刷头装置的制作方法

本公开总的涉及改进的刷头，并且更具体地，涉及刷头中的刷毛簇的布置、结构、固定以及产生的功能。

背景技术：

用在手动和电动牙刷中的刷头是已知的，刷头具有容纳在保持环或支撑环中的刷毛簇。保持环用来将相应的刷毛簇固定在刷头内。每个刷毛簇均插入在不同的保持环的中空内部中，然后将刷毛簇和保持环固定在牙刷头中。值得注意的是，传统的保持环构造有直壁。在一些情况下，保持环不是紧紧地固定至刷头，因而刷毛对于刷牙而言不是处于最佳角度，或者环和/或刷毛簇或刷毛束在刷头内是松散的。这样，与这种常规的保持环相关的问题是在例如由电动刷牙操作导致的动态运动情况下，保持环和/或刷毛簇或刷毛束趋于与刷头分离。

因此，在本领域存在对更好的保持环以及保持环和刷毛簇的改进的紧固的需要，特别是用在电动牙刷中的保持环。

技术实现要素：

本公开涉及刷头中的刷毛簇的创新性布置、结构、固定以及产生的功能。本文的各种实施方式和执行方案涉及由弹性体基材形成的刷头，该刷头可以包括设置在其中的具有不同尺寸和形状的多种保持环，其中每个保持环可以包括刷毛簇，刷毛簇在保持环的相应的近端处保持在保持环中并且从保持环的第一表面延伸，并且其中，多个保持环中的至少第一保持环的内壁和外壁中的至少一者包括至少一个锥度。另外的实施方式可以包括保持在弹性体基材内的位置处的至少一个刷毛簇，所述至少一个刷毛簇还包括邻近第一刷毛簇的近端的不具有弹性体基材的区域，并且在所述区域内，第一刷毛簇的近端构造成在使用期间平移进出。

使用本文的各种实施方式和执行方案，通过提供有锥度的保持环的变型，能够实质地提高保持环在刷头内的固定以及刷毛簇在保持环内的固定。例如，具有有锥度的外壁的保持环能够具有从刷毛簇的近端向保持环中心轴线向内倾斜的外壁。这产生了保持环下方的弹性体基材向弹性体基材的第一表面的楔形效果，并且还使得与直保持环外壁能够实现的相比，产生更大的弹性体基材-保持环表面区域接触。刷毛簇的主拔出机制随着弹性体基材保持环结合部中的分层而发生，因此增大表面区域对于提高保持力是关键的。变化的局部或整个的内锥度或内外锥度的组合以及在弹性体基材内的近端盖中包围刷毛簇的近端(优选地也包围保持环，如果存在保持环的话)提供了类似的和额外的优点。

本文公开和描述的改进的刷头能够与任何手动或电工牙刷装置使用。能够与该刷头一起使用的电动牙刷装置的一个示例是能够从皇家飞利浦有限公司获得的装置。该口腔护理装置基于具有往复运动的刷头的致动器，该刷头包括提供对用户牙齿的有效清洁的刷毛。

总的来说，在一个方面，提供了一种刷头，其包括但不限于：弹性体基材；设置在弹性体基材中的多个保持环，每个保持环均包括第一端、比第一端更靠近弹性体基材的第一表面定位的第二端、形成具有中心纵向轴线的内部空间的内壁、以及外壁，其中所述多个保持环中的至少第一保持环的内壁和外壁中的至少一者包括锥度；以及多个刷毛簇，每个刷毛簇包括具有近端和自由端的多个刷毛束，并且在其近端保持在所述多个保持环中的一个保持环的内部空间内。

根据一个实施方式，至少第一保持环的内壁包括沿朝向中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的内壁包括沿远离中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的近端部包括具有沿朝向中心纵向轴线的方向从第一端延伸至远端部的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的外壁包括沿朝向中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的外壁包括沿远离中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的近端部包括具有沿朝向中心纵向轴线的方向从第一端延伸至远端部的锥度的外壁。

根据一个实施方式，至少第一保持环的内壁和外壁中的每一者均包括沿朝向中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的内壁和外壁中的每一者均包括沿远离中心纵向轴线的方向从第一端延伸至第二端的锥度。

根据一个实施方式，至少第一保持环的内壁和外壁中的至少一者的形状为非圆形形状，该非圆形形状从由三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形和十边形构成的组中选择。

根据一个实施方式，定位并保持在所述多个保持环内的所述多个刷毛簇还包括位于第一刷毛簇的近端处的头部，所述头部邻近第一保持环的第一端定位并且具有比由第一保持环的第一端围绕并创建的内部空间的平面区域大的区域。

根据一个实施方式，定位并保持在所述多个保持环内的所述多个刷毛簇中的每个还包括位于该刷毛簇的近端处的头部，该头部邻近所述多个保持环中的一个保持环的第一端定位并且具有比由所述多个保持环中的所述一个保持环的第一端围绕并创建的内部空间的平面区域大的区域。

根据一个实施方式，定位并保持在所述多个保持环内的所述多个刷毛簇中的每个还包括位于该刷毛簇的近端处的头部，所述头部定位在所述多个保持环中的一个保持环的内部空间内并且具有比由所述多个保持环中的所述一个保持环的内部空间内的平面区域大的区域。

应当注意的是，前面的概念以及下文中更详细论述的额外的概念的所有组合(假设这些概念不是相互不一致的)都应当被理解为构成本文公开的创新性主题的一部分。特别地，在本公开的结束部分出现的要求保护的主题的所有组合都应当被理解为构成本文公开的创新性主题的一部分。

本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施方式显而易见并且参照这些实施方式进行阐释。

附图说明

在附图中，相同的附图标记贯穿不同的视图总体指代相同的部分。另外，附图并不一定按比例绘制，而是将重点放在了图示本发明的原理上。

图1A是根据现有技术的其中保持有刷毛簇的保持环的示意性侧视图。

图1B是根据一个实施方式的本发明的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的外壁。

图1C是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的内壁。

图1D是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括外壁和内壁，外壁和内壁中的每一者均包括锥度。

图2A是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括外壁，外壁的近端部包括锥度。

图2B是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括外壁和内壁，外壁和内壁的中的每一者的近端部均包括锥度。

图3A是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的内壁。

图3B是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的内壁。

图3C是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的内壁。

图3D是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的外壁。

图3E是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括具有锥度的内壁和具有锥度的外壁。

图4是根据一个实施方式的保持环的示意性侧视图，该保持环中保持有刷毛簇并且包括外壁和内壁，外壁和内壁中的每一者均包括锥度，内壁还包括围绕周边的槽。

图5A是根据一个实施方式的弹性体基材的示意性俯视图，示出了形状和尺寸类似的多个刷毛簇。

图5B是根据一个实施方式的弹性体基材的示意性俯视图，示出了形状类似但尺寸不同的多个刷毛簇。

图5C是根据一个实施方式的弹性体基材的示意性俯视图，示出了形状和尺寸类似的多个刷毛簇。

图6是示出了根据一个实施方式的连接不同尺寸和形状的保持环的网状连接件(webbing link)的示意性俯视立体图。

具体实施方式

本公开描述了用于牙齿清洁的改进的刷头的各种实施方式。更宽泛而言，申请人已经认识并意识到，提供如下这样的一种刷头是有益的：刷头包括具有变化的、独特的几何形状的特定部件以及材料与结构的独特组合，以用于提高刷毛簇在保持环内的的保持、保持环在刷头内的提高的固定以及改善的且更全面的口腔清洁。

在一种布置中，通过提供有锥度的保持环的变型，能够实质地提高保持环在刷头内的固定以及刷毛簇在保持环内的固定。在另一种布置中，在弹性体基材中结合具有不同弹性模量值的层并且提供基材的其他构型以允许刷毛簇的变化的有目标的移动性/弹性体基材的柔性，能够带来改善的且更全面的口腔清洁。在另外一种布置中，一种实施方式设想在弹性体基材中各个保持环以内壁和外壁形状组合的任何组合形式的布置，这些形状组合包括多个非圆形形状(即具有角的形状)，包括但不限于：三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形和十边形等，这些形状在保持环的内壁和/或外壁中的至少一者上是有锥度的。

鉴于以上所述，各种实施方式和执行方案涉及这样一种设备，其中：刷头可以包括设置在其中的具有不同尺寸和形状的多种保持环，其中每个保持环可以包括刷毛簇，刷毛簇在保持环的相应的近端保持在保持环中并且从保持环的第一表面延伸，并且其中，所述多个保持环中的至少第一保持环的内壁和外壁中的至少一者包括锥度。另外的实施方式和执行方案涉及保持在保持环内的至少一个刷毛簇，所述至少一个刷毛簇还包括邻近该刷毛簇的近端的不具有弹性体基材的区域，并且在所述区域内，刷毛簇的近端构造成在使用期间平移进出。

参照图1A，在现有技术的示例中，提供了具有在其中保持刷毛簇20’的保持环1’的示意性侧视图。如图所示，在现有技术中，保持环1’具有直的非有锥度的内壁和直的非有锥度的外壁。

在本发明的实施方式中，图1B至1D中的每一个均示出了具有刷毛簇21的保持环50的示意性侧视图，其中刷毛簇21包括保持在其中的头部26，其中内壁55和外壁57中的至少一者包括沿朝向保持环的中心纵向轴线111的方向从保持环50的第一端51延伸至第二端53的锥度。更具体地，图1B示出了具有外壁锥度61的保持环50。图1B还示出了头部26，其定位在内部空间59外并且具有比保持环59的内部空间内的平面60的区域大的区域。图1C示出了具有内壁锥度63的保持环50，并且图1D示出了具有外壁锥度61和内壁锥度63的保持环50。图1C和1D还示出了位于刷毛簇21的近端处的头部26，其中头部26定位在保持环50的内部空间59内并且具有比第一保持环50的内部空间内的平面60的区域大的区域。

参照图2A至2B，在另外的实施方式中，示出了具有刷毛簇21的保持环50的示意性侧视图，刷毛簇21包括保持在其中的头部26，其中内壁55或外壁57中的一者的至少近端部81包括沿朝向保持环的中心纵向轴线的方向从保持环50的第一端51延伸至远端部83的锥度(具有直的内壁部66和直的外壁部68)。与关于图1B至1D描述的保持环相比，图2A至2B所示的锥度仅包括在保持环的一部分中。更具体地，图2A示出了沿朝向保持环的中心纵向轴线的方向从保持环50的近端部81处的第一端51延伸至远端部83的外壁锥度67。外壁锥度67具有根据套环的高度而改变横截面面积和轮廓的几何形状。通过这种“Y形”构型，套环的厚度能够在更靠近刷毛簇的熔化部处变得更厚。这种增大的厚度能够向套环提供更大的刚度并且能够将载荷更广泛地分布在保持环所处的周围弹性体基材中。另外，关于图2A，保持内径恒定能够确保套环作为用于刷毛簇的对齐特征。远端部83的较低的平坦的平行的壁66和68能够在制造时发挥作用以在对于周围材料的将来注塑成型步骤期间固定和对齐刷毛簇。图2B示出了沿朝向保持环的中心纵向轴线的方向从保持环50的近端部81处的第一端51延伸至远端部83的外壁锥度67和内壁锥度69的组合。这些实施方式设计成近端部81或远端部83的内壁或外壁或者这两者的组合能够包括在任一方向上(即朝向或远离保持环的中心纵向轴线)的锥度。内壁和外壁尺寸都关于高度(与刷毛平行的维度)而变化的套环可以具有保持一致或变化的形状(底部横截面形状为正方形而顶部横截面形状为圆形)。扭转(螺纹状)形状也是可以的，并且可以具有刷毛簇保持效果。

参照图3A至3E，在另外的实施方式中，示出了具有刷毛簇21的保持环50的示意性侧视图，刷毛簇21包括保持在其中的头部26，其中内壁和外壁中的至少一者包括沿远离保持环的中心纵向轴线(未示出)的方向从保持环50的第一端51延伸至第二端53的锥度。更具体地，图3A示出了具有沿远离保持环的中心纵向轴线的方向的内壁锥度71的保持环50。图3B和3C示出了在图3A所示并且关于图3A所描述的构型的基础上、为了更高的刷毛顶端/自由端运动性、刷毛簇21运动的可能的跨度/区域。图3D示出了具有沿远离保持环的中心纵向轴线的方向的外壁锥度73的保持环50。图3E示出了具有沿远离保持环的中心纵向轴线的方向的内壁锥度71和外壁锥度73的保持环。

根据一个实施方式，各种有锥度的几何形状(如图1B至1D、2A至2B以及3A至3E所示并且如这里关于这些图所描述)有助于刷毛簇在保持环内的固定以及保持环在弹性体基材内的固定。一个实施方式设计了从第一端51或第二端53、朝向或远离保持环的中心纵向轴线的内壁55和/或外壁57的锥度的所有不同变型。

参照图4，在另一个实施方式中，示出了保持环50的示意性侧视图，保持环50具有保持在其中的刷毛簇21并且包括外壁57和内壁55，外壁57和内壁55中的一者均包括锥度(分别为61和63)。根据一个实施方式，内壁55还包括周向槽58。刷毛簇21的头部26能够坐落在槽58中，这能够提供刷毛簇21在保持环50内的进一步的固定。换句话说，通过将刷毛簇“锁定”在保持环58内，槽58进一步有助于防止刷毛簇21的不期望的竖直运动。

根据一个实施方式，刷毛簇21的数量、放置和密度能够变化。申请人已经认识和意识到，刷毛簇填塞(packing)放置能够限制或增强柔性弹性体基材的移动，这对于刷头的功能(特别是在电动牙刷装置的情况下)可能是有利的；并且改变的刷毛簇形状能够用来定制柔性弹性体基材的移动。另外，限制和增强特定的移动两者对电动牙刷中的刷头功能都是关键的。刷毛簇21填塞地越密集，则弹性体基材越硬(弹性模量越高)。该附加的硬度部分地是更紧密填塞的保持环的函数，其中保持环优选地由比弹性体基材硬的材料形成。参照图5A，在一个实施方式中，提供了弹性体基材30的示意性俯视图，示出了形状和尺寸类似的多个刷毛簇21，其中纵向“弯曲”接头101位于弹性体基材30中的每个刷毛簇之间。在替代性实施方式中，图5B示出了弹性体基材30的示意性俯视图，示出了根据一个实施方式的形状类似但尺寸不同的多个刷毛簇21(沿着如页面所示多个平行的水平面，较大的刷毛簇后面是较小的刷毛簇，再后面是较大的刷毛簇)。在替代性实施方式中，图5C示出了弹性体基材30的示意性俯视图，示出了根据一个实施方式的形状(大体为卵形/椭圆形)和尺寸类似的多个刷毛簇21(比图5A所示的刷毛簇相对较大)。图5B和5C中的弯曲接头101根据相对较大的和/或卵形的刷毛簇21仅仅部分地沿着水平方向(当观察这些视图时)延伸。换句话说，图5B和5C示出了在特定方向上限制弹性体基材的柔性的实施方式(在这些图中，沿着水平轴线具有相对较大的柔性)。

根据一个实施方式，由于保持环的与周围的弹性体基材相比的优选较高的材料硬度(相对较高的弹性模量)，所以弹性体基材中的保持环内的刷毛簇的放置能够带来动态系统的特定行为。保持环形状和刷毛簇的填塞放置能够对这种特定行为进行微调，如本文描述和详细阐释的。该“微调”执行为限制或增强期望的轴线或维度上的柔性。例如，刷毛簇的密度和/或特定放置、刷毛簇的尺寸以及刷毛簇的形状能够被优化，以产生接头并且增加或减小弹性体基材柔性(并且因此根据希望而限制或增强弹性体基材的移动)。通过提高刷毛场的符合各种口腔几何形状的能力，相对的弹性体基材柔性可以是有利的。预定最低压盘刚度对于结构完整性以及限制刷头的总弯折是必要的。该预定最大压盘刚度(platen stiffness)对于确保惯性力矩保留在对于传动系统性能的最佳水平内是必要的。

根据一个实施方式，刷头组件100中的多个保持环中的至少一些能够通过如图6所示的网状件或网状连接件的基材来连接。在一个实施方式中，提供了连接保持环的特定示例性布置(50a-50ⁿ)的网状连接件91的示意性俯视立体图。更具体地，该实施方式示出了连接件91连接每个保持环。网状连接件91能够用来进一步加强弹性体基材30(保持环和网状物或其一部分能够坐落在弹性体基材30内)并且提高保持环和刷毛簇在弹性体基材30内的保持。尽管图6所示的布置示出了所有的保持环都通过网状物连接，但能够理解的是，可以低至总共两个保持环由网状连接件连接。网状连接件和保持环能够由不同于弹性体基材的材料形成，并且优选地是比弹性体基材30硬的材料(包括更高的弹性模量值的材料)。

保持环50可以包括多种不同的形状和尺寸。保持环包括限定了内部空间59的外壁57和内壁55。根据一个实施方式，外壁57的几何形状可以与内壁55的几何形状相同或不同。例如，如图6所示，保持环50”’的外壁57的几何形状是五边形，而其内壁55的几何形状是圆形；并且保持环50’的外壁57的几何形状(五边形)与其内壁55的几何形状相同。在一个刷头组件100中，形状的这种组合可以混合和匹配。一个实施方式设计了对于任何保持环的内壁形状和/或外壁形状的所有其他非圆形形状(即，具有角的形状)，这些形状包括但不限于三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形和十边形等。一个实施方式还设计了各个保持环在弹性体基材30中以内壁55和外壁57的多种形状组合中的任一种组合(例如，圆形与非圆形；或者两个不同的非圆形形状，例如分别为五边形和三角形)以及内壁空间59的区域尺寸的多种任意组合的布置。一个实施方式还设计了将本文描述的内壁锥度和/或外壁锥度添加到保持环50的所述尺寸和形状组合中的每一个中。

本文限定和使用的所有定义都应当被理解为涵盖词典定义、通过参引并入的文献中的定义、和/或定义的术语的普通含义。

在本文中的说明书和权利要求中使用的不定冠词“一”应当被理解为“至少一个”，除非明确地另有相反说明。

本文中的说明书和权利要求中使用的用语“和/或”应当理解为意指这样结合的元件中的“任一个或两个”，即，在一些情况下结合地存在的元件以及在其他情况下分开地存在的元件。用“和/或”列出的多个元件应当以同样的方式来理解，即，这样结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体指明的元件之外，其他元件可以可选地存在，无论这些元件与具体指明的那些元件相关还是不相关。

如在本文中的说明书和权利要求中使用，“或者”应当理解为具有与前面限定的“和/或”相同的含义。例如，当将一列项目中的项目分开时，“或者”或“和/或”应当理解为是包括性的，即包括多个元件或一列元件中的至少一个，但是还包括多于一个，并且可选地包括另外的未列出的项目。仅仅明确地相反说明的用语例如“……中的仅仅一个”或“……中的明确仅仅一个”或者在权利要求中使用的“由……构成”才意指包括多个元件或一列元件中的仅仅一个元件。通常，本文使用的用语“或者”仅仅在前面有排他性的用语如“任一个”、“……中的一个”、“……中的仅仅一个”或“……中的明确仅仅一个”时才应当被理解为意指排他性的(即“一个或另一个，但不是两个”)。

如在本文中的说明书和权利要求中使用，关于一列的一个或多个元件的用语“至少一个”应当被理解为意指从一列元件中的任一个或多个元件中选择的至少一个元件，但是并不一定包括在一列元件中具体列出的每一个元件的至少一个，也不排除一列元件中的元件的任意组合。该定义还允许了可以可选地存在除用语“至少一个”所指的一列元件内具体指明的元件以外的元件，无论这些元件与具体指明的那些元件相关还是不相关。

还应当理解的是，除非明确地另有相反说明，否则，在包括多于一个步骤或动作的本文要求保护的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序并不一定局限于描述该方法的步骤或动作时的顺序。

在权利要求以及前面的说明书中，所有的过渡词例如“包括”、“包含”、“载有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……组成”等应当理解为是开放性的，即，意指包括但不限于。仅仅过渡词“由……构成”和“基本上由……构成”才应当分别是封闭的或半封闭的过渡词，如在美国专利局的专利审查程序手册的2111.03一节中所阐释的。

尽管已经在此描述和图示了多个创新的实施方式，但本领域普通技术人员将容易地想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的多种其他装置和/或结构，并且每个这种变型和/或修改都应当被认为在本文描述的实施方式的发明范围内。更一般地，本领域普通技术人员将容易地认识到，本文描述的所有参数、尺寸、材料和构型都是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或构型将取决于本发明教导的具体的一个或多个应用。本领域普通技术人员仅仅使用常规实验就将认识到或者能够确定本文描述的具体创新实施方式的很多等同替代。因此，应当理解的是，前面的实施方式仅仅通过示例的方式提出，并且在所附权利要求及其等同形式的范围内，可以实现除具体描述和要求保护的实施方式可以的其他创新实施方式。本公开的创新实施方式涉及本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、配套元件和/或方法。此外，两个或更多个这种特征、系统、物品、材料、配套元件和/或方法的任意组合都包括在本公开的发明范围内，如果这些特征、系统、物品、材料、配套元件和/或方法不会相互不一致。