專利名稱：異孔形毛刷植毛機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制造牙刷或其他毛刷的機械，具體來說是一種適用于在牙刷刷頭或其他刷子上植毛的異孔形毛刷植毛機。
技術背景眾所周知，牙刷作為一種日用快速消費品，具有使用周期短，產量大，品種花樣多，花樣翻新快等突出特點。目前市面上銷售的絕大部分牙刷品牌都是采用傳統(tǒng)的圓孔形刷毛、金屬片嵌入式的植毛方式進行生產。從工藝上來說，傳統(tǒng)的生產方法具有工藝成熟、結構簡單、生產效率高等優(yōu)點，因而牙刷生產機械的革新和改造過程也都是在原有傳統(tǒng)生產工藝基礎上，以提高生產效率作為技術革新的主要目的，從速度、效率上做文章，進行研究和開發(fā)。
牙刷作為口腔潔具，通過刷毛與牙齒的摩擦來達到清潔牙齒的目的。隨著人們生活水平的提高，消費者的健康觀念、審美觀念也在不斷加強。對于作為日常用品的牙刷，除了要求滿足其清潔口腔的基本功能外，消費者也愈來愈看重牙刷的外觀以及蘊涵在牙刷設計中的健康理念。因此，必須不斷推出新的產品來滿足消費者對牙刷品質的需求。
人們在日常生活中的所接觸到的各種刷類如鞋刷、清潔用刷等，特別是塑料刷毛的各種刷子，其刷毛的孔形及植毛方式也大都采用圓孔形的植毛方式。
植毛是牙刷等刷類產品生產工藝中最為關鍵的一個步驟，以目前技術含量比較高的電腦高速牙刷植毛機為例，我們對其傳統(tǒng)的植毛機構進行分析(見圖1)。整套植毛機構的主要部分有取毛機構1a、換毛機構2a、送絲機構3a、切絲機構4a、送絲針5a、毛斗桿6a、金屬絲7a等部件組成，取毛機構1a內包括毛斗11a、毛箱12a、取毛器13a、擋毛器14a等零件，毛箱12a內裝有刷毛16a。植毛過程如下首先旋轉取毛器13a，將取毛器13a邊上的取毛口15a移動至毛箱12a處，對刷毛16a施加一定的壓力，將適量刷毛16a擠入到取毛口15a中；取毛后，再旋轉取毛器13a，將取到的毛移至毛斗11a中部的缺口處；同時，處在毛斗桿6a右側的送絲機構3a將金屬絲7a往前送，切絲機構4a將送過來的金屬絲7a按規(guī)格切成小段；從毛斗桿6a中部通過的送絲針5a將切好的金屬絲7a抵在刷毛16a中部，從毛斗11a前端伸出，利用金屬絲7a將刷毛16a嵌入已經精確定位的圓形毛孔中加以固定。從中我們可以看出傳統(tǒng)生產工藝中的幾個特點第一，取毛器13a邊上的取毛口15a規(guī)格一定，這樣取到的刷毛16a數(shù)量也是固定的，因此，單支牙刷上毛孔的規(guī)格也是一定的；第二，切下的金屬絲7a大小規(guī)格固定，因此只能適用于同一規(guī)格的毛孔；第三，這種采用金屬絲7a嵌入固定的方式，對毛孔幾何形狀的要求比較嚴格，實踐證明，圓形是在傳統(tǒng)生產工藝下最為合適的毛孔，采用這樣的形狀可以使植入的毛形完整舒適，且有利于固定。其次，我們可以看一下變換刷毛的換毛機構2a，牙刷生產中的換毛過程通過毛箱12a作一定弧度的擺動與檔毛器14a配合完成(見圖1)。由于毛箱12a擺動的幅度有限，單臺植毛機的刷毛種類不宜太多，實踐中往往只配備兩種刷毛16a。三種及以上顏色或種類刷毛的牙刷往往通過多臺植毛機來完成。
傳統(tǒng)工藝中的局限性體現(xiàn)在第一、取毛口規(guī)格單一，每次取毛數(shù)量有限，無法將刷毛植入不同幾何形狀的毛孔中；第二，現(xiàn)行的金屬絲嵌入固定方式無法保證在單臺機器上使切絲機構切出不同形狀的金屬絲來固定不同幾何形狀毛孔中的刷毛。前面我們已經說過，大量的實踐證明，圓形才是目前植毛方式下最為合適的毛孔幾何形狀，而且，對于每臺機器而言，只能完成一種規(guī)格圓形毛孔的植毛。另外，傳統(tǒng)的毛箱擺動式換毛方式也不能完成在單臺機器上實現(xiàn)多種類刷毛換毛動作。因此，應該說傳統(tǒng)的圓形毛孔植入方法以及相配合的金屬片嵌入固定方式具有很大的局限性，目前已經成為形成新的產品賣點來吸引消費者的技術瓶頸。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種既可對圓形孔毛刷植毛，又可對異形孔毛刷植毛的異孔形毛刷植毛機，它植入的刷毛種類多，結構簡單，制作方便，適用范圍廣。
本實用新型的技術解決方案是異孔形毛刷植毛機，包括取毛機構，毛箱，換毛機構、植毛機構和刷頭托舉機構，在取毛機構中設有一個可繞其軸心旋轉的取毛盤、在取毛盤的外圓周表面上設置有一個以上的凹槽，各凹槽的斷面形狀分別與毛刷刷頭上刷毛孔的孔形相對應，取毛盤的厚度大于毛箱內刷毛的長度；各毛箱的開口均朝向取毛盤并排成一直線，該直線與取毛盤的外圓相交，其相交線的弦長與毛箱開口的寬度基本相等，擋毛器及毛孔閉合塊分別設置在毛箱開口與取毛盤接觸部位兩側的弧形區(qū)域內；換毛機構的運動方向與毛箱開口的直線相平行；在取毛盤的上方設置有植毛機構，植毛機構上設置有可隨取毛盤同步轉動并與取毛盤上各凹槽位置分別垂直對應的插銷，各插銷的斷面形狀均與其下方凹槽的斷面形狀相對應；刷頭托舉機構設置在取毛盤與毛孔閉合塊接合部位的下方，刷頭托舉機構上設有從邊部支撐刷頭的中空支架，刷頭上的刷毛孔為通孔；當取毛盤上某一凹槽從毛箱開口處夾持刷毛旋轉至與毛孔閉合塊接合的植毛孔(B點)部位時，其刷頭托舉機構則向上靠緊靠取毛盤，同時還將刷頭上與該凹槽斷面形狀對應的刷毛孔置于植毛孔下方，而植毛機構便帶動其上的插銷從上方插入植毛孔，將刷毛推入刷頭上的刷毛孔中。
本實用新型毛箱上毛箱腳的端部向取毛盤方向伸出，在取毛盤外圓底部各凹槽之間的區(qū)域內設有毛箱腳避讓槽。
本實用新型取毛盤上凹槽的斷面形狀為一邊開口的圓形或非圓形狀。
本實用新型的取毛盤外圓表面上等分設置有3-6條凹槽。
本實用新型只有當取毛盤上的毛箱腳避讓槽與毛箱上的開口直線平行時，換毛機構才可帶動毛箱作直線往復運動。
本實用新型刷頭的刷面向下擱置在中空支架上，中空支架的內空高度應大于刷面上刷毛的長度。
本實用新型的有益效果1是采用圓形加厚取毛盤垂直植毛，不僅可以植入圓形毛孔的刷毛，而且解決了非圓形毛孔刷毛植入的難題，可以使各種刷類如牙刷刷毛的束形和色彩多樣化，為牙刷或其他刷類的設計開辟了新的領域，其植毛的方式也可應用于各種刷類植毛機械如牙刷植毛機械的生產之中，應用范圍較廣。2是采用插銷將刷毛推入正反面貫通的異形刷毛孔中，可采用粘合或其他方式固定刷毛，改變了原有刷毛依靠金屬片推進并嵌入固定的方式，為毛刷的制作引入了新的理念和方法。3是取毛盤上的凹槽數(shù)量及毛箱數(shù)量可達3-6個甚至更多，在一支毛刷上植入的刷毛種類和顏色數(shù)量比原有植毛機提高了0.5-3倍左右，為增加毛刷上刷毛的種類或顏色帶來了方便，有利于改變當前毛刷的刷毛孔型和色彩比較單一的局面。4是結構較簡單，制作方便，性價比較高，本實用新型植毛機的制造工藝與原有植毛機比較接近，可以利用原有植毛機中的機構或部件，如對原有植毛機的毛箱和數(shù)控系統(tǒng)稍作改動即可用于本實用新型中，其它機構制造難度不大，制造成本基本不增加，但由于可適應毛刷刷毛形狀和色彩的多種變化，所制成的刷類產品如牙刷產品的附加值提高，經濟效益和社會效益比較明顯。本實用新型結構可以適于各種刷類的植毛，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較理想，應用效果比較明顯。當然，根據(jù)需要也可制成其他刷類的植毛機。


圖1是現(xiàn)有高速牙刷植毛機的結構示意圖圖2是可由本實用新型植毛的異形刷毛孔牙刷刷頭的形狀示意圖圖3是本實用新型的結構示意圖圖4是圖3中的A-A剖面圖圖5是圖3中的B-B剖視圖圖6是取毛盤11主視圖圖7是圖6中的C-C剖面圖圖8是圖6的左視圖具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述參見圖2，在牙刷的造型設計中，往往希望牙刷刷毛的孔形能夠變化，可以是圓形也可以是非圓的其他異形孔形狀，根據(jù)孔形的不同，刷毛的種類或顏色也要可以進行變化，如圖2中刷頭42上的刷毛孔43為包括圓形孔在內共有五種孔形，則可以分別采用五種不同顏色的刷毛，其各種刷毛的軟硬度也可以有所不同。刷毛孔43形狀及布局的變化改變了當前牙刷刷毛束形狀及種類單調的狀況，為牙刷刷頭的設計提供了新的理念。而以上多樣性牙刷刷毛束形的植毛過程，正好可以依靠本實用新型植毛機來實現(xiàn)的。
下面所介紹的采用本實用新型結構的異孔形毛刷植毛機，主要是針對異孔形牙刷的植毛而設計的。但本實用新型的結構并不僅限于牙刷植毛機，同樣可以應用于其他刷類植毛機械的設計制造中。也就是說，本實用新型的結構可以適用于各種毛刷植毛機。
參見圖3，圖4，圖6，圖7，圖8本實用新型對原有牙刷植毛機的結構進行了改進，將取毛機構1中的取毛器由傳統(tǒng)的彎月形改為圓盤形即取毛盤11，并將取毛盤11的厚度加厚，使其厚度大于毛箱2內刷毛25的長度，取毛盤11可圍繞自身的軸心旋轉，在取毛盤11的外圓周表面上垂直設置有一個以上的凹槽12，一般在取毛盤11外圓表面上可等分設置有3-6條凹槽。在圖3，圖6中可以看出，在取毛盤11的外圓周表面上等分垂直設置了5個斷面形狀各不相同的凹槽12，以上凹槽12的斷面形狀分別與牙刷刷頭43上刷毛孔43的孔形相對應。緊靠在取毛盤11外圓表面上的是排成一排的五個毛箱2，各毛箱2的開口均朝向取毛盤11并排成一直線，該直線與取毛盤11的外圓相交，其相交線的弦長與毛箱2開口的寬度基本相等，擋毛器21及毛孔閉合塊22分別設置在毛箱2的開口與取毛盤11接觸部位兩側的弧形區(qū)域內。毛箱2開口的直線也可被認為是擋毛器21或毛孔閉合塊22與毛箱2相接觸部位的直線。
本實用新型的換毛機構24不再采用傳統(tǒng)的固定或繞定點擺動的方式，所設計的換毛機構24其運動方向與各毛箱2開口排成的直線相平行，毛箱2在換毛機構24帶動下可作直線往復運動，每一毛箱2均可以進入與取毛盤11相交的位置，使不同的刷毛25在需要的時候可出現(xiàn)在取毛位置(A點)，由取毛盤11進行取毛。若要變換刷毛25時除了要保證所需要的毛箱2切換到相應的取毛位置，還要保證不需要的毛應固定在各自的毛箱2中，為此，在保證各毛箱2的開口與擋毛器21和毛孔閉合塊22之間緊密接觸的同時，還要在各毛箱2之間設置有毛箱腳23。毛箱腳23固定在毛箱2的底部，將各種刷毛25分隔開。為了防止刷毛25從毛箱2側邊漏出等現(xiàn)象，還特地采用了在取毛盤11底邊上開槽的特殊設計，即各毛箱腳23的端部均向取毛盤11方向伸出，伸入到取毛盤11的外圓內部，因此在取毛盤11底部與毛箱腳23相接觸的部位上設置有毛箱避讓槽13，即如圖4，圖5中在取毛盤11的外圓底部各凹槽12之間的區(qū)域內沿弦長開有兩條溝槽，該溝槽的寬度及深度均應保證毛箱腳23在其中可以作相對運動，只有當取毛盤11上的毛箱腳避讓槽13與毛箱2上的開口直線平行時，換毛機構24才可帶動毛箱2作直線往復運動。這樣當換毛機構24準備帶動毛箱2作直線運動換毛時，可先將取毛盤11轉動到合適位置，使毛箱避讓槽13與換毛機構24或毛箱2的直線運動方向平行，毛箱腳23就可從槽內通過，在擋毛器21與毛孔閉合塊22的配合下，換毛機構24可以作直線往復運動，方便地切換毛箱2的位置，而毛箱腳23與取毛盤11之間不致發(fā)生碰撞，也不會與其他部件進行摩擦或撞擊，又能保證更換毛箱2位置時其他不工作的刷毛25仍能固定在各毛箱2中不會漏出或滑出。采用這種換毛機構24換毛，突破了傳統(tǒng)的毛箱2擺動換毛方式的限制，可以根據(jù)實際需要實現(xiàn)單臺機器上四種以上刷毛25的植入，也可根據(jù)設計需要使取毛盤11上的任一凹槽12取到任一毛箱2中的刷毛25。舉例來說，刷頭42上同一形狀的圓形刷毛孔43有多個，我們可以使取毛盤11上對應的凹槽12取到任一毛箱2中的刷毛25，這樣同樣規(guī)格的圓形刷毛孔43中就可植入不同顏色或種類的刷毛25，這樣比起傳統(tǒng)機器的單孔單色，或單孔兩色/三色的植毛效果來說，刷毛的類型和顏色更加多樣，圖案更加豐富且容易實現(xiàn)。
取毛盤11的取毛過程如下當取毛盤11上的凹槽12從擋毛器21一側轉至毛箱2的開口區(qū)域時，毛箱2內的刷毛25便被擠進其豎直的凹槽12中，即凹槽12在毛箱2(A點)處取毛，取毛完成后取毛盤11繼續(xù)順時針旋轉，其夾持有刷毛的凹槽12被轉至與毛孔閉合塊22相接合的位置，凹槽12與毛孔閉合塊22之間形成了閉合的毛孔形狀，在閉合區(qū)域內，凹槽12旋轉至植毛孔14(B點)處準備進行植毛。一個毛孔植完后，凹槽12回轉至毛箱2(A點)處取毛，然后旋轉到植毛孔14(B點)處準備對第二個毛孔進行植毛。待該類型毛孔全部植毛完畢，應先將取毛盤11轉動到其毛箱避讓槽13與毛箱2的開口直線相平行的位置后，換毛機構才可以推動毛箱2作直線運動，讓另一個毛箱2進入取毛位置(A點)，然后取毛盤11開始旋轉，一直將植過毛的凹槽12順時針旋轉出與毛孔閉合塊22接合的位置，從而使取毛盤11上的另一個凹槽12旋轉進入取毛位置(A點)，開始另一種孔形刷毛的植毛準備過程。
參見圖3，圖5，在取毛盤11的上方設置有植毛機構3，植毛機構3上設置有可隨取毛盤11同步轉動并與取毛盤11上各凹槽12位置分別垂直對應的插銷31，各插銷31的斷面形狀均與其下方凹槽12的斷面形狀相對應。即每種形狀的刷毛孔均配有同等形狀與規(guī)格的金屬插銷31，它們的位置在凹槽12的正上方并與凹槽12相對靜止，也就是說各插銷31與所對應的凹槽12同時并同速轉動。植毛機構3上推動插銷31作上下直線往復運動的裝置可以采用氣動裝置，如采用類似原有植毛機上拍毛機構之類的裝置來推動插銷31向下運動。這時可以對插銷31進行改進，將其做成與汽車發(fā)動機上氣門類似的結構，使用時插銷31的大直徑盤一端在上，直桿一端指向凹槽12并在插銷31的直桿外壁上套上復位彈簧，復位彈簧一端頂在取毛盤11上平面上，另一端頂在插銷31上的大直徑盤上。當氣動裝置推動插銷31向下運動完成植毛動作后，復位彈簧可以向上推動插銷31使之回復到初始位置。
刷頭托舉機構4設置在取毛盤11與毛孔閉合塊22接合部位的下方，刷頭托舉機構4上設有從邊部支撐刷頭42的中空支架41，刷頭42上的刷毛孔43為通孔。刷頭42的刷面(即有刷毛的一面)向下擱置在中空支架41上，中空支架41的內空高度應大于刷面上刷毛25的長度。當取毛盤11上某一凹槽12從毛箱2開口處夾持刷毛25旋轉至與毛孔閉合塊22接合的植毛孔14(B點)部位時，其刷頭托舉機構4則向上靠緊取毛盤11，同時還將刷頭42上與該凹槽斷面形狀對應的刷毛孔43置于植毛孔14下方。而植毛機構3便帶動其上的插銷31從上方插入植毛孔14(B點)，將刷毛25推入刷頭42上的刷毛孔43中。刷毛25從刷頭42上的背面插入刷毛孔43，再從其刷面一側伸出，當插銷31推至最低點時，刷毛25大部分已伸出在刷面一側，但刷毛25的另一端仍留在刷頭42的背面一側，即在刷頭42的背面仍留有較短的刷毛25，以便后續(xù)的工序從刷頭42的背面固定刷毛25。
該刷毛孔植毛完成后，插銷31抬起，脫離植毛孔14，托舉機構4向下運動使刷頭42離開取毛盤11，然后取毛盤11逆時針轉動，凹槽12離開毛孔閉合塊22后不再形成封閉孔，再回到毛箱2開口部位的取毛位置(A點)，從而為下一個刷毛孔的植毛作好準備。
在每一刷毛孔的植毛過程中，刷頭托舉機構4都要完成如上下、左右、前后、旋轉等形式的運動，看似該機構的運動和控制比較復雜，在目前的技術水平條件下，通過工業(yè)電腦控制，變頻器驅動不同功率和規(guī)格的伺服電機動作，實現(xiàn)起來并不困難。例如，前面所述的刷頭托舉機構4所要完成的四種形式的運動，可以使用四臺不同輸出功率的伺服電機來控制實現(xiàn)。其實現(xiàn)有的數(shù)控高速植毛機上的牙刷柄固定及對位機構也有類似的動作，只需做部分改進即可用于刷頭托舉機構4中。而對于本植毛機各機構動作的協(xié)調控制，若采用原有植毛機上的工業(yè)電腦控制系統(tǒng)則更容易實現(xiàn)。
權利要求1.異孔形毛刷植毛機，包括取毛機構，毛箱，換毛機構、植毛機構和刷頭托舉機構，其特征在于在取毛機構(1)中設有一個可繞其軸心旋轉的取毛盤(11)、在取毛盤(11)的外圓周表面上設置有一個以上的凹槽(12)，各凹槽(12)的斷面形狀分別與毛刷刷頭(42)上刷毛孔(43)的孔形相對應，取毛盤(11)的厚度大于毛箱(2)內刷毛(25)的長度；各毛箱(2)的開口均朝向取毛盤(11)并排成一直線，該直線與取毛盤(11)的外圓相交，其相交線的弦長與毛箱(2)開口的寬度基本相等，擋毛器(21)及毛孔閉合塊(22)分別設置在毛箱(2)開口與取毛盤(11)接觸部位兩側的弧形區(qū)域內；換毛機構(24)的運動方向與毛箱(2)開口的直線相平行；在取毛盤(11)的上方設置有植毛機構(3)，植毛機構(3)上設置有可隨取毛盤(11)同步轉動并與取毛盤(11)上各凹槽(12)位置分別垂直對應的插銷(31)，各插銷(31)的斷面形狀均與其下方凹槽(12)的斷面形狀相對應；刷頭托舉機構(4)設置在取毛盤(11)與毛孔閉合塊(22)接合部位的下方，刷頭托舉機構(4)上設有從邊部支撐刷頭(42)的中空支架(41)，刷頭(42)上的刷毛孔(43)為通孔；當取毛盤(11)上某一凹槽(12)從毛箱(2)開口處夾持刷毛(25)旋轉至與毛孔閉合塊(22)接合的植毛孔(14)(B點)部位時，其刷頭托舉機構(4)則向上靠緊取毛盤(11)，同時還將刷頭(42)上與該凹槽(12)斷面形狀對應的刷毛孔(43)置于植毛孔(14)下方，而植毛機構(3)便帶動其上的插銷(31)從上方插入植毛孔(14)，將刷毛(25)推入刷頭(42)上的刷毛孔(43)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的異孔形毛刷植毛機，其特征在于毛箱(2)上毛箱腳(23)的端部向取毛盤(11)方向伸出，在取毛盤(11)外圓底部各凹槽(12)之間的區(qū)域內設有毛箱腳避讓槽(13)。
3根據(jù)權利要求1或2所述的異孔形毛刷植毛機，其特征在于取毛盤(11)上凹槽(12)的斷面形狀為一邊開口的圓形或非圓形狀。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的異孔形毛刷植毛機，其特征在于取毛盤(11)外圓表面上等分設置有3-6條凹槽(12)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的異孔形毛刷植毛機，其特征在于只有當取毛盤(11)上的毛箱腳避讓槽(13)與毛箱(2)上的開口直線平行時，換毛機構(24)才可帶動毛箱(2)作直線往復運動。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的異孔形毛刷植毛機，其特征在于刷頭(42)的刷面向下擱置在中空支架(41)上，中空支架(41)的內空高度應大于刷面上刷毛(25)的長度。
專利摘要異孔形毛刷植毛機，在取毛盤的外圓周表面上等分設置有3－6個的凹槽，各凹槽的斷面形狀分別與毛刷刷頭上毛孔的孔形相對應，毛箱的開口均朝向取毛盤并排成一直線，在取毛盤的上方設置有植毛機構，植毛機構上設置有可隨取毛盤同步轉動并與取毛盤上各凹槽位置分別垂直對應的插銷，刷頭托舉機構設置在取毛盤與毛孔閉合塊接合部位的下方，由插銷垂直植毛，解決了非圓形毛孔刷毛植入的難題，可使牙刷或其他刷類產品的刷毛束形和色彩多樣化，植入的刷毛種類和顏色比原有植毛機提高了0.5－3倍左右，結構較簡單，制作方便，產品附加值提高。
文檔編號A46D3/04GK2860205SQ20052009889
公開日2007年1月24日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者饒薇 申請人:饒薇