专利名称：刷头制造方法
技术领域：
本发明涉及一种牙刷刷头的制造方法。本发明还涉及用于牙刷的刷头。
背景技术：
众所周知，用于牙刷的刷头可通过提供在其上安装了各自包括多根刷毛的一个或几个刷毛簇的载体来提供(例如，采用锚定簇绒技术)。所述载体接着可被安装到刷管以便相对于刷管是可移动的；例如，所述载体可为盘，所述盘被安装到刷管以便围绕垂直于刷管的纵向延伸轴线的某一轴线旋转摆动(例如，从来自Oral-B的Precision Clean刷头所知)。希望提供一种用于提供更多设计选项的刷头的制造方法。
发明内容
该期望通过根据权利要求1的刷头的制造方法得到满足。从属权利要求限定了各实施例。根据本发明的一个方面，提出了一种制造刷头的方法，所述方法包括以下步骤:-提供了在其上安装了包括多根刷毛的至少一个刷毛簇的刷毛载体和具有至少一个孔的覆盖结构；-将所述刷毛簇的多根刷毛的自由端约束成限定的横截面几何形状，使得它适配在所述孔的横截面积内；-使所述覆盖结构和刷毛载体相对于彼此移动，直到受约束的刷毛簇和孔以空间对齐方式定位；以及-释放所述约束，同时将覆盖结构移动到目标位置，刷毛簇在该目标位置延伸穿过所述孔。此处，刷毛簇的“约束”基本上是指将刷毛簇至少变成预定的横截面形状，并且具体地通过减小刷毛簇的各簇之间的平均距离来减小刷毛簇的横截面积。通过采用本发明的方法，在它们自由端的第一空间延伸方向上具有与孔的相应宽度大约一样大甚至更大的宽度的刷毛簇可被滑入所述孔中，同时有效地避免了否则可能发生的任何损坏(即，刷毛卡住、刷毛折断等)。在本发明方法的一个方面，采用约束结构来约束刷毛簇。约束结构可具有两个或更多个约束元件。至少一个约束元件可具有梳状结构。该梳状结构的尖头可具有倒圆的边缘。本发明也涉及包括根据本发明的制造方法制造的刷头的牙刷。本发明还涉及刷头，所述刷头具有包括至少一个孔的覆盖结构和在其上安装了包括多根刷毛的至少一个刷毛簇的刷毛载体和包括这样一种刷头的牙刷，所述刷毛簇延伸穿过所述孔，其中所述孔在至少第一空间孔延伸方向上具有比刷毛簇在其自由端处对应宽度小的宽度。
将通过详细地描述示例性实施例并参照附图来进一步说明本发明。在附图中，图1是本发明的示例性刷头的描述；图2是穿过图1所示刷头的头部部分的横截面；图3A是刷毛载体的示意性侧视图，所述刷毛载体具有安装到所述刷毛载体的安装表面的刷毛簇；图3B是图3A所示刷毛载体的示意性顶视图；图4是覆盖结构的示意性顶视图，所述覆盖结构旨在安装在图3A和3B所示刷毛载体的顶部上，使得刷毛簇延伸穿过所述覆盖结构的孔；图5A是本发明的制造方法的中间步骤的示意图，其中形成约束结构的约束元件在各刷毛簇之间移动；图5B是本发明的制造方法的中间步骤的示意图，其中所述约束元件处于期望的端部位置，其中所述刷毛簇被约束成预定几何形状；图5C是如图5B所示情况的侧视图；图6A是本发明制造方法的中间步骤的示意图，其中所述约束结构被向上朝向受约束刷毛簇的自由端移动，并且覆盖结构被移动到保证所述孔和受约束刷毛簇的自由端空间对齐的位置；图6B显示本发明制造方法的中间步骤的示意图，其中所述覆盖结构朝向刷毛载体移动；图6C是本发明制造方法的中间步骤的示意图，其中受约束刷毛簇延伸进孔中，并且约束结构与覆盖层同时被移动；图6D是本发明制造方法的中间步骤的示意图，其中刷毛簇完全延伸穿过所述孔，并且刷毛载体和覆盖结构彼此进行安装；并且图7是具有所发明的刷头的一种示例性牙刷的描述。
具体实施例方式图1示出本发明的一种示例性刷头10，所述刷头此处被实施成旨在供如图7所示的电动牙刷I的柄部2使用的可替换刷头。刷头10具有管状颈部部分90和头部部分20。头部部分20包括具有孔110的覆盖结构100，所述孔在垂直于刷头10的纵向延伸方向的方向上是细长的。在该示例性实施例中，两个刷毛簇220分别延伸穿过所述孔110中的每一个。如将要参照图2更详细说明的那样，刷毛簇220被安装在刷毛载体上；在所示的示例性实施例中，所述刷毛簇被布置以便从动移动，具体地围绕基本上平行于刷头10的纵向延伸轴线的某一轴线振动旋转运动。此处被实施成其它刷毛簇的其它清洁元件120被安装在覆盖结构100上，使得刷毛簇的整个区域包括安装在覆盖结构100上和刷毛载体上的交替布置的刷毛簇行。此外，如图所示的刷头10具有前部300，其它清洁元件320被安装在该前部上。除了被实施成刷毛簇外，安装在覆盖结构100上、安装在刷毛载体上或安装在前部300上的清洁元件120，220或320中的至少一些也可被实施成例如弹性体指状物等。图2是穿过图1所示刷头10的头部部分20的横截面。此处能够看出，刷毛载体200被布置在覆盖结构100的下方。刷毛载体200从位于管状颈部部分90近侧的头部部分20的第一端部延伸到形成刷头的前部300的第二端部。刷毛载体200通过在覆盖结构100处的安装销230，231进行安装，以便刷毛载体200可被驱动成围绕由安装销230和231限定的轴线振动旋转。被安装在刷毛载体200上的刷毛簇220延伸穿过在覆盖结构100上提供的孔110。如将要参照图3A和图4进一步说明的那样，在刷头的纵向孔延伸方向上孔110的宽度仅略微大于刷毛簇220的宽度，例如在纵向孔延伸方向上接近安装表面的刷毛簇宽度可为大约0.5mm至约4mm并且对应孔的宽度则可仅大大约0.1mm。在垂直于纵向孔延伸方向的横向孔延伸方向上，孔110的宽度大于布置在一行中的两个刷毛簇220的宽度，以使安装在刷毛载体200上的刷毛簇220的擦拭运动成为可能。其它清洁元件120被安装到覆盖结构100。纵向孔延伸方向和横向孔延伸方向是两个空间孔延伸方向，并且一般来讲，所述孔具有至少第一空间孔延伸方向，在这个方向上，所述孔小于在其自由端延伸穿过所述孔的相应刷毛簇的宽度，具体地为在它被安装到刷毛载体200上但未延伸穿过所述孔的状态下刷毛簇自由端的宽度。在下文中，将要说明可如何实现将刷毛簇220滑入所述孔中，有效地避免刷毛簇的任何刷毛弯曲、折断等的危险。图3A是具有在其上安装了刷毛簇220 (此处:三个刷毛簇220)的安装表面201的刷毛载体200的示意图(安装刷毛簇的技术在本领域是广泛所知的，例如在刷毛载体上可提供簇绒孔，采用网装固定技术将刷毛束安装到其中；也可采用其它技术如模内技术或AFT-无锚定簇绒)。每个刷毛簇220包括多根刷毛221 (刷毛221可为由聚酰胺例如尼龙-6.6制成的长丝，并且可具有在约100微米至约200微米范围内的直径)。刷毛簇220被间隙225分离，其中由于刷毛221成角度延伸的缘故，介于各刷毛簇220之间的各间隙225朝向刷毛簇220的自由端变窄或甚至可能消失，因为不同簇的刷毛221在自由端处可混杂。一般来讲，本发明的制造方法不要求几个刷毛簇被安装到刷毛载体，因此可具有安装到刷毛载体上的仅单个刷毛簇，或者可具有两个刷毛簇，或者可具有安装到刷毛载体上的三个、四个、五个等刷毛簇。刷毛簇可以相当随机的方式被安装，或者它们可有规则地被安装，例如安装在一行或几行中(例如，刷毛载体可具有两行刷毛簇，每行各自包括两个刷毛簇)。图3A表明，在安装表面201的水平，在给定的空间延伸方向上，刷毛簇220的宽度Wl小于同一刷毛簇220在其上自由端处的宽度W2，因为刷毛簇220通常朝向刷毛221的自由端变宽，其由刷毛221未彼此平行而是在某个角度下延伸(类似于一束切花)而引起。图3B是图3A所示的示意性描述的刷毛载体200的顶视图。安装在刷毛载体200处的每个刷毛簇220包括多根刷毛221。各簇被间隙225分离。这表明，在每个刷毛簇220中-尽管它们可具有相同数目的刷毛221-刷毛图案(刷毛的位置)可(略微)不同，并且此外刷毛簇220中的刷毛221的密度小于最大可能堆积密度(而且所述密度从刷毛簇到刷毛簇可不同)。等直径圆柱体的最大可能堆积密度是91%，而在刷毛簇中的刷毛堆积密度(在安装表面的水平处)可为大约50%至约80%，并且具体地可为约60%或约70%。在图3B中，为清晰起见，基本上忽略了刷毛彼此按不同角度而不是平行于彼此延伸。图4是具有孔110的覆盖结构100的示意图。在所示的实施例中，覆盖结构100具有与图3A和3B所示的刷毛载体的刷毛簇数目一致的三个孔110。如以上对于安装到刷毛载体200的刷毛簇的数目所述的那样，在不丧失一般性的同时，即，在不丧失本发明的制造方法的一般基本概念的同时，覆盖结构具有单个孔也就足够了，但覆盖结构也可具有一个以上的孔，如可具有两个、三个、四个、五个孔等。所述孔可随机地布置或按规则图案布置，但因为意图是在刷头的安装状态中安装在刷毛载体上的刷毛簇应当延伸穿过所述孔，因此相应的刷毛簇和孔以空间一致的方式布置。这不一定要求孔的数目与刷毛簇的数目相同，因为两个或更多个刷毛簇最终可延伸穿过单个孔(参照图1讨论了一个例子)。也不排除可存在其它孔，例如，在刷头的安装状态中其它清洁元件可延伸穿过所述其它孔。此外，也不排除一个或几个其它清洁元件(具体地刷毛簇)被安装在刷毛载体上，它们最后将不延伸穿过任何所述孔。在第一空间孔延伸方向上，孔Iio的宽度是W3(此处:纵向孔延伸方向)，并且在第二空间孔延伸方向上，所述孔的宽度是W4(此处:横向孔延伸方向)。假如宽度W3与刷毛簇220的对应宽度Wl大约一样大或者仅略大一点(如图3A所示)然而也小于刷毛簇在其自由端处的宽度W2，则很显然，覆盖结构100不能简单地被刷毛簇220滑过，直到刷毛簇220延伸穿过孔110为止，因为延伸到孔110的宽度W3之外区域的刷毛簇220的一根或几根刷毛221可变弯而最终损坏或折断，使得单根或几根刷毛221最终可能不延伸穿过孔110，而是具体地可能被卡在覆盖结构和刷毛载体之间。每个孔110均具有横截面积F。在所示的实施例中，对于三个孔110而言，所述面积是相同的。一般来讲，每个孔均可具有不同的横截面积F(具体地，各孔之间的宽度W3和W4可不同，并且横截面积的几何形状可在许多方面变化，例如横截面积的形状此处可以不是所示的大致矩形，而是三角形、圆形、椭圆形、或者可为不规则形状)。类似地，刷毛簇可具有不同的横截面形状。现在参照图5A-5C和图6A-6D讨论本发明的刷头的制造方法，所述方法有效地避免刷毛弯曲、损坏、折断或卡住。图5A是本发明制造方法的第一阶段的示意图。提供了其中安装了三个示例性刷毛簇220的如图3B所示的刷毛载体200。刷毛载体200具体地可用机器保持处于精确定位。提供了约束结构400，所述约束结构此处包括两个约束元件401和402，它们各自被布置成分别具有尖头411和412的梳状约束元件。在制造方法的该步骤中，将第一梳状约束元件401在箭头Al所指示的方向上朝向刷毛载体200相对地移动，并且将第二梳状约束元件402沿着箭头A2所指示的方向朝向刷毛载体200相对地移动。通常应注意的是，本申请中描述的两个物体间的移动可通过移动仅一个物体或者两个物体来实施，例如此处可移动第一梳状约束元件401并同时保持刷毛载体200静止，可移动刷毛载体200并同时保持第一梳状约束元件401静止，或者可移动刷毛载体200和第一梳状约束元件401它们二者，例如同时地或相继地移动。此处，可首先在方向Al上移动第一梳状约束元件401，然后可在方向A2上移动第二梳状约束元件402，或者可同时移动两个约束元件401，402。当移动梳状约束元件401，402时，尖头411和412在刷毛簇220中间移动(S卩，尖头411，412移动到图3A和3B所示的间隙225中)，从而将相应的刷毛簇的刷毛分隔成与个体刷毛簇有关的束。尖头411和412此处朝向它们的自由端逐渐变细，并且尖头411和412具体地可具有倒圆的边缘以便有效地避免对刷毛的损坏。由于尖头411和412逐渐变细，刷毛簇220的刷毛首先被分离，接着被约束成较高的刷毛堆积密度，如从图5B中将变得很清楚。图5B是与图5A中的顶视图相同的顶视图，但其中约束结构400的两个约束元件401和402处于最终约束位置。在该最终约束位置，梳状约束元件401和402之间的剩余间隙限定受约束刷毛簇220A的横截面积G，其中在所示的实施例中，横截面积G基本上为矩形并且对于三个受约束刷毛簇220A而言是相同的。尽管所示的示例性实施例具有同一形式的三个横截面积G，还是不应排除横截面积中的每一个可具有不同的形状和/或尺寸，具体地其中所述形状可偏离刷毛簇自身的形状。应当理解，空间位置和各个横截面积G被选择成使得它们一方面与孔的空间位置相一致而另一方面被分别装配在孔的横截面积F内。尽管未受约束的刷毛簇的刷毛堆积密度可为例如70%，如上所述，受约束刷毛簇的刷毛堆积密度可较高，例如85%。刷毛簇的约束可使刷毛堆积密度增大例如5%、10%、15%、20%、25%、30%或35%的绝对刷毛堆积密度值(即，如果70%的初始刷毛堆积密度增大5%，则受约束刷毛簇的刷毛堆积密度是75% )，当然在约91%的刷毛堆积密度限定上限的场合(其中这个理论值当然仅对相同直径的完美圆柱体有效，并且刷毛堆积密度的实际上限具体地取决于刷毛簇中各个刷毛的横截面几何形状)。受约束刷毛簇220A的横截面几何形状具体地可被选择成使得刷毛不因约束工艺而损坏或变形，因此当假定刷毛可被近似成理想圆柱体时，可选择 75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、86%、87%、88%、89%或90%的刷毛堆积密度作为待获得的刷毛堆积密度的上限。在需要二维分离刷毛簇的情况下，可提供也可包括两个约束元件的附加的第二约束结构并且可例如沿着与第一约束结构被移动的方向成角度的方向移动(具体地:该成角度方向可基本上垂直于第一约束结构被移动的方向)，以便最终产生二维图案的受约束刷毛簇。在这样一个实施例中，可被认为是子约束结构的第一约束结构和第二约束结构共同形成根据本发明的制造方法的约束结构。图5C是如图5B示意性所示的情形的侧视图。具体地，能够看出，约束结构400的约束元件的尖头接近刷毛载体200的安装表面201在刷毛簇之间被移动。在安装表面水平处在各刷毛簇之间分离是理想的，假使采用网装固定技术(锚定簇绒)来安装刷毛簇，在此处刷毛簇基本上受例如它们的簇绒孔的尺寸和几何形状的约束。如前所述，刷毛簇朝向它们的自由端变宽。因此，在距安装表面201的某个距离处(例如，距刷毛簇的自由端比距安装表面近)在约束元件中滑动可能不太可靠，因为那时来自相邻刷毛簇的各个刷毛连同相应的受限制刷毛簇的刷毛一起可受到限制。在各簇之间具有足够距离以便各个刷毛簇的刷毛不彼此混杂的方案中，接近安装表面来移动约束元件不是必需的。应当注意，约束结构的约束元件的其它几何形状也是可能的。例如，在另一个实施例中，第一约束元件可为如图5A和5B所示的梳状约束元件，而在如图5B所示的最终位置，第二约束元件可被实施成具有凹口或小孔的对面板，所述尖头的尖端可延伸进所述凹口或小孔中。图6A示意性地描述了本发明制造方法的中间步骤，其中覆盖结构100已经被设置成靠近刷毛载体200，其中孔110已经与受约束刷毛簇220A的自由端的位置空间对齐。与图5C所示的情况形成对照，约束结构400被远离刷毛载体200的安装表面201朝向受约束刷毛簇220A的自由端移动，如箭头Cl所示，从而受约束刷毛簇220A在它们的自由端处被迫变成受约束的几何形状，并且基本上避免了刷毛簇朝向它们的自由端的任何不需要的变宽。图6B指示了本发明制造方法的下一个步骤，其中覆盖结构100在方向C2上被朝向受约束刷毛簇220A的自由端移动。当孔110和受约束刷毛簇220A的自由端已经处于空间对齐时并且当受约束刷毛簇220A的自由端各自被单独地限制成装配在相应的刷毛簇最终将延伸穿过其的相应孔110的几何形状F(如图4所示)内的几何形状G(如参照图5B说明的那样)时，受约束刷毛簇220A的自由端将容易地滑入孔110中而不弯曲或折断任何个体刷毛。在图6C中，其显示了本发明制造方法的示例性实施例的另一个中间步骤。尽管在参照图6B说明的中间步骤中，受约束刷毛簇220A的仅极顶部分将滑入孔中，但图6C显示了以下情形:约束结构400和覆盖结构100 二者均分别在(一致)方向C3和C2上被对齐移动，使得受约束刷毛簇220A进一步滑入孔110中，直到它们将完全延伸穿过孔110并且获得图6D所示的覆盖结构100和刷毛载体200之间的最终空间关系为止。在移动约束结构400的过程中，各个约束元件可首先在方向C3上共同向下移动到刷毛载体200的安装表面201，然后分别地向外(即，移开)直到约束元件被移动到其中获得了如图6D所示的覆盖结构100和刷毛载体200的最终空间关系的位置为止。在图6D中进一步指明，刷毛载体200和覆盖结构100可通过至少一个安装元件230A和/或231A安装到彼此上，具体地以便在覆盖结构100和刷毛载体200之间能够相对移动,如参照图2所示的示例性实施例已经说明的那样。最终被实施的刷头具有下列结构特征:具有至少一个孔的覆盖结构和在其上安装了至少一个刷毛簇的刷毛载体，所述刷毛簇延伸穿过所述孔，其中所述孔具有至少第一空间孔延伸方向，其小于刷毛簇在其自由端处的相应宽度(其中刷毛簇在其自由端处的宽度具体地在安装步骤之前进行测量，因为最终安装的覆盖结构在某种程度上可仍然如约束结构自身一样限制刷毛簇)。图7显示一种示例性的牙刷I (此处:电动牙刷)，所述牙刷具有根据本发明制造方法制造的刷头10，所述刷头20被设置在柄部2的上端处(此处:布置刷头10以便为能够拆卸的)。本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用值和围绕该值的功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。
权利要求
1.制造刷头的方法，包括以下步骤: 提供在其上安装了包括多根刷毛(221)的至少一个刷毛簇(220)的刷毛载体(200)和具有至少一个孔(110)的覆盖结构(100)； 将所述刷毛簇(220)的多根刷毛(221)的自由端约束成限定的横截面几何形状(G)，使得它适配在所述孔(100)的横截面积(F)内； 将所述覆盖结构(100)和所述刷毛载体(200)相对于彼此移动，直到所述受约束的刷毛簇(220A)和所述孔(100)以空间对齐方式被定位；以及 释放所述约束，同时将所述覆盖结构(100)移动到目标位置，所述刷毛簇(220)在所述目标位置延伸穿过所述孔(100)。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中约束所述刷毛(221)的自由端的步骤包括:相对于所述刷毛载体(200)移 动约束结构(400)，其中具体地所述约束结构(400)接近所述刷毛载体(200)的安装表面(201)相对移动。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其中所述约束结构(400)包括至少两个约束元件(401，402)，其中一个约束元件(401)是包括尖头(411)的梳状约束元件。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中所述梳状约束元件的尖头(411)具有倒圆的边缘。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的制造方法，其中在约束所述刷毛(221)的自由端的步骤中，所述约束结构(400)从接近所述刷毛载体(200)的安装表面(201)的第一位置相对移动到接近所述刷毛(221)的自由端的第二位置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的制造方法，其中在释放所述约束的步骤中，所述约束结构(400)被移动到在所述刷毛载体(200)远侧的第三位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制造方法，其中各自包括多根刷毛(221)的至少两个刷毛簇(220)被安装在所述刷毛载体(200)上。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其中至少四个刷毛簇(220)以至少两行被安装在所述刷毛载体(200)上，每行包括至少两个簇。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的制造方法，其中所述约束结构(400)具有形成两个子约束结构的四个约束元件，每个子约束结构包括两个约束元件，并且所述两个子约束结构彼此成角度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制造方法，其中所述覆盖结构(100)具有至少两个孔(110)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制造方法，其中约束所述刷毛簇(220)的刷毛(221)的自由端的步骤包括:压缩所述刷毛簇(220)使得在所述刷毛簇的受约束部分中的刷毛密度高于未受约束的刷毛簇在所述安装表面(201)处的刷毛密度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的制造方法，其中在将所述覆盖结构(100)移动到所述目标位置的步骤中，至少两个刷毛簇(220)移动到所述孔(110)中。
13.一种刷头(10)，包括具有至少一个孔(110)的覆盖结构(100)和在其上安装了包括多根刷毛(221)的至少一个刷毛簇(220)的刷毛载体(200)，所述刷毛簇(220)延伸穿过所述孔(110)，其中所述孔(110)在至少第一空间孔延伸方向上具有比所述刷毛簇(220)在其自由端处的相应宽度(W2)小的宽度(W3)。
14.根据权利要求13所述的刷头，其中所述刷毛载体(200)被布置以便能够相对于所述覆盖结构(100)移动。
15.牙刷，包括根据权利要求1至12中任一项制造的刷头或根据权利要求13至14中任一项所述的刷头。`
全文摘要
本发明公开了一种制造刷头的方法，所述方法包括以下步骤提供在其上安装了包括多根刷毛(221)的至少一个刷毛簇(220)的刷毛载体(200)和具有至少一个孔(110)的覆盖结构(100)；将所述刷毛簇(220)的多根刷毛(221)的自由端约束成限定的横截面几何形状(G)，使得它适配在所述孔(100)的横截面积(F)内；将所述覆盖结构(100)和刷毛载体(200)相对于彼此移动，直到所述受约束的刷毛簇(220A)和所述孔(100)以空间对齐的方式被定位；以及释放所述约束，同时将所述覆盖结构(100)移动到目标位置，所述刷毛簇(220)在该目标位置延伸穿过所述孔(100)。
文档编号A61C17/34GK103140149SQ201180047003
公开日2013年6月5日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月29日
发明者R·尼尔温, F·格列姆罗斯, U·斯托凯尔, T·弗里齐 申请人:博朗有限公司