CN1759787A - 异孔形毛刷植毛机 - Google Patents

Abstract

异孔形毛刷植毛机，在取毛盘的外圆周表面上等分设置有3－6个的凹槽，各凹槽的断面形状分别与毛刷刷头上毛孔的孔形相对应，毛箱的开口均朝向取毛盘并排成一直线，在取毛盘的上方设置有植毛机构，植毛机构上设置有可随取毛盘同步转动并与取毛盘上各凹槽位置分别垂直对应的插销，刷头托举机构设置在取毛盘与毛孔闭合块接合部位的下方，由插销垂直植毛，解决了非圆形毛孔刷毛植入的难题，可使牙刷或其他刷类产品的刷毛束形和色彩多样化，植入的刷毛种类和颜色比原有植毛机提高了0.5－3倍左右，结构较简单，制作方便，产品附加值提高。

Description

异孔形毛刷植毛机

所属技术领域

本发明涉及一种制造牙刷或其他毛刷的机械，具体来说是一种适用于在牙刷刷头或其他刷子上植毛的异孔形毛刷植毛机。

技术背景

众所周知，牙刷作为一种日用快速消费品，具有使用周期短，产量大，品种花样多，花样翻新快等突出特点。目前市面上销售的绝大部分牙刷品牌都是采用传统的圆孔形刷毛、金属片嵌入式的植毛方式进行生产。从工艺上来说，传统的生产方法具有工艺成熟、结构简单、生产效率高等优点，因而牙刷生产机械的革新和改造过程也都是在原有传统生产工艺基础上，以提高生产效率作为技术革新的主要目的，从速度、效率上做文章，进行研究和开发。

牙刷作为口腔洁具，通过刷毛与牙齿的摩擦来达到清洁牙齿的目的。随着人们生活水平的提高，消费者的健康观念、审美观念也在不断加强。对于作为日常用品的牙刷，除了要求满足其清洁口腔的基本功能外，消费者也愈来愈看重牙刷的外观以及蕴涵在牙刷设计中的健康理念。因此，必须不断推出新的产品来满足消费者对牙刷品质的需求。

人们在日常生活中的所接触到的各种刷类如鞋刷、清洁用刷等，特别是塑料刷毛的各种刷子，其刷毛的孔形及植毛方式也大都采用圆孔形的植毛方式。

植毛是牙刷等刷类产品生产工艺中最为关键的一个步骤，以目前技术含量比较高的电脑高速牙刷植毛机为例，我们对其传统的植毛机构进行分析(见图1)。整套植毛机构的主要部分有：取毛机构1a、换毛机构2a、送丝机构3a、切丝机构4a、送丝针5a、毛斗杆6a、金属丝7a等部件组成，取毛机构1a内包括毛斗11a、毛箱12a、取毛器13a、挡毛器14a等零件，毛箱12a内装有刷毛16a。植毛过程如下：首先旋转取毛器13a，将取毛器13a边上的取毛口15a移动至毛箱12a处，对刷毛16a施加一定的压力，将适量刷毛16a挤入到取毛口15a中；取毛后，再旋转取毛器13a，将取到的毛移至毛斗11a中部的缺口处；同时，处在毛斗杆6a右侧的送丝机构3a将金属丝7a往前送，切丝机构4a将送过来的金属丝7a按规格切成小段；从毛斗杆6a中部通过的送丝针5a将切好的金属丝7a抵在刷毛16a中部，从毛斗11a前端伸出，利用金属丝7a将刷毛16a嵌入已经精确定位的圆形毛孔中加以固定。从中我们可以看出传统生产工艺中的几个特点：第一，取毛器13a边上的取毛口15a规格一定，这样取到的刷毛16a数量也是固定的，因此，单支牙刷上毛孔的规格也是一定的；第二，切下的金属丝7a大小规格固定，因此只能适用于同一规格的毛孔；第三，这种采用金属丝7a嵌入固定的方式，对毛孔几何形状的要求比较严格，实践证明，圆形是在传统生产工艺下最为合适的毛孔，采用这样的形状可以使植入的毛形完整舒适，且有利于固定。其次，我们可以看一下变换刷毛的换毛机构2a，牙刷生产中的换毛过程通过毛箱12a作一定弧度的摆动与档毛器14a配合完成(见图1)。由于毛箱12a摆动的幅度有限，单台植毛机的刷毛种类不宜太多，实践中往往只配备两种刷毛16a。三种及以上颜色或种类刷毛的牙刷往往通过多台植毛机来完成。

传统工艺中的局限性体现在：第一、取毛口规格单一，每次取毛数量有限，无法将刷毛植入不同几何形状的毛孔中；第二，现行的金属丝嵌入固定方式无法保证在单台机器上使切丝机构切出不同形状的金属丝来固定不同几何形状毛孔中的刷毛。前面我们已经说过，大量的实践证明，圆形才是目前植毛方式下最为合适的毛孔几何形状，而且，对于每台机器而言，只能完成一种规格圆形毛孔的植毛。另外，传统的毛箱摆动式换毛方式也不能完成在单台机器上实现多种类刷毛换毛动作。因此，应该说传统的圆形毛孔植入方法以及相配合的金属片嵌入固定方式具有很大的局限性，目前已经成为形成新的产品卖点来吸引消费者的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种既可对圆形孔毛刷植毛，又可对异形孔毛刷植毛的异孔形毛刷植毛机，它植入的刷毛种类多，结构简单，制作方便，适用范围广。

本发明的技术解决方案是：异孔形毛刷植毛机，包括取毛机构，毛箱，换毛机构、植毛机构和刷头托举机构，在取毛机构中设有一个可绕其轴心旋转的取毛盘、在取毛盘的外圆周表面上设置有一个以上的凹槽，各凹槽的断面形状分别与毛刷刷头上刷毛孔的孔形相对应，取毛盘的厚度大于毛箱内刷毛的长度；

各毛箱的开口均朝向取毛盘并排成一直线，该直线与取毛盘的外圆相交，其相交线的弦长与毛箱开口的宽度基本相等，挡毛器及毛孔闭合块分别设置在毛箱开口与取毛盘接触部位两侧的弧形区域内；

换毛机构的运动方向与毛箱开口的直线相平行；

在取毛盘的上方设置有植毛机构，植毛机构上设置有可随取毛盘同步转动并与取毛盘上各凹槽位置分别垂直对应的插销，各插销的断面形状均与其下方凹槽的断面形状相对应；

刷头托举机构设置在取毛盘与毛孔闭合块接合部位的下方，刷头托举机构上设有从边部支撑刷头的中空支架，刷头上的刷毛孔为通孔；

当取毛盘上某一凹槽从毛箱开口处夹持刷毛旋转至与毛孔闭合块接合的植毛孔(B点)部位时，其刷头托举机构则向上靠紧靠取毛盘，同时还将刷头上与该凹槽断面形状对应的刷毛孔置于植毛孔下方，而植毛机构便带动其上的插销从上方插入植毛孔，将刷毛推入刷头上的刷毛孔中。

本发明毛箱上毛箱脚的端部向取毛盘方向伸出，在取毛盘外圆底部各凹槽之间的区域内设有毛箱脚避让槽。

本发明取毛盘上凹槽的断面形状为一边开口的圆形或非圆形状。

本发明的取毛盘外圆表面上等分设置有3-6条凹槽。

本发明只有当取毛盘上的毛箱脚避让槽与毛箱上的开口直线平行时，换毛机构才可带动毛箱作直线往复运动。

本发明刷头的刷面向下搁置在中空支架上，中空支架的内空高度应大于刷面上刷毛的长度。

本发明的有益效果：1是采用圆形加厚取毛盘垂直植毛，不仅可以植入圆形毛孔的刷毛，而且解决了非圆形毛孔刷毛植入的难题，可以使各种刷类如牙刷刷毛的束形和色彩多样化，为牙刷或其他刷类的设计开辟了新的领域，其植毛的方式也可应用于各种刷类植毛机械如牙刷植毛机械的生产之中，应用范围较广。2是采用插销将刷毛推入正反面贯通的异形刷毛孔中，可采用粘合或其他方式固定刷毛，改变了原有刷毛依靠金属片推进并嵌入固定的方式，为毛刷的制作引入了新的理念和方法。3是取毛盘上的凹槽数量及毛箱数量可达3-6个甚至更多，在一支毛刷上植入的刷毛种类和颜色数量比原有植毛机提高了0.5-3倍左右，为增加毛刷上刷毛的种类或颜色带来了方便，有利于改变当前毛刷的刷毛孔型和色彩比较单一的局面。4是结构较简单，制作方便，性价比较高，本发明植毛机的制造工艺与原有植毛机比较接近，可以利用原有植毛机中的机构或部件，如对原有植毛机的毛箱和数控系统稍作改动即可用于本发明中，其它机构制造难度不大，制造成本基本不增加，但由于可适应毛刷刷毛形状和色彩的多种变化，所制成的刷类产品如牙刷产品的附加值提高，经济效益和社会效益比较明显。本发明结构可以适于各种刷类的植毛，若用于牙刷等刷毛有一定硬度的刷子的植毛，其工作效率和植毛效果均比较理想，应用效果比较明显。当然，根据需要也可制成其他刷类的植毛机。

附图说明

图1是现有高速牙刷植毛机的结构示意图

图2是可由本发明植毛的异形刷毛孔牙刷刷头的形状示意图

图3是本发明的结构示意图

图4是图3中的A-A剖面图

图5是图3中的B-B剖视图

图6是取毛盘11主视图

图7是图6中的C-C剖面图

图8是图6的左视图

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

参见图2，在牙刷的造型设计中，往往希望牙刷刷毛的孔形能够变化，可以是圆形也可以是非圆的其他异形孔形状，根据孔形的不同，刷毛的种类或颜色也要可以进行变化，如图2中刷头42上的刷毛孔43为包括圆形孔在内共有五种孔形，则可以分别采用五种不同颜色的刷毛，其各种刷毛的软硬度也可以有所不同。刷毛孔43形状及布局的变化改变了当前牙刷刷毛束形状及种类单调的状况，为牙刷刷头的设计提供了新的理念。而以上多样性牙刷刷毛束形的植毛过程，正好可以依靠本发明植毛机来实现的。

下面所介绍的采用本发明结构的异孔形毛刷植毛机，主要是针对异孔形牙刷的植毛而设计的。但本发明的结构并不仅限于牙刷植毛机，同样可以应用于其他刷类植毛机械的设计制造中。也就是说，本发明的结构可以适用于各种毛刷植毛机。

参见图3，图4，图6，图7，图8本发明对原有牙刷植毛机的结构进行了改进，将取毛机构1中的取毛器由传统的弯月形改为圆盘形即取毛盘11，并将取毛盘11的厚度加厚，使其厚度大于毛箱2内刷毛25的长度，取毛盘11可围绕自身的轴心旋转，在取毛盘11的外圆周表面上垂直设置有一个以上的凹槽12，一般在取毛盘11外圆表面上可等分设置有3-6条凹槽。在图3，图6中可以看出，在取毛盘11的外圆周表面上等分垂直设置了5个断面形状各不相同的凹槽12，以上凹槽12的断面形状分别与牙刷刷头43上刷毛孔43的孔形相对应。紧靠在取毛盘11外圆表面上的是排成一排的五个毛箱2，各毛箱2的开口均朝向取毛盘11并排成一直线，该直线与取毛盘11的外圆相交，其相交线的弦长与毛箱2开口的宽度基本相等，挡毛器21及毛孔闭合块22分别设置在毛箱2的开口与取毛盘11接触部位两侧的弧形区域内。毛箱2开口的直线也可被认为是挡毛器21或毛孔闭合块22与毛箱2相接触部位的直线。

本发明的换毛机构24不再采用传统的固定或绕定点摆动的方式，所设计的换毛机构24其运动方向与各毛箱2开口排成的直线相平行，毛箱2在换毛机构24带动下可作直线往复运动，每一毛箱2均可以进入与取毛盘11相交的位置，使不同的刷毛25在需要的时候可出现在取毛位置(A点)，由取毛盘11进行取毛。若要变换刷毛25时除了要保证所需要的毛箱2切换到相应的取毛位置，还要保证不需要的毛应固定在各自的毛箱2中，为此，在保证各毛箱2的开口与挡毛器21和毛孔闭合块22之间紧密接触的同时，还要在各毛箱2之间设置有毛箱脚23。毛箱脚23固定在毛箱2的底部，将各种刷毛25分隔开。为了防止刷毛25从毛箱2侧边漏出等现象，还特地采用了在取毛盘11底边上开槽的特殊设计，即各毛箱脚23的端部均向取毛盘11方向伸出，伸入到取毛盘11的外圆内部，因此在取毛盘11底部与毛箱脚23相接触的部位上设置有毛箱避让槽13，即如图4，图5中在取毛盘11的外圆底部各凹槽12之间的区域内沿弦长开有两条沟槽，该沟槽的宽度及深度均应保证毛箱脚23在其中可以作相对运动，只有当取毛盘11上的毛箱脚避让槽13与毛箱2上的开口直线平行时，换毛机构24才可带动毛箱2作直线往复运动。这样当换毛机构24准备带动毛箱2作直线运动换毛时，可先将取毛盘11转动到合适位置，使毛箱避让槽13与换毛机构24或毛箱2的直线运动方向平行，毛箱脚23就可从槽内通过，在挡毛器21与毛孔闭合块22的配合下，换毛机构24可以作直线往复运动，方便地切换毛箱2的位置，而毛箱脚23与取毛盘11之间不致发生碰撞，也不会与其他部件进行摩擦或撞击，又能保证更换毛箱2位置时其他不工作的刷毛25仍能固定在各毛箱2中不会漏出或滑出。采用这种换毛机构24换毛，突破了传统的毛箱2摆动换毛方式的限制，可以根据实际需要实现单台机器上四种以上刷毛25的植入，也可根据设计需要使取毛盘11上的任一凹槽12取到任一毛箱2中的刷毛25。举例来说，刷头42上同一形状的圆形刷毛孔43有多个，我们可以使取毛盘11上对应的凹槽12取到任一毛箱2中的刷毛25，这样同样规格的圆形刷毛孔43中就可植入不同颜色或种类的刷毛25，这样比起传统机器的单孔单色，或单孔两色/三色的植毛效果来说，刷毛的类型和颜色更加多样，图案更加丰富且容易实现。

取毛盘11的取毛过程如下：当取毛盘11上的凹槽12从挡毛器21一侧转至毛箱2的开口区域时，毛箱2内的刷毛25便被挤进其竖直的凹槽12中，即凹槽12在毛箱2(A点)处取毛，取毛完成后取毛盘11继续顺时针旋转，其夹持有刷毛的凹槽12被转至与毛孔闭合块22相接合的位置，凹槽12与毛孔闭合块22之间形成了闭合的毛孔形状，在闭合区域内，凹槽12旋转至植毛孔14(B点)处准备进行植毛。一个毛孔植完后，凹槽12回转至毛箱2(A点)处取毛，然后旋转到植毛孔14(B点)处准备对第二个毛孔进行植毛。待该类型毛孔全部植毛完毕，应先将取毛盘11转动到其毛箱避让槽13与毛箱2的开口直线相平行的位置后，换毛机构才可以推动毛箱2作直线运动，让另一个毛箱2进入取毛位置(A点)，然后取毛盘11开始旋转，一直将植过毛的凹槽12顺时针旋转出与毛孔闭合块22接合的位置，从而使取毛盘11上的另一个凹槽12旋转进入取毛位置(A点)，开始另一种孔形刷毛的植毛准备过程。

参见图3，图5，在取毛盘11的上方设置有植毛机构3，植毛机构3上设置有可随取毛盘11同步转动并与取毛盘11上各凹槽12位置分别垂直对应的插销31，各插销31的断面形状均与其下方凹槽12的断面形状相对应。即每种形状的刷毛孔均配有同等形状与规格的金属插销31，它们的位置在凹槽12的正上方并与凹槽12相对静止，也就是说各插销31与所对应的凹槽12同时并同速转动。植毛机构3上推动插销31作上下直线往复运动的装置可以采用气动装置，如采用类似原有植毛机上拍毛机构之类的装置来推动插销31向下运动。这时可以对插销31进行改进，将其做成与汽车发动机上气门类似的结构，使用时插销31的大直径盘一端在上，直杆一端指向凹槽12并在插销31的直杆外壁上套上复位弹簧，复位弹簧一端顶在取毛盘11上平面上，另一端顶在插销31上的大直径盘上。当气动装置推动插销31向下运动完成植毛动作后，复位弹簧可以向上推动插销31使之回复到初始位置。

刷头托举机构4设置在取毛盘11与毛孔闭合块22接合部位的下方，刷头托举机构4上设有从边部支撑刷头42的中空支架41，刷头42上的刷毛孔43为通孔。刷头42的刷面(即有刷毛的一面)向下搁置在中空支架41上，中空支架41的内空高度应大于刷面上刷毛25的长度。当取毛盘11上某一凹槽12从毛箱2开口处夹持刷毛25旋转至与毛孔闭合块22接合的植毛孔14(B点)部位时，其刷头托举机构4则向上靠紧取毛盘11，同时还将刷头42上与该凹槽断面形状对应的刷毛孔43置于植毛孔14下方。而植毛机构3便带动其上的插销31从上方插入植毛孔14(B点)，将刷毛25推入刷头42上的刷毛孔43中。刷毛25从刷头42上的背面插入刷毛孔43，再从其刷面一侧伸出，当插销31推至最低点时，刷毛25大部分已伸出在刷面一侧，但刷毛25的另一端仍留在刷头42的背面一侧，即在刷头42的背面仍留有较短的刷毛25，以便后续的工序从刷头42的背面固定刷毛25。

该刷毛孔植毛完成后，插销31抬起，脱离植毛孔14，托举机构4向下运动使刷头42离开取毛盘11，然后取毛盘11逆时针转动，凹槽12离开毛孔闭合块22后不再形成封闭孔，再回到毛箱2开口部位的取毛位置(A点)，从而为下一个刷毛孔的植毛作好准备。

在每一刷毛孔的植毛过程中，刷头托举机构4都要完成如上下、左右、前后、旋转等形式的运动，看似该机构的运动和控制比较复杂，在目前的技术水平条件下，通过工业电脑控制，变频器驱动不同功率和规格的伺服电机动作，实现起来并不困难。例如，前面所述的刷头托举机构4所要完成的四种形式的运动，可以使用四台不同输出功率的伺服电机来控制实现。其实现有的数控高速植毛机上的牙刷柄固定及对位机构也有类似的动作，只需做部分改进即可用于刷头托举机构4中。而对于本植毛机各机构动作的协调控制，若采用原有植毛机上的工业电脑控制系统则更容易实现。

Claims (6)

1.异孔形毛刷植毛机，包括取毛机构，毛箱，换毛机构、植毛机构和刷头托举机构，其特征在于：

在取毛机构(1)中设有一个可绕其轴心旋转的取毛盘(11)、在取毛盘(11)的外圆周表面上设置有一个以上的凹槽(12)，各凹槽(12)的断面形状分别与毛刷刷头(42)上刷毛孔(43)的孔形相对应，取毛盘(11)的厚度大于毛箱(2)内刷毛(25)的长度；

各毛箱(2)的开口均朝向取毛盘(11)并排成一直线，该直线与取毛盘(11)的外圆相交，其相交线的弦长与毛箱(2)开口的宽度基本相等，挡毛器(21)及毛孔闭合块(22)分别设置在毛箱(2)开口与取毛盘(11)接触部位两侧的弧形区域内；

换毛机构(24)的运动方向与毛箱(2)开口的直线相平行；

在取毛盘(11)的上方设置有植毛机构(3)，植毛机构(3)上设置有可随取毛盘(11)同步转动并与取毛盘(11)上各凹槽(12)位置分别垂直对应的插销(31)，各插销(31)的断面形状均与其下方凹槽(12)的断面形状相对应；

刷头托举机构(4)设置在取毛盘(11)与毛孔闭合块(22)接合部位的下方，刷头托举机构(4)上设有从边部支撑刷头(42)的中空支架(41)，刷头(42)上的刷毛孔(43)为通孔；

当取毛盘(11)上某一凹槽(12)从毛箱(2)开口处夹持刷毛(25)旋转至与毛孔闭合块(22)接合的植毛孔(14)(B点)部位时，其刷头托举机构(4)则向上靠紧取毛盘(11)，同时还将刷头(42)上与该凹槽(12)断面形状对应的刷毛孔(43)置于植毛孔(14)下方，而植毛机构(3)便带动其上的插销(31)从上方插入植毛孔(14)，将刷毛(25)推入刷头(42)上的刷毛孔(43)中。

2.根据权利要求1所述的异孔形毛刷植毛机，其特征在于：毛箱(2)上毛箱脚(23)的端部向取毛盘(11)方向伸出，在取毛盘(11)外圆底部各凹槽(12)之间的区域内设有毛箱脚避让槽(13)。

3根据权利要求1或2所述的异孔形毛刷植毛机，其特征在于：取毛盘(11)上凹槽(12)的断面形状为一边开口的圆形或非圆形状。

4.根据权利要求1或2所述的异孔形毛刷植毛机，其特征在于：取毛盘(11)外圆表面上等分设置有3-6条凹槽(12)。

5.根据权利要求1或2所述的异孔形毛刷植毛机，其特征在于：只有当取毛盘(11)上的毛箱脚避让槽(13)与毛箱(2)上的开口直线平行时，换毛机构(24)才可带动毛箱(2)作直线往复运动。

6.根据权利要求1或2所述的异孔形毛刷植毛机，其特征在于：刷头(42)的刷面向下搁置在中空支架(41)上，中空支架(41)的内空高度应大于刷面上刷毛(25)的长度。

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