牙刷.pdf

一种刷头，尤其是牙刷，具有软弹性材料形成的基座(1)，基座中嵌入包括相互分开的单独的支撑环(2)并且具有多个刷毛簇(4)的连接元件，每个环使得刷毛簇穿过其中。优选地，刷毛簇能够在支撑环内轴向移动并且由软弹性材料弹性支撑。

1、  一种牙刷的刷头，具有由软弹性材料形成的基座，并且在基座中嵌入互相分开并具有多个刷毛簇的连接元件，每个所述的连接元件在固定侧包围各个刷毛簇，其特征在于连接元件由支撑环形成，刷毛簇穿过该支撑环突出，其特征还在于通过刷毛簇下端和支撑环之间的邻接部分防止刷毛簇从支撑环中抽出。

2、  根据权利要求1的刷头，其特征在于软弹性材料牢固地与支撑环连接。

3、  根据权利要求2的刷头，其特征在于支撑环轴向长度的至少50％嵌入在基座的软弹性材料中。

4、  根据权利要求2或者3的刷头，其特征在于支撑环由与软弹性材料粘结的塑性材料制成。

5、  根据权利要求1至4中任意一个的刷头，其特征在于各个支撑环仅通过它们之间的软弹性材料互相连接。

6、  根据前述任意一个权利要求的刷头，其特征在于基座由热塑性弹性体(TPE)形成。

7、  根据前述任意一个权利要求的刷头，其特征在于在支撑环的下侧上，软弹性材料覆盖延伸穿过支撑环的刷毛簇的下端。

8、  根据权利要求7的刷头，其特征在于刷毛簇的固定端嵌入在基座的软弹性材料中。

9、  根据权利要求7或者8的刷头，其特征在于刷毛簇在其固定端提供有凸出部分，该凸出部分径向超过穿过支撑环的孔的尺寸并且能够邻接支撑环。

10、  根据前述任意一个权利要求的刷头，其特征在于刷毛簇的下端邻近支撑环的下侧定位，刷毛簇通过该支撑环的下侧突出。

11、  根据权利要求10的刷头，其特征在于刷毛簇的下端与支撑环的下侧接触，或者在该下侧下面的短距离处。

12、  根据权利要求11的刷头，其特征在于支撑环的下表面凹陷地成形。

13、  根据据前述任意一个权利要求的刷头，其特征在于刷毛簇能够在支撑环内轴向移动。

14、  根据权利要求13的刷头，其特征在于软弹性材料包围刷毛簇的下端并且在轴向移动中弹性地支撑刷毛簇。

15、  根据前述任意一个权利要求的刷头，其特征在于基座是软弹性材料垫的形式，该垫具有上表面和下表面、以及这两个表面之间的厚度尺寸，刷毛簇在上表面上延伸，刷毛簇提供有邻近它们下端的凸出部分，垫的厚度使得凸出部分包围在该垫内，刷毛簇能够在支撑环内轴向移动。

16、  一种包括根据前述任意一个权利要求的刷头的牙刷，包括用于基座的支撑。

17、  根据权利要求16的牙刷，其特征在于该支撑使得基座在刷毛簇的轴向方向弯曲。

牙刷
技术领域
本发明涉及一种刷子，尤其是刷头。本发明尤其是涉及一种类型牙刷的刷头，该种类型牙刷的刷头具有由软弹性材料形成的基座，基座中嵌入互相分开并且具有多个刷毛簇的连接元件，每个所述的连接元件在其固定端环绕各个刷毛簇。
背景技术
牙刷是公知物品，并且通常包括刷柄、固定或者可替换的连接在其上的刷头，从刷头中伸出通常形成为多个刷毛簇组的刷毛，所述刷毛具有远离刷头的自由端和保持在刷头中的固定端。为了便于该表述，固定端向自由端的方向称为“向上”，由此可推出相应的术语诸如“上面”或者“下面”。
从例如WO96/02165A和EP0923326B1可知，这种类型的具有刷头的牙刷包括由软弹性材料形成的基座，基座中嵌入多个刷毛簇。在EP0923326B1中，围绕各个刷毛簇的茶杯状支架嵌入在由软弹性材料形成的基座中，所述支架在刷毛簇的固定端完全包围刷毛簇。连接元件用于将刷毛簇牢固地连接到基座中，如依据EP0923326所描述的。没有足够的力用以阻止抽出从WO9602165A中已知的刷头的刷毛簇，此处刷毛簇直接嵌入在软弹性材料中。
鉴于此，EP0923326B1中提出将刷毛簇的固定端固定在支架内。在生产牙刷时，通常将刷毛簇通过称为“支座”的金属夹固定在刷头内。典型地将刷毛束对半折叠，将支架夹在刷毛束的折叠部分的周边，并将支架插入在刷头的接收孔内。一种可替代的技术是所谓的将刷毛“无支座的”固定在刷头内，其中熔化刷毛束的下端并且使得设置成扩大团，然后将其直接嵌入在刷头的塑性材料中。该方法在许多其它的专利文献中、典型的是在EP0142885A中记载。
在EP0923326B1中为刷毛簇的固定提供的支架，为了插入这种支座必须包围刷毛簇的下侧，同时为了保证金属支座的连接，支架必须具有一定的材料强度。此外，为了使得各个刷毛簇平行于轴排列，支架必须具有一定的轴向长度。这些要求导致在刷头的设计中存在一定的限制，尤其是在牙刷刷头的设计中，证明是不利的。在牙刷中，刷毛簇通常提供为在刷头上互相邻近。此外，考虑到在嘴中使用，刷头应该具有尽可能小的高度。
EP0159540A公开了一种刷毛簇的弹性装置，其受到沿各个刷毛簇纵轴的压力载荷，在刷毛簇中凝胶垫放置在具有多个通道的同一保持板的后面，一个刷毛簇对应一个通道，所述的凝胶垫夹在刷头的保持板和后壁之间。由于凝胶垫的弹性，当受到额外的轴向载荷时，沿通道轴线的各个刷毛簇可以在刷头方向上向下移动。在根据EP0159940的实施方式中，保持板夹在刷头内弹性膜的中间层的下面。在刷头的该膜和后壁之间存在自由间隙，各个刷毛簇可以在该间隙中移动。但是这两种公知的解决方式都是不成功的，原因在于相当大的刷毛高度和复杂的结构。此外，由于不同层设置在刷头中，因为细菌并且尤其在潮湿的环境中会在各个层之间的相界聚集，因此会出现卫生问题。此外，两个实施方式中的刷头都具有向上延伸到内部的通风通道，通过这些通道可以补偿由于凝胶垫的压缩或者膜的变形导致的刷头内部体积的变化。根据卫生需要，尤其是这些通风通道妨碍了公知牙刷的适当发展。
US3082457A公开了一种牙刷，在该牙刷中各个刷毛簇穿过垫圈并且支撑在由薄弹性隔板形成的茶杯状支架内，这些茶杯各自保持在硬的牙刷刷头内的腔中。
发明内容
本发明基于开始提及的类型的改进刷头的问题，同时避免了上述提到的现有技术的问题。尤其是，本发明基于确认开始提及的类型的刷头的问题，其允许小的高度和刷毛簇非常接近的结构。从下面的描述中，本发明提出的进一步的问题、以及提供的解决方案、以及本发明的其它优点对于本领域的技术人员将是显而易见的。
本发明提供一种用于刷子，尤其是一种牙刷的刷头，其具有由软弹性材料形成的基座，并且在基座中嵌入互相分开并具有多个刷毛簇的连接元件，每个所述的连接元件在固定侧包围各个刷毛簇，其特征在于连接元件由支撑环形成，刷毛簇穿过该支撑环突出，其特征还在于通过刷毛簇下端和支撑环之间的邻接部分，防止刷毛簇从支撑环中抽出。
基座优选地由为热塑性弹性体(TPE)的软弹性材料形成，适用于牙刷刷头的许多软弹性材料是本领域公知的。基座是尺寸合适的软弹性材料垫的形式，从而多个支撑环可以2维排列嵌在其中，并且厚度大于环的轴向尺寸。
该刷头与现有技术中的刷头相比区别在于，连接元件由支撑环形成，刷毛簇穿过该支撑环，还在于通过刷毛簇的固定侧端和支撑环的前侧端之间的邻接部分，防止刷毛簇从支撑环中抽出。因此与现有技术不同，本发明提出的连接元件不是支架而是支撑环，该支撑环在轴向具有开口端。
本发明意义上的支撑环包括任何提供有畅通的轴向孔的管状组件。对于这样的轴，孔的径向外周边或者内周边都不需要是圆形的，而是优选地是对称的圆柱形。该支撑环可以具有大于其径向尺寸的轴向尺寸，例如圆柱，或者轴向尺寸小于其径向尺寸，例如圆环。由于支撑环可以是主要负责使刷毛簇保持在软弹性材料内的刷头的元件，优选地，软弹性材料与支撑环牢固地连接。
例如支撑环可以由与软弹性材料很好地粘结的材料形成，典型地是塑性材料。在制造牙刷的现有技术中，用于制造牙刷的公知的塑性材料诸如聚丙烯可以坚固地粘结到长期以来用于制造牙刷的软弹性部分的特定的软弹性热塑性弹性体上，诸如把手垫、树胶按摩部件等。这种粘结克服了例如US3082547A的问题，其中将垫圈机械地楔入到硬刷头的插槽中是用于保持插槽中的膜，通过使得软弹性材料在热流体状态下注入以与支撑环接触而由此获得粘结。在环和软弹性材料之间的实际粘结使得环嵌入到软弹性材料中，尤其是当软弹性材料具有厚度时，从而所有的或者大部分的环可以嵌入到软弹性材料中。
但是，由于优选的是刷头的厚度尽可能的小，片状支撑环是优选的，其可以很随意地完全嵌入到软弹性材料中。
各个支撑环仅通过它们之间的软弹性材料可以互相连接。可选地，两个或者更多的直至所有的支撑环可以通过由与环自身相同的材料制成的整体连接网连接在一起。
软弹性材料可以暴露为刷头的外部表面。例如，软弹性材料可以暴露在刷头的上表面，和/或刷头的下表面。例如，软弹性材料可以包围，例如覆盖穿过支撑环延伸的刷毛簇的下端。
因此优选地软弹性材料与支撑环牢固地连接并在支撑环的下侧包围刷毛簇的下端。
刷毛簇的下端不需要定位在连接元件内，即在环自身内，而是可以邻近支撑环的下侧定位，刷毛簇通过该支撑环的下侧突出。刷毛簇的下端可以与支撑环的下侧连接，或者在该下侧下面的短距离处。考虑到需要加强刷毛簇的保持力以防止它们被拉出，如果例如通过拉力使刷毛簇向上移动，通过邻接部分将刷毛簇各自保持在支撑环的下侧，即一部分刷毛簇邻接支撑环，尤其是支撑环的下表面。该邻接部分优选地通过刷毛簇获得，该刷毛簇在邻近其固定端提供有凸出部分，该凸出部分径向超过穿过支撑环的孔的尺寸，并因此可以邻接该支撑环，例如邻接该支撑环向下的表面。该凸出部分优选地通过熔化刷毛簇的下端、并使得熔化端固化以形成径向扩大团而制成。例如可以加热这些端，直至它们软化并随后流动以形成扩大团或者可以压在一个表面上。可选择地，该凸出部分可以通过在或邻接刷毛簇下端的支座来提供。
刷毛簇的固定端、例如凸出部分优选地嵌入在基座的软弹性材料中。
支撑环的下表面，尤其是穿过支撑环的孔的周边可以凹陷地成形，从而该凸出部分可以至少部分固定在凹陷表面内。
此外，根据本发明的刷头提供优于现有技术的优点，即，由于基座的软弹性材料使得保持在各个支撑环内的刷毛簇可以相互相对自由地移动。该自由移动是通过互相分开嵌入在基座中的连接元件产生的。几种模式的移动可以用于刷毛簇。如果各个支撑环仅通过它们之间的软弹性材料互相连接的话，就会使得支撑环、以及因此由它们保持的刷毛簇互相相对移动，同时软弹性材料在刷力作用下容易变形。
但是本发明的刷头结构提供了移动的另外一种模式，其中，刷毛簇可以轴向移动，即在支撑环内相反地向上或者向下移动。如果在刷毛簇和穿过支撑环的孔的侧边之间存在间隙或者如果支撑环的材料和刷毛簇之间的磨擦较小的话，可以便于该轴向移动。在这种状况下，如果软弹性材料包围刷毛簇的下端，则软弹性材料可以在该轴向移动中弹性地支撑刷毛簇。例如如果在施加于刷毛簇的向下的压力作用下导致刷毛簇向下轴向移动的话，则软弹性材料的弹性趋于阻止该移动，随后在释放压力时，材料的弹性趋于使刷毛簇向上返回。
在基于上述的优选结构中，软弹性材料是具有上表面、下表面、以及这两个表面之间的厚度尺寸的垫形式，刷毛簇在上表面上延伸，刷毛簇提供有邻近其下端的凸出部分，垫的厚度使得凸出部分包围在垫内，刷毛簇能够在支撑环内轴向移动。该垫的下表面可以暴露为牙刷头的外部表面。
在该垫内，可以嵌入环的50％或者更多的轴向长度。因此该环的部分轴向长度可以在垫的上表面上突出。该环的从上表面上突出的上部分能够有助于导向、支撑和稳定刷毛簇。
由于刷毛簇的下端能够在支撑环的外部，刷头能够设计为具有较小的厚度。而且由于在抽出力作用于刷毛簇的情况下，支撑环起到阻止作用，支撑环能够设计为具有较低的壁强度，从而在根据本发明的刷头中，各个刷毛簇能够互相接近放置。与由EP0159940A中获知的提出的解决方案不同，根据本发明的刷头提供了将各个刷毛簇的较小高度与较高柔韧性结合的机会。本发明的优选结构还克服了US3082457A的问题，在于垫能够做成足够的厚度从而可以省略硬的支撑头，例如2-5mm，而且垫可以仅围绕其整个或部分周边受到支撑。
包含本发明刷头的牙刷可以包括用于基座的支撑，例如由塑性材料制成的支撑架。适当地，该架使得基座，尤其是如上所述的垫在刷毛簇的轴向方向弯曲。
其它方面牙刷可以是常规的。
本发明的刷头的制造方法对于本领域的技术人员是显而易见的。该方法可以包括：
(1)  形成多个刷毛束；
(2)  使该束穿过已经形成在支撑环中的孔从而该束的端部突出到支撑环以外；
(3)  将该束的端部熔化成扩大团；
(4)  用邻近支撑环的熔化端，将支撑环嵌入到软弹性材料的团中以形成基座。
附图说明
结合附图通过下面的示例描述本发明。附图中：
图1示出在起始位置中，穿过根据本发明刷头的实施方式的一部分的横截面图。
图2示出在刷毛簇承受轴向载荷过程中、图1描述的横截面。
图3示出本发明牙刷的典型结构的平面图。
附图标记列表
1基座
2支撑环
3孔
4刷毛簇
5凸出部分
6环的下表面
7锥形凹陷
8径向间隙
9弹性材料的拱形
10牙刷头
11牙刷柄
12支撑架
具体实施方式
图1中示出根据本发明牙刷头的一个实施方式的主要部分。该牙刷头包括由软弹性材料、尤其是热塑性弹性体(TPE)形成的垫式基座1。该垫1具有上表面A、下表面B、以及厚度T。在此特别关注的牙刷应用中，该基座连接于牙刷柄的头部区域，牙刷柄在图1中没有示出。根据牙刷清洗特性的各自需要，多个支撑环2分布在基座1上并嵌入其中。每个支撑环2提供为基座1内的单独元件，即不与除了座1的材料之外的任何其它环2连接。
支撑环2设计为柱形元件，即长于直径的小管，并形成柱形畅通的轴向孔3。但是环2和孔3可以是任意截面的，例如圆形、多边形或者长方形截面形状。支撑环2优选地由聚丙烯(PP)形成，它较好地与TPE粘接。
每个环2接收由公知手段的聚酰胺纤维束组成的刷毛簇4，刷毛簇4穿过环2的孔3。延伸到支撑环2以外的刷毛簇的一端、下端具有凸出部分5，该凸出部分5通过使聚酰胺纤维热熔化成团而形成，该团使所有的各个纤维束相互连接。凸出部分5具有大于支撑环2的轴向孔3的宽度的直径。该凸出部分可以通过使得熔化的纤维材料自然流动以形成凸出部分5而形成，可选择地，该凸出部分5可以通过使得热软化的纤维材料与压力表面接触而形成。
围绕孔3周边的支撑环2的下表面6在7处凹陷地成形，例如，锥形地，从而凸出部分5可以至少部分地固定在凹陷表面。
从图1中可以看出，刷毛簇通过邻接部分各自保持在支撑环的下侧，从而如果通过例如拉力向上移动刷毛时，凸出部分5邻接支撑环2的下侧6。
此外，在刷毛簇4和穿过支撑环2的孔3的侧边之间存在径向间隙8，因此刷毛簇4可在图2中所示的箭头方向上施加的压力的作用下在支撑环2内轴向移动。聚丙烯环2和刷毛簇4之间的磨擦也变小。
各个支撑环2由基座1的软弹性材料覆盖在它们的下侧上。因此，基座1的软弹性材料形成示出的刷头的后外部，所述外部是完全平滑的。刷头具有厚度T，但是该厚度仅仅是在边上高于各个刷毛簇4的嵌入深度，即，由基座1围绕的刷毛簇4的纵向横截面，包括凸出部分5。垫1的厚度T使得凸出部分5包围在1内，垫刷毛簇5能够在支撑环2内轴向移动。
由于软弹性材料的弹性特性以及在后外部和刷毛簇4的下端之间的基座1的下壁强度，当刷毛簇4如图2所示在相对支撑环2的轴向方向上移动时，刷毛簇4的下端能够适当地转移软弹性材料的弹力。位于凸出部分5后部的基座1的软弹性材料形成这种填装在刷头后部的类型的微拱形9。当释放已经导致该向下的轴向移动的压力时，该软弹性材料的弹性导致拱形9向上返回以使得刷毛簇4向上回到图1所示的位置。因此，在区域9内的软弹性材料对刷毛簇4起到缓冲作用。
在图3所示的牙刷中，该视图是在基座1的上表面上向下看。可看见围住刷毛簇4的各个环2。牙刷包括刷头10和刷柄11，而且刷头包括用于基座1周边的环形支撑架12。该架12可以支撑所有或者部分基座1的周边。