(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さに切断された用毛の集合から所定本数の該用毛を分離する分離工程と、分離された前記用毛を整列部に導いて拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる用毛の整列工程とを具備するブラシの製造方法であって、
前記整列工程では、周壁部に内部から外部に通じる複数の通気路が放射状に設けられているスリーブを有する一の整列部に用毛を導き、該通気路を通じて一の該整列部内を負圧吸引して該用毛の一部を前記スリーブの内面側に移動させ、前記負圧吸引に伴い前記用毛間の隙間及び一の前記整列部の内面と前記用毛の間の隙間を流れ続ける気流で、前記用毛を拘束せずに長さ方向及び径方向に整列させた後、
一の前記整列部で整列された前記用毛を他の前記整列部に導き、他の該整列部内の負圧吸引により前記用毛間の隙間及び他の該整列部の内面と前記用毛の間の隙間を流れ続ける気流で、前記用毛を拘束せずに長さ方向及び径方向に整列させるブラシの製造方法。
【請求項２】
整列空間の広い一の前記整列部から整列空間の狭い他の前記整列部へ前記用毛を移送して整列させる請求項１に記載のブラシの製造方法。
【請求項３】
一の前記整列部から他の前記整列部への前記用毛の移送を同軸上で行う請求項１又は２に記載のブラシの製造方法。
【請求項４】
一の前記整列部から他の前記整列部への前記用毛の移送を気流によって行う請求項１〜３の何れかに記載のブラシの製造方法。
【請求項５】
分離された前記用毛を気流によって前記整列部に導く請求項１〜４の何れかに記載のブラシの製造方法。
【請求項６】
整列させた前記用毛を植毛基部の植毛孔又は金型若しくは用毛束保持治具の挿入部に挿入して拘束し、該用毛を配向させる用毛の配向工程を具備している請求項１〜５の何れかに記載のブラシの製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のブラシの製造方法を実施するためのブラシの製造装置であって、
所定長さに切断された多数の用毛を集積させる集毛手段と、該集毛手段で集積された前記用毛の集合から所定本数の該用毛を分離して所定位置に移送する分離移送手段と、分離移送された前記用毛を拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる整列手段とを備えており、
前記整列手段は、周壁部に内部から外部に通じる複数の通気路が放射状に設けられているスリーブを有する一の整列部と、一の該整列部で整列された用毛が移送されて整列される他の整列部とを有しており、
前記通気路を通じて一の前記整列部内を負圧吸引して用毛の一部を前記スリーブの内面側に移動させ、該負圧吸引に伴い用毛間の隙間及び一の前記整列部の内面と用毛の間の隙間を流れ続ける気流で、前記用毛を拘束せずに長さ方向及び径方向に整列させた後、
一の前記整列部で整列された用毛を他の前記整列部に導き、他の該整列部内の負圧吸引に伴い前記用毛間の隙間及び他の該整列部の内面と前記用毛の間の隙間を流れ続ける気流により前記用毛を拘束せずに長さ方向及び径方向に整列させるように設けられているブラシの製造装置。
【請求項８】
一の前記整列部で整列された前記用毛を他の前記整列部に導く用毛導入手段を備えており、該用毛導入手段が、他の前記整列部に気流を生じさせて前記用毛を他の該整列部内に導入するようになしてある請求項７記載のブラシの製造装置。
【請求項９】
他の前記整列部で整列された前記用毛を他の該整列部の外へ送出する用毛の送出手段と、前記送出手段で送出された用毛を拘束状態で所定方向に配向させる配向手段とを備えている請求項８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、ブラシの製造方法に関わり、特に、歯ブラシの製造に好適なブラシの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ブラシの製造方法に関する従来技術としては、欧州特許出願公開第０９７２４６４号の明細書及び図面に記載の技術が知られている。この技術は、所定長さに切断された用毛の集合から所定本数の用毛を分離し、分離した該用毛を、複数の用毛挿入孔を有するキャリアの該用毛挿入孔に挿入し、該キャリアを該用毛挿入孔がブラシの植毛孔に対応するように配設し、該挿入孔内にガイダンスプレートを介して突出ピンを挿入し、該挿入孔内に配された個々の用毛をブラシの植毛孔に挿入するようにしたものである。
【０００３】
ところで、この技術では、用毛束取り出し装置（用毛束分離装置）で所定本数の用毛束を分離してキャリアの用毛挿入孔に挿入しているが、用毛束取り出し装置で分離した用毛は、個々の用毛が折れ曲がっていたり、ねじれたりして不揃いの状態となる場合が多い。このため、そのままの状態では、用毛を用毛挿入孔に挿入し辛いものであった。また、不揃いの用毛をそのまま用いて得られた歯ブラシは、植毛された用毛束が先端側で開きやすく、好ましくなかった。
【０００４】
一方、特許第３２２６２７６号には、バイスで保持し、用毛束を端から挟み込んで所望の形状に整形させているが、この方法では、用毛束にねじれが生じ、完成したブラシにおいて用毛束が先端方向で広がってしまう問題がある。また、植毛基部に用毛を斜めに植毛したい場合には、バイスの移動方向と植毛孔の挿入方向とに角度がつくため、この部分において用毛の曲がり具合に差が出てしまい、そのまま溶融塊を形成すると、ダイで整えた用毛の先端が乱れてしまい所望の整列形態を得ることができない問題がある。
【０００５】
また、特開平７−１９４４３３号公報には、所定長さに切断された所定本数の用毛を孔付きプレートの貫通内にそれぞれ導き、該貫通孔内で該用毛を拘束状態で該貫通孔内にプランジャーピンを差し込んで用毛の先端部の整列形態を形成し、整列された用毛を射出成形金型に挿入して植毛を行うブラシの製造方法が記載されている。このため、孔付きプレート内に用毛を導入するときに、用毛がねじれたりしていると、その後の修正が困難であり、用毛がきれいに整列したブラシを製造することが困難であった。
【０００６】
また、米国特許第５４５４６２６号には、貫通孔を有するキャリア内に用毛を導入し、該キャリアの一端側に用毛の先端部を整列させる整列孔を有する配列プレートを配し、該キャリアの他端側から空気を送り込んで用毛の先端部を整列孔の先端部に押し当てて用毛の先端部を整列させる方法が開示されているが、この方法では、貫通孔が多列に配されている場合に、各貫通孔へ平均した空気量を供給することが困難となり、各貫通孔における用毛の整列にばらつきが生じやすくなるため、用毛がきれいに整列したブラシを製造することが困難であった。
【０００７】
また、特開平３−２１５２１１号公報に記載の技術は、貫通孔を有する型内に用毛先端の整形孔を有する多孔質体を配するとともに、前記貫通孔に連通するように植毛孔を合わせて固定板を該型に固定し、所定長さの用毛束を供給導管を通じて気流を用いて移送する一方で、型内の前記多孔質体を通じて移送されてきた用毛を吸引し、用毛を所定の向きに配向させるようにしたものである。しかし、この方法では、供給導管の周壁部の抵抗によって用毛束の内部の用毛が先に進みやすくなるため、移送の途中で用毛束の内部と外周部とで前後にずれが生じ易くなり、その後に用毛がきれいに整列したブラシを製造することが困難であった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、用毛束の配向性に優れ、且つ用毛がきれいに整列したブラシを製造することができるブラシの製造方法及び装置を提供することにある。
ここで、用毛束の配向性に優れるとは、用毛束を構成する個々の用毛が、ねじれたり折れ曲がったりせずに、その長さ方向に伸び、束としてきれいにまとまっている状態をいい、用毛がきれいに整列している状態とは、前記用毛束の配向性と合わせて、用毛束の先端部が所望の形状となるように個々の用毛の先端が所定の整列形態にきれいに整列していることをいう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定長さに切断された用毛の集合から所定本数の該用毛を分離する分離工程と、分離された前記用毛を整列部に導いて拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる用毛の整列工程とを具備するブラシの製造方法であって、前記整列部を複数有しており、整列空間の広い一の該整列部から整列空間の狭い他の該整列部へ前記用毛を移送して整列させるブラシの製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【００１０】
また、本発明は、上記本発明のブラシの製造方法を実施するためのブラシの製造装置であって、所定長さに切断された多数の用毛を集積させる集毛手段と、該集毛手段で集積された前記用毛の集合から所定本数の該用毛を分離して所定位置に移送する分離移送手段と、分離移送された前記用毛を拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる整列手段とを備えているブラシの製造装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その好ましい実施形態として、歯ブラシの製造に適用した実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１〜図１０は、本発明のブラシの製造装置を歯ブラシの製造装置（以下、単に製造装置ともいう。）に適用した一実施形態を示すものである。これらの図において符号１は製造装置、１１は歯ブラシ本体、１２は植毛基部、１２ａは植毛基部１２に設けられた植毛孔を示している。
【００１３】
図１〜３に示すように、製造装置１は、所定長さに切断された多数の用毛１３を集積させる集毛手段２と、集毛手段２で集積された用毛１３の集合から所定本数の用毛１３を分離して所定位置に移送する分離移送手段３と、分離移送された用毛１３を整列部４０内で拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる第１整列手段４と、分離移送された用毛１３を整列部（一の整列部）４０に導く用毛導入手段５と、整列された用毛１３を整列部（他の整列部）６０内で拘束せずにさらにその長さ方向又は径方向に整列させる第２整列手段６と、整列部４０で整列された用毛１３を整列部６０に導く用毛導入手段７と、整列部６０で整列された用毛１３を整列部６０の外へ送り出す用毛の送出手段８と、送出手段８で送出された用毛１３を所定方向に配向させる配向手段９とを備えている。
【００１４】
図４に示すように、前記集毛手段２は、所定長さに切断された多数の用毛１３を起立状態で集積させる装置である。集毛手段２は、ベーステーブル２０上に設けられた溝状の集積部２１と、集積部２１内に起立状態で揃えられて密に集積された用毛１３を後方から前方に向けて押圧して用毛１３を所定の集積密度で集積させる押圧部２２と、集積部２１内の用毛１３を前方に安定した集積密度で繰り出す二組の繰り出しローラー２３、２４とを備えている。押圧部２２は、用毛１３を押圧するブレード２２ａと、ブレード２２ａを集積部２１の前後方向（以下、ｘ方向ともいう。）に移動させるシリンダーユニット２２ｂとを備えている。
【００１５】
図５及び図６に示すように、前記分離移送手段３は、前記集毛手段２の前方においてｘ方向と略直交する方向（以下ｙ方向ともいう。）に沿って配され、前記集積部内に集積された前記用毛の集合から所定本数の用毛を分離して所定位置に移動する装置である。分離移送手段３は、断面が略Ｕ字状の鞘部３０と、鞘部３０内に配されて所定本数の用毛を分離するピッカー３１と、鞘部３０及びピッカー３１をｙ方向に往復動させる駆動部３２とを備えている。
【００１６】
鞘部３０は、ｙ方向に所定間隔をおいてｙ方向に所定幅で切り欠かれた二つの窓３０ａ、３０ｂを有しており、これらの窓３０ａ、３０ｂを前記集積部２１側に向けて略水平且つｙ方向に往復動自在に配設されている。
【００１７】
図６に示すように、ピッカー３１は鞘部３０内に摺動自在に配された細長い板状の部材で構成されている。ピッカー３１は、前記窓３０ｂを通じて後述する駆動部３２のスライダー３２ｈに接続されている。ピッカー３１には、前記窓３０ａ内で前記集積部２１内に集積された所定数の用毛１３を分離する凹部３１ａが設けられている。窓３０ａには、その開口幅を調整する平面視Ｌ字状の開口幅調整部材３０ｃが取り付けられており、この開口幅調整部材３０ｃの先端部と前記凹部３１ａとの間で用毛を挟持するように設けられている。この開口幅調整部材３０ｃは取り付け基部に長孔（ルーズホール）を有しておりこのルーズホールを介して鞘部３０に螺着されている。そして、この螺着位置を変更することによって窓３０ａの開口幅を調整し、分離する用毛の本数を調整できるようになっている。開口幅調整部材３０ｃは前記取り付け基部から屈曲する屈曲部３０ｄにスリット３０ｅが形成されており、ピッカー３１との間で用毛を分離したときに用毛が屈曲部３０ｄの端面とピッカー３１の突起部（凹部３１ａの先端部の鋭角部分）との間につまるのを防止できるようになっている。
【００１８】
図５に示すように、駆動部３２は、ベーステーブル３２ａ上にｘ方向に沿って配され、主駆動ユニット（図示せず）のモーターの駆動力が伝達されて回転するカム軸３２ｂと、カム軸３２ｂに固定されたホイール３２ｃと、カム軸３２ｂに対して偏芯位置になるようにホイール３２ｃに配されたクランク軸３２ｄと、一端部がクランク軸３２ｄに連結され且つ他端部がベーステーブル３２ａ上にピン支持された揺動シャフトに連結された連結ロッド３２ｅと、ベーステーブル３２ａ上にピン支持され且つ連結ロッド３２ｅにルーズホールを介して中間部が連結された揺動ロッド３２ｆと、揺動ロッド３２ｆの先端部に連結されその揺動に伴って、ｙ方向に伸びるガイドレール３２ｇに沿って水平に往復移動するスライダー３２ｈとを備えている。そして、このスライダー３２ｈが、前記ピッカー３１と前記窓３０ｂを通じて連結材３２ｊで連結され、ピッカー３１がｙ方向に往復移動できるように設けられ、さらに連結材３２ｊが窓３０ｂの縁部に当接することで鞘３０もｙ方向に往復移動できるように構成されている。なお、連結ロッド３２ｅは２つのロッド部材がピンで連結されて構成されている。
【００１９】
スライダー３２ｈの往復移動の距離は前記窓３０ｂの幅よりも長く設定されており、ピッカー３１の往復動と鞘部３０の往復動との間に僅かにタイミングがずれるように設けられており、これにより、用毛の挟持が瞬間的に解かれるようになっている。
【００２０】
図１及び図７に示すように、前記第１整列手段４は、前記整列部４０をそれぞれ内部に有する整列スリーブ４１と、これらの整列スリーブ４１が装着されるローター４２と、ローター４２をその中心の主軸４２ａ周りに間欠的に水平回転させる駆動部４３と、整列スリーブ４１の周回軌道の上方に配されて整列部４０内に配された用毛の上端部をタップしてそれらを長さ方向に整列させる３種類のタップピン４４、４５、４６と、これらのタップピン４４〜４６をそれぞれ所定のタイミングで上下動させる上下動機構４７（図２、３参照）と、整列部４０内にエアーを吹き付けるエアーブロワー４８と、クリーニング用のエアブロワー（図示せず）とを備えている。
【００２１】
図１に示すように、整列部４０は、上端開口部が上方に向けて拡開するテーパー状の形態を有しており、前記分離移送手段３で分離された用毛１３が当該整列部４０に確実に導入できるようになっている。
【００２２】
整列部４０の長さは、用毛１３の端部の広がりを防ぐほか、整列部４０内で気流を使用して効果的に用毛１３を整列できる点から、前記拡開している部分を除いた直線部分の長さＬ１が用毛１３の長さの１００〜２００％であることが好ましい。
【００２３】
整列部４０の前記直線部分におけるその軸方向に直交する断面形状は、前記植毛基部１２の植毛孔（直線部分）１２ａの軸方向に直交する断面形状よりも大きく設けられている。また、整列部４０の前記直線部分におけるその軸方向に直交する断面積は、用毛間を流れる気流によって用毛を拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる点から、用毛が導入されたときの空隙率が４０〜５５％となるようにすることが好ましい。ここで、空隙率とは、（整列部４０の前記直線部分におけるその軸方向に直交する断面積−（導入される用毛の軸方向に直交する総断面積））／（整列部４０の前記直線部分におけるその軸方向に直交する断面積）の百分率である。導入される用毛の太さが同じである場合には、導入される用毛の軸方向に直交する総断面積は、（導入される用毛の総数）×（一本の用毛の軸方向に直交する断面積）である。
【００２４】
整列部４０は、前記空隙率を有する形態で、植毛孔１２ａの軸方向（挿入深さ方向）に直交する断面形態に相似形とすることが好ましいが、後述する挿入スリーブ６１の変更のみで種々の断面形状の植毛孔１２ａや挿入孔９０に用毛を挿入できるようにし、整列スリーブ４１に汎用性を持たせる場合には、予想される植毛孔１２ａの軸方向（挿入深さ方向）に直交する断面積より大きな円形又は楕円形等の形状とすることが好ましい。
【００２５】
図１に示すように、整列スリーブ４１の周壁部の下方部には、内部から外部に通じる複数の通気路４１ａが等間隔で放射状に設けられている。そして、これらの通気路４１ａを通じて整列部４０内を負圧吸引することで、導入時の自由落下による用毛１３の跳ね返りを防止できるようになっている。また、この通気路４１ａを通じて整列部４０内を吸引することで、用毛１３の一部が整列部４０の外側即ち整列スリーブ４１の内面側に移動し、整列部４０内における用毛１３どうしに間隔を作りやすくして用毛１３の整列がスムーズに行われるようになっている。さらに、この通気路４１ａを通じて整列部４０内を吸引し続けることで、整列部４０内で用毛１３を吸引保持し、ローター４２が回転している間にも用毛１３を安定的に移送できるようになっている。
【００２６】
通気路４１ａは、整列部４０の挿入先端部で負圧吸引によって保持し、整列部６０に移送する際に、用毛１３を移送完了近くまで確実に保持する点から整列スリーブ４１の下端から３〜１０ｍｍの位置に設けることが好ましい。一つの通気路４１ａの断面積は、用毛１３の引掛かりを防止して、整列部４０内に十分な負圧吸引力を与えて用毛１３を保持できる点から７×１０−３〜３×１０−２ｍｍ２であることが好ましい。通気路４１ａは、放射状に略均等に４〜１６本形成することが好ましい。
【００２７】
図７に示すように、本実施形態では、整列スリーブ４１は、隣り合う整列スリーブ４１どうしがローター４２の中心を結んで作る角度が略４５度（ローター４２を平面視したときの９時の位置を０度としたときに４５度おき）となるようにローター４２の周縁部に挿嵌されている。
【００２８】
ローター４２は、後述するローター６２と部分的に重なり合うように配設されている。ローター４２は、当該ローター４２を平面視したときの３時の位置と、ローター６２を平面視したときの９時の位置において前記整列スリーブ４１と後述する挿入スリーブ６１とが同一軸上に位置するように配設されている。
【００２９】
図８に示すように、ローター４２の周縁部には貫通孔４２ｂが設けられており、整列スリーブ４１はこれらの貫通孔４２ｂに挿嵌されている。ローター４２の下方には、その底面部との間に隙間を有して底板４２ｃが回動不能に固定されている。底板４２ｃには、前記０度の位置にある整列スリーブ４１の整列部４０の外側に位置するように通気孔（図示せず）が設けられており、後述の用毛導入手段５の吸引管路５０に通じて負圧吸引することで整列部４０内に下方に向かう気流が生じるようになっている。また、底板４２ｃには、整列スリーブ４１の１８０度の回転位置に対応する部分が所定幅で切り欠かれた凹部（図示せず）が形成されており、この凹部において後述する整列スリーブ４１から挿入スリーブ６１への用毛の移行が行えるようになっている。
【００３０】
駆動部４３は、所定の角度に割付可能なインデックスユニット４３ａを主体として構成されている。インデックスユニット４３ａの入力軸には、前記モーターの駆動力が前記カム軸３２ｂ（図２参照）を介して伝達されるようになっている。インデックスユニット４３ａの鉛直方向の出力軸は、前記主軸４２ａに接続されており、これによってローター４２が反時計回りに略４５度ずつ間欠的に回転するようになっている。
【００３１】
前記タップピン４４〜４６は、ローター４２の回転位置に応じてその先端形状が異なっている。タップピン４４は用毛１３が整列部４０の入り口付近から突出する場合に対応するようにタップする面積が広い形態となっており、タップピン４５、４６に進むにつれて整列部４０に深く挿入してタップできるようにそのタップする面積が小さくなる形態となっている。
【００３２】
図１及び図７に示すように、本実施形態では、ローター４２を平面視したときの９時の位置を０度とすると、０度の位置で整列スリーブ４１内へ用毛が導入され、０度から反時計回りに、４５度、９０度及び１３５度の位置でそれぞれ前記タップピン４４、４５及び４６によって用毛の上端部がタップされ、１８０度の位置で後述の挿入スリーブ６１への移送が行われるようになっている。なお、同３１５度の位置では、クリーニング用の前記エアブロワーで整列スリーブ４１内のクリーニングが行われるようになっている。
【００３３】
前記タップピン４４〜４６をそれぞれ所定のタイミングで上下動させる上下動機構４７は、図２に示すように、一部が前記分離移動手段３の駆動部３２と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記ベーステーブル３２ａに立設された一対の支持フレーム４７ａによってｘ方向に水平に支持された２本の支持軸４７ｂ、４７ｃ（図３参照）と、支持軸４７ｂに回動自在に連結された３本のアーム４４ａ、４５ａ、４６ａと、これらのアームにそれぞれ取り付けられたカムフォロア（４５ｂ、４６ｂのみ図示）と、前記支持軸４７ｂに回動自在に連結された３本のアーム（４５ｃ、４６ｃのみ一部を図示）と、これらの３本のアームをそれぞれ連結する連結ロッド（図示せず）と、該アームの先端部にそれぞれピン結合された上下動ロッド（図示せず）と、これら上下動ロッドの上下動をそれぞれガイドするスライドガイド（図示せず）とを備えている。タップピン４４〜４６は、前記上下動ロッドの先端部にそれぞれ取り付けられている。
【００３４】
上記構成において、カム軸３２ｂが回転すると、前記カムフォロアによって前記各アームが支持軸４７ｂを支点としてそれぞれ揺動し、前記連結ロッドを介して前記各アームが支持軸４７ｃを支点としてそれぞれ揺動する。そして、前記上下動ロッドがそれぞれ前記スライドガイドに沿って上下動することで、各タップピン４４〜４６が所定のタイミングで上下動するように構成されている。
【００３５】
図１及び図８に示すように、前記用毛導入手段５は、前記０度の位置にある前記整列スリーブ４１の下方に配された吸引管路５０と、吸引管路５０を通じて整列部４０内に下向きの気流を生じさせる負圧源（図示せず）とを備えている。そして、整列部４０内に下方に向かう気流を生じさせることによって、前記分離移動手段３で分離された用毛１３を整列部４０内に素早く且つスムーズに導入できるようになしてある。
【００３６】
図１及び図５に示すように、本実施形態では、前記分離移送手段３によって分離された用毛１３が、より確実に整列部４０に導入されるように、分離移送手段３によって所定位置に移送された用毛１３を上方から強制的にタップして落下させる押圧ロッド５１と、押圧ロッド５１を上下動させる上下動機構５２とを備えている。
【００３７】
押圧ロッド５１は、ベーステーブル３２ａ上に立設された支持フレーム５１ａに上下動自在に支持されている。
【００３８】
上下動機構５２は、図２及び図５に示すように、一部が前記分離移動手段３の駆動部３２及び前記第１整列手段４の上下動機構４７と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記支持軸４７ｂと、支持軸４７ｂに回動自在に連結されたアーム５２ａと、アーム５２ａに取り付けられたカムフォロア５２ｂとを備えている。そして、カム軸３２ｂが回転すると、これに当接するカムフォロア５２ｂによってアーム５２ａが支持軸４７ｂを支点として揺動しその先端部で押圧ロッド５１を上下動させるようになっている。
【００３９】
前記第２整列手段６は、前記第１整列手段４で整列された用毛を拘束せずに長さ方向又は径方向に整列させる装置である。
第２整列手段６は、図１、図７及び図８に示すように、整列部６０を有する８本の筒状の挿入スリーブ６１と、これらの挿入スリーブ６１が等間隔おきに装着されるローター６２と、ローター６２を間欠的に回転させる駆動部６３と、挿入スリーブ６１の周回軌道の上方に配されて整列部６０内に配された用毛１３の上端部をタップしてそれらを長さ方向にさらに整列させる３種類のタップピン６４、６５、６６と、これらのタップピン６４〜６６をそれぞれ所定のタイミングで上下動させる上下動機構６７と、前記整列部６０内にエアーを吹き付けるエアーブロワー６８と、クリーニング用のエアブロワー（図示せず）とを備えている。
【００４０】
整列部６０は、上端開口部が上方に向けて拡開するテーパー状の形態を有しており、前記第１整列手段４で整列された用毛１３が当該整列部６０に確実に導入できるようになっている。整列部６０の直線部分におけるその軸方向に直交する断面形状は、前記植毛基部１２の植毛孔１２ａにおける直線部分のその軸方向に直交する断面形状と略同形状（相似形）に設けられている。
【００４１】
整列部６０の長さは、挿入ピン８１で用毛１３の端面を確実に捕らえて挿入できるようにする点から、前記拡開している上端開口部を除いた直線部分の長さＬ２が用毛１３の長さの１００〜１５０％であることが好ましい。
また、整列部６０の直線部分におけるその軸方向に直交する断面の面積は、用毛間を流れる気流によって用毛を拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させ、且つ整列部４０より低い空隙率にして植毛孔１２ａに安定して導入する点から用毛が導入されたときの前記空隙率が３２％〜４０％となるようにその断面積を設けることが好ましい。
【００４２】
図９に示すように、挿入スリーブ６１の周壁部には、外部から前記整列部６０に通じるよう一対の通気路６１ａが形成されている。そして、これらの通気路６１ａを通じて整列部６０内を負圧吸引することで、挿入スリーブ６１内から用毛１３が落下することを防止できるようになっている。
【００４３】
また、本実施形態では、通気路６１ａの開口部は、挿入ピン８１の先端部が露出する形態を有している。通気路６１ａの開口部の形態をこのような形態とすることで、後述するように挿入ピン８１で用毛１３を押し出して送り出すときに、挿入ピン８１の先端部８１ａが通気路６１ａの開口部を通過すると、用毛１３の上端部が挿入ピン８１の先端部８１ａの形態に素早くに揃えられる。これにより、用毛１３をその先端部を挿入孔９０の先端部の形態に合わせて容易に挿入することができる。なお、この通気路６１ａは、前記整列スリーブ４１における通気路４１ａにおけるように、用毛の保持を目的とするものとすることもできる。
【００４４】
挿入スリーブ６１の上方部には外方に張り出すフランジ部６１ｂが形成されている。このフランジ部６１ｂは一部が直線状に形成された位置合わせ部６１ｃを有しており、挿入スリーブ６１を後述の装着ロッド８０ｉに装着する際の位置決めが容易に行えるようになっている。
【００４５】
図７及び図８に示すように、挿入スリーブ６１は、後述する用毛の送出手段８の装着ロッド８０ｉに装着されている。挿入スリーブ６１は、図７に示すように、隣り合う挿入スリーブ６１どうしがローター６２の中心を結んで作る角度が略４５度となるように配されている。
【００４６】
ローター６２には、挿入スリーブ６１が、後述する用毛の送出手段８の上下動機構８０によって上下動できるように凹部６２ａが設けられている。ローター６２の外周面には、ギア（ギアの歯）６２ｂが形成されている。
【００４７】
ローター６２は、主軸６２ｃにベアリングを介して取り付けられており、主軸６２ｃは、前記インデックスユニット４３ａに固定された支持材に立設されている。ローター６２の下方には、その底面部との間に所定の隙間を有して底板６２ｄが回動不能に固定されている。底板６２ｄには、挿入スリーブ６１の前記０度及び１８０度の位置に対応する部分が所定幅で切り欠かれた凹部（図示せず）が形成されており、これらの凹部において整列スリーブ４１から挿入スリーブ６１への用毛１３の移行、及び後述する挿入スリーブ６１と挿入ピン８１とによる用毛束１３の挿入孔９０への挿入が行えるようになっている。
【００４８】
前記駆動部６３は、前記インデックスユニット４３ａの前記出力軸に固定されたギア６３ａで構成されている。そして、このギア６３ａがローター６２の前記ギア６２ｂの歯と噛み合うことでローター６２が時計回りに略４５度ずつ間欠回転するようになっている。
【００４９】
前記タップピン６４〜６６は、前記タップピン４４〜４６と同様に、ローター６２の回転位置に応じてその先端形状が異なっている。タップピン６４は用毛１３が整列部６０の入り口付近から突出する場合に対応するようにタップする面積が広い形態となっており、タップピン６５、６６に進むにつれて整列部６０に深く挿入してタップできるようにそのタップする面積が小さくなる形態となっている。
【００５０】
図１及び図７に示すように、本実施形態では、ローター６２を平面視したときの９時の位置を０度とすると、０度の位置で整列スリーブ４１から挿入スリーブ６１へ用毛が移送され、０度から時計回りに、４５度、９０度及び１３５度の位置でそれぞれタップピン６４、６５及び６６によって用毛の上端部がタップされ、１８０度の位置でｘｙステージユニット９２に固定された前記用毛束保治具の挿入部への用毛の挿入が行われるようになっている。なお、同２７０度の位置では、クリーニング用のエアブロワー（図示せず）で挿入スリーブ６１内のクリーニングが行われるようになっている。
【００５１】
図２及び図３に示すように、前記タップピン６４〜６６をそれぞれ所定のタイミングで上下動させる上下動機構６７は、一部が前記分離移動手段３の駆動部３２及び前記第１整列手段４の上下動機構４７と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記支持軸４７ｂ、４７ｃと、支持軸４７ｂに回動自在に連結された３本のアーム（６５ａのみ図示）と、これらのアームにそれぞれ取り付けられたカムフォロア（６５ｂのみ図示）と、前記支持軸４７ｂに回動自在にそれぞれ連結された３本のアーム（６５ｃのみ図示）と、これらの３本のアームどうしをそれぞれ連結する連結ロッド（６５ｄのみ図示）と、前記アームの先端部にそれぞれピン結合された上下動ロッド（６５ｅのみ図示）と、これら上下動ロッドの上下動をそれぞれガイドするスライドガイド（６５ｆのみ図示）とを備えている。前記タップピン６４〜６６は、前記上下動ロッドの先端部にそれぞれ取り付けられている。
【００５２】
上記構成において、カム軸３２ｂが回転すると、例えば、前記カムフォロア６５ｂによってアーム６５ａが支持軸４７ｂを支点として揺動し、連結ロッド６５ｄを介してアーム６５ｃが支持軸４７ｃを支点として揺動する。そして、上下動ロッド６５ｅがスライドガイド６５ｆに沿って上下動することで、タップピン６５所定のタイミングで上下動するように構成されている。タップピン６４、６６も同様の機構で上下動するようになっている。
【００５３】
図８に示すように、前記用毛導入手段７は、前記０度の位置にある前記挿入スリーブ６１の下方に配された吸引管路７０と、吸引管路７０内に配されて上下動する受取ピン７１と、受取ピン７１を上下動させる上下動機構７２と、吸引管路７０を通じて整列部６０内に下向きの気流を生じさせる負圧源（図示せず）と、整列された毛束１３を挿入スリーブ６１の整列部６０内に押し込む押し込みピン７３（図１参照）と、押し込みピン７３を所定のタイミングで上下動させる上下動機構７４（図２参照）とを備えている。
【００５４】
受取ピン７１の軸方向に直交する断面積は、挿入スリーブ６１の整列部６０の先端（下端）における軸方向に直交する断面積よりも広く設けられている。受取ピン７１と吸引管路７０との間には隙間が設けられており、前記負圧源の吸引力がこの隙間を通じて伝わるようになっている。
【００５５】
受取ピン７１の上下動機構７２は、図３に示すように、前記インデックスユニット４３ａにおける前記入力軸の逆側の入力軸に取り付けられたカム７２ａと、ベースプレート３２ａ上にｘ方向に略水平に支持された支持軸７２ｂと、支持軸７２ｂに回動自在に支持されたアーム７２ｃと、アーム７２ｃの先端部に取り付けられたカムフォロア７２ｄと、アーム７２ｃの中間部に取り付けられた上下動ロッド７２ｅと、上下動ロッド７２ｅの上下動をガイドするスライドガイド７２ｆとを備えている。受取ピン７１は、図８に示すように、上下動ロッド７２ｅの先端部に取り付けられている。
【００５６】
そして、カム７２ａが回転すると、これに当接するカムフォロア７２ｄによってアーム７２ｃが支持軸７２ｂを支点として揺動し、上下動ロッド７２ｅがスライドガイド７２ｆに沿って上下動することで、受取ピン７１が所定のタイミングで上下動し、整列スリーブ４１から押し出されて挿入スリーブ６１に内に導入された用毛１３を受けるようになっている。受取ピン７１は、その上死点においてその上端面が、前記底板６２ｄの上面に対し面一又は上に位置するようになっている。
【００５７】
押し込みピン７３の上下動機構７４は、図２に示すように、一部が前記分離移送手段３の駆動部３２及び前記第１整列手段４の上下動機構４７と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記支持軸４７ｂ、４７ｃと、支持軸４７ｂに回動自在に連結されたアーム７３ａと、アーム７３ａに取り付けられたカムフォロア７３ｂと、前記支持軸４７ｃに回動自在に連結されたアーム７３ｃと、これらアーム７３ａ、７３ｃどうしを連結する連結ロッド（図示せず）と、アーム７３ｃの先端部に結合された上下動ロッド（図示せず）と、該上下動ロッドの上下動をガイドするスライドガイド（図示せず）とを備えている。押し込みピン７３は、該上下動ロッドの先端部に取り付けられている。
【００５８】
上記構成において、カム軸３２ｂが回転すると、これに当接するカムフォロア７３ｂによってアーム７３ａが支持軸４７ｂを支点として揺動し、前記連結ロッドを介してアーム７３ｃが支持軸４７ｃを支点として揺動する。そして、上下動ロッドがスライドガイドに沿って上下動することで、押し込みピン７３が所定のタイミングで上下動し、整列された用毛１３を整列スリーブ４１から押し出せるようになっている。
【００５９】
そして、受取ピン７１をその上端面が前記底板６２ｄの上面に対し略面一か又は上（挿入スリーブ６１の下端近傍）まで上昇させた状態で、前記吸引管路７０を通じて前記負圧源で整列部６０内に下方に向かう気流を生じさせる一方で、前記押し込みピン７３で用毛１３を上方より押し込み、整列部６０内に用毛１３を素早く導入できるようになしてある。
【００６０】
押し込みピン７３の外周面と前記整列部４０の直線部分の内周面との間には、押し込みピン７３が整列部４０に噛み込むこと、及び用毛１３が押し込みピン７３と整列部４０との間へ噛み込むことを防止する点から、用毛１３の直径よりも狭い所定のクリアランス（押し込みピン７３の外周と整列部４０の前記直線部分における内周との最大隙間）を設けることが好ましい。該クリアランスは、０．０３〜０．１５ｍｍであることが好ましい。
【００６１】
前記用毛の送出手段８は、前記挿入スリーブ６１を上下動させる上下動機構８０（図８参照）と、前記整列部６０で整列された用毛を、後述の用毛束保持治具９１の挿入孔９０に挿入する挿入ピン８１（図９参照）と、挿入ピン８１を所定のタイミングで上下動させる上下動機構８２（図３参照）とを備えている。
【００６２】
図２、図３及び図８に示すように、挿入スリーブ６１の上下動機構８０は、一部が前記分離移送手段３の駆動部３２及び前記第１整列手段４の上下動機構４７と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記支持軸４７ｂと、前記支持フレーム４７ａによって支持軸４７ｃ上にｘ方向に水平に支持された支持軸８０ａ（図３参照）と、支持軸４７ｂに回動自在に連結されたアーム８０ｂ（図２参照）と、アーム８０ｂに取り付けられたカムフォロア８０ｃと、前記支持軸８０ａに回動自在に連結されたアーム８０ｄ、これらアーム８０ｂ、８０ｄどうしを連結する連結ロッド８０ｅと、アーム８０ｄの先端部に結合された上下動ロッド８０ｆと、前記主軸６２ｄの上端に固定され、上下動ロッド８０ｆの上下動をガイドするスライドガイド８０ｇと、前記ローター６２上に固定されたスライドガイド８０ｈと、スライドガイド８０ｈに沿って上下動するＬ字状の装着ロッド８０ｉと、上下動ロッド８０ｆと装着ロッド８０ｉとの間に介在される部材８０ｊとを備えている。本実施形態では、スライドガイド８０ｈ及び装着ロッド８０ｉは、挿入スリーブ６１の数に対応して８基ずつ配設されている。各装着ロッド８０ｉの上端部には部材８０ｊ及び後述の周溝６２ｆに沿って周回を移動可能なローラー８０ｋが取り付けられている。
【００６３】
図８に示すように、前記部材８０ｊは凹状の断面形態を有しており、この断面形態は前記主軸６２ｃの上端に固定されたロータリーガイド６２ｅの外周面に設けられた周溝６２ｆに対応する形態となっている。ロータリーガイド６２ｅの周縁の平面視して３時の部位は凹部６２ｇが形成されており、部材８０ｊはこの凹部６２ｇ内において上下動できるように上下動ロッド８０ｆの先端部に固定されている。部材８０ｊは、定位置にあるときは周溝６２ｆの端部間を結んでロータリーガイド６２ｅの全周に溝を形成している。
【００６４】
上記構成において、カム軸３２ｂが回転すると、これに当接するカムフォロア８０ｃによってアーム８０ｂが支持軸４７ｂを支点として揺動し、連結ロッド８０ｅを介してアーム８０ｄが支持軸８０ａを支点としてそれぞれ揺動する。そして、上下動ロッド８０ｆ及び装着ロッド８０ｉがそれぞれスライドガイド８０ｇ及び８０ｈに沿って上下動し、挿入スリーブ６１が所定のタイミングで上下動するように構成されている。
【００６５】
挿入ピン８１は、挿入ピン８１が整列部６０に噛み込むこと、及び用毛１３が挿入ピン８１と整列部６０との間へ噛み込むことを防止する点から、用毛１３の直径より狭い所定のクリアランス（挿入ピン８１の外周と整列部６０の前記直線部分における内周との最大隙間）を設けることが好ましい。該クリアランスは、０．０３〜０．１５ｍｍであることが好ましい。また、挿入ピン８１の先端形状は、後述の用毛束保持治具９１の挿入孔９０の先端形状と略対応した形状で且つ階段状に設けられていることが好ましい。
【００６６】
挿入ピン８１の上下動機構８２は、図２及び図３に示すように、一部が前記分離移送手段３の駆動部３２及び前記第１整列手段４の上下動機構４７と兼用されており、前記カム軸３２ｂと、前記支持軸４７ｂ、４７ｃと、支持軸４７ｂに回動自在に連結されたアーム８２ａと、アーム８２ａに取り付けられたカムフォロア８２ｂと、前記支持軸４７ｃに回動自在に連結されたアーム８２ｃと、これらアーム８２ａ、８２ｃどうしを連結する連結ロッド８２ｄと、アーム８２ｃの先端部に結合された上下動ロッド８２ｅと、上下動ロッド８２ｅの上下動をガイドするスライドガイド８２ｆとを備えている。挿入ピン８１は、上下動ロッド８２ｅの先端部に取り付けられている。
【００６７】
上記構成において、カム軸３２ｂが回転すると、これに当接するカムフォロア８２ｂによってアーム８２ａが支持軸４７ｂを支点として揺動し、連結ロッド８２ｄを介してアーム８２ｃが支持軸４７ｃを支点として揺動する。そして、上下動ロッド８２ｅがスライドガイド８２ｆに沿って上下動することで、挿入ピン８１が所定のタイミングで上下動するようになっている。
【００６８】
本実施形態では、上下動機構８０、８２は、ローター６２が当該ローター６２を平面視したときの３時の位置に達したときに、挿入スリーブ６１及び挿入ピン８１が上下動し、整列部６０内の用毛１３を用毛束保持治具９１の挿入孔９０に挿入するようになっている。
【００６９】
前記配向手段９は、前記送出手段８で送出された用毛を配向させる装置であり、図９に示す挿入孔９０を有する用毛束保持治具９１と、用毛束保持治具９１を水平面内で二次元移動可能なｘｙステージユニット９２（図２及び図３参照）とを備えている。なお、製造するブラシにおいて一つの用毛束における毛先を凹凸のある形状とする場合には、用毛束保持治具９１を用毛束の長さに対応して鉛直方向に上下動可能で且つ水平面内で二次元移動可能なｘｙｚステージユニットを用いることもできる。
【００７０】
図９に示すように、用毛束保持治具９１は、歯ブラシ本体１１の植毛基部１２に対応した凹部９１ａを有する上板部９１ｂと、その下方に配された中板部９１ｃと、さらにその下方に固定された下板部９１ｄとを有している。前記挿通孔９０は、上板部９１ｂから下板部９１ｄに通じるように所定の向きに形成されている。中板部９１ｃは、前後動自在に配されており、用毛１３が挿入孔９０内に挿入された状態で当該用毛１３にせん断方向の力が働くようにスライドさせることで、用毛１３の配向後に当該用毛束保持治具９１を移動させる場合に、挿入孔９０内に挿入された用毛１３の配向にずれが生じないようになっている。
【００７１】
前記ｘｙステージユニット９２は、図２及び図３に示すように、前記用毛束保持治具９１を水平面に沿って二次元移動させる装置であり、用毛束保持治具９１上に固定された前記歯ブラシ本体１１の基板部１２の植毛孔１２ａが、前記挿入ピン８１の昇降位置に位置決めされるように、用毛束保持治具９１を移動させる。
【００７２】
製造装置１は、前記各手段を所定のシーケンスに従って同期して作動させるシーケンサーを備えた制御部（図示せず）を有しており、用毛１３の分離から挿入までの一連の動作は全て自動で行われるように構成されている。
【００７３】
次に、本発明のブラシの製造方法を、その好ましい実施形態として、前記製造装置１を用いた歯ブラシの製造方法に基づいて説明する。
【００７４】
図１に示すように、先ず、前記集毛手段２の前記集積部２１に所定長さの用毛１３を縦に揃えた状態で集積し、前記押圧部２１のモーターを駆動させて用毛１３を所定の集積密度で集積させる。用毛１３の集積密度は、用毛１３の太さ、用毛の材質、用毛の長さに応じて適宜設定することができるが、用毛１３を分離し易くする観点から５０〜７５％であることが好ましく、５５〜７０％であることがより好ましい。ここで用毛の集積密度とは、単位面積当たりの集積した用毛の総断面積の割合（百分率）である。
【００７５】
用毛１３には、従来から歯ブラシの用毛に用いられている通常の材質、形態のものを特に制限なく用いることができる。
用毛１３の材質としては、ナイロン等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステルが挙げられる。
用毛１３の長さは、５〜２０ｍｍであることが好ましく、８〜１８ｍｍであることがより好ましい。用毛１３の太さは、６〜１０ｍｉｌ（１２７〜２５４μｍ）であることが好ましく、７〜９ｍｉｌ（１７８〜２２９μｍ）であることがより好ましい。
【００７６】
次に、用毛の分離工程で、所定長さに切断された用毛１３の集合から所定本数の用毛１３を分離する。
本実施形態では、前記分離移送手段３の鞘部３０及びピッカー３１が作動し、集積部２１に集積された用毛１３の集合から前記凹部３１ａで所定本数の用毛１３を挟持して分離する。そして、鞘部３０及びピッカーが用毛１３をｙ方向に移動し、前記ローター４２を平面視したときの前記０度の位置にある前記整列スリーブ４１の上方でその略同軸上において位置決めする。このような分離移送手段３によって用毛１３の分離移送を行うことで、前記集積部２１における均一な集積密度において、前記凹部３２ａの一定容積で用毛の長さ方向に曲折応力をかけずに用毛を分離することで、用毛の本数を安定して分離することができる。
【００７７】
次に、用毛の整列工程で、分離された前記用毛１３を、前記第１整列手段４における整列スリーブ４１の整列部４０及び前記第２整列手段６における挿入スリーブ６１の整列部６０に導いて、拘束せずにその長さ方向又は径方向に整列させる。ここで、拘束せずにとは、整列部４０及び整列部６０の開口部を用毛１３が自由落下可能な方向に向けたときに、支持（保持）がないと用毛１３が容易に自由落下してしまう状態をいう。
【００７８】
本実施形態では、先ず、前記用毛導入手段５の前記負圧源が、前記吸気管路５０及び前記底板４２ｃの前記吸気孔を通じて整列部４０内を負圧吸引する。そして、ピッカー３１の戻り動作によって用毛束１４の挟持を解き、前記負圧吸引に伴う下方に向かう気流によって、用毛１３を整列スリーブ４１の整列部４０内に素早く導く。用毛１３は、前記底板４２ｃで止められるが、該気流が用毛間の隙間及び整列部の内面と用毛の間の隙間を下方に流れつづけるため、用毛１３が長さ方向及び径方向に整列される。
【００７９】
そして、整列スリーブ４１の前記通気路４１ａを通じた負圧吸引による気流によって、整列部４０内に導入された用毛１３は、整列された状態で整列部４０の内面に引きつられけて安定的に保持され、底板４２ｃのない部分における用毛１３の整列スリーブ４１内からの落下が防止される。
【００８０】
前記通気路を通じた気流によって吸引保持した状態で、前記駆動部４３が作動して前記ローター４２が反時計回りに略４５度刻みで１８０度回転する。この間に、前記タップピン４４〜４６が整列部４０内の用毛１３の上端部をそれぞれタップし、用毛１３を長さ方向及び径方向に整列させる。また、前記エアブロワー４８が整列部４０内にエアーを吹き付け、用毛１３を全て整列部４０内に納め、各用毛１３の先端を底板４２ｃで整列させる。
【００８１】
次に、第１整列手段４で整列された用毛１３を前記挿入スリーブ６１内の整列部６０内に導いて拘束せずにその長さ方向及び径方向に整列させる。
本実施形態では、前記ローター４２が前記０度の位置から１８０度回転すると、整列スリーブ４１の下方でその同軸上に位置する挿入スリーブ６１の整列部６０内が、用毛導入手段７の前記吸気管路７０を通じて前記負圧源によって負圧吸引される。その一方で、前記用毛導入手段７の前記押し込みピン７３が降下し、整列部４０内で整列された用毛１３を当該整列部４０内から下方に押し出し、用毛１３の上端が整列スリーブ４１の通気路４１ａを通過するまで用毛１３を押し込んで負圧を解く。そして、吸気管路７０を通じた負圧吸引による下向きの気流によって、用毛１３を挿入スリーブ６１の整列部６０内に素早く導く。用毛１３は前記受取ピン７１の上端面で止められるが、該気流が用毛間の隙間及び整列部の内面と用毛の間の隙間を下方に流れつづけるため、用毛１３が長さ方向及び径方向に整列される。
【００８２】
そして、挿入スリーブ６１の前記通気路６１ａを通じた負圧吸引による気流によって、整列部６０内に形成された用毛１３は、整列された状態で整列部６０の内面に引きつけられて安定的に保持され、底板６２ｄのない部分における用毛１３の挿入スリーブ６１内からの落下が防止される。
【００８３】
通気路６１ａを通じた気流によって用毛１３を吸引保持した状態で、前記駆動部６３が作動して前記ローター６２が時計回りに略４５度刻みで１８０度回転する。この間に前記タップピン６４〜６６が用毛１３の上端部をタップし、用毛１３を長さ方向に整列させる。また、前記エアブロワー４８が整列部６０内にエアーを吹き付け、用毛１３を全て整列部６０内に納め、各用毛１３の先端を底板６２ｄで整列させる。
【００８４】
次に、用毛の配向工程で、整列された前記用毛１３を前記用毛束保持治具９１の挿入孔９０に挿入して所定方向に配向させる。
本実施形態では、植毛孔１２ａを有する植毛基部１２を先端部に備えたブラシ本体１１を予め成形しておき、ブラシ本体１１を、植毛孔１２ａを挿入孔９０に合わせて用毛束保持治具９１上に固定しておく。そして、前記挿入スリーブ６１で前記植毛孔１２ａを介して前記用毛１３を拘束しながら前記挿入ピン８１で前記挿入孔９０に挿入する。このように植毛孔１２ａ内で用毛１３を拘束することで、その後の工程へ移行するときの用毛の乱れが抑えられる。ここで、用毛が拘束されるとは、用毛１３を自由落下可能な方向に向けたときに、用毛１３が植毛孔１２ａ内から容易に自由落下しないことをいう。このように用毛が拘束された状態となることで、その後に植毛基部１２の背面に溶融樹脂を充填する際に、植毛孔１２ａや挿入孔９０へ溶融樹脂が漏れることを防止することができる。
【００８５】
本実施形態では、ローター６２の前記３時の位置における挿入スリーブ６１と挿入ピン８１の昇降のタイミングは、次にように行われるようになっている。
【００８６】
先ず、図１０（ａ）に示すように、挿入スリーブ６１が、その先端部が前記用毛束保持治具９１に固定された歯ブラシ本体の植毛基部１２の上面に対して所定のギャップを有するように降下する。このギャップの範囲は、用毛１３を安定的に挿入させること及び挿入スリーブ６１の先端と植毛基部１２の接触防止の点から０．１〜３ｍｍであることが好ましい。
【００８７】
次に、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、挿入ピン８１が整列部６０内の用毛１３の上方から最下点まで降下し、用毛１３を下方に押し下げる。このとき、図９に示すように、全ての用毛１３がその軸方向にほぼ真っ直ぐに揃った状態で挿入孔９１内に挿入される。また、挿入ピン８１の先端部が用毛束保持治具９１の挿入孔９０の先端部に対応した階段状の形態に設けられているため、用毛１３の先端部の形状が挿入孔９０に挿入される前に整えられており、植毛の最終形態である挿入孔９０の先端部の形態に対応した用毛１３の挿入が可能となる。図１０（ｃ）に示すように、挿入ピン８１の先端部は、最下点まで降下したときでも挿入スリーブ６１内に位置するように設定されている。
【００８８】
挿入ピン８１が最下点まで達して用毛１３の挿入孔９０への挿入が完了すると、図１０（ｄ）に示すように、挿入ピン８１よりも挿入スリーブ６１のほうが先に上昇を開始する。そして、挿入スリーブ６１の先端部が全ての用毛１３の上端部より上に上昇した後に、図１０（ｅ）に示すように、挿入ピン８１が所定位置まで上昇し、用毛１３の挿入孔９０への挿入動作が完了する。
【００８９】
挿入ピン８１の先端部が最下点まで降下した状態における挿入ピン８１の先端部と挿入スリーブ６１の先端部との距離は、用毛１３の端部の広がりを防ぐほか、挿入ピン８１で用毛１３の端部の全てを安定して挿入できるようにする点から０．５〜５ｍｍであることが好ましい。
【００９０】
一つの挿入孔９０についての挿入動作が完了した後、次に用毛１３を挿入する挿入孔９０が前記３時の位置に位置決めされるように前記ｘｙステージユニット９２が作動した後、上記の手順で用毛１３の配向が行われる。
【００９１】
次に、ブラシ本体１１を前記用毛束保持治具９１とともに用毛１３の突出端部の溶融ステーション（図示せず）に移送し、植毛基部１２の背面側に突出した前記用毛１３の端部を、レーザービーム、ヒーター、超音波等の各種溶融手段（図示せず）で溶融させ、前記植毛孔１２ａよりも断面の大きな溶融塊を形成するとともに、隣接する用毛１３の溶融塊どうしを連結させる。
本実施形態では、植毛基部１２を用毛束保持具９に配設した上で、その突出端部を溶融させて溶融塊を形成するため、溶融した樹脂樹脂が仮に植毛孔１２ａ側に浸みだしても外観を損なうことがない。
また、植毛孔１２ａを介して用毛１３を挿入し、拘束した上で溶融塊の形成を行うため、当該溶融塊を形成する際に例えばプレスヒーター等で圧力が加えられても用毛の乱れが抑えられる。
また、植毛基部１２の背面側のみ成形ですむため、植毛後の成形設備が小規模で済むほか、樹脂を注入する部分が少ないため、射出圧力を低くすることができ用毛束と植毛孔との間からの樹脂のもれを抑えることができる。
また、本実施形態では、用毛保持治具９１に植毛基部１２が位置決め固定され、用毛１３が植毛孔１２ａに整列状態で拘束されて挿入孔９０内に収められているため、用毛の先端部の整列状態が安定的に維持される。また、用毛束保持治具に植毛基部を位置決め固定したまま、配向工程以後の工程に移行させることができるので、この後の工程における用毛の配向の乱れ（毛立ち）を抑えることができる。
【００９２】
その後、ブラシ本体１１をそのまま前記用毛束保持治具９１とともに植毛基部１２の背面の成形ステーション（図示せず）に移送し、該ステーションにおいて、射出成形、背面板の接着、接着樹脂若しくは被覆基板による被覆等を行って植毛部を形成し、歯ブラシ１の製造を完了する。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態の製造装置１及びこれを用いた歯ブラシの製造方法によれば、用毛１３の集合から分離された各用毛１３を整列手段４及び６で整列させてその軸方向に殆ど揃った状態で挿入孔９０内に挿入できるため、用毛束の配向性に優れ、且つ用毛１３の先が広がらずにきれいに整列した歯ブラシを高速でかつ安定的に製造することができる。
【００９４】
また、植毛孔１２ａよりも軸方向に直交する断面形状が大きな整列部４０に用毛１３を一旦導いて拘束せずに長さ方向及び径方向に整列させた後、軸方向に直交する断面形状が植毛孔１２ａと略同形状の整列部６０に導いて用毛１３を整列させるようにし、用毛を整列させる過程で整列部の断面形状を段階的に狭めて植毛孔１２ａの断面形状に近づけるようにしたので、急激な絞り込みに伴う用毛の乱れを抑えることができる。また、製造する歯ブラシに応じて植設する植毛孔１２ａの断面形状を多様に変更させる場合でも、分離手段３を変更することなく、挿入スリーブ６１の整列部６０の軸方向に直交する断面形状を変更するだけで、植毛孔１２ａの多様な断面形状の変更にも容易に対応することができる。
【００９５】
本発明は前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００９６】
例えば、前記実施形態の製造装置１では、用毛を整列させる第１整列手段４の整列部４０及び第２整列手段６の整列部６０を、それぞれローター４２及びローター６２で互いに独立して移動させるようにしたが、これらを同軸上で一体的に移動させる実施形態とすることもできる。
【００９７】
図１１は、この実施形態に用いられる製造装置を示すものである。なお、図１１において、前記製造装置１と共通する部分については、同一符号を付している。図１１は、前記製造装置１における第１整列手段４及び第２整列手段６に対応する部分（図８相当図）を示している。
【００９８】
図１１に示すように、本実施形態の製造装置１’は、インデックスユニット４３ａの鉛直方向の出力軸に連結された主軸４２ａ’に、一つのローター４２’が固定され、ローター４２’の周縁部に上下動自在に配された装着ロッド８０ｉ’に、前記製造装置１における整列スリーブ４１と、整列スリーブ４１より整列部の軸方向に直交する断面積が狭い挿入スリーブ６１とが同軸上に上下に装着されている。
【００９９】
製造装置１’においては、ローター４２’を平面視したときの９時の位置（０度の位置）で、前記分離移送手段３で分離移送された所定本数の用毛が整列スリーブ４１の整列部４０内に導入される。本実施形態では、用毛導入手段５’として、挿入スリーブ６１の下方に、前記製造装置１における用毛導入手段７の吸引管路７０及び受取ピン７１が配されており、吸引管路７０を通じて用毛が整列部４０内に挿入される。そして、ローター４２’が半回転する間の所定位置において、前記製造装置１におけると同様に、タップピン（図示せず）によって整列部４０内の用毛の上端部がタップされ、長さ方向及び径方向に整列させられる。
【０１００】
ローター４２’が回転して前記１８０度の位置に達すると、挿入スリーブ６１の下方に略同軸上に配された用毛導入手段７によって、前記製造装置１におけると同様に、図示しない負圧源による負圧吸引にともなう挿入スリーブ６１内の気流と押出ピン（図示せず）とによって用毛が整列部６０内に導入される。
【０１０１】
整列された用毛の挿入は、ローター４２’がさらに所定回転した挿入位置で前記製造装置１におけると同様に、装着ロッド８０ｉと挿入ピン（図示せず）とを作動させて行なわれる。
【０１０２】
このように、本実施形態の製造装置１’によれば、整列された用毛の拘束部への移動がより確実に行われるほか、装置の規模を大幅に小型化することができる。本実施形態では、さらに整列スリーブと挿入スリーブとの間にシャッターを設けることによって、用毛１３の自由落下によるばらけを防止し、整列工程、挿入工程の各ピンで安定した移送を行うことができる。
【０１０３】
本発明は、前記実施形態におけるように、整列部４０や整列部６０への用毛１３の導入の際に、前記導入手段５、７の前記負圧源による負圧吸引に伴う気流で用毛１３を移送するようにすることが好ましいが、これらの負圧源に代えて、コンプレッサー等の加圧源で発生させた加圧空気等の気流によって用毛を移送することもできる。
【０１０４】
本発明は、前記実施形態におけるように、分離移送手段３として鞘部３０及びピッカー３１を往復動させて所定本数の用毛を分離移送する形態の分離移送手段を備えていることが好ましいが、分離移送手段は、これに制限されるものではなく、他の形態、例えば、ロータリー式のピッカーを備えた分離移送手段を用いることもできる。
【０１０５】
また、整列スリーブ及び挿入スリーブの数、並びにインデックスユニットの割付角は、製造する歯ブラシに応じて適宜設定することができる。
【０１０６】
また、本発明は、前記実施形態におけるように、植毛孔を有する植毛基部を、挿入孔を有する用毛束保持治具上に固定し、植毛孔を介して用毛を挿入孔に挿入して配向させる工程を有するブラシの製造方法に特に好適であるが、植毛基部及び用毛束保持治具を用いずに、用毛を所定方向に配向させる挿入孔を有する金型を用いるブラシの製造方法にも適用することができる。この場合には、前記実施形態における植毛基部及び植毛孔に関する種々の製造条件を、該金型及び該挿入孔に関する条件に置き換えて適用することができる。
【０１０７】
また、本発明は、前記実施形態におけるように、拘束せずに用毛を整列させる際に、前記整列スリーブ及び挿入スリーブの通気路を通じた負圧吸引によって当該整列部内の用毛を保持するようにすることが好ましいが、これに代えて、各スリーブに用毛の落下防止用のシャッターを設け、スリーブの移動位置に応じてスリーブを開閉するようにすることもできる。
【０１０８】
また、本発明は、前記実施形態におけるように、前記整列スリーブと前記挿入スリーブとの間で整列部の整列空間を段階的に狭めることによって用毛を整列させることに加え、整列部内の用毛を整列させる手法として、前記整列スリーブ及び挿入スリーブの各通気路を通じた負圧吸引、前記各タップピンによるタッピング、及びエアブロワーによるエアブローにより用毛を整列させる手法を用いることが好ましいが、これらの負圧吸引、タッピング、エアブローは単独で又は二つを組み合わせることもできる。また、整列部内で用毛を整列させる手法として、各スリーブを所定の振動で振動させる手法を用いることができ、該手法を単独で又は前記各手法と組み合わせて用いることもできる。
【０１０９】
また、前記実施形態では、用毛を一束ずつ植毛基部１２の植毛孔１２ａを介して用毛束保持治具９１の挿入孔９０に挿入するようにしたが、整列された用毛を複数の挿入孔を有する挿入治具（キャリア）に一旦移送した後、該挿入治具から前記植毛基部の植毛孔又は前記金型の挿入孔に、まとめて又は個々に挿入することもできる。
【０１１０】
本発明は、前記実施形態におけるように、歯ブラシの製造に特に好適であるが、歯ブラシ以外のブラシの製造、例えば、ヘアブラシ、マッサージブラシ、洗浄ブラシその他の各種ブラシの製造にも適用することができる。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によれば、用毛束の配向性に優れ、且つ用毛がきれいに整列したブラシを安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシの製造方法を歯ブラシの製造に適用した一実施形態における手順を模式的に示す図である。
【図２】本発明のブラシの製造装置を歯ブラシの製造装置に適用した一実施形態を示す概略平面図である。
【図３】同概略側面図である。
【図４】同製造装置における集毛手段を模式的に示す平面図である。
【図５】同製造装置における用毛の分離移送手段を示す図であり、（ａ）は、概略平面図、（ｂ）は（ａ）の要部概略側面図である。
【図６】同分離移送手段における鞘部及びピッカーを模式的に示す平面図である。
【図７】同製造装置における集毛手段、分離移送手段、整列手段及び用毛束形成手段の位置関係を模式的に示す図である。
【図８】同製造装置における整列手段、用毛導入手段及び用毛束形成手段を示す一部を断面視した要部概略正面図である。
【図９】同製造装置における用毛束の挿入工程を示す図である。
【図１０】同製造装置における用毛束の挿入工程を模式的に示す図であり、（ａ）挿入スリーブが最下点に達した状態を示す図、（ｂ）は挿入ピンによる用毛束の挿入状態を示す図、（ｃ）は挿入ピンによる用毛束の挿入完了状態を示す図、（ｄ）は挿入スリーブのみが上昇している状態を示す図、（ｅ）は挿入ピンが上昇している状態を示す図である。
【図１１】本発明のブラシの製造装置を歯ブラシの製造装置に適用した他の実施形態における要部概略正面図である。
【符号の説明】
１  歯ブラシの製造装置（ブラシの製造装置）
２  集毛手段
３  分離移送手段
４  第１整列手段
４０  整列部
４１  整列スリーブ
５  用毛導入手段
６  第２整列手段
６０  整列部
６１  挿入スリーブ
７  用毛導入手段
８  用毛の送出手段
９  用毛の配向手段
９０  挿入孔（挿入部）
９１  用毛束保持治具
１０  歯ブラシ
１１  歯ブラシ本体
１２  植毛基部
１２ａ  植毛孔
１３  用毛
１４  用毛束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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