CN112165917A - 牙缝清洁器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牙缝清洁器，其具有由第一塑料材料构成的杆状的载体，所述杆状的载体沿纵轴线延伸。所述杆状载体在其前端部区段中具有清洁部，所述清洁部呈由软弹性的塑料材料构成的覆盖物的形式。手柄部布置在所述载体的与前端部对置的后端部上。在手柄部和覆盖物之间构造有载体的连接区段，所述连接区段在特定的条件下显示显著更大的变形。

Description

牙缝清洁器

本发明涉及一种牙缝清洁器或者说牙间清洁器，所述牙缝清洁器具有由塑料材料构成的杆状的载体，所述杆状的载体沿纵轴线延伸，其中，所述杆状的载体在其前端部区段中具有清洁部，所述清洁部呈由软弹性的塑料材料构成的覆盖物的形式，其中，在与前端部区段轴向对置的载体的后端部区段中布置有手柄部。

例如由专利文献EP 0 932 371 B1已知该类型的牙缝清洁器、也被称为牙签。那里所示的牙缝清洁器具有由形状稳定的塑料构成的杆状载体，手柄部通过连接区域一件式地成型在所述载体的后端部上。在所述载体的远离手柄部的前端部区域中，载体配设有软弹性的覆盖物，该覆盖物可以设计具有径向突出的结构元件并且形成清洁部。为了清洁齿间隙，牙缝清洁器的用户握住手柄部并且将载体的前端部以及由此将清洁部导引到齿间隙中，并且前后移动牙缝清洁器。

同类型的牙缝清洁器还通过专利文献DE 10 2012 015 664 A1、DE 10 2013 010782 A1、DE 10 2016 005 012 A1、EP 3 245 977 A1和WO 2017/104784 A1已知。

已经表明，清洁效果主要与用户如何将牙缝清洁器导引到齿间隙之内的方式和方法有关。在此，确定牙缝清洁器的定向的主要方式为，用户如何相对于待清洁的齿间隙布置手柄部。尽管载体有一定的弹性并且可以弹性变形，但如果需要使清洁区段在齿间隙中具有特别的倾斜度，则实现它的方式只能是用户将整个牙缝清洁器相应地倾斜地定向，但这在许多情况下是难以实现的。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种上述类型的牙缝清洁器，该牙缝清洁器能够实现清洁部在齿间隙内的可变定位。

上述技术问题通过具有权利要求1的技术特征的牙缝清洁器解决。所述牙缝清洁器设置具有由塑料材料构成的杆状载体，所述杆状载体沿纵轴线延伸，其中，所述杆状载体在其前端部区段中具有清洁部，所述清洁部呈由软弹性的塑料材料构成的覆盖物的形式，其中，在载体的与所述前端部区段轴向对置的后端部区段中布置有手柄部，其中所述载体在所述清洁部之外具有变形区段，所述变形区段在以下条件下显示显著更大的变形：

-当牙缝清洁器在距其轴向后端部10mm的距离处在所述手柄部区域中垂直于载体的纵轴线借助夹紧器件牢固地夹紧在夹紧平面中，并且

-当牙缝清洁器的具有悬臂区段长度的悬臂区段从夹紧平面到清洁部被划分成至少八个具有相同轴向长度的区段，其中，每个区段均具有朝向手柄部的起点和朝向清洁部的终点，并且

-当外力在距牙缝清洁器的轴向前端部7mm的距离处作用在牙缝清洁器上，使得牙缝清洁器在负载作用点P_F上以垂直于载体纵轴线8mm的路径弹性偏移，并且

-当在变形的牙缝清洁器上针对区段的每个起点和每个终点确定沿牙缝清洁器的纵轴线的x坐标和沿外力作用方向的y坐标，并且

-当针对每个区段由其起点和终点的x坐标和y坐标计算直线段，所述直线段延伸经过相应的区段的起点并且经过终点，并且

-当以度为单位计算相邻的直线段之间分别较小的交角，则两个或三个直线段的交角比所有剩余直线段的最大交角至少大50％。

为了能够以受控并且可再现的方式确定根据本发明的牙缝清洁器的曲率特性或者说弯曲变化，本发明有必要以上述结构为前提。因此可以模拟牙缝清洁器的曲率特性和变形以及在清洁齿间隙时如何发生变形。

本发明基于以下的基本考虑，即，在通过现有技术已知的牙缝清洁器中，变形在应用情况中分布在载体的整个轴向长度上，并且因此引起牙缝清洁器的不利的弯曲以及由此产生的材料负载。通过有针对性地改变载体的变形区段中的刚度，牙缝清洁器的整个(弹性)变形几乎都发生在变形区段的区域中。因此，载体的剩余区域承受显著更小的负载。在具有更低刚度的变形区段的位置上可以有针对性地采取预防措施，以便可靠地吸收出现的负载。

用于夹紧牙缝清洁器的夹紧器件可以具有两个彼此相对置布置的颊板，所述颊板在夹紧时彼此相向移动，并且在此将牙缝清洁器在所述颊板之间并且与所述牙缝清洁器的纵轴线垂直地牢固地夹紧。因此，夹紧平面垂直于载体的纵轴线。所述夹紧装置优选设计为将牙缝清洁器在垂直于其纵轴线的各个方向上牢固地夹紧。

本发明意义上的悬臂区段被定义为牙缝清洁器的从夹紧平面延伸到清洁部起始的区域。因此，清洁部不是悬臂区域的一部分。

悬臂区段划分成区段的方式优选为，一个区段的终点与下一个相邻区段的起点重合。在有利的设计中，区段分别单独具有最高2mm、尤其最高1mm的轴向长度，以便能够利用有限的轴向尺寸在位置上更好地分解变形。

外力优选作用在清洁部上，以便模拟牙缝清洁器在使用中的变形特性。外力尤其作用在清洁部的轴向中心上。

例如借助光学测量方法、比如借助照相机或者测量投影仪实现对区段的起点和终点的x坐标和y坐标的确定。在此，x轴线与载体的纵轴线重合并且y轴线平行于外力的作用方向定向。因此，由x轴线和y轴线撑开的二维平面由此垂直于夹紧平面。

带有起点a_a(x_a/y_a)和带有终点a_e(x_e/y_e)的区段的直线段的确定根据以下直线方程实现：对于两个已给定的点，该直线方程计算出延伸经过这两个点的单值定义的直线。具有点(x_ag/y_ag)的直线段遵循以下方程：

y_ag＝((y_e-y_a)/(x_e-x_a))x_ag+(y_ax_e-y_ex_a)/(x_e-x_a)。

此方程还可以通常写为以下形式：

y_ag＝m_agx_ag+y_0；ag。

其中，m_ag是直线段的斜率并且y_o；ag表示直线段的y轴截距。y_ag和x_ag是直线段的y坐标和x坐标。

根据本发明，始终以两个相邻的区段为基础计算交角。在两个相邻的斜率为m_ag1和m_ag2的直线段之间的交角α按以下方程确定：

α＝arctan(|(m_ag1-m_ag2)/(1+(m_ag1·m_ag2))|)。

在此，角度数值始终以度(°)为单位规定。在本发明的意义上，交角始终是小于90°的那个交角并且以相邻的区段为基础被计算。较小的交角和较大的交角总和始终为180°。在本发明的意义上，如果交角对应于沿外力的作用方向的相关区段的弯曲部，则交角为正。相应地，如果存在与外力作用方向相反的弯曲部，则交角为负。如果交角为0，则区段彼此之间没有相对弯曲。

两个或三个直线段的交角优选比所有剩余的直线段的最大交角大至少80％、尤其至少100％并且优选至少200％。

在本发明的其他设计中，两个或三个依次连续的直线段的交角比所有剩余的直线段的最大交角大至少50％。在本发明的意义上，依次连续的直线段是彼此相邻的直线段。

载体可以与手柄部一件式地构造，由此简化了牙缝清洁器的制造。备选地，载体可以形状配合和/或摩擦配合地与手柄部连接，从而能够鉴于可操作性与载体的材料无关地独立地选择手柄部的材料。

牙缝清洁器的悬臂区段优选从夹紧平面开始到清洁部被划分成至少十个、尤其至少十五个或二十个、最优选至少三十个轴向长度相同的区段。

悬臂区段内的变形区段可以具有整个载体最小的弯曲刚度，因此在这个位置上有针对性地出现牙缝清洁器在使用过程中的最大变形。因此减少了剩余的牙缝清洁器的材料负载，这提高了牙缝清洁器的使用寿命。

变形区段的减少的弯曲刚度尤其通过截面削弱和/或通过至少部分使用具有降低的弯曲强度的材料和/或通过变形区段的几何形状来实现。

在本发明的设计中，手柄部至少区段性地板状地构造，其中，外力的负载作用方向沿手柄部的板平面的法向定向。手柄部在本设计中能够更易握持并且更易操作。在牙缝清洁器的使用中，假设外力主要沿清洁部的板平面的法向定向，则因此变化的刚度特别有利地沿此方向作用。

可以规定，变形区段至少区段性地板状地设计，其中，外力的负载作用方向沿变形区段的板平面的法向定向。因此，可以有针对性地预先给出变形区段的刚度减小的方向。此设计尤其可以与板状的手柄部组合，从而手柄部的板平面和变形部的板平面彼此平行定向。因此优化了清洁牙缝间隙时牙缝清洁器的变形性质。

本发明的其它优点和特征由权利要求书和以下描述得出，在所述描述中参照附图详细阐述了本发明的实施例。在此，在附图中：

图1以俯视示意图示出根据本发明的牙缝清洁器；

图2以侧视图示出夹紧状态下的图1的牙缝清洁器；

图3示出具有已划分的悬臂区段的图2的牙缝清洁器；

图4示出图3的部分区域的放大视图；

图5示出偏移状态下的图2和图3的牙缝清洁器；

图6示出图5的偏移了的牙缝清洁器和现有技术的偏移状态下的牙缝清洁器；和

图7示出图6的牙缝清洁器的用于计算交角的部分区域的放大视图。

图1以俯视示意图示出根据本发明的牙缝清洁器10，该牙缝清洁器10具有由第一塑料材料构成的杆状的载体11。载体11沿图1中虚线所示的、如图1中所示水平延伸的纵轴线L延伸。载体11在其前部的、如图1左侧的端部区段中具有清洁部12，该清洁部12呈由软弹性的塑料材料构成的覆盖物13的形式。通常，多个径向突出的指状物和/或刷毛布置在覆盖物13上，为简洁起见未示出这些指状物和/或刷毛。在本发明的意义上，径向方向垂直于载体11的纵轴线L。指状物和/或刷毛用于清洁齿间隙。

在载体11的与覆盖物13对置的后端部区段上布置有板状的手柄部16，其中，板平面平行地面向图面。用户通常在拇指和食指之间握持手柄部16，其中，板状设计能够实现简便操作并且避免牙缝清洁器10的不希望的旋转。

牙缝清洁器10沿纵向方向被其轴向后端部14并且被其轴向前端部15限界，所述轴向后端部14对应于手柄部16的轴向后端部，所述轴向前端部15对应于覆盖物13的轴向前端部。

载体11在手柄部16和覆盖物13之间具有梯形结构，该梯形结构朝轴向前端部15的方向变细。

载体11在靠近手柄部16的区段中并且在清洁部12之外具有变形区段18，所述变形区段18具有与载体11的剩余的连接区域17相比显著更小的刚度，以便有针对性地影响牙缝清洁器10的弯曲特性。在所示的实施例中，变形区段位于手柄部16过渡至载体1的梯形区域中。与变形区段18不同，载体11的剩余的连接区域17的刚度鉴于朝向清洁部12变细的结构设计而仅以微小程度变化。

在图1的实施例中，实现变形区段18的较小的刚度的方式为，变形区段18由与载体11的剩余的连接区域17不同的材料构成。对此附加地或者备选地，变形区段18的横截面朝向清洁部12变细，这同样减少刚度。在本发明的意义中，材料的选择以及横截面的变细可以彼此独立地或者彼此组合地规定。额外地或者备选地，其他的影响可能性也是可行的、例如通过变形区段18的几何形状的特殊设计也是有可能的。

为评估牙缝清洁器10的刚度及其在预先给定的荷载下的变形特性，适用图2侧视图中所示的结构：借助夹紧器件19牢固地夹紧牙缝清洁器10。夹紧器件19例如是具有两个相对置的颊板的夹紧元件，所述颊板将牙缝清洁器10容纳在所述两个颊板之间并且夹紧在夹紧平面E之内。夹紧平面E垂直于载体11的纵轴线L，并且与牙缝清洁器10在距其轴向后端部14距离a为10mm处相交，如图2所示。

牙缝清洁器10的从夹紧器件19自由突出的部分在夹紧平面E与清洗部12之间形成悬臂区段20，该悬臂区段20具有轴向的悬臂区段长度b。变形区段18在图2中以阴影示出，并且是悬臂区段20的一部分。清洁部12不是悬臂区域的一部分。

根据图3，被夹紧的牙缝清洁器10的悬臂区段20被划分为11个具有相同轴向长度L_i的区段d_i，其中，下标i是代表相应区段的自然数(图4)。在此，区段d₁始终是最接近夹紧平面E的区段d₁。然后，随着距夹紧平面E的距离的增加进行编号。因此，区段d₁₁最接近清洁部12。

每个区段d_i具有朝向手柄部16的起点a_i和朝向清洁部12的终点e_i(图4)。在两个相邻的区段d_i、d_i+1中，轴向后区段d_i的终点e_i相当于轴向前区段d_i+1的起点a_i+1。

在距牙缝清洁器10的轴向前端部15距离c为7mm处，外力F垂直于载体11的纵轴线L向下作用在清洁部12的负载作用点P_F上(参见图2和图3)，使得负载作用点P_F以8mm的距离d垂直于载体11的纵轴L地弹性偏移。牙缝清洁器10在外力F的影响下呈图5所示的弯曲的形状。由图5可知，牙缝清洁器10的变形主要大部分发生在变形区段18的区域中，而载体11的剩余连接区域17仅略微弯曲或者继续保持直线。

针对每个区段d_i确定其相应的起点a_i和终点e_i。点由对应的x坐标和y坐标组成，其中，x轴线与载体11的纵轴线L重合，并且y轴线平行于外力F的作用方向定向。例如借助具有足够高的分辨率的照相机确定坐标，该足够高的分辨率允许确定数量级为100μm、优选10μm的坐标。

然后，针对每个区段d_i计算与该区段d_i对应的直线段ag_i，该直线段agi延伸经过区段d_i的起点a_i和终点e_i。针对每个区段d_i，通过以下方程单义确定直线段agi：

y_ag；i＝((y_e；i-y_a；i)/(x_e；i-x_a；i))x_ag；i+(y_a；i x_e；i-y_e；ix_a；i)/(x_e；i-x_a；i)。

其中，x_ag；1和y_ag；1表示直线段ag_i的x坐标或者y坐标。这同样也适用于起点a_i(x_a；1/y_a；1)和终点e_i(x_e；i/y_e；i)。在此，直线段ag_i延伸穿过区段d_i的起点a_i和终点e_i。

由直线段的变型表达方式

y_ag；1＝m_ag；ix_ag；1+y_0；ag；i。

可以看出直线段ag_i的斜率m_ag；i。这里适用以下方程：

m_ag；i＝(y_e；i-y_a；i)/(x_e；i-x_a；i)。

然后，还由图7可知，按以下方程对于两个相邻区段d_i、d_i+1和相应的直线段ag_i、ag_i+1的相应的斜率m_ag；i、m_ag；i+1计算交角α：

α＝arctan(|(m_ag；i-m_ag；i+1)/(1+(m_ag；i·m_ag；i+1))|)。

交角α表示悬臂区段20在区段d_i内的弯曲特性，并且在本发明的意义中，如果悬臂区段20沿外力F的方向弯曲，则交角α为正。如果存在与外力F作用方向相反的弯曲，则交角α为负。如果区段d_i中没有弯曲，则交角α等于0。

由图5可知，第二区域d₂和第三区域d₃比剩余区域具有显著更大的曲率。因此，对应的交角α显著大于剩余区段d_i的最大交角α，其中，这在本发明的意义上意味着，两个最大交角α比剩余区段d_i的最大交角α或者次大交角大至少50％。

在图6中利用实线示出变形状态中的根据本发明的牙缝清洁器10。为了对比，以虚线示出变形状态中的由现有技术已知的牙缝清洁器21。与根据本发明的牙缝清洁器10相比，已知的牙缝清洁器21具有连续的弯曲特性，完全缺少具有近似线性走向的区域。由于这样的弯曲特性，已知的牙缝清洁器21的整个载体弯曲，这显著减少了它的使用性能。在上述意义上，已知的牙缝清洁器21没有任何交角α比剩余区段d_i的最大交角α大至少50％。

Claims (9)

1.一种牙缝清洁器(10)，其具有由塑料材料构成的杆状的载体(11)，所述杆状的载体(11)沿纵轴线(L)延伸，

其中，所述杆状的载体(11)在其前端部区段中具有清洁部(12)，所述清洁部(12)呈由软弹性的塑料材料构成的覆盖物(13)的形式，

其中，在所述载体(11)的与所述前端部区段轴向对置的后端部区段中布置有手柄部(16)，

其中，所述载体(11)在所述清洁部(12)之外具有变形区段(18)，所述变形区段(18)在以下条件下显示出显著更大的变形：

-当牙缝清洁器(10)在距其轴向后端部10mm的距离(a)处在所述手柄部(16)的区域中垂直于载体(11)的纵轴线(L)借助夹紧器件(19)牢固地夹紧在夹紧平面(E)中，并且

-当牙缝清洁器(10)的具有悬臂区段长度(b)的悬臂区段(20)从夹紧平面(E)到清洁部(12)被划分成多个具有相同轴向长度(l_i)的区段(d_i)，其中，每个区段均具有朝向手柄部(16)的起点(a_i)和朝向清洁部(12)的终点(e_i)，并且

-当外力(F)在距牙缝清洁器(10)的轴向前端部5mm的距离(c)处作用在牙缝清洁器(10)上，使得牙缝清洁器(10)在负载作用点P_F上以垂直于载体(11)的纵轴线(L)8mm的长度(d)弹性偏移，并且

-当在变形的牙缝清洁器(10)上针对区段(d_i)的每个起点和终点(a_i、e_i)确定沿牙缝清洁器(10)的纵轴线(L)的x坐标和沿外力(F)作用方向的y坐标，并且

-当针对每个区段(d_i)由其起点(a_i)和其终点(e_i)的x坐标和y坐标计算直线段(ag_i)，所述直线段(ag_i)延伸经过起点(a_i)并且经过终点(e_i)，并且

-当以度为单位计算相邻的直线段(ag_i)之间分别较小的交角(α)，

则两个或三个直线段(ag_i)的交角(α)比所有剩余直线段(ag_i)的最大交角(α)至少大50％。

2.根据权利要求1所述的牙缝清洁器，其特征在于，两个或三个直线段(ag_i)的交角(α)比所有剩余的直线段(ag_i)的最大交角(α)大至少80％。

3.根据权利要求1或2所述的牙缝清洁器，其特征在于，两个或三个直线段(ag_i)的交角(α)比所有剩余的直线段(ag_i)的最大交角(α)大至少100％。

4.根据权利要求1至3之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，两个或三个直线段(ag_i)的交角(α)比所有剩余的直线段(ag_i)的最大交角(α)大至少200％。

5.根据权利要求1至4之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，所述牙缝清洁器(10)的悬臂区段(20)从夹紧平面(E)至清洁部(12)被划分成至少十个具有相同轴向长度(l_i)的区段(d_i)。

6.根据权利要求1至5之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，所述牙缝清洁器(10)的悬臂区段(20)从夹紧平面(E)至清洁部(12)被划分成至少十五个具有相同轴向长度(l_i)的区段(d_i)。

7.根据权利要求1至6之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，悬臂区段(20)内的变形区段(18)具有最小的弯曲刚度，其中，所述变形区段(18)的弯曲刚度通过截面削弱和/或通过至少部分使用具有降低的弯曲强度的材料和/或通过变形区段的几何形状来实现。

8.根据权利要求1至7之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，所述手柄部(16)至少区段性地板状地构造，其中，外力(F)的负载作用方向沿手柄部(16)的板平面的法向定向。

9.根据权利要求1至8之一所述的牙缝清洁器，其特征在于，所述变形区段(18)至少区段性地板状地设计，其中，外力(F)的负载作用方向沿变形区段(18)的板平面的法向定向。

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