具有弹性可挠曲刷毛支撑头的牙刷 【发明领域】
本发明涉及牙刷，具体地涉及具有大致呈凹形的刷毛表面(即，由刷毛的自由端所形成的表面)的挠性的牙刷头以符合人类牙齿曲率的牙刷。
【发明背景】
人类牙齿的轮廓所要求用来洗刷牙齿的朝向面颊的或外侧表面的牙刷，其理想的刷毛轮廓为凹形的，用来洗刷舌或牙齿内侧表面的牙刷其理想的刷毛轮廓为凸形的。大部分的牙刷都具有整体式的牙刷头，牙刷头都与刷柄厚度类似，因而相当硬且曲率或形状不变。然而，也有一些牙刷还带有一个装置用来使头部相对柄部可弯曲，如EP-A-371,293中所例示的那样。即使这样，这种牙刷地效果也不是很理想。还有一些其它的牙刷可被调节成几种不同形式，但形状仍不可改变。可调节的牙刷通常难以使用且不可靠。
现有牙刷还有一个缺陷是在牙刷很强烈地压着牙齿以获得良好的清洁效果的同时使附近的牙龈软组织受到损伤或不舒服。这一缺陷在一定程度上可通过改变牙刷的形状、或通过改变刷毛的硬度或长度来解决，然而话说回来，整体形状的牙刷总不可能适用于所有情况。
授予Cheng的美国专利US-A-4,712,267揭示了一种可变换的牙刷，包括一个S形的由不变形材料制成的细长刷柄，该刷柄在相对的弯曲部分有弯曲端部、一装有刷毛的挠性块和一用来将挠性块安装在柄上的装置以便在柄的长度方向上纵向运动。刷柄的弯曲部分将挠性块连同刷毛弯成凹形或凸形，它对应于刷柄的弯曲形状。
在转让给Warner-Lambert公司的欧洲专利EP-A-454,625中揭示了一种可调节弯度的牙刷，其头部为环形。一个凸轮或滑动机构可改变凹形和凸形之间的牙刷头的曲率。在另一实施例中，头部是刷柄整体的一部分，该刷柄为一可压缩的封闭环形状，当刷柄处于其非压缩状态时，刷毛表面呈凹形，当刷柄被压缩时它呈凸形。
在属于Lingner& Fischer有限公司的欧洲专利EP-A-577,656中揭示了一种具有刷柄、并且在其一端为一刷毛支撑头的牙刷，其中该牙刷头呈两个或多个可挠曲和弹性地互相连接和/或连接到刷柄上的片段，片段中的一个或多个成为刷毛支架。在一个实施例中，它是利用在牙刷头的相对表面上的横向、也可是纵向的槽而达到这一目的。使用时有压力作用的情况下可采用凸形。在另一实施例中，刷柄伸入一其内部弹性地连接有牙刷头的框架中。当压力作用到牙刷头的中心时，它可采用凹形。
虽然上述的牙刷可使牙刷头有一定的挠性，但它们中没有一种是完全令人满意的，具体来说，它或者是在一个实施例中不能同时提供凹形和凸形两种轮廓，或者是要求使用者必须有特别熟练的操作的技术。
因此，本发明一个目的在于提供一种牙刷，它具有一可挠曲地适应牙齿的凸形或凹形表面的牙刷头，并且可提供良好的清洁效果且易于制造和使用。
本发明再一个目的在于提供一种牙刷，在对相邻的牙龈组织损伤最小的情况下有效地清洁牙齿。发明概述
根据本发明的一个方面提供一种牙刷，它具有一刷柄和一弹性可挠曲的刷毛支撑头，当牙刷处于其正常的非受压形状时，处于牙刷的纵轴和/或横轴上的刷毛的自由端大致形成凹形轮廓。
本发明的可挠曲牙刷头可在刷牙时弯曲以使其本身能补偿使用者牙齿的不同轮廓。具体地，本发明牙刷的可挠曲牙刷头在其非受压形状时，有一适应牙齿朝向面颊的表面的刷毛轮廓，而且至少在较佳实施例中可被连续地弯曲，从平面位置到凸形以适应牙齿的朝向舌的表面，从而总的来说优于现有的硬头牙刷。该牙刷头是以这种方式1来用的，即刷毛的外排从中心弯出以限制当牙刷头压在牙齿上时作用到牙龈上的压力。在所有的情况下牙刷头是弹性的，这样当作用力解除时，牙刷头可恢复成其原来的形状。发明的详细描述
本发明的牙刷具有细长的刷柄，并且作为一必需的构件，该刷柄还有一弹性可挠曲的刷毛支撑头。至少牙刷头的第一部分形成为刷柄的整体延伸段。至少这部分牙刷头的一个区域是足够薄的，这样牙刷头在正常的刷牙力的作用下常弯曲。较佳地是，该牙刷头还包括一个或多个形成在或围绕在其第一部分上的弹性材料制成的第二部分，这样整个牙刷头为传统的大致平面形状，但与传统的牙刷相比还可变形。本文中所说的可挠曲意味着当正常的刷牙力(2-4牛顿)作用到牙刷头的一端上时，另一端保持固定，力作用的那一端则将弯曲至少1°(折曲角度)。在较佳实施例中，折曲角度至少为5°，更佳地折曲角度至少有10°，而且可达45°或更大。在尤佳的实施例中，折曲角度是牙刷头可以弯曲成凸形。牙刷头的至少一面上装有刷毛。
本发明的牙刷柄以及作为刷柄一部分的牙刷头的那部分可用传统的牙刷制造所用的材料制作，特别是塑料材料。适用的塑料材料例如包括聚酰胺和聚丙烯。一种适合的聚丙烯材料是“聚丙烯PM 1600”(由Shell销售的)，弹性模数(ISO178)为1500Mpa、肖氏硬度(ISO868)为75A。刷柄本身一般是刚性的并且可以是传统形状的牙刷。优选的是，刷柄可以包括一比刷柄的其它部分较易于变形的颈部，如本技术领域中众所周知的，只要使用时力作用到牙刷头上时它足够硬即可，但当刷牙时，牙刷头还可以以上述的方式挠曲到前述的程度。
就本发明较佳的方面而言，该牙刷头有一个或多个刷毛支撑面并且至少一个刷毛支撑面在牙刷处于正常的非受压状态时大致呈现为凹形。牙刷头表面可在牙刷头的两条横轴和纵轴或其中任一条上呈现为凹形。沿着纵轴呈现凹形的表面的曲率半径可沿牙刷头长度变化。曲率半径较佳地是从10-500mm，更佳地是从15-250mm，尤佳的是从25-150mm。
在一个实施例中，牙刷头的第一部分包括一个或多个延伸段，它们与刷柄成一体，并且其厚度可获得所需的挠曲性，同时在所期望的使用状态下保持牙刷头的结构整体性。延伸段一般基本上比刷柄薄。较佳地，仅有一个这样的延伸段。牙刷头可沿其长度改变厚度以当牙刷头受到外加的弯曲力而折曲时控制已变形的轮廓。在此实施例中，牙刷头延伸段较佳地是至少局部的、最好是整个地包有弹性材料，所述材料还填在多个延伸段之间的任何间隙中。延伸段都可以带有一些表面加强肋或构件以辅助将弹性体粘到其上。
在另一个实施例中，牙刷头有一对相对面，刷毛安装在所述一个面上，并且该面上和/或对立面上具有一个或多个直线形或非直线形的槽。这些槽形成薄的铰链，它们使牙刷头可挠曲，槽之间的牙刷头部分最好与传统的、可挠曲的牙刷头具有类似的厚度。
这些槽可以大致与刷柄纵轴成横向的或平行，并且可以伴随在曲线形或锯齿形的通道。具体地，这些槽可以沿着牙刷头纵向伸展以使外排纵向的刷毛弯离里面的刷毛。较佳的是还可以由横向槽代替或另外加上横向槽，这样牙刷头可沿纵轴弯曲。
这些槽的宽度和深度可以变化，以及槽与槽之间的距离也可以变化。在此情况下，牙刷头沿着其长度和/或宽度的挠曲性是可以改变的。较佳的是在此方式中仅仅是横向槽可以改变。
一个或多个槽较佳的是所有的槽中可整体地或局部地填充弹性材料。在此情况下，牙刷头的挠性和/或弹性都可以改变并且可以减少或完全避免由于牙膏积垢而污染槽。填入的弹性材料的颜色可与牙刷头的材料相同，或者可以不同，以获得与众不同的条状或其它图案的外观效果。
这些槽一般可以是直的或带有曲线通道或锯齿形通道。非直线形的槽有助于在牙刷头弯曲时补偿填充槽的弹性材料的压缩应力。
这里合适的弹性材料是热塑弹性体，其肖氏硬度为30-80，如Santoprene和Themoflex。一种特别适合的弹性体为“PTS Thermoflex 75”(由德国PlasticTechnologie Service销售)，弹性模数(ISO178)为100Mpa，肖氏硬度(ISO868)为80A。这些弹性体可优先与一适合的增塑剂或发泡剂混合以使它们更易于压缩。
刷毛可以用本技术领域中任何一种现有的材料制作。适合的材料这里为聚脂和尼龙，如Dupon Nylon 612。刷毛较佳地为圆形截面的，而且可以为其它形状的截面，如矩形、六角形和三叶形的，但又不仅限于这些形状。而且，刷毛的直径和长度可在本技术领域中普通技术人员已知的常用尺寸范围中变化，只要当牙刷处于非受压状态时，还能符合刷毛表面大致呈凹形这一总的目的即可。刷毛一般如传统形式地组合成簇并且可藉由多种工艺装到牙刷头上。这里较佳的工艺是钉子钉和熔合。刷毛可插入牙刷头延伸段和弹性材料中的一者或两者中。切割刷毛和使之端部变园可采用本技术领域中任何一种周知的方法进行。
使用时，采用与传统刷牙动作相同的方式来使用本发明的牙刷清洁牙齿，较佳地，可采用齿科保健专家推荐的方式操作牙刷。本发明的牙刷还可用在电动牙刷或儿童牙刷中。
附图的简述
以下结合附图举例说明本发明，其中：
图1是本发明第一个实施例的局部侧视图，所示的牙刷头部具有横向槽。虽然牙刷头在其非受压状态下是平的，但刷毛被切割成不同长度，这样刷毛表面在纵向上是凹形的。
图2是本发明第二个实施例的类似视图，示出的牙刷头的第一部分由与刷柄形成一体的单段延伸部分构成，还有弹性体围着。该牙刷头是预制成形的，这样它非受压状态下自然地呈现为凹形。
图3是本发明第三个实施例的局部侧视图，示出了一种开槽式牙刷头，其表面在其非受压状态呈凹形，还示出牙刷头是怎么样可以从凹形弯成凸形的以配合牙齿的朝向面颊和唇的表面的。 (以平面视图示出)。
图4是本发明第四个实施例的牙刷头的平面图，包括三个由弹性体围住的薄纵向片段。牙刷头可绕纵轴和横轴弯曲。
图5是沿图4中线AA′的横向截面图。刷毛切割成其表面沿横轴自然地呈现为凹形。
图6是本发明第五个实施例的平面图，其中牙刷头有横向和纵向槽。这些槽中都填有弹性体。
图7是本发明第六个实施例的牙刷头的横截面图，在各面上有两个纵向槽。牙刷头是预制的，这样其表面在横轴方向上自然地呈现为凹形。槽中都填有弹性体。
图8示出了图7中牙刷头的纵向外排是如何由于刷牙时力的作用下弯出牙龈的。
图9和10是本发明牙刷头再一个实施例的平面图，具有人字形和波浪形的横向填有弹性体的槽。
图11是本发明另一个实施例的局部平面图，其牙刷头中沿中心线有横向槽，槽占了牙刷头的整个深度，这样形成了两排近乎平行的铰链。
图12是本发明又一个实施例的局部侧视图，示出了一个具有不同深度的槽的牙刷头的侧面，在靠近牙刷颈部处有较大的挠曲性。
参见图1，一牙刷头(1)整体地形成在刷柄(2)的一端。该牙刷头(1)有两个基本上平行的表面，在顶面上安装的是分配成多簇(3)的刷毛。上面和下面带有许多大致平行的横向槽(4)，且留下一个薄的挠曲性头部铰链(5)。刷毛切割成其表面(6)在牙刷处于本来的非受压状态时是凹形的。
在图2中，牙刷头的第一部分由刷柄(2)的单层变薄延伸部分(7)构成。该延伸部分由一弹性体(8)围着，这样整个刷头的厚度与现有的牙刷类似。牙刷头预制成一自然的凹形，而且有足够的柔性，这样在刷牙时一般的力作用下该刷头可弯曲成凸形。在此例中刷毛簇(3)的长度近似相等，并且与弹性材料熔合成一体。
在图3中，牙刷头预制成一自然凹形(9)可完美地配合清洁牙齿(10)的朝面颊的表面。横向槽(4)使牙刷头具有挠曲性，这样在正常的刷牙力下，可使牙刷头向后弯成较适合于牙齿的舌形表面(12)的凸形(11)。槽还另外填有弹性体，优选的是与牙刷头材料不同颜色的材料以形成一种与众不同的外观。
在图4和5中，牙刷头(1)包括刷柄的多个延伸段(13)，并由弹性体(8)围着，这样牙刷头的整体形状还是传统式样的，但在纵向和横向两个方向上是可挠曲的。所示的刷毛簇(3)与弹性体熔合在一起并被切割成刷毛表面(6)大致呈凹形。
在图6中，刷毛头(1)带有横向槽(4)和纵向槽(14)。这些槽中都填有弹性体。在槽(16)与槽(16)之间的正常厚度区域处的牙刷头的一个表面中钻有孔(15)用来配合藉由传统的用像固定钉子一样固定的刷毛簇。
在图7和8中，牙刷头(1)预制成形，这样沿着横轴自然地呈现为凹形。纵轴(14)将挠曲性赋予牙刷头的上下两面。在此情况下，外排刷毛(17)在刷牙(19)时从牙龈(18)处弯出，从而避免损伤牙龈。
图9和10示出了具有非直线形的、横向的填充有弹性体的槽的牙刷头。这些槽都呈人字形(20)或波浪形(21)。在两种情况下，这些槽都使牙刷具有与众不同的外观，而且当牙刷弯曲时有助于补偿槽内弹性材料中的收缩应力。图中还示出了牙刷头的背面，当牙刷头朝凸形弯曲时，它被压缩。 在图11中，牙刷头有横向的填充有弹性体的槽(4)。为清楚起见未示出弹性体。围绕牙刷BB’中心轴槽正好穿过牙刷头(22)，并在牙刷头的各条边上留下一排铰链(5)。刷毛簇(3)是用传统的像固定钉子一样方式固定到牙刷头的较厚部分的。
在图12中，所示的槽(4)的深度在朝向刷柄(2)的方向上增加，最深的槽最靠近离刷柄最近的牙刷头那端。这使得最靠近刷柄(2)的牙刷头部分凭借有着较细铰链而比最远离刷柄的牙刷头那端更易于挠曲。这些槽都填有弹性体。