專利名稱：牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及口腔護(hù)理領(lǐng)域，具體地說，涉及牙刷。更具體地 說，本發(fā)明涉及一種具有一個或多個旋轉(zhuǎn)刷毛束的牙刷頭，該刷頭具 有兩個可以獨(dú)立于彼此運(yùn)動的部分。
背景技術(shù)：
申請?zhí)枮?-312978的日本專利文獻(xiàn)公開了一種帶有多束尼龍刷 毛的牙刷。在圖1、圖2和圖3所示的第一個實(shí)施例中，在刷頭中大 量圓柱形凹陷部分垂直于刷桿的縱軸方向設(shè)置，并以相等間距形成。 柱形旋轉(zhuǎn)體5分別被包含在凹陷部分內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)體5的外周表面上， 沿軸向形成伸出的帶形部分5a，并且它們以位于凹陷部分的開口部分 的狀態(tài)設(shè)置。在凹陷部分的開口部分形成位于兩側(cè)的接觸表面。在伸 出的帶形部分5a上表面的兩端，尼龍刷毛6被設(shè)置為垂直豎立。
如圖3所示，上述布置使刷毛6可以在牙刷使用過程中旋轉(zhuǎn)。這 種牙刷的 一 個問題在于兩束刷毛被固定到各帶形部分5a上，這樣就必 須與其一同旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，單束刷毛不能獨(dú)立于其"配對"束旋轉(zhuǎn)。這
樣就會妨礙單束刷毛在刷牙過程中最佳地插入兩牙齒之間，因?yàn)榕鋵?束可能以不同方式接觸到牙齒并與該單束刷毛的旋轉(zhuǎn)干涉。
圖4、圖5和圖6公開了第二個實(shí)施例，其中各束刷毛通過球窩 型結(jié)構(gòu)被固定到刷頭上。雖然該實(shí)施例使各束刷毛可以獨(dú)立于另一束 旋轉(zhuǎn)，但是它確實(shí)有缺陷。如果一束刷毛向刷頭一側(cè)傾斜出來并且靠 近該側(cè)與牙齒頂面之間的接觸面，在刷牙過程中刷毛尖端不接觸牙齒的機(jī)會就會增加。此外，在刷牙后毛束可能以任意方向豎起來，這降 低了該牙刷的吸引力。
該日本參考文獻(xiàn)也公開了刷頭由整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這樣，水就不能
流過刷頭的任何中心部分，由此限制了牙刷的清潔能力。此外，整體 刷頭結(jié)構(gòu)使刷頭的不同部分不能獨(dú)立于彼此運(yùn)動。因此，從毛束延伸
曲的兩個或多個部分的刷頭的牙刷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述一個或多個問題。簡而言之，根據(jù)本發(fā) 明的一個方面，牙刷頭具有一個從刷頭延伸的牙齒清潔單元。該刷頭
;故劃分為可獨(dú)立于彼此運(yùn)動的至少兩個部分。牙齒清潔單元可以相對 于其從刷頭延伸的那部分旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，牙齒清潔單元包括一個或多個牙齒清潔 器、 一個底部支撐件和一個錨固樞軸。 一個或多個牙齒清潔器的一端 被固定到底部支撐件的第 一端。錨固樞軸的一端被固定到底部支撐件 的第二端。錨固部分具有一個比該錨固部分的小部分更大的部分，所
述更大的部分是遠(yuǎn)離底部支撐件的。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，制作牙刷頭的方法包括在模具內(nèi)模制塑 料牙刷頭。刷頭有兩個彼此間隔預(yù)定距離的獨(dú)立部分。將刷頭從模具 內(nèi)移走。至少加熱兩個刷頭部分連接處刷頭的那部分。兩個刷頭部分 向彼此運(yùn)動。至少冷卻兩個刷頭部分連接處刷頭的那部分，以致兩個 刷頭部分立刻保持在它們要間隔某一距離的位置上，該距離小于預(yù)定 距離。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，制作牙刷頭的方法包括在模具內(nèi)模制塑 料牙刷頭。刷頭內(nèi)具有至少一個一直延伸穿過刷頭的孔。將刷頭從模 具內(nèi)移走。將牙刷清潔單元插入孔內(nèi)。


參考附圖閱讀下面關(guān)于最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求 書，可以更清楚地了解并懂得本發(fā)明的這些以及其它方面、目的、特 征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是刷頭的一個透視圖； 圖2是圖1中刷頭的一個頂視圖； 圖3是圖1中刷頭的一個側(cè)視圖； 圖4是圖1中刷頭的一個仰視圖5是圖1中刷頭的一個側(cè)視圖，顯示了刷頭一部分的彎曲；
圖6是圖1中刷頭的一個頂視圖，其中兩個刷頭部分彼此分離；
圖7是圖1中刷頭在刷頭部分彼此更靠近之后的一個頂視圖8是樞轉(zhuǎn)毛束沿圖13中線8-8的一個前視圖9是圖8中樞轉(zhuǎn)毛束沿線9-9的一個側(cè)視圖IO是刷頭內(nèi)用于接收樞轉(zhuǎn)毛束(見圖6)的一個孔的一個頂視
圖11是圖10沿線11 - 11的一個剖視圖； 圖12是圖10沿線12-12的一個剖視圖13是圖1中刷頭(為便于觀察一部分已被去除)和插入刷頭之
前的樞轉(zhuǎn)毛束的一個側(cè)視圖14是圖1中刷頭(為便于觀察一部分已被去除)和插入刷頭之
后的樞轉(zhuǎn)毛束的一個側(cè)視圖15是樞轉(zhuǎn)毛束的一個側(cè)視圖，顯示其運(yùn)動； 圖16A-C是圖15沿線16A-C-16A-C的剖視圖； 圖17是帶肋翅片形式的牙齒清潔器的一個透視圖；和 圖18是圖17中帶肋翅片的一個側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
從圖1至圖5開始，這些圖顯示了一種從頸部14延伸形成牙刷的 刷頭16,頸部14從一個手柄(未示出)延伸。手柄類型與本發(fā)明沒 有關(guān)系。刷頭和手柄最好由聚丙烯構(gòu)成。刷頭具有將刷頭劃分為兩部分20和22的曲折裂縫18。裂縫13靠近頸部14的一端最好為圓形(見 圖2)。如圖5所示，刷頭內(nèi)的裂縫使部分20和22在牙刷的使用過程 中可以獨(dú)立于彼此彎曲或運(yùn)動，這樣便于清潔牙齒。
裂縫18也可以形成為刷頭內(nèi)刷頭部分2 0和2 2之間的開口 。該開 口使水可以流過刷頭，由此改善刷頭頂面的清潔，雖然盡力洗凈刷頭， 但是刷頭頂面通常會沾滿牙骨。
刷頭部分20包括一個突出部分24，該部分配合(至少部分)到 由部分22形成的凹口 26內(nèi)。突出部分24有幾束從該部分延伸的刷毛 (下面將進(jìn)一步詳細(xì)說明)并且在三側(cè)被刷頭部分22圍繞。
現(xiàn)在將參考圖2和圖3說明刷頭16上的各束刷毛。第一對刷毛束 28的位置朝向刷頭的自由端，分別位于各刷頭部分20、 22上。各刷 毛束具有最好各自由聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)構(gòu)成并具有0.007 英寸直徑的刷毛。毛束28中最短的刷毛具有0.420英寸的長度，而剩 余的刷毛在長度上穩(wěn)步增加到毛束的尖端。各毛束遠(yuǎn)離手柄傾斜一定 角度，該角度最好相對于其從刷頭伸出的那部分刷頭表面約為12度。 如圖2所示，毛束28具有比刷頭上其它任何毛束更大的橫截面。
第二組毛束為樞轉(zhuǎn)毛束30 (在刷頭上唯一可旋轉(zhuǎn)的毛束)。在各 刷頭部分20、 22上具有四簇毛束30，它們的位置朝向刷頭的外部。 各毛束30可以向刷頭上垂直位置的任一側(cè)樞轉(zhuǎn)約15度，更優(yōu)選的是， 可以向刷頭上垂直位置的任一側(cè)樞轉(zhuǎn)約8度。毛束30的樞轉(zhuǎn)大致朝向 或遠(yuǎn)離頸部14。各毛束30包括一個由聚丙烯構(gòu)成的底部支撐件32。 刷毛由聚酰胺6.12構(gòu)成，具有0.008英寸的直徑并延伸超出底部支撐 件0.420英寸。
第三組毛束34垂直于刷頭延伸。在各刷頭部分20、 22上有四簇 與毛束30交替的毛束34。當(dāng)從頂部觀看時(圖2)，該毛束為橢圓形 (與毛束30相似，但是更大)。換句話說，毛束34和30具有橢圓形 橫截面。各毛束34具有由聚酰胺6.12構(gòu)成、具有0.006英寸的直徑并 在刷頭上方延伸約0.385英寸的刷毛。
第四組毛束36的位置朝向刷頭內(nèi)側(cè)。在各刷頭部分20、 22上有兩簇這樣的毛束。各毛束36垂直于刷頭延伸。毛束36的刷毛具有0.006 英寸的直徑，由聚酰胺6.12構(gòu)成并升起超出刷頭約0.360英寸。
第五組即最后 一組毛束38的位置也朝向刷頭內(nèi)側(cè)(遠(yuǎn)離刷頭的周 邊21)。有四對毛束38。在各對中一簇毛束比另一簇毛束更靠近頸部 14。在各對毛束38中，(a) —簇毛束的底部更靠近刷頭的第一側(cè)，并 且該簇毛束向刷頭的第二側(cè)傾斜，并且(b)另一簇毛束的底部更靠 近刷頭的第二側(cè)，并且該簇毛束向刷頭的第一側(cè)傾斜。這樣，各對毛 束中的毛束彼此傾斜交叉。向刷頭側(cè)面傾斜的角度約為5度。各毛束 38的刷毛由PBT構(gòu)成，具有約0.007英寸的刷毛直徑并且在刷頭16 上方延伸約0.460英寸。各毛束38具有橢圓形橫截面，橢圓的長徑在 傾斜的方向取向。
用在刷頭上的刷毛可以為巻曲的(見美國專利6058541 )或開槽 的(見美國專利6018840 )。除刷毛以外可以使用其它類型的清潔器。 例如，可以用一種彈性翅片代替刷毛束。本段中列出的美國專利在此 被引作參考。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，下面將說明如何制作這種牙刷(刷頭)。第一步， 牙刷的刷頭、頸部和手柄在一個模具中進(jìn)行注射模制。在該注射模制 步驟中，毛束28、 34、 36和38通過熱植處理被固定到刷頭內(nèi)。熱植 處理為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知(例如，見美國專利4635313和 6361120，英國專利申請2330791，和歐洲專利申請676268A1 )。
簡單地說，熱植包括將多組塑料長絲的端部引入模具內(nèi)。作為選 擇，模具內(nèi)各組長絲的端部可以熔化為一個圓滴。各組長絲被切成所
需長度(在引入模具之前或之后)，以形成刷毛束。模具被封閉并且熔 化的塑料被注入模具內(nèi)。當(dāng)塑料固化時，它將刷毛束的一個端部固定 在牙刷的刷頭內(nèi)。
從圖6中可以看出，刷頭部分20、 22之間的開口 18在該時刻比 在刷頭內(nèi)的最終形式更寬(見圖2)。換句話說，刷頭部分20和22彼 此間隔預(yù)定距離(優(yōu)選的是至少約lmm)。此外，在模制步驟中制作 通孔40，用于在制造過程的稍后時刻接收樞轉(zhuǎn)毛束30?？?0將在下面得到更詳細(xì)的說明。
參考圖7，在從模具中取出牙刷之后，在刷頭靠近頸部的地方和 部分頸部(后面稱為頸部)施加熱量42。熱量可以以多種方式施加， 包括熱空氣、輻射熱、超聲波或?qū)α?例如熱油)加熱。這里熱量顯 示為施加到頸部的側(cè)面。最好將熱量施加到頸部的頂面和底面。熱量 使塑料達(dá)到1.0 - 1.12倍的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(如果溫度以開氏溫標(biāo)測量)。 為了避免損壞塑料，不應(yīng)該將塑料加熱超過1.12倍其玻璃轉(zhuǎn)換溫度。 更優(yōu)選的是，塑料被加熱到約1,03 - 1,06倍其玻璃轉(zhuǎn)換溫度(溫度以 開氏溫標(biāo)測量)。聚丙烯的玻璃轉(zhuǎn)換溫度約為100攝氏度，而共聚聚酯 和聚亞安酯的玻璃轉(zhuǎn)換溫度約為65攝氏度。
然后將壓力44施加到刷頭部分20、 22，用于4吏這兩部分向彼此 運(yùn)動。 一旦刷頭部分20、 22處于圖2所示的位置，刷頭/頸部的加熱 部分就通過，例如將加熱部分暴露于冷氣體或液體中來進(jìn)行冷卻。如 果將室溫空氣用于冷卻頸部，應(yīng)該將這種空氣施加約20 - 25秒。這樣 的效果是將兩刷頭部分形成為最終位置。
為了獲得較短的處理時間，應(yīng)該使用不損壞塑料的最高溫?zé)嵩础?如果使用了過熱的熱源和/或加熱時間過長，塑料將可能被損壞。如果 熱源不夠熱，處理將花費(fèi)過長的時間并且/或者刷頭部分20、 22將不 能保持在其最終所需位置。如果刷頭/頸部由聚丙烯構(gòu)成，并且使用熱 空氣加熱頸部，(a)加熱空氣應(yīng)該在約170纟聶氏度的溫度，并且應(yīng)該 施加到頸部約70秒，(b)聚丙烯應(yīng)該被升高到約140攝氏度的溫度， 并且(c)將熱空氣施加到頸部的噴嘴應(yīng)該距離頸部約10mm。
如果共聚聚酯或聚亞安酯被用作刷頭頸部的材料，(a)加熱空氣 應(yīng)該在約250攝氏度的溫度，并且應(yīng)該施加到頸部約10秒，(b)材料 最好應(yīng)該被升高到95 - 100攝氏度的溫度，并且(c)將熱空氣施加到 頸部的噴嘴應(yīng)該距離頸部約15-20mm。
按指定的時間加熱上述各種材料使材料可以被軟化并且機(jī)械彎曲 成最終形狀。超出上述加熱時間可能使材料過熱并被損壞。
轉(zhuǎn)到圖8和圖9，各樞轉(zhuǎn)毛束30有大量刷毛46、 一個底部支撐件48和一個錨固樞軸50。刷毛被固定到底部支撐件的第一端52上并從 第一端延伸，而錨固樞軸的第一端54從底部支撐件的第二端56延伸。 底部支撐件和錨固樞軸最好為相同材料構(gòu)成的單一或整體結(jié)構(gòu)。錨固 樞軸50包括靠近第一端54的第一部分58和靠近錨固樞軸第二端62 的第二部分60。第一部分58在X和Y方向小于第二部分60。底部支 撐件48在X和Y方向大于錨固支撐件的第二部分60。第二部分60 包括一對邊緣63。錨固樞軸形成一個貫穿的開口 64。
毛束30也可以采用上述熱植型工藝制作。不將塑料注入模具以形 成牙刷手柄、頸部和刷頭，而是將塑料注入模具以形成底部支撐件48 和錨固樞軸50，當(dāng)注入塑料冷卻時緊固刷毛46。
參考圖10至圖12，現(xiàn)在將說明通孔40 (圖6)。各孔40從刷頭 的頂面66延伸穿過底面68。孔40包括第一部分70和第二部分72。 部分72基本為平行六面體形，除了其下部部分倒圓(見圖ll)。部分 70也基本為平行六面體形，除了其兩側(cè)向側(cè)面張開約15度(見圖12)。 孔部分72在方向A上比孔部分70更長(圖11 )?？撞糠?0在孔70 與72接合處在方向B上具有與孔72大致相同的寬度(圖12)。在該 實(shí)施例中方向A和B彼此基本垂直。通過這種結(jié)構(gòu)形成一對邊緣73。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13至圖16，下面將說明將樞轉(zhuǎn)毛束30插入孔40中 的過程。毛束30位于孔40上方，其錨固樞軸50的端部62面對孔(圖 13)。如圖16A-C所示，毛束30向孔40運(yùn)動，直到端部62開始進(jìn)入 孔內(nèi)(圖16A)。毛束30然后^皮壓入孔內(nèi)，這4吏得孔部分70的側(cè)面擠 壓錨固樞軸的第二部分60。因此，錨固樞軸50被壓扁，這使得開口 64暫時變小。毛束30然后一直^皮推入孔40中(圖16C),在該時刻 彈性塑料錨固樞軸回彈到圖16A所示的形狀。該段說明了將毛束30 咬扣-配合固定到刷頭的過程。
參考圖16C,底部支撐件48在A方向比孔部分70更長，這樣防 止毛束30被進(jìn)一步壓入孔40內(nèi)。第二部分60在A方向也比孔部分 70更長，這樣防止毛束30向后退出孔40。這是因?yàn)檫吘?3(圖8) 接合邊緣73 (圖11 )的緣故。這種結(jié)構(gòu)也防止毛束30關(guān)于刷毛的長軸旋轉(zhuǎn)。
如圖15所示，當(dāng)毛束30在刷牙過程中被口腔部分接合時，它會 樞轉(zhuǎn)。最好各毛束30可以向垂直于表面66的某一位置的任一側(cè)樞轉(zhuǎn) 達(dá)約15度。
轉(zhuǎn)到圖17至圖18，它公開了另一種翅片80形式的牙齒清潔單元。 各翅片由如上所述的底部支撐件48和錨固樞軸50(均未示出)支撐， 這使得翅片可以在刷頭上樞轉(zhuǎn)。作為選擇，翅片可以牢固固定到刷頭 上，因此它不會樞轉(zhuǎn)。翅片可以由一種熱塑性彈性體(TPE)通過注 射模制工藝制成。在該實(shí)施例中，通過一系列肋82形成帶紋理表面。 這些肋改善肋口腔的清潔。這些肋通過在翅片上注射模制TPE而形 成。這些肋最好比翅片更軟?？梢允褂每蛇x帶紋理表面(如波紋)來 代替肋。
如圖18所示，翅片最好具有約0.030英寸的寬度。翅片超出底部 支撐件的長度尺寸最好為0.420英寸。翅片80的尖端84最好具有約 0.007英寸的寬度。從肋的底部到尖端84的距離約為0.168英寸，而 從肋的頂部到尖端的距離約為0.079英寸。肋的頂部具有約0.035英寸 的寬度。這些肋(帶紋理表面)最好遠(yuǎn)離所述翅片延伸約2- 12密耳。
權(quán)利要求
1.一種牙刷，包括劃分為可以獨(dú)立于彼此運(yùn)動的至少兩個部分的刷頭；和一個用于振動刷頭的振動器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，還包括一個或多個 基本不能被旋轉(zhuǎn)的靜止牙齒清潔單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，刷頭的兩部分在刷 頭內(nèi)部形成一個開口，以致水可以流過該開口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，各刷頭部分包括交 替的凸起和凹口 ，各刷頭部分的凸起至少部分配合到另一刷頭部分的 凹口內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的牙刷，其特征在于， 一個刷頭部分上的 一個凸起具有至少一個從該處延伸的牙齒清潔單元，并在三面被另一 刷頭部分圍繞。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，振動器包括一個電 動馬達(dá)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的牙刷，其特征在于，電動馬達(dá)具有一個 固定到馬達(dá)輸出軸的偏心配重，當(dāng)馬達(dá)通電旋轉(zhuǎn)輸出軸時該配重引起 振動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的牙刷，其特征在于，還包括一個用于給 馬達(dá)提供電能的電池。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的牙刷，其特征在于，電池為不可充電的 一次性電池。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的牙刷，還包括一個用于控制電動馬達(dá) 電流的開關(guān)。
全文摘要
一種牙刷頭具有一個從刷頭延伸的牙齒清潔單元。刷頭被劃分為可以獨(dú)立于彼此運(yùn)動的至少兩個部分。牙齒清潔單元可以相對于其從刷頭延伸的那部分旋轉(zhuǎn)。
文檔編號A61C17/22GK101406415SQ200810178300
公開日2009年4月15日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者喬安娜·Q·登格, 卡倫·克萊爾-齊邁特, 小威廉·R·布朗, 小羅納德·R·達(dá)夫, 托馬斯·A·克里斯特曼, 愛德華·J·曼根, 約瑟夫·A·德皮特, 菲利普·M·布朗, 賴納·漢斯, 魯?shù)婪颉ゑR伊坦, 黑爾格·齊邁特 申請人:吉萊特公司