刷頭裝置的制作方法

本公開總的涉及改進的刷頭，并且更具體地，涉及刷頭中的刷毛簇的布置、結構、固定以及產生的功能。

背景技術：

用在手動和電動牙刷中的刷頭是已知的，刷頭具有容納在保持環或支撐環中的刷毛簇。保持環用來將相應的刷毛簇固定在刷頭內。每個刷毛簇均插入在不同的保持環的中空內部中，然后將刷毛簇和保持環固定在牙刷頭中。值得注意的是，傳統的保持環構造有直壁。在一些情況下，保持環不是緊緊地固定至刷頭，因而刷毛對于刷牙而言不是處于最佳角度，或者環和/或刷毛簇或刷毛束在刷頭內是松散的。這樣，與這種常規的保持環相關的問題是在例如由電動刷牙操作導致的動態運動情況下，保持環和/或刷毛簇或刷毛束趨于與刷頭分離。

因此，在本領域存在對更好的保持環以及保持環和刷毛簇的改進的緊固的需要，特別是用在電動牙刷中的保持環。

技術實現要素：

本公開涉及刷頭中的刷毛簇的創新性布置、結構、固定以及產生的功能。本文的各種實施方式和執行方案涉及由彈性體基材形成的刷頭，該刷頭可以包括設置在其中的具有不同尺寸和形狀的多種保持環，其中每個保持環可以包括刷毛簇，刷毛簇在保持環的相應的近端處保持在保持環中并且從保持環的第一表面延伸，并且其中，多個保持環中的至少第一保持環的內壁和外壁中的至少一者包括至少一個錐度。另外的實施方式可以包括保持在彈性體基材內的位置處的至少一個刷毛簇，所述至少一個刷毛簇還包括鄰近第一刷毛簇的近端的不具有彈性體基材的區域，并且在所述區域內，第一刷毛簇的近端構造成在使用期間平移進出。

使用本文的各種實施方式和執行方案，通過提供有錐度的保持環的變型，能夠實質地提高保持環在刷頭內的固定以及刷毛簇在保持環內的固定。例如，具有有錐度的外壁的保持環能夠具有從刷毛簇的近端向保持環中心軸線向內傾斜的外壁。這產生了保持環下方的彈性體基材向彈性體基材的第一表面的楔形效果，并且還使得與直保持環外壁能夠實現的相比，產生更大的彈性體基材-保持環表面區域接觸。刷毛簇的主拔出機制隨著彈性體基材保持環結合部中的分層而發生，因此增大表面區域對于提高保持力是關鍵的。變化的局部或整個的內錐度或內外錐度的組合以及在彈性體基材內的近端蓋中包圍刷毛簇的近端(優選地也包圍保持環，如果存在保持環的話)提供了類似的和額外的優點。

本文公開和描述的改進的刷頭能夠與任何手動或電工牙刷裝置使用。能夠與該刷頭一起使用的電動牙刷裝置的一個示例是能夠從皇家飛利浦有限公司獲得的裝置。該口腔護理裝置基于具有往復運動的刷頭的致動器，該刷頭包括提供對用戶牙齒的有效清潔的刷毛。

總的來說，在一個方面，提供了一種刷頭，其包括但不限于：彈性體基材；設置在彈性體基材中的多個保持環，每個保持環均包括第一端、比第一端更靠近彈性體基材的第一表面定位的第二端、形成具有中心縱向軸線的內部空間的內壁、以及外壁，其中所述多個保持環中的至少第一保持環的內壁和外壁中的至少一者包括錐度；以及多個刷毛簇，每個刷毛簇包括具有近端和自由端的多個刷毛束，并且在其近端保持在所述多個保持環中的一個保持環的內部空間內。

根據一個實施方式，至少第一保持環的內壁包括沿朝向中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的內壁包括沿遠離中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的近端部包括具有沿朝向中心縱向軸線的方向從第一端延伸至遠端部的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的外壁包括沿朝向中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的外壁包括沿遠離中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的近端部包括具有沿朝向中心縱向軸線的方向從第一端延伸至遠端部的錐度的外壁。

根據一個實施方式，至少第一保持環的內壁和外壁中的每一者均包括沿朝向中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的內壁和外壁中的每一者均包括沿遠離中心縱向軸線的方向從第一端延伸至第二端的錐度。

根據一個實施方式，至少第一保持環的內壁和外壁中的至少一者的形狀為非圓形形狀，該非圓形形狀從由三角形、正方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、九邊形和十邊形構成的組中選擇。

根據一個實施方式，定位并保持在所述多個保持環內的所述多個刷毛簇還包括位于第一刷毛簇的近端處的頭部，所述頭部鄰近第一保持環的第一端定位并且具有比由第一保持環的第一端圍繞并創建的內部空間的平面區域大的區域。

根據一個實施方式，定位并保持在所述多個保持環內的所述多個刷毛簇中的每個還包括位于該刷毛簇的近端處的頭部，該頭部鄰近所述多個保持環中的一個保持環的第一端定位并且具有比由所述多個保持環中的所述一個保持環的第一端圍繞并創建的內部空間的平面區域大的區域。

根據一個實施方式，定位并保持在所述多個保持環內的所述多個刷毛簇中的每個還包括位于該刷毛簇的近端處的頭部，所述頭部定位在所述多個保持環中的一個保持環的內部空間內并且具有比由所述多個保持環中的所述一個保持環的內部空間內的平面區域大的區域。

應當注意的是，前面的概念以及下文中更詳細論述的額外的概念的所有組合(假設這些概念不是相互不一致的)都應當被理解為構成本文公開的創新性主題的一部分。特別地，在本公開的結束部分出現的要求保護的主題的所有組合都應當被理解為構成本文公開的創新性主題的一部分。

本發明的這些和其他方面將從下文描述的實施方式顯而易見并且參照這些實施方式進行闡釋。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記貫穿不同的視圖總體指代相同的部分。另外，附圖并不一定按比例繪制，而是將重點放在了圖示本發明的原理上。

圖1A是根據現有技術的其中保持有刷毛簇的保持環的示意性側視圖。

圖1B是根據一個實施方式的本發明的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的外壁。

圖1C是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的內壁。

圖1D是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括外壁和內壁，外壁和內壁中的每一者均包括錐度。

圖2A是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括外壁，外壁的近端部包括錐度。

圖2B是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括外壁和內壁，外壁和內壁的中的每一者的近端部均包括錐度。

圖3A是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的內壁。

圖3B是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的內壁。

圖3C是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的內壁。

圖3D是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的外壁。

圖3E是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括具有錐度的內壁和具有錐度的外壁。

圖4是根據一個實施方式的保持環的示意性側視圖，該保持環中保持有刷毛簇并且包括外壁和內壁，外壁和內壁中的每一者均包括錐度，內壁還包括圍繞周邊的槽。

圖5A是根據一個實施方式的彈性體基材的示意性俯視圖，示出了形狀和尺寸類似的多個刷毛簇。

圖5B是根據一個實施方式的彈性體基材的示意性俯視圖，示出了形狀類似但尺寸不同的多個刷毛簇。

圖5C是根據一個實施方式的彈性體基材的示意性俯視圖，示出了形狀和尺寸類似的多個刷毛簇。

圖6是示出了根據一個實施方式的連接不同尺寸和形狀的保持環的網狀連接件(webbing link)的示意性俯視立體圖。

具體實施方式

本公開描述了用于牙齒清潔的改進的刷頭的各種實施方式。更寬泛而言，申請人已經認識并意識到，提供如下這樣的一種刷頭是有益的：刷頭包括具有變化的、獨特的幾何形狀的特定部件以及材料與結構的獨特組合，以用于提高刷毛簇在保持環內的的保持、保持環在刷頭內的提高的固定以及改善的且更全面的口腔清潔。

在一種布置中，通過提供有錐度的保持環的變型，能夠實質地提高保持環在刷頭內的固定以及刷毛簇在保持環內的固定。在另一種布置中，在彈性體基材中結合具有不同彈性模量值的層并且提供基材的其他構型以允許刷毛簇的變化的有目標的移動性/彈性體基材的柔性，能夠帶來改善的且更全面的口腔清潔。在另外一種布置中，一種實施方式設想在彈性體基材中各個保持環以內壁和外壁形狀組合的任何組合形式的布置，這些形狀組合包括多個非圓形形狀(即具有角的形狀)，包括但不限于：三角形、正方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、九邊形和十邊形等，這些形狀在保持環的內壁和/或外壁中的至少一者上是有錐度的。

鑒于以上所述，各種實施方式和執行方案涉及這樣一種設備，其中：刷頭可以包括設置在其中的具有不同尺寸和形狀的多種保持環，其中每個保持環可以包括刷毛簇，刷毛簇在保持環的相應的近端保持在保持環中并且從保持環的第一表面延伸，并且其中，所述多個保持環中的至少第一保持環的內壁和外壁中的至少一者包括錐度。另外的實施方式和執行方案涉及保持在保持環內的至少一個刷毛簇，所述至少一個刷毛簇還包括鄰近該刷毛簇的近端的不具有彈性體基材的區域，并且在所述區域內，刷毛簇的近端構造成在使用期間平移進出。

參照圖1A，在現有技術的示例中，提供了具有在其中保持刷毛簇20’的保持環1’的示意性側視圖。如圖所示，在現有技術中，保持環1’具有直的非有錐度的內壁和直的非有錐度的外壁。

在本發明的實施方式中，圖1B至1D中的每一個均示出了具有刷毛簇21的保持環50的示意性側視圖，其中刷毛簇21包括保持在其中的頭部26，其中內壁55和外壁57中的至少一者包括沿朝向保持環的中心縱向軸線111的方向從保持環50的第一端51延伸至第二端53的錐度。更具體地，圖1B示出了具有外壁錐度61的保持環50。圖1B還示出了頭部26，其定位在內部空間59外并且具有比保持環59的內部空間內的平面60的區域大的區域。圖1C示出了具有內壁錐度63的保持環50，并且圖1D示出了具有外壁錐度61和內壁錐度63的保持環50。圖1C和1D還示出了位于刷毛簇21的近端處的頭部26，其中頭部26定位在保持環50的內部空間59內并且具有比第一保持環50的內部空間內的平面60的區域大的區域。

參照圖2A至2B，在另外的實施方式中，示出了具有刷毛簇21的保持環50的示意性側視圖，刷毛簇21包括保持在其中的頭部26，其中內壁55或外壁57中的一者的至少近端部81包括沿朝向保持環的中心縱向軸線的方向從保持環50的第一端51延伸至遠端部83的錐度(具有直的內壁部66和直的外壁部68)。與關于圖1B至1D描述的保持環相比，圖2A至2B所示的錐度僅包括在保持環的一部分中。更具體地，圖2A示出了沿朝向保持環的中心縱向軸線的方向從保持環50的近端部81處的第一端51延伸至遠端部83的外壁錐度67。外壁錐度67具有根據套環的高度而改變橫截面面積和輪廓的幾何形狀。通過這種“Y形”構型，套環的厚度能夠在更靠近刷毛簇的熔化部處變得更厚。這種增大的厚度能夠向套環提供更大的剛度并且能夠將載荷更廣泛地分布在保持環所處的周圍彈性體基材中。另外，關于圖2A，保持內徑恒定能夠確保套環作為用于刷毛簇的對齊特征。遠端部83的較低的平坦的平行的壁66和68能夠在制造時發揮作用以在對于周圍材料的將來注塑成型步驟期間固定和對齊刷毛簇。圖2B示出了沿朝向保持環的中心縱向軸線的方向從保持環50的近端部81處的第一端51延伸至遠端部83的外壁錐度67和內壁錐度69的組合。這些實施方式設計成近端部81或遠端部83的內壁或外壁或者這兩者的組合能夠包括在任一方向上(即朝向或遠離保持環的中心縱向軸線)的錐度。內壁和外壁尺寸都關于高度(與刷毛平行的維度)而變化的套環可以具有保持一致或變化的形狀(底部橫截面形狀為正方形而頂部橫截面形狀為圓形)。扭轉(螺紋狀)形狀也是可以的，并且可以具有刷毛簇保持效果。

參照圖3A至3E，在另外的實施方式中，示出了具有刷毛簇21的保持環50的示意性側視圖，刷毛簇21包括保持在其中的頭部26，其中內壁和外壁中的至少一者包括沿遠離保持環的中心縱向軸線(未示出)的方向從保持環50的第一端51延伸至第二端53的錐度。更具體地，圖3A示出了具有沿遠離保持環的中心縱向軸線的方向的內壁錐度71的保持環50。圖3B和3C示出了在圖3A所示并且關于圖3A所描述的構型的基礎上、為了更高的刷毛頂端/自由端運動性、刷毛簇21運動的可能的跨度/區域。圖3D示出了具有沿遠離保持環的中心縱向軸線的方向的外壁錐度73的保持環50。圖3E示出了具有沿遠離保持環的中心縱向軸線的方向的內壁錐度71和外壁錐度73的保持環。

根據一個實施方式，各種有錐度的幾何形狀(如圖1B至1D、2A至2B以及3A至3E所示并且如這里關于這些圖所描述)有助于刷毛簇在保持環內的固定以及保持環在彈性體基材內的固定。一個實施方式設計了從第一端51或第二端53、朝向或遠離保持環的中心縱向軸線的內壁55和/或外壁57的錐度的所有不同變型。

參照圖4，在另一個實施方式中，示出了保持環50的示意性側視圖，保持環50具有保持在其中的刷毛簇21并且包括外壁57和內壁55，外壁57和內壁55中的一者均包括錐度(分別為61和63)。根據一個實施方式，內壁55還包括周向槽58。刷毛簇21的頭部26能夠坐落在槽58中，這能夠提供刷毛簇21在保持環50內的進一步的固定。換句話說，通過將刷毛簇“鎖定”在保持環58內，槽58進一步有助于防止刷毛簇21的不期望的豎直運動。

根據一個實施方式，刷毛簇21的數量、放置和密度能夠變化。申請人已經認識和意識到，刷毛簇填塞(packing)放置能夠限制或增強柔性彈性體基材的移動，這對于刷頭的功能(特別是在電動牙刷裝置的情況下)可能是有利的；并且改變的刷毛簇形狀能夠用來定制柔性彈性體基材的移動。另外，限制和增強特定的移動兩者對電動牙刷中的刷頭功能都是關鍵的。刷毛簇21填塞地越密集，則彈性體基材越硬(彈性模量越高)。該附加的硬度部分地是更緊密填塞的保持環的函數，其中保持環優選地由比彈性體基材硬的材料形成。參照圖5A，在一個實施方式中，提供了彈性體基材30的示意性俯視圖，示出了形狀和尺寸類似的多個刷毛簇21，其中縱向“彎曲”接頭101位于彈性體基材30中的每個刷毛簇之間。在替代性實施方式中，圖5B示出了彈性體基材30的示意性俯視圖，示出了根據一個實施方式的形狀類似但尺寸不同的多個刷毛簇21(沿著如頁面所示多個平行的水平面，較大的刷毛簇后面是較小的刷毛簇，再后面是較大的刷毛簇)。在替代性實施方式中，圖5C示出了彈性體基材30的示意性俯視圖，示出了根據一個實施方式的形狀(大體為卵形/橢圓形)和尺寸類似的多個刷毛簇21(比圖5A所示的刷毛簇相對較大)。圖5B和5C中的彎曲接頭101根據相對較大的和/或卵形的刷毛簇21僅僅部分地沿著水平方向(當觀察這些視圖時)延伸。換句話說，圖5B和5C示出了在特定方向上限制彈性體基材的柔性的實施方式(在這些圖中，沿著水平軸線具有相對較大的柔性)。

根據一個實施方式，由于保持環的與周圍的彈性體基材相比的優選較高的材料硬度(相對較高的彈性模量)，所以彈性體基材中的保持環內的刷毛簇的放置能夠帶來動態系統的特定行為。保持環形狀和刷毛簇的填塞放置能夠對這種特定行為進行微調，如本文描述和詳細闡釋的。該“微調”執行為限制或增強期望的軸線或維度上的柔性。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狀能夠被優化，以產生接頭并且增加或減小彈性體基材柔性(并且因此根據希望而限制或增強彈性體基材的移動)。通過提高刷毛場的符合各種口腔幾何形狀的能力，相對的彈性體基材柔性可以是有利的。預定最低壓盤剛度對于結構完整性以及限制刷頭的總彎折是必要的。該預定最大壓盤剛度(platen stiffness)對于確保慣性力矩保留在對于傳動系統性能的最佳水平內是必要的。

根據一個實施方式，刷頭組件100中的多個保持環中的至少一些能夠通過如圖6所示的網狀件或網狀連接件的基材來連接。在一個實施方式中，提供了連接保持環的特定示例性布置(50a-50ⁿ)的網狀連接件91的示意性俯視立體圖。更具體地，該實施方式示出了連接件91連接每個保持環。網狀連接件91能夠用來進一步加強彈性體基材30(保持環和網狀物或其一部分能夠坐落在彈性體基材30內)并且提高保持環和刷毛簇在彈性體基材30內的保持。盡管圖6所示的布置示出了所有的保持環都通過網狀物連接，但能夠理解的是，可以低至總共兩個保持環由網狀連接件連接。網狀連接件和保持環能夠由不同于彈性體基材的材料形成，并且優選地是比彈性體基材30硬的材料(包括更高的彈性模量值的材料)。

保持環50可以包括多種不同的形狀和尺寸。保持環包括限定了內部空間59的外壁57和內壁55。根據一個實施方式，外壁57的幾何形狀可以與內壁55的幾何形狀相同或不同。例如，如圖6所示，保持環50”’的外壁57的幾何形狀是五邊形，而其內壁55的幾何形狀是圓形；并且保持環50’的外壁57的幾何形狀(五邊形)與其內壁55的幾何形狀相同。在一個刷頭組件100中，形狀的這種組合可以混合和匹配。一個實施方式設計了對于任何保持環的內壁形狀和/或外壁形狀的所有其他非圓形形狀(即，具有角的形狀)，這些形狀包括但不限于三角形、正方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、九邊形和十邊形等。一個實施方式還設計了各個保持環在彈性體基材30中以內壁55和外壁57的多種形狀組合中的任一種組合(例如，圓形與非圓形；或者兩個不同的非圓形形狀，例如分別為五邊形和三角形)以及內壁空間59的區域尺寸的多種任意組合的布置。一個實施方式還設計了將本文描述的內壁錐度和/或外壁錐度添加到保持環50的所述尺寸和形狀組合中的每一個中。

本文限定和使用的所有定義都應當被理解為涵蓋詞典定義、通過參引并入的文獻中的定義、和/或定義的術語的普通含義。

在本文中的說明書和權利要求中使用的不定冠詞“一”應當被理解為“至少一個”，除非明確地另有相反說明。

本文中的說明書和權利要求中使用的用語“和/或”應當理解為意指這樣結合的元件中的“任一個或兩個”，即，在一些情況下結合地存在的元件以及在其他情況下分開地存在的元件。用“和/或”列出的多個元件應當以同樣的方式來理解，即，這樣結合的元件中的“一個或多個”。除了由“和/或”子句具體指明的元件之外，其他元件可以可選地存在，無論這些元件與具體指明的那些元件相關還是不相關。

如在本文中的說明書和權利要求中使用，“或者”應當理解為具有與前面限定的“和/或”相同的含義。例如，當將一列項目中的項目分開時，“或者”或“和/或”應當理解為是包括性的，即包括多個元件或一列元件中的至少一個，但是還包括多于一個，并且可選地包括另外的未列出的項目。僅僅明確地相反說明的用語例如“……中的僅僅一個”或“……中的明確僅僅一個”或者在權利要求中使用的“由……構成”才意指包括多個元件或一列元件中的僅僅一個元件。通常，本文使用的用語“或者”僅僅在前面有排他性的用語如“任一個”、“……中的一個”、“……中的僅僅一個”或“……中的明確僅僅一個”時才應當被理解為意指排他性的(即“一個或另一個，但不是兩個”)。

如在本文中的說明書和權利要求中使用，關于一列的一個或多個元件的用語“至少一個”應當被理解為意指從一列元件中的任一個或多個元件中選擇的至少一個元件，但是并不一定包括在一列元件中具體列出的每一個元件的至少一個，也不排除一列元件中的元件的任意組合。該定義還允許了可以可選地存在除用語“至少一個”所指的一列元件內具體指明的元件以外的元件，無論這些元件與具體指明的那些元件相關還是不相關。

還應當理解的是，除非明確地另有相反說明，否則，在包括多于一個步驟或動作的本文要求保護的任何方法中，方法的步驟或動作的順序并不一定局限于描述該方法的步驟或動作時的順序。

在權利要求以及前面的說明書中，所有的過渡詞例如“包括”、“包含”、“載有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……組成”等應當理解為是開放性的，即，意指包括但不限于。僅僅過渡詞“由……構成”和“基本上由……構成”才應當分別是封閉的或半封閉的過渡詞，如在美國專利局的專利審查程序手冊的2111.03一節中所闡釋的。

盡管已經在此描述和圖示了多個創新的實施方式，但本領域普通技術人員將容易地想到用于執行功能和/或獲得結果和/或本文描述的優點中的一個或多個的多種其他裝置和/或結構，并且每個這種變型和/或修改都應當被認為在本文描述的實施方式的發明范圍內。更一般地，本領域普通技術人員將容易地認識到，本文描述的所有參數、尺寸、材料和構型都是示例性的，并且實際的參數、尺寸、材料和/或構型將取決于本發明教導的具體的一個或多個應用。本領域普通技術人員僅僅使用常規實驗就將認識到或者能夠確定本文描述的具體創新實施方式的很多等同替代。因此，應當理解的是，前面的實施方式僅僅通過示例的方式提出，并且在所附權利要求及其等同形式的范圍內，可以實現除具體描述和要求保護的實施方式可以的其他創新實施方式。本公開的創新實施方式涉及本文描述的每個單獨的特征、系統、物品、材料、配套元件和/或方法。此外，兩個或更多個這種特征、系統、物品、材料、配套元件和/或方法的任意組合都包括在本公開的發明范圍內，如果這些特征、系統、物品、材料、配套元件和/或方法不會相互不一致。