ЗУБНАЯ ЩЕТКА, ИМЕЮЩАЯ РУЧКУ С ГИБКОЙ ЧАСТЬЮ Российский патент 2015 года по МПК A46B5/00 

Данное изобретение относится к зубным щеткам, в частности, к зубным щеткам, которые имеют в ручке гибкую часть.

Зубные щетки в целом имеют головку и ручку, которые определяют продольное направление (не обязательно прямолинейное) зубной щетки между ними, при этом между указанной ручкой и головкой в продольном направлении проходит шейка. В целом ручки и головки зубных щеток изготавливают из жесткой пластмассы, такой как полипропилен. Чистящие элементы щетки, такие как щетинки (например, в целом это нити, изготовленные из нейлона), установлены в головке и проходят от нее в поперечном направлении относительно указанного продольного направления.

Известны зубные щетки, в конструкцию которых входит упругогибкая часть, принимающая на себя избыточное давление щетки в процессе ее использования и, тем самым, уменьшающая вероятность повреждения зубов и мягких тканей полости рта, таких как десны, в результате чрезмерного надавливания. В патенте США №5054154 описана зубная щетка, в которой между ручкой и головкой выполнен эластичный сегмент в виде выемок, проходящих через щетку в направлении ширины и содержащих эластичный резиноподобный материал. Другая известная форма такой гибкой части описана в Европейском патентном документе ЕР-А-0336641 А. Указанная часть выполнена в виде S-образно изогнутой волнообразной зоны, расположенной в продольном направлении между головкой и ручкой и содержащей пластины, проходящие в поперечном направлении и соединенные за одно целое изгибами, имеющими впадины между указанными пластинами, причем данная зона предпочтительно выполнена более жесткой с помощью продольного ребра, проходящего через изгибы. В международной публикации WO-A-01/43580 описана модификация данной зоны, которая содержит пластины и изгибы и в которой в изгибах между пластинами расположен термопластичный эластомерный материал, при этом гибкость данной зоны можно регулировать посредством перемещаемого в продольном направлении ползунка, пересекающего изгибы.

С момента появления указанных ранних публикаций зубные щетки, имеющие такую волнообразную зону и направленные на оптимизацию гибкости, были реализованы настоящим заявителем под товарными знаками «AQUAFRESH» и «DrBEST». Решение, используемое в данных промышленных вариантах выполнения, заключается исключительно в использовании продольного ребра, как описано в Европейском патентном документе ЕР-А-0336641. В продаже имеются такие зубные щетки, дополнительно имеющие гибкое соединение, расположенное между головкой и шейкой зубной щетки или расположенное в самой шейке зубной щетки. Такие зубные щетки описаны, например, в международной публикации WO-A-98/37788.

Также известно о включении частей, выполненных из эластомерного материала, в головки и ручки зубных щеток для изменения гибкости и для других целей. Например, в международной публикации WO-A-96/28993 описана S-образно изогнутая волнообразная зона, через которую в продольном направлении проходит стержень, выполненный из эластомерного материала. В международной публикации WO-A-97/25899 описаны выполненные из эластомера сегменты, которые расположены в головке зубной щетки для изменения гибкости, а также в ручке для улучшения ее захвата и в эстетических целях. В международной публикации WO-A-98/05241 описаны канавки, выполненные в головке зубной щетки и заполненные эластомером, для изменения гибкости. В Европейском патентном документе ЕР-А-1350442 описана головка зубной щетки, гибкость которой обеспечена шарнирным соединением, содержащим эластомер. В патенте США на промышленный образец D 450928 предложена ручка зубной щетки, выполненная с S-образно изогнутой волнообразной зоной.

Зубные щетки, выполненные с указанной волнообразной зоной, особенно те зубные щетки, которые также содержат упомянутое выше гибкое соединение между головкой и шейкой, имеют следующий недостаток. А именно, при наличии известной волнообразной зоны, содержащей продольное ребро, напряжение, испытываемое зубной щеткой при чистке зубов, распределяется не оптимально, и зубная щетка предрасположена к повреждению в процессе использования. Установлено, что в зубных щетках, которые также содержат гибкое соединение между головкой и шейкой, волнообразные части, содержащие пластины и изгибы, могут быть настолько жесткими, что в процессе использования указанное гибкое соединение между головкой и шейкой может подвергаться избыточному напряжению, что приводит к повреждению и уменьшению срока службы щетки. Задача данного изобретения заключается в решении указанных проблем. Другие задачи и преимущества данного изобретения будут понятны из приведенного ниже описания.

Согласно данному изобретению предложена зубная щетка, содержащая головку и захватную ручку, которые выполнены как единое целое из пластмассы и расположены вдоль продольного направления головка-ручка, при этом между ручкой и головкой расположена шейка, от головки проходят щетинки в поперечном направлении относительно продольного направления, а направление ширины зубной щетки перпендикулярно продольному и поперечному направлениям, причем между шейкой и ручкой в продольном направлении расположена волнообразная зона, содержащая пластины, проходящие в поперечном направлении и соединенные за одно целое изгибами, имеющими впадины, которые расположены в продольном направлении между пластинами, имеют направление поперечной глубины и содержат термопластичный эластомерный материал, присоединенный к пластмассе, из которой выполнены указанные пластины, при этом указанная зубная щетка отличается тем, что твердость по Шору А термопластичного эластомерного материала составляет 60-70 единиц.

Авторами изобретения установлено, что использование данного термопластичного эластомерного материала обеспечивает оптимизацию упругой гибкости волнообразной зоны, особенно при тех соотношениях, которые приведены в данном документе.

Предпочтительно имеются четыре указанных пластины.

Предпочтительно термопластичный эластомерный материал заполняет по меньшей мере 60% глубины «D» и по меньшей мере 60% ширины по меньшей мере одной впадины, предпочтительно каждой впадины, более предпочтительно 75-90% глубины «D» и 75-90% ширины. Предпочтительно термопластичный эластомерный материал занимает по меньшей мере 60% объема по меньшей мере одной впадины, предпочтительно каждой впадины, более предпочтительно 65-80%.

Применяемый в данном документе термин «поперечный» включает перпендикулярное направление и относится к направлению, проходящему под углом от 45° до 90° к продольному направлению. Предпочтительно поперечные направления смежных в продольном направлении пар пластин, то есть, направления плоскости, расположенной посередине между противоположными в продольном направлении поверхностями пластины, расположены под углом от 0° до 15° относительно друг друга.

Предпочтительно каждая из четырех пластин имеет продольную толщину «Т», составляющую 1,2-2,2 мм, проходящую в поперечном направлении длину «L» между противоположными в поперечном направлении изгибами, составляющую 9-13 мм, и ширину «W» в направлении ширины, составляющую 9-14 мм, при этом четыре пластины в продольном направлении ограничивают три впадины, расположенные между смежными в продольном направлении парами пластин, причем каждая впадина имеет поперечную глубину «D», составляющую 6-11 мм, продольную ширину «В», составляющую 1-2 мм для по меньшей мере 60% низовой глубины впадины. При этом каждая впадина содержит термопластичный эластомерный материал с твердостью по Шору А, составляющей 60-70 единиц, присоединенный к пластмассе пластин, между которыми расположена указанная впадина.

Авторами изобретения установлено, что указанные ориентации, размеры и их соотношения обеспечивают оптимизацию упругой гибкости волнообразной зоны без необходимости использования ребра, проходящего в продольном направлении через пластины для изменения гибкости волнообразной зоны. Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения данного изобретения волнообразная зона не имеет проходящего в продольном направлении ребра. Данная оптимизация гибкости связана с возможностью смягчения зубной щеткой избыточного давления, возникающего в процессе чистки зубов, и в то же время обеспечивает эргономичность в плане жесткости и ощущение «обратной связи», получаемое пользователем через ручку при использовании щетки.

В целом длина зубной щетки согласно изобретению от крайнего продольного конца ручки щетки до крайней точки противоположного продольного конца ее головки составляет 190-200 мм.

В целом длина головки от точки, в которой шейка начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки, до конца головки, наиболее удаленного в продольном направлении от ручки, составляет 33-35 мм.

В целом длина ручки от ее продольного конца, наиболее удаленного от головки, до начала волнообразной зоны, составляет 105-115 мм.

В целом общая длина волнообразной зоны составляет 15-20 мм.

В целом длина шейки от конца волнообразной зоны, ближайшего к головке, до точки, в которой шейка начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки, составляет 30-40 мм. В целом толщина шейки в поперечном направлении может составлять 5,5-3,5 мм и в целом может постепенно уменьшаться по направлению к головке зубной щетки. Поперечное сечение шейки может иметь любую целесообразную или общепринятую форму, например, полукруглую, прямоугольную (в некоторых случаях с закругленными углами). Шейка может иметь продольные проточные каналы, обеспечивающие при изготовлении щетки способом литья под давлением впуск эластомера в смежных с ручкой местоположениях, а также его прохождение по шейке по направлению к головке или обратно.

Предпочтительно поперечные направления смежных в продольном направлении пар пластин расположены под углом 7°-10° относительно друг друга. Поперечные направления могут быть параллельными друг другу.

Предпочтительно, если смотреть в продольном направлении, пластины могут иметь в целом прямоугольную (включая квадратную) форму, предпочтительно с закругленными углами.

В предпочтительном варианте выполнения продольная толщина «Т» пластин составляет 1,5-2,0 мм.

В другом предпочтительном варианте выполнения проходящая в поперечном направлении длина «L» пластин между крайними точками противоположных в поперечном направлении изгибов составляет 9-12 мм.

В другом предпочтительном варианте выполнения ширина «W» пластин составляет 9-12 мм в направлении ширины. Допустимо, что ширина «W» пластин уменьшается по направлению к головке зубной щетки. Например, две пластины, ближайшие к ручке зубной щетки, могут иметь по существу одинаковую ширину «W», а ширина двух пластин, расположенных ближе к головке зубной щетки, может прогрессивно уменьшаться. Такое сужение по ширине может обеспечивать улучшение гибкости волнообразной зоны путем концентрирования гибкости на конце волнообразной зоны, ближайшем к головке зубной щетки, который испытывает давление в процессе чистки зубов.

В другом предпочтительном варианте выполнения глубина «D» впадин составляет 6-11 мм. Например, три впадины могут иметь разную глубину, при этом средняя в продольном направлении впадина является самой глубокой.

В другом предпочтительном варианте выполнения продольная ширина «В» впадин постепенно уменьшается по направлению ко дну впадины и составляет 1-1,5 мм для по меньшей мере 60% глубины впадины.

В предпочтительном варианте выполнения изгибы выполнены в виде дуги окружности, наружный радиус кривизны которой, определяющий крайнюю точку изгиба, составляет 2-2,5 мм, более предпочтительно 2,25-2,35 мм. В предпочтительном варианте выполнения толщина изгибов в радиальном направлении составляет 1,5-2 мм. Установлено, что указанный радиус кривизны и толщина изгибов могут обеспечивать оптимизацию гибкости волнообразной зоны и в тоже время уменьшение возможности разрушения волнообразной зоны в процессе использования щетки.

В предпочтительном варианте выполнения на каждом продольном конце волнообразной зоны расположена концевая впадина, выполненная в пластмассе и ограниченная на одной продольной стороне смежной пластиной, а на другой продольной стороне смежной поверхностью ручки или головки, при этом указанные концевые впадины также содержат термопластичный эластомерный материал, у которого твердость по Шору А составляет 60-70 единиц и который присоединен к пластмассе.

Указанная концевая впадина может служить буфером, смягчающим силовое воздействие между шейкой на одном продольном конце волнообразной зоны и ручкой на другом конце. Предпочтительно поперечная глубина «Е» данных концевых впадин может составлять 5-7 мм, а продольная ширина «В» составляет 1-2 мм для по меньшей мере 60% низовой глубины впадины. Предпочтительно термопластичный эластомерный материал заполняет по меньшей мере 60% поперечной глубины «D» и по меньшей мере 60% ширины каждой впадины.

Предпочтительно шейка сплюснута в поперечном направлении. В целом толщина «TN» шейки в поперечном направлении составляет 3,5-4,5 мм, например, приблизительно 4 мм. В целом ширина шейки составляет от 5 до 10 мм и в целом шейка сходит на конус, сужаясь по направлению к головке, например, ширина шейки составляет приблизительно 9,5 мм на ближайшем к волнообразной зоне конце и приблизительно 6 мм в той точке, где шейка начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки. Для шейки могут быть использованы разные формы сечения в поперечном разрезе, например, прямоугольная, трапециевидная, полукруглая или упомянутые выше формы, прерываемые проходящими в продольном направлении формующими каналами, по которым в процессе литья под давлением вводят термопластичный эластомерный материал, образующий отстоящие части зубной щетки, выполненные из термопластичного эластомера.

В предпочтительном варианте выполнения предложенная зубная щетка также содержит гибкое соединение, расположенное в продольном направлении между волнообразной зоной и головкой зубной щетки.

Предпочтительно данное гибкое соединение расположено в шейке, разделяя ее тем самым на две отдельные в продольном направлении части, по одной на каждой продольной стороне указанного соединения, при этом первая часть расположена ближе к ручке, а вторая часть расположена ближе к головке. Относительные соотношения продольных размеров первой и второй частей могут лежать в диапазоне 8,5-8:1. Установлено, что данные соотношения обеспечивают оптимизацию распределения усилий между гибкой волнообразной зоной и гибким соединением.

Соответственно, данное гибкое соединение может содержать утоненную часть, выполненную за одно целое с шейкой, при этом данная часть утонена в поперечном направлении и/или в направлении ширины относительно непосредственно смежных с ней в продольном направлении частей шейки или относительно непосредственно смежных в продольном направлении частей шейки и головки зубной щетки.

В альтернативном варианте выполнения данное гибкое соединение может быть расположено между шейкой и головкой зубной щетки. Соответственно, данное гибкое соединение содержит часть, выполненную за одно целое с шейкой и головкой и имеющую утонение в поперечном направлении и/или в направлении ширины относительно непосредственно смежных в продольном направлении частей шейки и головки зубной щетки.

Предпочтительно утоненная часть имеет вид выполненного из пластмассы и проходящего в продольном направлении стержня, продольный размер которого составляет 1-2 мм, размер в направлении ширины составляет 2-3 мм, а поперечный размер составляет 1,5-2,5 мм. Сечение данного стержня в поперечном разрезе может иметь круглую или овальную форму.

В предпочтительном варианте выполнения все поверхности указанного стержня, обращенные в поперечном направлении и в направлении ширины, окружены термопластичным эластомерным материалом, имеющим сферическую форму, при этом соответственно диаметр сферы составляет 6-7 мм. Соответственно данный термопластичный материал может представлять собой такой же термопластичный эластомерный материал, как и расположенный во впадинах, так что один и тот же термопластичный эластомерный материал может быть использован во всех местоположениях. Этого можно добиться путем создания в пластмассе зубной щетки одного или нескольких проточных каналов, по которым термопластичный эластомерный материал, подаваемый во впускное отверстие литьевой формы, окружающей выполненную из пластмассы часть зубной щетки, может протекать из одного места в другое. Использование таких каналов для переноса в процессе изготовления термопластичного эластомера из одного места зубной щетки в другое является обычным при производстве зубных щеток. В альтернативном варианте выполнения для введения термопластичного эластомерного материала в отдельные места зубной щетки можно использовать несколько впускных мест.

В предпочтительном варианте выполнения ближайший к волнообразной зоне конец гибкого соединения расположен в пределах 30 мм от конца волнообразной зоны, ближайшего к волнообразной зоне.

Если зубная щетка согласно данному изобретению содержит указанное гибкое соединение, то предпочтительно часть шейки, расположенная между гибким соединением и волнообразной зоной (в данном случае «первая часть»), выполнена таким образом, что под воздействием усилий, прикладываемых в процессе чистки зубов, данная первая часть остается жесткой по сравнению с гибкостью гибкого соединения и волнообразной зоны. Например, это может быть обеспечено первой частью, поперечная толщина которой составляет по меньшей мере 3,5 мм, предпочтительно по меньшей мере 4 мм, а ширина в направлении ширины составляет по меньшей мере 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 5,5 мм. В процессе использования данная конструкция способствует передаче усилия от головки щетки к волнообразной зоне, так что волнообразная зона может смягчать значительную часть усилий, прикладываемых при чистке зубов, и обеспечивать защиту гибкого соединения (если оно предусмотрено) от данного силового воздействия, тем самым, уменьшая вероятность повреждения указанного гибкого соединения.

Установлено, что указанные выше размеры и конструкция могут обеспечить зубную щетку, гибкость которой в процессе чистки зубов улучшена по сравнению с известными зубными щетками и в которой снижена возможность разрушения гибкого соединения, выполненного в шейке. Предполагается, что данное преимущество обеспечивается посредством упомянутой выше изогнутой в виде буквы S волнообразной зоны, имеющей оптимальную гибкость и обеспечивающей распределение напряжения вдоль зубной щетки с обеспечением уменьшения предела прочности на разрушение в зоне гибкого соединения.

Соответствующие пластмассы для зубной щетки согласно данному изобретению представляют собой пластмассы, модуль упругости которых составляет по меньшей мере приблизительно 500 МПа, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 1000 МПа, и которые находят широкое применение при производстве зубных щеток. Например, соответствующие пластмассы включают полиамиды и полипропилены. Примером соответствующего полиамида является материал Ультрамид В3™ (продаваемый концерном «BASF», ФРГ), модуль упругости которого составляет (согласно стандарту 53452 DIN) 3000 единиц. Примером соответствующего полипропилена является материал Неволен 1100 НХ™ (продаваемый концерном «BASF», ФРГ), который является гомополимером, модуль упругости которого составляет (согласно стандарту 53457 DIN) 1400 единиц. Данный полипропиленовый гомополимер может использоваться опционально в смеси с полипропиленовым блоксополимером, таким как материал Неволен 2500 НХ™ (продаваемый концерном «BASF», ФРГ), например, в весовом соотношении 80:20 (1100 НХ : 2500 НХ). К другим соответствующим полипропиленам относятся полипропилен РМ 1600™ (продаваемый компанией «Shell»), модуль упругости которого составляет (согласно стандарту 178 ISO) 1500 МПа, Apryl 3400 MAI™ компании «Elf Atochem», Неволен 2400 Н и 1106, а также Borealis HG 365 Р. Предпочтительной пластмассой является полипропилен, особенно серийно выпускаемый полипропиленовый материал 100-GA04, поставляемый компанией «Ineos».

Соответствующие термопластичные эластомерные материалы для зубной щетки согласно данному изобретению включают материалы, известные под торговыми наименованиями Megol™ и Santopren™, при этом также могут использоваться силиконовые эластомерные материалы. К другим соответствующим эластомерным полимерам относятся термопластичные эластомеры на основе стирена (например, стирен-этилен-бутадион-стирен или стирен-бутадион-стирен). Предпочтительными термопластичными эластомерными материалами являются серийно выпускаемые материалы TF7 GST и ТН7 GSN, поставляемые компанией «Kraiburg».

Зубная щетка согласно данному изобретению может быть изготовлена с использованием известного процесса литья под давлением, на первом этапе которого изготавливают часть зубной щетки из пластмассы, выполненную в виде единой нераздельной части и имеющую одну или несколько зон, определяющих местоположение и форму части (частей) зубной щетки из термопластичного эластомерного материала, включая местоположение и форму термопластичного эластомерного материала между пластинами. Затем на втором этапе изготовления образованную таким образом часть щетки из пластмассы заключают в полость второй литьевой формы, которая формирует наружный профиль части (частей) зубной щетки из термопластичного эластомера, включая форму термопластичного эластомерного материала между пластинами. Затем в полость второй литьевой формы подают термопластичный эластомерный материал, заполняя тем самым указанную одну или несколько зон и формируя часть (части) из термопластичного эластомерного материала. Подачу термопластичного эластомерного материала проводят при соответствующей температуре и давлении, так что обеспечивается прочное присоединение указанного материала к пластмассе. Соответствующие режимы температуры и давления являются известными.

В головке зубной щетки согласно изобретению могут быть установлены разными известными обычными способами щетинки и/или другие элементы для чистки полости рта. Согласно одному способу на первом этапе литья под давлением в пластмассе головки зубной щетки могут быть образованы гнездовые отверстия, при этом в указанных гнездовых отверстиях могут удерживаться известным образом пучки щетинок с использованием небольших металлических колец, расположенных вокруг концов пучков. Согласно другому способу концы пучков щетинок могут быть вставлены в ту часть полости первой литьевой формы, которая формирует головку зубной щетки, так что вводимая в полость пластмасса проходит вокруг концов указанных концов, а затем затвердевает вокруг них, удерживая их на месте.

Зубная щетка согласно данному изобретению описана ниже исключительно путем примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 изображает вид выполненной из пластмассы части зубной щетки согласно данному изобретению в направлении ширины указанной части без термопластичного эластомерного материала.

Фиг.2 изображает зубную щетку согласно данному изобретению в том же самом направлении, что и на фиг.1, но с термопластичным эластомерным материалом.

Фиг.3 изображает вид выполненной из пластмассы части, показанной на фиг.1, в направлении, перпендикулярном продольному направлению и направлению ширины, а именно в поперечном направлении, которое приблизительно совпадает с направлением щетинок.

Фиг.4 изображает вид зубной щетки, показанной на фиг.3, в том же самом направлении, что и на фиг.3, но с термопластичным эластомерным материалом.

Фиг.5 показывает продольный разрез волнообразной зоны выполненной из пластмассы части, изображенной на фиг.1, при этом волнообразная зона показана в увеличенном виде для детализации размеров, указанных в описании.

Обратимся к фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4. Вся выполненная из пластмассы часть 10 зубной щетки 20 согласно изобретению представляет собой пластмассовую часть головки 11 и ручки 12 для захвата, выполненных за одно целое из пластмассы и расположенных вдоль продольного направления А-А головка-ручка, при этом между ручкой 12 и головкой 11 расположена шейка 13. В головке 11 образованы отверстия 14, предназначенные для крепления щетинок 15 (изображены на фиг.2 и фиг.4, но не показаны на фиг.1 и фиг.3), проходящих от головки 11 в поперечном направлении Т-Т, которое является поперечным относительно продольного направления А-А. Зубная щетка 10 имеет направление W-W ширины, показанное на фиг.3 и фиг.4, которое является перпендикулярным к продольному направлению А-А и поперечному направлению Т-Т.

В продольном направлении между шейкой 13 и ручкой 12 расположена волнообразная зона 16, или часть 16. Данная зона 16 показана в увеличенном виде на фиг.5 в том же самом направлении, что и на фиг.1. Волнообразная зона 16 содержит четыре пластины 161, 162, 163, 164, проходящие в поперечном направлении TD. Поперечное направление TD показано на фиг.5 для пластины 164 и является направлением плоскости, расположенной посередине между противоположными в продольном направлении поверхностями указанной пластины. Поперечные направления других пластин 161, 162, 163 аналогичны указанному направлению, но не показаны для ясности. Пластины 161, 162, 163 и 164 соединены за одно целое тремя изгибами 171, 172, 173, имеющими впадины 181, 182, 183, расположенные в продольном направлении между смежными в продольном направлении пластинами 161, 162, 163, 164.

Длина зубной щетки 20 от крайнего продольного конца ручки 12 до крайнего противоположного продольного конца головки 11 составляет приблизительно 195 мм.

Длина головки 11 от точки 132, в которой шейка 13 начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки 11, до конца 111 головки 11, наиболее отдаленного в продольном направлении от ручки 12, составляет приблизительно 34 мм.

Длина ручки 12 от ее продольного конца, наиболее отдаленного от головки 11, до начала зоны 16 составляет примерно 110 мм.

Общая длина зоны 16 составляет приблизительно 17 мм.

Длина шейки 13 от ее конца 131, ближайшего к зоне 16, до точки 132, в которой шейка 13 начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки 11, составляет приблизительно 35 мм. Шейка 13 сплюснута в своем поперечном направлении В-В. Толщина шейки в поперечном направлении В-В составляет приблизительно 4 мм на протяжении ее длины, например, указанная толщина может составлять приблизительно 5 мм в точке 131 и приблизительно 4 мм в точке 132. Ширина шейки 13 сужается приблизительно от 9,5 мм на ее конце в точке 131, ближайшем к зоне 16, до приблизительно 6 мм в точке 132, в которой шейка 13 начинает расширяться в направлении ширины с образованием головки 11. Сечение шейки 13 в поперечном разрезе относительно направления А-А может иметь, например, в целом прямоугольную, или, например, полукруглую форму, или другие формы, при этом шейка может иметь продольные проточные каналы для эластомерного материала.

Как лучше всего видно на фиг.5, поперечные направления «TD» смежных в продольном направлении пар пластин 161, 162, 163, 164 расположены под углом 7°-10° друг к другу. Как лучше всего видно на фиг.5, в данной конструкции поперечное направление TD каждой пластины совпадает с направлением плоскости, расположенной посередине между двумя противоположными в продольном направлении поверхностями пластины. Для наглядности на чертеже показано только направление TD для пластин 163 и 164, но другие пластины аналогичны указанным. Каждая из четырех пластин 161, 162, 163, 164 имеет продольную толщину «Т», составляющую 1,5-2,0 мм, и проходящую в поперечном направлении длину «L» между противоположными в поперечном направлении изгибами 171, 172, 173, а также между изгибами 171 и 173 и смежными краями впадин 181, 183, составляющую 9-12 мм. Как показано на фиг.3, каждая из четырех пластин имеет ширину «W» в направлении ширины, составляющую 9-12 мм. Ширина W изгибов 171, 172, 173 уменьшается по направлению к головке 11. Обе пластины 161, 162, ближайшие к ручке 12, имеют ширину W, составляющую приблизительно 11,5 мм. Ширина двух пластин 163 и 164, расположенных прогрессивно ближе к головке 11, составляет, соответственно, 11,2 и 10,2 мм. Если смотреть в продольном направлении, то пластины 161, 162, 163, 164 имеют в целом прямоугольную форму с закругленными углами.

Каждая из трех впадин 181, 182, 183 имеет поперечную глубину «D», составляющую 6-9 мм. Размеры глубины впадин 181, 182, 183 хорошо видны на фиг.5. Глубину D1 впадины 181 измеряют от средней точки линии L1-L2, проведенной между наружной огибающей изгиба 172 и смежным краем 166 впадины 181, до дна впадины. Глубину D3 впадины 182 измеряют от средней точки линии L4-L5, проведенной между наружными огибающими смежных впадин 171, 173, до дна впадины 182. Глубину D2 впадины 183 измеряют от средней точки линии L2-L3, проведенной между наружной огибающей изгиба 172 и смежным с ним краем 167 впадины 183, то есть, от наружной точки выпуклого изгиба пластины 164 до дна впадины 183. Каждая проведенная линия L1-L2, L2-L3 и L4-L5 является касательной к выпуклым точкам изгибов 171, 172, 173.

Три впадины имеют разную глубину. Ближайшая к головке 11 впадина 183 имеет глубину D2, составляющую приблизительно 7 мм, средняя впадина 182 имеет глубину D3, составляющую приблизительно 10 мм, а глубина D1 впадины 181, ближайшей к ручке 12, составляет приблизительно 8 мм, то есть, средняя впадина 182 является самой глубокой.

Три впадины 181, 182, 183 имеют продольную ширину «b», составляющую 1-2 мм для по меньшей мере 60% глубины каждой впадины 181, 182, 183. Продольная ширина «b» постепенно уменьшается по направлению ко дну впадины 181, 182, 183 и составляет 1-1,5 мм для по меньшей мере 60% глубины каждой указанной впадины 181, 182, 183.

Оконечность каждого из изгибов 171, 172, 173 имеет вид дуги круга с наружным радиусом кривизны, составляющим 2,25-2,35 мм. Толщина изгибов, измеряемая в радиальном направлении данного круга, составляет 1,5-2 мм.

Часть 10 из пластмассы изготовлена из полипропиленовой пласмассы 100-GA04, поставляемой компанией «Ineos».

На фиг.2 и фиг.4 изображена зубная щетка согласно изобретению, в целом обозначенная номером 20 позиции и содержащая термопластичный эластомерный материал 21, проходящий поверх части ручки 12 для улучшения захвата ручки пользователем.

Каждая впадина 181, 182, 183 содержит термопластичный эластомерный материал 21, показанный на фиг.2 и фиг.4. Термопластичный эластомерный материал представляет собой серийно выпускаемый материал TF7 GST или TFY GSN, поставляемый компанией «Kraiburg», твердость по Шору А которого составляет 60-70 единиц. Термопластичный эластомерный материал 21 присоединен к пластмассе пластин 161, 162, 163, 164. Термопластичный эластомерный материал заполняет по меньшей мере 75% поперечной глубины «D» и по меньшей мере 75% глубины «W» каждой впадины 181, 182, 183.

На каждом продольном конце зоны 16 в пластмассе выполнена концевая впадина 184, 185, которая также содержит термопластичный эластомерный материал 21. Указанные концевые впадины 184, 185 могут действовать в качестве буфера, смягчающего силовое воздействие, возникающее между шейкой 13 на одном продольном конце зоны 16 и ручкой 12 на другом конце. Концевая впадина 184, расположенная между зоной 16 и ручкой 12, имеет поперечную глубину «Е1», составляющую 5,5-6,5 мм, предпочтительно приблизительно 6 мм, измеряемую, как изображено на фиг.5, между продольным выступом поверхности ручки 12 и противоположной поверхностью пластины 161, при этом продольная ширина «b» впадины 184 составляет 1-2 мм по всей глубине указанной впадины. Концевая впадина 185, расположенная между зоной 16 и шейкой 13, имеет поперечную глубину «Е2», составляющую приблизительно 6 мм, измеряемую, как изображено на фиг.5, между продольным выступом поверхности шейки 13 и противоположной поверхностью пластины 164, при этом продольная ширина «b» впадины 185 составляет 1-2 мм по всей глубине указанной впадины.

Как изображено на фиг.2 и фиг.4, указанные концевые впадины 184, 185 также содержат термопластичный эластомерный материал, твердость по Шору А которого составляет 60-70 единиц и который присоединен к пластмассе пластин 161, 164 и, соответственно, к пластмассе ручки 12 и шейки 13, при этом указанный эластомерный материал заполняет по меньшей мере 75% поперечной глубины Е1, Е2 и по меньшей мере 60% ширины концевой впадины 184, 185.

Кроме того, зубная щетка 20 согласно изобретению содержит гибкое соединение 30 (обозначенное в целом), показанное целиком на фиг.2 и фиг.4, которое расположено в продольном направлении между зоной 16 и головкой 11 зубной щетки. Данное гибкое соединение 30 расположено в шейке 13, разделяя тем самым шейку 13 на две отстоящие в продольном направлении части 133, 134, расположенные на каждой продольной стороне гибкого соединения 30, при этом первая часть 133 расположена ближе к ручке 12, а вторая часть 134 расположена ближе к головке 11.

Гибкое соединение 30 содержит выполненную из пластмассы часть 31, хорошо показанную на фиг.1 и фиг.3, которая выполнена за одно целое с шейкой 13. При этом часть 31 выполнена утоненной в поперечном направлении и в направлении ширины относительно непосредственно смежных в продольном направлении частей шейки 13. Часть 31 имеет вид проходящего в продольном направлении стержня из пластмассы, продольный размер которого составляет 1-2 мм, размер по ширине равен 2-3 мм, а поперечный размер составляет 1,5-2,5 мм. Сечение части 31 в поперечном разрезе относительно продольного направления является приблизительно круглым.

Относительное соотношение продольных размеров первой части 132 и второй части 133 составляет приблизительно 8,25:1. Указанное соотношение рассчитано исходя, соответственно, из длины первой части 133, представляющей собой продольное расстояние от края 185А концевой впадины 185, ближайшей к головке 11, до конца утоненной части 31, ближайшего к ручке 12 (данное расстояние составляет приблизительно 28 мм), и длины второй части 133, представляющей собой продольное расстояние от конца утоненной части 31, ближайшего к головке 11, до точки 131, в которой шейка 13 начинает расширяться с образованием головки 11, причем данное расстояние составляет приблизительно 3,5 мм. Как изображено на фиг.2 и фиг.4, все поверхности утоненной часть 31, обращенные в поперечном направлении и направлении ширины, окружены термопластичным эластомерным материалом 32, имеющим сферическую форму, причем диаметр сферы составляет 6-7 мм. Термопластичный материал 32 представляет собой такой же термопластичный материал 21, что и расположенный в впадинах 181, 182, 183, 184, 185.

Первая часть 133 шейки, расположенная между гибким соединением 30 и зоной 16, выполнена таким образом, что под воздействием прикладываемого в процессе чистки зубов усилия первая часть 133 остается жесткой относительно гибкости гибкого соединения 30 и зоны 16. Это может быть обеспечено первой частью 133, поперечная толщина «Т» которой равна по меньшей мере 3,5 мм, составляя приблизительно 5 мм в точке 131, в которой часть 133 сходится с зоной 16, и 4-4,5 мм на конце первой части 133, смежном с гибким соединением 30. Ширина первой части 133 в направлении ширины равна по меньшей мере 5 мм, составляя приблизительно 9 мм в точке 131 и приблизительно 5,9 мм на конце первой части 133, смежном с соединением 30.

В разных местах выполненной из пластмассы части 10 расположены отверстия и литьевые каналы, такие как канал 40, в которые и через которые из одного или нескольких мест подачи может проходить эластомерный материал 21, доходящий до других частей части 10 щетки 20.

Зубная щетка согласно описанному выше примеру была подвергнута изгибающим усилиям, приложенным к головке, при этом в разных точках зубной щетки были измерены значения напряжения. Установлено, что конструкция и размеры зубной щетки, описанной в приведенном выше примере, обеспечивают достаточную степень деформации под воздействием надавливания во время чистки зубов. Данная зубная щетка проявила более высокую степень деформации в S-образно изогнутой волнообразной зоне щетки по сравнению с частью головки данной щетки, обеспечивая тем самым уменьшение возможного предела прочности на разрушение в гибком соединении 30 между головкой и ручкой. Деформация в указанной S-образной волнообразной зоне щетки в процессе ее использования была выше, чем в S-образной части, описанной в упомянутых выше патентных документах, при этом деформация сконцентрирована в пластине 164 и изгибе 173, ближайших к головке 11 зубной щетки.

Зубная щетка, в которой в продольном направлении между шейкой и ручкой расположена волнообразная зона, содержащая поперечные пластины, соединенные за одно целое изгибами, имеющими впадины, расположенные между пластинами, при этом впадины содержат термопластичный эластомерный материал, присоединенный к пластмассе, из которой выполнены указанные пластины, причем твердость по Шору А указанного эластомерного материала составляет 60-70 единиц. Описаны конкретные конструкции и размеры пластин и изгибов. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Зубная щетка, содержащая головку и захватную ручку, которые выполнены за одно целое из пластмассы и расположены вдоль продольного направления головка-ручка, при этом между ручкой и головкой расположена шейка, от головки в поперечном направлении относительно продольного направления проходят щетинки, а направление ширины зубной щетки перпендикулярно продольному и поперечному направлениям, причем в продольном направлении между шейкой и ручкой расположена волнообразная зона, содержащая пластины, проходящие в поперечном направлении и соединенные за одно целое изгибами, имеющими впадины, которые расположены между пластинами, имеют направление поперечной глубины и содержат термопластичный эластомерный материал, присоединенный к пластмассе указанных пластин, при этом поперечные направления смежных в продольном направлении пар пластин расположены под углом от 0° до 15° друг к другу, каждая из четырех пластин имеет продольную толщину «Т», составляющую 1,2-2,2 мм, длину «L», проходящую в поперечном направлении между противоположными в поперечном направлении изгибами и составляющую 9-13 мм, и ширину «W», составляющую 9-14 мм в направлении ширины, при этом четыре пластины ограничивают в продольном направлении три впадины, которые расположены между смежными в продольном направлении парами пластин и каждая из которых имеет поперечную глубину «D», составляющую 6-11 мм, продольную ширину «b», составляющую 1-2 мм для по меньшей мере 60% низовой глубины впадины, а также содержит указанный термопластичный эластомерный материал, при этом твердость по Шору А термопластичного эластомерного материала составляет 60-70 единиц.

2. Зубная щетка по п. 1, в которой имеются четыре пластины.

3. Зубная щетка по п. 1, в которой термопластичный эластомерный материал заполняет по меньшей мере 60% поперечной глубины «D» и по меньшей мере 60% ширины по меньшей мере одной впадины.

4. Зубная щетка по п. 1, в которой на обоих продольных концах волнообразной зоны в пластмассе расположена концевая впадина, ограниченная на одной продольной стороне смежной пластиной, а на другой продольной стороне смежной поверхностью ручки или головки, при этом указанные концевые впадины также содержат термопластичный эластомерный материал.

5. Зубная щетка по п. 1, в которой шейка сплюснута в поперечном направлении.

6. Зубная щетка по п. 1, которая имеет гибкое соединение, расположенное в продольном направлении между волнообразной зоной и головкой зубной щетки.

7. Зубная щетка по п. 6, в которой гибкое соединение расположено в шейке, разделяя шейку на две отстоящие в продольном направлении части, по одной на каждой продольной стороне гибкого соединения, при этом первая часть расположена ближе к ручке, а вторая часть расположена ближе к головке.

8. Зубная щетка по п. 7, в которой относительное соотношение продольных размеров первой и второй частей лежит в диапазоне 8,5-8:1.

9. Зубная щетка по п. 6, в которой гибкое соединение содержит часть, выполненную за одно целое с шейкой и утоненную в поперечном направлении и/или в направлении ширины относительно непосредственно смежных в продольном направлении частей шейки.

10. Зубная щетка по п. 9, в которой все поверхности утоненной в поперечном направлении и/или в направлении ширины части, обращенные в поперечном направлении и направлении ширины, окружены термопластичным эластомерным материалом.

11. Зубная щетка по п. 10, в которой термопластичный эластомер, окружающий утоненную часть, имеет сферическую симметрию.

12. Зубная щетка по п. 6, в которой часть шейки, расположенная между гибким соединением и волнообразной зоной, выполнена так, что под воздействием усилия, прикладываемого при чистке зубов, она остается жесткой относительно гибкости гибкого соединения и волнообразной зоны.

13. Зубная щетка по п. 1, в которой пластмасса представляет собой полиамид или полипропилен, при этом модуль упругости пластмассы составляет по меньшей мере приблизительно 500 МПа.

14. Зубная щетка по п. 1, в которой термопластичный эластомерный материал является термопластичным эластомером на основе стирена.