刷头布置的制作方法

本发明总体上涉及改进的刷头，以及更具体地涉及刷头中的刷毛簇的布置、结构、固定、以及所得功能。

背景技术：

手动和电动牙刷使用的刷头通常具有锚定在刷头内的刷毛簇。刷毛簇可使用无锚簇绒(aft)锚定在位置中。保持元件可被用于无锚簇绒，以将相应的刷毛簇固定在刷头内。将每个刷毛簇插入保持元件的中空内部，然后将保持元件中的刷毛固定到背衬上，形成牙刷头部。在一些牙刷中，保持元件和相应刷毛簇的至少一部分可以用将刷头部件连接在一起的柔性材料(例如，基体)包覆模制。在其他情况下，将基体包覆模制在保持元件中的刷毛上可能导致失效模式，其中通过保持元件和/或在刷毛之间发生基体的挤出。

因此，本领域需要一种使用无锚簇绒制造方法将刷毛簇固定到刷头上的改进方法，特别是用于电动牙刷的方法。

技术实现要素：

本公开涉及在无锚簇绒方法中刷毛簇在刷头中的创造性布置、结构、固定和所得功能。本文的各种实施例和实施方式涉及一种刷头，该刷头由用柔性材料包覆模制在一起以形成刷头的刷毛簇的背衬和端头形成。另外的实施例可包括从刷头延伸的不同长度的刷毛簇，其中刷毛簇的顶部/自由部分共同布置以形成非平面的功能性刷表面。

使用本文的各种实施例和实施方式，刷毛簇在簇端头中的固定和簇端头在基体内的固定可得到显著改善。这些特征还提供了刷头中刷毛的改进的和变化的布置。此外，使用本文的各种实施例和实施方式，可以基于例如刷头和刷毛簇和保持元件集合组件的改进的强度和柔性以及刷毛簇的各种形状、尺寸和长度来实现改进的和更完全的牙齿清洁。

一般地，在一个方面，提供了一种刷头组件。刷头组件包括其中形成有多个插座的基体；多个簇端头，每个簇端头由布置成簇的多个刷毛束形成，该簇具有插入端头体中的自由端和近端，每个簇端头设置在基体的插座之一中；以及颈部，该颈部具有远端压板，该远端压板连接到基体并至少部分地嵌入基体中。

在一个实施例中，基体由热塑性塑料、热塑性弹性体或包括至少一种前述材料的组合制成。在一个实施例中，尖头体和刷毛束由相同材料或具有相同或相似熔化温度的不同材料形成。

在一个实施例中，端头体和刷毛束的近端熔化在一起以形成每个簇端头。在一个实施例中，簇端头被注射到基体中。在一个实施例中，簇端头配置为气动地、液压地或机械地注射到基体中。在一个实施例中，插座各自包括限制部，且端头体各自包括保持特征，限制部具有小于保持特征的第二尺寸的第一尺寸，使得限制部与保持特征之间的干涉防止在注射之后簇端头脱离。在一个实施例中，每个插座包括具有大于第一尺寸的第三尺寸的腔，每个腔被配置为在注射期间接收端头体的保持特征。

一般地，在一个方面，提供了一种用于制造簇端头的方法。该方法包括在模具中模制多个端头体；将布置成簇的多个刷毛束插入通过每个端头体的开口；调整每个簇的自由端、与自由端相对的近端、或自由端和近端二者；以及结合簇的近端到端头体。

在一个实施例中，调整包括将端头体定位在模具中，将成形板定位在模具下方以限定从端头体延伸出的刷毛束的自由端。在一个实施例中，调整包括将端头体定位在模具中，在簇端头的近端处将切割板定位在模具上，以及用刀切割在切割板上方延伸的刷毛束的多余部分。在一个实施例中，结合包括利用熔化销、热空气、激光焊接或包括上述至少一种的组合施加足以至少部分地将端头体和刷毛束的近端熔化在一起的温度。

一般地，在另一方面，提供了一种用于制造刷头组件的方法。该方法包括步骤：制造多个簇端头；围绕刷头组件的颈部的压板形成基体；以及将簇端头注射到基体中，使得簇端头的近端保持在基体中，簇端头的自由端在基体外部。

在一个实施例中，形成包括形成具有多个插座的基体，并且注射包括将簇端头的端头体注射到插座中。在一个实施例中，每个插座包括具有第一尺寸的限制部，并且每个端头体包括具有大于第一尺寸的第二尺寸的保持特征，其中注射包括将保持特征插入超过限制部。

应当理解，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(只要这些概念不相互不一致)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被认为是在此公开的发明主题的一部分。

通过参考下文描述的(多个)实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并得到阐明。

附图说明

在附图中，相同的参考字符在不同视图中通常表示相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

图1是根据实施例的刷头组件的透视顶视图示意图。

图2是根据实施例的簇端头的侧视图示意性表示。

图3是根据一个实施例的图1中的刷头组件的剖视侧视图示意性表示。

图4a和图4b分别是根据实施例的图3的刷组件的插座附近示出的图2的簇端头的前视图。

图5a至图5e是根据本文公开的实施例创建刷毛簇端头的步骤的截面示意图。

图6是根据实施例的用于制造具有保持在基体内的刷毛簇端头的刷头组件的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了用于牙科清洁的改进刷头的各种实施例。更一般地，申请人已经认识到并注意到，提供一种由背衬和基体形成的刷头将是有益的，其中所述基体中设置有多个刷毛簇的端头，用于改善刷毛簇的端头与基体之间的粘附性。利用本公开的实施例的特定目标是改进的刷头的实施例的能力。另一个目的是提供改进的和更完全的牙齿清洁。

鉴于前述内容，各种实施例和实施方式涉及一种装置，在该装置中，刷头由基体形成并且包括多个固定的簇端头。在这些实施例中，刷头还可包括从刷头延伸的不同长度的刷毛簇，其中刷毛簇的顶部被共同布置以形成非平面的功能性刷表面。

参考图1，在一个实施例中，提供了刷头组件100的透视装配图表示。更具体地，刷头组件100可包括但不限于嵌入基体30中的多个簇端头20，基体围绕颈部40和/或在颈部的自由端处形成。也就是说，颈部40的远端部分42(其可称为压板)可至少部分地被包封在基体中且连接到基体30。颈部40的近端部分43可以联接到任何手动或电动牙刷或形成其一部分。例如，颈部40可以配置为可移除地联接到目前已知或将要开发的动力口腔护理设备(例如，电动牙刷)的致动器或驱动轴(未示出)。

如图2中更详细所示，每个刷毛簇20包括单个刷毛束或细丝22的刷毛簇21，该刷毛束或细丝从端头体24延伸并在近端23处由端头体24固定在一起。刷毛束22可由任何合适的材料形成，诸如尼龙或其它聚酰胺(pa)。与端头体24相对，簇21终止于自由端25(例如，用于在刷牙期间接合抵靠使用者的牙齿)。任何数量的刷毛束22可以包括在每个刷毛簇21中，并且任何数量的刷毛簇20可以被包括在刷头100中。

簇端头20、簇21、束22和端头体24可以具有本文描述或以其他方式设想的不同形状、尺寸和/或构造。例如，束22可以以任何形状布置在簇21中，例如具有圆形、三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或其它形状。形成簇端头20的端头体24和刷毛束22可由相同或相容的材料制成，以实现足够的化学结合，从而例如在诸如焊接、熔化等过程中形成封闭的密封单元。然而，如果能够以另一种方式(诸如由粘合剂)实现材料之间的充分结合，可以使用相异的材料。

在一种布置中，基体30可包括顺应性弹性体材料或配置为在根据本文公开的实施例的刷头100的组装期间呈现弹性变形的任何其它材料。根据实施例，基体30由热塑性、柔性热塑性弹性体(tpe)或硅橡胶制成。颈部40由弹性模量值比基体30高的材料(例如，刚性的弹性塑料)制成。在其它布置中，基体30由比如上所述的弹性体材料更硬的材料制成，但是仍然能够在组装根据本文公开的实施例的刷头100期间接收端头并与端头结合。

每个端头主体24包括保持特征26，以帮助将簇端头20保持在基体30内。保持特征26可导致端头体24朝向近端23更宽、在近端23处更宽或在近端23附近更宽。在示出的实施例中，保持特征26由端头体24的大致圆锥形状形成，其朝向近端23更宽并且朝向远端25逐渐变细为更窄的形状。保持特征26可包括一个或多个球状部、凸起、旋钮、突出物、凸出物、凸缘或任何其它横向或径向延伸的形状或几何形状(例如，大致横向于束22的长度方向延伸)，以帮助确保保持。

簇端头20在刷头100的基体30中的接合可以被从图3理解，其中基体30被图示出为部分切除。在该实施例中，可以看出，基体30包括多个插座32，每个插座配置为接收簇端头20中的一个。插座32可以被定位、成形和布置成接收相应尺寸和形状的簇端头，以便当所有簇端头20被插入基体30的相应插座32中时为刷头100创建最终的刷毛图案。

可以使用压缩空气设备将簇端头20射入或注射到基体30中，或者使用诸如机械或液压机构的一些其它方法将簇端头驱动到基体中。在一个实施例中，簇端头20被胶粘到刷头中，而不是被注射到基体中，或者除了被注射到基体中之外还被胶粘到刷头中。在一些实施例中，簇端头20直接从模具中注射(例如，如下面参照图5a-图5e所讨论的)，在没有首先从模具中释放的情况下进入基体30中。备选地，基体30可以以液体形式注射并模制在簇端头20周围。刷头组件100的其它实施例也是可能的，包括将簇端头20固定在基体30中的其它方法。有利的是，在基体30已经固化之后将簇端头20注射入基体30中，通常可以避免在将一个或多个端头与基体材料包覆模制时出现的不良情况，(如果在刷毛就位的情况下尝试对基体30进行包覆模制该情况会发生)其中基体的材料会在刷毛之间挤出。

插座32和端头体24可被组装成使得一旦端头体24被插入到相应的插座32中，就难以将簇端头20从基体30移除。例如，如在图4a和4b中最佳地看到的。插座32可包括尺寸d1小于簇端头20的保持特征26的相应尺寸d2的限制部34和尺寸d3大于尺寸d1(但其可大于、小于或等于尺寸d2)的腔36。

一旦端头体24的保持特征26被插入超过限制部34(基体30的材料的弹性使得限制部34能够加宽以接收穿过其中的端头体24)，端头体24便被接收在通常更大的腔36中。一旦端头体24被接收在腔36中，基体30的材料的弹性将限制部34偏压回尺寸d1，从而将具有保持特征26的相对更大尺寸d2的端头体24固定在基体30内。尺寸d3可以是与尺寸d2大致相同的尺寸，以便于端头体24被牢固地接收、抓取和/或保持在基体30内。通过改变尺寸d1、d2和d3的相对值，可以改变经由基体30的材料的弹性施加在簇端头20上的保持力。

图5a-图5e详细说明了便于制造簇端头20的步骤。端头体24可使用任何常规模制或成形技术被创建，诸如通过使用根据图5a的模具70。应当理解，模具70可具有沿端头体24的长度向下延伸以创建开口或孔27的部分，该部分未示出但可包括在内。备选地，孔27可以在模制之后形成，例如通过铣削操作。一旦端头体24被模制，仍在模具70中的端头体24可被转移到如图5b所示的下一步骤，其中定心板72与纵向延伸穿过端头体24的孔27对准。刷毛束22如上所述布置在簇21中，并且在定心板72的引导下一起插入到端头体24的开口27中。

在图5c中，成形板74定位在模具70下方，以限定刷毛束22的长度和表面，刷毛束从将成为簇端头20的自由端25的端头体24的端部向外延伸。例如，不同的簇可以是轮廓化的或具有不同的长度，用于在刷牙期间提供不同的清洁功能。一旦刷毛22的自由端25被适当地限定、轮廓化和/或定向，切割板76可被定位在簇端头20的近端23处。切割板76形成表面，刀77可用于相对于该表面修剪在切割板76上方延伸的刷毛22的多余材料28，从而将刷毛22切割到期望的长度。

在图5d，将部分形成的簇端头20保持在熔化单元80中，该熔化单元可以通过用引导板78替换切割板76而形成。如果期望，引导板78可以是与定心板72相同的部件。引导板78被布置成引导熔化销81以在近端23处将刷毛22和/或端头体24熔化在一起，从而形成簇端头20，如图5e所示。根据一个实施例，由熔化销81施加的热足够热和/或施加足够长的时间，以至少部分地熔化端头体24与刷毛簇，或使端头体24熔化至刷毛簇21。这有助于防止刷毛簇21内的单个刷毛22从端头体24内逸出或在端头体24内四处移动。应当理解，熔化单元80和熔化销81仅提供结合的一个示例，并且可以利用其它焊接或结合技术，例如激光焊接、热空气、粘合剂等。簇端头20(例如，在冷却或固化后)随后以其最终形式释放。

参考图6，是根据实施例的用于制造在此描述或以其他方式设想的各种刷头组件实施例和实施方式中的一个或多个的方法200。在方法200的步骤210中，(例如，在模具70中)模制多个端头体24。在步骤215中，形成或以其他方式提供多个刷毛束22。

在该方法的步骤220，刷毛束被布置成簇21，该簇与延伸穿过端头体的长度(例如，经由定心板72)的开口27对准，并且被插入到端头体24中。

在方法200的步骤230，限定刷毛束的自由端25的长度和表面(例如，经由成形板74或定位于模具下方的其它元件)。一旦刷毛的自由端25被适当地限定和定向，就从刷毛的近端23去除多余的长度(例如，经由切割板76和刀77)。

在步骤240，插入的刷毛束在近端23处结合到相应的端头体中、与端头体结合和/或结合到相应的端头体24上(例如，通过形成熔化单元80并使用熔化销81将刷毛束和/或端头体熔化在一起，或使用一些其它结合技术，诸如激光焊接、热空气或粘合剂结合)。

在方法200的步骤250中，围绕刷头100的颈部40的压板部分42形成、放置或提供基体30。例如，颈部可以是预模制的，并且基体围绕颈部的压板包覆模制。步骤250可包括在基体中形成插座(例如，插座32)，该插座配置为接收在步骤210-步骤240中制成的簇端头。

在步骤260，簇端头被注射到基体中，例如注射到前述插座中，使得簇端头的近端被保持在基体中，并且簇端头的自由端向外延伸到基体。以这种方式，刷毛簇的自由端形成用于刷头组件的刷面。

本文定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文件中的定义和/或定义术语的普通含义。

除非另有明确规定，本说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应理解为“至少一个”。

本说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为指这样连接的元件中的“一个或两个”，即在某些情况下连接存在而在其它情况下分离存在的元件。以“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释，即，以这样连接的元素中的“一个或多个”解释。除了由“和/或”条款具体标识的元素之外，可以任选地存在其他元素，无论这些元素与具体标识的那些元素相关还是无关。

本说明书和权利要求书中使用的“或”应理解为具有与上文定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分离项目时，“或”或“和/或”应被解释为包括在内，即，包括元素的数量或列表中的至少一个但也包括多于一个，并且可选地包括附加的未列出的项目。仅有明确相反指示的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或当在权利要求中使用时，“由”，将指包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般来说，本文中使用的术语“或”应仅解释为指示排他性备选(即，“一个或其他，但不是两个”)当前面有排他性条款时，如“任一”、“其中之一”、“仅其中之一”或“恰好其中之一”。

本说明书和权利要求书中使用的短语“至少一个”，参照一个或多个元素的列表，应理解为指从元素列表中的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许可选地存在除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外的元素，无论是与具体标识的那些元素相关还是不相关。

还应理解，除非有明确的相反指示，否则在本文要求保护的包括不止一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求书以及上述说明书中，所有过渡短语，如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由”等，均应理解为开放式的，即指包括但不限于。只有“组成”和“主要组成”的过渡短语才应分别是封闭的或半封闭的过渡短语。

虽然在此已经描述和说明了若干发明性实施例，但是本领域普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或在此描述的一个或多个优点的各种其它手段和/或结构，并且这些变型和/或修改中的每一个被认为在本文描述的发明性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，这里描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域的技术人员将认识到或能够仅使用常规实验来确定本文中所描述的特定发明性实施例的许多等效物。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式给出，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明性的实施例。本公开的发明性实施例涉及本文所描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，两个或多个此类特征、系统、制品、材料，套件和/或方法的任意组合，包括在本公开的发明范围内。