丸ブラシ素子の製造方法
【課題】 丸ブラシ素子における中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きし、かつボスの高さを大きくする。
【解決手段】 加工テーブル６の通し孔６ａから糸束２を上に突出させる。突出部を周囲へ放射状に開く。その中心部分に溶着ホーン７の小径棒体７ｂを差し込んで、通し孔６ａ内で円筒状の溶着部を形成する。円筒状の溶着部の形成材料を通し孔６ａ内の糸材２により確保する。
【解決手段】 加工テーブル６の通し孔６ａから糸束２を上に突出させる。突出部を周囲へ放射状に開く。その中心部分に溶着ホーン７の小径棒体７ｂを差し込んで、通し孔６ａ内で円筒状の溶着部を形成する。円筒状の溶着部の形成材料を通し孔６ａ内の糸材２により確保する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状ブラシに使用される丸ブラシ素子の製造方法、及びその方法により製造された丸ブラシ素子、並びにその丸ブラシ素子を用いた円筒型ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの一種として円筒型歯ブラシがある。これは、特許文献１に示されるように、軸方向に操作される柄の先端部に円筒型のブラシヘッドを取付けたものであり、柄の中心線回りにおいて方向性がないため、従来の歯ブラシにはない数々の特徴を有し、歯科医師の間でも注目を集めている。この円筒型歯ブラシを図１６及び図１７に示し、これに使用される丸ブラシ素子を図１８に示す。また、丸ブラシ素子の製造方法を図１９に示す。
【０００３】
円筒型歯ブラシは、図１６及び図１７に示すように、通常の歯ブラシと同様に軸方向に往復操作されるように形成された柄１３と、柄１３の先端部に形成された小径軸部に嵌め込まれた円筒状のブラシヘッド１６とからなる。ブラシヘッド１６は複数枚の丸ブラシ素子２０を中心軸方向に積層して構成されている。個々の丸ブラシ素子２０は、図１８に示すように、中心部に貫通孔（中心孔）を有する薄い円板状の溶着部２１と、溶着部２１の周囲全周から放射状に延出した多数本の糸材からなる刷毛部２２とから構成される。
【０００４】
この丸ブラシ素子２０は、図１９に示すように、ナイロン樹脂からなる所定本数の糸材を束ねた糸束２から製造される。具体的には、加工テーブル６に設けた通し孔に下からガイドチューブ１８を介して糸束２を通し、加工テーブル６上に所定長さ突出させる。糸束２の突出部の上から超音波方式の溶着ホーン７が下降する。溶着ホーン７は中心部に空気孔を有しており、ここから空気を下方へ吹き下ろすことにより、糸束２の突出部を周囲に広げる。そのまま溶着ホーン７が下降を続けることにより、糸束２の突出部を周囲へ直角に押し倒し、押し広げを完了する。この状態で、押し広げられた糸束２の中心部を溶着ホーン７の平坦な先端面により溶融接合し、薄い円板状の溶着部を形成する。
【０００５】
溶着が終わると、溶着ホーン７が退避し、代わってカッター１７が加工テーブル６の通し孔上に位置し、下降して、溶着部の中心を円形に切除することにより、中心孔を形成する。また溶着部から糸束２を切り離す。かくして、図１８に示すような丸ブラシ素子２０が製造される。丸ブラシ素子２０を除去された糸束２の先端溶着部は、次の丸ブラシ素子２０の製造に備えて切除される。
【０００６】
ところで、円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用される丸ブラシ素子２０の場合、丸ブラシ素子２０の外径Ｄ１が１５ｍｍ以下に制限される。これは、ブラシヘッドを口腔内に入れて操作する必要があるからである。また、放射状の刷毛部２２における毛丈Ｈを確保するために、溶着部２１の外径Ｄ２は７ｍｍ以下に制限される。更に、丸ブラシ素子２０の強度を支配する溶着部２１の強度確保のために、溶着部２１の内径（中心孔径）Ｄ３は２．５ｍｍ前後より小さくする必要がある。その結果、ガイドチューブ１８の内径は２．３ｍｍ程度に制限され、その結果として、糸束２を構成する糸材の本数が制限される。具体的には、ガイドチューブ１８の内径が２．３ｍｍの場合、糸材の直径が１．２ｍｍ（０．０９ｍｍ）の場合で、その本数は４００本（８００本）程度に制限される。
【０００７】
こうして製造される丸ブラシ素子２０を用いて円筒型歯ブラシのブラシヘッドを構成する場合、丸ブラシ素子２０を密着させて積層すると、糸材密度が過大になり、このため、図１７に示すように、隣接する丸ブラシ素子２０，２０間にスペーサー１９を介在させることが行われる。しかし、丸ブラシ素子２０，２０・・・の全ての間にスペーサー１９を介在させると、丸ブラシ素子２０の剛性が低く、使用性が低下する。なぜなら、個々の丸ブラシ素子２０においては、糸材の本数が制限されているために、厚みが０．３〜０．５ｍｍと薄く、剛性感に欠けるのである。
【０００８】
このため、実際に市販されている歯ブラシでは、２〜３枚の丸ブラシ素子２０を一組として、その一組ごとにスペーサー１９を介在させている。こうすることにより、丸ブラシ素子２０の実質的な剛性が向上すると共に、糸束密度が適正に維持され、使用性は良好となる。しかし、２０〜３０枚程度の丸ブラシ素子２０と１０個前後のスペーサー１９を、柄１３の小径軸部に嵌め込む必要があり、これに要する手間のために、その製品は相当に高価なものとなる。
【０００９】
ブラシヘッドにおける糸束密度を減らすため、及び部品点数を減らすために、丸ブラシ素子２０の溶着部２１の両面又は片面に環状の突起（ボス）を形成することは考えられている。そうすると、スペーサーを使用せずとも、丸ブラシ素子２０，２０・・の配列ピッチを大きくすることができる。しかしながら、個々の丸ブラシ素子２０においては、糸束の本数が制限され、溶着部２１の厚みが薄く、溶着部２１を構成する材料の量が元々少ないために、ボス高さは制限される。このため、３０〜３５枚の丸ブラシ素子２０が必要であり、部品点数を減らす効果は小さい。また、丸ブラシ素子２０の実質的な剛性感は向上しない。このため、使用性の改善効果も小さい。
【００１０】
ちなみに、円筒型歯ブラシにおけるブラシヘッドの理想的な構造は、丸ブラシ素子２０の外径は大人用で約１５ｍｍ、小人用で１４ｍｍ、幼児用で１３ｍｍ、厚みは１〜１．５ｍｍ、隙間は１ｍｍ程度、ヘッド長は１５ｍｍ前後とされている。
【００１１】
丸ブラシ素子２０における中心孔の直径を大きくすることができるならば、太い糸束２を使用できるが、中心孔を大きくすると、溶着部２１の内外径差が小さくなり、溶着部２１の強度低下が懸念される。また柄１３の先端部に形成される小径軸部を必要以上に太くすることが必要になる。
【００１２】
このように、丸ブラシ素子の製造においては、設計上の制約が多い。このため、設計の自由度の大きい製造方法の開発が待望されており、具体的には、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きくでき、かつボス高さを大きくできる技術の開発がまたれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、丸ブラシ素子の製造において設計の自由度を大きくすることにあり、丸ブラシ素子における中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きし、かつボスの高さを大きくするといったことを容易にできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
糸束から丸ブラシ素子を製造するためには、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部分を溶着する必要がある。従来はこれをテーブル上で溶着ホーンの先端面により行い、円板状の溶着部を形成し、その後で溶着部に中心孔を形成していた。本発明者は発想を転換して、テーブルの通し孔内の糸束の中心部に小径棒状の溶着ホーンを差し込み、周囲の糸材を棒体外周面で加熱溶融して、通し孔内の糸束材料にて円筒状の溶着部を形成することを企画した。その結果、太い糸束から、中心軸方向の厚みが大きくて中心孔内径が小さく、かつボス高さが大きい丸ブラシ素子を製造できることが分かった。
【００１５】
本発明はこの考えに基づいてなされたものであり、その丸ブラシ素子の製造方法は、所定本数の糸材を束ねた糸束をガイド孔を通してテーブル上へ突出させる工程と、テーブル上へ突出した糸束を周囲へ放射状に開いてテーブル上で成形する工程と、ガイド孔の内径よりも小さい外径の小径棒体を有しその外周面が加熱面とされた超音波式の溶着ホーンを、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に挿入して、ガイド孔内の糸束を棒体外周面により中心側から円筒形状に溶着する工程と、円筒形状の溶着部をテーブル上へ押し出して糸束から切除する工程とを含んでいる。
【００１６】
本発明の丸ブラシ素子の製造方法においては、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に小径棒状の溶着ホーンを差し込んで円筒状の溶着部を形成し、溶着部の内側に中心孔を同時形成する。円板状の溶着部の中心部分に中心孔を切開する工程が不要のため、テーブルの通し孔の内径に対する制約がなくなり、多くの本数の糸材からなる太い糸束を使用でき、しかも小さな中心孔を形成できる。多くの本数の糸材からなる太い糸束を使用することにより、丸ブラシ素子の厚みを大きくできる。円筒状の溶着部は、テーブルの通し孔内で糸束により形成され、円板状の溶着部における材料を利用しないので、いくらでも長くでき、短くすることもできる。このためボス高さを広範囲に調節でき、大きくすることも容易である。また円筒状の溶着部の肉厚を増減することも同様に容易である。この肉厚は糸束と挿入する小径棒部の直径差により自在に変更できるのである。
【００１７】
通常は、周囲へ放射状に開いた糸束の内周部分を円板状に溶着して、円筒形状の溶着部に連続する円板状の溶着部を、前記内周部分に形成する。
【００１８】
太い糸束から形成する円筒状の溶着部は高強度であるため、円筒型歯ブラシにおけるブラシヘッドのように、丸ブラシ素子の溶着部にそれほど大きな強度が要求されない場合は、円板状の溶着部を省略することもできる。円板状の溶着部を省略した丸ブラシ素子は、ブラシ外径を同じとした場合は放射状の刷毛部における毛丈を長くでき、放射状の刷毛部における毛丈を同じとした場合はブラシ外径を小さくできる。円板状の溶着部を形成しない場合でも、円筒状の溶着部を形成する際の熱により、糸束を周囲へ直角に開いた状態に成形固定できる。
【００１９】
溶着ホーンは、先端面から突出する小径の棒体部分を有し、棒体部分の外周面により円筒形状の溶着部を形成し、前記先端面により、糸束の突出部を周囲へ放射状に押し開いてテーブルに押し付ける押圧兼用型の構成が好ましい。その場合、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部周囲を、前記先端面にて加熱することができる。これにより、円板状の溶着部を形成することができるし、円板状の溶着部を形成しないまでも、糸束を周囲へ直角に開いた状態に、より確実に成形固定できる。
【００２０】
本発明の丸ブラシ素子は、本発明の方法により製造されたものであり、厚みを大きくすることにより剛性感を付与できる。また、中心軸方向に積層する場合の枚数を少なくすることができる。円筒状の溶着部の長さを大きくし、ボスの高さを大きくすることにより、中心軸方向に積層する場合の間隔を大きくでき、積層枚数を少なくすることもできる。
【００２１】
本発明の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成される円筒型ブラシは、剛性感及び糸材密度を広範囲に調節でき、研磨用、洗浄用の工業用ブラシに使用して性能向上及び価格低減を図ることができる。円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用する場合は、丸ブラシ素子の枚数が少なく、剛性感があって使用性に優れ、しかも丸ブラシ素子間に充分な隙間を確保でき、使用感及び経済性に優れた理想的なブラシヘッドを構成できる。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明の丸ブラシ素子の製造方法は、テーブルの通し孔内の糸束に小径棒状の溶着ホーンを差し込んで、丸ブラシ素子のコアたる溶着部を円筒状に形成することにより、溶着部を含めた丸ブラシ素子全体の設計の自由度を飛躍に向上させることができ、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みが大きく、かつボス高さが大きい丸ブラシ素子なども容易に製造できる。
【００２３】
また、本発明の丸ブラシ素子は、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きくでき、かつボス高さを大きくできるために、中心軸方向に積層して円筒型ブラシを構成する場合に積層枚数を少なくでき、そのブラシ製造コストを低減できる。
【００２４】
特に、円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用する場合には、ブラシ素子厚が１〜１．５ｍｍ、隙間が１ｍｍ程度、素子枚数が僅か数枚という、理想的なブラシ設計を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法を実施するための製造装置の全体構成図、図２は同製造装置におけるリールの構造図、図３は同製造装置における糸上げ装置の構造説明図、図４は同糸上げ装置内のチャックの構造説明図、図５は同製造装置におけるテーブルの構造説明図、図６は同製造装置における溶着ホーンの構造説明図、図７は糸材押さえの構造説明図、図８〜図１０は同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図、図１１は同製造装置により製造された丸ブラシ素子の構造説明図である。
【００２６】
製造装置は、図１及び図８に示すように、ナイロン樹脂からなる所定本数の糸材を束ねて構成された糸束２から丸ブラシ素子を製造するものであり、その製造のために水平な加工テーブル６を備えている。加工テーブル６は、図５に示すように、糸束２が下から上へ通過する糸束２の通し孔６ａを有している。糸束２は、ここでは例えば糸径１．２ｍｍの場合に８００〜１２００本の糸材からなり、従来の２〜３倍の本数である。これに伴って、加工テーブル６の通し孔６ａも大きくなっている。
【００２７】
加工テーブル６の通し孔６ａには、その下方に設置されたリール１からテンションバー３及びチャッキング装置５を介して糸束２が供給される。リール１は、図２に示すように、回転自在なドラムの外側に糸束２を巻き付けた構造である。テンションバー３は糸束２に張力を付加する。チャッキング装置５は、図３に示すように、上側の出口側に、糸束２が通過する円筒状のガイド管５ａを有し、内部にゴムからなるチャック５ｂを有する。チャック５ｂは、円筒形状であって、内側を糸束２が通過し、空気を出し入れすることにより径方向で収縮、回復を繰り返し、収縮により糸束２を拘束する。このチャッキング５は、上下ロボット４により昇降し、チャック５ｂで糸束２を掴んだ状態で上昇し、糸束２を離した状態で下降することにより、糸束２を上方のテーブル側へ所定長ずつ供給する。
【００２８】
加工テーブル６の上には、超音波式の溶着ホーン７が通し孔６ａに対して同心状に設けられている。溶着ホーン７は、図６及び図８に示すように、垂直な円柱形状の本体の中心部に空気孔７ｃを有し、下向きの先端面７ｂの中央部に下方へ突出した小径棒体７ａを有している。溶着ホーン７の主な溶着面は、本体の先端面７ｂと小径棒体７ａの外周面である。先端面７ｂの外径は例えば５〜７ｍｍ、小径棒体７ａの直径は例えば２．３ｍｍである。
【００２９】
加工テーブル６の上には、溶着ホーン７と同心円状に糸材押さえ８が設けられると共に、加工テーブル６の表面に沿って糸束２を直角に切断するカッター９が設けられている。糸材押さえ８は、図７に示すように、溶着ホーン７との干渉を回避しつつ、加工テーブル６の通し孔６ａを取り囲むように配置されたＵ字型の部材であり、通し孔６ａから加工テーブル６上へ突出した糸束２を周囲へ開いたときに、これを上から加工テーブル６に押し付けて固定する。
【００３０】
次に、上記製造装置を使用して丸ブラシ素子を製造する方法について説明する。
【００３１】
まず、糸束２を加工テーブル６の上に１０ｍｍ程度突出させる。このとき、溶着ホーン７及び糸材押さえ８は上方に退避しており、カッター９は側方に退避している。加工テーブル６の上に糸束２が突出すると、図８に示すように、溶着ホーン７が空気孔７ｃからしたへ空気を吐出しつつ、且つ超音波振動しつつ、下降する。空気孔７ｃからの空気の吐出により、加工テーブル６の上に突出した糸束２が周囲へ開き始める。そこに溶着ホーン７の先端部が押し込まれ、糸束２は周囲へ更に大きく開く。
【００３２】
溶着ホーン７が更に下降を続けると、図９に示すように、溶着ホーン７の先端面７ａで糸束２の中心部近傍が加工テーブル６の表面（通し孔６ａの周囲）に押し付けられる。同時に、溶着ホーン７の小径棒体７ｂが、糸束２の中心部に糸材をかき分けて強制的に押し込まれる。また同時に、溶着ホーン７の周囲で糸束２が押さえ８により加工テーブル６の表面に押し付けられる。そして、小径棒体７ｂにより周囲の糸材が小径棒体７ｂの外周面と通し孔６ａの内周面との間で押圧された状態で加熱されて溶融すると共に、周囲に押し広げられた糸束２の中心部近傍が、溶着ホーン７の先端面７ａと加工テーブル６の表面（通し孔６ａの周囲）との間で押圧された状態で加熱されて溶融する。また、周囲に押し広げられた糸束２が、その押し広げ状態に成形される。
【００３３】
かくして、放射状に広がる環状の刷毛部１０ｂの内側に、中心孔が設けられた円板状の溶着部１０ａが形成されると共に、溶着部１０ａの中心孔の周囲に直角な円筒形状の溶着部１０ｃが一体的に形成される（図１１参照）。
【００３４】
溶着部１０ａ，１０ｃが形成されると、図１０に示すように、溶着ホーン７及び糸束押さえ８が共に上方に退避する。溶着ホーン７はナイロン樹脂のような熱可塑性樹脂を成形すると同時に瞬時に剥離可能なため、溶着ホーン７の退避時に形崩れを起こす危険がない。剥離性をより良くするために、溶着ホーン７の少なくとも加工部表面には、ハードクロームメッキハブ（ＨＣＲ−Ｂ）加工がフッ素樹脂加工を行うことが推奨される。
【００３５】
溶着ホーン７が退避すると、溶着部１０ａ，１０ｃが加工テーブル６の上に突出するように糸束２を上昇させる。円筒形状の溶着部１０ｃは底が閉じた凹状になっている。そこで、カッター９により、底部の上で溶着部１０ｃを直角に切断する。これにより、図１０に示す丸ブラシ素子１０が製造される。丸ブラシ素子１０が切り離された後の糸束２の先端部には溶着部が残っている。前記底部に対応する部分である。このため、糸束２を僅かに上昇させてこの溶着部を切除し、次の丸ブラシ素子１０の製造に備える。
【００３６】
必要に応じて、丸ブラシ素子１０を糸束２から切り離す前（切り離しのための上昇前）に、放射状に広がる環状の刷毛部１０ｂの外径を揃える切断加工を行ってもよい。
【００３７】
丸ブラシ素子１０の糸束２からの切り離しにおいては、カッター９による横切りを行うので、カッター９と溶着ホーン７との干渉がなく、カッター９の寿命を長くする延ばすことができる。
【００３８】
製造された丸ブラシ素子１０は、図１１に示すように、糸束２として糸材を従来の２〜３倍も多くした太いものを使用しているので、厚み１１ａは従来より厚くなり、１〜１．５ｍｍも可能である。円筒形状の溶着部１０ｃは、円板状の溶着部１０ａから材料を供給するのではなく、加工テーブル６の通し孔６ａ内の糸束２を別途使用するので、長さを大きくできる。通し孔６ａの内径に対応する外径をもつので、その外径を大きくできる。内径１１ｄは、溶着ホーン７の小径棒体７ｂの外径に支配されるので、２．３ｍｍというような従来と同じレベルを維持できる。結果、円筒形状の溶着部１０ｃの肉厚を大きくすることができる。円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃは、従来通りの寸法を確保できるが、厚くで高強度であるので、小さくすることができる。円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃが小さくなれば、周囲の放射状の刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂを長くすることができる。毛丈１１ｂを長くする代わりに、丸ブラシ素子１０の外径を小さくすることもできる。
【００３９】
このような厚肉の丸ブラシ素子１０を円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用すれば、剛性があり、優れた使用感を得ることができる。１ｍｍというようなボス高を確保でき、ブラシヘッドにおける糸材密度を適正値まで下げることができる。しかも、丸ブラシ素子１０の使用枚数を数枚まで少なくすることでき、ワッシャ、スペーサー類も不要である。すなわち、理想的なブラシ設計の円筒型歯ブラシが、僅かの枚数の丸ブラシ素子１０により極めて経済的に製造できるのである。
【００４０】
そして、円筒形状の溶着部１０ｃの肉厚が大きく高強度であるので、円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃを円筒形状の溶着部１０ｃの外径と同じまで小さくすることもできる。すなわち、円板状の溶着部１０ａをなくし、円筒形状の溶着部１０ｃのみとすることもできる（図１５参照）。
【００４１】
図１２は本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４２】
本実施形態では、前述した溶着ホーン７の先端面の小径棒体７ｂの周囲に環状の凹部７ｄが設けられている。溶着部７ａ，７ｂを形成するとき、材料の一部が凹部７ｄに流入し、円筒形状の溶着部１０ｃを丸ブラシ素子１０の両面側へ突出させることができる。溶着材料が多量に存在するので、凹部７ｄの側に突出する量も高くすることができる。
【００４３】
図１３は本発明の更に別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４４】
本実施形態では、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在する丸ブラシ素子１０を製造する（図１５参照）。この製造のために、溶着ホーン７の本体の先端面の外径が、加工テーブル６の通し孔６ａの内径（円筒形状の溶着部１０ｃの外径に対応）と実質的に同一とされている。これにより、溶着部は円筒形状の溶着部１０ｃのみとなる。
【００４５】
図１４は本発明の更に別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４６】
本実施形態でも、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在する丸ブラシ素子１０を製造する（図１５参照）。この製造のために、溶着ホーン７の先端部は小径棒体７ｂみで形成されている。すなわち、溶着ホーン７の先端面は省略されている。
【００４７】
いずれの実施形態でも、溶着ホーン７の先端部は細くなるので、使用する糸束押さえ８は、溶着ホーン７の中心線により近い部分で、外側に開いた糸束２を押さえる。
【００４８】
製造された丸ブラシ素子１０は、図１５に示すように、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在するものとなる。円筒形状の溶着部１０ｃが厚肉で強度確保が容易なので、歯ブラシのように大きな機械的強度が要求されない用途では、円板状の溶着部１０ａがなくても充分に使用可能である。円板状の溶着部１０ａが存在しないことにより、ブラシ外径を同一とすれば放射状の刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂが長くなり、刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂを同じとすればブラシ外径が小さくなる。厚み１１ａが大きく毛丈１１ｂの長い円筒型歯ブラシは、腰があって歯間に入りやすく歯垢除去能力に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】 本発明の一実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法を実施するための製造装置の全体構成図である。
【図２】 同製造装置におけるリールの構造図である。
【図３】 同製造装置における糸上げ装置の構造説明図である。
【図４】 同糸上げ装置内のチャックの構造説明図である。
【図５】 同製造装置におけるテーブルの構造説明図である。
【図６】 同製造装置における溶着ホーンの構造説明図である。
【図７】 糸材押さえの構造説明図である。
【図８】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図９】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図１０】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図１１】 同製造装置により製造された丸ブラシ素子の構造説明図である。
【図１２】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１３】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１４】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１５】 別の丸ブラシ素子の構造説明図である。
【図１６】 従来の円筒型歯ブラシの説明図である。
【図１７】 同円筒型歯ブラシの主要部の構造説明図である。
【図１８】 同円筒型歯ブラシに使用される丸ブラシ素子の正面図である。
【図１９】 同丸ブラシ素子の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ リール
２ 糸束
３ テンションバー
４ 上下ロボット
５ チャッキング装置
６ テーブル
７ 溶着ホーン
８ 押さえ板
９ カッター
１０ 丸ブラシ素子
１０ａ，１０ｃ 溶着部
１０ｂ 刷毛部
１０ｄ 中心孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状ブラシに使用される丸ブラシ素子の製造方法、及びその方法により製造された丸ブラシ素子、並びにその丸ブラシ素子を用いた円筒型ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの一種として円筒型歯ブラシがある。これは、特許文献１に示されるように、軸方向に操作される柄の先端部に円筒型のブラシヘッドを取付けたものであり、柄の中心線回りにおいて方向性がないため、従来の歯ブラシにはない数々の特徴を有し、歯科医師の間でも注目を集めている。この円筒型歯ブラシを図１６及び図１７に示し、これに使用される丸ブラシ素子を図１８に示す。また、丸ブラシ素子の製造方法を図１９に示す。
【０００３】
円筒型歯ブラシは、図１６及び図１７に示すように、通常の歯ブラシと同様に軸方向に往復操作されるように形成された柄１３と、柄１３の先端部に形成された小径軸部に嵌め込まれた円筒状のブラシヘッド１６とからなる。ブラシヘッド１６は複数枚の丸ブラシ素子２０を中心軸方向に積層して構成されている。個々の丸ブラシ素子２０は、図１８に示すように、中心部に貫通孔（中心孔）を有する薄い円板状の溶着部２１と、溶着部２１の周囲全周から放射状に延出した多数本の糸材からなる刷毛部２２とから構成される。
【０００４】
この丸ブラシ素子２０は、図１９に示すように、ナイロン樹脂からなる所定本数の糸材を束ねた糸束２から製造される。具体的には、加工テーブル６に設けた通し孔に下からガイドチューブ１８を介して糸束２を通し、加工テーブル６上に所定長さ突出させる。糸束２の突出部の上から超音波方式の溶着ホーン７が下降する。溶着ホーン７は中心部に空気孔を有しており、ここから空気を下方へ吹き下ろすことにより、糸束２の突出部を周囲に広げる。そのまま溶着ホーン７が下降を続けることにより、糸束２の突出部を周囲へ直角に押し倒し、押し広げを完了する。この状態で、押し広げられた糸束２の中心部を溶着ホーン７の平坦な先端面により溶融接合し、薄い円板状の溶着部を形成する。
【０００５】
溶着が終わると、溶着ホーン７が退避し、代わってカッター１７が加工テーブル６の通し孔上に位置し、下降して、溶着部の中心を円形に切除することにより、中心孔を形成する。また溶着部から糸束２を切り離す。かくして、図１８に示すような丸ブラシ素子２０が製造される。丸ブラシ素子２０を除去された糸束２の先端溶着部は、次の丸ブラシ素子２０の製造に備えて切除される。
【０００６】
ところで、円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用される丸ブラシ素子２０の場合、丸ブラシ素子２０の外径Ｄ１が１５ｍｍ以下に制限される。これは、ブラシヘッドを口腔内に入れて操作する必要があるからである。また、放射状の刷毛部２２における毛丈Ｈを確保するために、溶着部２１の外径Ｄ２は７ｍｍ以下に制限される。更に、丸ブラシ素子２０の強度を支配する溶着部２１の強度確保のために、溶着部２１の内径（中心孔径）Ｄ３は２．５ｍｍ前後より小さくする必要がある。その結果、ガイドチューブ１８の内径は２．３ｍｍ程度に制限され、その結果として、糸束２を構成する糸材の本数が制限される。具体的には、ガイドチューブ１８の内径が２．３ｍｍの場合、糸材の直径が１．２ｍｍ（０．０９ｍｍ）の場合で、その本数は４００本（８００本）程度に制限される。
【０００７】
こうして製造される丸ブラシ素子２０を用いて円筒型歯ブラシのブラシヘッドを構成する場合、丸ブラシ素子２０を密着させて積層すると、糸材密度が過大になり、このため、図１７に示すように、隣接する丸ブラシ素子２０，２０間にスペーサー１９を介在させることが行われる。しかし、丸ブラシ素子２０，２０・・・の全ての間にスペーサー１９を介在させると、丸ブラシ素子２０の剛性が低く、使用性が低下する。なぜなら、個々の丸ブラシ素子２０においては、糸材の本数が制限されているために、厚みが０．３〜０．５ｍｍと薄く、剛性感に欠けるのである。
【０００８】
このため、実際に市販されている歯ブラシでは、２〜３枚の丸ブラシ素子２０を一組として、その一組ごとにスペーサー１９を介在させている。こうすることにより、丸ブラシ素子２０の実質的な剛性が向上すると共に、糸束密度が適正に維持され、使用性は良好となる。しかし、２０〜３０枚程度の丸ブラシ素子２０と１０個前後のスペーサー１９を、柄１３の小径軸部に嵌め込む必要があり、これに要する手間のために、その製品は相当に高価なものとなる。
【０００９】
ブラシヘッドにおける糸束密度を減らすため、及び部品点数を減らすために、丸ブラシ素子２０の溶着部２１の両面又は片面に環状の突起（ボス）を形成することは考えられている。そうすると、スペーサーを使用せずとも、丸ブラシ素子２０，２０・・の配列ピッチを大きくすることができる。しかしながら、個々の丸ブラシ素子２０においては、糸束の本数が制限され、溶着部２１の厚みが薄く、溶着部２１を構成する材料の量が元々少ないために、ボス高さは制限される。このため、３０〜３５枚の丸ブラシ素子２０が必要であり、部品点数を減らす効果は小さい。また、丸ブラシ素子２０の実質的な剛性感は向上しない。このため、使用性の改善効果も小さい。
【００１０】
ちなみに、円筒型歯ブラシにおけるブラシヘッドの理想的な構造は、丸ブラシ素子２０の外径は大人用で約１５ｍｍ、小人用で１４ｍｍ、幼児用で１３ｍｍ、厚みは１〜１．５ｍｍ、隙間は１ｍｍ程度、ヘッド長は１５ｍｍ前後とされている。
【００１１】
丸ブラシ素子２０における中心孔の直径を大きくすることができるならば、太い糸束２を使用できるが、中心孔を大きくすると、溶着部２１の内外径差が小さくなり、溶着部２１の強度低下が懸念される。また柄１３の先端部に形成される小径軸部を必要以上に太くすることが必要になる。
【００１２】
このように、丸ブラシ素子の製造においては、設計上の制約が多い。このため、設計の自由度の大きい製造方法の開発が待望されており、具体的には、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きくでき、かつボス高さを大きくできる技術の開発がまたれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、丸ブラシ素子の製造において設計の自由度を大きくすることにあり、丸ブラシ素子における中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きし、かつボスの高さを大きくするといったことを容易にできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
糸束から丸ブラシ素子を製造するためには、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部分を溶着する必要がある。従来はこれをテーブル上で溶着ホーンの先端面により行い、円板状の溶着部を形成し、その後で溶着部に中心孔を形成していた。本発明者は発想を転換して、テーブルの通し孔内の糸束の中心部に小径棒状の溶着ホーンを差し込み、周囲の糸材を棒体外周面で加熱溶融して、通し孔内の糸束材料にて円筒状の溶着部を形成することを企画した。その結果、太い糸束から、中心軸方向の厚みが大きくて中心孔内径が小さく、かつボス高さが大きい丸ブラシ素子を製造できることが分かった。
【００１５】
本発明はこの考えに基づいてなされたものであり、その丸ブラシ素子の製造方法は、所定本数の糸材を束ねた糸束をガイド孔を通してテーブル上へ突出させる工程と、テーブル上へ突出した糸束を周囲へ放射状に開いてテーブル上で成形する工程と、ガイド孔の内径よりも小さい外径の小径棒体を有しその外周面が加熱面とされた超音波式の溶着ホーンを、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に挿入して、ガイド孔内の糸束を棒体外周面により中心側から円筒形状に溶着する工程と、円筒形状の溶着部をテーブル上へ押し出して糸束から切除する工程とを含んでいる。
【００１６】
本発明の丸ブラシ素子の製造方法においては、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に小径棒状の溶着ホーンを差し込んで円筒状の溶着部を形成し、溶着部の内側に中心孔を同時形成する。円板状の溶着部の中心部分に中心孔を切開する工程が不要のため、テーブルの通し孔の内径に対する制約がなくなり、多くの本数の糸材からなる太い糸束を使用でき、しかも小さな中心孔を形成できる。多くの本数の糸材からなる太い糸束を使用することにより、丸ブラシ素子の厚みを大きくできる。円筒状の溶着部は、テーブルの通し孔内で糸束により形成され、円板状の溶着部における材料を利用しないので、いくらでも長くでき、短くすることもできる。このためボス高さを広範囲に調節でき、大きくすることも容易である。また円筒状の溶着部の肉厚を増減することも同様に容易である。この肉厚は糸束と挿入する小径棒部の直径差により自在に変更できるのである。
【００１７】
通常は、周囲へ放射状に開いた糸束の内周部分を円板状に溶着して、円筒形状の溶着部に連続する円板状の溶着部を、前記内周部分に形成する。
【００１８】
太い糸束から形成する円筒状の溶着部は高強度であるため、円筒型歯ブラシにおけるブラシヘッドのように、丸ブラシ素子の溶着部にそれほど大きな強度が要求されない場合は、円板状の溶着部を省略することもできる。円板状の溶着部を省略した丸ブラシ素子は、ブラシ外径を同じとした場合は放射状の刷毛部における毛丈を長くでき、放射状の刷毛部における毛丈を同じとした場合はブラシ外径を小さくできる。円板状の溶着部を形成しない場合でも、円筒状の溶着部を形成する際の熱により、糸束を周囲へ直角に開いた状態に成形固定できる。
【００１９】
溶着ホーンは、先端面から突出する小径の棒体部分を有し、棒体部分の外周面により円筒形状の溶着部を形成し、前記先端面により、糸束の突出部を周囲へ放射状に押し開いてテーブルに押し付ける押圧兼用型の構成が好ましい。その場合、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部周囲を、前記先端面にて加熱することができる。これにより、円板状の溶着部を形成することができるし、円板状の溶着部を形成しないまでも、糸束を周囲へ直角に開いた状態に、より確実に成形固定できる。
【００２０】
本発明の丸ブラシ素子は、本発明の方法により製造されたものであり、厚みを大きくすることにより剛性感を付与できる。また、中心軸方向に積層する場合の枚数を少なくすることができる。円筒状の溶着部の長さを大きくし、ボスの高さを大きくすることにより、中心軸方向に積層する場合の間隔を大きくでき、積層枚数を少なくすることもできる。
【００２１】
本発明の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成される円筒型ブラシは、剛性感及び糸材密度を広範囲に調節でき、研磨用、洗浄用の工業用ブラシに使用して性能向上及び価格低減を図ることができる。円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用する場合は、丸ブラシ素子の枚数が少なく、剛性感があって使用性に優れ、しかも丸ブラシ素子間に充分な隙間を確保でき、使用感及び経済性に優れた理想的なブラシヘッドを構成できる。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明の丸ブラシ素子の製造方法は、テーブルの通し孔内の糸束に小径棒状の溶着ホーンを差し込んで、丸ブラシ素子のコアたる溶着部を円筒状に形成することにより、溶着部を含めた丸ブラシ素子全体の設計の自由度を飛躍に向上させることができ、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みが大きく、かつボス高さが大きい丸ブラシ素子なども容易に製造できる。
【００２３】
また、本発明の丸ブラシ素子は、中心孔の内径を小さく抑制したままで、厚みを大きくでき、かつボス高さを大きくできるために、中心軸方向に積層して円筒型ブラシを構成する場合に積層枚数を少なくでき、そのブラシ製造コストを低減できる。
【００２４】
特に、円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用する場合には、ブラシ素子厚が１〜１．５ｍｍ、隙間が１ｍｍ程度、素子枚数が僅か数枚という、理想的なブラシ設計を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法を実施するための製造装置の全体構成図、図２は同製造装置におけるリールの構造図、図３は同製造装置における糸上げ装置の構造説明図、図４は同糸上げ装置内のチャックの構造説明図、図５は同製造装置におけるテーブルの構造説明図、図６は同製造装置における溶着ホーンの構造説明図、図７は糸材押さえの構造説明図、図８〜図１０は同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図、図１１は同製造装置により製造された丸ブラシ素子の構造説明図である。
【００２６】
製造装置は、図１及び図８に示すように、ナイロン樹脂からなる所定本数の糸材を束ねて構成された糸束２から丸ブラシ素子を製造するものであり、その製造のために水平な加工テーブル６を備えている。加工テーブル６は、図５に示すように、糸束２が下から上へ通過する糸束２の通し孔６ａを有している。糸束２は、ここでは例えば糸径１．２ｍｍの場合に８００〜１２００本の糸材からなり、従来の２〜３倍の本数である。これに伴って、加工テーブル６の通し孔６ａも大きくなっている。
【００２７】
加工テーブル６の通し孔６ａには、その下方に設置されたリール１からテンションバー３及びチャッキング装置５を介して糸束２が供給される。リール１は、図２に示すように、回転自在なドラムの外側に糸束２を巻き付けた構造である。テンションバー３は糸束２に張力を付加する。チャッキング装置５は、図３に示すように、上側の出口側に、糸束２が通過する円筒状のガイド管５ａを有し、内部にゴムからなるチャック５ｂを有する。チャック５ｂは、円筒形状であって、内側を糸束２が通過し、空気を出し入れすることにより径方向で収縮、回復を繰り返し、収縮により糸束２を拘束する。このチャッキング５は、上下ロボット４により昇降し、チャック５ｂで糸束２を掴んだ状態で上昇し、糸束２を離した状態で下降することにより、糸束２を上方のテーブル側へ所定長ずつ供給する。
【００２８】
加工テーブル６の上には、超音波式の溶着ホーン７が通し孔６ａに対して同心状に設けられている。溶着ホーン７は、図６及び図８に示すように、垂直な円柱形状の本体の中心部に空気孔７ｃを有し、下向きの先端面７ｂの中央部に下方へ突出した小径棒体７ａを有している。溶着ホーン７の主な溶着面は、本体の先端面７ｂと小径棒体７ａの外周面である。先端面７ｂの外径は例えば５〜７ｍｍ、小径棒体７ａの直径は例えば２．３ｍｍである。
【００２９】
加工テーブル６の上には、溶着ホーン７と同心円状に糸材押さえ８が設けられると共に、加工テーブル６の表面に沿って糸束２を直角に切断するカッター９が設けられている。糸材押さえ８は、図７に示すように、溶着ホーン７との干渉を回避しつつ、加工テーブル６の通し孔６ａを取り囲むように配置されたＵ字型の部材であり、通し孔６ａから加工テーブル６上へ突出した糸束２を周囲へ開いたときに、これを上から加工テーブル６に押し付けて固定する。
【００３０】
次に、上記製造装置を使用して丸ブラシ素子を製造する方法について説明する。
【００３１】
まず、糸束２を加工テーブル６の上に１０ｍｍ程度突出させる。このとき、溶着ホーン７及び糸材押さえ８は上方に退避しており、カッター９は側方に退避している。加工テーブル６の上に糸束２が突出すると、図８に示すように、溶着ホーン７が空気孔７ｃからしたへ空気を吐出しつつ、且つ超音波振動しつつ、下降する。空気孔７ｃからの空気の吐出により、加工テーブル６の上に突出した糸束２が周囲へ開き始める。そこに溶着ホーン７の先端部が押し込まれ、糸束２は周囲へ更に大きく開く。
【００３２】
溶着ホーン７が更に下降を続けると、図９に示すように、溶着ホーン７の先端面７ａで糸束２の中心部近傍が加工テーブル６の表面（通し孔６ａの周囲）に押し付けられる。同時に、溶着ホーン７の小径棒体７ｂが、糸束２の中心部に糸材をかき分けて強制的に押し込まれる。また同時に、溶着ホーン７の周囲で糸束２が押さえ８により加工テーブル６の表面に押し付けられる。そして、小径棒体７ｂにより周囲の糸材が小径棒体７ｂの外周面と通し孔６ａの内周面との間で押圧された状態で加熱されて溶融すると共に、周囲に押し広げられた糸束２の中心部近傍が、溶着ホーン７の先端面７ａと加工テーブル６の表面（通し孔６ａの周囲）との間で押圧された状態で加熱されて溶融する。また、周囲に押し広げられた糸束２が、その押し広げ状態に成形される。
【００３３】
かくして、放射状に広がる環状の刷毛部１０ｂの内側に、中心孔が設けられた円板状の溶着部１０ａが形成されると共に、溶着部１０ａの中心孔の周囲に直角な円筒形状の溶着部１０ｃが一体的に形成される（図１１参照）。
【００３４】
溶着部１０ａ，１０ｃが形成されると、図１０に示すように、溶着ホーン７及び糸束押さえ８が共に上方に退避する。溶着ホーン７はナイロン樹脂のような熱可塑性樹脂を成形すると同時に瞬時に剥離可能なため、溶着ホーン７の退避時に形崩れを起こす危険がない。剥離性をより良くするために、溶着ホーン７の少なくとも加工部表面には、ハードクロームメッキハブ（ＨＣＲ−Ｂ）加工がフッ素樹脂加工を行うことが推奨される。
【００３５】
溶着ホーン７が退避すると、溶着部１０ａ，１０ｃが加工テーブル６の上に突出するように糸束２を上昇させる。円筒形状の溶着部１０ｃは底が閉じた凹状になっている。そこで、カッター９により、底部の上で溶着部１０ｃを直角に切断する。これにより、図１０に示す丸ブラシ素子１０が製造される。丸ブラシ素子１０が切り離された後の糸束２の先端部には溶着部が残っている。前記底部に対応する部分である。このため、糸束２を僅かに上昇させてこの溶着部を切除し、次の丸ブラシ素子１０の製造に備える。
【００３６】
必要に応じて、丸ブラシ素子１０を糸束２から切り離す前（切り離しのための上昇前）に、放射状に広がる環状の刷毛部１０ｂの外径を揃える切断加工を行ってもよい。
【００３７】
丸ブラシ素子１０の糸束２からの切り離しにおいては、カッター９による横切りを行うので、カッター９と溶着ホーン７との干渉がなく、カッター９の寿命を長くする延ばすことができる。
【００３８】
製造された丸ブラシ素子１０は、図１１に示すように、糸束２として糸材を従来の２〜３倍も多くした太いものを使用しているので、厚み１１ａは従来より厚くなり、１〜１．５ｍｍも可能である。円筒形状の溶着部１０ｃは、円板状の溶着部１０ａから材料を供給するのではなく、加工テーブル６の通し孔６ａ内の糸束２を別途使用するので、長さを大きくできる。通し孔６ａの内径に対応する外径をもつので、その外径を大きくできる。内径１１ｄは、溶着ホーン７の小径棒体７ｂの外径に支配されるので、２．３ｍｍというような従来と同じレベルを維持できる。結果、円筒形状の溶着部１０ｃの肉厚を大きくすることができる。円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃは、従来通りの寸法を確保できるが、厚くで高強度であるので、小さくすることができる。円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃが小さくなれば、周囲の放射状の刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂを長くすることができる。毛丈１１ｂを長くする代わりに、丸ブラシ素子１０の外径を小さくすることもできる。
【００３９】
このような厚肉の丸ブラシ素子１０を円筒型歯ブラシのブラシヘッドに使用すれば、剛性があり、優れた使用感を得ることができる。１ｍｍというようなボス高を確保でき、ブラシヘッドにおける糸材密度を適正値まで下げることができる。しかも、丸ブラシ素子１０の使用枚数を数枚まで少なくすることでき、ワッシャ、スペーサー類も不要である。すなわち、理想的なブラシ設計の円筒型歯ブラシが、僅かの枚数の丸ブラシ素子１０により極めて経済的に製造できるのである。
【００４０】
そして、円筒形状の溶着部１０ｃの肉厚が大きく高強度であるので、円板状の溶着部１０ａの外径１１ｃを円筒形状の溶着部１０ｃの外径と同じまで小さくすることもできる。すなわち、円板状の溶着部１０ａをなくし、円筒形状の溶着部１０ｃのみとすることもできる（図１５参照）。
【００４１】
図１２は本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４２】
本実施形態では、前述した溶着ホーン７の先端面の小径棒体７ｂの周囲に環状の凹部７ｄが設けられている。溶着部７ａ，７ｂを形成するとき、材料の一部が凹部７ｄに流入し、円筒形状の溶着部１０ｃを丸ブラシ素子１０の両面側へ突出させることができる。溶着材料が多量に存在するので、凹部７ｄの側に突出する量も高くすることができる。
【００４３】
図１３は本発明の更に別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４４】
本実施形態では、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在する丸ブラシ素子１０を製造する（図１５参照）。この製造のために、溶着ホーン７の本体の先端面の外径が、加工テーブル６の通し孔６ａの内径（円筒形状の溶着部１０ｃの外径に対応）と実質的に同一とされている。これにより、溶着部は円筒形状の溶着部１０ｃのみとなる。
【００４５】
図１４は本発明の更に別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【００４６】
本実施形態でも、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在する丸ブラシ素子１０を製造する（図１５参照）。この製造のために、溶着ホーン７の先端部は小径棒体７ｂみで形成されている。すなわち、溶着ホーン７の先端面は省略されている。
【００４７】
いずれの実施形態でも、溶着ホーン７の先端部は細くなるので、使用する糸束押さえ８は、溶着ホーン７の中心線により近い部分で、外側に開いた糸束２を押さえる。
【００４８】
製造された丸ブラシ素子１０は、図１５に示すように、溶着部として、円板状の溶着部１０ａがなく、円筒形状の溶着部１０ｃのみが存在するものとなる。円筒形状の溶着部１０ｃが厚肉で強度確保が容易なので、歯ブラシのように大きな機械的強度が要求されない用途では、円板状の溶着部１０ａがなくても充分に使用可能である。円板状の溶着部１０ａが存在しないことにより、ブラシ外径を同一とすれば放射状の刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂが長くなり、刷毛部１０ｂにおける毛丈１１ｂを同じとすればブラシ外径が小さくなる。厚み１１ａが大きく毛丈１１ｂの長い円筒型歯ブラシは、腰があって歯間に入りやすく歯垢除去能力に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】 本発明の一実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法を実施するための製造装置の全体構成図である。
【図２】 同製造装置におけるリールの構造図である。
【図３】 同製造装置における糸上げ装置の構造説明図である。
【図４】 同糸上げ装置内のチャックの構造説明図である。
【図５】 同製造装置におけるテーブルの構造説明図である。
【図６】 同製造装置における溶着ホーンの構造説明図である。
【図７】 糸材押さえの構造説明図である。
【図８】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図９】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図１０】 同製造装置による丸ブラシ素子製造方法の工程説明図である。
【図１１】 同製造装置により製造された丸ブラシ素子の構造説明図である。
【図１２】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１３】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１４】 本発明の別の実施形態に係る丸ブラシ素子製造方法の説明図である。
【図１５】 別の丸ブラシ素子の構造説明図である。
【図１６】 従来の円筒型歯ブラシの説明図である。
【図１７】 同円筒型歯ブラシの主要部の構造説明図である。
【図１８】 同円筒型歯ブラシに使用される丸ブラシ素子の正面図である。
【図１９】 同丸ブラシ素子の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ リール
２ 糸束
３ テンションバー
４ 上下ロボット
５ チャッキング装置
６ テーブル
７ 溶着ホーン
８ 押さえ板
９ カッター
１０ 丸ブラシ素子
１０ａ，１０ｃ 溶着部
１０ｂ 刷毛部
１０ｄ 中心孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定本数の糸材を束ねた糸束をガイド孔を通してテーブル上へ突出させる工程と、テーブル上へ突出した糸束を周囲へ放射状に開いてテーブル上で成形する工程と、ガイド孔の内径よりも小さい外径の小径棒体を有しその外周面が加熱面とされた超音波式の溶着ホーンを、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に挿入して、ガイド孔内の糸束を棒体外周面により中心側から円筒形状に溶着する工程と、円筒形状の溶着部をテーブル上へ押し出して糸束から切除する工程とを含む丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、周囲へ放射状に開いた糸束の内周部分を円板状に溶着して、円筒形状の溶着部に連続する円板状の溶着部を、前記内周部分に形成する丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、溶着ホーンは、先端面から突出する小径の棒体部分を有し、棒体部分の外周面により円筒形状の溶着部を形成し、前記先端面により、糸束の突出部を周囲へ放射状に押し開いてテーブルに押し付ける丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部周囲を、前記先端面にて加熱する丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの方法により製造された丸ブラシ素子。
【請求項６】
所定本数の糸材を束ねた糸束を周囲へ放射状に開いて形成した丸ブラシ素子であって、中心部に円筒形状の溶着部を有し、その周囲に、溶着部の外周面から直接周囲へ延出した多数本の糸材からなる放射状の刷毛部を有する、円板状の溶着部を有しない丸ブラシ素子。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成された円筒型ブラシ。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成されたブラシヘッドを先端部に有する円筒型歯ブラシ。
【請求項１】
所定本数の糸材を束ねた糸束をガイド孔を通してテーブル上へ突出させる工程と、テーブル上へ突出した糸束を周囲へ放射状に開いてテーブル上で成形する工程と、ガイド孔の内径よりも小さい外径の小径棒体を有しその外周面が加熱面とされた超音波式の溶着ホーンを、周囲へ放射状に開いた糸束の中心部分に挿入して、ガイド孔内の糸束を棒体外周面により中心側から円筒形状に溶着する工程と、円筒形状の溶着部をテーブル上へ押し出して糸束から切除する工程とを含む丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、周囲へ放射状に開いた糸束の内周部分を円板状に溶着して、円筒形状の溶着部に連続する円板状の溶着部を、前記内周部分に形成する丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、溶着ホーンは、先端面から突出する小径の棒体部分を有し、棒体部分の外周面により円筒形状の溶着部を形成し、前記先端面により、糸束の突出部を周囲へ放射状に押し開いてテーブルに押し付ける丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の丸ブラシ素子の製造方法において、周囲へ放射状に押し開いた糸束の中心部周囲を、前記先端面にて加熱する丸ブラシ素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの方法により製造された丸ブラシ素子。
【請求項６】
所定本数の糸材を束ねた糸束を周囲へ放射状に開いて形成した丸ブラシ素子であって、中心部に円筒形状の溶着部を有し、その周囲に、溶着部の外周面から直接周囲へ延出した多数本の糸材からなる放射状の刷毛部を有する、円板状の溶着部を有しない丸ブラシ素子。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成された円筒型ブラシ。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の丸ブラシ素子を中心軸方向に積層して構成されたブラシヘッドを先端部に有する円筒型歯ブラシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−１３６８１７（Ｐ２００８−１３６８１７Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５７００５（Ｐ２００６−３５７００５）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０４０７８１８７）
【出願人】（５０７０９８６２３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０４０７８１８７）
【出願人】（５０７０９８６２３）
【Ｆターム（参考）】
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