Brevet FR2562775A1 — publié le 19851018

La présente invention concerne une brosse à poils rétractables, notamment pour le brossage de sur- faces de relief complexe et par exemple pour le brossage des dents. Les brosses traditionnelles comportent des touffes de poils dont une première extrémité est empri- sonnée dans une tête de brosse, dont cette extrémité est solidaire, et dont une deuxième extrémité est libre et utilisée pour le brossage; les extrémités libres respectives des différentes touffes présentent une surface enveloppe qui peut se déformer légèrement par flexion des poils au contact d'une surface à brosser mais qui, cependant, lorsque cette surface présente un relief trop prononcé, ne peut s'adapter avec suffisam- ment de précision à cette surface et, surtout, assurer un contact avec cette dernière moyennant une pression partout suffisante pour assurer un brossage correct. Ainsi, dans le cas des brosses à dents, la volonté de l'utilisateur de faire pénétrer les poils de la brosse dans l'espace inter-dentaire, exprimée par une application énergique de la brosse contre les dents, ne fait que conduire à l'application d'un effort excessif sur ces dernières et sur la gencive sans que l'effort appliqué soit pour autant suffisant dans l'es- pace inter-dentaire, et le brossage n'est pas satisfai- sant. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient, en proposant une brosse dont les touffes de poils puissent se rétracter élastiquement, indépendamment des unes des autres, vers l'intérieur de la brosse de façon à permettre une adaptation perma- nente de la surface enveloppe définie par les extrémi- tés libres de ces touffes à la surface à brosser, et ceci sans qu'il en résulte de différence notable dans l'intensité de l'effort appliqué sur les différentes zones de cette dernière par les différentes touffes de poils. A cet effet, il est proposé selon l'invention une brosse comportant une tête de brosserigide et un nombre déterminé de touffes de poils dont chacune présente une première extrémité emprisonnée dans la tête de brosse et une deuxième extrémité libre destinée au contact avec une surface à brosser, cette brosse se caractérisant en ce que la tête de brosse présente: - une face, - au moins une cavité en creux par rapport à ladite face, qui définit une périphérie pour la cavité, - une membrane élastiquement déformable sensiblement ponctuel- lement, obturant ladite cavité et solidarisée sur la totalité de la périphérie de cette dernière, à l'état tendu, avec la tête de brosse, une paroi rigide superposée à ladite membrane et solidaire de la tête de brosse à la périphérie de la cavité, ladite paroi présentant une première face tournée vers la membrane et vers la cavité,une deuxième face tournée à l'opposé de la membrane et de la cavité, et une pluralité d'alésages traversant cette paroi de la première face de celle-ci à la deuxième face suivant des axes respectifs déterminés, en regard de la cavité, lesdits alé- sages étant prévus en un nombre identique à celui des touffes de poils et chacun d'entre eux recevant l'une respective de ces touffes, au coulissement relatif suivant l'axe -2562775 respectif, cette touffe étant alors orientée suivant cet axe et présentant sa première extrémité vers la cavité, en regard de la membrane, sa deuxième extrémité en saillie par rapport à la deuxième face de la paroi, et une zone intermédiaire entre lesdites extrémités engagée dans l'alésage respectif, cette zone intermé- diaire et l'alésage présentant transversalement audit axe des sections respectives complémentaires, - des moyens de butée mutuelle imposant une limite audit coulissement dans un sens allant de la première face vers la deuxième face de la paroi, pour établir un contact entre la première extrémité de chaque touffe et la membrane. D'autres caractéristiques -et avantages de la brosse selon l'invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à un mode de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que des dessins annexes qui font partie intégrante de cette description. Sur ces dessins: - la figure 1 montre une brosse à dents réalisée conformément à la présente inventiont en coupe par un premier plan médian tel que le plan I-I de la figure 2, - la figure 2 montre cette brosse en Coupe par un deuxième plan approximative-ient imdian, perpendiculaire au premier, tel que le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 illustre, sur un détail agrandi de la figure 1, les possibilités de rétraction élasti- que des touffes de poils d'une brosse réalisée confor- mément à la présente invention. Natuirellement, bien que ces figures illustrent une brosse à dents, I domaine d'application de la 2562715s présente invention n'est pas limité à ce type de brosse et l'homme du métier adaptera à d'autres types de brosses les dispositions qui vont être décrites, sans pour autant sortir du cadre de cette invention. Sur les figures, on a désigné par 1 une tête plate d'une brosse telle qu'une brosse à dents, présen- tant une face plate 2 sur laquelle cette tête 1 porte une pluralité de touffes 3 de poils, disposées suivant des orientations respectives approximativement parallèles entre elles et perpendiculaires à la face 2. La face 2 est creusée d'une cavité 4 que la face 2 entoure de toutes parts pour en définir la péri- phérie et qui est obturée, au niveau de cette face 2, par une membrane 5 en un matériau élastomère choisi pour sa faculté de subir des déformations élastiques sensiblement ponctuelles et pour son caractère anisotrope; on a utilisé avec succès comme membrane 5 de la baudruche artificielle du type utilisé pour la réalisation de ballons publicitaires, d'une épaisseur de l'ordre de 3 dixièmes de mm, à base de caoutchouc naturel. La membrane 5 est solidarisée à l'état tendu avec la tête de brosse 1, sur la face plate 2 de celle- ci, sur la totalité de la périphérie de la cavité 4. A la membrane 5 à l'état tendu est superposée à plat, à l'opposé de la cavité 4, une plaque 6 réalisée comme la tête de brosse 1 en un matériau rigide et par exemple en matière plastique. Cette plaque 6 est solidarisée avec la tête de brosse 1, avec laquelle elle enserre la membrane 5 sur la totalité de la périphérie de la cavité 4. La plaque 6 présente une première face plate 7 ainsi tournée vers la membrane 5, avec-laquelle elle est en contact à plat lorsque cette membrane 5 est tendue, et vers la cavité 4, et une face 8 également plate, parallèle à la face 7, et tournée à l'opposé de la membrane 5, vers l'extérieur de la tête de brosse 1. Ces deux faces 7 et 8 sont reliées par un chant 19 qui leur est sensiblement perpendiculaire et par lequel la plaque 6 est encastrée à l'intérieur d'un rebord continu 20 que la tête de brosse 1 présente autour de la face 2, en saillie par rapport à celle-ci, sensiblement perpendiculairement à elle, à distance de la cavité 4; avantageusement, une zone périphérique 21 de la membrane 5 est pincée entre le chant 19 de la plaque 6 et le rebord 20 de la-face 2, ce qui assure la solidarisation de la membrane avec la tête 1 et la plaque 6, ainsi que la solidarisation mutuelle de ces dernières; cette solidarisation peut être améliorée par collage ou thermosoudage mutuel du rebord 20, par un bord 23 de celui-ci affleurant la face 8 de la plaque 6, et de la-plaque 6, à la jonction 22 du chant 19 de la plaque 6 et de la face 8 de celle-ci, autour de la mem- brane 5; d'autres modes de solidarisation mutuelle de la plaque 6, de la tête de brosse 1 et de la membrane 5, à la périphérie de celle-ci, peuvent être choisis sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. Approximativement perpendiculairement aux faces 7 et 8, là plaque 6 est percée de part en part d'alésages 9 en un nombre identique à celui des touffes 3, dont chacun de ces alésages 9 reçoit l'une. A.cet effet, chaque alésage 9 présente deux zones cylindriques de révolution autour d'un même axe respec- tif 10 approximativement perpendiculaire aux faces 7 et 8, à raison d'une zone 11 de plus petit diamètre, adja- cente à la face 8 de la plaque 6, et d'une zone 12 de plus grand diamètre, adjacente à la face 7; ces zones 11 et 12 sont reliées par un épaulement 13 annulaire, perpendiculaire à l'axe 10. Si l'on considère un alésage 9 déterminé et la touffe 3 correspondante, présentant une première extré- mité 14 de montage sur la tête de brosse ou extrémité emprisonnée et une deuxième extrémité 15 de brossage ou extrémité libre, la touffe 3 présente entre ces deux extrémités 14 et 15 une zone intermédiaire 16 montée à coulissement, suivant l'axe 10, dans la zone 11 de l'alésage 9 et présentant à cet effet, transversalement à l'axe 10, une section aussi proche que possible de celle de la zone 11; au niveau de sa première extré- mité 14, par contre, elle présente transversalement à l'axe 10 une section supérieure, mais toutefois au plus égale à celle de la zone 12 de l'alésage 9, de façon à être emprisonnée entre l'épaulement 13 et la membrane 5, avec possibilité d'éloignement vis-à-vis de l'épaulement '13 vers la cavité 4 moyennant une défor- mation élastique de la membrane 5 et de retour jusqu'à une position en butée contre l'épaulement 13, mais sans possibilité de dépassement de ce dernier vers la face 8 de la plaque 10; avantageusement, dans la zone intermédiaire 16 de coulissement dans la zone 11 de l'alésage 9, les poils de la touffe 3 sont agglomérés par exemple par soudure dans le cas fréquent o ces poils sont réalisés en matériau synthétique, et l'augmentation de section transversale de la touffe à la première extrémité 14 de celle-ci peut avantageusement être obtenue par fusion dans cette hypothèse, ou encore par tout autre moyen; en tout cas, la première extrémité 14 de la touffe 3 reste indépendante de la membrane 5, c'est-à-dire n'est pas solidarisée avec cette dernière, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de la brosse. Entre la zone intermédiaire 16 et la deuxième extrémité 15 de la touffe 3, en saillie par rapport à la face 8 de la plaque 6, les poils de cette touffe sont par contre indépendants, sur une lon- gueur propre à communiquer aux poils de la touffe toute flexibilité désirée. Dans un état de repos de la brosse, c'est-à-dire lorsqu'aucune pression n'est appliquée aux touffes 3 dans un sens allant vers l'intérieur de la cavité 4 suivant l'axe 10 respectif, la membrane 5 est tendue et maintient les extrémités 14 des différentes touffes 3 en butée contre les épaulements respectifs 13 comme le montrent les figures 1 et 2; alors, les extrémités des différentes touffes déf:nissent une surface enveloppe 18 parfaitement définie, par exemple plane. Si les touffes 3 sont amendes en contact sous pression, approximativement para!lrieFent aux axes 10, avec une surface 17 presentant nne forme différente d'une forme complémentaire de celle de la surface enve1oppe 18, comme le montre la figure 3, il en résulte l'app-ication aux touffes 3 d'efforts dirigês approximativement suivant les aes 10 respectifs et qui provoquent un 1scamotage des touffes 3 en contact avec les zones de la surface 17 comparativement en saillie, par coulissement de ces touffes 3 dans les alésages respectifs 9, suivant les axes respectifs , moyennant une déformation élastique, ponctuelle, de la membrane 5 repoussée par la première extrémité 14 de ces touffes; la forme de la surface enveloppe 18 s'adapte ainsi avec précision à celle de la surface 17; lorsque l'on déplace la brosse sur la surface 17, les touffes 3 libérées par les zones comparative- ment en saillie tendent à reprendre leurs positions initiales par coulissement en sens inverse sous l'action de la membrane 5 qui, tendant élastiquement à-reprendre sa forme initiale, tent à ramener leur première extré- mité 14 au contact de l'épaulement 13, alors que les touffes 3 amendes au contact de zones comparativement en saillie s'escamotent de la façon décrite précédem- ment; lorsque, enfin, on dégage la brosse de la surface 17, toutes les-touffes 3 reprennent leur posi- tion initiale, en butée contre les différents épaule- ments 13 par leurs extrémités 14 respectives, sous l'action de la membrane 5 retrouvant elle-même sa forme initiale. Naturellement, on peut prévoir de nombreuses variantes au dispositif qui vient d'être décrit; en particulier, on peut prévoir le remplacement de la cavité 4 commune à l'ensemble des touffes 3 par une pluralité de cavités alvéolaires 4' également creusées dans la face 2 et dont chacune est associée respectivement à au moins une touffe, en regard de l'alésage 9 correspon- dant, avec des dimensions suffisantes pour permettre le mouvement d'escamotage et plus précisément un mouvement de pénétration de la première extrémité 14 de la touffe 3 associée, avec interposition de la membrane 5; toute- fois, dans un premier temps du moins, cette solution est apparue comme moins avantageuse que celle de la cavité 4 commune, dans la mesure o elle tend à nuire au caractère anisotrope de la déformabilité de cette dernière. La forme de la surface enveloppe 18 et celle des faces 2 de la tête de brosse et 7 de la plaque 6, c'est-à-dire également la forme de la membrane 5 à l'état tendu entre ces faces 2 et 7, peuvent être choisies différentes de celles qui ont été décrites; de même que, la forme et la nature des touffes 3, de même que leur répartition peuvent être choisies à volonté et éventuellement modulées pour communiquer des caractéristiques différentes à différentes zones d'une même brosse. Le choix du matériau constituant la membrane , et de l'épaisseur de celleci, peut aisément être effectué par l'homme du métier en fonction des carac- téristiques mécaniques, notamment d'élasticité, à. communiquer à cette membrane. Par exemple, on choisira avantageusement le matériau dans le groupe comportant les élastomères du type latex naturel ou synthétique, tels que le polychloroprène, le caoutchouc naturel de préférence traité de façon à présenter une résis- tance améliorée au vieillissement,et les silicones; l'épaisseur de membrane à l'état relachévariera généralement de l'ordre de 1 dixième de mm à moins de 1 mm dans le cas des brosses à dents, pour fournir alors une possi- bilité d'amplitude de déformation élastique localisée de la membrane de l'ordre de 3 mm sous une pression de l'ordre de 6.104 Pa (environ 6 gf/mm2) entre les touffes de poils 3 et les dents dans le cas d'une brosse comportant une trentaine de touffes, c'est-à-dire pour un effort total d'application de la brosse sur les dents, suivant la direction moyenne des touffes, de l'ordre de 2N (environ 200 gf), généralement considéré comme normal; ces exemples n'ont toutefois aucun caractère limitatif; de façon générale, quel que soit le domaine d'application de l'invention, on choisira de préférence la membrane de telle sorte que l'ensemble des touffes se rétracte sous l'action d'un effort de contact avec la surface à brosser, suivant une direction moyenne de ces touffes, considéré comme usuel, optimal dans cette application. REVENDICATIONS 1. Brosse, comportant une tête de brosse rigide (1) et un nombre déterminé de touffes de poils (3) dont chacune présente une première extrémité (14) emprisonnée dans la tête de brosse (1) -et une deuxième extrémité (15) libre destinée au contact avec une surface à brosser (17), caractérisée en ce que la tête de brosse (1) présente: - une paroi ricide (6) solidaire de la tête de brosse (1) et présentant une première face (7) , une deuxième face (2), et une pluralité d'alésages (9) traversant cette paroi (6) de la première face (7) de celle-ci à la deuxième face (8) suivant des axes respectifs (10) détermines, lesdits alésages (9) étant prévus en un nombre identique à celui des touffes de poils (3) et chacun d'entre eux recevant l'une respective de ces touffes (3), au coulissement relatif suivant l'axe respectif (10), cette touffe (3) étant alors orientée suivant cet axe (10) et présentant sa deuxième extrémité (15) en saillie par rapport à la deuxième face (8) de la paroi (6) et une zone engagée dans l'alisage respectif (9), cette zone inter- médiaire (16) et l'alésage (9) présentant transversa- lement audit axe (10) des sections respectives complé- nentaires, - une memrbrane (5) élastiquement déformable sensiblement ponctuellement, superposée à la première face (7) de la paroi (6) en regard desdits alésages (9) et des premières extrémités (14) des touffes (3) et présentant une zone périphérique (21) sur la totalité de laquelle elle est solidarisée, à l'état tendu, avec la tête de brosse (1), - des moyens (4) pour autoriser une défor- nation élastique ponctuelle de la membrane (5) à l'opposé de la première face (7) de la paroi (6), en regard desdits alésages (9) et des premières extrémités (14) des touffes (3), - des moyens de butée mutuelle (14, 13) imposant une limite audit coulissement dans un sens allant de la première face (7) vers la deuxième face (8) de la paroi (6), pour établir un contact entre la première extrémité (14) de chaque touffe (3) et la membrane (5). 2. Brosse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les poils de chaque touffe (3) sont agglomérés dans ladite zone intermédiaire (16). 3. Brosse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les touffes de poils (3) sont indépendantes de la membrane et en ce que les moyens de butée (14, 13) comportent un accroissement de section de la première extrémité (4) de chaque touffe (3), par rapport à ladite zone intermédiaire (16), transversale- ment par rapport audit axe respectif (10). 4. Brosse selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit accroissement de section est constitué par agglomération des poils de la touffe (3). 5. Brosse selon la reveandication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque alésage (9) présente deux zones (11, 12) dont les sections, transversalement audit axe respectif, sont différentes, à raison d'une zone (11) adjacente à la deuxième face (8) de la paroi (6) et présentant ladite section complémentaire de celle de la zone intermédiaire (16) de la touffe respective (3), et d'une zone (2) adjacente à la première face (7) de la paroi (6) et présentant une section complémentaire de la section accrue de la première extrémité (14) de la touffe respective (3), les deux zones (11, 12) de l'alésage (9) étant raccor- dées mutuellement par un épaulement (13) de butée pour ladite première extrémité (14) de section accrue. 6. Brosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la paroi (6) est rapportée sur la tête (1), moyennant un pincement périphérique de la membrane (5) entre elles. 7. Brosse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la paroi (6) et la tête (1) sont mutuellement encastrées autour de la première face (7) de la paroi (6) par l'intermédiaire d'une zone périphérique (21) de la membrane (5). 8. Brosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la mem- brane (5) est en un matériau élastomère choisi dans le groupe comportant les élastomères du type latex naturel ou synthétique, notamment le polychloroprène, le caoutchouc naturel, les silicones. 9. Brosse selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens (4) pour autoriser une déformation élastique ponctuelle de la membrane (5) comportent une cavité (4) aménagée dans la tête de brosse (1) en regard de l'ensemble des alésages (9) de la paroi (6), à l'opposé de la première face (7) de la paroi (6) par rapport à la membrane (5). 2562775. 10. Brosse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens (4) pour autoriser une déformation élastique ponctuelle de la membrane (5) comportent une pluralité de cavités (4') dont chacune est aménagée dans la tête de brosse (1) en regard d'un alésage (9) de la paroi (6) respectivement correspondant,à l'opposé de la première face (7) de la paroi (6) par rapport à la membrane (5).