Напольная щетка для обуви

Область техники
Полезная модель относится к напольным устройствам для очистки обуви без помощи рук и может быть использована для удаления с подошвы и верхней части обуви песка, пыли, снега и других загрязнений.
Уровень техники
Наиболее близким аналогом рассматриваемого решения является напольная щетка для обуви, раскрытая в патенте США US7251850, 07.08.2007. Указанная щетка включает металлический корпус и установленные в корпусе нижние и боковые щеточные элементы. Щеточные элементы имеют деревянную основу и закрепленную в ней ворсовую часть, образованную распределенными по основе пучками, каждый из которых имеет множество ворсинок. Нижние щеточные элементы обращены ворсовой частью вертикально вверх, а боковые – горизонтально навстречу друг к другу. При использовании данного изделия пользователь помещает обувь в пространство между щеточными элементами и проводит очистку, перемещая стопу.
К недостаткам щетки можно отнести сравнительно низкую скорость и эффективность очистки обуви, связанную с отсутствием подбора оптимального расположения щеточных элементов и их геометрических характеристик в выпускаемом по данному решению изделии.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание эффективной и удобной в эксплуатации напольной щетки, позволяющей очищать обувь без применения рук.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности очистки обуви без помощи рук.
Указанный технический результат достигается за счет того, что напольная щетка для обуви содержит: корпус; нижние щеточные элементы, установленные в нижней части корпуса и обращенные вверх; и два боковых щеточных элемента, установленных на боковых частях корпуса и обращенные горизонтально навстречу друг другу; при этом нижние и боковые щеточные элементы имеют основу и закрепленную в основе ворсовую часть, выполненную в виде набора пучков, каждый из которых состоит из множества полимерных ворсинок, отличающаяся тем, что отношение диаметра пучка к диаметру ворсинок ворсовых частей щеточных элементов составляет от 15 до 25, расстояние между основами боковых щеточных элементов не превышает 210 мм, а отношение указанного расстояния к длине ворсовой части каждого бокового щеточного элемента составляет 1,9-2,4.
Кроме того, согласно частным вариантам реализации полезной модели:
корпус имеет рамочную конструкцию, включающую основание и боковые стойки,
щетка имеет средство для разъемного крепления корпуса на полу;
средство для разъемного крепления корпуса выполнено в виде изогнутой крепежной планки, имеющей отверстия для крепления планки к полу, при этом один конец крепежной планки размещен в отверстии одной стойки корпуса, а другой конец зафиксирован на другой стойке посредством защелки,
боковые и нижние щеточные элементы выполнены съемными и заменяемыми.
Новизна заявленной полезной модели заключается в том, что в конструкции подобраны оптимальные геометрические параметры щеточных элементов для наиболее эффективной и быстрой очистки.
Так, предложенное соотношение диаметра пучка к диаметру ворсинок щеточных элементов, составляющее 15-25, обеспечивает наилучшую, с точки зрения качества очистки, жесткость пучков щеточных элементов. При соотношении менее 15 толщина пучка будет слишком малой для обеспечения необходимой жесткости ворса или же ворсинки будут очень толстыми для выполнения своей функции при чистке. С другой стороны, при соотношении более 25 жесткость пучка окажется слишком высокой, что может привести к повреждению обуви, или же отдельные ворсинки станут ломкими в виду очень малой толщины.
Расстояние между основами боковых щеточных элементов не должно превышать 210 мм для обеспечения эффективной очистки обуви стандартных размеров сразу с двух сторон. При этом выбор соотношения указанного расстояния и длины ворсовой части бокового щеточного элемента, равного 1,9-2,4, продиктован физикой взаимодействия поверхности обуви с боковым ворсом. При соотношении более 2,4, ворс будет плохо контактировать с очищаемой обувью. С другой стороны, при выборе значения менее 1,9 не будет обеспечена достаточная жесткость ворса для эффективной очистки.
Таким образом, указанные параметры обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в увеличении эффективности очистки обуви.
Приведенные частные случаи реализации полезной модели также направлены на достижение данного технического результата. Однако указанные они не являются единственно возможными формами воплощения предложенной конструкции, а показывают наиболее предпочтительные, с точки зрения указанного результата, варианты.
Краткое описание чертежей
Конструкция заявленной щетки поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид заявленного устройства;
на фиг. 2 показано устройство со снятой крепежной планкой;
на фиг. 3 схематично показан фрагмент щеточного элемента (вид сверху)
Элементы устройства обозначены на фигурах следующими позициями:
1 – корпус,
1а – основание корпуса,
1b – боковые стойки корпуса,
2 – нижний щеточных элемент,
2a – основа нижнего щеточного элемента,
2b – ворсовая часть нижнего щеточного элемента,
2с – пучок ворсинок нижнего щеточного элемента,
3 – боковой щеточный элемент,
3a – основа бокового щеточного элемента,
3b – ворсовая часть бокового щеточного элемента,
3с – пучок ворсинок бокового щеточного элемента,
4 – пространство для размещения обуви,
5 – крепежная планка,
5a – отверстие крепежной планки,
5b – первый конец крепежной планки,
5c – второй конец крепежной планки,
6 – отверстие в боковой стойке,
7 – поворотная защелка.
Осуществление полезной модели
Заявленное устройство включает корпус (1) и закрепленные в корпусе щеточные элементы (2,3). Корпус (1), предпочтительно, представляет собой рамочную конструкцию из тонколистового металлического материала (стали), включающую прямоугольное основание  (1a), которое образует нижнюю часть корпуса, и боковые стойки (1b) полукруглой формы, расположенные по краям основания (1a).
На основании (1a) закреплены два нижних щеточных элемента (2), обращенных ворсом вертикально вверх.
На внутренней стороне каждой боковой стойки (1b) закреплено по одному боковому щеточному элементу (3). Боковые щеточные элементы (3) направлены ворсом горизонтально навстречу друг другу (оппозитно).
Таким образом, щеточные элементы (2,3) расположены так, что между ними образовано пространство (4) для размещения очищаемой обуви.
Каждый нижний (2) и боковой (3) щеточный элемент включает деревянную основу (2a,3a) и размещенную в ней полимерную ворсовую часть (2b, 3b). Основы (2а) нижних щеточных элементов (2) могут быть выполнены прямоугольными. Основы (3а) боковых щеточных элементов (3) могут иметь полукруглый профиль, ответный форме боковых стоек (1b) корпуса (1).
Ворсовые части (2b, 3b) выполнены в виде закрепленных в отверстиях основы набора пучков (2с, 3c), каждый из которых состоит из множества полимерных ворсинок.
Отношение диаметра (D) каждого пучка (2c,3c), которое определяется диаметром отверстия в основе (2a, 3a) к диаметру (d) ворсинок нижних и боковых щеточных элементов составляет от 15 до 25 (см. фиг. 3), т.е. D/d=15-25.
Расстояние (S) между основами (3b) боковых щеточных элементов (3) не должно превышать 210 мм. При этом отношение указанного расстояния (S) к длине (L) ворсовой части каждого бокового щеточного элемента составляет от 1,9 до 2,4. (см. фиг. 1), т.е. S/L=1,9-2,4.
В качестве примера щетка может иметь нижние щеточные элементы с длиной ворсовой части 20 мм и боковые щеточные элементы с длиной ворсовой части 50 мм.  В нижних щеточных элементах выполнено по 20 пучков диаметром 5,5 мм. В боковых щеточных элементах выполнено по 49 пучков диаметром 5,5 мм. Ворсовые части образованы ворсинками из полиэтилентерефталата толщиной 0,25-0,3 мм. При этом расстояние между основами (2a,3a) щеточных элементов составляет 190-195 мм.
Для обеспечения возможности мытья щеточных элементов (2,3) (что необходимо для более качественной очиcтки обуви) или их замены, они могут быть выполнены съемными.
При этом для обеспечения удобной эксплуатации в щетке может быть предусмотрено средство разъемного крепления корпуса к полу. Указанное средство может быть выполнено в виде изогнутой крепежной планки (5), устанавливаемой в нижней части корпуса (1), под основанием (1a). В планке (5) выполнено два крепежных отверстия (5a) для фиксации планки на полу при помощи саморезов или дюбель-гвоздей. При этом один конец (5b) крепежной планки (5) размещается в щелевом отверстии (6) одной стойки (1b) корпуса (1), а другой конец (5с) фиксируется на другой стойке в петле поворотной защелки (7).
При монтаже щетки на крепежную планку (5) сначала фиксируют на полу. Затем на планку (5) «надевают» корпус (1) щетки. Применение планки облегчает монтаж устройства, обеспечивает надежную фиксацию корпуса без смещений, и как следствие, более качественную очистку обуви.
При эксплуатации щетки пользователь помещает обувь в пространство (4) между щеточными элементами (2,3) и совершает поступательные движения ногой. При этом за счет расположения щеточных элементов и их геометрических параметров, происходит одновременная очистка как подошвы, так и верхней части обуви от загрязнений. Следует также отметить, что пользователю не нужно нагибаться для проведения чистки, что особенно важно при использовании щетки пожилыми людьми. Заявленная щетка может применяться как в домашних условиях, так и в общественных местах.