CN111246773A - 使用模制簇载体和基板的刷头制造方法 - Google Patents

Abstract

一种刷头(10)的制造方法。该方法包括模制簇载体(50)，簇载体具有相对于处理板(101)定位的至少一个保持元件(52)。多余材料(59)可以从簇载体移除。保持元件装载至处理板的凹部中。刷毛簇(21)包括多个刷毛(22)，并且***每个保持元件的开口(51)中。每个刷毛簇(21)的近端(23)与每个对应保持元件(52)的至少部分近侧(53)结合，以形成合并近端头部部分(26)，该合并近端头部部分将刷毛簇和保持元件固定在一起作为多个合并簇组件(20)。使用基板中的腔相对于合并簇组件定位颈部(40)的压板(42)。将基质材料(30)包覆模制以至少部分地包围压板和合并簇组件，并形成刷头。

Description

使用模制簇载体和基板的刷头制造方法

技术领域

本公开总体上涉及用于使用模制簇载体和基板制造刷头组件的方法。

背景技术

手动牙刷和电动牙刷的刷头均包括用于清洁牙齿、舌头和面颊的刷毛。在一些牙刷中，刷毛被钉到或锚固至刷头的颈部部分中。在其它牙刷中，刷毛通过通常被称为“无锚植簇”的方法在没有钉的情况下被保持在头部中。

制造无锚植簇的刷头有多种方法。在一种方法中，将各刷毛组或刷毛簇在一端被熔融或熔合在一起，并且继而用随后硬化的材料包覆模制刷毛簇来形成刷头。在另一种方法中，将在一端熔合的刷毛簇***到刷颈部中的孔中，并且加热颈部材料以在刷毛簇周围收缩，或者包覆模制具有***刷毛簇的刷颈部。然而，当前的这些制造方法中的每个方法均存在局限性和困难，使得制造方法缓慢，涉及多个步骤和设备，或具有高于可接受的故障率，从而导致使用期间可能会有松散刷毛或刷毛簇从刷头上掉出来。

因此，本领域需要能够利用无锚植簇更有效地制造刷头的方法和设备。

发明内容

本公开涉及用于制造具有牢固刷毛簇的刷头的发明性方法。本文的各种实施例和实施方式涉及下述制造方法：其中簇载体被模制有保持元件，保持元件具有贯穿保持元件的开口，保持元件用于保持刷毛簇。簇载体可以被模制或以其它方式被放置在处理板上和/或处理板中，以有助于制造过程。作为一个示例，簇载体(例如，具有处理板)可以被装载至冲压工具中并被分成单独的保持元件，或者以其它方式移除簇载体的多余部分。冲压可以用于将保持元件直接冲压至同样被装载在冲压工具中的基板的对应凹部中。

处理过的簇载体可以被搁置以用于稍后进一步处理，或者立即推进到下一制造步骤。这可以使得制造过程的不同部分能够在不同时间和/或在不同制造位置发生。其它制造过程可以包括诸如将刷毛簇***保持元件中的每个保持元件的开口中、修剪刷毛簇的一端或两端、将刷毛簇保持在保持元件中、将刷颈部与刷毛簇组合以及各种其它过程。一旦刷毛簇已经被***到保持元件中的开口中，就可以修剪或调节刷毛簇的任一端或两端以获得期望长度或轮廓，例如以限定将成为刷头的刷洗表面的部分，和/或以实现簇载体近侧的刷毛簇的均匀长度，从而有利于结合。

刷毛簇被加工过的近端或者一些布置中刷毛簇的近端和保持元件的近侧可以被结合或合并在一起，诸如通过使用激光或其它热源、化学熔融或粘合剂以形成合并近端头部部分，刷毛簇和保持元件通过该近端头部部分被固定在一起，从而形成合并簇组件。可选地，在结合过程之后，如果之前没有处理，则可以从簇载体移除多余材料，例如，分离成单独的合并簇组件。随后，合并簇组件可以例如与用于刷头的颈部一起在诸如弹性体基质的基质中被包覆模制。本文的各种实施例和实施方式提供了一种成本有效且高效的具有无锚刷毛簇的刷头生产，这种刷头的生产被显著改进。

一般地，在一个方面，提供了一种用基板制造刷头的方法。该方法包括模制一个或多个簇载体，这些簇载体共同具有多个保持元件，每个保持元件具有贯穿其的开口；将保持元件定位在处理板的开口中；从一个或多个簇载体移除多余材料；将多个保持元件装载至基板的对应凹部中；将刷毛簇***到每个保持元件的开口中；将每个刷毛簇的近端与每个对应保持元件的近侧结合在一起以形成合并近端头部部分，该合并近端头部部分将刷毛簇和保持元件作为多个合并簇组件固定在一起；使用基板中的腔相对于合并簇组件定位刷头的颈部的压板；以及将基质材料在基板中包覆模制以至少部分地包围压板和多个合并簇组件。

在一个实施例中，装载直接作为冲压的结果而发生。在一个实施例中，模制包括将一个或多个簇载体包覆模制到处理板上。在一个实施例中，一个或多个簇载体作为冲压的结果而被从处理板上移除。

在一个实施例中，刷毛簇和保持元件由具有相同或相似熔点的相同或相似材料制成。在一个实施例中，保持元件中的开口具有不同形状、不同尺寸或包括不同形状和不同尺寸中的至少一个的组合。在一个实施例中，结合包括施加热以将刷毛簇和保持元件一起熔融为合并近端头部部分。

在一个实施例中，多余材料包括以下项中的一些或全部：载体板、带连接件或包括载体板和带连接件中的至少一个的组合。在一个实施例中，保持元件被装载至基板中，基板通过载体板、带连接件或包括载体板和带连接件中的至少一个的组合而互连。

一般地，在另一方面，提供了一种用于制造刷头的基板。该基板包括多个凹部，每个凹部被构造为在其中接纳簇载体的保持元件；从凹部延伸的多个簇孔，每个簇孔被构造为在其中接纳刷毛簇；凹入区域，被构造为将制造板定位在多个凹部上方；调节特征，被构造为设定刷毛簇的自由端的一个或多个特性；以及腔，被成形为接纳刷头的颈部并且被构造为当颈部被定位在腔中并且保持元件被定位在凹部中时，用被注入到腔中的基质材料至少部分地封装颈部的压板和保持元件。

在一个实施例中，制造板是保持簇载体的处理板。

一般地，在另一方面，一种制造***包括基板和冲压工具，其中基板被构造为与簇载体和处理板一起被装载至冲压工具中，并且冲压工具被构造为将保持元件从处理板直接冲压到基板的凹部中。

一般地，在另一方面，一种制造***包括基板和植簇单元，其中基板被构造为被装载至植簇单元中，并且植簇单元被构造为将刷毛簇***每个保持元件中的每个开口中。

在一个实施例中，制造板包括具有高度的切割板，切割板被构造为当在切割板安装在基板中的情况下修剪刷毛时，切割板将刷毛簇的近侧长度设定为等于该高度。

在一个实施例中，调节特征被构造为接纳刷毛簇的自由端，并且包括一个或多个盲孔、一个或多个可调节销、具有成型表面的轮廓***件，或包括盲孔、可调节销和轮廓***件中的至少一个的组合。

一般地，在一个实施例中，提供了一种刷头。该刷头包括多个合并簇组件，每个簇组件包括：多个刷毛簇，每个刷毛簇包括多个刷毛束并且具有自由端和近端；多个保持元件，每个保持元件分别具有贯穿其的开口，开口被构造为接纳刷毛簇中的一个刷毛簇，保持元件在组装期间被包含在簇载体中，并且至少部分地通过将保持元件***到处理板的一个或多个开口中并使用处理板从簇载体移除多余材料而被形成；以及多个近端头部部分，每个近端头部部分通过将每个刷毛簇的近端结合至每个对应的保持元件而被形成；具有压板的颈部；以及基质材料，至少部分地包围合并簇组件的压板和保持元件。

在一个实施例中，保持元件和刷毛簇由相同或相似材料构成。在一个实施例中，近端头部部分由与保持元件熔融在一起的刷毛簇形成。在一个实施例中，多个合并簇组件在簇载体网或簇载体板中互连。在一个实施例中，基质材料是弹性体材料。

应当理解的是，上述构思及下文中更详细讨论的附加构思的所有组合(假设这些构思不互相矛盾)均被视为本文所公开的发明技术方案的一部分。特别地，本公开结尾所要求保护的技术方案的所有组合均被视为本文所公开的发明技术方案的一部分。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并得以阐明。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记一般表示相同部件。此外，附图并非一定按比例，而是主要将重点放在阐明本发明的原理。

图1A是根据一个实施例的刷头组件的透视示意图。

图1B是图1A的刷头组件的透视分解图。

图2A和图2B是根据本文公开的两个实施例的合并簇组件的示意图示的横截面侧视图。

图2C是被接合在簇载体的保持元件中的刷毛簇的仰视图。

图3A-图3F是根据本文公开的不同实施例的簇载体的示意图示。

图4是用于制造本发明的刷头组件的冲压工具的图示。

图5A-图5C示出根据本文公开的一个实施例，使用模块或处理板冲压出簇载体的保持元件的连续步骤。

图6A-图6B示出根据本文公开的一个实施例的处理板、与簇载体接合的处理板。

图7A-图7B示出根据本文公开的一个实施例的处理板、与簇载体接合的处理板。

图8A和图8B示出根据本文公开的一个实施例的基板的透视图和透视横截面图。

图9示出根据本文公开的一个实施例的被装载在植簇单元中的基板。

图10A和图10B是刷毛簇的近端被修剪之前和之后的刷毛簇的横截面图。

图11A-图11C示出根据本文公开的各种实施例在***和结合刷毛簇之后的簇载体。

图12A-图12C示出根据本文公开的各种实施例的基板，其具有用于调节***刷毛簇的自由端的特征。

图13A-图13C示出根据本文公开的一个实施例，使用基板制造刷头的各个阶段的俯视图和两个横截面图。

图14A和图14B是根据本文公开的实施例的刷头组件的横截面侧视图和侧视图。

图15为示出根据本文公开的一个实施例的制造刷头的方法的流程图。

具体实施方式

本公开描述了用于制造具有刷毛簇的刷头组件的方法的各种实施例，刷毛簇通过无锚植簇而被保持在固定于模制弹性体基质中的保持元件中。更一般地，申请人已经认识到需要改进制造方法和使用无锚植簇制造的产品。通过模制载体，并且在一些布置中，通过使用与刷毛簇相同或相似的材料模制载体，实现了制造效率，同时改善了产品质量。

参考图1A-图1B，在一个实施例中，提供了刷头组件10的示意图示。更具体地，刷头组件10可以包括但不限于设置在颈部40远端处的基质材料30内的多个刷毛簇21。也就是说，颈部40的远侧部分42(也可以被称为压板)可以被至少部分地封闭在基质材料30中并且连接至基质材料30。合并簇组件20可以包括具有一个或多个保持元件52的簇载体50，其中刷毛簇21如本文更详细地讨论的那样被固定。颈部40可以被联接至任意手动或电动牙刷轴，或形成任意手动或电动牙刷轴的一部分。例如，颈部40可以被构造为可移除地联接至现在已知或将开发的电动口腔护理设备(例如电动牙刷)的致动器或驱动轴(未示出)。

合并簇组件20的两个示例在图2A和图2B中示出，分别表示为合并簇组件20A和20B。应当理解的是，附图标记“20”旨在一般地指代本文所公开的合并簇组件的任意合并簇组件，而本文中使用的组件20A和20B旨在便于关于特定实施例的讨论。还应当理解的是，合并簇组件20的许多部件在整个实施例中是共用的，因而用相同附图标记表示。

参见图1-图2C，每个刷毛簇21包括多个刷毛束22，多个刷毛束22被固定在簇载体50的保持元件52中。每个刷毛簇21具有近端23和自由端25。每个刷毛簇21的近端23被保持在簇载体50的保持元件52中的每个保持元件52的开口51内，而自由端25被定位为与近端23相对并且在组装时形成刷头10上的刷洗表面力。刷毛簇21可以被形成为与保持元件52中的开口51的尺寸和形状相匹配的形状和直径。

应当理解的是，刷头10的各种部件可以采用任何期望尺寸、形状和/或朝向。例如，如图1A所示，保持元件和被包含在其中的刷毛簇可以是圆形、五边形、六边形或各种其它形状，诸如正方形、菱形、六边形、七边形、八边形等。此外，保持元件52和其中的开口51可以具有彼此相同的尺寸、形状和布置，或者具有不同形状和尺寸。例如，保持元件52可以具有限定其周边的第一形状，而开口51具有限定被贯穿其***的刷毛簇21的形状的不同的第二形状。

一旦刷毛簇21被***保持元件52的开口51中，刷毛簇21的近端23，或者在一些布置中，刷毛簇21的近端23和保持元件52的近侧53的至少一部分被结合在一起以形成合并近端头部部分26。也就是说，合并近侧头部部分26可以由来自刷毛22的熔合材料单独形成，或者由刷毛22与保持元件52邻近刷毛22的部分一起形成。在一个实施例中，刷毛簇和/或保持元件52通过诸如焊接(超声波、激光等)、熔融、粘合剂等的任意适当过程而被结合在一起。

为了便于形成如图2A-图2B所示的合并近侧头部部分26，簇载体50和刷毛簇21优选由相同材料或具有相似组分的材料制成。可以使用塑料，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)或尼龙、聚丙烯、或这些或其它材料的变体或组合。特别有用的是具有相似熔融系数的材料组合，从而便于在相似温度和速率下熔融和冷却以结合。在一个实施例中，刷毛22由PA形成，而保持元件52由PA/ABS混合物形成。应当理解的是，例如基于刷毛束22和/或保持元件52的材料特性以及焊接期间所利用的参数，在合并近端头部部分26的整个焊接上可能存在一些可变性。特别地，如果刷毛簇21和保持元件52由不同材料制成，则可能发生变化，这可能会导致在不同温度下熔融/冷却，或者因其不同化学组分而导致其他差异。然而，只要能实现期望结合，这种可变性就是可接受的。

如本文更详细地讨论的，簇载体50和/或保持元件52可以以多种方式被形成，例如模制、冲压等。从图3A-图3F中可以理解簇载体50的各种实施例。本文所用的附图标记“50”旨在一般地指代所公开或预见的簇载体的所有实施例，同时提供字母后缀(例如，“A”、“B”等)以便于讨论附图所示的特定实施例。类似的命名方式也可以适用于本文的其它部件。

图3A中的簇载体50A包括保持元件52中的单个保持元件52，其将至少一个刷毛簇21保持在保持元件50A的开口51中。图3B和图3C分别示出簇载体50B和簇载体50C，每个簇载体都包括具有多个保持元件52的载体板54，保持元件52具有贯穿其中的开口51并且多个保持元件52被连接在一起，例如，以最终刷头或其一部分的形状而被布置。在图3D-图3F中，分别示出了簇载体50D、50E和50F。簇载体50D-50F中的每个簇载体包括簇载体网，该簇载体网具有多个单独的保持元件52，这些保持元件52通过一系列束股或带连接件55而被彼此连接。这样，应当理解的是，保持元件52可以是分离的离散单元，或者例如通过载体板54或带连接件55而被互连在一起。与簇载体50B和50C类似，当刷头被完全组装或者其一部分被组装时，簇载体50D-50F的保持元件52和/或开口51可以背布置为毛簇21的期望图案。

在一个实施例中，簇载体50通过模制操作而被形成，诸如注射模制。簇载体50的实际形状和尺寸、开口51的数目、尺寸和形状等可以由用于形成载体50的模具设定和确定。一旦载体50已经形成并冷却，则可以可选地被从模具中移除，并且立即或稍后在其它时间和/或地点准备用于进一步加工。

根据本文所公开和预见的实施例，可以在保持元件52组装在刷头10中之前移除簇载体50的至少一部分。在一个实施例中，多余材料的移除通过图4所示的冲压工具100来执行。例如，冲压工具100可以包括压力机、撞锤、冲压机或冲模，其强制地接合被放置在模块或处理板101中的簇载体50，如图5B所示，以将簇载体50的一个或多个部分彼此切开、断开或以其它方式分离。

模块或处理板101具有一系列开口103，一系列开口103被构造为在尺寸、形状和布置上匹配簇载体50中的保持元件52。也就是说，图5A-图5C的模块或处理板101的开口103与图3C的簇载体50C的尺寸、形状和布局相对应。这样，如图5B所示，簇载体50的保持元件52可以被***模块或处理板101的开口103中。此后，簇载体50可以被处理，例如，由冲压工具100冲压。如图5C所示，冲压操作可以使保持元件52与多余材料59断开或分离。多余材料59可以被回收或丢弃，而保持元件52可以保留在处理板101的开口103中，或者被移除以用于进一步加工。使用处理板101可以便于一般地处理簇载体50和/或将簇载体50装载至诸如植簇单元的其它工具中或用于形成成品刷头10的其它设备。在本发明的一种布置中，其中具有簇载体的处理板101可以被定位在基板110的顶部，基板具有在相似位置中的、尺寸和形状相似的开口，并且簇载体可以从处理板被转移至基板110中。还应注意的是，簇载体50的多余材料59中的一些或全部可以在制造过程中的该步骤或其它步骤中通过其它过程(例如切割)或通过多个连续过程而被移除。

为了便于处理各种簇载体50，可以使用一个或多个模块或处理板101。图6A-图6B中示出了模块或处理板，在本文中被特别指定为处理板101B。也就是说，处理板101B包括开口103B，开口103B在形状、尺寸和布局上对应于图3D的簇载体50D的保持元件52，如图6B所示。处理板101B中的开口103B有利于将簇载体50D直接冲压至处理板101B中。另外，处理板101B可以包括一组凹槽或凹部104，凹槽或凹部104的形状和尺寸被设计为接纳簇载体50D的带连接件55。这样，例如，凹槽104在制造期间可以帮助定位和保持簇载体50D。应当注意的是，本文所公开和预见的处理板101可以与基板110或模具或冲压工具100的其它部件可移除地分离，例如以便于进一步加工由处理板101传送的对应簇载体。这样，如果需要，处理板101B与冲压在处理板中的簇载体50可以一起从任何多余材料分离，从而进行进一步加工。

图7A-图7B示出根据另一实施例的处理板101C。与处理板101B不同，处理板101C包括开口103C，其在总体形状、尺寸和/或布局上对应于图3B的簇载体50B的载体板54(与单独的保持元件52相对)。这样，一些或所有载体板54可以与保持元件52保持在一起以用于各种制造步骤，和/或可以在最终组装时被包含在刷头10中。例如，在一个实施例中，冲压工具100可以被构造为具有冲头元件，以仅移除载体板54的一部分，从而将簇载体50B的形状改变为图3F的簇载体50F的形状。换句话说，可以移除载体板54的多余部分，仅留下带连接件55。在其它实施例中，可以在不移除任何多余部分的情况下使用载体板54。

在一个实施例中，簇载体50通过将簇载体50直接包覆模制在对应的处理板或模块101上而形成。这样，处理板101可以与簇载体50的未处理实例一起被直接放置在基板110上并由制造设备加工，例如由冲压工具100冲压。处理板101可以由任何期望材料制成，例如金属或其它刚性材料，以便于在与处理板101接合时处理簇载体50，并促进处理板101用于多次冲压或其它制造过程的可重复使用性。

图8A示出基板110的一个实施例，图8B示出其横截面。基板110包括凹入区域111，凹入区域111被构造为接纳处理板101或如本文所讨论的其它制造板(如图9所示)。这样，根据一个实施例，在冲压期间，基板110与被放置在凹入区域111中的处理板101一起可以被用于将保持元件52直接冲压到基板110中的对应开口109中。图8B中的基板110被示出为具有保持元件52，该保持元件52已经通过上文所讨论的冲压或通过诸如手动***的一些其它过程而被***开口109中。如上所述，簇载体50a可以包括诸如如图8B所示的单独的保持元件52或者簇载体50b、50c可以包括由载体板54连接的多个保持元件52，或者簇载体50d、50e、50f可以包括由带连接件55连接的多个保持元件52。

如图8B所示，基板110具有与保持元件52中的开口51中的每个开口对应的开口109。注意，开口109的直径或尺寸可以被构造为使得保持元件52由基板110保持在期望位置(例如，开口109可以从上到下逐渐变细)。开口109的构造对于限定将在制造过程的后续步骤中***的刷毛簇21的形状、长度、构造和横截面形状是有用的。如下面更详细地讨论的，基板110可以包括调节特征，调节特征被构造为帮助限定诸如轮廓***件114的刷毛簇21的自由端25的长度和/或轮廓。

图9示出根据一个实施例的植簇单元130。植簇单元130被以***作以形成刷毛簇21中的多个刷毛束22，刷毛簇21***保持元件52中的多个开口51的每一个开口中，如图10A所示。例如，如图9所示，植簇单元130可以包括簇***器132，簇***器132可以与被***基板110中(例如，被保持在凹入区域111中)的模块或处理板101中的对应开口103对齐。模块或处理板101包括贯穿其的多个开口103。处理板101中的开口103与簇载体50中的开口51和基板110中的开口109对齐。当处理板101、簇载体50和基板110中的各个开口103、51、109对齐时，在操作中，植簇单元130将刷毛强行注入其中(例如，机械地、经由加压空气等)以形成形状和尺寸与开口对应的刷毛簇21。应当理解的是，处理板101可以是模板、导板或其它不同板。应当注意的是，如果需要，植簇可以发生在上述簇载体的冲压或切割之前。

如可以理解的，刷毛簇21必须具有适当形状、尺寸和直径以适配在每个相应开口中。如图10A所示，基板110内部的刷毛簇21的端部将变成刷头组件10中的刷毛簇21的自由端25，而刷毛簇21的突出于基板110上方的部分将变成刷毛簇21的近端23，如图9所示。

植簇之后，刷毛簇21的近端23可能可选地需要修整为具有均匀高度，以确保随后的结合步骤过程中的适当密封。为了进行修剪，如图10A所示，具有高度H的切割板116可以在簇21的近端23处被放置在基板110的凹部111中。切割板116可以是与处理板101相同的板，或者可以是不同的板。刀或切割器具117可以被用于通过移除刷毛簇21的突出于板116上方的多余部分来修剪刷毛簇21的长度。这样，如图10B所示，在板116被移除时，从保持元件52的近侧53延伸出的刷毛簇21的长度约等于板116的高度H。例如，刷毛簇21的近端23的该预设长度可以对在结合期间帮助一致地和可预测地形成近端头部部分26是有用的。

植簇之后，刷毛簇21的近端23可以例如通过熔融、焊接、粘附或其它技术结合到保持元件52的近侧53，以形成合并近端头部部分26，如上文关于图2A-图2B所述并且同样在图11A-图11C中示出的。植簇之后的簇载体50的三个不同示例在图11A-图11C中示出。更具体地，图11A示出用刷毛簇21植簇的簇载体50D，刷毛簇延伸至基板110的开口中。图11B示出用刷毛簇21植簇并且由处理板101C承载的簇载体50B。图11C示出簇载体50A(保持元件52中的单个保持元件)，其中刷毛簇21被熔融以形成由刷毛簇21的至少一部分和保持元件52的近端的一部分形成的合并近端头部部分26。

在一个实施例中，通过使刷毛束22单独地或与保持元件52的一部分一起熔融来实现结合。热量可以由诸如激光的热源提供，热源与刷毛簇的近端23和/或保持元件52的近侧53直接物理接触。替代地，热量可以由加热的空气或可以直接物理接触、仅相邻或定向的各种其它热源中的任何一种提供。如上所述，用相同或相似材料组分形成刷毛束22和保持元件52可以通过利用相同或相似熔点来有利地改善结合。

根据图12A-图12C，可以理解实现刷毛簇21的自由端25的特性调节的特征的几个实施例。在图12A中，簇孔112被布置为盲孔，终止于基板110内。如上所述，盲孔的底表面可以被设定为与开口109相距预定距离，在植簇期间，保持元件52被安置在开口109中。也就是说，每个盲孔的底部为刷毛束22的将最终成为成品刷头中刷毛簇21的自由端25的部分提供止挡，从而在制造过程期间将刷毛簇21保持在适当长度。在制造过程期间，当(例如经由植簇单元130)***刷毛束22时，盲孔还支撑刷毛束22。除了长度之外，被布置为盲孔的簇孔112还可以被设定为具有不同形状、尺寸或轮廓。例如，第一盲孔118A被图示为直径略大于其它盲孔，而第二盲孔118B被图示为略短于其它盲孔，并且具有弯曲底表面，来用于使被***到盲孔118B中的刷毛簇21的自由端25形成弯曲轮廓。

图12B中的基板110被图示为包括轮廓***件114，该***件同样在图8B中示出。如前所述，轮廓***件114可以用于限定刷头组件10中刷毛簇21的自由端25的形状。例如，图12B中所示的轮廓***件114将生成刷毛簇的形状在长度和表面角度上有变化的成品刷头，如通过簇21抵靠轮廓***件114的表面114a接合而被设定的。可以理解的是，基于所使用的轮廓***件114的形状，诸如平坦刷洗表面(例如其中所有刷毛簇21的自由端25均突出相同距离的形状)的其它形状也是可以实现的。轮廓***件114可以被布置为可移除且可互换部件，从而可以用相同的基板110实现成品刷头刷毛的各种期望形状。

在图12C所示的另一布置中，簇孔112中的每个簇孔可以被设置有与簇孔112具有相同形状和直径的销116。例如，销116可在簇孔112内移动，以使得簇孔112的长度能够被可调节地设定。可以包括在其顶面上具有不同表面角的销116，以改变由自由端25产生的刷洗表面的轮廓。因此，应当理解的是，销116通常用于与轮廓***件114和盲孔118相同的目的和功能，例如形成成品刷头的刷毛区和/或刷洗表面的期望形状、长度和轮廓。

刷头10的最终组装可以结合图13A-图13C来理解。图13A示出基板110的俯视图，其具有如上文所描述的被形成在基板中的簇孔112和的凹部109，即，分别用于接纳刷毛簇21和保持元件52的簇孔112和的凹部109。这样，在冲压、植簇、结合等之后，合并簇组件20被完全形成，并且可以被定位为使保持元件52位于凹部109中，并且刷毛簇21的自由端25位于簇孔112中。

基板110还可以包括具有刷头颈部40和/或基质材料30的总体形状的凹部或腔120。在合并簇组件20被创建并定位在基板110中之后，颈部40可以被定位为使压板42相对于簇组件20的合并近端头部部分26对齐。例如，如图13B所示，当颈部40被放置在腔120中时，腔120可以使颈部40的压板42与簇组件20适当地对齐。另外，在该制造步骤期间，任何期望的预制部件(例如电子部件、附加环、弹簧或任何其它部件)可以被添加并由基板110保持在适当位置。任何此类部件均可以被模制在最终刷头中，如本文后续步骤中所描述的。

然后，可以通过将例如液体或可流动状态的材料注入形成在压板42和簇组件20的合并近端头部部分26之间的空间内，来用基质材料30包覆模制部件。基质材料30固化以通过至少部分地包围或封装压板42和簇组件20而将颈部40和簇组件20固定在一起，如图13C所示，由此来形成刷头组件10。根据一个实施例，基质材料30优选地由诸如柔性热塑性弹性体的弹性体材料制成。应当理解的是，在一个实施例中，颈部40并非作为预成形件提供，而是基质材料30和颈部40同时形成，并且通过将适当材料注入到腔120中而由相同的材料形成。图14A和图14B分别示出完成时刷头10的附加示例。

参见图15，在一个实施例中，图中是用于制造本文描述或以其它方式预见的各种刷头实施例10和实施方式中的一个或多个实施例和实施方式的方法200。在步骤210中，例如通过任何已知的模制过程模制来形成簇载体(例如，簇载体50中的任意一个)。簇载体包括一个或多个保持元件52，保持元件52具有贯穿其形成的开口51。

在方法200的可选步骤220中，可以对簇载体进行加工以改变、设定或限定簇载体、或保持元件或贯穿保持元件的开口的尺寸或形状。例如，可以冲压或切割簇载体以移除多余材料59。例如，簇载体可以是载体板54，载体板54经过进一步加工使得在步骤220中，一个或多个带连接件55被形成、成形、调节尺寸或移除(例如，利用冲压工具100、处理板101，或如结合图4-图7B讨论的其它方式)。

在步骤230，簇载体的保持元件在步骤210的形成之后被直接定位在处理板110的对应凹部109中，或者在步骤220的处理之后被定位在处理板110的对应凹部109中。在一个实施例中，步骤220和230被基本上组合以在移除多余材料的同时将保持元件直接冲压至处理板的凹部中(如结合图4-图7B所讨论的)。

在方法200的步骤240，刷毛被布置为簇并且(例如经由植簇单元130)被***并穿过保持元件52中的开口51。在可选步骤250，刷毛簇21的近端23和/或与近端相对的自由端25的长度、形状、尺寸、轮廓等可以进行调节。例如，基板可以包括诸如轮廓***件114、或盲孔118和销116的调节特征，以用于接纳和设定自由端的轮廓。刷毛簇的近端可以可选地使用切割板和刀或切割器具(例如切割板116和刀117)切割或修剪，以获得期望高度。

在该方法的步骤260，刷毛簇21的刷毛22的近端23被结合在一起，和/或被结合至保持元件50的近侧53的至少一部分，以形成合并近端头部部分26。一旦通过合并近端头部部分26固定在一起，每对对应的刷毛簇和保持元件就形成合并簇组件20。在一个实施例中，通过对刷毛簇的近端、或者刷毛簇的近端和保持元件的近端施加热量来将部件熔融在一起，从而实现结合。热量可以通过激光焊接、加热的空气或可以直接物理接触、仅相邻或定向的任何其它热源提供。通过用具有相同或相似组分并因此具有相同或相似熔点的材料来制造刷毛束和保持元件，可以促进良好结合。

在可选步骤270，如果在之前的制造过程中(例如步骤220)没有完成，则可以对簇载体进行处理以移除任何多余材料。例如，如上文关于步骤220所讨论的，这可以包括移除载体板、带连接件等的一部分或全部。同样如上文所讨论的，例如，当完全组装时，如果载体板54的整体被包含在刷头组件10中，则可以不执行步骤270。

在方法200的步骤280中，簇组件可以被***到基板(如果尚未被安装)中，并且用于刷的颈部40可以相对于合并簇组件被定位。例如，这可以包括将颈部放置在对应的腔(基板110的120)中，腔将刷颈部40的压板42部分相对于簇组件对齐。定位之后，通过将材料注入颈部和合并簇组件之间的空间中，使基质材料30围绕合并簇组件和颈部的至少一部分包覆模制。基质材料30可以包括弹性体材料。一旦固化，基质材料将合并簇组件和颈部至少部分地包围或封装在一起，从而形成刷头组件。

根据本文所公开和预见的实施例，应当理解的是，同一处理板或基板(101、110)可以被用于多个不同的制造步骤，例如模制、冲压、植簇、结合、修剪/调整刷毛和/或包覆模制。在其它实施例中，部分制造的部件可以从一个处理板或基板转移至不同处理板或基板。另外，应当理解的是，方法200中的每个步骤是可选的和/或可以按照除所示顺序之外的顺序完成的。有利地，这些特征能够实现任何制造步骤在时间和位置上的灵活性，同时还允许每个步骤在需要时立即跟随下一个步骤。

本文中所限定并使用的所有定义均应当被理解为优先于以引用方式并入本文的词典中的定义、文献中的定义和/或已定义术语的普通含义。

除非另有明确说明，否则本文说明书及权利要求中所使用的不定冠词“一”、“一个”均应被理解为“至少一个”。

本文说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为表示其所连接的元件中的“一个或两个”，即，一些情况下联合出现、另一些情况下非联合出现的元件。用“和/或”列出的多个元件应当以相同的方式理解，即，其连接的元件中的“一个或多个”。除用“和/或”特别标识的元件外，可以可选地存在其它元件，不论是否与那些特别标识的元件相关。

在本文的说明书和权利要求书中，“或”应当被理解为与上文中限定的“和/或”具有相同含义。例如，当分隔列表中的项时，“或”或“和/或”应当解释为包容性的，即，包括至少一个，但同样包括多个或列表元件中的多于一个元件，以及可选地包括未列出的其它项。只有明确说明的术语，如“仅有一个”或“恰好一个”，或权利要求中使用的“由……组成”，表示包括多个或列表元件中的恰好一个。一般地，当前面有排斥性术语，如“要么……”、“……中的一个”、“……中仅有一个”，或“……中恰好一个”时，本文中使用的术语“或”仅应解释为表示排斥选项(即“一个或另一个，但非两个”)。

在本文的说明书和权利要求中，当涉及一个或多个元件的列表时，短语“至少一个”应当被理解为表示从元件列表中的元件中的任意一个或多个元件所选择的至少一个元件，但不一定包括元件列表中每一个具体列出的元件中的至少一个元件，并且不排除元件列表中元件的组合。该定义还允许除用短语“至少一个”特别标识的元件列表内元件外，可以可选地存在其它元件，不论是否与那些特别标识的元件相关。

同样应当理解的是，除非另有明确说明，否则在本文要求保护的包括一个或多个步骤或动作的任意方法中，方法步骤或动作的顺序不一定限制为文中所述的方法步骤或动作顺序。

在权利要求及上述说明书中，所有过渡短语，如“包括”、“包含”、“搭载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“支持”、“由……组成”等应理解为开放式的，即，意在包含但不限于。只有过渡短语“由...组成”和“基本上由......组成”分别为封闭或半封闭的过渡短语。

虽然本文描述并阐释了多个发明性实施例，但本领域普通技术人员可以轻松预见用于执行本文所述功能，并且/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优势的各种其它装置和/或结构，并且每个此类变型和/或修改视为落入本文所述的发明性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将轻松理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构造均为示例性的，实际参数、尺寸、材料和/或构造取决于应用本文明教导的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到，或能够仅使用常规试验方法探知，本文所述特定发明性实施例的许多等同物。因此，应当理解的是，上述实施例仅以示例性方式提出，并且，在所附权利要求书及其等同物的范围内，发明性实施例可以以除本文具体描述及要求保护之外的其它方式实践。本公开的发明性实施例针对本文所述的每个单独特征、***、物品、材料、工具箱和/或方法。此外，两个及以上此类特征、***、物品、材料、工具箱和/或方法的任意组合(如果此类特征、***、物品、材料、工具箱和/或方法不互相矛盾)包含在本公开的发明范围内。

Claims (15)

1.一种用于制造刷头(10)的方法(200)，所述方法包括以下步骤：

模制(210)一个或多个簇载体(50)，所述簇载体具有至少一个保持元件(52)，每个保持元件具有贯穿所述保持元件的开口(51)；

将所述簇载体的所述保持元件定位在处理板(101)的开口(103)中；

将所述多个保持元件装载(230)至基板(110)的对应凹部(109)中；

将刷毛簇(21)***(240)到每个保持元件(52)的所述开口(51)中；

将每个刷毛簇的近端(23)与每个对应保持元件的近侧(53)的至少一部分结合(260)在一起，以形成合并近端头部部分(26)，所述合并近端头部部分将所述刷毛簇和保持元件固定在一起成为合并簇组件(20)；

使用所述基板中的腔(120)相对于所述合并簇组件定位(280)颈部(40)的压板(42)部分；以及

将基质材料(30)包覆模制在所述基板的所述腔的一部分中，以至少部分地包围所述压板和所述多个合并簇组件。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述一个或多个簇载体移除(220、270)多余材料(59)，其中所述移除包括用冲压工具(100)移除。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一个或多个簇载体作为所述冲压的结果而被从所述处理板上移除。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述刷毛簇和所述保持元件由具有相同或相似熔点的相同或相似材料制成。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述保持元件中的所述开口具有不同形状、不同尺寸或包括不同形状和不同尺寸的至少一个的组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述结合包括使用激光或施加热以将所述刷毛簇和所述保持元件一起熔融为所述合并近端头部部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多余材料包括以下项中的一些或全部：载体板(54)、带连接件(55)或包括所述载体板(54)和所述带连接件(55)中的至少一个的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述保持元件被装载至所述基板中，所述基板通过载体板(54)、带连接件(55)或包括所述载体板(54)和所述带连接件(55)中的至少一个的组合而互连。

9.一种刷头(10)，包括：

具有压板(42)的颈部(40)；

多个合并簇组件(20)，每个合并簇组件包括：

多个刷毛簇(21)，每个刷毛簇包括多个刷毛束(22)并且具有自由端(25)和近端(23)；

多个保持元件(52)，每个保持元件具有贯穿所述保持元件的开口(51)，所述开口被构造为接纳所述刷毛簇中的一个或多个刷毛簇，所述保持元件在组装期间包含在簇载体(50)中，并且至少部分地通过将所述保持元件***处理板(101)的一个或多个开口(103)中形成；以及

多个近端头部部分(26)，每个近端头部部分通过将每个刷毛簇的所述近端的至少一部分结合至对应的保持元件的近端(53)而形成；以及

基质材料(30)，至少部分地包围所述合并簇组件的所述压板和所述保持元件。

10.根据权利要求9所述的刷头，其中所述保持元件和刷毛簇由相同或相似材料构成。

11.根据权利要求9所述的刷头，其中所述刷毛簇结合至所述保持元件以形成所述近端头部部分通过使用激光或施加热来实现。

12.根据权利要求9所述的刷头，其中所述多个合并簇组件在载体网(55)或载体板(54)中互连。

13.根据权利要求9所述的刷头，其中所述基质材料是弹性体材料。

14.根据权利要求9所述的刷头，其中所述保持元件中的所述开口为不同形状、不同尺寸或包括不同形状和不同尺寸中的至少一个的组合。

15.根据权利要求9所述的刷头，其中所述保持元件为不同形状、不同尺寸或包括不同形状和不同尺寸中的至少一个的组合。

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