JP2019502496A - 湾曲した外面を有する房状物体を成形するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

湾曲した外面を有する房状物体、たとえば球形の歯ブラシヘッドの一つの半球形の半体を作製する成形システム。この成形システムは、レセプタクル及びレセプタクルの開端に外接する環状フランジと、フランジ内に実質上径方向に形成され、レセプタクルの側壁内へ延びる少なくとも一つのスロットとを有する成形型を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、半球体などの湾曲した外面を有する房状物体を成形するシステム及び方法に関し、より詳細には、回転可能なブラシヘッドとして、最も詳細には電動歯ブラシヘッド又はその一部として用いることができる房状の半球体を射出成形する方法に関する。

ブラシ及びブラシヘッドは、ほぼ際限のない多数の適用分野で使用されており、サイズ、形状、材料、並びに毛のサイズ、形状、及び配置において多岐にわたる。ブラシヘッドの製造及び使用で生じる一つの問題は、毛がブラシヘッド内に配置及び固定される方式であり、毛は通常は房状に配置される。毛の房を埋め込むには多数のやり方があり、それらのやり方は、毛が作られる材料のタイプ、特定のレベルの毛の保持を必要とし得るブラシが用いられる適用分野、並びにブラシヘッド自体によって課されるサイズ及び/又は形状の制約に応じて変動する可能性がある。

ブラシヘッドのサイズが低減するにつれて、毛を固定するために使用することができるヘッドを形成する全体的な材料の低減、並びに毛がそこから突出することができるヘッド上の利用可能な表面積量の低減により、毛の配置及び保持はますます困難になる。最後に、ヘッドの形状は、毛の挿入及び保持に関してさらなる制限又は難題を課すことがある。これは、毛の房が突出する表面が湾曲している、たとえば球形又は半球形であるブラシヘッドを作製しようとするとき、特に重要である。

したがって、本発明の目的は、湾曲した外面を有する房状物体、たとえば半球体を成形するシステム及び方法を提供することであり、このシステム及び方法は、上記の問題のいくつかに対処する。

本発明の第1の態様によれば、湾曲した外面を有する房状物体を作製する成形システムが提供され、この成形システムは、レセプタクル（receptacle）及びレセプタクルの開端に外接する環状フランジと、フランジ内に実質上径方向に形成され、レセプタクルの側壁内へ延びる少なくとも一つのスロットとを有する成形型を備える。

好ましくは、レセプタクルは半球形である。

好ましくは、成形システムは、フランジの周りに分散されたスロットの配列を備える。

好ましくは、成形システムは、レセプタクル内に開口の配列を備える。

好ましくは、開口は、房がそこから様々な方向に突出する成形物体を提供するように配置される。

好ましくは、開口は、レセプタクルの周りに円周方向に列をなして配置される。

好ましくは、開口は、少なくとも二つの円周方向に延びる平行な列に配置され、第1の列がフランジに近位であり、第2の列がフランジに遠位である。

好ましくは、スロットの少なくともいくつかは、開口の一つ以上と一致するように配置及び寸法設定される。

好ましくは、スロットの少なくともいくつかは、第1の列内の開口及び第2の列内の開口と一致するように配置及び寸法設定される。

好ましくは、フランジは、レセプタクルの縁から径方向外方に延びる。

好ましくは、成形システムは、房を成形型に対して定位置に保持するために、成形型と解放可能に係合可能な一つ以上の保持部材を備える。

好ましくは、成形システムは、開口の列の一つ以上に関連する少なくとも一つの保持部材を備える。

好ましくは、成形システムは、開口の列の一つ以上に関連する一対の対向する保持部材を備える。

好ましくは、各保持部材は、それぞれのスロットの径方向内端に対して房を保持するように適合される。

好ましくは、各保持部材は、レセプタクルに相補形に嵌合するような形状及び寸法の当接端を備える。

好ましくは、各保持部材は、スロット及び/又は開口を介して房をレセプタクル内へ挿入することを可能にする解除位置と、レセプタクルから外方に突出する所望の位置及び/又は方向で房を保持する係合位置との間で変位可能になるように適合される。

本発明の第2の態様によれば、湾曲した外面を有する房状物体を成形する方法が提供され、この方法は、
一つ以上の房を成形型のレセプタクル内へ、各房がレセプタクルから外方に突出するように挿入するステップと、
保持のために各房の少なくとも一部分が埋め込まれた成形物体をレセプタクル内に形成するステップと、
房状物体を成形型から取り外すステップとを含む。

好ましくは、この方法は、複数の房状物体を連続的に成形するステップを含み、これらの房は、一つの成形から次の成形へ連続して供給され、房状物体を成形型から取り外すステップは、次の成形のために房のさらなる部分をレセプタクル内へ引き込む。

好ましくは、成形型は、レセプタクルの開端に外接し、フランジ内に形成されてレセプタクル内へ延びる一つ以上のスロットを有するフランジを備え、この方法は、房状物体がレセプタクルから取り外されるときに房が各スロットを通過するのを可能にすることを含む。

好ましくは、この方法は、房のうちレセプタクル内に位置する部分を溶解して、成形物体を少なくとも部分的に形成するステップを含む。

好ましくは、この方法は、成形物体を少なくとも部分的に形成するためにレセプタクル内へポリマーを射出するステップを含む。

好ましくは、この方法は、成形物体が形成される間に房の少なくともいくつかを事前定義された位置に保持するステップを含む。

本明細書では、「房状」という用語は、対象又は物体が、物体の外面から突出してブラシ状の配置を形成する毛などの房の配列を有することを意味することが意図される。

本発明について、添付の図面を参照して次に説明する。

本発明の好ましい実施形態による成形システムの斜視図である。 図1に示す成形システムの構成要素部分である成形型の斜視図である。 本発明の成形システムの一部である成形型の中空のレセプタクル内へ挿入された房の配列の構成の概略図である。 図2に示す成形型の概略側面図である。 本発明のシステム及び方法によって作製された房状の半球体によって形成されたブラシヘッドを示す図である。

添付の図面を次に参照すると、湾曲した外面を有する房状物体Bを作製する、全体として10で示す成形システムが示されている。湾曲した外面から房Tの配列が突出しており、房状物体Bは、好ましい実施形態では、電動歯ブラシなどのためのブラシヘッド又はその一部として使用されるために半球形の形状である。しかし、成形システム10及びそれに付随する方法は、成形システム10の構成及び動作に関する以下の説明から明らかになるように、様々な形状及び/又はサイズの房状物体を作製するために利用することができる。

成形システム10は、好ましくは以下で説明するように射出成形によって房状物体Bを作製する際に使用される成形型12を備えており、物体Bは、図示の実施形態では、図5に示すように、半球形ブラシヘッドの形態をとる。したがって物体12は、外方に突出する房Tの配列を有し、このとき物体Bは、連続ブラッシング運動を行うように中心軸の周りで機械的又は電気的に駆動することができる。成形型12は、二つの主要構成要素、すなわち房状物体Bの形状を画定し、図示の実施形態では半球形の形状である中空のレセプタクル14と、レセプタクル14の開端又は縁から径方向外方に延びる環状フランジ16とを備える。

房Tの配列を房状物体B内に捕捉することが可能になるように、レセプタクル14は、列18、20、22、24に配置された開口の配列を備える。これらの列の機能については、以下でより詳細に説明する。図示の実施形態では、房Tを物体Bの周りに列の配列で提供することが望ましく、したがって開口は、フランジ16にすぐ隣接する第1の列18、第1の列16の向こうの第2の列20、第2の列20の向こうの第3の列22、及び最上列24として提供される。列18、20、22、24内の開口はそれぞれ、好ましくは、レセプタクル14によって画定される半球体の中心の方へ傾斜し又は向けられており、それにより房Tはそれぞれ、開口18、20、22、24内へ挿入されたとき、図5に示すように、房状物体Bの外面から実質上法線方向に突出して、物体Bの外部の周りに房Tの実質上均一の分布を提供する。しかし、開口18、20、22、24は、物体Bの周りに房Tの所望の配置を提供するように、任意の他の所望の構成及び方向で配置することができることが理解されよう。

房Tの挿入と、特に開口の第1の列18及び第2の列20からのその後の取外しとの両方を容易にするために、フランジ16は、たとえば図1及び図2に見ることができるように、また以下で詳細に説明するように、レセプタクル14から径方向外方に延びるスロット26の配列を備え、スロット26の少なくともいくつかは、第1の列18内の開口と一致し、他のスロット26の少なくともいくつかは、第2の列20内の開口と一致する。

次いで成形システム10の動作に移ると、成形型12は、適した成形装置(図示せず)内に位置し、本質的ではないが好ましくは、フランジ16は、実質上水平の平面内に位置し、レセプタクル14は、図1で向けられているように、フランジ16から上方に曲がっている。成形システム10は、保持部材をさらに備え、保持部材は、対向する一対の第1の保持部材28と、成形システム10の記載する向きに対して第1の保持部材28の上に垂直方向に隔置された対向する一対の第2の保持部材30との形態である。保持部材28、30は、一つの部材28、30が成形型12の対向する側に位置決めされ、以下で説明するように、成形型12が完全にアクセス可能である図1に示す解除状態と、保持部材28、30が好ましくは開口の第1の列18及び第2の列20の領域内でレセプタクル14の外部に当接する係合位置との間で変位可能である。

成形プロセスは、保持部材28、30を図1に示す解除位置に配置し、列18、20、22、24の各開口内へ房Tを挿入することから始まる。房Tは、好ましくは、レセプタクル14の内部へ進み、レセプタクル14の下部開端から外方に延び、また必要とされる距離だけ各開口18、20、22、24から外方に突出して、完成した房状物体B内に毛の房Tを画定するように、長さが寸法設定される。房Tを第1の列18及び第2の列20の開口内へ挿入するとき、最初にこれらの房をスロット26の外側領域内に挿入し、次いで第1の列18であるかそれとも第2の列20であるかにかかわらず、スロット26が一致するそれぞれの開口18、20の方へ、房Tを径方向内方に変位させることができる。

この時点で、一対の第2の保持部材30は、好ましくは第2の列20の開口の真下でレセプタクル14の外部に当接する係合位置に変位される。保持部材28、30の当接端は、レセプタクル14の外部と厳密に共形となるような形状であるため、したがって第2の保持部材30は、第2の列20の開口の真下でレセプタクル14を取り囲む薄いリングを実質上形成し、したがってそれぞれの房Tを第2の列20のそれらの開口と位置合わせして保持するように作用し、房Tが対応するスロット26に沿って戻るのを防止する。第2の保持部材30が係合位置にある状態で、次いで第1の保持部材28は、第1の列18内の開口の真下でレセプタクル14の外部に当接する係合位置内へ前進させることができる。第2の保持部材30と同様に、第1の保持部材28は、房Tを第1の列18の開口内で定位置に保持し、それぞれのスロット26に沿って移動するのを防止する。

この時点で、房Tはすべて、物体Bの成形を可能にするために、所望の位置及び方向で保持されている。物体Bは、房Tのうちレセプタクル14内に位置する部分、及び任意選択で房Tの長さがレセプタクル14の開端から下方に延びる部分を溶解することによって形成することができる。また、房Tが製造される材料の適合性に応じて、物体Bを形成するために、追加のポリマー材料(図示せず)をレセプタクル14内へ射出成形することが必要であり又は望ましいことがある。物体Bの大きさの一部を形成するためにレセプタクル14内の房Tが溶解されない場合、レセプタクル14の開端から下方に延びる房Tの追加の長さは切断され、又は他の方法によって除去される。レセプタクル14内の溶解されたポリマーが冷えて硬化した後、房状物体Bを成形型12から取り外すことができる。

このプロセスは、まず保持部材28、30を解除状態に後退させ、次いで房状物体Bと成形型12との間で相対的な垂直方向の変位を行って房状物体Bを解放することを伴う。第3の列22及び第4の列24内の開口を通って外方に突出する房は、房の向きに大きな垂直成分があるため、成形型12及び房状物体Bが相互に分離されるとき、これらの房は、わずかな弾性変形だけで、それぞれの開口22、24を妨げられずに通過する。しかし、第1の列18及び第2の列20から突出する房Tは、レセプタクル14に対して水平方向又は径方向に延びる大きな成分を有するが、それにもかかわらずスロット26によって成形型12を通過することが可能にされる。スロット26が第1の列18及び第2の列20の両方の開口内へ上方に延びるため、成形型12及び房状物体Bが相互から垂直方向に分離されると、対応する房Tは、それぞれの開口から関連するスロット26内へ下方に進むことができる。したがって、房状物体Bを問題なく成形型12から分離することができる。

商用成形プロセスの場合のように、複数の房状物体Bを連続的に成形することが意図される場合、より効率的な成形プロセスを容易にするように、上記のプロセスをわずかに修正することができる。開口18、20、22、24の様々な列内へ送られる房Tは、連続して、たとえば房材料の複数のスプール(図示せず)から送り、物体Bが成形されるときもスプールに張ったままとすることができる。その結果、成形型12から成形物体Bを放出する作用は、次の物体Bを成形するための準備のために、房Tの新しい長さをスプール又は他の貯蔵部(図示せず)からレセプタクル14の内部へ引き込む。このプロセスは、次々と繰り返すことができる。

したがって、本発明の成形システム10及び対応する成形方法により、普通なら比較的複雑な成形房状物体Bになるはずのものを作製するために、湾曲した外面を有する房状物体Bを迅速且つ容易に成形及び解放することが可能になることが理解されよう。

本発明は、本明細書に記載する実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく変更又は修正することができる。

Claims (22)

1. 湾曲した外面を有する房状物体を作製する成形システムであって、前記成形システムが、レセプタクル及び前記レセプタクルの開端に外接する環状フランジと、前記フランジ内に実質上径方向に形成され、前記レセプタクルの側壁内へ延びる少なくとも一つのスロットとを有する成形型を備えている、成形システム。
2. 前記レセプタクルは半球形である、請求項1に記載の成形システム。
3. 前記フランジの周りに分散された前記スロットの配列を備えている、請求項1又は2に記載の成形システム。
4. 前記レセプタクル内に開口の配列を備えている、請求項1に記載の成形システム。
5. 前記開口は、房がそこから様々な方向に突出する成形物体を提供するように配置されている、請求項4に記載の成形システム。
6. 前記開口は、前記レセプタクルの周りに円周方向に列をなして配置されている、請求項4又は5に記載の成形システム。
7. 前記開口は、少なくとも二つの円周方向に延びる平行な列に配置され、第1の列が前記フランジに近位であり、第2の列が前記フランジに遠位である、請求項4から6のいずれか一項に記載の成形システム。
8. 前記スロットの少なくともいくつかは、前記開口の一つ以上と一致するように配置及び寸法設定されている、請求項4から7のいずれか一項に記載の成形システム。
9. 前記スロットの少なくともいくつかは、前記第1の列内の開口及び前記第2の列内の開口と一致するように配置及び寸法設定されている、請求項7に記載の成形システム。
10. 前記フランジは、前記レセプタクルの縁から径方向外方に延びている、請求項1から9のいずれか一項に記載の成形システム。
11. 前記成形システムは、房を前記成形型に対して定位置に保持するために、前記成形型と解放可能に係合可能な一つ以上の保持部材を備えている、請求項1から10のいずれか一項に記載の成形システム。
12. 前記保持部材の少なくとも一つは、開口の列の一つ以上に関連している、請求項11に記載の成形システム。
13. 開口の列の一つ以上に関連する一対の対向する保持部材を備えている、請求項11又は12に記載の成形システム。
14. 各保持部材は、それぞれのスロットの径方向内端に対して房を保持するように適合されている、請求項11から13のいずれか一項に記載の成形システム。
15. 各保持部材は、前記レセプタクルに相補形に嵌合するような形状及び寸法の当接端を備えている、請求項14に記載の成形システム。
16. 各保持部材は、前記スロット及び/又は開口を介して房を前記レセプタクル内へ挿入することを可能にする解除位置と、前記レセプタクルから外方に突出する所望の位置及び/又は方向で房を保持する係合位置との間で変位可能になるように適合されている、請求項11から15のいずれか一項に記載の成形システム。
17. 湾曲した外面を有する房状物体を成形する方法であって、前記方法が、
    一つ以上の房を成形型のレセプタクル内へ、各房が前記レセプタクルから外方に突出するように挿入するステップと、
    保持のために各房の少なくとも一部分が埋め込まれた成形物体を前記レセプタクル内に形成するステップと、
    前記房状物体を前記成形型から取り外すステップとを含む、方法。
18. 複数の房状物体を連続的に成形するステップを含み、前記房が、一つの成形から次の成形へ連続して供給され、房状物体を前記成形型から取り外す前記ステップが、前記次の成形のために房のさらなる部分を前記レセプタクル内へ引き込む、請求項17に記載の方法。
19. 前記成形型は、前記レセプタクルの開端に外接し、前記フランジ内に形成されて前記レセプタクル内へ延びる一つ以上のスロットを有するフランジを備え、前記方法が、前記房状物体が前記レセプタクルから取り外されるときに房が各スロットを通過するのを可能にすることを含む、請求項17又は18に記載の方法。
20. 前記房のうち前記レセプタクル内に位置する部分を溶解して、前記成形物体を少なくとも部分的に形成するステップを含む、請求項17から19のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記成形物体を少なくとも部分的に形成するために前記レセプタクル内へポリマーを射出するステップを含む、請求項17から20のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記成形物体が形成される間に前記房の少なくともいくつかを事前定義された位置に保持するステップを含む、請求項17から21のいずれか一項に記載の方法。

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