专利名称：夹物模压剃刀夹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用夹物模压法(insert molding)制造剃刀夹头的方法和装置。
背景技术：
剃刀刀片可以使用各种技术被安装在适合于湿剃毛发的剃毛发系统中。许多剃毛发系统包括柔性刀片，所述柔性刀片沿着其长度需要支架。
举例来说，一些包含柔性刀片的支撑剃毛发系统通过将刀片夹在两层塑料之间而得以制造，所述刀片具有多个沿着其长度延伸的通孔。然后所述刀片被固定在适当位置上，例如通过穿过所述通孔铆接刀片。这种构造方法的一个功能是可以提供刚性支架给柔性刀片。对于那些通过这种方法制造的包含多个刀片的剃刀来说，通常必要的是，在各个刀片之间设置一个支持隔件。
柔性刀片也通过绕着所述刀片的与切削刃相对的纵向边缘来夹物模压塑料剃刀或剃刀夹头的方式，而得以支持，例如正如美国专利No.5,053,178所述。通常，刀片的未磨快边缘的绝大多数或全部是被模制塑料锁位的，并且支架结构整体地被模制到夹头外壳中，以沿着刀片长度提供支架。在那些被设计成允许刀片弯曲的系统中，支架结构可以起皱，以允许夹头主体和刀片同时弯曲，与此同时，提供间歇隔开的支撑刀片。一个整体防护装置常常作为夹头结构而模制出来以保护皮肤。
其它类型的剃毛发系统包括被支持的(相对不易弯曲)刀片，所述刀片只是在其端部被锁位，并且被允许在剃毛发期间，在大体上垂直于刀片长度的方向上移动。具有一个可移动的被支持刀片的剃刀夹头被显示在例如美国专利No.4,378,634中。在这种夹头中，各个刀片被连接到一个弯曲刀片支架，所述支架具有上部和下基部，所述上部以理想角度被支持刀片，所述下基部相对于上部进行弯曲。这种弯曲刀片支架通常由金属片制成，所述金属片被压制和弯曲。(这种刀片和刀片支架在此被显示在附图6-8中。)弯曲刀片支架的下基部延伸到侧面，超出上弯曲部和刀片。下基部在位于夹头外壳内的槽中可以上下滑动，同时，在剃毛发期间，上部靠在弹性臂上。夹头外壳的槽具有后停止部和前停止部，后停止部和前停止部之间限定这样的区域，即在该区域中，当刀片支架在剃毛发期间在槽中上下滑动时，刀片支架可以前后移动。前停止部超出刀片端部，以便不会干涉刀片运动。
美国专利No.5,369,885描述了夹物模压动态剃毛发系统，即这样一种剃毛发系统，其中，刀片被允许在一个大体上垂直于刀片长度的方向上移动。在如图6所示的一个实施例中，被支持刀片在其端部通过夹物模压法进行锁位，并且通过竖直的复位弹簧30被动态地安装在剃刀夹头中。
发明内容
总体而言，本发明公开了适用于制造剃刀夹头的方法和装置。优选的剃刀夹头包括被支持刀片。
使用本发明方法和装置制造的剃刀夹头可以提供良好的剃毛发性能，可以以相对低的成本进行制造，并且具有容易组装的简单设计。设计的简单性有助于减少产品的不一致性，所述不一致性是由更加复杂的设计中的误差叠加起来而产生的。优选的方法允许剃毛发系统进行经济地制造，同时使刀片损害最小化，或者甚至消除刀片损害，所述刀片损害会降低剃毛发性能。在一些实施过程中，夹头之间可以获得非常一致的刀片的几何形状，由此改善剃毛发性能。
在一方面，本发明公开了一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在所述外壳中的被支持刀片，所述方法包括(a)将被支持刀片的支架部分装入到由芯部件限定而成的细长刀片槽中，所述芯部件被构造成限定模腔的一部分，所述模腔的型面限定了外壳形状；和(b)将树脂输送到模腔中，以形成外壳，并将刀片一部分锁位在树脂中。
本发明这方面的一些实施过程包括以下特征的一个或多个。所述刀片槽包括一个导入区域，所述导入区域被构造成有利于将刀片装入到刀片槽中。所述树脂输送步骤包括将刀片端部锁位在塑料中。所述导入区域包括位于刀片槽侧面的倾斜区域。所述导入区域还包括位于刀片槽端部的倾斜区域。当从刀片槽上方观看时，所述导入区域具有一个大体上呈弓形的形状，以适应刀片的弯曲。所述刀片槽包括一个下部，所述下部具有基本上竖直的侧面，所述下部构造成可以给刀片定位。所述输送步骤包括将许多树脂输送到模腔，各个树脂形成外壳一部分。至少一个树脂包括适应性材料。所述方法还包括通过保持装置将刀片支架保持在所述刀片槽中，所述保持装置选自包括真空、磁性和机械装置的组合。所述方法还包括使用真空传递装置将被支持刀片输送到刀片槽。所述方法还包括在模腔中提供间隙区域，所述间隙区域被构造成可以让型面不会接触被支持刀片的位于刀片剃毛发区域中的边缘部分。所述方法还包括在模腔中提供接触区域，所述接触区域被构造成可以让型面在位于邻近刀片端部的未剃毛发区域中而且位于刀片端部内的被支持刀片上关闭。所述方法还包括在超出各个刀片端部的模腔中提供去芯区域(coring areas)，所述去芯区域被构造成可以在完成的产品的各个刀片端部附近提供一个塑料的柔性区域。所述芯部件可以从模腔去除。所述方法还包括将芯部件插入到模腔中。所述被支持刀片在将芯部件插入模腔之前，被装入到芯部件中。所述夹头包括许多刀片，而芯部件限定一个相应数量的细长刀片槽。
在另一方面，本发明公开了一种基本上同时制造多个剃刀夹头的方法，各个夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的刀片，所述方法包括(a)将各个刀片可移开地安装在芯部件上；(b)将各个芯部件放置在模腔中；和(c)将树脂输送到模腔，以形成外壳的至少一个部分，并且将刀片一部分锁位在树脂中。
本发明这方面的一些实施过程包括以下特征的一个或多个。步骤(a)在第一工作站进行，而步骤(b)和(c)在第二工作站进行。所述方法还包括，将各个芯部件放置在一个位于第三工作站的模腔中，以及将第二树脂输送到模腔以形成外壳第二部分。所述树脂和第二树脂中的至少一个是适应性材料。各个夹头包括多个刀片，并且步骤(a)包括，将多个刀片安装在单个芯部件上。
在另一方面，本发明公开了一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的刀片，所述方法包括(a)将刀片装入到模腔中；(b)将适应性材料输送到模腔，以至少将刀片端部锁位在树脂中；(c)将刀片和模制适应性材料放置在第二模腔中，所述第二模腔限定了模制外壳的形状；以及(d)将树脂输送到第二模腔，以形成模制外壳。
在另一方面，本发明公开了一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的被支持刀片，所述方法包括(a)将被支持刀片装入到模腔中，所述模腔的型面限定了外壳的形状；(b)在超出各个刀片端部的模腔中，提供去芯区域，所述去芯区域被构造成可以在完成的产品的各个刀片端部附近提供一个塑料的柔性区域；以及(c)将树脂输送到模腔，以形成外壳并且将刀片端部锁位在树脂中。
在又一个方面，本发明公开了一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的被支持刀片，所述方法包括(a)将被支持刀片装入到模腔中，所述被支持刀片具有刀片端部，所述模腔的型面限定外壳的形状；和(b)将树脂输送到模腔，以形成外壳并且将刀片端部锁位在树脂中；其中，所述树脂通过一个浇口进行输送，所述浇口如此定位，以便于让树脂流的实质部分可以在模腔被充满之前通过刀片端部。
在一些实施过程中，所述浇口可以基本上被布置在所述模腔的在所述刀片长度方向上的中心。
这里所使用的术语“被支持刀片”，是指一个刀片组件(例如，一个被安装在弯曲的加强支架上的刀片)或者其它结构(例如，一个沿着其长度被弯曲以便给刀片提供硬度的刀片)，所述刀片组件或者其它结构具有足够的硬度，以允许被支持刀片可以在剃毛发系统中提供可以接受的剃毛发性能，在所述剃毛发系统中，所述被支持刀片在其端部进行安装，而剃毛发边缘的剃毛发区域的一部分基本上不受剃毛发系统外壳的支持。
本发明其它的特征和优点，将从以下的描述、附图和权利要求书中变得很明显。
图1和图2分别是根据本发明一个实施例的一个剃刀夹头的顶部和底部透视图。图1A是剃刀夹头的俯视图。图1B是图1A中的区域B的一个放大的详细视图。
图3-5分别是图1所示剃刀夹头沿着线3-3，4-4和5-5的横截面视图。
图6-8分别是图1所示剃刀夹头所使用的刀片的俯视图，正视图和垂直剖面图。
图9是一种夹物模压装置的分解透视图，所述夹物模压装置被使用在根据本发明一个实施例的方法中。图9A夹物模压装置的一个部分的放大详细视图。
图10是图9所示夹物模压装置的一个装配视图。
图11-13是透视图，显示了夹物模压过程中的步骤，所述模压过程使用图9-10所示的装置。
图14是图9所示夹物模压装置的透视图，所述夹物模压装置带有一个已完成的剃刀夹头。
图15是图9-10所示装置的模腔上部的底部平面图，正如图9中线15-15所指示。
图16是图9-10所示装置的模腔下部的顶部平面图，正如图9中线16-16所指示。
图17是在树脂被注入模腔之前的图12所示装置沿着线17-17的横截面视图。
图18是在树脂被注入模腔之后的图12所示装置的横截面视图。
图19是相应于图14的横截面视图。
图20是根据本发明一个选择实施例的剃刀夹头的顶部平面图。
图21是适合用于图11-13所示夹物模压过程的芯块的顶视图。
图22和22A是与图21所示芯块相似的双刀片芯块的横截面视图，所述横截面分别沿着图21的线22-22和22A-22A获得，所述双刀片芯块具有被支持刀片，所述被支持刀片在适合于模压的适当位置。
图23和23A分别是将刀片输送到模具的刀片输送装置的正视图和侧视图。图23B是刀片输送装置的一个部位的放大详细视图。
图24是根据本发明一个选择实施例的剃刀夹头的与图4相似的横截面视图。
图25是根据本发明一个选择实施例的剃刀夹头的局部顶部平面图。图25A是沿着图25中线A-A的横截面视图。
具体实施例方式
剃刀夹头的结构参考图1，剃刀夹头10包括一个模制的塑料外壳16，所述塑料外壳承载有一个刀片18，并且包括一个防护装置20。
参考图2，夹头10还包括凹槽24，所述凹槽构造成可以容纳手柄(以虚线显示)上的互连元件25，外壳16以枢转形式安装在所述手柄上。互连元件25将外壳16可拆卸地并且固定地连接到手柄，互连元件25有两个臂26，所述臂在外壳16的两侧以枢转形式支撑外壳。
防护装置20包括一个鳍状单元，所述鳍状单元被模制在外壳16的前部，以接合和拉伸使用者的皮肤；其它的皮肤接合凸出物也可以被使用，例如美国专利No.5,191,712中所描述的皮肤接合凸出物，该美国专利在这里被引作参考。防护装置20可以由弹性体人造橡胶材料制成，或者由与外壳16其它部分相同的材料制成。优选的是，鳍状物朝着刀片18逐渐增高，从而可以逐渐地提起毛发，以便进行更加靠近而且更加舒服的剃毛发。如图1A所示，防护装置20可以包括许多贯通的开口19，所述开口被构造成可以使肥皂、毛发和碎屑冲洗穿过所述防护装置。
剃刀夹头10也可以包括其它的部分(未显示)，所述其它部分可以提高剃刀夹头的性能或者延长夹头的寿命。例如，可以包括一片作为牺牲阳极的铝片。同样，例如美国专利Nos.5,113,585和5,454,164中所描述，一个剃毛发辅助合成物可以被设置在外壳16的上沿，从而可以输送一种润滑物质到使用者的皮肤上，所述专利中被公开的部分在这里被引作参考。
参考图6-8，刀片18在焊点60被焊接到刀片支架34的上部62，形成一个被支持刀片。刀片支架34的基部32在支架端部64处延伸超过刀片18和上部62。刀片18的切削刃28在生产中非常容易受到刻痕、钝化以及其它损害的影响，因此要求在生产过程中要进行仔细的处理，这将在下面进行讨论。
如图4所示，刀片支架34的支架端部64被模制的塑料外壳16锁住，从而可以防止被支持刀片的移动。通常，刀片结构在各个端部至少有0.5mm应该被锁住。如图所示，刀片18的端部通常进行封装，换句话说，就是通常用塑料进行覆盖，因此，刀片边缘的尖锐角部就不会与皮肤接触。(如果夹头设计成这样，即在被暴露时刀片边缘不会接触皮肤，例如，如果外壳部分延伸到刀片边缘会从那里延伸的区域以外，那么外壳就不必覆盖刀片边缘。)整个长度的刀片18没有连接到外壳，而且也不会受到塑料外壳的支持。相反，如图3所示，在刀片18后面和周围设置了一个开口区域36，可以允许毛发和碎屑很容易从刀片区域冲洗出来，并且由此防止毛发和碎屑阻塞刀片区域。优选的是，在最靠近外壳的刀片支架34边缘和所述外壳之间有至少大约0.4mm的间隙。对于包括许多刀片的系统，刀片之间具有相似大小的间隙是理想的。被支持刀片的相对硬度允许刀片可以只是在其端部受到支持，同时也不会有过多的挠曲现象发生在剃毛发期间。
如图1B所示，开口区域41包围刀片端部，并且朝着夹头边缘510延伸。小而柔软的塑料区域“F”被开口区域41的宽度w，以及开口区域41的端部到夹头边缘510的距离D限定而成。这个柔软区域F在(a)邻近刚性刀片的塑料，其中，所述塑料由于刀片的存在基本上不会移动，和(b)位于区域F另一侧的塑料，其中，由于在模制后塑料会收缩，所以所述塑料会受到剪切力(如图1B箭头所示)的影响，之间提供了一个柔软界面。因此，这种柔软界面可以适应夹头两个区域之间的收缩差异，趋向于防止夹头外壳扭曲、和/或刀片弯曲，以及防止以其它形式发生的事故。通常，为了实现这种应力消除，优选的是，尺寸D要尽可能地小，同时要保持足够的夹头耐用性，而且W要尽可能地大，同时要保持可以接受的夹头尺寸。
通常，优选的是，开口区域41延伸穿过夹头的厚度，例如如图5所示，从而允许刀片周围的夹头产生平衡的收缩，而不会有力被施加在刀片和夹头之间，从而可以防止扭曲和弯曲现象。在有些情况下，开口区域可以只是部分地延伸穿过夹头厚度。这种实施方式的例子在下面的其它实施例部分进行讨论。
在图3-5所示的实施例中，除了终端在箭头A所示方向上有些微移动以外，刀片不会被允许移动。刀片在其端部被固定安装，可以沿着刀片整个长度提供很好的刚性，从而使剃毛发期间的振动和响声最小化，或者甚至完全防止在剃毛发期间发生振动和响声。
单刀片夹物模压装置适用于制造夹头10的夹物模压装置100被显示在图9和10中。夹物模压装置100包括一个上阴模102，一个下型芯模103，和一个可移动型芯插件104。上阴模102包括一个上模制部分108(图15)，而下型芯模103包括一个下模制部分110(图16)当上阴模102和下型芯模103开始接触时，如图12所示，上模制部分108和下模制部分110一起形成一个模腔112(图17和18)。模腔112的形状与夹头外壳16的形状相一致。下模制部分110包括一个开口114(图16)，可移动型芯插件104通过该开口114被插入模腔112，所述模腔如图17所示并且将在下面进行讨论。
型芯插件104包括一个上边缘116，所述上边缘具有一个磁性条118，刀片18的整个长度可释放地固定到该磁性条。因为刀片沿着其长度牢固地固定，所以在制造过程中，刀片可以随型芯插件一起从一个位置传输到另一个位置，同时不会对刀片刻痕，或者以其它方式损害刀片。磁性条118也防止刀片18在型芯插件输送到模具的过程中移动或者移位。
型芯插件104插入到开口114的过程受型芯插件引导套管120和型芯插件引导销122的引导。引导销122防止损害型面，并且允许在型芯插件104和开口114之间保持一个非常小的间隙。当型芯插件104处于附图13所示的位置上时，其密封模腔。
冷却液通过管道124输送给上阴模102和下型芯模103，并且通过上阴模102和下型芯模103进行循环，这是模制技术中公知的技术。树脂通过一个浇口126进行输送。
单刀片夹物模压方法在开始以下描述的夹物模压方法之前，将被支持刀片放在型芯插件104的磁性条118上。这个步骤通常在一个单独的工位进行，此后，型芯插件104被传输到夹物模压装置100。刀片可以任何适当方式被输送到磁性条，并且被放置在磁性条上，其例子将在下面进行描述。可以使用机器人技术来给刀片定位。
在刀片定位后，型芯插件通常要进行检查，而且刀片高度也要进行测量，以确保完成的夹头会满足产品规格，换句话说，就是要确保当刀片端部被封装在树脂中时，刀片会被正确地定位。如果，例如刀片上有毛口，或者刀片或型芯插件上有碎屑，那么刀片高度可能不正确。刀片高度的可以接受的变化通常在小于规定的最大刀片高度0.005″这个级别。如果刀片高度在可接受的变化范围外，那么刀片就要被去除，并且重新进行定位。刀片和/或型芯插件可以例如通过气喷净法进行清除。刀片高度可以任何适当方式进行测量，例如通过机械测量法或者通过视觉系统进行测量。
刀片的正确的侧面对侧面的定位可以通过去心塔(coring towars)101(图9A)提供，所述去心塔在侧面对侧面的方向上对准刀片。这些去心塔在图9和10中被省略，这是由于这些图的比例的原因，但是在图9A中得以显示，图9A是合适的型芯插件的放大图。在图9A所示的实施例中，型芯插件包括一个细长刀片槽，这将在下面进行详细描述。除了有助于对刀片进行定位以外，去心塔101可以在完成的产品上提供上面所述的开口(去芯)区域41。定位过程也可以通过其它技术来进行，例如通过在刀片支架上设置一个槽，并且在将刀片施加于插件的工具上设置相应槽口。
刀片装入、定位和保持可以使用下面在“多刀片/高速制造方法”部分中所述的方法来实现。
接下来，型芯插件104被移动到与上阴模102对准，所述上阴模在模制过程中保持固定。当型芯插件104正确对准时，下型芯模103被移动到与型芯插件和上阴模102对准，而且型芯插件104被插入到芯块103(图)中。
然后如图12所示，模具被关闭(下型芯模103被移动到与上阴模102接触)。被关闭的模具形成模腔112(图17)。互锁对准结构500、502、504、和506(图10)被设置在上阴模102和下型芯模103上，以确保半模彼此精确对准，从而允许完成的夹头的几何形状得以精细地控制。
型芯插件104在刀片下方限定了一个区域，所述区域在完成的夹头中是开口的。刀片下方的这个开口区域通过为刀片装入提供间隙而得以保持，所述间隙足够小，以便于塑料由于其粘性不会流到开口区域中。对于有些通常使用的塑料，这个间隙要小于0.005英寸；对于具有更低熔融流动指数的塑料来讲，可能要求更小的间隙。这些模具的设计标准在夹物模压领域中是很好理解的。
在模具填充过程中，开口区域通过一个浇口126(图16)被填充，所述浇口被定位在中心，以将塑料流分裂到模腔中，从而使塑料流前部通过嵌入刀片的端部。这个浇口的定位允许在模腔被完全填充之前，形成小的固化塑料区域。小的固化塑料区域，被称作“外皮”，覆盖刀片装入间隙，由此限制和减慢熔化塑料渗透到这些间隙。由此，浇口在这个位置的定位允许在完成模具填充和包装过程之前，刀片装入间隙发生起皮(skinning up)现象，从而有利于允许设置这些间隙，同时塑料不会沿着刀片长度进行不理想的流动。浇口不一定位于中心，只要浇口被设置成，树脂流实质部分在模腔被充满之前经过刀片端部，从而允许树脂流前部在模腔被完全充满以前进行部分固化。
接下来，如图18所示，树脂通过浇口126被注模到腔室112中。在这个过程中，冷却液从管道124经过型芯模103和阴模102进行循环，从而有助于对树脂进行冷却和固化。上述的膜特征可以防止刀片在冷却和固化(通常导致树脂收缩)期间弯曲。
当芯块103被降低，打开模具，并且使型芯插件被降低以使完成的夹头10从上模制部分108脱模之后，由此产生的模制夹头10被显示在图14中。完成的夹头可以使用机器人技术或其它合适技术移开，此时，型芯插件可以位于附图14所示位置上，或者型芯插件可以从型芯模103被移开。
在脱模之后，另一个型芯模103(或者，如果需要的话，是同一个型芯模)被换位到上阴模102下面的位置，并且重复上述的过程。
多刀片/高速制造方法虽然当用相对低速的方法装入单个刀片时，上述方法通常很实用，但是当装入多个刀片时，和/或在高制造速度时，上述方法就不是这么实用。在这些情况下，刀片和模具之间的紧配合使得难以将刀片正确定位在型芯插件中。
适用于处理这些问题的一种技术就是型芯插件的使用，所述型芯插件具有一个或多个刀片槽，所述刀片槽被构造成可以允许细长刀片支架快速和准确地被定位在所述刀片槽中，并且在模制过程中被保持在那里。
适用于双刀片夹头的一个合适的型芯插件200被显示在图21中。图22和22A显示了模腔的横截面视图，所述模腔包括型芯插件200，所述横截面是在型芯插件200的两个区域上获得的，所述两个区域在图21中用截面线22-22和22A-22A表示。被支持刀片18被定位在型芯插件中，此时，各个刀片支架34的基部32延伸到刀片槽202(图22，22A)中。在刀片被输送到刀片槽后，一个真空源204(图21)将刀片牢固地保持在适当位置上。作为选择，如果需要，刀片可以被磁性地或者机械地保持在所述刀片槽中，例如通过对刀片槽的壁进行弹簧加载的方式。在注模循环完成后，起模杆205(附图21)打破真空，并且迫使完成的夹头离开模具。
导入角被设置成可以有利于将刀片输送到刀片槽。在正常的模制条件下，现有技术中的普通设计原则是要在刀片和模具之间提供最小的间隙，以使溢料最小化。但是，我们发现，间隙可以被设置来有利于刀片插入和定位，正如下面要讨论的一样，同时，树脂不会沿着刀片进行不理想的流动。重要的是，设置这些间隙，允许刀片快速装入和正确定位，即使在高制造速度时。这些间隙也允许多个刀片被定位成彼此靠近，以形成一个紧凑的、而且在美学上讲是令人愉快的夹头设计。
刀片槽的优选几何形状在图22和22A中进行了详细地显示。在图22和22A中，上阴模210位于合适的位置上，从而形成一个模腔212，所述被支持刀片18就被定位在该模腔中。图22显示了位于刀片中心(在图21中用线22-22表示的位置)的刀片槽和上阴模210的几何形状，而图22A显示了夹断区域(在图21中用线22A-22A表示的位置)处的几何形状。所述夹断区域位于刀片的非剃毛发区域中，充分地位于刀片端部的内部以允许刀片端被封装，但是足够靠近刀片端，因此，剃毛发性能不是显著地受到对这些区域切削刃的任何损害的影响。夹断区域在内侧距离刀片端部通常大约是0.020到0.030英寸。正如下面要详细讨论的一样，模制工具的几何形状在刀片中心是不同于其在夹断区域的几何形状。由于只有必要在夹断区域的刀片上进行切断，以防止沿着刀片溢料，所以较大的导入角和其它开口区域可以被设置在夹断区域的内部。
参考图22，在刀片中心，刀片槽具有以下尺寸导入角206具有从大约0.020到0.030英寸的深度D，优选是大约0.026英寸；型芯插件的支持表面214具有弯曲半径R，邻近刀片支架34的弯曲部分，大约是0.005到0.007英寸，优选是大约0.006英寸；所述槽的支持表面侧上的导入角A1是大约6到8度，优选大约是7度；在左侧刀片槽的相对定位侧216上的导入角A2是大约2.5到4.5度，对于左侧刀片槽，优选是大约3.5度；在左侧刀片槽的相对定位侧216上的导入角A3是大约6到7度，优选是大约6.3度。导入角A1，A2，和A3是从刀片支架34的基部32的平面到刀片槽的相面对壁测量的。角A2小于角A3，因为角A2在切断区域(如图22A所示)必须相对小，以防止树脂沿着刀片流动，因此，角A3可以被选择成以提供一个最佳导入部。
在各个刀片槽(位于导入区域206下面)的下部和刀片支架之间通常具有非常小的间隙。通常，在刀片支架每一侧，间隙C2大约是0.0002到0.0004英寸，优选是大约0.0003英寸。在刀片槽底部设置有一个小间隙C3，以适应在刀片支架长度上的偏差，因此，切削刃不会基于刀片支架的长度进行定位。C3通常大约是0.0004到0.0006英寸，优选是大约0.0005英寸。
通常，导入区域206应该足够宽，以在将刀片插入刀片槽期间，给刀片提供引导，但是也足够窄，以使树脂沿着导入区域中的刀片的流动最小化。深度D应该足以在插入期间引导刀片，但是足够有限，以使刀片支架34可以受到刀片槽的支持，并且在模制之前或期间，不会侧向移位。刀片槽左侧和刀片左侧之间的最大间隙G根据需要进行限制，以切断位于夹断区域(如图22A所示并且如下所述)中的树脂。这个间隙在夹断区域中必须很小，以使溢料最小化，并且只能沿着刀片长度(如图21中的连续曲线所示)在一定程度上增加。因此，最大间隙G通常是大约0.002到0.004英寸，优选是大约0.003英寸。
型芯插件200和上阴模210也在刀片支架34的后弯曲表面上限定一个开口区域222。在模腔中包括开口区域222的设计，允许上阴模相对坚固(如果不包括这个开口区域，那么上阴模会包括一个可能易碎的“削边薄边”，所述薄边延伸到图22A所示的窄开口区域222中)。通过包括开口区域的方式来限制这个削边薄边，允许多个刀片被紧密地隔开，同时不会损害模具的耐用性。这些开口区域被构造成可以使树脂沿着刀片的不理想的流动最小化，这是因为在其很远地运送到这些区域之前，由于先前所述的关键的浇口位置的原因，注入的树脂流的前部会冷却并且停止。因此，如图22A所示，开口区域222在夹断区域比在刀片中间要小很多。在夹断区域，开口区域222优选具有0.003到0.005英寸的一个宽度W，更加优选的是大约0.004英寸，因此在刀片宽度W的中间可以如同需要的一样那么大，同时也在加工的设计约束范围内。
如图22A所示，在夹断区域，由型芯插件200限定的导入角A2过渡到一个较大角A5，所述角度A5是由上阴模210限定的。角度A5通常是大约5到7度，优选是大约6度，因此，角度A2是大约2.5到4.5度，优选是3.5度，正如上面参考图22所讨论的一样。在型芯插件和上阴模之间的这个角度的改变用来在夹断区域中提供开口区域222。
类似地，开口区域224被设置在刀片18下面，并且位于刀片支架34前部，以允许刀片支架在刀片被插入到刀片槽的期间，可以正确地进行固定，并且也允许模具被关闭，同时不会损害刀片支架34。此外，这些区域通常不会产生沿着刀片的不理想的树脂流动。优选的是，开口区域224具有一个宽度W1，所述宽度W1是从刀片支架34的上角部到型芯插件200的相面对壁进行测量的，并且是大约0.004到0.006英寸，更加优选的是大约0.005英寸。
开口区域246被设置在刀片18后面，以适应刀片宽度上的偏差。如同上述的其它开口区域一样，开口区域246的尺寸设计成可以使树脂流动最小化，同时有利于对刀片进行固定。通常，开口区域246具有一个0.002到0.004英寸的宽度W2，优选的是大约0.003英寸。
再参考图22，刀片槽和位于刀片中心(并且沿着刀片的绝大部分长度)的上阴模的几何形状也在刀片18的各个切削刃28周围提供了开口区域218，从而保护切削刃由于与模具表面接触而受到损害。在邻近左侧开口区域218的位置，上阴模210相对竖直方向限定了一个角度A4，所述角度可以在夹断区域(如图22A所示并且如下所述)中提供一个密封，并且可以在模具关闭时提供一个滑动力，所述滑动力可以将刀片推到一个正确位置，以进行模制。所述角度A4优选的是12到15度，更加优选的是大约13.5度。在切削刃28和上阴模210的相对壁之间的间隙C通常是大约0.003到0.005英寸，优选的是大约0.004英寸。一个间隙C1也被设置在刀片18的平面220和上阴模之间，以适应刀片厚度上的变化。间隙C1通常是大约0.0002到0.0004英寸，优选的是大约0.0003英寸。
如上所述，刀片槽和上阴模在夹断区域(在图21中用截面线22A-22A表示)的几何形状不同于在刀片中心(在图21中用截面线22-22表示)的几何形状。在附图22A详细显示的所述夹断区域中，上述开口区域足够小，因此，即使有树脂溢流到刀片的剃毛发区域，也是很少的；而且在所述夹断区域中，还设置有接触区域(即，上阴模210和型芯插件200之间的理论上线线接触的区域)，以进一步防止溢流。例如，为了防止溢流，上阴模210接触夹断区域中的刀片18。虽然这种接触可以引起对刀片18的一些损害，但是这种损害是可以接受的，因为靠近刀片18端部的这些区域通常不是剃刀夹头的剃毛发区域，即在剃毛发期间，这些区域不会接触使用者的皮肤。
接触区域在图22和22A中用符号II表示。在图22A中所示的所述接触区域可以防止溢流，此外，还具有其它功能，例如给刀片定位。图22中所示的位于刀片中心的接触区域不会对溢流产生作用，因此只是用作对刀片进行定位和支持。接触区域(a)位于刀片18的下侧240，以防止树脂沿着刀片长度流动，(b)位于刀片支架34的下侧242，以对刀片进行支持和正确定位，以及(c)位于刀片支架34的弯曲上部244，以接触刀片支架34并且适应刀片支架曲率的偏差，因此使导入角保持一致。
如图21所示，从上面观看时(图21)，导入区域206基本上呈弓形，因此，导入区域206的尺寸沿着刀片长度改变。这个弓形可以适应细长刀片的由制造偏差引起的弯曲，或者可以适应在所述刀片被传输到槽时所产生的弯曲。因此，位于型芯插件200顶表面208的刀片槽的开口的宽度就从槽各端朝着中心以大幅度曲线增加，所述槽在中心的宽度W比在端部的宽度大至少大约0.015″，优选是比在端部的大大约0.015″到0.020″。这种弓形结构致使刀片在刚一插入槽中时，就被迫保持平直。因为弓形刀片可能将切削刃定位到受损害的位置，所以迫使刀片保持平直，可以保护刀片边缘在模制期间免受损害。
重要的是，上述刀片槽几何形状允许刀片快速而且容易地被进给到一个非常窄的槽中，在模制期间，所述刀片被牢固地保持在所述槽中。因为在刀片槽和刀片支架之间具有非常小的间隙，所以在没有导入区域206的情况下，很难在高速制造期间，将刀片插入槽中。
适用于将刀片装入到上述型芯插件200中的适当设备被显示在图23-23A中。如图23A所示，刀片输送单元300支撑着被支持刀片，即通过在没有接触其切削刃28的情况下，保持着刀片18。刀片通过一个真空源302，被保持在所述输送单元300的合适位置上。可以使用磁性源(未示)来代替真空源302，或者作为真空源302的补充。如果作为真空源的补充，那么磁性源将在真空失效的情况下提供备用。通过在箭头A方向上移动输送单元300，可以将刀片支架34插入刀片槽202。如上所述，刀片支架34通过导入区域206被引导到刀片槽202中。如图23所示，终端导入区域304也被设置在刀片端部，从而使型面远离刀片端部形成角度倾斜。导入区域304允许输送工具与模具不对准，从而进一步有利于将被支持刀片输送到刀片槽。导入区域304产生开口区域41的锥度，所述锥度可以在截面图(图5)上看得见，即，导入区域304在完成的夹头中产生在基部比在顶部更宽的开口区域41。
在插入后，刀片通过真空源306被保持在型芯插件200中。刀片输送工具被详细显示在附图23B中。如图23B所示，刀片输送单元300包括一个刀片支撑部310，所述刀片支撑部具有一个几何形状，所述几何形状允许被支持刀片18被牢固保持，并且被引导到刀片槽202中，同时不会损害刀片切削刃28。因此，在各个刀片前部具有一个间隙C1，如果当刀片在被输送到刀片槽时有震动，那么所述间隙足以防止刀片因为接触所述工具而受到损害。通道312具有足够的直径D，以便于刀片18牢固地得以保持，其中，真空源302是通过所述通道得以运用的。
在一些情况下，有必要提供附加工具，以使刀片未对准现象最小化，这种未对准现象是由高速机器人技术的震动引起的。这种工具在商业上可以从Hekuma获得。
动态剃刀夹头在上述的实施例中，各个刀片被牢固地安装，即，刀片不被允许移动(除了终端的轻微轴向移动以外，以防止上述的塑料夹头的扭曲或者刀片的弯曲)。刀片在其端部进行固定安装，可以沿着刀片整个长度提供良好的刚性，从而使剃毛发期间的震动和响声最小化，或者甚至完全防止震动和响声。但是，如果需要，作为对剃毛发压力的响应，刀片可以被允许在大体上垂直于其长度的方向上移动，从而产生“动态的”剃刀夹头。
如图24所示，这种移动可以通过封装位于外壳16内的弹性区域44中的支架端部64得以实现。作为对剃毛发压力的响应，弹性区域44将允许被支持刀片在一个大体上垂直于刀片长度的方向(图24的箭头B)上稍微移动。为了限制被支持刀片的如箭头B所示的这种运动，可以在外壳上模制一个槽，以形成一个导轨(未示)。刀片在轴向上的运动是最小的。
弹性区域通常由适应性材料，例如象苯乙烯嵌段共聚物一类的热塑性弹性体(TPE)形成。其它合适的适应性材料包括硅树脂、热固性橡胶、天然橡胶(乳胶)、丁基橡胶、其它具有类似性能的材料，以及其混合物。合适的适应性材料足够地具有适应性，当被使用在理想的夹头几何形状中时，可以允许理想数量的刀片运动。在一些实施过程中，适应性材料的硬度计范围可以是大约肖氏A20到80。通常优选的是，刀片被允许移动的总体竖直距离(箭头B)少于大约0.20mm，此时，在剃毛发期间的运动通常平均是大约0.1mm。总体而言，刀片的前后运动是不理想的。通过使弹性区域构造成在水平方向具有最小厚度，同时使竖直方向的厚度最大化，这种运动可以被最小化。刀片在竖直和水平方向移动的数量，取决于弹性区域的几何形状，以及适应性材料的硬度计数值。如果包括弹性材料，便可以产生刀片运动，由于TPEs和类似材料的固有材料缓冲性能，所述刀片运动可以使不理想的震动最小化。
此外，理想的是，提供适应夹头收缩性的弹性区域，并且由此防止上述的扭曲和/或弯曲，同时，不必允许刀片在垂直于刀片长度的方向上的明显移动。在这种情况下，理想的是，可以使用一种比用于动态剃刀夹头的更硬的适应性材料，和/或可以调整弹性区域的几何形状。如果弹性区域被提供来适应夹头收缩，那么不必提供上述开口区域来实现这个目的。
其它实施例其它实施例落在以下权利要求的范围内。
例如，虽然被支持刀片已经作为被焊接到支架的刀片部件进行了描述，但是也可以使用其它类型的被支持刀片。例如，被支持刀片可以是单件的成形材料(例如，挠曲钢筋)，或者可以是刀片部件和加强部件的组件，所述刀片部件和加强部件一起使用任何理想技术例如焊接、铆接或粘结技术进行结合。刀片部件和加强部件可以是相同材料或者不同的材料。
此外，虽然在图1B中，在刀片端部和外壳边缘510之间设置了可以适应不同收缩性的柔性区域，但是所述柔性区域可以设置在其它区域，和/或具有不同几何形状。例如，如果需要，开口区域可以是直的，而不是呈C形。在图25和25A所示的另一实施例中，柔性区域F′可以被设置在刀片支架下面。在这种情况下，开口区域41′不会延伸穿过夹头的整个厚度，但是会围绕着刀片端部延伸一直到外壳边缘510。柔性区域可以使用其它结构进行设置。正如本领域普通技术人员能想到的一样，例如，柔性区域F或F′的布置可以引起外壳弯曲被最小化，或者可以根据柔性区域相对于其它特定夹头结构的位置，引起外壳弯曲为正或为负。
此外，虽然磁性条和真空作为将刀片保持在模制插件上适当位置的方法而在上面进行了描述，但是也可以使用其它技术。例如，整个型芯插件可以被磁化。作为选择，刀片可以使用不会损害刀片的任何其它理想连接技术而被可释放地固定到型芯插件。其它适当技术包括机械夹持，以及上述技术的组合。
虽然上面已经讨论了可移开的型芯插件，但是在许多情况下，理想的是，在高速制造过程中，可以使用机器人自动技术和传统对准技术而直接将刀片装入到模具中。在这些情况下，型芯包括一个与上述型芯插件类似的部分，所述部分具有刀片槽或其它刀片保持装置。在其它情况下，理想的是，可以利用上述的可移开的型芯插件。这么做，可以允许在脱机状态下，完成刀片装入过程，这可以减少或者消除制造延期，所述制造延期归于刀片装入方面的问题。例如，在被使用于模制多刀片剃刀夹头的高气穴模具(具有许多模腔的模具)的情况下，在一个脱机处理步骤中装入许多小刀片，是更有效的。
如果需要，夹头可以包括不止两个刀片。三刀片夹头400被显示在图20中。夹头400包括三个被支持刀片418。刀片418在其端部以上述方式进行锁位。在这个实施例中，省略了防护装置，以便为三个刀片提供空间，同时不会让夹头看起来太大。如果需要，开口槽420可以接受弹性剃毛发辅助条。如果需要，开口422可以被维持在打开状态以便进行冲洗，或者可以接受单独的防护装置例如被模制到夹头上的弹性材料插件，在所述开口422中的通常是防护区域。
如图所示并且如上所述，实质上，刀片剃毛发区域的整个长度可以不受塑料夹头的支持。作为选择，如果需要，刀片剃毛发区域的部分可以受到外壳的支持。通常优选的是，刀片剃毛发区域的至少50％不受支持，更加优选的是，至少75％。
此外，刀片支架可以在没有支架端部64的情况下进行制造，在这种情况下，被支持刀片的端部被锁位。
虽然弹性区域被显示成包围着刀片端部，但作为选择，弹性区域可以被设置在刀片端部下面或上面。
权利要求
1.一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在所述外壳中的被支持刀片，所述方法包括将被支持刀片的支架部分装入到由芯部件限定而成的细长刀片槽中，所述芯部件被构造成限定模腔的一部分，所述模腔的型面限定了外壳形状；和将树脂输送到模腔中，以形成外壳，并将刀片一部分锁位在树脂中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀片槽包括一个导入区域，所述导入区域被构造成有利于将刀片装入到刀片槽中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂输送步骤包括将刀片端部锁位在塑料中。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导入区域包括位于刀片槽侧面的成角度倾斜区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导入区域还包括位于刀片槽端部的成角度倾斜区域。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当从刀片槽上方观看时，所述导入区域具有一个基本上呈弓形的形状，以适应刀片的弯曲。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述刀片槽包括一个下部，所述下部具有基本上竖直的侧面，所述下部构造成给刀片定位。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输送步骤包括将许多树脂输送到模腔，各个树脂形成外壳的一部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，至少一个树脂包括适应性材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过保持装置将刀片支架保持在所述刀片槽中，所述保持装置选自包括真空、磁性和机械装置的组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用真空传递装置将被支持刀片输送到刀片槽。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在模腔中提供间隙区域，所述间隙区域被构造成可以让型面不会接触被支持刀片的位于刀片剃毛发区域中的边缘部分。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在模腔中提供接触区域，所述接触区域被构造成可以让型面在位于邻近刀片端部的未剃毛发区域中而且位于刀片端部内侧的被支持刀片上关闭。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在超出各个刀片端部的模腔中提供去芯区域，所述去芯区域被构造成可以在完成的产品的各个刀片端部附近提供一个塑料的柔性区域。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯部件可以从模腔去除。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将芯部件插入到模腔中。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述被支持刀片在将芯部件插入模腔之前，被装入到芯部件中。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述夹头包括许多刀片，而芯部件限定一个相应数量的细长刀片槽。
19.一种基本上同时制造多个剃刀夹头的方法，各个夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的刀片，所述方法包括(a)将各个刀片可移开地安装在芯部件上；(b)将各个芯部件放置在模腔中；和(c)将树脂输送到模腔，以形成外壳的至少一个部分，并且将刀片一部分锁位在树脂中。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(a)在第一工作站进行，而步骤(b)和(c)在第二工作站进行。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，将各个芯部件放置在一个位于第三工作站的模腔中，以及将第二树脂输送到模腔以形成外壳第二部分。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述树脂中至少一个是适应性材料。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，各个夹头包括多个刀片，并且步骤(a)包括，将多个刀片安装在单个芯部件上。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述芯部件限定了多个细长的刀片槽。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括使用真空传递装置将刀片装入到刀片槽中。
26.一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的刀片，所述方法包括将刀片装入到模腔中；将适应性材料输送到模腔，以至少将刀片端部锁位在树脂中；将刀片和模制适应性材料放置在第二模腔中，所述第二模腔限定了模制外壳的形状；和将树脂输送到第二模腔，以形成模制外壳。
27.一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的被支持刀片，所述方法包括将被支持刀片装入到模腔中，所述模腔的型面限定了外壳的形状；在超出各个刀片端部的模腔中，提供去芯区域，所述去芯区域被构造成可以在完成的产品的各个刀片端部附近提供一个塑料的柔性区域；和将树脂输送到模腔，以形成外壳并且将刀片端部锁位在树脂中。
28.一种制造剃刀夹头的方法，所述剃刀夹头包括一个模制外壳和一个被安装在外壳中的被支持刀片，所述方法包括将被支持刀片装入到模腔中，所述被支持刀片具有刀片端部，所述模腔的型面限定了外壳的形状；和将树脂输送到模腔，以形成外壳并且将刀片端部锁位在树脂中；其中，所述树脂通过一个浇口进行输送，所述浇口如此定位，以便于让树脂流的实质部分可以在模腔被充满之前通过刀片端部。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述浇口基本上被布置在所述模腔的在所述刀片长度方向上的中心。
30.根据权利要求26、27或28所述的方法，其特征在于，所述夹头包括多个刀片，而且所述装入步骤包括装入多个刀片。
全文摘要
本发明提供了一种通过夹物模压法制造剃刀夹头的方法。在一种方法中，被支持刀片(18、34)的支架部分被装入到一个由芯部件(104)限定的细长刀片槽中，所述芯部件(104)被构造成可以限定模腔的一部分。在其它方法中，弹性区域(44)被设置在刀片外壳(16)中，或者一个在完成的产品的各个刀片端部附近的塑料弹性区域(F)可以被预见。此外，本发明也提供了一种方法，借此方法，可以将浇口(126)定位成让树脂流实质部分通过刀片端部。
文档编号B29C45/00GK1652916SQ03810542
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月2日 优先权日2002年5月9日
发明者小威廉·R·布朗, 威廉·C·卡森, 亚历山大·T·谢瓦努, 托马斯·A·克里斯特曼, 肯尼思·E·约翰逊, 查尔斯·P·基里科普尔斯, 亚历杭德罗·李, 卡迪·J·路易斯, 黑尔格·齐迈特 申请人:吉莱特公司