de cerdas que excede un cierto nivel, el resultado será que el soporte voladizo 126 se levanta del anillo 188 guía externo del cojinete de bola, contra la acción del muelle del muelle 194 de hoja. La vibración generada por el cojinete de bola no es de este modo por más tiempo transferida al brazo oscilante, ni, en consecuencia, al cabezal de cerdas y las cerdas. En otras palabras, si y en el momento en que la fuerza 200 excede ese cierto nivel, la retracción del soporte voladizo 126 se aparta del cojinete 184 de bola detendrá el movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal de cerdas, y con él la acción de empuje de las cerdas.

El nivel de presión específico de la fuerza 200 en el que el soporte voladizo 126 se levanta del cojinete 184 de bola puede ser predeterminado por la selección de la constante de elasticidad apropiada del muelle 194 de hoja. Mientras mayor sea la constante de elasticidad, más fuerte es la fuerza con la cual el muelle de hoja presiona el soporte voladizo contra el cojinete de bola, y mayor la cantidad de fuerza necesaria para levantar el soporte voladizo del cojinete de bola.

El nivel específico de la fuerza 200 puede estar en el intervalo de alrededor de 1,5 Newton a alrededor de 4,9 Newton, y se mantiene preferiblemente a alrededor de 2,0 Newton.

Además o como una alternativa al mismo, es posible proporcionar dispositivos mecánicos que sirven para levantar el soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante del anillo 188 guía del cojinete 184 de bola. Los dispositivos de este tipo permiten la parada del movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal 150 de cerda, y de este modo la acción de empuje de las cerdas, independiente de la fuerza 200 en la que el usuario presiona las cerdas contra sus superficies dentales. Tal dispositivo pudiera ser, por ejemplo, una palanca que puede ser accionada por el usuario, y que levanta el soporte voladizo 126 del cojinete de bola. Esto facilita a voluntad del usuario la opción de activar y desactivar el movimiento de recorrido alternativo del cabezal de las cerdas. La fig. 14 ilustra un segundo ejemplo de diseño de un cepillo de dientes 202 eléctrico, que en su configuración y función es muy similar al cepillo de dientes 100 eléctrico de las figs. 11 a 13. La diferencia descansa en el enfoque para generar la vibración del brazo 120 oscilante, el cual en el cepillo de dientes eléctrico de la fig. 14 no se produce por un cojinete de bola con un anillo guía interno excéntrico. Por lo tanto, más abajo sólo se describe los componentes que difieren de los del cepillo de dientes 100 eléctrico. Los componentes idénticos muestran idénticos números de referencia.

En el cepillo de dientes 202 eléctrico mostrado en la fig. 14, se genera la vibración por medio de un elemento 204 excéntrico que está montado en posición fija sobre el eje 160 del motor del motor 114 eléctrico. El elemento excéntrico puede tener la forma de una rueda o elemento similar, que está asentado en la forma descentrada o despliega una circunferencia excéntrica. El extremo libre del soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante está provisto de un rodillo 206 giratorio, el cual está montado sobre un husillo 208 que se extiende aproximadamente paralelo al eje 160 del motor. El rodillo 206 se soporta sobre el elemento 204 excéntrico y, según gira el eje del motor, rueda con su circunferencia a lo largo de la circunferencia del elemento excéntrico. Como resultado, cuando el cepillo de dientes 202 eléctrico está en modo operativo, el brazo 120 oscilante se hace vibrar por el elemento 204 excéntrico, y el rodillo 206 rotativo sobre él. Esta vibración, según se explica más arriba, es transferida al cabezal 150 de cerdas en la que genera el movimiento 198 de recorrido alternativo.

Como una alternativa al rodillo 206, se puede proporcionar una zapata de guía la cual se desliza a lo largo de la circunferencia del elemento 204 excéntrico.

Otro posible enfoque implica el uso del cojinete 184 de bola según se muestra en las figs. 11 a 13, con el rodillo 206 de la fig. 14 en contacto con, y rodando a lo largo de la circunferencia del anillo guía externo del cojinete de bola.

Como otro enfoque alternativo o adicional, el anillo 188 guía externo del cojinete de bola 184 no es concéntrico según se muestra en las figs. 11 a 13, aunque es en cambio es excéntrico. Cuando se combina con el rodillo 206, éste generará una vibración que es una combinación de la vibración derivada del anillo 186 guía interno excéntrico, y la vibración generada por el anillo guía externo excéntrico.

Otra posible alternativa es usar una rueda excéntrica en lugar del rodillo 206, montado sobre el soporte voladizo 126 según se muestra en la fig. 14. A ese efecto, la rueda es montada de forma desplazada o tiene una circunferencia excéntrica. En este caso no es necesario equipar la rueda con ningún otro componente que podría ser montado sobre el eje 160 del motor del motor 114 eléctrico. La rueda excéntrica se soporta directamente sobre el eje del motor y da vueltas según gira el eje del motor.

Debido a la forma excéntrica de la rueda, el brazo 120 oscilante se fija en un movimiento vibratorio el cual, a su vez, produce el movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal 150 de cerdas, y con él la acción de empuje de las cerdas.

La fig. 15 ilustra un tercer ejemplo de diseño de un cepillo de dientes 210 eléctrico, el cual en términos de su concepto estructural y función es muy similar al cepillo de dientes 100 eléctrico de las figs. 11 a 13. La única diferencia es la ubicación del soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante, el cual en el cepillo de dientes 210 eléctrico de la fig. 15 no está en el mismo lado del eje 138 como el cabezal 150 de cerdas. Por lo tanto, más abajo se describe sólo los componentes que difieren de los del cepillo de dientes 100 eléctrico. Los componentes idénticos muestran números de referencia idénticos.

En el cepillo de dientes 210 eléctrico mostrado en la fig. 15, el soporte voladizo 126 del brazo 120 oscilante se soporta sobre el anillo 188 guía externo del cojinete 184 de bola sobre el lado que está ubicado opuesto al cabezal 150 de cerda. Como resultado, el soporte voladizo siempre estará en una condición en la que el muelle 194 de hoja lo presiona contra el cojinete de bola. La fuerza 200 uniforme aplicada a las cerdas 106 no levantará el soporte voladizo del cojinete de bola. En este caso, el muelle 194 de hoja sólo sirve para proporcionar la tensión inicial del muelle. El movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal 150 de cerdas y en consecuencia la acción de empuje de las cerdas, permanece en efecto a pesar de cualquier fuerza 200.

Por razones de espacio es necesario en el caso del cepillo de dientes 210 eléctrico de la fig. 15 posicionar el enlace 158 cuadrangular en el otro lado del brazo 120 oscilante, con relación al cepillo de dientes 100 eléctrico de la figs. 11 a 13.

Como otra alternativa posible, la vibración, y con ella el movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal de cerdas, no se generan por un motor 114 eléctrico previsto según se proporciona en las figuras, sino por un sistema de accionamiento independiente. Como resultado, la frecuencia del movimiento 198 de recorrido alternativo del cabezal de cerdas, y la frecuencia de la acción de empuje de las cerdas, será independiente de la frecuencia del movimiento 196 alternativo giratorio del cabezal de cerdas. El sistema de accionamiento separado para el movimiento 198 de recorrido puede, por ejemplo, ser un segundo motor eléctrico o un oscilador electromagnético o un accionador piezoeléctrico.

Claims

1. Un cepillo oral que comprende:

un cuerpo que incluye

a) un mango (12, 52, 54; 102, 104) alargado que tiene una extensión longitudinal y un primer extremo, y

b) un cabezal (14; 58; 58a; 58b; 68; 90; 150) posicionado en dicho primer extremo, estando dicho cabezal estructurado para la inserción dentro de una cavidad oral de un humano;

una diversidad de cerdas no onduladas provistas en la forma de uno o más manojos (20; 66; 72, 74, 76; 92) y que se extienden desde dicho cabezal en un ángulo a dicha extensión longitudinal de dicho mango alargado; y

una diversidad de cerdas onduladas que se extienden desde dicho cabezal, definiendo dichas cerdas onduladas una forma de onda regularmente de repetición que tienen intervalos regularmente espaciados, teniendo una forma de onda irregular a intervalos irregularmente espaciados o una combinación de los mismos, teniendo cada una de las cerdas onduladas substancialmente la misma geometría de ondulación que cada una de las otras cerdas onduladas;
y

estando estructurado dicho cepillo para limpiar la cavidad oral; caracterizado porque dicha diversidad de cerdas onduladas están dispuestas en la forma de uno o más manojos (20; 62, 64; 70; 88; 94) y porque cada una de las cerdas onduladas tiene un diámetro de alrededor de 0,152 mm a 0,508 mm.

2. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación de las cerdas es substancialmente sinusoidal.

3. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación tiene una amplitud de alrededor de 0,01 a 1,0 milímetros.

4. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación tiene una frecuencia de alrededor de 0,5 a 8 ondulaciones por centímetro.

5. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación de al menos una porción de las cerdas es ondulación de superficie.

6. El cepillo oral de la reivindicación 5, en el que dicha ondulación de superficie tiene un ancho de alrededor de 0,05 a 2,0 milímetros.

7. El cepillo oral de la reivindicación 5, en el que dicha ondulación de superficie tiene una relación de profundidad (d) de ondulación al diámetro (D) de la cerda de alrededor de 0,01 a 0,20.

8. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación de las cerdas vecinas está en fase.

9. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que la ondulación de las cerdas vecinas está fuera de fase.

10. El cepillo oral de la reivindicación 9, en el que la configuración fuera de fase es substancialmente aleatoria.

11. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que las cerdas tienen un diámetro de alrededor de 0,152 a 0,381 mm.

12. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que las cerdas dan por resultado un cepillo que tiene un grado de rigidez (norma ISO 8627) de alrededor de 2 a 7 centinewtons por milímetro cuadrado.

13. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que dichas cerdas no onduladas están montadas a lo largo de una región del perímetro de dicho cabezal y dichas cerdas onduladas están montadas en una región central de dicho cabezal.

14. El cepillo oral de la reivindicación 13, en el que dichas cerdas onduladas tienen un diámetro de alrededor de 0,152 mm.

15. El cepillo oral de la reivindicación 14, en el que dichas cerdas onduladas están montadas en orificios de manojos y cada uno de dichos orificios de manojos contiene de 40 a 56 cerdas onduladas.

16. El cepillo oral de la reivindicación 13, en el que dichas cerdas no onduladas están montadas a lo largo de un perímetro del cabezal y dichas cerdas onduladas están montadas en dos regiones centrales simétricas espaciadas de dicho cuerpo.

17. El cepillo oral de la reivindicación 16, en el que dichas regiones centrales simétricas, espaciadas de dicho cabezal son semicirculares.

18 El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que dichas cerdas no onduladas están montadas en una región central de dicho cabezal y dichas cerdas onduladas están montadas a lo largo de una región del perímetro de dicho cabezal.

19. El cepillo oral de la reivindicación 1, en el que dichas cerdas onduladas contienen un tinte que se libera de las cerdas onduladas durante el uso para indicar el desgaste del cabezal del cepillo.

20. El cepillo oral de la reivindicación 1, que comprende un cepillo de dientes (50; 100; 202; 210) eléctrico.

21. El cepillo oral de la reivindicación 20, en el que dicho cepillo de dientes eléctrico incluye un cabezal (58; 150) de cepillo que es un cabezal de cepillo vibratorio, oscilante o giratorio.

22. El cepillo oral de la reivindicación 20, en el que dichos manojos (62, 64; 70) de cerdas onduladas están dispuestos en una región interna del cabezal (58a; 58b) del cepillo, rodeada por dichos manojos (66; 74, 76) de cerdas no onduladas dispuestos en una región externa del cabezal del cepillo.

23. El cepillo oral de la reivindicación 22, en el que al menos algunos de dichos manojos (74) de cerdas no onduladas se extienden desde dicho cabezal (58b) de cepillo más allá de dichos manojos (70) de cerdas onduladas.

24. El cepillo oral de la reivindicación 22, en el que dichos manojos de cerdas no onduladas tiene cada uno al menos alrededor de 8 por ciento más de cerdas que cada uno de dichos manojos de cerdas onduladas.

25. El cepillo oral de la reivindicación 22, en el que dichos manojos (70) de cerdas (78) onduladas tienen extremos base en dicho cabezal y un extremo distal, estando los manojos de cerdas onduladas achaflanados, en descanso, de modo que ocupan un área (d_{2}) substancialmente más amplia en sus extremos distales que en sus extremos base.

26. El cepillo oral de la reivindicación 20, en el que dichas cerdas onduladas tienen un diámetro de alrededor de 0,152 mm.

27. El cepillo oral de la reivindicación 21, adaptado para girar dicho cabezal de cepillo alrededor de un eje (152) de giro substancialmente paralelo al eje longitudinal de dichos manojos, y para cíclicamente mover (196) el cabezal de cepillo en la dirección de dicho eje de giro.

28. El cepillo oral de la reivindicación 27, en el que dicho cabezal de cepillo comprende

manojos de cerdas onduladas dispuestos en una región interna del cabezal del cepillo, y

manojos de cerdas no onduladas dispuestos alrededor de la periferia de dicha región interna, extendiéndose al menos dos de dichos manojos de cerdas no onduladas más allá de los extremos distales de dichos manojos de cerdas onduladas y estando separados por una distancia de alrededor de 10 milímetros.