CZ179293A3 - Toothbrush - Google Patents

Description

Oblast vynálezu J ? -¹ ~ ~^J ’^r' i

Předkládaný vynález se týká kartáčů a specielně ^rrrbní-ch kartáčků, které odstraňují nebo přinejmenším omezují škodu způsobenou na zubech nebo na dásňové tkáni při vyvinutí přesahující manuální síly v průběhu čištění.

Dosavadní stav techniky

Postupně se zjistilo, že při energickém čištění zubů nadbytečnou silou může dojít k poškození zubního materiálu a ústní tkáně. Proto následovaly doposud známé pokusy vyvinout takové zubní kartáčky, které na nadměrnou sílu zareagují ohnutím.

V pojednávané oblasti byly doposud vynalezeny zubní kartáčky, které mají pružný krček umístěn mezi hlavou kartáčku se štětinami a držadlem. Například patent USA č. 759,490 vydaný Yatesovi 10. května 1904 popisuje zubní kartáček, který je opatřen mezičlánkem z pružného materiálu umístěným mezi pevnou hlavou kartáčku a držadlem. Účelem ohebného pružného krčku je umožnit hlavě se štětinami ohnutí ve vztahu k držadlu, je-li na ně uplatňována nadměrná síla, čímž je omezeno riziko zranění zubů a dásní. Yates navíc vynalezl vyztužení ohebněno pružného mateiálu krčku druhým ohebným pružným materiálem, jako je plochý drát nebo drát s kruhovým průřezem z pružinové oceli, který je obalen uvedeným prvním materiálem.

Patent USA č. 1,471,626 vydaný 23. října 1923 autoru Pachmayrovi uvádí zuoní kartáček, který je opatřen dvěma konzolovými zploštěnými pružinami nesoucími část se štětinami. Účelem zploštělých.pružin však není omezit síly, které jsou přenášeny na zuby a dásně, ale využít výčnělek, jenž zabezpečuje upevnění části se štětinami buč v paralelní nebo úhlové poloze ve vztahu k držadlu kartáčku.

Patent USA č. 4,520,525 vydaný 4. června 1985 Petersovi popisuje zubní kartáček opatřený ohebným spojem mezi hlavovou částí a držadlovou částí. Tento ohebný spoj umožňuje ohnutí hlavové části ve vertikální rovině ve vztahu k držadlové části. Jeden z vynalezených prostředků sloužících k zajištění takového ohebného spoje je připraven ztenčením tělesa kartáčku odstraněním materiálu z vrchu a spodku tohoto tělesa kartáčku. Ztenčením na ohebném spoji zeslabuje tuto ohebnou část, přičemž umožňuje, aby se při čištění hlavová část ohýbala ve vztahu k držadlové části. Alternativně Peters vynalezl mezeru, která prochází horizontálně článKem tělesa zubního kartáčku a vytváří ohebný spoj skládající se z tenkého horního pružně ohebného horizontálního článku a tenkého dolního pružně ohebného horizontálního článku. Opět je účelem zeslabení článku tělesa s cílem vytvoření ohebné části, která umožní, aby se hlavová část při čištění vychylovala ve vztahu k držadlové části. Tedy cílem takových doposud známých zubních kartáčků je vyvinout hlavu kartáčku, která se vychyluje ve vztahu k držadlu kartáčku v přímém důsledku působení tlaku za účelem zabránění poškození zubního materiálu a dásňové tkáně. I když jsou jednotlivá řešení různá, je technika takových doposud známých zubních kartáčků společná v tom, že zmenšuje pevnost krčkové části odstraněním materiálu nebo nahrazením méně tuhým materiálem v této krčkové části. Princip činnosti takových zubních kartáčků s ohebným krčkem, které jsou v této oblasti doposud známy, je stejný; tzn. zvýšení síly na držadle vyvolává odpovídající vychýlení hlavy kartáčku ve vztahu k držadlu kartáčku. Aby bylo dosaženo efektivní čištění zubů, musí uživatel vyvinout na hlavu kartáčku určitý tlak. Zubní kartáčky s oheoným krčkem již známé v této oblasti,které se vyznačují těmito popisovanými znaky, se vyznačují tím, že vychylování jejich hlav přímo odpovídá síle uplatňované na držadlo, což znamená, že se ohebný spoj připojující držadlo k hlavě kartáčku chová jako stálá pružina. Aniž by existovalo zřetelné určení nadměrného tlaku, uživatel či uživateika vyvíjí podle zvyku manuální sílu na držadlo kartáčku a vyrovnává takto vyvolané vychýlení seřizováním výsledného úhlu hlavy kartáčku ve vztahu k držadlu.

Ačkoli je sledovaným cílem těchto známých zubních kartáčků s pružným krčkem zabránit poškozování zubů nebo dásní, související vynalezené prostředky pro dosažení tohoto účelu pouze využívají menší pevnost krokové části, a proto nutí uživatele vyrovnávat vychýlení držadla kartáčku ve větším úhlu. V tomto smyslu není žádný zmiňovaný doposud známý zubní kartáček s ohebným krčkem vybaven prostředky, teré určují nadměrný tlak jiným způsobem, než je problematický rozsah ohýbání. Navíc nadměrné ohýbání hlavy kartáčku ve vztahu k držadlu kartáčku vadí při používání takto konstruovaného zubního kartáčku a s tím související ztráta řízeního čištění může vést k poškození tkáně.

Jeden z pokusů překonat problémy shora uvedeného typu je popsán v patentu USA č. 4,476,604 vydaném Whiteovi a spol.

16. října 1984. White vynalezl tlakové čidlo ovládání zubního kartáčku za účelem upozornění toho, že je na zuby vyvíjena předem stanovená síla. Ačkoli toto čidlo vydává zřetelný signál při dosažení předem stanovené síly a navíc dosahuje tento výsledek při minimálním ohnutí hlavy kartáčku ve vztahu k držadlu, je řešení vynalezené Whitem složité a vyžaduje elektrickou baterii, žárovku a elektricKý obvod.

Podstata vynálezu

V souvislosti s uvedenými skutečnostmi je cílem předkládaného vynálezu vyvinout vylepšený zubní kartáček mající indikátor síly, který omezuje uplatňování čisticí síly na povrchu zubů a tkáni dásní na předem stanovenou hodnotu a který jasně signalizuje uživateli moment, kdy je tato předem stanovená hodnota síly překročena.

Dalším cílem tohoto vynálezu je minimalizování ohnutí hlavy kartáčku ve vztahu k držadlu do momentu překročení předem stanovené síly tak, že od uživatele není vyžadováno výsledné kompenzování nevhodného pohybu hlavy kartáčku v průběhu čištění.

Navíc je cílem tohoto vynálezu vyvinout zubní kartáček, který vydá uživateli zřetelný viditelný a hmatatelný signál, že byla překročena předem stanovená síla.

Vynález se týká zuoníno Kartáčku, který má kartáčkovou hlavu připojenu ke kartáčkovému držadlu pomocí prostředků zdvojené nosníkové struktury skládající se z nosníku přední strany na straně kartáčku opeřené štětinami a nosníku zadní strany opačně κ nosníku přední strany. Zdvojená nosníkové struktura, která funguje jako indikátor síly, odolává ohnutí hlavy kartáčku ve vztahu k jeho držadlu až po předem stanovenou mezní hodnotu síly, po jejímž překročení se nosník zadní strany pružně prohne, výsledkem čehož je zřetelné vychýlení hlavy kartáčku ve vztahu k jeho držadlu. Pružné pronnutí je doprovázeno snížením úrovně hodnoty síly, která by jinak byla uplatňována na zuby a dásně, a je zřetelným signálem pro uživatele, že hodnota předem stanovené síly byla překročena.

Přehled obrázků na výkrese

I když tato specifikace je opatřena patentovými nároky, které vystihují a jasně vymezují předkládaný vynález, existuje přesvědčení, že tento předkládaný vynález bude srozumitelnější s pomoci následujícího popisu v· souvislosti s připojenými nákresy, na nichž:

Obr. 1, 2 a 3 jsou bokorysy zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu v různých fázích vychýlení hlavy kartáčku.

Obr. ΙΑ, 2A, a 3A jsou zvětšené části příslušných bokorysů zubního kartáčku znázorněného na obr. 1, 2 a 3.

Obr. 4 a 5 jsou části bokorysů zubního kartáčku s ohebným krčkem dřívější známé konstrukce v klidové a ohnuté poloze.

Obr. 6 je graf vztahu síly a vychýlení jednoho příkladu provedení zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu a počítačový model ohebného krčku zubního kartáčku již známého typu v této oblasti.

Obr. 7 je zvětšená část bokorysu alternativního zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu.

Obr. 8 je zvětšená část bokorysu dalšího alternativního zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu.

Obr. 8A je značně zvětšený bokorys výřezu 8A předvedeného na obr. 8.

Obr. 9-12 jsou zvětšené části bokorysů ještě dalších zubních kartáčků podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je předveden zubní kartáček pdole předkládaného vynálezu, Který je jako celek označen symbolem 1^. Skládá se z držadla .2 kartáčku majícího přední stranu £ a zadní stranu 4_, z hlavy 5* kartáčku majícího přední stranu £ s upevněnými svazky štětin 13 a zadní stranu T_ a z indikátoru síly 10 připojujícího držadlo £ kartáčku k hlavě _5 kartáčku.

Indikátor síly 10 existuje v podobě pružné zdvojené nosní kové struktury mající nosník 14 přední strany a nosník 15 zadní strany. Nosník 14 .přední strany prochází mezi přední stranou _3 dr-žadla 2_ a přední stranou £ hlavy 5_ kartáčku. Nosník 15 zadní strany prochází mezi a je zcela napevno upevněn k přední straně držadla 2 a zadní straně 7_ hlavy 5. kartáčku.

Obecná rovina nosníku 15 zadní strany je šikmá ve vztahu k obecné rovině nosníku 14 ve směru od držadla £ k hlavě _5 kartáčku v úhlu X. V průběhu použití je uplatňována manuální síla na držadlo _2, výsledkem čehož je kontakt svazků štětin s povrchy zubů a dásní uživatele. Při vyvinutí počáteční síly na zadní stranu 4. držadla £ kartáčxu, jak je znázorněno výraznou šipkou H, působí vlivem postaveni zubů a dásní reaktivní síla na svazky štětin 13 ve směru, který je vyznačen výraznou šipkou F. Síla H uplatňovaná na držadlo kartáčku je přenášena na hlavu kartáčku přes indikátor síly 10.

Obr. 1A je zvětšený částečný průřez zubního kartáčku podle obr. 1 s obzvláštním zřetelem na indikátor síly *10 ♦ Při přenášení síly z držadla 2 kartáčku na hlavu 5_ kartáčku je nosník přední strany vystaven namáhání tlakem, jak je znázorněno soustavou šipek i, zatímco nosník 15 zadní strany je podrobován stlačujícímu tlaku, jak je znázorněno: soustavou šipek C.

Celková konfigurace nosníxu 15 umožňuje, aby se tato součást chovala jako směrem \zznuru Klenutý oblouk, je-li vystaven počátečnímu stlačujícímu tlaku. Sklon ooecné roviny nosníku 15 zadní strany ve vztahu k nosníku 14 přední strany v úhlu X vytváří vertikální složku, která zpevňuje zdvojenou nosnikovou strukturu indikátoru síly iý. Xosnik i5 zadní strany taká úplat ňuje sešikmení, kterc je na průřezu zřetelná, od bodu J u spo jení nosníku 15 zadní strany se zadní stranou 4_ držadla 2_ kartáčku směrem k bodu X a od bodu L u spojení nosníku 15 zadní strany se zadní stranou ]_ hlavy p kartáčku směrem k bodu K, přičemž je vytvářen úsek zeslabení v bodě K.

Obr. 2 předvádí zubní kartáček 1_ v situaci, kdy je vyvinuta zvýšená síla na zadní stranu £ držadla 2_, jak je znázorněno výraznou šipkou ¹¹H ¹¹, při spolupůsobení reaktivní síly r ' uplatňované na svazky štětin 13 hlavy 5_ kartáčku, jak je znázorněno výraznou šipkou F'.

Obr. 2A je zvětšený částečný průřez zubního kartáčku !_ podle obr. 2. Přenos zvýšené síly přes indikátor 10 vytváří zvýšené namáhání tahem nosníku 14 přední strany a větší stlačující tlak na nosník 15 zadní strany. Tento větší stlačující tlak na nosník 15 zadní strany pružně deformuje tento nosník 15 zadní strany a umožňuje omezené vychýlení hlavy 5_ kartáčku v tomtéž směru,jakým působí reaktivní síla F. Bod L je podobně přesunut ve vztahu k bodu X na nosníku 15 zadní strany, takže stlačující tlaky na tento nosník 15 zadní strany působí v přímočařejší návaznosti, jak je znázorněno soustavou šipek C^x · Tato omezená pružná deformace nosníku 15 zadní strany umožňuje prohnutí nosníku 14 proti směru pohybu hodinových ručiček v omezené míře ve vztahu k držadlu kartáčku .

Obr. 3 předvádí zubní kartáček 1_ v situaci působení ještě větší síly >pa zadní stranu 4_ držadla £, jak je znázorněno výraznou šipkou H , proti reaktivní síle F uplatňované na svazky štětin 13 hlavy 5. kartáčku, jak je znázorněno výraznou šipkou F^·

Obr. 3A je zvětšený částečný průřez zubního kartáčku £ .podle obr. 3. Zvětšené úhlové vycnylení nlavy £ kartáčku ve vztanu k držadlu 2 <actáčku v o sf.yv.diu se situaci předvedenou na obr. 2 a 2A, kde jsou stlačující síly působící na nosníK 15 zadní strany v relativní přímočaré návaznosti, umožňuje pružnou deformacia prohnutí nosníku 15 začni strany, výsledkem čehož je směrem dolů prohnutý oblouk, jak je obecně předvedeno na obr 3 a 3A. Tato situace způsobuje kolaps přenašeči kapacity síly indikátoru síly 10, čímž vzniká možnost dalšího rychlého vychýlení hlavy 5_ kartáčku ve vztahu k držadlu 2_ kartáčku. Tento stav je občas nazýván jako centralizační*' nebo olejnicový” efekt. Obě uvedené situace jsou vizuálně i hmatově uživatelem zaznamenány a je dosažen záměr dát uživateli signál, aby snížil nadměrné vyvíjení síly, čímž se kartáček pružně vrátí do své klidové konfigurace, jak je předvedeno na obr. 1, tedy do konfigurace před zahájením procedury čištění uživatelových zubů.

Obr. 4 a 5 předvádějí chování ohebného krčku zubního kartáčku jednoho z dosud známých typů. Obr. 4 je část bokorysu takového již známého zubního kartáčku 41. Zubní kartáček 41 se skládá z držadla 42, hlavy 43 opatřené svazky štětin 44 a tvarovanou mezerou 45 vymezenou pružnými články 46 a 47 v oblasti krčku. Na obr. 5 je předvedeno působení síly U na držadlo 42, proti níž účinkuje reakční síla V, která je vyvíjena na svazky štětin 44 nlavy 43 kartáčku. Na rozdíl od obloukové zdvojené nosníkové struktury předkládaného vynálezu umožňuje rovná konfigurace těchto starších horizonálních ohebných článků okamžité obloukové ohnutí směrem dolů horního ohebného článku 46. Na obr. 5 se vnitřek ohebného článku 46 prakticky dotýká vnitřku ohebného článku 47. Průběh změn situace od klidového stavu již známého kartáčku 41 předvedeného na obr. 4 ke stlačené pozici téhož kartáčku, jak je uvedeno na obr. 5, nezajišťuje potřebu vyslání jasného signálu vůči uživateli, že byla překročena předem stanovená síla.

Obr. 6 je graf vztahu síly a vychýlení uplatňující tři křivky: jednu pro vzorové uspořádání obloukového zdvojeného nosníkového zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu, jako je uspořádání 1_ předvedené na obr. 1 - 3A, jednu pro počítačově vyvinutý Analyticxý model hotových prvku zubního kartáčku majícího strukturu vzorového uspořádání; a jednu pro počítačově vyvinutý Analytický model hotových prvků zubního kartáčku s ohebným krčkem rakového typu, který je již v této oblasti techniky znám a je předveden na obr. 4 a 5.

Polymerní materiál vzorového jednodílné tvarovaného uspořádání podle předkládanénovynálezu, které je využito pro vyvinutí pokusných údajů označených na obr. 6 jako křivka 500, je široce použitelný polypropylénový homopolymer s ohybovým modulem 210 000 psi. Indikátor síly 10 vzorového uspořádání je 1,12 palce dlouhý se sklonem obecné roviny nosníku 15 zadní strany ve vztahu k obecné rovině nosníku 14 přední strany (viz úhel X na obr. 1) v úhlu 5 stupňů. Nosník 14 přední strany má tlouštku 0,06 palce a nosník 15 zadní strany se zužuje od 0,10 palceu bodu J a 0,06 palce u bodu L k 0,035 palce u bodu K. Průměrná šířka nosníku 15 zadní strany má hodnotu 0,25 palce a průměrná šířka nosníku 14 přední strany má hodnotu 0,38 palce.

Způsob použitý k vyvinutí údajů Vzorového obloukového dvounosníkového modelu znázorněný jako křivka 600 na obr. 6 je nazýván INSTRON EXTENSOMETER a je ho možno vyžádat ve firmě Instron Corporation v Canton, Mass. Je to všeobecně používaný průmyslový nástroj k provádění analýz reakcí materiálů a struktur na účinky síly.

Křivky 600 a 700 vztahu síly a vychýlení znázorněné na obr. 6 Obloukového dvounosníkového počítačového modelu a obdobně Počítačový model doposud známého vzorku byly vypracovány s použitím systému počítačového modelového prostředku Analýza hotových prvků (FEA), který je znám pod názvem ABAQUS a je ho možno získat ve firmě HK3, lne. v Providence, Rhode Island. Analýza hotových prvkůje všeobecně používaný prostředek k provádění analýz reakcí mechanických součástí na účinky síly. Jako vstup pro Vzorový obloukový dvounosníkový po čítačový model jsou použity rozměry a materiálové charakteristiky zubního kartáčku podle obzvláště upřednostňovaného uspořádání.

Rozměry ohebného krčku zubního kartáčku, který již byl v této oblasti dříve vyvinut, použité v Analýze hotových prvků jsou 1,12 palce, pokud jde o délku a 0,06 palce v případě výšky, šířka tvarované mezery 45 je 0,38 palce a tlouštka

- y ohebných článků 46 a 47 je 0,06 palce. Jako materiálová charakteristika byl rovněž použit ohybový modul 210 000 psi široce používaného polypropylénového homopolymeru.

Vertikální osa grafu na obr. 6 vyjadřuje sílu v librách uplatněnou na střed strany kartáčku v každém případě a horizontální osa vyjadřuje vychýlení středu strany kartáčku v palcích jako reakce na účinek síly měřené z každé klidové pozice příslušné hlavy kartáčku. Váchozí bod O na grafu představuje počáteční účinek síly.

Podobný průběh křivek 500 a 600 Vzorového obloukového dvounosníkového modelu a Obloukového dvounosníkového počítačového modelu obdobně dokazuje, že počítačový model je dobrým ukazatelem experimentálních údajů a má schopnost stanovovat reakce na účinek síly s dostatečně vysokou úrovní přesnosti.

S odvoláním na obr. 6 a křivku 500 poměru síly a vychýlení Vzorového obloukového dvounosníkového modelu podle předkládaného vynálezu umožňuje vyztužená oblouková konfigurace nosníku 15 zadní strany indikátoru síly 10 podle předkládaného vynálezu jen 0,2 palce vychýlení hlavy 5. kartáčku ve vztahu k držadlu 2^ kartáčku z O (bod O na obr. 6) při síle asi 2,25 liber (bod A na obr. 6).

Bod B na křivce 500 představuje sílu, která pružně deformuje nosník 15 zadní strany kartáčku .1 do podoby, kdy stlačující síly v nosníku 15 zadnístrany působí v celkově přímočaré návaznosti, jak je obecně znázorněno na obr. 2A. Pokusy o uplatnění nadměrné síly nad úroveň vyznačenou jako bod B na křivce 500 způsobují, že nosník 15 zadní straně pružně prohne do směrem dolů prohnutého oblouku, výsledkem čehož je podstatná ztráta schopnosti přenosu síly indikátoru síly 10 doprovázená celkovým vychýlením hlavy _5 kartáčku ve vztahu k držadlu 2 kartáčku. Rychlý zvrat schopnosti přenosu síly umožňuje, aby indikátor síly 10 podle předkládaného vynalezu upozornil uživatele jak hmatově, tak i viditelně na skutečnost, že byla překročena mezní hodnota předem stanovené síly.

I když to není absolutním požadavkem předkládaného vynálezu, zdokonaluje úsek utvořeného zeslabení u bodu K na nosníku 15 zadní strany již zmiňované pružné ohebné chování, které okamžitě upozorňuje uživatele, že limit předem stanovené síly byl překročen.

Bod C na křivce 500 Vzorového obloukového dvounosníkového modelu celkově odpovídá konfiguraci zubního kartáčku JL předvedeného na obr. 3, kde se nosník 15 zadní strany obrátil do směru dolů prohnutého oblouku. Bod D na křivce 500 předsta vuje mez, kdy vnitřní povrch nosníku 15 zadní strany vchází do styku s vnitřním povrchem nosníku 14 přední strany. Nad bodem D na křivce 500 se přenos síly přes indikátor síly 10 zvyšuje, ale nadměrné vychýlení hlavy _5 kartáčku ve vztahu k držadlu ,2 kartáčku způsobuje, že se toto držadlo 2_ ocitne v úhlu, který je pro čištění nevhodný. Očekává se, že uživatel spíše uvolní vyvinutou sílu, než by pokračoval v čištění s ohnutou zdvojenou nosníkovou strukturou, takže nosník 15 zadní strany se může vrátit do své směrem vzhůru prohnuté podoby, jak je obecně předvedenona obr. 1, tedy do situace před zahájením procedury čištění.

S odvoláním na křivku 700 Počítačového modelu známého vzroku na obr. 6, která stanovuje chování takového typu zubního kartáčku s pružným krčkem, který již je v této oblasti znám a který je znázorněn na obr. 4 a 5, představuje bod O počátek účinku síly. Bod D na této křivce 700 Počítačového modelu známého vzorku odpovídá stavu dříve vyvinutého zubního kartáčku 41 tak, jak je znázorněno na obr. 5,kde se vnitřní povrch ohebného nosníku 46 dotýká vnitřního povrchu ohebného nosníku 47. Jak je vidět při srovnání křivky 700 s křivkami 500 a 600 na grafu obr. 6, nevytváří horizontální ohebné články 46 a 47 dříve vyvinutého pružného krčku 41 kartáčku zřetelně pružné prohýbavé chování, jak je tomu v případě vnějším směrem klenutého oblouku indikátoru síly 10 podle předkládaného vynálezu.

Jak je na obr. 6 vidět, vyžadují kartáčky s pružným krčkem typu jako je již známý zubní kartáček 41 celkové vychýlení hlavy 43 ve vztahu k držadlu 42, aby štětiny 44 vesly do efektivního styku se zuby uživatele. Je zřejmé, že tyto doposud známé kartáčky budou pravděpodobně používány v celkove vychýlené pozici v průběhu čistící procedury. V souladu s tím musí uživatel takového již známého zubního kartáčku s ohebným krčkem kompenzovat toto realtivnú značné vychýlení hlavy kartáčku otáčením držadla při čištění v úhlu ovlivňujícím pozici hlavy kartáčku.

Protože je však přístup do ústní dutinyomezen, vyžaduje vychýlená poloha hlavy kartáčku s pružným krčkem již známé konstrukce ve vztahu k držadlu dodatečné roztažení úst v zájmu udržení styku štětin s povrchy zubů a dásní. Navíc, kdykoli štětiny takových již známých zubních kartáčků s ohebným krčkem ztrácejí kontakt s povrchem zubů, jak je tomu na konci vertikálního čistícího tahu, odpruží se hlava kartáčku do své klidové polohy. Nejenže potom uživatel musí obnovit potřebnou sílu a dosáhnout požadované vychýlení v zájmu provedení dalšího tahu, ale shromážděná energie pružiny pružného krčku má tendenci způsobit poškození tkáně v momentu, kdy se hlava kartáčku odpruží do své klidové polohy.

Obr. 7 až 12 předvádějí alternativní uspořádání zubních kartáčků podle předkládaného vynálezu.

Obr. 7 je část zubního kartáčku 71 podle předkládaného vynálezu, který je opatřen indikátorem síly 70. Tento indikátor síly 70 se skládá z nosníku 75 zadní strany a nosníku 74 přední strany. Celková rovina nosníku 75 zadní strany je paralelní s celkovou rovinou nosníku 74 přední strany. Nosník 75 zadní strany se zužuje od bodů P a R k bodu Q, čímž vytváří oblouk.

Ve své klidové poloze, tj. v oblouku, se může nosník 75 zadní strany chovat jako vnějším směrem klenutý oblouk, je-li vystaven počátečnímu stlačovacímu tlaku. Jakýkoli pokus přenášet sílu přesahující předem stanovenou úroveň přes indikátor 70 vyvolává to, že nosník 75 zadní strany podstupuje pružné prohnutí a prohýbá se do směram dolů klenutého oblouku.

Paralelní shodnost obecných rovin nosníku 75 zadní strany a nosníku 74 přední strany předvedená na uspořádání podle obr. 7 nevytváří tutéž vertikální složku ani stejný stupeň vyztužení jako zdvojená nosníková struktura 10 znázorněná na obr.

- 3A. Výsledkem toho je, že zdvojená nosníková struktura 70 vykazuje menší pružinovou tuhost nebo méně tuhou strukturu než zúžená zdvojená nosníková struktura 10 předvedená na obr. 1.

Nicméně směrem vzhůru klenutá oblouková konfigurace nosníku 75 zadní strany stále vykazuje stejný společný typ pružné deformace a prohnutí, jako je tomu u nosníku 15 zadní strany v situaci, kdy je předem stanovená síla překročena, což se projevuje tím, že směrem vzhůru klenutý oblouk klesne do konfigurace směrem dolů klenutého oblouku obecně v podobě situace znázorněné na obr. 3 a 3A. toto klesnutí oblouku vydává uživateli viditelný i hmatem zjistitelný signál, že určitá předem stanovená síla daná příslušnou účelovou konstrukcí byla překročena.

Obr. 8 předvádí část bokorysu jiného zubního kartáčku 81 podle předkládaného vynálezu, jehož indikátor síly 80 je složen z nosníku 84 přední strany a nosníku 85 zadní strany. Nosník 85 zadní strany je opatřen kloubem 86.. Obr. 8A je zvětšení detailu tohoto kloubu 86 na nosníku 85 zadní strany. Kloub 86 může být jako součást celku zformován z polymerníchmateriálů jako je polypropylén za účelem vytvoření toho, co je známo pro zkušené odborníky v této oblasti pod pojmem živý kloub. Umístění kloubu 86 na horním povrchu nosníku 85 zadní strany umožňuje soustředění uplatněného stlačovacího tlaku na tento horní povrch nosníku 85 zadní strany tak, že se ve své klidové poloze tento nosník 85 zadní strany chová jako vzhůru klenutý oblouk, je-li vystaven počátečním stlačujícím silám.

Při použití je manuální síla vyvíjena na držadlo 82 kartáčku za účelem dosažení kontaktu svazků štětin 83 se zuby a dásněmi uživatele. Indikátor síly 80 přenáší uplatňovanou sílu z držadla 82 na hlavu 87 kartáčku. Při dosažení předem stanovené mezní síly, která je předem dána na základě takových faktorů, jako je konstrukční materiál a přesná geometrická konfigurace zdvojené nosníkové struktury (obzvláště pak nosníku 85 zadní strany), se nosník 85 zadní strany pružně prohne a poklesne do směrem dolů klenutého oblouku. Poměrně malý průřez kloubu 86 vytváří malý odpor vůči prohnutí. V sodadu s tím pak nedostatek odporu proti prohnutí umožňuje, aby se nosník 85 zadní strany pružně deformoval a prohnul velmi rychle, čímž vydá uživateli zřetelný hmatem a zrakem zjistitelný signál, že předem stanovená síla byla překročena.

Obr. 9 je část bokorysu dalšího zubního kartáčku 91

- 13 podle předkládaného vynálezu, jehož indikátor síly 90 je složen z nosníku 94 přední strany a nosníku 95 zadní strany. Nosník 95 zadní strany navíc obsahuje nosníkový úsek 98 a nosníkový úsek 99, které vytvářejí stupňový průřez. Průřezové přechody vytvářejí větší průřez nanosníkovém úseku 9o vznledem k menšímu průřezu na nosníkovčm úseku 99 u bodu S. Průřezový schodek vytvořený u bodu S_ umožňuje, aby nosníkový úsek 99 s menším průřezem soustředil působící stlačovací tlak na horní povrch nosníkového úseku 98 s větším průřezem v tom smyslu, že ve své klidové poloze se nosník 95 zadní strany chová jako směrem vzhůru klenutý oblouk, je-li vystaven účinku počátečních stlačujících sil.

Při použití je manuální síla vyvíjena na držadlo 92 za účelem dosažení kontaktu svazků štětin 93 se zuby a dásněmi uži vatele. Indikátor síly 90 přenáší uplatňovanou sílu z držadla 92 na hávu 97 kartáčku. Vlivem menšího průřezu nosníkového úseku 99 se největší účinek okamžitého pružného deformování nosníku 95 zadní strany projevuje na nosníkovém úseku 99 jako reakce na stlačovací síly působící na tento nosník 95 zadní strany. Deformování nosníkového úseku 99 umožňuje pružné prohnu tí nosníku 95 zadní strany, je-li překročena mez předem stanovené síly, pro kterou je kartáček konstruován, přičemž nosník 95 zadní strany poklesne do směrem dolů klenuté obloukové konfigurace. Pružné prohnutí a poklesnutí nosníku 95 zadní strany vydává uživateli zřetelný hmatem a zrakem zjistitelný signál, že předem stanovená síla byla překročena.

Obr. 10 je část bokorysu ještě jiného zubního kartáčku podle předkládaného vynálezu, Indikátor síly 100 se skládá z nosníku 104 přední strany a nosníku 105 zadní strany. Nosník 105 zadní scrany je tenčí u svého středu a má podobu směrem vzhůru klenutého oblouku. Nosník 104 přední strany se zužuje od bodů X a _Z k bodu Y, čímž vytváří dolů klenutý oblouk.

Při čištění způsobuje počáteční přenos síly přes indikátor 100 stav, kdy se nosník 105 zadní strany chová jakovzhůru klenutý oblouk. Zmenšený průřez nosníku 104 přední strany u bodu ”Y” soustřeďuje prohnutí tohoto nosníku 104 přednístrany zmíněného bodu Y ca situace, kdy je hlava 107 kartáčku vychýlena ve vztahu κ držadlu 102 xareaěmu. hicm-ně podobně jaxo v případech předtím vysvětlených uspořádání zubních kartáčků je nosník 104 přední strany vystaven takovému napětí v průběhu procedury čištění. V souladu s tím se spíše ohýbá než prohýbá při přenosu sí ly mezi držadlem 102 kartáčku a hlavou 107 kartáčku přes indikátor síly 100.

Obr. 11 je část bokorysu dalšího zubního kartáčku 111 pod le předkldaného vynálezu, jehož indikátor síly 110 se skládá z nosníku 114 přednístrany a nosníku 115 zadní strany. Oba tyto nosníky 114 a 115 jsou v původním stavu tvarovány jako vzhůru klenuté oblouky, jsou-li v klidově poloze. Výsledná vzhůru klenutá oblouková konfigurace indikátoru síly 110 sešikmuje cel kovou rovinu hlavy 117 kartáčku mírně směrem dolů ve vztahu k celkově rovině držadla 112 kartáčku. Nicméně zubní kartáček 111 funguje celkově podobným způsobem jako předtím popsaná uspořádání.

Obr. 12 je část bokorysu opět jiného zubního kartáčku 121 podle předkládaného vynálezu, jehož indikátor síly 120 se skládá z nosnÍKU 124 přední strany a nosníxu 125 zadní strany. Nosník 124 přední strany prochází mezi a je kloubově připojen k přední straně 133 držadla 122 u kloubu 131 a zcela napevno je připevněn k přední straně 13G nlavy 127 kartáčku. Nosník 125 zadní strany prochází mezi zadní stranou 134 držadla 122 a zadní stranou 137 hiavou 127 kartáčku a je k oběma uvedeným stranám zcela upevněn.

Při použití je vyvíjena manuální síla na držadlo 122 kartáčku za účelem dosažení kontaktu svazků štětin 123 se zuby a dásněmi uživatele. Indikátor síly 120 přenáší uplatňovanou sílu držadla 122 na hlavu 127 Kartáčku. Nosník 124 přední strany je vystaven takové síle a otáčí se kolem bodu vytvořeného zeslabení v kloubu 131 v souvislosti s pružným deformováním nosníku 125 zadní strany reagujícím na sílu vyvinutou na držadlo 122, vůči níž působí reaktivní síla od svazků štětin 123. Kloub 131 celkově vymezuje bod otáčení hlavy 127 kartáčku ve vztahu k držadlu 122 kartáčku. Při dosažení takové síly, na kterou je zubní katáček předem konstruován za účelem jejího přenosu na zuby a dásně uživatele, se nosník 125 zadní strany pružné ohne a poklesne do smerem dolů klenuté obloukové konfigurace, čímž vydá uživateli zřetelný nmatem a zrassui nál, že ořečiem stanovená síla byla překročena.

Na základě uvedených popisů obzvláště upřednostňovaných uspořádáni zubních kartacxi srozumitelné, ze obměňován.

ooňle předkládaného vynálezu bude průřezů nosníků přední a zadní strany indikátoru síly podle předkládaného vynálezu bude módi fikovat tuhost výsledné zdvojené nosníkové struktury a násled ně odlišení momentu ohnutí, který hmatatelně a viditelně signalizuje uživateli, že předem stanovená síla, jež byla zubnímu kartáčku dána jeho konstrukcí za účelem přenosu na zuby a dásně uživatele, byla překročena.

I když pro kartáčování a čištění zubů a dásní jsou obvykle používány svazky štětin, může být předkládaný vynález použit se stejnou efektivitou při uplatnění dalších kartáčovacích nebo leštících prostředků, jakojsou elastomerické hrbolky, krémy apod.

I když byla znázorněna a popsána určitá uspořádání pod le předkládaného vynálezu, bude odborníkům v této oblasti jas né, že mohou být provedeny různé změny a modifikace, aniž by došlo k vybočení ze smyslu a rozsahu předkládaného vynálezu. Záměrem připojených patentových nároků je pokrýt všechny takové modifikace, které se nacházejí v rozsahu tohoto vynálezu. Následují patentové nároky.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zubní kartáček, skládající se 2 držadla majícího přední stranu a zadní stranu opačně k uvedené přední straně a hlavy kartáčku majícípřední stranu opatřenu štětinami nebo jiným vhodným prostředkem pro čištění zubů a dásní uživatele a zadní stranu opačně ke zmíněné přední straně, tento zubní kartáček dále obsahuje indikátor síly, který současně viditelně i hmatově signalizuje cživateli, kdy je překročena předem stanovená síla čištění, přičemž tento indikátor síly má zdvojenou nosníkovou strukturu spojenu na prvním konci s uvedeným držadlem a na druhém konci se zmiňovanou hlavou kartáčku, tato zdvojená nosníková struktura se skládá z nosníku přední strany procházejícího mezi vysvětlenou přední stranou zmiňované hlavy kartáčku a z nosníku zadní strany . procházejícího při podmínce pevného napojeni na vysvětlenou zadní stranu uváděného držadla a vysvětlenou zadní stranu zmiňované hlavy kartáčku, vyznačující se tím , že se uvedený nosník zadní strany účinkující v klidové konfiguraci bude moci chovat jako směrem vzhůru klenutý oblouk, je-li tento nosník zadní strany vystaven počátečnímu kompresívnímu tlaku a zmíněný nosník přední strany je vystaven počátečnímu tlakovému napětí vyvíjenému účinkem uchopení uváděného držadla uživatelem a uvedení štětin zmiňovaného hlavy kartáčku do styku se zuby a dásněmi, přičemž předem stanovená síla, jež může být uplatněna na zuby a dásně uživatele, je omezována maximální kompresívní silou, vůči které může odolávat uváděný nosník zadní strany před tím, než ukončí funyování jako směrem vzhůru klenutý oblouk a podstoupí dočasné i pružné prohnutí a deformování postačující k tomu, aby došlo k poklesnutí do směrem dolů klenuté konfigurace,čímž vyšle uživateli současně viditelný i hmatem zjistitelný signál, že předem stanovená síla čištění byla překročena.
2. 2. Zubní kartáček podle bodu 1, vyznačující se tím , že nosník zadní strany je opatřen bodem formované ho zeslabení uprostřed mezi vysvětleným prvním koncem a vysvětleným druhým xoncem předmětné pružné zdvojené nosníkové struktury.
3. 3. Zubní kartáček podle bodu 2, vyznačující se tím , že uváděný nosník zadní strany se v průřezu zužuje od vysvětleného prvního konce k uvedenému bodu formovaného zeslabení.
4. 4. Zubní kartáček podle bodu 2, vyznačující se tím , že uváděný bod formovaného zeslabení na příslušném nosníku zadní strany má vratný stupeň k menšímu průřezu.
5. 5. Zubní kartáček podle bodu 2, vyznačující se tím , že vysvětlený bod formovaného zeslabení na uváděném nosníku zadní strany je opatřen kloubem.
6. 6. Zubní kartáček podle bodu 1, vyznačující se tím , že zmiňovaný nosník přední strany má zcela stejný průřez po celé své délce.
7. 7. Zubní kartáček podle bodu 1, vyznačující se tím , že nosník přední strany je opatřen bode formovaného zeslabení uprostřed mezi vysvětleným prvním koncem a vysvětleným druhým koncem předmětné pružné zdvojené nosníkové struktury.
8. 8. Zubní kartáček podle bodu 7, vyznačující se tím , že uváděný bod utvořeného zeslabení na nosníku přední strany -j.₅ pa třen kloubem.
9. 9. Zubní kartáček skládající se z držadla majícího přední stranu a zadní stranu opačně k uvedené přední straně a hlavy kartáčku mající přední stranu opatřenu štětinami nebo jiným vhodným prostředkem pro čištění zubů a dásní uživatele a zadní stranu opačně ke zmíněné přední straně, tento zubní kartáček dále obsahuje indikátor síly,který současně viditelně i hmatově signalizuje uživateli, kdy je překročena síla čištění, přičemž tento indikátor síly má zdvojenou nosníkovou strukturu spojenu na prvním konci s uvedeným držadlem a na druhém konci se zmiňovanou hlavou kartáčku, tato zdvojená nosníková struktura se skládá z nosníku přední strany procházejícího mezi vysvětlenou přední stranou zmiňované hlavy kartáčku a z nosníku zadní strany prochá zejícího při podmínce pevného napojení na vysvětlenou zadní stranu zmiňované hlavy kartáčku, vyznačující se tím , že celková rovina uváděného nosníku zadní strany se konvergentně svažuje od příslušného prvního kon. ce ve směru příslušného druhého konce ve vztahu k celkové rovině zmiňovaného nosníku přední strany, přičemž tento nosník zadní strany účinkující v klidové Konfiguraci se bude moci chovat jako směrem vzhůru klenutý oblouk, je-li tento nosník zadní strany vystaven počátečním kompresívním silám a zmiňovaný nosník přední strany je vystaven počátečním tako vým silám vyvíjeným účinkem uchopení uváděného držadla uživatelem a uvedení štětin zmiňované hlavy kartáčku do styku se zuby a dásněmi, kdy předem stanovená síla, jež může být uplatněna na zuby a dásně uživatele, je omezována maximální kompresívní silou, vůči které může odolávat uváděný nosník zadní strany před tím, než ukončí fungování jako směrem vzhůru sklenutý oblouk a podstoupí dočasné i pružné prohnutí a deformování postačující k tomu, aby došlo k poklesnutí do směrem dolů klenuté konfigurace, čímž vyšle uživateli současně viditelný i hmatem zjistitelný signál, že předem stanovená síla čištění byla překročena.
10. 10. -Zubní kartáček podle bodu 9, vyznačující se tím , že uváděný nosník zadní strany je opatřen bodem · formovaného zeslabení uprostřed vzdálenosti mezi příslušným prvním koncem a příslušným druhým koncem předmětné pružné zdvojené nosníkové struktury.
11. 11. Zubní kartáček podle bodu 10, vyznačující se tím , že uváděný nosník zadní strany se v průřezu zužuje od vysvětleného prvního konce ke zmíněnému bodu formovaného zeslabení.
12. 12. Zubní kartáček podle bodu 10, vyznačující se tím ,že zmiňovaný bod formovaného zeslabení na nosníku zadnístrany má vratný stupeň k menšímu průřezu.
13. 13. Zubní kartáček podle bodu 10, vyznačující se tím , že vysvětlený bod formovaného zeslabení na uváděném nosníku zadní strany je opatřen kloubem.
14. 14. Zubní kartáček podle bodu y, vyznačující se tím , že zmiňovaný nosník přední strany je opatřen bodem řormoaaného zeslabení uprostřed mezi příslušným prvním koncem a příslušným druným koncem předmětné pružné zdvojené nosníkové struktury.
15. 15. Zubní kartáček podle bodu 14, vyznačující se tím , že vysvětlený bod formovaného zeslabení na nosníku přední, strany je opatřen kloubem.