ЩЕТКА С УЛУЧШЕННЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ПУЧКОВ, МНОГОСТОРОННЯЯ АНКЕРНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКОБ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПУЧКОВ ЩЕТИНОК В ОТВЕРСТИЯХ ДЛЯ ПУЧКА, ВЫПОЛНЕННЫХ В ЩЕТКАХ, И СПОСОБ НАДЕЖНОГО КРЕПЛЕНИЯ ЩЕТИНОК К ЩЕТКАМ Российский патент 2000 года по МПК A46B3/16 

Изобретение в целом относится к щеткам, в основном к щеткам с улучшенным креплением пучков посредством анкерной проволоки, имеющей канавки.

Предпосылки изобретения
Щетки находят широкое применение в миллионах различных видов работ и имеют тысячи типов и форм. В ситуациях, когда щетинки щеток подвержены зацеплению, важное значение имеет способность щетки удерживать их от выдергивания, что отражается не только на долговечности самой щетки, но и на объекте ее применения.

Зубные щетки являются специализированными щетками, которые используются для соблюдения гигиены полости рта. При правильном использовании зубная щетка удаляет с зубов частицы пищи и налет, уменьшая тем самым вероятность возникновения кариеса, воспаления десен и прочих проблем, связанных с зубами. На фиг.1 показана обычная зубная щетка, содержащая ручку и головку, в которой выполнены отверстия для пучка, расположенные рядами. Из каждого такого отверстия выходят щетинки, образующие пучок, обычно закрепленный плоской анкерной проволокой.

Фиг. 2 изображает сечение головки обычной зубной щетки, на котором показаны пучки, закрепленные в отверстии для пучка, при этом, как показано на этой же фиг. 2, отдельные щетинки сгруппированы вместе в пучок путем образования петли (или сгиба пополам) вокруг куска анкерной проволоки, называемого скобой. Скоба забита в отверстие для пучка, при этом петля пучка расположена с упором в дно этого отверстия. Скоба в действительности имеет несколько большую ширину, чем отверстие для пучка, и поэтому удерживается на месте пластмассой, окружающей отверстие для пучка. Фиг. 3 изображает увеличенное в сто раз сечение типичной анкерной проволоки, которая используется для закрепления пучков в отверстиях для пучков, как показано на фиг.2. Как видно на чертеже, анкерная проволока имеет прямоугольное сечение без каких-либо отклонений.

В процессе использования щеток скоба препятствует удалению пучков из отверстий для пучка, которое в ином случае имело бы место вследствие трения и зацепления пучков при взаимодействии с объектом. В большинстве обычных случаев удерживающая сила скоб является достаточной для удержания пучков в отверстиях для пучка на протяжении срока их службы. Тем не менее пучки в определенных ситуациях, например при трении о скрепленные крепежными элементами зубы, застревают в щелях или зацепляются каким-либо иным образом, и при этом возможно их выдергивание из отверстий для пучка. Очевидно, что это является проблемой как для пользователя, так и для поставщика.

В патенте Великобритании GB 215707, кл. А 46 В 3/16, 17.11.1924 г. описана щетка, содержащая ручку и головку, выполненную из подверженного пластической деформации материала, присоединенную к ручке и имеющую отверстия для пучка. Однако и в этой щетке возможно выдергивание пучков из отверстий при их зацеплении с очищаемыми объектами.

В этом же патенте описан способ крепления щетинок к щеткам, включающий использование щетки, имеющей головку, выполненную из материала, подверженного пластической деформации, и имеющую отверстия для пучка. Однако применение этого способа позволяет изготовлять щетки, в которых также возможно выдергивание пучков из отверстий при их зацеплении с очищаемыми объектами.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание щетки, в которой преодолены недостатки, присущие щеткам, известным из уровня техники, и создание способа, позволяющего изготовлять такие щетки.

Решение поставленной задачи обеспечивается путем создания щетки с улучшенным креплением пучка, содержащей ручку и головку, выполненную из подверженного пластической деформации материала, присоединенную к ручке и имеющую отверстия для пучка, при этом щетка имеет по меньшей мере одну щетинку, закрепленную в каждом отверстии для пучка посредством многосторонней скобы, по меньшей мере на одной стороне имеющей канавки, которые при использовании скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка расположены поперек продольной оси щетинок.

Закрепление щетинок в отверстии для пучка посредством многосторонней скобы, по меньшей мере на одной стороне имеющей канавки, которые при использовании скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка расположены поперек продольной оси щетинок, обеспечивает надежное крепление пучков щетинок в головке щетки.

Скоба может иметь канавки на двух противоположных сторонах, при этом канавки могут быть расположены абсолютно противоположно или смещены по горизонтали по отношению друг к другу.

По меньшей мере одна канавка может иметь дно и две боковые стенки, которые могут быть расположены под косым углом к дну.

Длина каждой скобы может превышать диаметр каждого отверстия для пучка, так что каждая скоба закреплена благодаря ее проникновению в материал головки, окружающий каждое отверстие для пучка, при этом после забивки скобы в отверстие для пучка и в окружающий материал последний затекает в канавки каждой скобы с обеспечением более сильного прикрепления скоб к щетке.

Щетка может также содержать щетинки, закрепленные в каждом отверстии для пучка так, что каждое отверстие для пучка по существу заполнено щетинками и скобой, что вызывает изгиб щетинок в поперечных канавках скобы с созданием тем самым матрицы точек пересечения по меньшей мере части щетинок и скобы для создания точек крепления для щетинок в каждом отверстии для пучка.

Щетка также может быть выполнена в виде зубной щетки, а скоба в ней может быть выполнена из серебряно-никелевого сплава.

Решение поставленной задачи обеспечивается также путем создания многосторонней анкерной проволоки для изготовления скоб для крепления пучков щетинок в отверстиях для пучка, выполненных в щетках, имеющей канавки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга параллельно продольной оси проволоки и выполненные по меньшей мере на одной из сторон проволоки, причем при использовании проволоки в качестве скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка канавки ориентированы поперек продольной оси щетинок.

Закрепление щетинок в отверстии для пучка посредством многосторонней скобы, выполненной из такой анкерной проволоки, обеспечивает надежное крепление пучков щетинок в головке щетки.

В предлагаемой анкерной проволоке канавки могут быть выполнены по меньшей мере на двух ее сторонах, при этом они могут быть выполнены на ее противоположных сторонах прямо, абсолютно противоположно друг другу или смещены по горизонтали по отношению друг к другу.

В предлагаемой анкерной проволоке по меньшей мере одна канавка может иметь дно и две боковые стенки, которые могут быть расположены под косым углом к дну.

Решение поставленной задачи обеспечивается также путем создания способа надежного крепления щетинок к щеткам, включающего использование щетки, имеющей головку, выполненную из материала, подверженного пластической деформации, и имеющую отверстия для пучка, при котором в отверстия для пучка забивают многосторонние скобы, каждая из которых по меньшей мере на одной стороне имеет канавки, для закрепления по меньшей мере одной щетинки в каждом отверстии для пучка, при этом длина скоб превышает диаметр отверстия для пучка, так что скобы забивают в материал головки, окружающий отверстия для пучка, при этом скобы ориентируют так, что их канавки расположены поперек продольной оси закрепляемой (закрепляемых) тем самым щетинки (щетинок), и обеспечивают затекание текучего материала в канавки скоб для более прочного крепления скоб и щетинок в головке.

Забивание в отверстия для пучка многосторонних скоб, каждая из которых по меньшей мере на одной стороне имеет канавки и длина которых превышает диаметр отверстия для пучка, и указанная ориентация скоб позволяют обеспечить надежное крепление пучков щетинок в головке щетки.

Предлагаемый способ дополнительно может включать заполнение каждого отверстия для пучка щетинками, так что, когда щетинки забивают в отверстие для пучка, они изгибаются в поперечных канавках скобы с созданием тем самым матрицы точек пересечения по меньшей мере части щетинок и скобы для создания точек крепления для щетинок.

Другие различные задачи, преимущества и особенности настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания.

Краткое описание чертежей
Последующее подробное описание, приведенное в качестве примера и не предназначенное для ограничения настоящего изобретения, более понятно в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает зубную щетку в аксонометрии,
фиг. 2 изображает сечение головки зубной щетки, выполненное по линии 2-2 на фиг. 1 и показывающее скобы, закрепляющие пучки в отверстиях для пучка, выполненных в зубной щетке,
фиг. 3 изображает сечение анкерной проволоки, известной из уровня техники и используемой для закрепления пучков, как показано на фиг.2,
фиг. 4 изображает сечение одного варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки,
фиг. 5 изображает сечение другого варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки,
фиг. 6 изображает сечение еще одного варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки,
фиг. 7 изображает сечение следующего варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки,
фиг. 8 изображает сечение еще одного варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки,
и фиг. 9 изображает сечение щетки с предлагаемой анкерной проволокой, на котором половина пучка удалена.

Подробное описание
Как показано на фиг. 4-8, предлагаемая анкерная проволока имеет продольные канавки, выполненные по меньшей мере на одной ее поверхности. Первый вариант выполнения предлагаемой анкерной проволоки 20, показанный на фиг. 4, имеет проходящие продольно канавки, выполненные на "верхней" поверхности 21. Предпочтительно проволока выполнена из серебряно-никелевого сплава, но она может быть также изготовлена из других жестких некоррозийных материалов. Предпочтительно проволока 20 имеет ширину 0,0600" (1,524 мм) и толщину 0,0100" (0,254 мм). На поверхности 21 проволоки 20 выполнены три канавки 22, 23 и 24, каждая из которых имеет три стороны: дно 27, которое предпочтительно имеет ширину 0,0060" (0,152 мм) и расположено ниже поверхности 21 проволоки 20 на 0,0020" (0,051 мм), левую сторону 25, которая наклонена под углом 45^o в направлении против часовой стрелки от дна 27 каждой канавки 20 (показано пунктирной линией 100), и правую сторону 26, которая наклонена под углом 45^o в направлении по часовой стрелке от дна 27 каждой канавки (показано пунктирной линией 105). Верхние концы сторон 25 и 26 расположены предпочтительно на расстоянии 0,0100" (0,254 мм) друг от друга. Центры внешних канавок 22 и 24 расположены на расстоянии 0,0150" (0,381 мм) от сторон 28 проволоки 20, а центр средней канавки 23 - на расстоянии 0,0300" (0,762 мм) от этих же сторон.

В другом варианте выполнения настоящего изобретения, показанном на фиг. 5, анкерная проволока 30 имеет продольные канавки, выполненные как на верхней, так и на нижней поверхности. На верхней поверхности 31 проволоки 30 выполнены три канавки 32, 33 и 34, размеры которых соответствуют размерам, указанным при описании со ссылками на фиг. 4. Проволока 30 имеет также три нижних канавки 42, 43 и 44, которые выполнены на ее нижней поверхности 41 и размеры которых соответствуют размерам верхних канавок, при этом каждая нижняя канавка расположена симметрично по отношению к соответствующей верхней канавке вдоль центральной линии 110.

На фиг. 6-8 показаны три других варианта выполнения предлагаемой анкерной проволоки, в одном из которых проволока имеет меньшее количество канавок (фиг. 6), а в других вариантах канавки на верхних и нижних поверхностях выполнены с различным смещением (фиг.7-8).

Как показано на фиг. 9, при использовании анкерную проволоку разрезают на скобы 50, которые забивают в отверстие 52 для пучка, ориентируя при этом канавки 54 в направлении, поперечном продольной оси щетинок 56. Канавки 54 значительно усиливают крепление пучков 58 в отверстиях 52, что показывают, например испытания на прочность креплений пучков, проведенные на образцах зубных щеток, выполненных из двух видов пластмассы (пропионата и полипропилена). Результаты этих испытаний приведены в таблице.

Улучшение крепления пучков основано на взаимодействии канавок и материала, ограничивающего отверстия для пучка. При забивке скобы в отверстия для пучка, как показано на фиг.9, она проходит за пределы отверстия 52 в окружающий материал. Если материал, ограничивающий отверстия для пучка, является пластмассой, то вследствие ее холодной текучести происходит затекание материала в канавки проволоки, что улучшает крепление скобы и, соответственно, пучка. Очевидно, что при использовании любого другого материала, подверженного пластической деформации, может быть получен аналогичный результат.

С использованием настоящего изобретения может быть также обеспечено улучшение крепления щетинок. Если количество щетинок достаточно для заполнения отверстия для пучка после установки скобы, то канавки, выполненные в скобе, вызывают изгиб щетинок у основания петли и создание матрицы точек пересечения щетинок и канавок, в результате чего усилие, необходимое для удаления отдельных щетинок, возрастает.

Различные варианты формы канавок, их глубины, ширины, количества, расположения и т.п. следует рассматривать как часть настоящего изобретения, и поэтому, наряду с описанными здесь определенными вариантами выполнения, материалами и конфигурациями, возможны модификации изобретения без выхода за рамки его сущности и смысла.

Щетка с улучшенным креплением пучков содержит ручку и присоединенную к ней головку, выполненную из подверженного пластической деформации материала и имеющую отверстия для пучка, в каждом из которых посредством многосторонней скобы закреплена по меньшей мере одна щетинка. Каждая скоба по меньшей мере на одной стороне имеет канавки, которые при использовании скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка расположены поперек продольной оси щетинок. В способе надежного крепления щетинок к щетке, включающем использование щетки с головкой, выполненной из материала, подверженного пластической деформации и имеющую отверстия для пучка, в отверстия для пучка забивают многосторонние скобы, каждая из которых по меньшей мере на одной стороне имеет канавки для закрепления по меньшей мере одной щетинки в каждом отверстии для пучка. Длина скоб превышает диаметр отверстия для пучка. Скобы ориентируют так, что их канавки расположены поперек продольной оси закрепляемой /закрепляемых/щетинки/щетинок/, что обеспечивает прочное удержание щетинок в головке и повышает срок службы. 3 с. и 16 з.п.ф-лы, 1 табл., 9 ил.

1. Щетка с улучшенным креплением пучка, содержащая ручку и головку, выполненную из подверженного пластической деформации материала, присоединенную к ручке и имеющую отверстия для пучка, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одну щетинку, закрепленную в каждом отверстии для пучка посредством многосторонней скобы, по меньшей мере на одной стороне, имеющей канавки, которые при использовании скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка расположены поперек продольной оси щетинок. 2. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что скоба имеет канавки на двух противоположных сторонах. 3. Щетка по п.2, отличающаяся тем, что канавки на противоположных сторонах расположены абсолютно противоположно. 4. Щетка по п.2, отличающаяся тем, что канавки на противоположных сторонах смещены по горизонтали по отношению друг к другу. 5. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна канавка имеет дно и две боковые стенки. 6. Щетка по п.5, отличающаяся тем, что боковые стенки указанной канавки расположены под косым углом к ее дну. 7. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что длина каждой скобы превышает диаметр каждого отверстия для пучка, так что каждая скоба закреплена благодаря ее проникновению в материал головки, окружающий каждое отверстие для пучка, при этом после забивки скобы в отверстие для пучка и в окружающий материал последний затекает в канавки каждой скобы с обеспечением более сильного прикрепления скоб к щетке. 8. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит щетинки, закрепленные в каждом отверстии для пучка так, что каждое отверстие для пучка по существу заполнено щетинками и скобой, что вызывает изгиб щетинок в поперечных канавках скобы с созданием тем самым матрицы точек пересечения по меньшей мере части щетинок и скобы для создания точек крепления для щетинок в каждом отверстии для пучка. 9. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде зубной щетки. 10. Щетка по п.9, отличающаяся тем, что скоба выполнена из серебряно-никелевого сплава. 11. Многосторонняя анкерная проволока для изготовления скоб для крепления пучков щетинок в отверстиях для пучка, выполненных в щетках, имеющая канавки, расположенные на некотором расстоянии друг от друга параллельно продольной оси проволоки и выполненные по меньшей мере на одной из сторон проволоки, причем при использовании проволоки в качестве скобы для закрепления щетинок в отверстии для пучка канавки ориентированы поперек продольной оси щетинок. 12. Анкерная проволока по п.11, отличающаяся тем, что канавки выполнены по меньшей мере на двух ее сторонах. 13. Анкерная проволока по п.12, отличающаяся тем, что канавки выполнены на ее противоположных сторонах. 14. Анкерная проволока по п.12, отличающаяся тем, что канавки расположены на ее противоположных сторонах прямо, абсолютно противоположно друг другу. 15. Анкерная проволока по п.12, отличающаяся тем, что канавки на ее противоположных сторонах смещены по горизонтали по отношению друг к другу. 16. Анкерная проволока по п.11, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна канавка имеет дно и две боковые стенки. 17. Анкерная проволока по п.16, отличающаяся тем, что боковые стенки указанной канавки расположены под косым углом к ее дну. 18. Способ надежного крепления щетинок к щеткам, включающий использование щетки, имеющей головку, выполненную из материала, подверженного пластической деформации, и имеющую отверстия для пучка, отличающийся тем, что в отверстия для пучка забивают многосторонние скобы, каждая из которых по меньшей мере на одной стороне имеет канавки для закрепления по меньшей мере одной щетинки в каждом отверстии для пучка, при этом длина скоб превышает диаметр отверстия для пучка, так что скобы забивают в материал головки, окружающий отверстия для пучка, при этом скобы ориентируют так, что их канавки расположены поперек продольной оси закрепляемой (закрепляемых) тем самым щетинки (щетинок), и обеспечивают затекание текучего материала в канавки скоб для более прочного крепления скоб и щетинок в головке. 19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что он дополнительно включает заполнение каждого отверстия для пучка щетинками, так что, когда щетинки забивают в отверстие для пучка, они изгибаются в поперечных канавках скобы с созданием тем самым матрицы точек пересечения по меньшей мере части щетинок и скобы для создания точек крепления для щетинок.