KR20200028432A

KR20200028432A - 브러시 헤드 배열

Info

Publication number: KR20200028432A
Application number: KR1020207003972A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 파크
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2020-03-16
Also published as: WO2019011601A1; US20210137259A1; JP2020527071A; CN110868890A; RU2020106396A; US11540621B2; RU2020106396A3; EP3651614A1; JP7632866B2

Abstract

브러시 헤드(100), 및 터프트 스파이크(20)의 제조 방법과 복수의 터프트 스파이크를 갖는 브러시 헤드의 제조 방법. 브러시 헤드는 복수의 리셉터클(32)이 내부에 형성된 매트릭스(30)를 포함한다. 복수의 터프트 스파이크 각각은 자유 단부(25) 및 스파이크 본체(24) 내에 삽입된 기부 단부(23)를 갖는 터프트(21) 내에 배열된 복수의 강모 스트랜드(22)로 형성된다. 각각의 터프트 스파이크는 매트릭스의 리셉터클들 중 하나 내에 배치된다. 브러시 헤드 목부(40)는 매트릭스에 연결되고 매트릭스 내에서 적어도 부분적으로 둘러싸인 말단 플래튼(42)을 갖는다.

Description

브러시 헤드 배열

본 발명은 일반적으로 개선된 브러시 헤드(brush head)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 브러시 헤드 내의 강모 터프트(bristle tuft)들의 배열, 구조, 고정 및 결과적인 기능에 관한 것이다.

수동 및 전동 칫솔들에 사용되는 브러시 헤드는 통상적으로 브러시 헤드 내에 고정된 강모 터프트들을 갖는다. 강모 터프트는 앵커-프리 터프팅(anchor-free tufting, AFT)을 사용하여 제 위치에 고정될 수 있다. 브러시 헤드 내에 각자의 강모 터프트들을 고정시키기 위해 앵커-프리 터프팅에 보유 요소가 사용될 수 있다. 각각의 강모 터프트가 보유 요소의 중공 내부로 삽입되고, 보유 요소 내의 강모들은 이어서 배킹(backing)에 고정되어, 칫솔 헤드를 형성한다. 일부 칫솔에서, 각자의 강모 터프트들 중 적어도 일부 및 보유 요소들은 브러시 헤드 구성요소들을 함께 결합시키는 가요성 재료(예컨대, 매트릭스(matrix))로 오버몰딩될 수 있다. 일부 경우에, 보유 요소는 브러시 헤드의 배킹에 견고하게 고정되지 않아, 보유 요소와 강모 터프트 또는 터프트 스트랜드(strand)가 브러시 헤드 내에서 느슨하게 된다. 다른 경우에, 보유 요소 내의 강모들 위에 매트릭스를 오버몰딩하는 것은 매트릭스의 압출이 보유 요소를 통해 그리고/또는 강모들 사이에서 일어나는 실패 모드를 초래할 수 있다.

따라서, 특히 전동 칫솔에 사용하기 위한, 앵커-프리 터프팅 제조 방법을 사용하여 강모 터프트들을 브러시 헤드에 고정시키는 개선된 방법에 대한 당업계에서의 필요성이 존재한다.

본 발명은 앵커-프리 터프팅 방법에서의 브러시 헤드 내의 강모 터프트들의 본 발명의 배열, 구조, 고정, 및 결과적인 기능에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시예 및 구현예는 브러시 헤드를 형성하도록 가요성 재료로 함께 오버몰딩된 강모 터프트들의 스파이크들 및 배킹으로부터 형성되는 브러시 헤드에 관한 것이다. 추가의 실시예는 브러시 헤드로부터 연장되는 다양한 길이의 강모 터프트들을 포함할 수 있으며, 여기서 강모 터프트들의 상부/자유 부분들은 비-평탄 기능성 브러시 표면을 형성하도록 집합적으로 배열된다.

본 발명의 다양한 실시예 및 구현예를 사용하여, 터프트 스파이크들에서의 강모 터프트들의 고정 및 매트릭스 내부에서의 터프트 스파이크들의 고정이 실질적으로 개선될 수 있다. 이들 특징부는 또한 브러시 헤드 내에서의 강모들의 개선되고 다양한 배열을 제공한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예 및 구현예를 사용하여, 예를 들어 브러시 헤드의 그리고 강모 터프트와 보유 요소 집합 조립체의 개선된 강도 및 가요성, 및 강모 터프트들의 다양한 형상, 크기 및 길이에 기초하여, 개선되고 보다 완벽한 치아 세정이 달성될 수 있다.

일반적으로, 일 태양에서, 브러시 헤드 조립체가 제공된다. 브러시 헤드 조립체는 복수의 리셉터클(receptacle)들이 내부에 형성된 매트릭스; 복수의 터프트 스파이크들로서, 각각의 터프트 스파이크는 자유 단부 및 스파이크 본체 내에 삽입된 기부 단부(proximal end)를 갖는 터프트 내에 배열된 복수의 강모 스트랜드들로 형성되고, 각각의 터프트 스파이크는 매트릭스의 리셉터클들 중 하나 내에 배치되는, 상기 복수의 터프트 스파이크들; 및 매트릭스에 연결되고 매트릭스 내에 적어도 부분적으로 매립되는 말단 플래튼(distal platen)을 갖는 목부(neck)를 포함한다.

일 실시예에서, 매트릭스는 열가소성 물질, 열가소성 탄성중합체, 또는 상기의 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로 제조된다. 일 실시예에서, 스파이크 본체 및 강모 스트랜드들은 동일한 재료, 또는 동일하거나 유사한 용융 온도를 갖는 상이한 재료들로 형성된다.

일 실시예에서, 강모 스트랜드들의 기부 단부와 스파이크 본체는 함께 용융되어 각각의 터프트 스파이크를 형성한다. 일 실시예에서, 터프트 스파이크들은 매트릭스 내로 도입된다(injected). 일 실시예에서, 터프트 스파이크들은 매트릭스 내로 공압식으로, 유압식으로, 또는 기계식으로 도입되도록 구성된다. 일 실시예에서, 리셉터클들 각각은 구속부(restriction)를 포함하고, 스파이크 본체들 각각은 보유 특징부(retaining feature)를 포함하고, 구속부는 보유 특징부의 제2 치수보다 작은 제1 치수를 가져, 구속부와 보유 특징부 사이의 간섭이 도입 후의 터프트 스파이크들의 맞물림 해제를 방지하도록 한다. 일 실시예에서, 리셉터클들 각각은 제1 치수보다 큰 제3 치수를 갖는 공동(cavity)을 포함하고, 각각의 공동은 도입 동안에 스파이크 본체의 보유 특징부를 수용하도록 구성된다.

일반적으로, 일 태양에서, 터프트 스파이크를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 주형 내에서 복수의 스파이크 본체들을 성형하는 단계; 터프트로서 배열된 복수의 강모 스트랜드들을 각각의 스파이크 본체의 개구를 통해 삽입하는 단계; 각각의 터프트의 자유 단부, 자유 단부에 대향하는 기부 단부, 또는 자유 단부와 기부 단부 둘 모두를 조절하는 단계; 및 터프트의 기부 단부를 스파이크 본체에 접합시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 조절하는 단계는 스파이크 본체를 주형 내에 위치시키는 단계, 스파이크 본체로부터 밖으로 연장되는 강모 스트랜드들의 자유 단부를 한정하도록 주형 아래에 형상 플레이트를 위치시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 조절하는 단계는 스파이크 본체를 주형 내에 위치시키는 단계, 터프트 스파이크들의 기부 단부에서 주형 상에 절단 플레이트(cutting plate)를 위치시키는 단계, 및 절단 플레이트 위로 연장되는 강모 스트랜드들의 잉여 부분을 나이프로 절단하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 접합시키는 단계는 용융 핀(pin), 가열된 공기, 레이저 용접, 또는 상기의 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 이용하여, 강모 스트랜드들의 기부 단부 및 스파이크 본체를 함께 적어도 부분적으로 용융시키기에 충분한 온도를 적용하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 다른 태양에서, 브러시 헤드 조립체를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 복수의 터프트 스파이크들을 제조하는 단계; 브러시 헤드 조립체의 목부의 플래튼 둘레에 매트릭스를 형성하는 단계; 및

터프트 스파이크들의 자유 단부가 매트릭스 외부에 있는 상태로 터프트 스파이크들의 기부 단부가 매트릭스 내에 보유되도록 터프트 스파이크들을 매트릭스 내로 도입하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 형성하는 단계는 복수의 리셉터클들을 갖는 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하고, 도입하는 단계는 터프트 스파이크들의 스파이크 본체들을 리셉터클들 내로 도입하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 리셉터클은 제1 치수를 갖는 구속부를 포함하고, 각각의 스파이크 본체는 제1 치수보다 큰 제2 치수를 갖는 보유 특징부를 포함하며, 도입하는 단계는 보유 특징부를 구속부를 지나 삽입하는 단계를 포함한다.

아래에서 더욱 상세히 논의되는 전술한 개념 및 추가의 개념의 모든 조합이 (그러한 개념이 서로 불일치하지 않는다면) 본 명세서에 개시되는 본 발명의 요지의 일부인 것으로 고려되는 것이 이해되어야 한다. 특히, 본 명세서의 마지막에 언급되는 청구된 요지의 모든 조합이 본 명세서에 개시되는 본 발명의 요지의 일부인 것으로 고려된다.

본 발명의 이들 및 다른 태양이 본 명세서에서 후술되는 실시예(들)로부터 명백하고 그러한 실시예(들)를 참조하여 설명될 것이다.

도면에서, 동일한 도면 부호는 일반적으로 상이한 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 지칭한다. 또한, 도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니며, 대신에 일반적으로 본 발명의 원리를 예시하는 데 중점을 둔다.
도 1은 일 실시예에 따른 브러시 헤드 조립체의 개략 상부 사시도.
도 2는 일 실시예에 따른 터프트 스파이크의 개략 측면도.
도 3은 일 실시예에 따른 도 1의 브러시 헤드 조립체의 개략 절결 측면도.
도 4a 및 도 4b는 각각 일 실시예에 따른 도 3의 브러시 조립체의 리셉터클에 인접하게 도시된 도 2의 터프트 스파이크의 정면도.
도 5a 내지 도 5e는 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 강모 터프트 스파이크의 생성에서의 단계들의 개략 단면도.
도 6은 일 실시예에 따른, 강모 터프트 스파이크들이 매트릭스 내에 보유된 브러시 헤드 조립체를 제조하기 위한 방법의 흐름도.

본 개시 내용은 치아 세정을 위한 개선된 브러시 헤드의 다양한 실시예를 기술한다. 보다 일반적으로, 본 발명자는 강모 터프트들의 스파이크들과 매트릭스 사이의 개선된 부착을 위해 다양한 강모 터프트들의 스파이크들이 내부에 배치된 매트릭스 및 배킹으로부터 형성된 브러시 헤드를 제공하는 것이 유리할 것임을 인식하고 이해하였다. 본 발명의 실시예들의 이용의 특정 목적은 개선된 브러시 헤드의 실시예들의 역량이다. 다른 목적은 개선되고 더 완전한 치아 세정을 제공하는 것이다.

전술한 것을 고려하여, 다양한 실시예 및 구현예는 브러시 헤드가 매트릭스로부터 형성되고 다양한 고정된 터프트 스파이크를 포함하는 기기(apparatus)에 관한 것이다. 이들 실시예에서, 브러시 헤드는 또한 브러시 헤드로부터 연장되는 다양한 길이의 강모 터프트를 포함할 수 있으며, 여기서 강모 터프트들의 상부 부분들은 비-평탄 기능성 브러시 표면을 형성하도록 집합적으로 배열된다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 브러시 헤드 조립체(100)의 조립 사시도가 제공된다. 보다 구체적으로, 브러시 헤드 조립체(100)는 목부(40)의 자유 단부 주위에 그리고/또는 자유 단부에 형성된 매트릭스(30) 내에 매립된 복수의 터프트 스파이크(20)를 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 즉, 플래튼으로 지칭될 수 있는 목부(40)의 말단 부분(42)은 매트릭스(30) 내에 적어도 부분적으로 둘러싸이고 매트릭스에 연결될 수 있다. 목부(40)의 기부 부분(43)은 임의의 수동 또는 전동 칫솔에 결합되거나 그의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 목부(40)는 이제 알려지거나 개발될 전동식 구강 케어 장치(powered oral care device)(예컨대, 전동 칫솔)의 액추에이터 또는 구동 샤프트(도시되지 않음)에 제거가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.

도 2에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 터프트 스파이크(20)들 각각은 기부 단부(23)로부터 연장되고 스파이크 본체(24)에 의해 기부 단부에서 함께 고정되는 개별 강모 스트랜드(strand) 또는 필라멘트(22)들의 터프트(21)를 포함한다. 강모 스트랜드(22)는 나일론 또는 다른 폴리아미드(PA)와 같은 임의의 적합한 재료로부터 형성될 수 있다. 스파이크 본체(24)의 반대편에서, 터프트(21)는 (예컨대, 칫솔질 동안에 사용자의 치아에 맞닿도록 의도된) 자유 단부(25)에서 종료된다. 임의의 개수의 강모 스트랜드(22)들이 각각의 터프트(21) 내에 포함될 수 있고, 임의의 개수의 터프트 스파이크(20)들이 브러시 헤드(100) 내에 포함될 수 있다.

터프트 스파이크(20), 터프트(21), 스트랜드(22), 및 스파이크 몸체(24)는 본 명세서에 기술되거나 달리 고려되는 다양한 형상, 크기 및/또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 스트랜드(22)는 원형, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형 또는 다른 형상을 갖는 것과 같은 임의의 형상으로 터프트(21) 내에 배열될 수 있다. 터프트 스파이크(20)를 형성하는 스파이크 본체(24) 및 강모 스트랜드(22)는, 예컨대 용접, 용융 등과 같은 공정 동안에, 폐쇄 밀봉된 유닛을 형성하기에 충분한 화학적 접합을 달성하기 위해 동일하거나 상용가능한 재료로부터 제조될 수 있다. 그러나, 재료들 사이의 충분한 접합이 다른 방식으로, 예를 들어 접착제를 통해 달성될 수 있다면, 상이한 재료가 사용될 수 있다.

하나의 배열에서, 매트릭스(30)는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 브러시 헤드(100)의 조립 동안에 탄성 변형을 나타내도록 구성된 유연성 탄성중합체 재료 또는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 매트릭스(30)는 열가소성 물질, 가요성의 열가소성 탄성중합체(thermoplastic elastomer, TPE), 또는 실리콘 고무로 제조된다. 목부(40)는 매트릭스(30)보다 더 높은 탄성 모듈러스(elastic modulus) 값을 갖는 재료(예컨대, 강성의 탄성 플라스틱)로 제조된다. 다른 배열에서, 매트릭스(30)는 전술된 바와 같은 탄성중합체 재료보다 더 강성인 재료로 제조되지만, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 브러시 헤드(100)의 조립 동안에 여전히 스포크들을 수용하고 이와 접합할 수 있다.

각각의 스파이크 본체(24)는 터프트 스파이크(20)들을 매트릭스(30) 내에 보유하는 것을 돕기 위한 보유 특징부(26)를 포함한다. 보유 특징부(26)는 스파이크 본체(24)가 기부 단부(23)를 향해, 기부 단부에서, 또는 기부 단부 부근에서 더 넓어지게 할 수 있다. 예시된 실시예에서, 보유 특징부(26)는 기부 단부(23)를 향해 더 넓고 말단 단부(25)를 향해 더 좁은 형상으로 테이퍼 형성되는 스파이크 본체(24)의 대체로 원추형인 형상으로부터 형성된다. 보유 특징부(26)는 보유를 보장하는 것을 돕기 위해 하나 이상의 구형부(bulb), 불룩부(bulge), 노브(knob), 돌기, 돌출부, 플랜지, 또는 임의의 다른 측방향으로 또는 반경방향으로 연장되는 형상 또는 기하학적 구조(예컨대, 스트랜드(22)의 길이방향 방향에 대체로 횡방향으로 연장됨)를 포함할 수 있다.

브러시 헤드(100)의 매트릭스(30) 내에서의 터프트 스파이크(20)의 맞물림은 매트릭스(30)가 부분적으로 절결된 것으로 예시된 도 3으로부터 이해될 수 있다. 이러한 실시예에서, 매트릭스(30)가 터프트 스파이크(20)들 중 하나를 수용하도록 각각 구성되는 복수의 리셉터클(32)을 포함하는 것을 볼 수 있다. 리셉터클(32)들은, 모든 터프트 스파이크(20)들이 매트릭스(30)의 대응하는 리셉터클(32)들 내로 삽입된 때 브러시 헤드(100)를 위한 최종 강모 패턴을 생성하기 위해 대응하는 크기 및 형상으로 된 터프트 스파이크들을 수용하도록 위치되고 형상화되고 배열될 수 있다.

터프트 스파이크(20)는 압축 공기 장치를 사용하여 매트릭스(30) 내로 발사 또는 도입될 수 있거나, 기계 또는 유압 메커니즘과 같은 일부 다른 방법을 사용하여 매트릭스(30) 내로 밀어 넣어질 수 있다. 일 실시예에서, 터프트 스파이크(20)는 매트릭스 내로 도입되기보다는 오히려 또는 그에 더하여 브러시 헤드 내로 접착된다. 일부 실시예에서, 터프트 스파이크(20)는 (예컨대, 도 5a 내지 도 5e에 대해 이하에서 논의되는 바와 같은) 주형으로부터 먼저 이형됨이 없이 주형으로부터 매트릭스(30) 내로 직접 도입된다. 대안적으로, 매트릭스(30)는 액체 형태로 주입되고 터프트 스파이크(20)들 둘레에서 성형될 수 있다. 터프트 스파이크(20)들을 매트릭스(30) 내에 고정시키는 다른 방법을 포함한, 브러시 헤드 조립체(100)의 다른 실시예들이 가능하다. 유리하게는, 매트릭스(30)가 경화된 후에 터프트 스파이크(20)들을 매트릭스(30) 내로 도입하는 것은 일반적으로, 강모들이 이미 제 위치에 있는 상태에서 매트릭스(30)의 오버몰딩이 시도되는 경우에 발생할 수 있는, 매트릭스의 재료가 강모들 사이에서 밖으로 밀려 나가는, 하나 이상의 스파이크를 매트릭스 재료로 오버몰딩함에 있어서 발생할 수 있는 바람직하지 않은 상황을 배제한다.

리셉터클(32)들 및 스파이크 본체(24)들은, 일단 스파이크 본체(24)들이 각자의 리셉터클(32)들 내로 삽입되면, 매트릭스(30)로부터 터프트 스파이크(20)들을 제거하는 것이 어렵도록 조립될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 리셉터클(32)은 터프트 스파이크(20)의 보유 특징부(26)의 대응하는 치수(D2)보다 더 작은 치수(D1)를 갖는 구속부(34), 및 치수(D1)보다 더 큰(그러나, 치수(D2)보다 더 크거나, 더 작거나, 이와 동일할 수 있는) 치수(D3)를 갖는 공동(36)을 포함할 수 있다.

일단 스파이크 본체(24)의 보유 특징부(26)가 구속부(34)를 지나 삽입되면(매트릭스(30)의 재료의 탄성은 구속부(34)가 스파이크 본체(24)를 구속부를 통해 수용하도록 넓어지게 할 수 있음), 스파이크 몸체(24)는 대체로 더 큰 공동(36) 내에 수용된다. 일단 스파이크 본체(24)가 공동(36) 내에 수용되면, 매트릭스(30)의 재료의 탄성은 구속부(34)를 치수(D1)를 향해 다시 편의시킴으로써, 보유 특징부(26)의 상대적으로 더 큰 치수(D2)를 갖는 스파이크 본체(24)를 매트릭스(30) 내에 고정시킨다. 치수(D3)는 스파이크 본체(24)가 매트릭스(30) 내에 견고하게 수용되고/되거나 파지되고/되거나 유지되는 것을 용이하게 하기 위해 치수(D2)와 대략 동일한 크기일 수 있다. 매트릭스(30)의 재료의 탄성을 통해 터프트 스파이크(20)에 가해지는 보유력은 치수(D1, D2, D3)들의 상대 값들을 변경시킴으로써 변화될 수 있다.

도 5a 내지 도 5e는 터프트 스파이크(20)의 제조를 용이하게 하기 위한 단계들을 상세히 도시한다. 스파이크 본체(24)는 임의의 종래의 성형 또는 형성 기술을 사용하여, 예를 들어 도 5a에 따른 주형(70)의 사용에 의해 생성될 수 있다. 주형(70)이 개구 또는 보어(27)를 생성하도록 스파이크 본체(24)의 길이를 따라 연장되는 부분을 가질 수 있고, 이 부분이 도시되어 있지 않지만 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대안적으로, 보어(27)는 성형 후에, 예컨대 밀링 작업에 의해 형성될 수 있다. 일단 스파이크 본체(24)가 성형되면, 여전히 주형(70) 내에 있는 스파이크 본체(24)가 도 5b에 도시된 바와 같은 다음 단계로 전달될 수 있으며, 여기서 중심설정 플레이트(centering plate)(72)가 스파이크 본체(24)를 통해 종방향으로 연장되는 보어(27)와 정렬된다. 강모 스트랜드(22)들은 위에서 논의된 바와 같이 터프트(21) 내에 배열되고, 함께 삽입되며, 중심설정 플레이트(72)에 의해 스파이크 본체(24)의 개구(27) 내로 안내된다.

도 5c에서, 형상 플레이트(74)가 주형(70) 아래에 위치되어, 터프트 스파이크(20)의 자유 단부(25)가 될 스파이크 본체(24)의 단부로부터 밖으로 연장되는 강모 스트랜드(22)의 길이 및 표면을 한정하도록 한다. 예를 들어, 상이한 터프트들이 칫솔질 동안 상이한 세정 기능들을 제공하기 위해 윤곽 형성되거나 상이한 길이들을 가질 수 있다. 일단 강모(22)의 자유 단부(25)가 적절하게 한정되고/되거나 윤곽 형성되고/되거나 배향되면, 절단 플레이트(76)가 터프트 스파이크(20)의 기부 단부(23)에 위치될 수 있다. 절단 플레이트(76)는 일정 표면을 형성하는데, 일정 표면에 대해 나이프(77)가 사용되어 절단 플레이트(76) 위로 연장되는 강모(22)의 잉여 재료(28)를 트리밍함으로써 강모(22)를 원하는 길이로 절단할 수 있다.

도 5d에서, 부분적으로 형성된 터프트 스파이크(20)는 절단 플레이트(76)를 안내 플레이트(78)로 교체함으로써 형성될 수 있는 용융 유닛(80) 내에 유지된다. 안내 플레이트(78)는 원하는 경우 중심설정 플레이트(72)와 동일한 구성요소일 수 있다. 안내 플레이트(78)는 도 5e에 도시된 바와 같이 터프트 스파이크(20)를 형성하도록 기부 단부(23)에서 강모(22)들 및/또는 스파이크 본체(24)를 함께 용융시키기 위해 용융 핀(81)을 안내하도록 배열된다. 일 실시예에 따르면, 용융 핀(81)에 의해 인가되는 열은 스파이크 본체(24)를 강모 터프트(21)와 함께 또는 강모 터프트에 대해 적어도 부분적으로 용융시키기에 충분하게 충분히 고온이고/이거나 용융시키기에 충분하게 충분히 길게 인가된다. 이는 강모 터프트(21) 내의 개별 강모(22)들이 스파이크 본체(24) 내부에서 빠져나오거나 그 내부에서 움직이는 것을 방지하는 것을 돕는다. 용융 유닛(80)과 용융 핀(81)이 단지 접합의 일례를 제공한다는 것과, 레이저 용접, 가열된 공기, 접착제 등과 같은 다른 용접 또는 접합 기술이 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이후에, (예컨대, 냉각 또는 경화 후) 터프트 스파이크(20)가 그의 최종 형태로 이형된다.

도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 본 명세서에 기술되거나 달리 고려되는 다양한 브러시 헤드 조립체 실시예 및 구현예 중 하나 이상을 제조하기 위한 방법(200)이다. 방법(200)의 단계(210)에서, 복수의 스파이크 본체(24)가 (예컨대, 주형(70) 내에서) 성형된다. 단계(215)에서, 복수의 강모 스트랜드(22)가 형성되거나 달리 제공된다.

방법의 단계(220)에서, 강모 스트랜드들은 (예컨대, 중심설정 플레이트(72)를 통해) 스파이크 본체의 길이를 통하여 연장되는 개구(27)와 정렬되고 스파이크 본체(24) 내로 삽입되는 터프트(21) 내에 배열된다.

방법(200)의 단계(230)에서, 강모 스트랜드들의 자유 단부(25)의 길이와 표면이 (예컨대, 주형 아래에 위치된 형상 플레이트(74) 또는 다른 요소를 통해) 한정된다. 일단 강모의 자유 단부(25)가 적절하게 한정되고 배향되면, 잉여 길이가 강모의 기부 단부(23)로부터 (예컨대, 절단 플레이트(76) 및 나이프(77)를 통해) 제거된다.

단계(240)에서, 삽입된 강모 스트랜드들은 기부 단부(23)에서 (예컨대, 용융 유닛(80)을 형성하고 용융 핀(81)을 사용하여 스트랜드들 및/또는 스파이크 본체를 함께 용융시키거나, 레이저 용접, 고온 공기, 또는 접착제 접합과 같은 일부 다른 접합 기술을 사용함으로써) 대응하는 스파이크 본체(24) 내에서 그리고/또는 대응하는 스파이크 본체와 함께 그리고/또는 대응하는 스파이크 본체에 접합된다.

방법(200)의 단계(250)에서, 매트릭스(30)가 브러시 헤드(100)의 목부(40)의 플래튼 부분(42) 주위에 형성되거나 배치되거나 제공된다. 예를 들어, 목부는 사전 성형될 수 있고, 매트릭스가 목부의 플래튼 주위에서 오버몰딩될 수 있다. 단계(250)는 단계(210 내지 240)에서 제조된 터프트 스파이크들을 수용하도록 구성되는 매트릭스 내의 리셉터클들(예컨대, 리셉터클(32)들)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

단계(260)에서, 터프트 스파이크의 기부 단부가 매트릭스 내에 보유되고 터프트 스파이크의 자유 단부가 매트릭스에 대해 외부로 연장되도록, 터프트 스파이크들이 매트릭스 내로, 예컨대 전술된 리셉터클 내로 도입된다. 이러한 방식으로, 터프트 스파이크의 자유 단부는 브러시 헤드 조립체를 위한 칫솔질 표면을 형성한다.

본 명세서에 정의되고 사용되는 바와 같은 모든 정의는 사전적 정의, 참고로 포함되는 문헌에서의 정의, 및/또는 정의된 용어의 통상의 의미에 우선하는 것으로 이해되어야 한다.

상세한 설명 및 청구범위에서 본 명세서에 사용되는 바와 같은 단수 형태(부정 관사 "a" 및 "an")는 명백히 반대로 지시되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

상세한 설명 및 청구범위에서 본 명세서에 사용되는 바와 같은 어구 "및/또는"은 그와 같이 결합된 요소, 즉 일부 경우에 결합하여 존재하고 다른 경우에 분리하여 존재하는 요소 중 "어느 하나 또는 둘 모두"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"으로 열거되는 다수의 요소는 동일한 방식으로, 즉 그와 같이 결합된 요소 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별되는 요소 이외의 다른 요소가 구체적으로 식별되는 그들 요소와 관련되든 관련되지 않든 간에, 선택적으로 존재할 수 있다.

상세한 설명 및 청구범위에서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "또는"은 위에서 정의된 바와 같은 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록 내의 항목을 분리할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 포괄적인 것으로, 즉 다수의 요소 또는 요소의 목록 중 적어도 하나를 포함하지만, 또한 그 중 하나 초과 및 선택적으로 추가의 열거되지 않은 항목을 포함하는 것으로 해석될 것이다. 단지 명백히 반대로 지시되는 용어, 예컨대 "~ 중 단지 하나" 또는 "~ 중 정확히 하나", 또는 청구범위에 사용될 때 "~로 이루어지는"은 다수의 요소 또는 요소의 목록 중 정확히 하나의 요소를 포함하는 것을 지칭할 것이다. 일반적으로, 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "또는"은 단지 배타적인 용어, 예컨대 "어느 하나", "~ 중 하나", "~ 중 단지 하나", 또는 "~ 중 정확히 하나"가 선행할 때 배타적인 양자택일(즉, "하나 또는 다른 하나, 그러나 둘 모두는 아님")을 지시하는 것으로 해석될 것이다.

상세한 설명 및 청구범위에서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 요소의 목록과 관련하여 어구 "적어도 하나"는 요소의 목록 내의 요소 중 임의의 하나 이상으로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하지만, 반드시 요소의 목록 내에 구체적으로 열거되는 각각의 그리고 모든 요소 중 적어도 하나를 포함하는 것은 아니며, 요소의 목록 내의 요소의 임의의 조합을 배제하는 것은 아니다. 이러한 정의는 또한 어구 "적어도 하나"가 지칭하는 요소의 목록 내의 구체적으로 식별되는 요소 이외의 요소가 구체적으로 식별되는 그들 요소와 관련되든 관련되지 않든 간에, 선택적으로 존재할 수 있는 것을 허용한다.

또한, 명백히 반대로 지시되지 않는 한, 하나 초과의 단계 또는 동작을 포함하는 본 명세서에 청구되는 임의의 방법에서, 방법의 단계 또는 동작의 순서가 반드시 방법의 단계 또는 동작이 언급되는 순서로 제한되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다.

위의 명세서에서뿐만 아니라 청구범위에서, "포함하는", "구비하는", "가지고 있는", "갖는", "함유하는", "수반하는", "보유하는", "~로 구성된" 등과 같은 모든 이행구들은 개방형(open-ended)인 것으로, 즉 "~을 포함하지만 이로 제한되지 않는"을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 단지 전이 어구 "~로 이루어지는" 및 "~로 본질적으로 이루어지는"이 각각 폐쇄형 또는 반-폐쇄형 전이 어구일 것이다.

몇몇 본 발명의 실시예가 본 명세서에 기술되고 예시되었지만, 당업자는 본 명세서에 기술되는 기능을 수행하고 그리고/또는 결과 및/또는 이점 중 하나 이상을 획득하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 용이하게 구상할 것이고, 각각의 그러한 변형 및/또는 변경은 본 명세서에 기술되는 본 발명의 실시예의 범주 내에 있는 것으로 여겨진다. 보다 일반적으로, 당업자는 본 명세서에 기술되는 모든 파라미터, 치수, 재료, 및 구성이 예시적인 것으로 의도됨을, 그리고 실제 파라미터, 치수, 재료, 및/또는 구성이 본 발명의 교시가 사용되는 특정 응용 또는 응용들에 좌우될 것임을 용이하게 이해할 것이다. 당업자는 단지 통상적인 실험을 사용하여, 본 명세서에 기술되는 본 발명의 특정 실시예에 대한 많은 등가물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 실시예가 단지 예로서 제시되는 것, 및 첨부된 청구범위 및 그에 대한 등가물의 범주 내에서, 본 발명의 실시예가 구체적으로 기술되고 청구되는 것과는 달리 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시에서의 본 발명의 실시예는 본 명세서에 기술되는 각각의 개별 특징부, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법에 관한 것이다. 또한, 2개 이상의 그러한 특징부, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법의 임의의 조합이, 그러한 특징부, 시스템, 물품, 재료, 키트, 및/또는 방법이 서로 불일치하지 않는 경우, 본 개시에서의 본 발명의 범주 내에 포함된다.

Claims

브러시 헤드(brush head)(100)로서,
복수의 리셉터클(receptacle)(32)들이 내부에 형성된 매트릭스(matrix)(30);
복수의 터프트 스파이크(tuft spike)(20)들로서, 각각의 터프트 스파이크는 자유 단부(25) 및 스파이크 본체(24) 내에 삽입된 기부 단부(proximal end)(23)를 갖는 터프트(21) 내에 배열된 복수의 강모 스트랜드(bristle strand)(22)들로 형성되고, 각각의 터프트 스파이크는 상기 매트릭스(30)의 상기 리셉터클들 중 하나 내에 배치되는, 상기 복수의 터프트 스파이크(20)들; 및
상기 매트릭스에 연결되고 상기 매트릭스 내에 적어도 부분적으로 매립되는 말단 플래튼(distal platen)(42)을 갖는 목부(neck)(40)
를 포함하는, 브러시 헤드.
제1항에 있어서, 상기 매트릭스는 열가소성 물질, 열가소성 탄성중합체, 또는 상기의 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합으로 제조되는, 브러시 헤드.
제1항에 있어서, 상기 스파이크 본체 및 상기 강모 스트랜드들은 동일한 재료, 또는 동일하거나 유사한 용융 온도를 갖는 상이한 재료들로 형성되는, 브러시 헤드.
제1항에 있어서, 상기 강모 스트랜드들의 상기 기부 단부와 상기 스파이크 본체는 함께 용융되어 각각의 터프트 스파이크를 형성하는, 브러시 헤드.
제1항에 있어서, 상기 터프트 스파이크들은 상기 매트릭스 내로 도입되는(injected), 브러시 헤드.
제5항에 있어서, 상기 터프트 스파이크들은 상기 매트릭스 내로 공압식으로, 유압식으로, 또는 기계식으로 도입되도록 구성되는, 브러시 헤드.
제5항에 있어서, 상기 리셉터클들 각각은 구속부(restriction)(34)를 포함하고, 상기 스파이크 본체들 각각은 보유 특징부(retaining feature)(26)를 포함하고, 상기 구속부는 상기 보유 특징부의 제2 치수(D2)보다 작은 제1 치수(D1)를 가져, 상기 구속부와 상기 보유 특징부 사이의 간섭이 상기 매트릭스 내로의 도입 후의 상기 터프트 스파이크들의 맞물림 해제를 방지하도록 하는, 브러시 헤드.
제7항에 있어서, 상기 리셉터클들 각각은 상기 제1 치수보다 큰 제3 치수(D3)를 갖는 공동(cavity)(36)을 포함하고, 각각의 공동은 도입 동안에 상기 스파이크 본체의 상기 보유 특징부를 수용하도록 구성되는, 브러시 헤드.
터프트 스파이크(20)를 제조하기 위한 방법(200)으로서,
주형(70) 내에서 복수의 스파이크 본체(24)들을 성형하는 단계(210);
터프트(21)로서 배열된 복수의 강모 스트랜드(22)들을 각각의 스파이크 본체의 개구(27)를 통해 삽입하는 단계(220);
각각의 터프트(21)의 자유 단부(25), 상기 자유 단부에 대향하는 기부 단부(23), 또는 상기 자유 단부와 상기 기부 단부 둘 모두를 조절하는 단계(230); 및
상기 터프트의 상기 기부 단부를 상기 스파이크 본체에 접합시키는 단계(240)
를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 조절하는 단계는 상기 스파이크 본체를 상기 주형 내에 위치시키는 단계, 상기 스파이크 본체(24)로부터 밖으로 연장되는 상기 강모 스트랜드들의 상기 자유 단부를 한정하도록 상기 주형 아래에 형상 플레이트(74)를 위치시키는 단계를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 조절하는 단계는 상기 스파이크 본체를 상기 주형 내에 위치시키는 단계, 상기 터프트 스파이크(20)들의 상기 기부 단부(23)에서 상기 주형 상에 절단 플레이트(cutting plate)(76)를 위치시키는 단계, 및 상기 절단 플레이트 위로 연장되는 상기 강모 스트랜드들의 잉여 부분을 나이프(77)로 절단하는 단계를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 접합시키는 단계는 용융 유닛(80)의 용융 핀(pin)(81), 가열된 공기, 레이저 용접, 또는 상기의 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 이용하여, 상기 강모 스트랜드들의 상기 기부 단부 및 상기 스파이크 본체를 함께 적어도 부분적으로 용융시키기에 충분한 온도를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
브러시 헤드 조립체(100)를 제조하기 위한 방법으로서,
제10항에 따라 복수의 터프트 스파이크(20)들을 제조하는 단계;
상기 브러시 헤드 조립체의 목부(40)의 플래튼(42) 둘레에 매트릭스(30)를 형성하는 단계(250); 및
상기 터프트 스파이크들의 상기 자유 단부가 상기 매트릭스 외부에 있는 상태로 상기 터프트 스파이크들의 상기 기부 단부가 상기 매트릭스 내에 보유되도록 상기 터프트 스파이크들을 상기 매트릭스 내로 도입하는 단계(260)
를 포함하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 형성하는 단계는 복수의 리셉터클(32)들을 갖는 상기 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 도입하는 단계는 상기 터프트 스파이크들의 상기 스파이크 본체들을 상기 리셉터클들 내로 도입하는 단계를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 각각의 리셉터클은 제1 치수를 갖는 구속부(34)를 포함하고, 각각의 스파이크 본체는 상기 제1 치수보다 큰 제2 치수를 갖는 보유 특징부(26)를 포함하며, 상기 도입하는 단계는 상기 보유 특징부를 상기 구속부를 지나 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.