可彎曲的牙刷頭的修剪和修圓加工的設備和方法
2023-08-04 05:27:11
專利名稱：可彎曲的牙刷頭的修剪和修圓加工的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種方法和設備，所述方法和設備將單獨的刷毛簇裝釘到具有可彈性彎曲的、有角度的牙刷頭，然後，修剪刷毛簇到所需長度，或修剪具有多種高度尺寸的刷毛，然後，分別對已裝釘的各刷毛簇進行端部修圓操作。本發明的方法和設備改善了常規的刷毛裝釘和修剪方法和設備。
特別是，本發明公開的新的設備使可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭在裝釘設備中，改變結構形狀，並且被牢牢夾緊，以致使刷毛簇的開口的縱向軸線的方向基本平行於刷毛軸插入工具的移動方向，並且在牙刷後加工設備的刷毛修剪工位和刷毛端部修圓工位中，使牙刷頭變形並且保護夾緊牙刷。因此，藉助本發明提供的經過修改的方法和設備，可以將常規的刷毛裝釘、修剪和端部修圓的方法和設備用於加工上述牙刷。在許多實例中，使彎曲的牙刷頭變形為具有平直結構的牙刷頭。接著，進行刷毛簇裝釘操作，然後，進行後加工操作。當從夾緊裝置中取出牙刷時，牙刷頭返回其原始結構狀態。
對現有技術的描述經過改進的具有刷毛的、彎曲或有角度的前端結構的牙刷便於進入口腔中普通牙刷難以達到的位置，例如前齒的舌旁表面，後側臼齒的後面，使更多的刷毛與前齒外表面接觸，是現有技術中的普通技術人員公知的。但是，許多常用的牙刷裝有剛性的刷毛或剛性的彎曲或呈角度的刷毛表面，其具有固有的缺點，當牙刷刷平的或凹陷的牙齒表面時，彎曲或具有角度的刷毛表面在平的牙齒表面上只有比較少的刷毛接觸牙齒。這些極少數的刷毛必須支撐通過手柄施加的刷牙壓力，這將導致刷毛過早傾斜。某些牙刷具有「動力頂端」結構，(即細長的剛性安裝的頂端刷毛)，以便改善刷毛接觸牙齒的效果。這種牙刷公開在國際專利申請WO 94/09678；英國專利GB-304459；美國專利US-1639880，US-4800608；這些公開的技術在本文中作為參考。儘管固定成角度的或彎曲的牙刷頭到達難以達到的區域的效果得到了改進，由於具有固定角度的牙刷頭刷平牙齒表面存在的缺點，因此，希望提供一種具有角度和彎曲結構的牙刷頭，當牙刷受到常規的刷牙壓力作用時，牙刷頭能夠彎曲，而且，能夠返回平直位置。
具有固定角度或彎曲結構的牙刷頭的牙刷存在一些問題，包括在牙刷的製造過程中產生某些困難，特別是，對於在牙刷頭上裝釘刷毛簇，和對刷毛簇進行後加工存在困難和問題。該常規的刷毛裝釘設備中具有兩條加工軸線，但是，牙刷頭的具有角度的或彎曲的部分不能對準刷毛裝釘工具的操作區域。因此，在裝釘操作中，必須轉動牙刷，使其進入新的位置，以便使牙刷頭的刷毛接收面進入正確位置。在此位置，刷毛簇插入工具可以將刷毛插入牙刷頭內。在現在的牙刷加工設備中，因為牙刷和刷毛簇裝釘工具可以旋轉，因而可以使裝釘刷毛簇的牙刷頭進入刷毛接收表面的非平直位置，但是這種設備價格昂貴。而且眾所周知，利用具有傾斜角度的刷毛裝釘銷，沿著直線進行插入操作，並且由柔性的金屬薄片製造刷毛驅動器，刷毛隨著刷毛插入孔的方向稍微彎曲，從而，常規的刷毛簇插入驅動器能夠以有限的傾斜角度將刷毛簇插入有一定角度的刷毛孔，一般傾斜角度為6度或更小。儘管如此，專業人員希望能夠將刷毛簇裝釘到具有角度或彎曲結構的牙刷頭上，並且根據需要的一種刷毛長度，或不同的刷毛長度，修剪經過裝釘的刷毛，在這種情況下，刷毛具有多種高度尺寸，然後對刷毛的自由端部進行修圓加工，而這僅僅需要修改常規的刷毛裝釘和刷毛修剪設備和方法。
這種牙刷包括具有連在一起的鉸接連接部分的牙刷頭，由鉸接部分形成多種結構，例如現有技術中已知的。
例如，國際專利申請WO 92/17093，其中公開的內容在本文中作為參考，其中公開的牙刷頭由一個或多個形成鉸接件的凹槽分開，所述凹槽被設置在與刷毛支撐側面相對的一側，分成至少兩個部分，牙刷頭的這兩個部分能夠彎曲，並且具有彈性，相互連接，和/或連接牙刷手柄。但是，這種牙刷頭具有平直的結構。
在國際專利申請WO 96/02165中，公開的牙刷具有彈性和可彎曲的牙刷頭，其中部分實施例與國際專利申請WO 92/17093中公開的內容相類似。在一個實施例中，具有在非應力作用位置彎曲的牙刷頭，並且由牙刷手柄材料的彈性體覆蓋物的薄的延伸部分形成。但是，該專利申請的說明書中僅僅描述了「刷毛的切斷和端部修圓加工操作可以採用現有技術中公知的普通方法」。沒有給出專門的說明。而且，在其他實施例中公開的牙刷具有平直結構的牙刷頭。在國際專利申請WO 97/07707中，其中公開的內容在本文中作為參考，其中公開的牙刷的牙刷頭的柔性主要集中在刷頭前端。這種牙刷頭在牙刷的前端具有角度。在該文件公開的內容中，包括通過注塑模製成型的剛性塑料基體，其中刷毛支承面基本上處於平直狀態，牙刷頭的前端部分基本上彎曲到需要的相對於基體部分的角度。隨後在牙刷頭兩部分之間的連接區域注射彈性材料，該文件中簡單的提示是「……藉助常規的加工方法插入刷毛……」。而且，沒有公開有關對於可彎曲的牙刷頭進行刷毛簇裝釘、刷毛修剪和刷毛端部修圓的特殊方法和裝置，其中所述的牙刷頭至少有一部分相對於牙刷頭的平衡位置具有一定角度。
在本發明申請的，美國的系列專利申請NO 08/762783中，公開的內容在本文中作為參考，其中公開的牙刷具有可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭。但是，沒有專門說明有關刷毛裝釘、修剪和刷毛端部修圓加工操作過程。
在歐洲專利EP-0078569和美國專利US-5165761中，公開的內容在本文中作為參考，其中各文件中公開了有關對於具有多種高度尺寸的刷毛進行端部修圓加工的內容。但是，其中所述的刷毛支撐面具有平直結構。
具有角度和可彎曲的牙刷頭不能很好地與常規的裝釘刷毛和後加工設備中的夾緊裝置相互配合。在普通的夾緊裝置中，具有角度的或彎曲結構的牙刷頭可能從夾緊裝置中滑出，或者在牙刷頭具有分開部分的情況下，牙刷頭向內摺疊彎曲。
發明目的本發明的目的是提供一種設備和方法，以便將刷毛簇固定到可彈性彎曲的牙刷頭的牙刷上，所述牙刷頭選自一組具有角度的牙刷頭，彎曲的牙刷頭，有分段部分的牙刷頭，其中具有連接相鄰的牙刷頭的分段部分的連接件，或者是上述牙刷頭的結合形式，然後，在常規刷毛裝釘和後加工(刷毛修剪和端部修圓)設備中，根據需要的刷毛長度，修剪刷毛，接著對刷毛的端部進行修圓加工。
發明概述為了達到本發明的目的，在本發明提供的設備和方法中，固定具有分開部分的可彈性彎曲的牙刷頭，或者使具有柔性、角度和可彎曲的牙刷頭變形，然後在常規的刷毛裝釘和後加工設備中，使牙刷頭變形進入一定的形狀位置，並且予以固定，以便採用常規的刷毛插入工具、刷毛修剪裝置(包括轉動式切斷裝置)、和刷毛端部修圓裝置(包括仿形磨削器)。所述夾緊裝置包括在刷毛裝釘設備中，夾緊牙刷頭部的輔助接觸配合裝置，在後加工設備中，在夾緊裝置上，夾緊牙刷頭的支撐裝置，其中支撐裝置與常規的夾緊和固定裝置相聯繫，防止牙刷頭彎曲，並且夾緊固定牙刷頭。在刷毛修剪和端部修圓操作過程中，至少牙刷頭處於平直結構位置。在刷毛裝釘裝置中，牙刷頭的輔助接觸配合裝置一般處於固定狀態。在後加工設備中，上述輔助接觸配合裝置也可以處於固定狀態。但是，如下面所述，在後加工設備中，牙刷頭的支撐裝置能夠如同活塞一樣運動，使具有凹陷結構輪廓的牙刷頭變形為平直結構輪廓，或者牙刷頭的支撐裝置繼續移動，使牙刷頭具有突出的結構。這種附加運動的結果使刷毛的頂端以這種方式被切割，即，改變刷毛的修剪形狀。儘管，在加工中採用了常規的切斷裝置、端部修圓裝置，這些常規的裝置基本上沿著直線和水平方向擺動，這些常規的裝置能夠很好的加工具有平直結構的牙刷頭上的刷毛。通過使用本發明，可以改變刷毛的修剪形狀。
附圖的簡要說明
圖1是俯視圖，其表示常規的刷毛簇裝釘設備中採用的牙刷夾緊器，以及在裝釘刷毛之前的多部件、可彈性彎曲的、無刷毛簇的、具有角度的牙刷頭，圖中還表示了可變化的結構，以便與牙刷頭的自由前端固定配合。
圖1A是圖1所示，在插入牙刷基體之前，牙刷夾緊器的俯視圖。
圖2是圖1和圖1A所示牙刷夾緊器的放大的立體圖，其表示另一種常規的刷毛簇裝釘設備的結構，其中裝有具有角度的、可彈性彎曲的牙刷頭，其中牙刷頭處於平直狀態，並且被牢牢固定定位，在這種結構中，將U形刷毛簇插入刷毛簇開口中。
圖3是牙刷夾緊器和多部件、可彈性彎曲的、無刷毛簇的、具有角度的牙刷頭的俯視圖，其類似於圖1，表示在進行刷毛裝釘操作之前的狀態，但是，其中採用了第二組夾緊器，以便與牙刷頭的自由前端相配合。
圖4是用於完成加工設備中的一種通用夾緊器的俯視圖，其由一個或多個刷毛修剪工位組成，在刷毛修剪工位中，根據需要的刷毛長度修剪刷毛簇，並且具有一個或多個端部修圓工位。
圖5是圖4所示通用夾緊器的側視圖，其中表示裝有刷毛簇的牙刷具有多部件的、可彈性彎曲的、有角度的牙刷頭，將牙刷頭插入夾緊器中。
圖6是圖5所示通用夾緊器的側視圖，其中採用固定牙刷頭的支撐元件，使得裝有刷毛簇的牙刷頭處於平直狀態，並且牢牢固定，以便採用常規的切斷設備，根據需要的刷毛長度，修剪或切斷刷毛，接著修圓刷毛的頂端。
圖7是後加工設備的局部側視圖，其中裝有圖4，5和6所示的單獨的通用夾緊器，其中裝有刷毛簇的牙刷具有角度的、可彈性變形的牙刷頭處於平直狀態，並且被輸送到切斷裝置(未圖示)，然後被輸送到刷毛端部修圓工位(未圖示)。
圖8是類似於圖6所示的通用夾緊器的側視圖，但是其中設有可移動的牙刷頭支撐元件，以便在平直和突出結構狀態下，有助於固定牙刷頭，以便通過常規的切斷設備，根據需要的刷毛長度修剪和切斷牙刷頭各部分的刷毛，接著對刷毛頂端進行修圓加工。
圖9是圖8所示修剪工位的側視圖，圖中表示插入夾緊器的牙刷頭具有可彎曲的帶有角度的部分。
圖10是圖9所示通用夾緊器的側視圖，圖中表示可移動的牙刷頭支撐元件被升起，從而在牙刷頭的部分之間形成凸起結構，以便採用常規的切斷裝置，例如轉動式切斷裝置，沿著一般的直線往復移動，根據需要的刷毛長度切斷刷毛，接著採用常規的端部修圓設備，例如仿形磨削器，對刷毛端部進行修圓加工。
圖11是一種刷毛結構的側視圖，通過採用圖10所示的設備，進行切斷和端部修圓加工步驟獲得這種刷毛結構。
圖12是第二種刷毛結構的側視圖，通過採用圖10所示的設備，進行切斷和端部修圓加工步驟獲得這種刷毛結構。
圖13是第三種刷毛結構的側視圖，通過採用圖10所示的設備，進行切斷和端部修圓加工步驟獲得這種刷毛結構。
對本發明優選實施例的詳細描述本發明公開了一種將刷毛簇固定到牙刷上的方法和設備，所述牙刷具有可彈性彎曲的牙刷頭。然後，在常規的刷毛裝釘和後加工設備中，根據需要的刷毛長度修剪刷毛，然後再修圓刷毛的自由端部。可以理解，「可彎曲的牙刷頭」結構包括分為幾個部分的牙刷頭，由連接件將相鄰的牙刷頭部分連接在一起，無論在平直或非平直狀態下，具有角度或彎曲的、柔性的牙刷頭部分相互結合在一起。接著，本文中所述的具有角度的牙刷頭應當被解釋為包括可彎曲的、具有柔性的牙刷頭。此外，在各種情況下，無論是停止刷牙或者從夾緊器中取出牙刷，可彎曲的牙刷頭因為具有彈性將返回其原始結構。因此，可以理解，本發明中公開的方法和設備涉及各種類型的可彎曲的牙刷頭。
下面參照圖1，圖中表示了用於常規的刷毛簇裝釘設備中的牙刷夾緊器8的簡化的俯視圖。圖中描繪了兩部件的、可彈性彎曲的、具有角度的、未裝釘刷毛簇的牙刷頭和牙刷手柄10的局部，下面準備進行刷毛簇插入操作。通過牙刷手柄供給裝置，將牙刷手柄輸送到刷毛簇裝釘裝置，由於刷毛簇裝釘裝置屬於常規設備，並且於本發明無關，因此，在附圖中未描繪刷毛簇裝釘裝置。但是，供給裝置包括，當牙刷頭插入夾緊器8時，使牙刷頭轉變為需要結構的裝置，這種夾緊器將在下面予以詳細描述。
牙刷包括手柄部分12(未完全圖示)，所述牙刷手柄12連接牙刷頭的後部分14和牙刷頭的自由前端部分16，所述牙刷頭的後部分14和前端部分16通過薄的橋接件(未圖示)可彎曲並且彈性相互連接，所述橋接件被設置在彈性材料18的下方。所述橋接件在牙刷頭的分開部分之間形成凹槽。可以理解，在牙刷頭上可以設置一個或多個凹槽，所述凹槽可以是直線形或非直線形的，設置方向相對於牙刷頭的縱向軸線方向呈橫向，並且與牙刷頭的上表面或下表面平齊，或設置在牙刷頭的上表面和下表面之間。在此實施例中，彈性材料18連續圍繞牙刷頭前部分16的下表面的周邊邊緣部分18c。但是，牙刷的具體結構方面超出了本發明的範圍，而且，其不是實施本發明所必需的特徵。但是，牙刷頭在鉸接部分18處可彎曲。在經過完全加工的牙刷中，即，經過刷毛簇裝釘，修剪和端部修圓加工，所述牙刷頭部分相互之間最好具有大約15度夾角，但是顯而易見，上述角度可以根據製造牙刷的商家的要求或大和或小。採用本文中公開的方法和設備製造的牙刷頭結構被記載在與本申請同時遞交的申請中，代理人登記號為IR5998。顯而易見，包括本發明製造的牙刷頭的牙刷可以用於可拆開牙刷頭式手用牙刷、電動和電池驅動的牙刷，在這種情況下，上述牙刷頭杆部分對於所述的牙刷手柄都是等同的。
通常，手柄12、牙刷頭部分14和16、橋接件30由塑料和樹脂模製成型，例如，採用聚丙烯製成，另外，也可以採用一定級別的尼龍聚合物。優選的聚丙烯樹脂包括產品Huntsman General Purpose HomoplymerNO.5520和Hostalen Polypropylene PPR 1042 Copolyme。由熱塑性彈性材料形成彈性體部分18-18e。所述熱塑性彈性材料可以是熱塑性的硫化橡膠(TPV)，其是由聚丙烯和商品名為Santoprene或商品名為Vyram的乙烯丙烯二烯單體(EPDM)構成的混合物。另一種硫化橡膠(TPV)由聚丙烯和天然橡膠構成，商品名為Santoprene或Vyram的材料是由AdvancedElastomer Systems銷售的彈性材料。優選的彈性材料包括Kraton，由Shell出售的商品名為SBC的苯乙烯嵌段共聚物，和商品名為Dynaflex G 2706的產品，以及由GLS公司出售的熱塑性彈性材料和商品名為Kraton的聚合物材料。
牙刷固定板26藉助切除區域28與牙刷頭的自由的頂端相互配合，這屬於常規技術特徵。通過磨削固定板26與牙刷頭的頂端的接觸壁使之具有5度夾角，在常規的刷毛簇裝釘裝置中形成切除區域28，由此導致牙刷頭具有大約0.015英寸的懸空長度。藉助常規的夾緊裝置，例如，利用轉軸和可轉動的夾緊器22和24，使牙刷頭在平衡位置被夾緊定位，在附圖中實線表示夾緊位置，而虛線表示打開位置，以便允許插入新的牙刷，或者取出裝釘好刷毛簇的牙刷。但是，這個兩個夾緊裝置不能有效保證夾緊器夾緊可彎曲的、由多個部分組成的、具有角度的牙刷頭端部。在這種情況下，具有角度的牙刷頭頂端有可能從變形或平直位置返回其具有角度的狀態。因此，在本發明中的固定板26被修改為包括輔助夾緊裝置，其由頂端接觸凸緣30形成。因此，輔助夾緊裝置大大增加了切除區域28的有效懸空長度，其長度最好大約為0.025～0.065英寸，所述接觸凸緣30與可轉動的夾緊器22和24，以及下面所述的支撐板可以有效保證變形的牙刷頭被夾緊，防止產生牙刷頭返回其具有角度的彎曲位置的可能性。在設有彈性鉸接件的牙刷頭中，上述牙刷頭返回其具有角度的彎曲位置的可能性增加。
如圖2所示，採用常規的刷毛簇插入工具，裝釘牙刷頭是非常重要的，通過使用金屬U型釘和固定件，在所述U型刷毛的彎曲部分，由刷毛簇插入工具在各刷毛簇開口中，分別插入多個U型刷毛，增加輔助裝置，保證彎曲的具有角度的牙刷頭端部處於變形狀態，而不幹涉刷毛簇插入工具的操作是很困難的。但是，輔助夾緊裝置30可以達到這個目的。
將牙刷放置在輪廓相符的支撐板23上，在圖1中只能看到支撐板23的端部23a和23b，但是在圖1A中可以清楚地看到支撐板23。支撐板23具有一定形狀，其與要被裝釘刷毛簇的各特定牙刷的背面相配合，其中設有支座，以便夾緊裝置夾緊具有角度的牙刷頭部分，或者夾緊具有多個部分的牙刷頭的各部分。在此位置，刷毛簇的開口基本上平行於刷毛簇插入工具的移動方向，並且防止牙刷頭彎曲而返回其初始的凹陷輪廓的可能性，如圖5和圖9清楚所示。此外，所述輪廓相符的支撐板23有助於防止在各牙刷頭的鉸接處產生彎曲，避免其返回前面所述的初始凹陷的輪廓形狀。輪廓相符的支撐板和可轉動的夾緊器相互結合，有助於使最初呈凹陷輪廓形狀的牙刷頭在輪廓相符的支撐板上保持需要的平直狀態。轉動的夾緊器22、24屬於常規知識，其具有斜角結構，或者夾緊器22、24設有螺旋形輪廓，以便有助於朝著支撐板23的方向夾緊牙刷。
在圖2中可以清楚看到圖1和1A中所示的牙刷夾緊器8，將牙刷夾緊器8安裝在刷毛簇裝釘設備31中，其中可彈性彎曲的牙刷頭變形進入平直輪廓狀態，並且，在這種狀態下，被牢牢夾緊定位，以便接收U形刷毛簇和相應的固定件(未圖示)。一般，可以理解，在用於生產商品的設備中，在牙刷中模製整體的刷毛孔。如圖2所示，U形刷毛簇和相應的固定件(未圖示)被插入處於平直狀態的、並且被夾緊的牙刷頭中。如同常規技術一樣，藉助抓取裝置(未圖示)，朝向刷毛簇插入工具輸送刷毛簇，通過無端的環形金屬絲圈(未圖示)供給金屬U形釘和固定件，並且將其輸送到刷毛簇插入工具，在此處，金屬絲被成型為適當的具有合適尺寸的U形釘，所述U形釘被送入U形刷毛簇32的彎曲部分，然後被裝釘在牙刷頭的刷毛簇孔中。可以設置刷毛轉向器33，以便保證未受限制的刷毛進入各刷毛簇孔中。刷毛簇插入工具31沿箭頭方向往復移動，並且從圖中可以看到，牙刷頭被固定夾緊定位，牙刷頭的刷毛簇開口與刷毛簇插入工具的移動方向對準。
裝釘刷毛的技術是現有技術中已公知的，並且其中使用的設備與本發明中使用的相同，其中包括將U形釘輸送進入刷毛簇開口，參見美國專利US-532735；US-1936743；US-2084345；US-5590438；以及本發明的同一受讓人於1996年8月2日申請的08/692818，上述文件中記載的內容在本文中作為參考。
在圖3所示的簡化的俯視圖中，描繪了在刷毛簇固定之前，牙刷夾緊器和具有多部件的、可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭，其類似於圖1，但是利用了第二組夾緊器36、38代替凸緣30，作為輔助夾緊裝置，以便保證夾緊具有角度的、可彈性彎曲的牙刷頭的前端部，並且在裝釘刷毛簇的操作過程中，保持牙刷頭部分處於平直位置。
因此，本專業的普通人員可以清楚地知道，本發明的經過改善的裝釘刷毛簇的方法和設備，可以用於在其他常規的刷毛簇裝釘設備中，裝釘具有角度的、可彈性彎曲牙刷頭的牙刷，提供夾緊固定裝置，在牙刷頭的三個區域進行夾緊固定。第一區域位於牙刷頭的後部，藉助可轉動的夾緊器22、24使牙刷頭夾緊定位；第二區域位於牙刷頭的前端部分，在一個實施例中，藉助前端的凸緣30通過切除區域28，以及在第二實施例中，利用可轉動的夾緊器36和38，使牙刷頭固定定位；第三區域位於牙刷頭的後背部分，藉助輪廓相符的支撐板23使牙刷頭夾緊定位。這些夾緊固定點保證使牙刷頭夾緊定位，在刷毛裝釘過程中，防止在牙刷頭鉸接連接處產生彎曲。
本專業的普通技術人員可以理解，一般利用刷毛簇裝釘設備的商業用生產設備具有設置在轉動式輸送機上的多個夾緊器，以便對於由夾緊器保持的牙刷，進行連續裝釘刷毛簇的操作。但是，這不是必須的技術特徵，因為目前的裝釘刷毛簇的設備可以被設置在多個刷毛插入工位。
在圖4所示的簡化的俯視圖中，描繪了一種安裝在圖7所示的後加工設備中的通用夾緊器39。在圖7所示的後加工設備中，包括設有通用夾緊器的循環輸送鏈，其從刷毛簇裝釘設備將裝釘有刷毛簇的牙刷輸送到刷毛切斷或修剪工位，在此工位，根據需要的刷毛長度修剪裝釘的刷毛。然後，進入端部修圓工位，在此工位，藉助通用的夾緊器39夾緊牙刷，修圓刷毛的自由端部。各通用的夾緊器39包括滑動元件48，其可以沿著箭頭方向移動，以便容納不同尺寸的牙刷頭。藉助常規的牙刷頭配合裝置40，夾緊牙刷的自由前端，所述牙刷頭配合裝置40包括切除區域42，這一特徵與常規技術相同，切除區域42與牙刷頭的頂端相配合。牙刷(未圖示)延伸穿過常規的轉動夾緊器或轉軸44、46，在附圖中，虛線表示開啟位置，實現表示封閉位置。螺釘52、54使固定板夾緊定位。由於可轉動夾緊器或轉軸44、46具有「夾緊」的圓柱形結構，如圖5和圖9清楚所示，其中夾緊器44、46轉動軸進入封閉位置，他們驅動牙刷頭穩定進入與牙刷頭配合裝置40和切除區域42相互接合的位置。
當可轉動的夾緊器44、46進入封閉位置，為了防止可彈性彎曲牙刷頭沿著其鉸接位置處彎曲，設置了牙刷頭支撐裝置50，如圖5清楚所示，其中表示了圖4所示通用夾緊器的簡化的側視圖。可以理解，通用的夾緊器是常規的後加工設備的一部分。如圖5所示，將裝釘了刷毛簇的、具有多部件的、可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭的牙刷10放入通用的夾緊器39。裝置50可以由塑料或其他剛性材料製成，並且其可以是固定元件。根據要被修剪加工的牙刷，可以確定選擇材料。如果牙刷頭中包括圍繞牙刷頭的彈性緩衝件，可以選擇塑料材料，以免損傷或劃傷牙刷頭的彈性覆蓋層。裝置50必須具有這種結構，即，裝置50的高度足夠高成為牙刷頭的第四個夾緊固定點，從而防止牙刷頭在切斷裝置和端部修圓裝置施加的作用力影響下產生彎曲。可以清楚地知道，可轉動的夾緊器44和46提供兩個夾緊固定點，區域40和42協同作用，提供第三夾緊固定點。顯而易見，本專業的普通技術人員可以明白，如果牙刷頭具有多個鉸接區域，如國際專利申請WO 92/17093和WO 96/02165所述，利用本發明的方法和設備裝釘刷毛簇和修剪刷毛，裝置50可以被加大，足以支撐牙刷頭部的各鉸接件，或者設置多個裝置50支撐牙刷頭的鉸接件。因此，可以得知，當使用常規的後加工設備時，通過在常規的通用夾緊器39中，可以增加牙刷頭的支撐裝置50。其他類型的常規的後加工設備可以被用於修剪和修圓具有角度的可彈性彎曲的牙刷頭上的刷毛端部。按照這種方式，可以由機器製造商製造新的設備，或者對於已有設備進行更新，使其形成能夠生產出這種牙刷的設備。
圖6提供了圖5所示通用夾緊器39的側視圖，其中使裝釘有刷毛簇的牙刷頭變形成為平直結構，並且在此位置固定，在此位置具有固定的牙刷頭支撐元件50的協助，並且藉助可轉動的夾緊器44、46(未圖示)和牙刷頭配合裝置40固定夾緊牙刷頭，所述牙刷頭配合裝置40包括切除區域42，由此採用常規的切斷設備，可以根據需要的刷毛長度，修剪或切斷刷毛。然後，修圓刷毛的頂端。
圖7是後加工設備部分的簡化的側視圖，其中包括一系列如圖4、5和6所示類型的通用的夾緊器39。如圖中所示，從標號56所示處供給裝釘有刷毛簇的牙刷10，採用常規的設備從裝釘刷毛的設備中取出裝釘好刷毛的牙刷，將這些牙刷輸送到通用夾緊器中。使具有角度的、可彎曲的、裝釘有刷毛簇的牙刷頭的牙刷10在通用的夾緊器39中，處於平直位置，沿著箭頭所示方向進行輸送，到達常規的切斷工具(未圖示)所在的位置，所述切斷工具在圖7中處於下方，如圖中殼體58所示。因為切斷工具屬於常規技術，並且被廣泛使用，其詳細內容不是實現本發明所必需的。同樣，通過通用的夾緊器39從切斷工位輸送牙刷，將牙刷沿著箭頭方向進行輸送，直到牙刷進入端部修圓工位，根據同樣道理，沒有圖示刷毛修圓設備。
圖8是類似於圖6所示的通用夾緊器39的側視圖，但是其中設有可移動的牙刷頭支撐元件51，當支撐元件51處於較低位置時，將牙刷頭牢固固定在平直狀態，或者當支撐元件51上升時，使牙刷頭彎曲進入突出結構位置，由此通過常規的切斷設備，根據需要的刷毛長度，修剪或切斷牙刷頭各部分的刷毛。當牙刷頭處於平直狀態位置時，切斷裝置將以平直結構形式修剪刷毛，如圖13所示。如果需要，採用歐洲專利EP 0 078569所示相同的技術，在牙刷頭上裝釘成排的刷毛，其中一些刷毛高於另一些刷毛，如本發明中的圖12所示。採用這種設備與實現本發明的特徵無關，但是其中依據的技術特徵與上述專利EP 0 078 569所述相同。
圖9是圖8所示通用夾緊器39的側視圖，其中表示插入具有分開部分的、可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭部分16，並且具有鉸接件18。在初始位置，牙刷的結構有實線表示。但是，藉助與旋轉夾緊器44和46相關聯的供給裝置(未圖示)，在受力狀態下，使牙刷進入平直結構位置，在圖中由虛線所示，所述旋轉夾緊器44和46轉動進入封閉位置，牙刷頭的配合裝置40和切除區域42以及通過可移動的牙刷頭支撐元件51支撐的鉸接區域18支撐牙刷部分，由升高的虛線位置表示。
圖10是圖9所示通用夾緊器39的側視圖，其中表示可移動的牙刷頭支撐元件51被升高，在牙刷頭部分14和16之間形成凸出結構，使常規的切斷工具沿著直線方向往復移動，按照需要的刷毛長度切割刷毛。按照常規，切斷工具由一系列可轉動的刀片組成，轉動刀片與殼體中的固定刀片相交，所述轉動刀片前後沿水平方向往復移動。隨著牙刷頭通過各切斷裝置，牙刷頭沿直線移動，如同圖中所示，切斷裝置沿直線往復移動。因此，通過使用本發明，在常規的後加工設備上，可以修剪和修圓具有角度的、可彎曲的牙刷頭上的刷毛端部。此外，可以進行多種結構形式的刷毛修剪，而不僅僅限於平直形式的刷毛修剪。如圖中所示，進行刷毛修剪時，在牙刷頭部分16的刷毛頂端，與牙刷頭部分14的刷毛頂端處於同一平面。因此，可以向切斷工具提供具有突出結構的牙刷頭，在各切斷工位中，經過最終修剪的刷毛具有圖11所示的截面。
雖然，切斷工具基本上沿著直線方向，即，水平方向往復移動。因為刷毛頂端的表面最初為凹陷表面，如圖9所示，在圖10中形成凸出的角度，在完成的牙刷頭部分14和16中，刷毛從鉸接區域18向牙刷頭各部分的端部，刷毛從短逐漸增長。圖12表示另一種可能的刷毛結構。同時，圖13表示牙刷具有平直的經過修剪的刷毛。
因此，本專業的普通技術人員可以看到，本發明經過改善的方法和設備涉及刷毛修剪和端部修圓操作，在其他類型的常規的後加工設備中，提供本發明的固定夾緊裝置，可以修剪和修圓固定到可彈性彎曲的牙刷頭上的刷毛。在刷毛裝釘操作過程中，採用本發明的經過改善的牙刷夾緊裝置，在牙刷頭的三個區域進行夾緊操作。第一區域是牙刷頭的後部，由可以轉動的夾緊器44和46夾緊定位；第二區域是牙刷頭的前部分，通過牙刷頭的接觸配合裝置40，使牙刷頭夾緊定位，所述接觸配合裝置40包括切除區域42；第三區域是牙刷頭的背後部分，在此處，牙刷頭設有鉸接件，藉助間隔裝置，例如裝置50和51使牙刷頭夾緊定位。這些夾緊定位點，保證使牙刷頭夾緊定位，並且，在進行刷毛修剪和端部修圓加工過程中，防止在牙刷頭的鉸接件連接處產生彎曲。
上面描述了本發明的特殊實施例，顯而易見，本專業的普通技術人員可以理解，本發明不限於上述優選的實施例，那些不脫離本發明範圍和構思的經過修改和變化的形式都包括在本發明的權利要求書中。
權利要求
1.一種夾緊設備，在常規的刷毛簇裝釘設備中，所述刷毛簇裝釘設備包括刷毛簇插入工具，所述刷毛簇插入工具沿限定的移動方向往復運動，亦可將刷毛簇裝釘在牙刷頭上，在未裝釘刷毛的牙刷上包括手柄和連接在手柄上的可彈性彎曲的牙刷頭，所述可彎曲的牙刷頭選自一組具有角度的牙刷頭，彎曲的牙刷頭，有分開部分的牙刷頭，其中具有連接相鄰的牙刷頭的分開部分的連接件，或者是上述牙刷頭的結合形式，所述牙刷頭具有前部分，其包括自由前端，牙刷頭的後端部分與牙刷手柄相鄰，還包括牙刷頭的上表面，和支撐刷毛的下表面，所說夾緊設備包括以一定結構形狀夾緊固定牙刷頭的裝置，其中牙刷頭的刷毛接收孔基本上平行於刷毛簇裝釘工具運動的方向，當插入刷毛時，防止所述牙刷頭產生彎曲，所述夾緊設備包括(A)牙刷夾緊板，其具有第一裝置，以便可釋放地接觸配合牙刷的自由端的頂端；(B)可轉動的夾緊器，可釋放地接觸配合牙刷頭最靠近牙刷手柄的部分；(C)支撐板具有穩定地作為牙刷頭上表面的支座的結構；(D)輔助裝置可釋放地接觸配合牙刷頭的自由端部分。
2.按照權利要求1所述的夾緊設備，其特徵是在所述牙刷夾緊板上的第一裝置是切除區域，其可釋放地於牙刷頭的自由端部分的前端接觸配合。
3.按照權利要求1所述的夾緊設備，其特徵是所述輔助裝置是可轉動夾緊裝置，其可釋放地與牙刷頭最靠近牙刷自由端的部分接觸配合。
4.按照權利要求1所述的夾緊設備，其特徵是輔助裝置由具有伸出長度的懸空的凸緣形成，所述輔助裝置具有可釋放地與牙刷自由前端部分接觸配合的結構。
5.按照權利要求4所述得夾緊設備，其特徵是所述輔助裝置由牙刷夾緊板上的所述第一裝置的切除區域的延伸部分形成。
6.一種用於修剪和端部修圓加工的夾緊設備，其安裝在常規的後加工設備中，所述後加工設備包括至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置，刷毛被固定在牙刷的牙刷頭上，所述牙刷包括手柄和與手柄連接的可彈性彎曲的牙刷頭，所述可彎曲的牙刷頭選自一組具有角度的牙刷頭，彎曲的牙刷頭，有分開部分的牙刷頭，其中具有藉助連接件連接相鄰的牙刷頭的分開部分，或者是上述牙刷頭的結合形式，所述牙刷頭具有上表面和支撐刷毛的下表面，所述夾緊設備包括至少在平直結構狀態下保證夾緊固定可彎曲的牙刷頭的裝置，以便當刷毛簇被修剪和切割成為需要的長度時，當刷毛的自由端進行修圓加工時，防止牙刷頭彎曲，夾緊設備包括(A)牙刷頭的接觸配合裝置，其能夠接收多種尺寸的牙刷頭，所述配合裝置包括第一裝置，以便可釋放地接觸配合牙刷的自由端的前端；(B)可轉動的夾緊器可釋放地接觸配合牙刷頭最靠近牙刷手柄的部分；(C)具有足夠高度的間隔裝置支撐著牙刷頭的上表面，以便保持牙刷頭至少處於平直位置。
7.按照權利要求6所述的夾緊設備，其特徵是所述間隔裝置由固定的塊狀物形成，所述塊狀物的結構支撐牙刷頭的上表面。
8.按照權利要求6所述的夾緊設備，其特徵是所述間隔裝置由可移動的塊狀物形成，當迫使可彎曲的牙刷頭朝向一個方向彎曲時，所述可移動的塊狀物結構保持支撐牙刷頭的上表面，因此，已經裝訂的刷毛朝向至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置暴露一定角度，通過至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置後，使暴露的刷毛形成新的角度。
9.按照權利要求6所述的夾緊設備，其特徵是第一裝置由切除區域形成，其可釋放地與牙刷頭的自由端的前端接觸配合。
10.按照權利要求6所述的夾緊設備，其特徵是夾緊所述牙刷頭，並且輸送被夾緊的牙刷到達所述至少一個切斷工具，然後將被夾緊的牙刷輸送到達至少一個端部修圓裝置。
11.一種夾緊可彈性彎曲的未裝釘刷毛的牙刷頭的方法，所述牙刷頭包括多個刷毛簇接收孔，在按常規的裝釘刷毛的設備中，具有刷毛簇插入工具，所述刷毛插入工具沿著指定的方向往復移動，以便將刷毛簇固定到牙刷頭上，所述牙刷頭包括手柄和連接手柄的可彎曲的牙刷頭，所述可彎曲的牙刷頭選自一組具有角度的牙刷頭，彎曲的牙刷頭，有分開部分的牙刷頭，其中具有連接相鄰的牙刷頭的分開部分的連接件，或者是上述牙刷頭的結合形式，所述牙刷頭具有前部分，其包括自由前端，牙刷頭的後端部分與牙刷手柄相鄰，還包括牙刷頭的上表面，和支撐刷毛的下表面，所說夾緊設備包括以一定結構形狀夾緊固定牙刷頭的裝置，其中牙刷頭的刷毛接收孔基本上平行於刷毛簇插入工具運動的方向，當插入刷毛時，防止所述牙刷頭產生彎曲，所述方法包括(A)輸送牙刷至夾緊裝置，並且使可彎曲的牙刷頭變形，直到可彎曲的牙刷頭具有這種結構，即，刷毛接收孔的位置基本上平行於刷毛簇插入工具的移動方向；(B)輸送牙刷頭的自由端中的前端與牙刷夾緊板相靠，所述牙刷夾緊板具有切除區域和輔助夾緊裝置；(C)在支撐板上穩定支撐所述牙刷頭的上表面；(D)利用可轉動式夾緊裝置，使其接觸配合所述牙刷頭的最靠近牙刷手柄的部分，直到牙刷頭不能運動，因此使所述刷毛接收孔的位置基本上平行於刷毛簇插入工具的移動方向，由此，所述裝釘刷毛操作可以開始進行。
12.按照權利要求11所述的方法，其特徵是所述輔助夾緊裝置由懸空的凸緣或接觸點結構形成，以便可釋放地與牙刷的自由前端接觸配合。
13.按照權利要求11所述的方法，其特徵是所述輔助夾緊裝置由可轉動的夾緊裝置組成，以便可釋放地與牙刷頭的最靠近牙刷自由端部的部分接觸配合。
14.一種夾緊牙刷中牙刷頭的方法，所述牙刷包括手柄和可彈性彎曲的牙刷頭，所述牙刷頭包括多個刷毛簇，牙刷頭具有上表面和支撐刷毛的下表面，所述可彎曲的牙刷頭選自一組具有角度的牙刷頭，彎曲的牙刷頭，有分開部分的牙刷頭，其中具有連接相鄰的牙刷頭的分開部分的連接件，或者是上述牙刷頭的結合形式，在常規的後加工設備中，為了進行端部修剪和修圓加工，在所述後加工設備中包括至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置，所述夾緊設備包括至少在平直狀態下保證固定所述可彎曲牙刷頭的裝置，由此，根據需要的刷毛長度，修剪和切斷刷毛簇和修圓刷毛端部的同時，防止可彎曲的牙刷頭在連接處產生彎曲，所述方法包括下列步驟(A)將所述牙刷頭的自由端的前端與牙刷頭的配合裝置相靠，所述牙刷頭的配合裝置能夠接收多種尺寸的牙刷頭；(B)使牙刷頭變形，直到所述可彎曲的牙刷頭至少進入平直結構狀態；(C)採用具有足夠高度的間隔裝置支撐所述可彎曲的牙刷頭的上表面，使得所述可彎曲的牙刷頭至少保持在平直位置狀態；(D)使所述可彎曲的牙刷頭最靠近牙刷手柄的部分與可轉動的夾緊裝置接觸配合，直到處於平直位置狀態的牙刷頭不能運動，由此可以開始進行刷毛修剪加工操作，接著進行刷毛端部修圓加工操作。
15.按照權利要求14所述的方法，其特徵是所述間隔裝置由固定的塊狀物形成，所述塊狀物的結構支撐所述牙刷頭的上表面。
16.按照權利要求14所述的方法，其特徵是所述間隔裝置由可移動的塊狀物形成，所述塊狀物的結構迫使可彎曲的牙刷頭朝向一個方向彎曲，並且超過刷毛朝向至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置暴露的原始角度，並且塊狀物保持支撐所述牙刷頭的上表面，由此改變刷毛朝向至少一個切斷工具和至少一個端部修圓裝置暴露的角度。
17.按照權利要求14所述的方法，其特徵是所述牙刷頭的接觸配合裝置由切除區域形成，以便接觸配合裝置與牙刷頭的自由端的前端可釋放地接觸配合。
18.按照權利要求14所述的方法，其特徵是所述夾緊裝置在所述夾緊位置狀態輸送被固定的牙刷，使被固定的牙刷通過至少一個切斷工具，然後到達至少一個端部修圓裝置。
全文摘要
本發明公開了一種將刷毛簇固定到具有可彈性彎曲的牙刷頭的牙刷上的方法和設備,其中所述可彎曲的牙刷頭可以被分為由連接件彼此連接的幾個部分,或者牙刷頭可以具有角度、彎曲或者具有相互結合的結構,然後,根據需要的一種刷毛長度或不同的刷毛長度尺寸修剪刷毛。在後種情況下,刷毛具有多種高度尺寸。然後,分別對已裝釘的各刷毛簇進行端部修圓操作。本發明公開的方法和設備僅僅需要對常規的、具有沿一定方向移動的刷毛簇插入工具的牙刷裝釘設備進行修改,並且改善常規的修剪加工設備和方法。特別是,本發明公開了新的設備和方法,以便保證在刷毛裝釘設備中,在確定的結構位置,夾緊經過變形的可彈性彎曲的、具有角度的牙刷頭,或者是夾緊具有分開部分的可彈性彎曲的牙刷頭,因此使牙刷頭上的刷毛接收孔的位置基本上平行於刷毛簇插入工具的移動方向,並且平行於修剪加工和端部修圓加工時牙刷後加工設備的移動方向,因此常規的裝釘、修剪和端部修圓設備和方法可以用於加工上述牙刷頭。
文檔編號A46D3/00GK1261257SQ98806575
公開日2000年7月26日 申請日期1998年6月24日 優先權日1997年6月24日
發明者肯尼思·格拉爾德·瓦古斯派克, 道格拉斯·J·霍爾伯因 申請人:科爾加特·帕爾莫利弗公司