技术领域

本发明涉及对管状部件上施加可扩展套筒，在该管状部件上形成凸缘的方 法，还涉及有凸缘的管状部件。

技术背景

本领域皆知，以纸板为材料的填塞物施加器包括一对相套的圆柱体。例如， 授予Wigner等人的美国专利4,412,833；授予Beastall等人的美国专利 5,087,239；授予Hinzmann的美国专利4,755,164；授予Huffman的美国专利 4,573,964；授予Whitehead的美国专利4,508,531；授予Neilsen等人的美国专 利5,683,358和授予Iskra等人的美国专利5,072,533，都揭示了这些施加器的 所有方面。

填塞物施加器，无论是纸板还是塑料制的，在其后端即抓握端一般都有一些 表面特征，以便使用者在将填塞物从施加器的另一端推出时，能或多或少牢固地 握住该施加器。模制的塑料施加器由于其制造时的特点一般具有明显的抓握端， 而纸板施加器和由其它片状材料制成的施加器，其抓握端的构形受到很大的限制。 例如，Wiegner等人揭示一种带浅槽的抓握端；Beastall等人揭示在抓握端有一 系列形成环的明显凹槽；Hinzmann揭示具有缩小的直径又有表面凹痕的抓握端区 域；Whitehead和Huffman都揭示了直径明显缩小的手指抓握区域。这些现有技 术揭示的各种手指抓握部分在防止推出填塞物时手指滑动的能力有限。

近来的努力集中在采用旋转技术形成朝外伸的凸缘的特征。例如，Neilsen 等人公开一种在填塞物施加器上形成向外伸出的整体指握环的设备。这种设备的 一个部件相对于另一个部件旋转形成卷曲。Iskra等人公开一种制造直径小于约25 毫米的纸板填塞物施加器，这种施加器具有向外卷起的指握端。这些方法都很类 似，而且在管状填塞物施加器部件上都有非常明显突起的特征。然而，由于要求 同时旋转和直线移动，这些方法都有机械复杂性很大的问题，在此过程中产生的 表面摩擦会损坏材料的表面，并且旋转技术需要很大的夹持力来抵抗施加到工件 上的旋转力。最终，这些向外卷起的产品一般会露出其未加工的内表面在凸缘上。 Neilsen等人还说明了向内旋转生成的凸缘。这种方法不能产生任何突起的特征， 而且会有大多数的上述缺陷。旋转法所固有的复杂特性和产生的高摩擦力导致高 的设备投资成本，并增加大量产生废料的可能性。而这些特点在制造低成本产品 如填塞物施加器的过程中显然是不适合的。

因此，需要的是用于在管状部件上产生凸缘能生产低成本合格产品的简便方 法，不需要加入热能(或其散失)，而且不需要通过旋转移动引起的高轴向负荷。

发明概述

本发明涉及将一个物体插入哺乳动物体腔的施加器。这种施加器包括在其一 端有凸缘的管状部件。该凸缘有一个从管状部件向外伸出的台肩和从该管状部件 末端的台肩朝内的缩回部分(return margin)。本发明尤其对制造纸板为材料的施 加器如填塞物施加器适用。

另外，本发明还涉及制造具有凸缘的管状部件的方法，这种管状部件能将物 体插入哺乳动物体腔。一种方法是，将有可扩展的成形表面的套筒插到管状部件 一端，在靠近管状部件的该端，将该成形表面扩展，形成向外伸出的台肩。该成 形表面从离开管状部件的方向向内皱缩，在管状部件末端形成从台肩向内的缩回 部分。

另一种方法是，将管状部件靠近一端的回收边缘向内折叠，重叠在管状部件 靠近折叠边缘的内表面上。将有可扩展的成形表面的套筒插入管状部件该端，成 形表面就扩展，形成包括从管状部件向外伸出的台肩和缩回部分的凸缘。结果， 台肩和缩回部分之间的该折叠形成了管状部件的边缘。

如本说明书和权利要求书中使用的，术语“扩展”和其变体是指一个部件通 过该术语伸展或展开而改变，其尺寸、体积或范围更大；或扩大。因此，分段的 环可以通过各段的展开而扩展，而环可以胀大或变形，获得更大的圆周。

本发明向外展开的凸缘，为施加器如填塞物施加器的至少一个部件提供舒适 的修整边缘。当在同时有一个筒体的栓体上形成凸缘时，该凸缘能起终止的作用， 让使用者确定何时施加器的内充物已被施加器的压出。这个特征还能防止栓体被 推或拉过了筒体，留在体腔内。最后，凸缘还为施加器提供了一种有美感的边缘。

附图简述

图1为本发明填塞物施加器的局部剖面的透视图。

图2为本发明另一个填塞物施加器的透视图。

图3是沿图1中3-3线的剖面图。

图3A是沿图1中3-3线的剖面图，显示本发明的另一实施例方式。

图4-9是本发明方法所用设备在方法操作各阶段显示设备不同位置时的剖面 图。

图9A是沿图9中9A-9A线的剖面图，显示本发明所用的分段式可扩展套筒。

图10-16是按照本发明另一种方法操作各阶段设备处于不同位置时的剖面 图。

较好实施方案的详细描述

本发明广义上涉及在其一端有凸缘的管状部件，下面将具体参照一个较好实 施方案的填塞物施加器进行详细描述。本领域技术人员将能理解本发明的其它用 途包括但不限于其它用于月经用品的施加器，例如收集杯、可膨胀的栓或杯等； 失禁用品；栓剂；鼻腔填塞物等。

图1和图2揭示本发明的一种填塞物施加器10，由筒体12和栓体14构成。 筒体12有插入端16和抓握端18，其排列和构形能装入带有可抽回细绳22的填 塞物20。

栓体14有插入端24和抓握端26，一般分别指向筒体12的插入端16和抓握 端18。栓体14的插入端24被设置成可滑动地通入筒体12的抓握端18。

本发明的填塞物施加器还包括在其至少一个部件的至少一边有至少一个凸缘 28。例如，参见图1和图3，栓体14具有位于与其抓握端26相关的边30的凸缘 28。凸缘28包括台肩32和缩回部分34。缩回部分34本身或台肩32和缩回部分 34之间的折叠36形成与抓握端相关的边30。缩回部分34开始于形成凸缘28的 材料开始回向管状部件内部的点或区域，例如图3A中的P点。

图2所示本发明另一个实施方案中，筒体12还具有位于与抓握端18相关的 边42的凸缘40。在筒体12上的这个凸缘40包括对栓体14上凸缘所述的那些特 征，尤其是参见图3。

在图3A所示的本发明一个较好实施方案中，凸缘28的缩回部分34’向与抓 握端26相关的边30提供一个圆弧，如同台肩32和缩回部分34’一起形成S-曲线 时提供的。在向栓体14的抓握端26施加压力时，这种有圆弧的边30为使用者提 供一个更加舒适的承载表面。

如图3所示，收回边缘34也可以叠置在台肩32的内表面38上，最好叠置 在台肩32的内表面38的至少大约一半上、凸缘28同样由于折叠36的缘故为边 30提供了一个圆弧。

本发明的填塞物施加器10或其它管状部件可具有管的几何形状或横截面， 用来内装需插入的物体。内装填塞物的形状往往表明了筒体12的形状，但可能不 符合这样的一般规则。因此，筒体12可取各种横截面形状，包括但不限于：圆形、 椭圆形、多边形(如梯形、长方形、三角形)等。例如，在长方形筒体中可装圆柱 形填塞物，而梯体形填塞物(如授予Van Iten等人的美国专利5,350,371中揭示 的那些形状)和杯形填塞物(如授予Bailey的美国专利2,330,257揭示的那些)可 装在大致为圆柱形的筒体内。另外，筒体12可以是明显拉伸形、弯曲形或者可变 形的，可取本领域技术人员所知的其它形状。在实施本发明中，对筒体具体的几 何形状要求并不严格。另外，管状部件的边缘(包括修整和未修整的)可以是与垂 直于管状部件纵轴的平面一致的标准平面边缘。然而，该边缘还可以和倾斜于纵 轴的平面一致，或按美国专利申请09/454,989(参考结合于此)中所述的凹进。

较好的是，凸缘28从管状部件14向外伸出至少约0.1毫米，伸出至少约1 毫米更好，最好伸出至少约3毫米。这种向外伸出对在施加器如填塞物施加器的 至少一个部件上提供经修整的舒适边缘。在还具有筒体12的该种施加器10的栓 体14上形成凸缘28时，此凸缘起一种终止作用，可让使用者确定何时施加器10 的内充物已经被压出。这一特征还可以防止栓体14通过筒体12推出或拉出，而 留在体腔内。

对管的具体形状，要求并不严格，但为使凸缘28能起终止作用，凸缘必须与 筒体12的至少一部分发生抵触(create an interference)。这一抵触可通过各种 方式形成。较好的是，凸缘28的至少一部分必须伸出到筒体12内部尺寸限定的 区域外面，来形成这种抵触。例如，在一对圆柱形管状部件中，栓体14的凸缘28 的最大外直径应大于筒体12的最小内直径。或者，在一对管状部件中，其栓体为 圆柱体，而筒体具有多边形横截面时，栓体的凸缘的最大外直径应大于通过筒体 轴线的最小内尺寸。在另一种情况，栓体具有长方形截面，而筒体是圆柱形，凸 缘一个边的最大长度应大于由筒体内直径限定的圆的相应弦。在此说明书和权利 要求书中使用的术语“直径”是指通过一个图形或物体中心的弦；通过物体中心 的直线的长度。

对于包含一对圆柱形管状部件(筒体12和栓体14)的施加器10，栓体14上 的凸缘28的最大外直径宜大于筒体12的最小内直径。更好的是，凸缘28的最大 外直径要至少等于筒体12的外径。这样可适应在制造过程中难以避免的变异情 况，以确保在两个部件之间产生抵触。

本发明的施用部可由本领域技术人员已知的材料制成。施加器可以是塑料例 如可注塑或吹塑的塑料、能生物降解的塑料如授予Dabi等人的美国专利5,910,520 中揭示的塑料(此专利参考结合于此)或纸板。但是，本发明对纸板施加器尤其有 效。用于填塞物施加器的纸板可以是单层纸板，或层叠的多层纸板，提供与各层 相关的多重好处。对形成管状部件有用的纸板原料包括但不限于卡纸、纸板、杯 原料、纸张等。层叠的纸板材料上可有塑料、蜡、有机硅等的表面层或涂层，它 们的用途是增加使用者在插入和抽出期间的舒适度。塑料涂层包括但不限于：聚 烯烃如聚乙烯和聚丙烯，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚己酸乙酯，聚乙烯醇， 乙烯-乙酸乙酯共聚物、纤维素薄膜等。

较好的管状部件材料包括层叠的纸板。较好的层叠纸板包括塑料层叠的或塑 料涂布的纸板材料。这些层叠了塑料的纸板材料中还可以有另外的层如胶粘剂层、 连接层(tie layer)等。

对填塞物施加器有用的管状部件的典型尺寸为：长约5-8厘米，直径约8-16 毫米。较好的是，内管状部件直径小于外管状部件直径，如图1所示，使内管状 部件在外管状部件中呈套筒式排列。可以通过下列非限制性方法制造施加器：如 美国专利5,346,468中揭示的螺旋缠绕，美国专利4,508,531揭示的旋转缠绕以 及美国专利4,755,164揭示的绕心轴形成片材，然后将重叠的接缝闭合。

首先扩展边缘30形成台肩32，然后将其打褶或折叠形成缩回部分34(如图4-9 所示的“扩展/打褶”过程)，来制成本发明的凸缘28。或者，先将回收边缘34 向内折叠，然后扩展成为台肩32，来形成凸缘(图10-16所示的“打褶/扩展过 程”)。在扩展/打褶过程中，工件如填塞物施加器10放入一固定器102中。固定 器102能够往复移动，以便夹住填塞物施加器10，使之基本固定不动。固定器102 宜固定住插入端16(如筒体12)和抓握端26(如栓体14)，可通过一组夹具或多组 夹具进行。图5中，第一组夹具104能够往复移动，夹住插入端16，第二组夹具 106也能往复移动，夹住抓握端26。当填塞物施加器10至少部分地固定不动时， 套筒108的至少一部分轴向伸入插入端16。

一个较好实施方案中，填塞物施加器10包括一筒体12、栓体14和填塞物20， 第一组夹具104夹在筒体12的插入端16上。之后，套筒108的至少一部分轴向 插入栓体14的抓握端26，如箭头“A”所示，从套筒108向外径向伸出的凸缘110 与栓体14的边缘30接触，保证栓体14完全插入筒体12，之后移动第二组夹具106， 以夹住栓体14的抓握端26，使之固定不动。

套筒108轴向插入栓体14固定不动的抓握端26后，一个锥形活塞112轴向 引入套筒108(如箭头“B”所示)，使位于套筒108上的成形表面114，按照箭头 “C”所示方向对着栓体14的内表面38径向扩展，如图6所示。套筒108与内表 面38接触后，继续径向扩展，使栓体14的抓握端26的一部分展开，而该成形表 面114形成台肩32。较好的是不需要成形表面114和栓体14之间的相对旋转， 就完全达到这种扩展。如上面讨论的，这可以比旋转法能更容易形成台肩32。

试看图7，锥形活塞112从套筒108轴向退出，套筒108朝离开台肩32的径 向缩回，如箭头“D”所示。这使得套筒108再次在栓体14的抓握端26内轴向移 动。在另一可用的步骤中，套筒108如图8中箭头“E”所示可轴向移动进入抓握 端26，使凸缘110较好是凸缘110上边缘116再次与栓体14的边缘30接触。这 一接触使边缘30打褶成为台肩32，较好重叠在内表面38上，形成凸缘40。如图 9所示，套筒108可从抓握端26处轴向退出，固定器的两个夹具可以松开，可从 固定器102取下填塞物施加器10。如果不要求缩回部分34完全折叠至重叠位置， 可以改变第二夹具组106形成具有如半圆截面的环。

在扩展/打褶过程中使用的设备包括固定器102，由第一和第二夹具104和106 形成。这些夹具104和106可以是同一器械的两部分，或者它们可以如上所述独 立操作。固定器102可被认为是加工制造的外围装置。另外，该设备包括套筒108 和锥形活塞112。套筒108可具有凸缘110和成形表面114，用以形成向外展开的 边缘。较好的是，凸缘110有一斜面的或倒圆的边缘116，提供一偏离表面，使 缩回部分34打褶到台肩32形成凸缘40。

在另一个打褶/扩展过程中，如图10-16所示，工件如填塞物施加器10放入 一固定器202中。固定器202夹住填塞物施加器10，使之基本固定不动。固定器 202宜固定住插入端16和抓握端18，较好是通过多组夹具进行。如图11和12所 示，第一组夹具204能够往复移动，夹住抓握端18，第二组夹具206则夹住插入 端16。

填塞物施加器10在固定器202中固定不动，此时露出抓握端18的一段预定 长度，从固定器202的第一组夹具204伸出，与填塞物施加器10和往复器械208 轴向对准排列。器械208的外套筒209按箭头“F”所示方向轴向移动，使外套筒 209的前表面210与第一组夹具的后表面212接触。套筒209的内直径略小于固 定器202的直径，尤其是第一组夹具的直径。前表面210有一略斜的边214，能 将抓握端18的边缘30向内弯曲。因此，当器械208向着第一组夹具204轴向移 动时，斜边214接触边缘30，使缩回部分34径向向内卷曲。

如图12和13所示，器械208具有内套筒216和锥形活塞218。内套筒216 和活塞218轴向移动(如箭头“G”所示)进入填塞物施加器10，锥形活塞218上 的凸缘220接触缩回部分34，将其打褶(或折叠)到内表面216上，迫使可扩展的 成形表面按箭头“H”方向径向向外，使抓握端最远部分扩展，形成台肩32和凸 缘28。最后，器械208和固定器202卸下填塞物施加器10，过程就完成。此一扩 展过程也是较好在成形表面222和填塞物施加器10之间没有相对旋转情况下，完 全达到扩展。

在打褶/扩展过程中使用的设备包括由第一夹具和第二夹具204和206构成 的固定器202。这两个夹具204和206可以是同器械的两部分，也可以按上述独 立操作。另外，设备包括一组能往复移动的器械208，该器械包括外套筒209、内 套筒216和活塞218。外套筒209在其前表面210上较好的具有一斜边214。锥形 活塞218较好在其末端具有一凸缘220，内套筒216较好的在其末端具有成形表 面222。

已经结合附图所示的具体器械描述了本发明设备和方法。然而，本领域的技 术人员应理解，使用这样的器械并不严格，可以变动。

例如，较好的是，通过套筒和活塞的相互作用达到使套筒扩展。活塞的锥形， 其设置和结构可使套筒中包含的最近端的横截面小于从套筒伸出的远端的横截 面。与此相反，该锥形也可以设置和结构为使套筒内包含的最近端的横截面大于 从套筒伸出的远端的横截面。因此，可以将前一种的锥形活塞推入套筒而使套筒 扩展，也可以将后一种锥形活塞从套筒拉出而使套筒扩展。确实，套筒和可扩展 的成形表面可以是可扩展的分段式的，如图9A所示，其中，分段或分开的成形表 面114形成拼合的套筒108。凸缘110也包括六个段，110a-110f，如图所示。

或者，活塞可基本上是圆柱形，而套筒在任一个方向上可以是锥形。另一种 装置中，套筒或套筒上的特征如成形表面和/或凸缘可借助液压或气压而展开。

虽然上面的描述集中于可扩展的一般拼合的套筒108，但可扩展的成形表面 也可以通过诸如空气旋转吹管(air mandrel)等技术形成。另外，成形表面可以是 分段式的，如图9A所示，也可以由弹性材料，例如可置于扩展套筒甚至拼合式套 筒上的能变形的弹性的连续O环形成，或是另一种变形装置如线性压缩装置。本 领域的技术人员还能认识到会有其它提供器械上合适特征的方法。

上面的说明书旨在完整和非限制性地理解本发明。在不偏离本发明的精神和 范围条件下，可以进行各种修改和多种实施方式，因此，本发明只受下面权利要 求书的限定。