具有多级刷毛簇的牙刷 本发明涉及一种具有特殊牙刷头的牙刷，这种牙刷具有较高的清除牙垢能力，同时能按摩并刺激牙龈但又不会损伤牙龈组织。
在牙刷设计方面，有大量的资料可供参考。在专利文献中也报导过很多不同类型的改善清洁、牙龈刺激效果和口腔感觉的方法。
美国专利2,567,080(Pifer)提出了一种设计方案，其中，在牙刷头左、右两侧的外层刷毛簇排相互偏离。这些外层刷毛簇排还向着偏离中央刷毛簇排的方向倾斜。相邻的刷毛簇之间留有较宽的间隙，以获得较大的横向弹性而又不会相互干扰，这种干扰常见于密集设置的刷毛簇中。
美国专利3,359,588(Kobler)中披露了一种类似的发明构思，其中，由一系列成排排列的圆锥齿构成按摩头，这些成排的圆锥齿彼此倾斜地偏离。这种构思还可见于美国专利4,010,509(Huish)中，该专利披露了一种双牙槽牙刷，它有两组以一定角度彼此偏离的牙槽刷毛。
在美国专利3,722,020(Hills)、4,706,322(Nicolas)和5,046,213(Curtis等)中披露了将垂直的和倾斜地刷毛相邻设置的方案。科尔普特·帕尔莫利夫(Colgate-Palmolive)公司实施了后一种专利，其产品的注册商标为Precision。
美国专利4,776,054(Rauch)披露了一种牙刷头，它有平行的裂缝将外层刷毛簇排与中央的内刷毛簇排分开。外层刷毛的长度大约比中央刷毛的长度长1/3。至少有一个实施方案披露了外层刷毛排的曲线设计。
据美国专利1,369,966(Cosens等)报导，通过使前部刷毛簇长于后部刷毛簇的方法可以更好地清洁后磨牙。其牙刷头从纵向看为凹面，而从横向看为凸面。
美国专利4,724,570(Hitzman)和美国专利4,724,569(Equchi等)披露了一种牙刷头，其刷毛簇头是斜切的。在美国专利5,040,260(Michaels)中也披露了斜切的构思。
Oral-B实验室以Advantage为商标销售一种牙刷。这种牙刷的牙刷头在靠近其前部的一组刷毛簇长于朝向牙刷柄的刷毛簇。所述刷毛簇的自由端被修剪成一定角度，形成一个向后倾斜的平面。所述前部刷毛簇组的后面刷毛簇，其长度交替变化，以构成广告中所说的作用杯。
从上述所扼要讲述的专利技术中可以看出，在本领域中已经有许多革新。不过，还留有进一步改进的空间。
因此，本发明的一个目的是提供一种牙刷，它能有效地清洁牙齿，清除残渣和菌斑。
本发明的另一个目的是提供一种能以适当方式刺激牙龈的牙刷，它可以预防牙龈疾病而且不会损伤牙龈。
本发明的再一个目的是提供一种牙刷，它能赋予使用者一种独特的口腔感觉，能高效清洁牙齿并产生一种触摩效果。
本发明所提供的牙刷包括：
牙刷柄，具有第一及第二端部；
牙刷头，具有沿一条纵向轴线定位的前端和后端，后端与牙刷柄的第二端部相连，该牙刷头有一个下表面，一个与该下表面相对的扁平上表面，以及连接上、下表面的两侧面，侧面由左、右边缘限定；和
若干刷毛簇，每个刷毛簇有一端固定在牙刷头的上表面，与固定端相对的为自由端，所述刷毛簇包括：
一排靠近纵向轴线的左边设置的外层刷毛簇，和另一排靠近右边设置的外层刷毛簇。外层刷毛簇的每一排沿所述纵向轴线分布，并朝向相应的边缘彼此向分离的方向倾斜，每一排外层刷毛簇均呈扇形，通过测量自由端到固定端的长度可知，中央刷毛簇的高度最大，而且在中央刷毛簇的每侧至少相邻有三个刷毛簇，这些刷毛簇的高度随着与中央刷毛簇距离的增加而下降。
在靠近牙刷头后端的部分设置三排后部刷毛簇，每一排构成一个平面，每一个平面都与所述纵向轴线垂直。这三排刷毛簇比所述外层刷毛簇中最短的刷毛簇更接近牙刷头后端。
与上述结构相应，在靠近牙刷头前端处有三排前部刷毛簇，每一排构成一个平面，每一个平面也都与所述纵向轴线垂直。这三排刷毛簇比所述外层刷毛簇中最短的刷毛簇更接近牙刷头的前端。
所述三排后部刷毛簇中的每一排，从最后一排起越接近前端高度越小。类似地，所述三排前部刷毛簇中的每一排，从最前一排起越接近后部高度越小。
将所述后部刷毛簇修剪成一个平面，该平面向着前端下倾。所述前部刷毛簇也构成一个平面，该平面向着后端下倾。
另外，在所述外层扇形排列的刷毛簇之间还设置了若干排内部刷毛簇。
所述内部刷毛簇的第一排靠近所述前部刷毛簇，最后一排靠近所述后部刷毛簇，在所述第一排和最后一排刷毛簇之间有若干排中间刷毛簇。第一排和最后一排刷毛簇比中间刷毛簇长，从而形成牙刷头的鞍形中央部分。
包括所述内部刷毛簇的第一排和最后一排在内的刷毛簇的自由端，被修剪成向里倾斜的平面。
下面通过结合附图所作的详细说明，可以更完整的理解本发明的上述特征、优点和目的。
附图包括：
图1是所述牙刷头的平面透视图；
图2是图1所示牙刷的俯视图；
图3是沿图2中3-3线所取的截面图；
图4是图1中扇形外层刷毛簇的侧视图；
图5是沿图2中5-5线所取的截面图，示出由内部刷毛簇形成的鞍形结构。
通过改变刷毛簇长度、倾角和位置分布的组合措施，取得了改善清洁、刺激牙龈和口腔感觉的效果。沿牙刷头外围分布的刷毛簇以一定角度外倾，并呈扇形排列。在牙刷头的前部和后部成组地设置多级高度的刷毛簇。在牙刷头的内部，另一组多级高度的刷毛簇组合成鞍形成中凹的心部。通过试验多种不同的刷毛簇高度和位置分布，已发现这些特征的组合会产生最佳的效果。
图1表示本发明的一个实施方案，所示牙刷柄2有一个第一端4和一个第二端6。沿纵向轴线14定位的牙刷头有一个前端10和后端12。后端12与牙刷柄2的第二端6相连。牙刷头8有一个下表面16，一个与该下表面相对的平的上表面18，以及连接上、下表面的两侧面20。由左右边缘22、24限定牙刷头的每一侧面。
图2可最清楚地显示牙刷头上的刷毛簇。一排外层刷毛簇26靠近左边缘22设置，它横跨纵向轴线14。另一排外层刷毛簇靠近右边缘24设置，而且同样横跨纵向轴线。如图3所示，每一排外层刷毛簇朝着与其邻近的边缘向外倾斜，并彼此分离。每根刷毛都有一个自由端28和一个固定端30，其固定端与同一束刷毛中的刷毛一起被固定在牙刷头上的一个孔里，组成一个刷毛簇。
外层刷毛簇26共同形成一个扇形组。在该组内有一个中间刷毛簇32，在该中间刷毛簇的两侧有分别由三个相邻的刷毛簇34组成的两组刷毛簇、该中间刷毛簇32从自由端到固定端的高度比相邻的刷毛簇34中任一个都大。随着离所述中间刷毛簇的距离的增加，各相邻刷毛簇34的高度逐渐下降。
图4最清楚地显示了靠近牙刷头8的后端12设置的后部三排刷毛簇的其它特征。所述后部刷毛簇36的每一排分别位于一个垂直于纵向轴线14的一个平面38上。参见图2，所述三排后部刷毛簇36的位置比所述外层刷毛簇中最短的一簇47更靠近牙刷头的后端12。
靠近牙刷头8的前端10有一组由三排前部刷毛簇44组成的刷毛簇组。这三排刷毛簇中的每一排都位于一个垂直于纵向轴线14的平面上。这三排刷毛簇比外层刷毛簇中最短的刷毛簇更靠近牙刷头8的前端10。此外，三排后部刷毛簇36中的每一排，从最后一排48开始逐渐短于前面一排。例如，编号为50的一排比编号为48的一排短，前者更接近牙刷头8的前端10。类似地，三排刷毛簇44中的每一排从最前一排52开始逐渐短于前面一排。例如，编号为54的一排比编号为52的一排短，前者更接近牙刷头8的后端12。
所述后部刷毛簇36的自由端被修剪成一个倾斜的平面56。该倾斜平面56向着所述前端10下倾。前部刷毛簇44的自由端被以类似方式修剪成一个倾斜的平面58。该倾斜平面向着所述后端12下倾。
图5最清楚地显示了所述鞍形结构，它包括若干排内部刷毛簇60，它位于所述形成扇形的一对外层刷毛簇26之间。所述若干排中间刷毛簇62中的第一排62靠近前部刷毛簇44，而最后一排64靠近后部刷毛簇36。若干排中间刷毛簇66位于所述第一排62与最后一排64之间。所述第一排和最后一排刷毛簇的刷毛高度长于所述中间排的刷毛高度。刷毛簇的这种设计，在牙刷头8的中央部分68形成一种鞍形结构。最后，将所述中部刷毛簇的第一排62和最后一排64的自由端修剪成一个向内倾斜的平面。
本发明的牙刷具有特殊的刷毛簇结构并按牙齿外形修剪，因此，刷毛与牙齿表面接触良好，能很好地清洁牙缝提高去垢效果。刷毛的三个层次结构具有特殊的功能作用，所述三个层次的刷毛为：牙龈线刷毛，内部和表面刷毛，以及前端刷毛。
牙龈线刷毛以外层刷毛簇26形式出现。这些刷毛簇从牙刷头8的边缘22、24处向外倾斜，以使其向着牙齿基部的牙龈线(牙龈缘)伸出。当在该牙刷头上施加向下的力时，上述倾斜的刷毛族倾向于朝着牙龈线倾倒并进入牙龈线下面。剪成曲线的周围刷毛和外倾的角度一起能产生柔软的、自动的刷毛作用，它能使刷毛端部循着牙龈线正常的不规则轮廓运动。常规的直立刷毛簇牙刷要求使用者以45°的角度改变牙刷的方向，以便有效清洁牙龈线。当把常规牙刷的方向调至有利于清洁牙龈线时，它就不能有效到达牙齿的其它部位。
内部和表面刷毛是本发明牙刷上的第二种重要的次级结构。所述内部刷毛和表面刷毛同时设在后部刷毛簇36、前部刷毛簇44和内部刷毛簇60里。它们一起除去相邻牙齿之间的三角表面和宽的牙齿表面上的牙垢。以斜面56、58和70形式体现的多级斜度修剪，可提高刷毛进入不平的牙齿外形里的能力。这种长、短刷毛簇结构，在向牙刷头上施加一个向下的力并水平运动时会产生一个动力作用。较长的内部刷毛可进入牙齿间隙。而较短的刷毛刚性较好，能很好地清洁所接触的牙齿表面。相反，当传统牙刷上水平修剪的刷毛簇在宽的牙齿表面上刷动时会向着与施加压力相反的方向卷曲。这种长度一样的刷毛簇，只能在同一高度上起作用，刷毛顶端悬在牙缝上面。本发明的组合结构，可以克服刷毛不能进入牙缝内部的缺陷。
前端刷毛-第三类功能性刷毛簇以前部刷毛簇44的形式出现。这些刷毛簇设在靠近牙刷前端的位置上。它们构成一个径向外形，比牙刷上的其它刷毛簇组窄。这种结构使牙刷头呈锥形，以提高其进入口腔后部的能力。斜剪的前部刷毛簇44具有极好的进入能力，从而能很好地除去后磨牙后面的牙垢。相反，常见的剪成平面的牙刷，其前端不呈锥形，因而不能够到达口腔后部，因此也就不能够到达后磨牙的背面。
本发明还可在不违背其实质或实质特征的前提下以其它具体形式实施。所述实施方案从各方面来讲都只是解释性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围是由后面的权利要求书所限定而不是由前面的说明书限定。与权利要求书相当的含义及范围内的一切变化形式都落在本发明的范围内。