(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用毛の毛束を毛束挿入孔に挿入し、樹脂材料に植設するに際し、
毛束挿入孔の断面形状や断面積に対応した個別のスリーブを用意し、
該スリーブに用毛を導入し、
該スリーブ内の毛束を押出手段にて対応する毛束挿入孔のそれぞれに個別に挿入するブラシの製造方法であって、
断面形態の異なった毛束挿入孔に移行するときには、使用スリーブを切り替え、
更に、毛束の先端形状を整形する整形孔を、金型に備えた毛束挿入孔又は毛束保持治具に備えた毛束挿入孔の先端に設け、押出手段の先端に設けた整形端にてスリーブ内の毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入する際、同時に上記整形孔により毛束の先端を立体的に整形するブラシの製造方法。
【請求項２】
前記スリーブ内の毛束を基板に予め形成してある植毛孔を介して毛束挿入孔に挿入する請求項１に記載のブラシの製造方法。
【請求項３】
前記基板の植毛孔にテーパ状の導入口を設け、スリーブの孔面積より小さい孔面積の毛束挿入孔に毛束を挿入する請求項２に記載のブラシの製造方法。
【請求項４】
前記毛束を樹脂材料の植設面に対し斜めに植設するように、毛束挿入孔に挿入する請求項１〜請求項３のいずれかに記載のブラシの製造方法。
【請求項５】
前記毛束挿入孔を金型又は毛束保持治具に備え、スリーブの孔軸と毛束挿入孔の孔軸を互いに斜めに交差し、
押出手段にてスリーブ内の毛束を基板又はガイドプレートの植毛孔のテーパ状の導入口からそれらの毛束挿入孔に挿入する請求項１〜請求項４のいずれかに記載のブラシの製造方法。
【請求項６】
前記基板の植毛孔に設けたテーパ状の導入口を用いて複数の異なる角度方向の植毛孔に対し、前記スリーブの角度を固定しながら毛束を毛束挿入孔に挿入する、請求項３〜請求項５のいずれかに記載のブラシの製造方法。
【請求項７】
前記毛束挿入孔を金型又は毛束保持治具に備え、それらの金型又は毛束保持治具を毛束挿入孔の孔軸交差方向で分割し、
毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入後、それらの金型又は毛束保持治具の分割体を孔軸交差方向にスライドして毛束を固定する請求項１〜請求項６のいずれかに記載のブラシの製造方法。
【請求項８】
前記基板が植毛孔を有する部分とその近傍部分からなり、握り部を有さない請求項１〜請求項７のいずれかに記載のブラシの製造方法。
【請求項９】
用毛の毛束を毛束挿入孔に挿入し、樹脂材料に植設するに際し、
毛束挿入孔の断面形状や断面積に対応して個別に用意され、用毛を導入するスリーブと、
スリーブ内の毛束を対応する毛束挿入孔のそれぞれに個別に挿入する押出手段とを有してなるブラシの製造装置であって、
断面形態の異なった毛束挿入孔に移行するときには、使用スリーブを切り替え可能にし、
更に、毛束の先端形状を整形する整形孔を、金型に備えた毛束挿入孔又は毛束保持治具に備えた毛束挿入孔の先端に設け、押出手段の先端に設けた整形端にてスリーブ内の毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入する際、同時に上記整形孔により毛束の先端を立体的に整形可能とするブラシの製造装置。
【請求項１０】
前記スリーブ内の毛束を基板に予め形成してある植毛孔を介して毛束挿入孔に挿入可能とする請求項９に記載のブラシの製造装置。
【請求項１１】
前記基板の植毛孔にテーパ状の導入口を設け、スリーブの孔面積より小さい孔面積の毛束挿入孔に毛束を挿入可能とする請求項１０に記載のブラシの製造装置。
【請求項１２】
前記毛束挿入孔を金型又は毛束保持治具に備え、スリーブの孔軸と毛束挿入孔の孔軸を互いに斜めに交差し、
押出手段にてスリーブ内の毛束を基板又はガイドプレートの植毛孔のテーパ状の導入口からそれらの毛束挿入孔に挿入可能とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載のブラシの製造装置。
【請求項１３】
前記基板の植毛孔に設けたテーパ状の導入口を用いて複数の異なる角度方向の植毛孔に対し、前記スリーブの角度を固定しながら毛束を毛束挿入孔に挿入する、請求項１１又は１２に記載のブラシの製造装置。
【請求項１４】
前記毛束挿入孔を金型又は毛束保持治具に備え、それらの金型又は毛束保持治具を毛束挿入孔の孔軸交差方向で分割し、
毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入後、それらの金型又は毛束保持治具の分割体を孔軸交差方向にスライドして毛束を固定可能とする請求項９〜請求項１３のいずれかに記載のブラシの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯ブラシ等のブラシの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯ブラシの製造方法に関する従来技術として、平線と称される金属の部材により用毛の毛束を毛束挿入孔に挿入して固定する方式が広く行なわれていた。この方式は装置を簡便に構成できるが、金属の腐食、廃棄の際に金属とプラスチックとの複合物になる、歯ブラシの植毛部分の厚みを薄くできない、植毛の毛束の大きさが制限される（太い毛束を植毛できない）、斜め植毛が難しい等の不都合がある。
【０００３】
平線を用いない従来技術としては、次の３方式があった。
(1) タイプＩ：特公平6-16725、USP4635313
毛束挿入孔を有する成形用金型（キャビティ）の毛束挿入孔に毛束を挿入し、毛束基部にプラスチック材料を充填する。これにより、歯ブラシのハンドル部が一体的に製造できる。キャビティの構成上、プラスチック材料を充填する際に毛束挿入孔からプラスチック材料が洩れ易い。これを抑えるためプラスチック材料の毛束基部を溶融して丸め、これにより毛束挿入孔を塞ぐことが行なわれるが充分ではない。例えば成形圧を上げた際には毛束挿入孔の隙間からプラスチック材料の洩れが発生し易い。
【０００４】
(2) タイプII：USP5458400、特開平9-182632
予め成形された多数の植毛孔を有するプラスチック板に毛束を挿入し、毛束とプラスチック板を金型に挿入し、基板の開口部をプラスチック部材で充填する方法。この方法も上記タイプＩの方法と同様に毛束挿入孔の隙間からの充填プラスチック材料の洩れが発生する。
【０００５】
(3) タイプIII：特公平6-46962
植毛孔を有する基板の植毛孔部と毛束基部の双方を加熱後密着させ、該基板に毛束をかしめる方法。植毛形態が自由に行ない易いが、毛束の固定に関しては品質のばらつきが出易い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近時、口腔衛生上、歯垢除去性、歯間清掃性、歯茎へのマッサージ効果の優れた歯ブラシが望まれている。機能の高い歯ブラシを製造するためハンドルや植毛部分について各種の創意工夫が行なわれる。本発明は植毛方法の改良に関するものである。
【０００７】
植毛方法により歯ブラシの毛束の性能が異なるが、最近の傾向では１本の歯ブラシに対する植毛方法が多彩になってきた。即ち、毛束の強度、毛束の大きさ、用毛の太さ、本数、毛束を植える面積や形状等を検討因子として挙げることができる。使用者の要望も細分化してきており、歯垢対応のもの、歯茎のブラシング性の良いもの等の種々のタイプが上市されるようになってきた。歯ブラシの設備について言えば、同一の設備で種々のモデルが製造でき、品種の切り替えが簡易な方が望ましい。
【０００８】
歯ブラシに対する植毛方法の主な要素技術として以下のものを挙げることができる。
［植毛方法の主な要素技術］
(1) 毛束角度が自由に設定できること（傾斜植毛）。
(2) 毛束の先端の形状が任意に設計できること。
(3) 植毛基部が薄くできること。
(4) 植毛孔付近のバリのないこと。
(5) 設備が小型かつ品種切替も容易である。
【０００９】
本発明は平線を使用せず、上記の要素技術を満足する歯ブラシを製造しようとするものである。
【００１０】
平線を使用しない歯ブラシにおいて、傾斜植毛を行なう技術は充分完成されているとは言えない。例えば、WO99/23910A1、WO01/13762A1、WO01/14117A1には傾斜した毛束を有する歯ブラシが開示されている。その製造方法は従来技術記載のタイプＩの方法である。即ち、毛束を毛束挿入孔に挿入後、毛束基部側に歯ブラシ本体部分を形成するキャビティを形成する金型部材と組み合わせた後、キャビティにプラスチック材料を注入するものである。この方法において毛束挿入孔からの注入プラスチック材料のもれの発生を抑えるには、i）毛束挿入孔への用毛の充填密度を上げる、ii）毛束挿入孔を塞ぐ方法がある。製造する歯ブラシの植毛基部は使用する際には露出部分になるので、上記ii）の方法は適用しにくい。従って上記ｉ）の方法を行なうことになるが、予め切断した用毛を使用する場合には毛束挿入孔に高密度に毛束を挿入することは困難である。
【００１１】
特開平9-182632には、植毛する毛束を毛束挿入用貫通孔に一旦保持した後、一次成形ハンドル部の毛束挿入孔に挿入する方法が開示されている。この際用毛押出ピンによりテーパー孔を介して毛束挿入孔に挿入する。この方法では全毛束を一括して挿入しており、植毛された毛束も植毛基部に対して傾斜していない。従って、毛束挿入孔に高密度に毛束を挿入することについては充分な対策を取っていない。また、毛束角度を自由に設定したり、毛束先端形状を任意に設計するという本発明の目的にも適していない。
【００１２】
USP4693519やUSP4255224には切断した用毛ストックから用毛をスリーブにピックアップして毛束挿入孔に植毛する方法が開示されている。これらの発明においては、毛束を斜めに植毛することが開示されている。しかし、この方法では、ピックアップする用毛の本数がばらつき易く、用毛の充填密度を上げることも困難である。そのため、植毛毛束挿入孔に隙間ができ易く、バリ発生の要因は解消していない。またこの方法では毛束の先端の形状を任意に整形することは述べられていない。
【００１３】
一方、毛束挿入孔に一定且つ高密度に用毛の本数をピックアップするには、リールから挿入することが周知である。特開平7-194433にはリールから用毛を供給し適当な長さに切断後し、毛束の充填密度を上げ且つ毛束先端を整形する方法が開示されている。即ち、圧縮装置を用い段階的に圧縮を行ない、毛束の先端も圧縮と同時に中央部が突出するように整形するものである。この方法では圧縮装置が必須であり設備構成も煩雑になる。また整形する毛束の先端形状にも限界がある。この方法を斜め植毛に適用することは可能ではあるが、斜め方向に用毛を供給するリールを配置する必要がある。そのためリール同志又は用毛の経路の接触や交差の問題から植毛の方向（傾斜の方向）が制限される。
【００１４】
本発明の課題は、従来技術に記載した平線を用いない植毛方法のタイプＩ及びタイプIIにおいて、簡素な装置構成により、毛束の植毛角度を自由に設定し、かつ毛束を高密度で毛束挿入孔に挿入して植毛孔付近におけるバリの発生をなくすことにある。
【００１５】
本発明の他の課題は、毛束の先端の形状を任意に整形することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、用毛の毛束を毛束挿入孔に挿入し、樹脂材料に植設するに際し、
毛束挿入孔の断面形状や断面積に対応した個別のスリーブを用意し、該スリーブに用毛を導入し、該スリーブ内の毛束を押出手段にて対応する毛束挿入孔のそれぞれに個別に挿入するブラシの製造方法であって、断面形態の異なった毛束挿入孔に移行するときには、使用スリーブを切り替え、更に、毛束の先端形状を整形する整形孔を、金型に備えた毛束挿入孔又は毛束保持治具に備えた毛束挿入孔の先端に設け、押出手段の先端に設けた整形端にてスリーブ内の毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入する際、同時に上記整形孔により毛束の先端を立体的に整形するようにしたものである。
【００１７】
請求項９の発明は、用毛の毛束を毛束挿入孔に挿入し、樹脂材料に植設するに際し、毛束挿入孔の断面形状や断面積に対応して個別に用意され、用毛を導入するスリーブと、スリーブ内の毛束を対応する毛束挿入孔のそれぞれに個別に挿入する押出手段とを有してなるブラシの製造装置であって、断面形態の異なった毛束挿入孔に移行するときには、使用スリーブを切り替え可能にし、更に、毛束の先端形状を整形する整形孔を、金型に備えた毛束挿入孔又は毛束保持治具に備えた毛束挿入孔の先端に設け、押出手段の先端に設けた整形端にてスリーブ内の毛束をそれらの毛束挿入孔に挿入する際、同時に上記整形孔により毛束の先端を立体的に整形可能とするようにしたものである。
【００１８】
尚、本明細書でスリーブの孔軸、毛束挿入孔の孔軸、植毛孔の孔軸のそれぞれにおいて用いる「孔軸」の文言は、それらの孔に用毛を保持させた際の用毛の長さ方向に沿う方向を意味する。また、本明細書で毛束挿入孔の断面形状、スリーブの孔断面、毛束挿入孔の断面積のそれぞれにおいて用いる「孔の断面」の文言は、それらの孔に用毛を保持させた際の用毛の長さ方向に垂直をなす面による断面を意味する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
歯ブラシ製造装置１０は、用毛１の毛束２を基板３の植毛孔４に挿入後、基板３の背面に樹脂５を充填し歯ブラシ６を製造するものである。歯ブラシ製造装置１０は、基板成形機、基板搬送装置、毛束挿入装置、毛束基部溶融装置、基板背面充填成形機を有して構成される。
【００２０】
歯ブラシ製造装置１０のうち、毛束挿入装置２０は、図１〜図３に示す如く構成され、架台２０Ａに、用毛供給装置２１、毛束保持治具・保持・移動装置２２、スリーブ・保持・移動装置２３、毛束押出装置２４を有し、以下の如く動作する。
【００２１】
（用毛供給装置２１）
用毛供給装置２１は、切断された用毛１を収容するスタック３０を有する。スタック３０は、加圧装置３１により加圧され、ガイド３２の内部にて一定密度に圧密される。これにより、後述するスリーブ６０による植設密度を安定し、毛束基部の溶融プレス時の用毛乱れや基板３の背面充填時の毛束挿入孔の隙間からの樹脂漏れ（バリ）をなくす。
【００２２】
（毛束保持治具・保持・移動装置２２）
毛束保持治具・保持・移動装置２２は、基板３を位置決め固定した毛束保持治具４０を保持する保持装置４１を有し、この保持装置４１を搬送台４２に備える。毛束保持治具・保持・移動装置２２は、サーボモータ４３の回転力をカップリング４４からボールねじ装置４５を介して搬送台４２に伝え、搬送台４２をガイドレールに沿う水平方向のＸ方向に移動可能とする。図２は、毛束保持治具４０を保持装置４１に挿入した時点を示し、毛束保持治具４０は毛束植設のためにＸ方向に移動される。
【００２３】
毛束保持治具４０（図３（Ａ））は、上段分割体５１、中段分割体５２、下段分割体５３、ばね５４を有する。上段分割体５１は基板３を位置決め保持する凹部（又は凸部）５１Ａと、基板３の植毛孔４に対応する毛束挿入孔５５（５５Ａ）を有する。中段分割体５２は上段分割体５１の毛束挿入孔５５（５５Ａ）に連なる毛束挿入孔５５（５５Ｂ）を有する。毛束挿入孔５５Ｂは後に詳述する整形孔５６を備える。
【００２４】
毛束保持治具４０が搬送台４２に固定されると、スライド駆動機構部５７が中段分割体５２を毛束挿入孔５５の孔軸交差方向にスライドさせ、上段分割体５１の毛束挿入孔５５Ａと中段分割体５２の毛束挿入孔５５Ｂの孔軸を合せる。毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５（５５Ａ、５５Ｂ）に毛束２が挿入されると、スライド駆動機構部が解除し、ばね５４が中段分割体５２を原位置にスライドして毛束２を固定し、その後の搬送、溶融プレス、背面充填の各工程で毛束２を保持する。
【００２５】
（スリーブ・保持・移動装置２３）
スリーブ・保持・移動装置２３は、スリーブ６０を保持し、水平方向のＹ方向と、鉛直方向のＺ方向に移動する。サーボモータ６１の回転力をカップリング６２からロールねじ装置６３を介して横行台６４に伝え、横行台６４をガイドレールに沿うＹ方向に移動する。横行台６４はスリーブ６０を保持する昇降装置６５を搭載し、昇降装置６５はＺ方向に移動し、このＺ方向の移動により、スリーブ６０による毛束の取出し、基板３への植設のための基板３への接近移動を行なう。尚、スリーブ６０を支持する機構間にスリーブ旋回装置６６を備えれば、スリーブ６０の角度制御を行なえる。図２はスリーブ６０で毛束を取出す時点を示しており、スリーブ６０は基板３への毛束の植設のためにＹ方向に移動される。
【００２６】
（毛束押出し装置２４）
毛束押出し装置２４は、昇降装置６５に押出ピン７１の駆動装置７２を搭載している。押出ピン７１は、スリーブ６０内の毛束２を基板３の植毛孔４へ押出し可能とする。押出ピン７１は後述する整形端７３を備える。
【００２７】
従って、毛束挿入装置２０にあっては以下の特徴的構成を備える。
▲１▼毛束保持治具４０に基板３を保持すること。
【００２８】
▲２▼切断した用毛１をストックするスタック３０内の用毛１をＺ方向に移動するスリーブ６０により取出すこと。
【００２９】
▲３▼スリーブ６０内の毛束を基板３に植設する際に、基板３とスリーブ６０をＸ方向とＹ方向で位置決めするための毛束保持治具・保持・移動装置２２とスリーブ・保持・移動装置２３を有すること。
【００３０】
▲４▼押出ピン７１によりスリーブ６０内の用毛を基板３と毛束保持治具４０に植設すること。
【００３１】
▲５▼毛束保持治具４０への用毛挿入時に毛束挿入孔５５に先端に設けられた整形孔５５と、押出ピン７１の先端に設けられた整形端７３を使い、毛束挿入と同時に効率良く、毛束２の先端部の立体的形状を整形すること。先端部の立体的形状の整形を施す毛束は、全部の毛束であっても良く、一部の毛束であっても良い。
【００３２】
▲６▼基板３と毛束保持治具４０への全ての植設を連続して行なうこと。
【００３３】
▲７▼毛束保持治具４０への植設後、上段分割体５１と中段分割体５２のスライドにより毛束２をスライド保持し、毛束保持治具４０を取外した後工程での用毛の乱れを防止すること。
【００３４】
尚、毛束挿入装置２０は以下の変形を採用できる。
▲１▼基板３（毛束保持治具４０）を固定し、スリーブ６０にＸＹＺの３軸移動機構を設ける。
【００３５】
▲２▼各駆動機構はサーボモータ、エア・リニアモータ、モータとラックギヤの組合せ、カム機構等を採用できる。
【００３６】
▲３▼スリーブ６０が交換可能な装置（装置の外に個別に配置した各スリーブ６０を交換装置にて交換する方式、又は複数のスリーブ６０を備え、それらのスリーブ６０を毛束挿入時に選択して切替える方式等）を採用できる。
【００３７】
▲４▼毛束２の先端整形は、毛束の基部を立体的に整形する他に、毛束に対し、一律直角方向に整形したり、一律斜め方向に整形することも含む。
【００３８】
▲５▼スタック３０の加圧装置３１はエア駆動による他、物理的荷重をかける方式、又は各種ギヤにより用毛を押出す方式等を採用できる。
【００３９】
▲６▼毛束保持治具４０の上段分割体５１、下段分割体５２のスライド機構は２分割以外に３分割以上でも良い。
【００４０】
▲７▼基板３を用いず、後述する如く、基板の植毛孔と同様な形状やテーパ状を有する植毛孔を有する毛束挿入のためのガイドプレート（１００）を用いることにより、金型（キャビティ）の一部に毛束を効率良く植設できる。
【００４１】
以下、歯ブラシ製造装置１０による歯ブラシの製造手順について説明する。
［１］スリーブに毛束を導入する工程（図４）
▲１▼歯ブラシの性能を満たす樹脂、例えばナイロン等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル等からなる切断済の用毛１をスタック３０に充満する。
【００４２】
▲２▼用毛１を一定量保持するためのスリーブ６０をスタック３０に突刺し挿入し、該スリーブ６０に定量の用毛束２を導入して取出す（図４）。
【００４３】
▲３▼毛束保持治具４０に備えた複数の毛束挿入孔５５の断面形状や断面積に対応した個別のスリーブ６０が用意されている。
【００４４】
▲４▼スリーブ６０をスタック３０に挿入したときのスリーブ６０に作用する抵抗を軽減し、また用毛１の折れ曲がりを防止するため、スリーブ６０は先端部の肉厚を薄くし、根元側の肉厚を強度確保のために所定の厚肉にする。
【００４５】
具体的には、歯ブラシの用毛では、スリーブ６０の先端部の肉厚を0.1ｍｍ〜0.3ｍｍ程度とし、根元側を0.3ｍｍ〜0.8ｍｍとすることが挿入性、耐久性の両立の面から好ましい。スリーブ６０の先端面のエッジ部外周はＲ0.1ｍｍ〜Ｒ0.2ｍｍ程度の丸めや、面取りを行なうことで、更に挿入性を向上できる。スリーブ６０の内外面に各種コーティング（例えばポリテトラフルオロエチレン等）を施せば、スリーブ６０の滑り性が向上し、挿入し易い。スリーブ６０の材質については、スリーブ６０の加工性、耐久性等を考慮し、各種選択が行なえる（尚、焼き入れ処理をした、高い硬度の材質は、先端の耐久性が高くなる）。
【００４６】
スリーブ６０の先端面は、スタック３０への挿入時の抵抗軽減、及び斜め植設時の対応を良好にするために、斜めカット状にすることも有効である。
【００４７】
［２］毛束挿入準備工程（図５）
▲１▼基板３は、歯ブラシとしての一般特性を満たす樹脂、例えばポリプロピレン等を基板成形機で射出成形されたものである（図５）。基板３はヘッド部３Ａと握り部３Ｂを一体に備えた例であり、ヘッド部３Ａの背面の凹部に開口する多数の植毛孔４を備える。植毛孔４は基板３の背面側にテーパ状の導入口４Ａを備える。
【００４８】
▲２▼基板３は毛束保持治具４０の凹部５１Ａに位置決め保持され、基板３の植毛孔４と毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５とが連通状態になる。毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５は、基板３の植設面３Ｃに対し直交する他、斜交するものでも良い。斜交するものは毛束のうちの一部であっても良く、全部であっても良い。
【００４９】
▲３▼毛束２を保持したスリーブ６０に押出ピン７１を挿入し、植毛準備状態とする。尚、スリーブ６０の根元側を負圧吸引すれば、毛束２を確実に保持し、搬送過程での毛束２の落下を防止できる。
【００５０】
［３］毛束挿入工程（図６〜図８）
▲１▼スリーブ６０内の毛束２を押出ピン７１にて対応する基板３の植毛孔４、毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５に挿入する。このとき、基板３の植毛孔４に設けたテーパ状導入口４Ａは、基板３とスリーブ６０との位置の誤差を吸収し、毛束２の植毛孔４への進入の案内を果たすように、スリーブ６０内の毛束２を導入口４Ａのテーパで絞込み、毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５に高密度で植毛可能とする。毛束２の植毛密度が高いほう、即ち、毛束２の用毛の本数が多いほうが樹脂５の背面充填時に毛束挿入口の隙間からの樹脂５の漏れを原因とするバリの発生を抑える効果が高くなる。しかし、毛束２の用毛の数が多すぎると毛束２の挿入が困難になったり、毛束２の挿入時の乱れの原因になる。
【００５１】
▲２▼基板３の好ましい寸法設定としては、図５（Ｂ）に示す如く、基板３の肉厚ａ2を1ｍｍ〜5ｍｍ、植毛孔４の有効孔部の長さａ1を0.5ｍｍ〜2ｍｍ、導入口４Ａのテーパ角ａ3を20度〜120度とするとともに、植毛孔４の孔径ｂ1に対するスリーブ６０の孔径ｂ2の比ｂ2／ｂ1を、80〜130％とし、毛束２の挿入性、外観性、樹脂５の背面充填時のバリの状況により、より良い寸法を選択する。また、基板３の植毛孔４の孔径に対し、毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５の孔径については、同一径が基本であるが、毛束２の挿入性を考慮し、毛束挿入孔５５の孔径の方を毛束２の径よりも0.05ｍｍ〜0.2ｍｍ程度大きく設定することが好ましい。
【００５２】
▲３▼スリーブ６０を基板３の植毛孔４、毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５の断面形状や断面積に対応して個別に用意してあるから、断面形態の異なった植毛孔４、毛束挿入孔５５に移行するときには、使用スリーブ６０を切り替える（図６）。スリーブ６０に切断した毛束２を順次植毛するものであり、孔軸方向の異なる複数の毛束挿入孔５５に植毛するときに、スリーブ６０同士の干渉がなく、任意の孔軸方向の斜め孔５５に植毛できる（図７）（スプール用毛や切断済用毛を一括して植毛する場合（特開平9-182632）、用毛の移動方向や、複数の押出ピンが干渉する斜め方向は不可能である）。
【００５３】
▲４▼毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５に毛束２を挿入するとき、同時に、毛束挿入孔５５の先端の整形孔５６と押出ピン７１の整形端７３の協働作用で毛束２の先端部を立体的に整形する。
【００５４】
押出ピン７１のスリーブ６０に摺接する外周には直角面を形成し、その内側に丸味面等を形成した整形端７３を用いる場合には（図８（Ａ））、スリーブ６０と押出ピン７１のクリアランスに用毛１が入りかみ込むことを防止できる。特に、用毛１の先端に丸め加工、テーパ加工を施したもので有利になる。
【００５５】
押出ピン７１の整形端７３を階段状にしたもの（図８（Ｂ））では、整形端７３が個々の用毛１の先端と同じ方向の押し当て面を有し、用毛１をスリーブ６０内で長手方向に精度良く移動させ、押し込み時の用毛１の乱れを防止できる。先端が斜めの毛束２、挿入方向が斜めの毛束２に対し有利である。
【００５６】
毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５の整形孔５６（図７）は、中段分割体５５Ｂの分割面の近傍に設けることが好ましい。分割体５５Ｂの分割面に近いため、加工するエンドミル（刃物）の負荷が少なく、精度良く加工できる。
【００５７】
▲５▼毛束保持治具４０は金属材料で構成する他、樹脂材料で構成することもできる。特に、ポリテトラフルオロエチレン等で構成する場合は滑り性が良く、挿入性が向上する。尚、滑り性、耐久性の双方を考慮し、金属材料にポリテトラフルオロエチレン等のコーティングを行なうことも有効である。
【００５８】
［４］毛束スライド保持工程（図９）
▲１▼毛束保持治具４０の毛束挿入孔５５への毛束２への挿入が完了したとき（図９）、毛束保持治具４０の中段分割体５２を上段分割体５１に対し毛束挿入孔５５の孔軸に交差する方向にスライドさせ、毛束２を保持する。毛束保持治具４０は、上段分割体５１と中段分割体５２の２分割でなく、３分割以上とすることにより、毛束２の保持効果を向上できる。該スライドにおいて上段分割体５１、中段分割体５２の相対的移動距離は、0.1ｍｍ〜1ｍｍ程度で毛束保持の状態により移動量を選択する。
【００５９】
▲２▼毛束保持治具４０における上述▲１▼による毛束２の保持は、搬送工程での用毛の乱れ（浮き上がり、ねじれ）防止、用毛基部を溶融プレスするときの毛のねじれ防止（特に超音波振動による溶融プレスの場合は、振動にて、用毛が浮き上がり、ねじれ易い）、樹脂５の背面充填時において（図１１（Ｂ））樹脂圧力を受けたときの用毛のねじれ防止に寄与する。
【００６０】
［５］毛束基部溶融工程（図１０）
▲１▼基板３の植毛孔４に挿入した毛束２の基部を溶融し、抜け防止を図る。
【００６１】
基板保持治具４０に据付けられている基板３の植毛孔４から出ている毛束２の基部端面を毛束基部溶融装置８０の加熱体８１で溶融プレスし、各毛束２の基部端面を一体化するとともに、基板３の植毛孔４を塞ぐ帯状のプレス面２Ａを形成する（図１０（Ｂ））。基板３の孔４に対し、毛束基部を溶融後にプレスして密着させること、及び植毛孔４を塞ぐ帯状のプレス面２Ａを形成することにより、背面充填時（図１１（Ｂ））の樹脂５が植毛孔４と毛束２の間からはみ出すこと（バリ）を防止できる（金型に毛束をインサートする方式に比べ、基板を有する方式の方が、バリ防止に有利になる）。
【００６２】
▲２▼加熱体８１は、電熱ヒータや熱風、レーザ、超音波振動に誘電加熱等がある。加熱体８１による毛束基部の好ましい溶融工程は、毛束基部を加熱体８１で加熱した後、溶融接着及びプレスの後、冷却を行なう。図１０及び図１６では超音波振動（ウエルダー）を加熱体８１とした場合であるが、加熱体とプレス体が同一であり、プレスした後、冷却後に毛束基部から離れるので、溶融樹脂が糸を引かない。その結果、溶融樹脂は超音波ウエルダーにほとんど付着することがなく、樹脂がこげ等の変色し、歯ブラシに透明ブリッスルが使われているときの商品価値の低下を防ぐことができるので好ましい。加熱体８１にインパルス溶着機を用いた場合も、図１０、図１６と同様な構成となり好ましいが、上述の電熱ヒータ、熱風、レーザ、超音波振動、誘電加熱等は適宜、併用して使用できる。
【００６３】
尚、加熱体８１が超音波振動によるものでは、その振動による用毛１の乱れやねじれを生じ易いが、毛束２をスライド保持する前述［４］の機構を用いると、前記用毛１の乱れやねじれを抑えることができるので好ましい。
【００６４】
▲３▼毛束保持治具４０において、上段分割体５１と中段分割体５２で毛束挿入孔５５（５５Ａ、５５Ｂ）を形成する部分のエッジは、図９（Ｂ）に示す如く、丸味又は面取りを付与し、超音波振動がこのエッジに集中して用毛１が溶融接着することを防止する。Ｒ0.2ｍｍ以上の丸味又は同程度以上の面取りが好ましい。
【００６５】
［６］基板の背面充填工程（図１１）
▲１▼基板３に植設された毛束２の基部端面を毛束基部溶融装置８０で溶融せしめた後、毛束保持治具４０を基板背面充填成形機９０に挿入する。毛束保持治具４０は、挿入機９１により成形機９０の位置決め部９２に挿入される。
【００６６】
▲２▼成形機９０は、金型９３を基板３の背面に密着し、基板３の背面の凹部に樹脂を射出成形する。金型９３は、基板３の背面側にだけ設ければ良く、金型コストを低減でき、メンテナンス性も良い。
【００６７】
▲３▼基板３の背面に充填する樹脂５としては、基板３と同じ材料（例えばポリプロピレン）を用いることが主であるが、例えば、同じポリプロピレンでも基板３と樹脂５の物性を変え、成形性や品質の向上を図ることができる。具体的には、基板３に対して剛性や耐衝撃性の高いポリプロピレンのホモポリマーやブロックコポリマーを用いて強度を確保し、背面充填用の樹脂５としては流動性の良いポリプロピレンのランダム共重合体を用いて基板３の植毛孔４からの樹脂漏れの防止を図る等の方法がある。
【００６８】
また、樹脂５として、基板３と異なる材料（例えばエラストマー）を用いることで、歯ブラシとしての弾力性や色を含めた外観に特色のあるものを製造できる。
【００６９】
［７］毛束挿入の他の例（図１２）
▲１▼基板３の複数の異なる方向の植毛孔４に対する毛束２の植毛に際しては、スリーブ６０の孔軸方向を各植毛孔４の孔軸方向に合せるように同一角度にし、毛束２を挿入することが最も好ましい形態である。
【００７０】
▲２▼しかしながら、スリーブ６０を個別の角度に対応するためには、毛束挿入装置２０（図１、図２）においてスリーブ６０を任意の角度に駆動可能とするための、サーボモータや複数のギヤ等の装置とその制御回路が必要となり、装置構成が複雑化すると共に、装置重量が増加し、一連の動作速度を高速化できない。これを解決するため、検討の結果以下を採用できる。
【００７１】
▲３▼基板３の植毛孔４に設けたテーパ状の導入口４Ａ（［３］の寸法設定）を用いて毛束２を挿入することにより、複数の異なる角度方向の植毛孔４に対し、スリーブ６０の角度を固定しながら挿入可能になり、個々の植毛孔４の孔軸角度が鉛直方向に対し±30°程度までは挿入できる。以上の方式をとれば、複数の異なる植毛角度の毛束を持つ歯ブラシを効率良く、比較的簡単な装置構成で生産できる。
【００７２】
［８］基板の他の例（図１３、図１４）
▲１▼基板３の形状が植毛孔４を有する部分とその近傍部分からなり、従ってヘッド部３Ａだけを有し、握り部３Ｂ（図１２）を有さない形態（図１３）とすれば、毛束保持治具４０に基板３を固定して行なう搬送工程や、植毛固定において、装置の小スペース化が図れる。
【００７３】
▲２▼ヘッド部３Ａだけからなる基板３の形態は植毛部の各部の寸法設定状況によっては、歯ブラシの強度に優位性がある。ヘッド部３Ａと握り部３Ｂがつながった基板３については、基板３と背面充填材５の接着力が弱くなったとき、植毛孔４が背面凹部の樹脂５の端面を介してｆ−ｆ間で表裏に連続してつながり、折れ易くなる可能性がある（図１４（Ａ））。これに対し、ヘッド部３Ａだけからなる基板３の場合、植毛孔４がｇ−ｇ間で表裏に連続してつながらないため、強度的に有利である（図１４（Ｂ））。
【００７４】
［９］金型に毛束挿入孔を備える例（図１５、図１６）
基板３を用いず、成形機９０（図１１）の金型９４に設けた毛束挿入孔９５に毛束２を挿入し、歯ブラシを製造することもできる。
【００７５】
▲１▼金型９４に対し、前述の基板３と同形態の毛束挿入のためのガイドプレート１００を導入し、押出ピン７１がスリーブ６０から押出す毛束２をガイドプレート１００の植毛孔１０１を介して金型９４の毛束挿入孔９５に挿入する。
【００７６】
ガイドプレート１００は、金属材料にポリテトラフルオロエチレン等をコーティングしたもの等が好ましく、万一スリーブ６０がガイドプレート１００に接触した場合や、ガイドプレート１００が金型９４に接触しても、それらの損傷を避けることができる。ガイドプレート１００を用いず、金型９４の毛束挿入孔９５にスリーブ６０から直接毛束２を導入しようとするときには、外観上、金型９４の毛束挿入孔９５に導入テーパを設けることができないため、用毛の挿入を安定的にできない。
【００７７】
ガイドプレート１００の植毛孔１０１にテーパ状の導入口を設けることにより、スリーブ６０内の毛束２を圧密状態で植毛孔１０１に導入し、ひいては金型９４の毛束挿入孔９５に高密度で挿入できる。これにより、金型９４と毛束２の間で充填樹脂のはみ出しを防止できる。
【００７８】
▲２▼金型９４の毛束挿入孔９５の先端に整形孔９６を設ければ、毛束２の挿入と同時に毛束２の先端部を立体的に整形できる。
【００７９】
▲３▼金型９４を互いにスライドできる複数の分割体９４Ａ、９４Ｂからなるものとすることにより、毛束２を金型９４の全ての毛束挿入孔９５に挿入した後、それらの分割体９４Ａ、９４Ｂを互いにスライドして毛束２を保持でき、ガイドプレート１００の取外し時に毛束２が乱れることを防止できる。
【００８０】
▲４▼金型９４の毛束挿入孔９５から突出している毛束２の基部をヒータやホットエア等の加熱体８１で加熱して溶融塊２Ａを形成する。
【００８１】
▲５▼金型９４を成形機９０の金型９３に型合せし、毛束２の基部の溶融塊のまわりに樹脂を一体成形し、毛束２を備えたヘッド部と、これにつながる握り部とからなる歯ブラシを製造できる。
【００８２】
歯ブラシ製造装置１０による歯ブラシの製造工程では以下の変形を採用できる。
【００８３】
▲１▼スリーブは１つだけでなく、２つ以上のスリーブを併用しても良い。例えば、同径の10個の毛束挿入孔に対し、２つの並列スリーブを同時に５回挿入動作させるものでも良い。
【００８４】
▲２▼スリーブの孔断面は丸孔以外でも良い。
【００８５】
▲３▼スリーブの孔断面は毛束挿入孔に対し近似形状のものでも良い。
【００８６】
▲４▼毛束保持治具の孔断面形状は、必ずしも基板の孔断面と同一形状でなくても良い。
【００８７】
▲５▼スタック３０を複数化し、各スタック３０に長さの異なる用毛を備えれば、同一スリーブで毛束の長さの異なるものを植毛できる。
【００８８】
▲６▼背面樹脂充填部については、樹脂部材の接着も含まれる。
【００８９】
▲７▼切断済用毛のスタック３０から毛束を各種の方式で取出し、スリーブの後端から毛束を挿入し、押出ピンにて植毛する方式を採用しても良い。
【００９０】
▲８▼スプール用毛を一定量の毛束とし、スプールに挿入し、押出ピンにて植毛する方式（スリーブ挿入前に切断又は挿入後に切断の双方を含む）を採用しても良い。
【００９１】
本実施形態によれば以下の作用がある。
（請求項１、９に対応する作用）
(1)毛束挿入孔５５毎に対応したスリーブ６０を個別に設けているから、各毛束２の断面形状、面積に対応できるし、毛束２の植毛方向（植毛角度）を多様に行なえる。
【００９２】
(2)毛束２をスリーブ６０でガイドして毛束挿入孔５５に挿入するから、毛束挿入孔５５に高い充填密度で植毛でき、充填樹脂５の毛束挿入孔５５からの洩れによるバリを抑える。
【００９３】
(3)個別のスリーブ６０から毛束２を押出すことで、特開平9-182632の一括挿入に比べ、毛束２を毛束挿入孔５５毎に個々に位置決めし、毛束挿入孔５５への挿入時の微調整が可能となって挿入精度が向上し、歯ブラシのように多様な機能が要求される場合に適している。また、切断用毛を用いる場合にはスプール方式に比べ挿入装置を小型化できる。
【００９４】
（請求項２、１０に対応する作用）
(4)スリーブ６０内の毛束２を基板３の植毛孔４を介して毛束挿入孔５５に挿入するが、樹脂製の柔らかい基板３であればスリーブ６０と植毛孔４の接触が良好になり、毛束２を押出し、充填密度を上げ易い。スリーブ６０と基板３が接触したときの破損も少ない。
【００９５】
(5)基板３の植毛孔４で充填樹脂５の洩れ（バリ）の発生を抑制できる。
【００９６】
（請求項３、１１に対応する作用）
(6)基板３の植毛孔４に設けたテーパ状の導入口４Ａがスリーブ６０から押出される毛束２の挿入ガイドとなるので毛束挿入孔５５への充填密度を上げて挿入できる。毛束挿入時の歩留まりも良く、毛束の挿入密度を上げることができ、充填樹脂５の毛束挿入孔からの洩れを一層抑える。
【００９７】
(7)歯ブラシに歯垢除去機能や歯間に毛先を到達させるために、毛束２を基板３に斜めに植設させることがあるが、本発明では斜め植毛を容易にする。毛束２の全部又は一部を任意の方向に挿入して植設できる。
【００９８】
(8)基板３の背面にテーパ状の導入口４を設け、毛束２の挿入を背面から行なうことで、スプール使用の場合に比して装置構成を簡易にできる。
【００９９】
（請求項４、１２に対応する作用）
(9)押出ピン７１の先端の整形端７３と、毛束挿入孔５５の整形孔５６の協働作用により、毛束２の先端の形状を任意に整形できる。
【０１００】
(10)特開平7-194433の双方向のピンで毛束端を整形するものでは、プランジャが必要で装置構成が複雑になるのに対し、本発明では装置構成を簡易にできる。
【０１０１】
（請求項５に対応する作用）
(11)歯ブラシに清掃機能（歯垢除去機能や歯間に毛先を到達させる等）を付与するには、毛束２を斜めに植設することが行なわれる。本発明では斜め植毛を容易にする。毛束２の全部又は一部を互いに同一方向又は複数の異なる方向に斜めに挿入して植設できる。
【０１０２】
(12)スリーブ６０をコンパクトにしながら、用毛束２が互いに斜めに交差する複雑な植毛形態を形成できる。用毛がスプールから繰り出される方式の場合には用毛が交差するような斜め植毛が困難である。
【０１０３】
（請求項６、１３に対応する作用）
(13)毛束挿入孔５５が斜めであっても、スリーブ６０からの挿入は一方向から行なえる。植毛孔４に設けたテーパ状の導入口４Ａの効果により斜めの毛束挿入孔５５にも良好に挿入できる。
【０１０４】
(14)複数の毛束挿入孔５５の孔軸が互いに異なる方向にあるとき、各スリーブ６０をそれらの毛束挿入孔５５の孔軸方向に位置決めする従来装置では、サーボモータやギヤ等を組合せた複雑な装置になる。また、従来装置では、スリーブを保持する装置重量が重くなり、挿入速度や挿入精度が悪くなる。これに対し、本発明では、孔軸方向が互いに異なる複数の毛束挿入孔５５に対し、スリーブ６０からの挿入が一方向から行なえるから、装置構成は簡素で高性能である。
【０１０５】
（請求項７、１４に対応する作用）
(15)毛束２を毛束挿入孔５５に挿入後に毛束保持治具４０にて毛束２を締め付け固定できる。従って、挿入後にスリーブ６０、ピン７１を外すとき、製造工程で搬送するとき、毛束２の端面を融着処理するとき、毛束２を挿入後に背面に樹脂５を充填するとき、毛束２を確実に保持でき、毛束２の乱れを生じさせない。
【０１０６】
（請求項８に対応する作用）
(16)基板３がヘッド部３Ａのみからなり、握り部３Ｂを有さないものとすることにより、基板３の搬送性を向上できる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来技術に記載の平線を用いない植毛方法のうちのタイプＩ及びタイプIIにおいて簡素な装置構成により、毛束の植毛角度を自由に設定し、かつ毛束を高密度で毛束挿入孔に挿入して植毛孔付近におけるバリの発生をなくすことができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、毛束の先端の形状を任意に整形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は歯ブラシ製造装置を示す正面図である。
【図２】図２は図１の平面図である。
【図３】図３は毛束保持治具と握り部を有する基板を示し、（Ａ）は毛束保持治具を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図、（Ｃ）は基板を示す平面図である。
【図４】図４は毛束を取出す工程を示し、（Ａ）はスタックとスリーブを示す断面図、（Ｂ）はスリーブと押出ピンを示す斜視図である。
【図５】図５は毛束の挿入準備工程を示し、（Ａ）は基板を毛束保持治具にセットした状態を示す断面図、（Ｂ）は基板の植毛孔を示す断面図、（Ｃ）は基板を示す斜視図である。
【図６】図６は毛束挿入工程を示し、（Ａ）は小径スリーブによる毛束挿入状態を示す断面図、（Ｂ）は大径スリーブによる毛束挿入状態を示す断面図である。
【図７】図７は複数の孔軸方向の異なる毛束挿入孔への毛束挿入状態を示す断面図である。
【図８】図８は毛束の先端整形工程を示し、（Ａ）は丸め状整形例を示す断面図、（Ｂ）は階段状整形例を示す断面図である。
【図９】図９は毛束の挿入完了状態を示し、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）は要部断面図である。
【図１０】図１０は毛束の基部溶融工程を示し、（Ａ）は全体断面図、（Ｂ）は要部断面図である。
【図１１】図１１は基板の背面充填工程を示し、（Ａ）は毛束保持治具の挿入状態を示す断面図、（Ｂ）は充填状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は複数の孔軸方向の異なる毛束挿入孔への毛束挿入状態の他の例を示す断面図である。
【図１３】図１３は握り部を有しない基板を示し、（Ａ）は毛束挿入状態を示す断面図、（Ｂ）は基板の背面充填状態を示す断面図である。
【図１４】図１４は基板の折れ強度を示し、（Ａ）は握り部を有する基板の例を示す断面図、（Ｂ）は握り部を有さない基板の例を示す断面図である。
【図１５】図１５は金型に毛束挿入孔を有するものを示し、（Ａ）は毛束挿入状態を示す断面図、（Ｂ）は毛束挿入完了状態を示す断面図である。
【図１６】図１６は毛束の基部溶融と金型の樹脂充填工程を示し、（Ａ）は毛束基部溶融状態を示す断面図、（Ｂ）は金型の樹脂充填状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  用毛
２  毛束
３  基板
３Ａ  ヘッド部
３Ｂ  握り部
４  植毛孔
４Ａ  導入口
５  樹脂
６  歯ブラシ
１０  歯ブラシ製造装置
４０  毛束保持治具
５１、５２  分割体
５５  毛束挿入孔
５６  整形孔
６０  スリーブ
７１  押出ピン（押出手段）
７３  整形端
９４  金型
９４Ａ、９４Ｂ  分割体
９５  毛束挿入孔
９６  整形孔
１００  ガイドプレート
１０１  植毛孔
【図１】
0004132744.tif 000002
【図２】
0004132744.tif 000003
【図３】
0004132744.tif 000004
【図４】
0004132744.tif 000005
【図５】
0004132744.tif 000006
【図６】
0004132744.tif 000007
【図７】
0004132744.tif 000008
【図８】
0004132744.tif 000009
【図９】
0004132744.tif 000010
【図１０】
0004132744.tif 000011
【図１１】
0004132744.tif 000012
【図１２】
0004132744.tif 000013
【図１３】
0004132744.tif 000014
【図１４】
0004132744.tif 000015
【図１５】
0004132744.tif 000016
【図１６】
0004132744.tif 000017