放射状羽根
【課題】環状コア部の外側に放射状の羽根部が形成された放射状羽根において、放射状の羽根部における糸材の本数を２倍、３倍に増加させる。
【解決手段】加工ベッド３０の供給孔からベッド３０上へ突出させた糸束２０を周囲へ開き、中心部周囲を環状に溶着して、第１の放射状羽根１０’を形成し、同時に糸束２０を切り離す。形成された放射状羽根１０’を製造位置に固定したまま、放射状羽根１０’の溶着コア部の内側に形成された貫通孔を通して再度糸束２０を放射状羽根１０’の上に突出させる。その糸束２０を再度周囲へ開いて中心部周囲を環状に溶着し、溶着部内側を打ち抜いて糸束２０を切り離す。糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、加工ベッド３０の供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とするとき、糸材の本数として（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上が達成される。
【解決手段】加工ベッド３０の供給孔からベッド３０上へ突出させた糸束２０を周囲へ開き、中心部周囲を環状に溶着して、第１の放射状羽根１０’を形成し、同時に糸束２０を切り離す。形成された放射状羽根１０’を製造位置に固定したまま、放射状羽根１０’の溶着コア部の内側に形成された貫通孔を通して再度糸束２０を放射状羽根１０’の上に突出させる。その糸束２０を再度周囲へ開いて中心部周囲を環状に溶着し、溶着部内側を打ち抜いて糸束２０を切り離す。糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、加工ベッド３０の供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とするとき、糸材の本数として（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上が達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３６０度型歯ブラシのブラシヘッドの如き円筒状ブラシの作製等に使用されるディスク型の放射状羽根に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの一種として、特許文献１に記載されるような３６０度型歯ブラシが知られている。この歯ブラシは、ブラシハンドルの先端部に円筒形状のブラシヘッドを有している。円筒形状のブラシヘッドは、ディスク型の放射状羽根を中心線方向に積層することより構成されている。ディスク型放射状羽根の構造を図５に示す。
【０００３】
ディスク型の放射状羽根１０は、内側をブラシハンドルの先端部が貫通するディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部１２とからなる。図５中の１３は環状コア部１１の内側に形成された貫通孔、１４は環状コア部１１の両面又は片面に一体的に形成されたスペーサー用の環状凸部である。そして、この放射状羽根は、例えば特許文献２に記載された方法により製造される。特許文献２に記載された放射状羽根の製造方法を図６〜図１０により説明する。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６４６１１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２００８０号公報
【０００５】
放射状羽根の製造装置は、図６に示すように、加工ベッドｂの上に配置された糸開き治具ｄ、糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ及び押し切りポンチｇを具備している。加工ベッドｂは、所定本数の糸材を束ねて形成された糸束ａが貫通する糸束供給孔を有しており、その下に糸上げチャックｃを装備している。糸開き治具ｄは、環状の糸押さえｅの内側に同心状に組み合わされており、糸開き治具ｄ及び糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ、並びに押し切りポンチｇは、図示されない駆動機構により、加工ベッドｂの貫通孔の真上に選択的に搬送される。
【０００６】
製造作業では、まず第１ステップとして、加工ベッドｂの供給孔に下から差し通された糸束ａを、加工ベッドｂの下方に設けられた糸上げチャックｃにより押し上げて、加工ベッドｂの上に所定長突出させる。
【０００７】
第２ステップとして、図７に示すように、糸束ａの突出部分の中心部に、下端面が円錐状に形成された糸開き治具ｄを押し付けることにより、その突出部分を周囲に開く。第３ステップとして、図８に示すように、糸開き治具ｄの外側に組み合わされた環状の糸押さえｅを下降させて、途中まで開いた糸材を加工ベッドｂの貫通孔周囲に押し付け、糸束ａの露出部分を周囲へ完全に開く。
【０００８】
第４ステップとして、図９に示すように、糸束ａの露出部分を糸押さえｅで放射状に開いたまま、糸開き治具ｄを上昇させて側方へ退避させ、代わりに溶着ヘッドｆを貫通孔の真上へ移動させて下降させ、放射状に開いた糸材の中心部周囲を環状に溶着する。最後に第５ステップとして、図１０に示すように、溶着ヘッドｆを上昇させて側方へ退避させ、代わりに押し切りポンチｇを貫通孔の真上へ移動させて下降させ、環状溶着部の内側を打ち抜くことにより糸束ａを分離する。
【０００９】
こうして製造されるディスク型の放射状羽根１０は、前述したとおり、内側が貫通孔１３とされたディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から外周側へ多数本の糸材２１が延出して形成された放射状の羽根部１２とからなり、これをブラシハンドルの先端部に複数枚重ね合わせて嵌め込み固定することにより、３６０度型歯ブラシの円筒形状のブラシヘッドが構成される。
【００１０】
ところで、このような放射状羽根は、３６０度型歯ブラシの円筒形状のブラシヘッド以外にも、工業用の各種円筒状ブラシに使用することが可能である。その場合、円筒状の芯部から外周側へ放射状に延出する糸材の密度を用途に応じて広範囲に変更することが要求されることになり、その要求に応えるためには、個々の放射状羽根の羽根部における糸材の密度を広範囲に変更することが必要となる。
【００１１】
しかしながら、これまでの放射状羽根においては、糸束ａの外径、より厳密には加工ベッドｂの供給孔の孔径によって羽根部における糸材の密度が画一的に決定されるという制約があった。その理由は次のとおりである。放射状羽根の製造装置の側からいえば、糸束ａを加工ベッドｂ上に供給するために当該ベッドに設けられた供給孔の内径は、容易には変えることができない。供給孔の内径は、糸束ａの直径（すなわち品種）だけでなく、加工ベッドｂの上に配置された糸開き治具ｄ、糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ及び押し切りポンチｇなどの全ての構造に影響を与えるからである。このため、加工ベッドｂの供給孔を通過可能という点から糸材の上限本数が決まり、糸束ａの上限外径が決まる。その結果、糸束ａを構成する糸材の太さによって糸材の本数が一義的に固定されることになる。
【００１２】
具体的に説明すると、糸束ａが通過する供給孔の内径Ｄを３．２ｍｍ、糸材の直径ｄを０．０９ｍｍとすると、供給孔を実際に通過できる糸材の本数は最大で６００〜７００本である。糸材の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は、その本数は４００〜５００本である。これらの本数は、糸束ａを構成する糸材の本数となる。この本数を一般化すると、糸材の直径ｄの一般的な範囲は０．０７〜０．１５ｍｍであるから、供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）とすると、供給孔を通過できる本数は最も多い０．０７ｍｍの場合でも（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は供給孔における糸束ａのスムーズな通過のために（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本である。
【００１３】
したがって、糸束ａを構成する糸材の最大本数も（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本であり、その結果として、放射状羽根１０の羽根部１２における糸材の本数も（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本となる。ちなみに、（Ｓ／Ｋ）は供給孔の面積を糸材の断面積で単純に除算した物理的な限界挿入本数（供給孔内で糸材が変形して隙間なく充填されたと仮定したときの本数）である。
【００１４】
このように、従来の放射状羽根１０においては、加工ベッドｂの糸束供給孔の面積Ｓによって、羽根部１２における糸材の密度が画一的に決定されるという制約があった。すなわち、放射状羽根の用途は様々であり、それらの用途に応じて糸材の密度についても様々なものが要求されるところ、従来の放射状羽根はこのような要求に応えることができなかったのである。このため用途が制約を受ける結果になっていた。
【００１５】
また別の問題として、溶着コア部１１の機械的強度が低く、製造過程でこの部分がしばしば破断し、このことが、製造歩留りを低下させる大きな原因になっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、製造装置による制約を受けることなく羽根部における糸材の密度を広範囲に増加させることができ、しかも溶着コア部の機械的強度を高めることができる放射状羽根を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明者らは放射状羽根をコア部で一体化しつつ２重、３重に重ねて製造する手法を考えだした。すなわち、羽根部における糸材の密度を増やすために、本発明者らはテーブル上に突出させた糸束を周囲へ開き、中心部周囲を環状に溶着して糸束を切り離した後、形成された放射状羽根を製造位置に固定したまま、環状の溶着コア部の内側に形成された貫通孔を通して再度糸束を環状羽根の上に突出させ、その糸束を再度周囲へ開いて中心部周囲を環状に溶着し、溶着部内側を打ち抜いて糸束を切り離す手法を考えだした。
【００１８】
この手法によると、放射状羽根の製造位置において、溶着コア部で一体化した二重構造放射状羽根を製造でき、羽根部における糸束の密度を２倍に増加させることができる。更に、この操作を繰り返すならば、溶着コア部で一体化した三重構造、四重構造の放射状羽根も製造でき、羽根部における糸束の密度を何倍にも増加させることができる。すなわち、この手法によれば、従来は製造できなかった高糸密度の放射状羽根を何種類も簡単に製造することができるのである。
【００１９】
本発明はかかる知見に基づいて完成されたものであり、その放射状羽根は、中心部に貫通孔が設けられたディスク状で環状の溶着コア部と、溶着コア部の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部とを有する放射状羽根であって、多数本の糸材を束ねて構成された糸束を加工ベッドの供給孔からベッド上へ突出させ、その突出部を周囲へ放射状に押し開いて中心部周囲を環状に溶着すると共に、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより製造される放射状羽根において、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、前記糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）として、糸材の本数が（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上であることを構造上の特徴点とする。
【００２０】
本発明の放射状羽根は、糸束の端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第１の放射状羽根を形成する放射状羽根の一次形成工程と、形成された放射状羽根の溶着部内側に形成された貫通孔に糸束を刺し通して突出させる糸束挿入工程と、糸束の突出端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、前記溶着部に一体化された環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第２の放射状羽根を形成する放射状羽根の再形成工程とを経て製造することができる。
【００２１】
この製造方法においては、溶着コア部で一体化した２重構造の放射状羽根が製造され、従来の一重構造の放射状羽根に比して羽根部における糸材の密度を２倍に増加させることができる。糸束挿入工程と放射状羽根の再形成工程とを複数回繰り返すならば、コア部で一体化した３重構造、４重構造・・・の放射状羽根が製造され、羽根部における糸材の密度を何倍にも増加させることができる。
【００２２】
溶着部の内側を環状に切断する際にその切断孔径を糸束の直径より若干大きくすることが望まれる。この孔径は溶着コア部の面積を確保するために小さい方がよいが、糸束分離のために糸束の直径より小さくすることはできない。そこで孔径を糸束の直径より若干大きくする。これにより、溶着コア部の機械的強度を低下させることなく、コア部内側の貫通孔に糸束を通す操作が容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射状羽根は、環状の溶着コア部の外側に形成される放射状の羽根部における糸材が従来の製造限界より高密度であり、しかも、その糸材の密度を何段階にも高めることができる。したがって、用途に応じた糸材密度を選択でき、その用途を飛躍的に拡大することができる。また、その放射状羽根を中心線方向に重ねて円筒形状の３６０度型ブラシを製造する場合に放射状羽根の重ね合わせ枚数を減らせることができ、その分、製造能率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示す放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図５】従来の放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である。
【図６】従来の放射状羽根の製造装置の説明図である。
【図７】従来装置による製造方法の説明図で開放工程を示す。
【図８】従来装置による製造方法の説明図で開放工程を示す。
【図９】従来装置による製造方法の説明図で溶着工程を示す。
【図１０】従来装置による製造方法の説明図で除去工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【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を示す放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である
【００２６】
本実施形態の放射状羽根１０は、ディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部１２とからなる。この放射状羽根１０は、基本となる薄型の放射状羽根１０’を２枚重ね合わせることにより構成されており、放射状羽根１０における糸材の本数は、薄型の放射状羽根１０’における糸材の本数の２倍である。
【００２７】
より具体的に説明すると、放射状羽根１０の溶着コア部１１は、２枚の放射状羽根１０’，１０’の溶着コア部１１’，１１’を２枚重ねて全体を溶着し一体化することにより構成されており、また放射状羽根１０の羽根部１２は、２枚の放射状羽根１０’，１０’の羽根部１２’，１２’、すなわち２枚の環状コア部１１’，１１’の周方向全域から外周側へ延出したそれぞれの放射状の糸材集合体が合体することにより構成されている。
【００２８】
環状の溶着コア部１１の内側には、円形の貫通孔１３が形成されている。溶着コア部１１の両面には、貫通孔１３を包囲するように円形の凸部１４，１４が一体的に形成されている。凸部１４，１４は、放射状羽根１０を軸方向に重ねたときのスペーサであり、その断面形状はここでは半円形とされている。
【００２９】
本実施形態の放射状羽根１０は、基本となる薄型の放射状羽根１０’を２枚重ね合わせた２重構造であるが、３枚以上重ねあわせた３重構造、４重構造、更にはそれ以上の多重構造も可能である。重合数が増加するにしたがって、放射状羽根１０の羽根部１２における糸材の本数は３倍、４倍と増加する。
【００３０】
また、本実施形態の放射状羽根１０では、基本となる複数枚の放射状羽根１０’，１０’の羽根部１２’，１２’が中心線方向で「く」の字状に開いて分離しているが、これは放射状羽根１０の積層構造を強調するためであり、溶着時の羽根部１２’の押さえ量の加減により同一平面上に形成することもできるし、任意の角度で開かせることもできる。
【００３１】
図２〜図４は上記放射状羽根の製造方法及び製造装置の説明図である。
【００３２】
放射状羽根の製造装置は、図２〜図４に示すように、ナイロン樹脂系の糸材２１を束ねて形成された糸束２０から、放射状羽根１０を製造する。この製造のために、製造装置は水平な加工ベッド３０と、その上に設けられた円筒状の溶着ヘッド４０、リング状の糸押さえ５０及び切断刃６０とを備えている。
【００３３】
加工ベッド３０は、糸束２０が通過する垂直な糸材供給孔を有すると共に、供給孔の周囲に供給孔に接して設けられた環状刃部を表面に有している。加工ベッド３０の下には、糸束２０を押し上げる押し上げチャック（図示せず）が設けられている。
【００３４】
円筒状の溶着ヘッド４０は、加工ベッド３０の貫通孔上に同心状に垂直配置されており、図示されない駆動機構により中心線方向に昇降駆動される。この溶着ヘッド４０は超音波振動による溶着を行う溶着ホーンであり、図示されない振動子により駆動される。溶着ヘッド４０の中心部に設けられた貫通孔は空気孔であり、糸束２０を周囲へ開くのに使用される。溶着ヘッド４０の先端部は熱切断ポンチを兼ねており、先端面の内周縁部は加工ベッド３０の貫通孔周囲に形成された環状刃部と組み合わさって、糸束２０を分離するための切断刃を形成する。
【００３５】
リング状の糸押さえ５０は、溶着ヘッド４０の外側に同心状に嵌合しており、中心線方向に溶着ヘッド４０とは独立に昇降駆動される。切断刃６０は、溶着ヘッド４０が上方の退避位置にあるときにその下側を水平方向に移動する水平刃であり、糸束２０の先端固着部を切断除去するのに使用される。
【００３６】
操業では、まず図２（ａ）に示すように、加工ベッド３０上の溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が上方の退避位置にある状態で、加工ベッド３０の供給孔に糸束２０が下側（裏面側）から上側（表面側）へ刺し通され、加工ベッド３０の下に設けられた押し上げチャックによる押し上げで、加工ベッド３０の上に所定量突出する。突出量は製造する放射状羽根１０の半径に応じて設定される。
【００３７】
ここで、糸束２０はナイロン樹脂を主成分とする所定本数の糸材２１を円形に束ねて構成されている。糸束２０の直径ｄは加工ベッド３０の供給孔Ｄの内径と同一かやや小であり、糸束２０を構成する糸材２１の本数は、供給孔の内径に応じて決まる。具体的には、前述したとおり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合、糸材２１の本数は約７００本である。糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は、その本数は約５００本である。糸材の直径ｄは通常０．０７〜０．１５ｍｍであり、用途に応じて選択される。
【００３８】
糸束２０が加工ベッド３０の上に所定量突出すると、図２（ｂ）に示すように、その糸束２０の先端部が切断刃６０により切断除去される。糸束２０の先端部除去が終わると、図２（ｃ）に示すように、溶着ヘッド４０が空気を下方へ吹き出し且つ振動しながら下降すると共に、これに同期して外側の糸押さえ５０も下降する。
【００３９】
溶着ヘッド４０からの吹き出し空気は下方の糸束２０の突出部分の中心部に衝突する。これにより、糸束２０の突出部分における糸材２１は周囲へ均等に開く。この状態で溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が下降を続け、周囲へ開いた糸材２１を加工ベッド３０の表面（供給孔の周囲）に押し付ける。これにより、糸束２０の突出部分における糸材２１は、図２（ｄ）に示すように、周囲へ完全に開き放射状になる。溶着ヘッド４０の振動は糸材２１を周囲へ均等かつスムーズに開放するのに寄与する。
【００４０】
溶着ヘッド４０による糸材２１の開放が終わると、その開いた糸束２１が環状の糸押さえ５０により固定される。これと共に、溶着ヘッド４０が、先端の環状溶着面にて、放射状に開いた糸材２１の中心部周囲を、供給孔の周囲との間に挟んで加圧し、その中心部周囲を環状に溶着する。同時に、溶着ヘッド４０の先端面の内周縁部が、加工ベッド３０の貫通孔周囲に形成された環状刃部に向かって押圧されることにより、環状溶着部の内側が円形に切断除去され、糸束２０が分離される。分離された糸束２０は、先端部が加工ベッド３０の供給孔に挿入された状態にある。
【００４１】
こうして、加工ベッド３０上の定位置において、１枚目の薄い放射状羽根１０’が製造される。放射状羽根１０’は環状の溶着コア部と、その周囲全体から所定本数の糸材２１が周囲全方向へ延出して形成された放射状の羽根部とからなる。羽根部における糸材２１の本数は、前述したとおり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約７００本であり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約５００本である。環状コア部の内側に形成される円形貫通孔の内径は、加工ベッド３０における貫通孔の内径、すなわち糸束２０の直径と同じかこれより僅かに大となる。
【００４２】
加工ベッド３０上の定位置において１枚目の薄い放射状羽根１０’が製造されると、図３（ａ）に示すように、その放射状羽根１０’を糸押さえ５０で定位置に固定したまま、溶着ヘッド４０のみが上方の退避位置へ向かって上昇する。溶着ヘッド４０が上方の退避位置に戻ると、図３（ｂ）に示すように、糸束２０が再度上昇し、１枚目の放射状羽根１０’の貫通孔を通って加工ベッド３０の上に所定量突出し、その後、先端部（溶融固着部）が切断刃６０により切断除去される。放射状羽根１０’の貫通孔の内径は、加工ベッド３０における貫通孔の内径、すなわち糸束２０の直径と同じかこれより僅かに大であるので、糸束２０はその貫通孔をスムーズに通過する。
【００４３】
糸束２０の先端部除去が終わると、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、糸押さえ５０が上方の退避位置に戻る。糸押さえ５０が上方の退避位置に戻ると、図４（ａ）（ｂ）に示すように、再度、溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が下降する。この下降により、溶着ヘッド４０にて糸束２０の突出部における糸材２１が周囲へ開かれ、その中心部周囲が下方に押圧される。そして、周囲に開いた糸材２１が糸押さえ５０にて下方に押圧されて放射状に固定された状態で、中心部周囲が溶着ヘッド４０にて環状に溶着される。また、環状溶着部の内側が円形に切断され、糸束２０が分離されると共に、環状溶着部の内側に円形の貫通孔が形成される。
【００４４】
溶着及び切断が終わると、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が同期して上方の退避位置へ戻る。
【００４５】
これにより、加工ベッド３０上の定位置において、１枚目の放射状羽根１０’の上に２枚目の放射状羽根１０’が重ねて固着され、製品である二重構造の放射状羽根１０が製造される。すなわち、１枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部の上に２枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部が重なり溶着により一体化されることにより、放射状羽根１０の環状コア部１１が形成される。２枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部周囲の羽根部は、放射状羽根１０’の溶着コア部周囲の羽根部と合体して、放射状羽根１０の羽根部１２を形成する。
【００４６】
羽根部１２における糸材２１の本数は従来の２倍であり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約１３００本前後となり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約９００本前後となる。これは、糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とすると（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上となる。
【００４７】
加工ベッド３０上の定位置において製造された放射状羽根１０は加工ベッド３０上から排出される。この排出を容易ならしめるために、糸束２０が若干下がり、その放射状羽根１０から分離する〔図４（ｄ）〕。
【００４８】
以上の工程を繰り返すことにより、従来の２倍の糸材密度をもつ放射状羽根１０が自動で連続的に製造される。図３（ａ）〜図４（ｂ）の工程を更に繰り返すならば、製造される放射状羽根１０は三重構造、四重構造となり、羽根部１２における糸材２１の本数は従来の３倍、４倍となり、用途に応じて自由に増加させることができる。ちなみに、三重構造の場合、糸材２１の本数は糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約２１００本となり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約１５００本となる。糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とすると、これも又（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上である。
【００４９】
また、放射状羽根１０の溶着コア部１１は、重ね合わせ溶着毎に厚くなり、機械的強度が向上し、同部破損による歩留り低下が激減する。ただ、溶着コア部１１の厚みは加圧溶着で形成されるので、２枚重ねても２倍にはならず、その増加は僅かである。
【００５０】
溶着コア部１１の両面（片面でもよい）に形成される円形の凸部１４，１４（図１）は溶着時に同時形成される。上の放射状羽根１０’を溶着するとき、糸押さえ５０による糸材の押さえ量を加減することにより、上の放射状羽根１０’の羽根部を下の放射状羽根１０’の羽根部と同一平面内に形成したり、中心線方向に「く」の字状に開いて形成することもできる。
【００５１】
製造された放射状羽根１０を中心線方向に重ね合わせることにより円筒状ブラシが形成される。円筒状ブラシにおける糸材密度は、放射状羽根１０における糸材本数を調節することにより、用途に応じて任意に選択することができる。重ねられた放射状羽根１０のコア部内面を溶融させることにより、一体化された円筒状ブラシが製造される。
【００５２】
上述の実施形態では、先に製造された薄い放射状羽根１０’の貫通孔に糸束２０を通し、その放射状羽根１０’の上で糸束２０を周囲に開いて多段の放射状羽根１０を製造したが、薄い放射状羽根１０’を予め製造し、これらを同心状に重ねてそれぞれの溶着コア部１１’を溶着により一体化することでも製造できる。
【００５３】
放射状羽根１０における薄い放射状羽根１０’の積層枚数は２枚以上である。積層枚数の上限は特に規定しない。前者の方法では、完成した放射状羽根１０’の上に順番に放射状羽根１０’を形成していくことになるので、多数枚の放射状羽根１０’を積層一体化することができる。後者の方法の場合、すなわち、予め製造した放射状羽根１０’を重ねる場合でも、一枚ずつ溶着整合していけば多数枚の放射状羽根１０’を積層一体化することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０’ 放射状羽根
１１ １１’溶着コア部
１２ １２’羽根部
１３ 貫通孔
２０ 糸束
２１ 糸材
３０ 加工ベッド
４０ 溶着ヘッド
５０ 糸押さえ
６０ 切断刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３６０度型歯ブラシのブラシヘッドの如き円筒状ブラシの作製等に使用されるディスク型の放射状羽根に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの一種として、特許文献１に記載されるような３６０度型歯ブラシが知られている。この歯ブラシは、ブラシハンドルの先端部に円筒形状のブラシヘッドを有している。円筒形状のブラシヘッドは、ディスク型の放射状羽根を中心線方向に積層することより構成されている。ディスク型放射状羽根の構造を図５に示す。
【０００３】
ディスク型の放射状羽根１０は、内側をブラシハンドルの先端部が貫通するディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部１２とからなる。図５中の１３は環状コア部１１の内側に形成された貫通孔、１４は環状コア部１１の両面又は片面に一体的に形成されたスペーサー用の環状凸部である。そして、この放射状羽根は、例えば特許文献２に記載された方法により製造される。特許文献２に記載された放射状羽根の製造方法を図６〜図１０により説明する。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６４６１１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２００８０号公報
【０００５】
放射状羽根の製造装置は、図６に示すように、加工ベッドｂの上に配置された糸開き治具ｄ、糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ及び押し切りポンチｇを具備している。加工ベッドｂは、所定本数の糸材を束ねて形成された糸束ａが貫通する糸束供給孔を有しており、その下に糸上げチャックｃを装備している。糸開き治具ｄは、環状の糸押さえｅの内側に同心状に組み合わされており、糸開き治具ｄ及び糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ、並びに押し切りポンチｇは、図示されない駆動機構により、加工ベッドｂの貫通孔の真上に選択的に搬送される。
【０００６】
製造作業では、まず第１ステップとして、加工ベッドｂの供給孔に下から差し通された糸束ａを、加工ベッドｂの下方に設けられた糸上げチャックｃにより押し上げて、加工ベッドｂの上に所定長突出させる。
【０００７】
第２ステップとして、図７に示すように、糸束ａの突出部分の中心部に、下端面が円錐状に形成された糸開き治具ｄを押し付けることにより、その突出部分を周囲に開く。第３ステップとして、図８に示すように、糸開き治具ｄの外側に組み合わされた環状の糸押さえｅを下降させて、途中まで開いた糸材を加工ベッドｂの貫通孔周囲に押し付け、糸束ａの露出部分を周囲へ完全に開く。
【０００８】
第４ステップとして、図９に示すように、糸束ａの露出部分を糸押さえｅで放射状に開いたまま、糸開き治具ｄを上昇させて側方へ退避させ、代わりに溶着ヘッドｆを貫通孔の真上へ移動させて下降させ、放射状に開いた糸材の中心部周囲を環状に溶着する。最後に第５ステップとして、図１０に示すように、溶着ヘッドｆを上昇させて側方へ退避させ、代わりに押し切りポンチｇを貫通孔の真上へ移動させて下降させ、環状溶着部の内側を打ち抜くことにより糸束ａを分離する。
【０００９】
こうして製造されるディスク型の放射状羽根１０は、前述したとおり、内側が貫通孔１３とされたディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から外周側へ多数本の糸材２１が延出して形成された放射状の羽根部１２とからなり、これをブラシハンドルの先端部に複数枚重ね合わせて嵌め込み固定することにより、３６０度型歯ブラシの円筒形状のブラシヘッドが構成される。
【００１０】
ところで、このような放射状羽根は、３６０度型歯ブラシの円筒形状のブラシヘッド以外にも、工業用の各種円筒状ブラシに使用することが可能である。その場合、円筒状の芯部から外周側へ放射状に延出する糸材の密度を用途に応じて広範囲に変更することが要求されることになり、その要求に応えるためには、個々の放射状羽根の羽根部における糸材の密度を広範囲に変更することが必要となる。
【００１１】
しかしながら、これまでの放射状羽根においては、糸束ａの外径、より厳密には加工ベッドｂの供給孔の孔径によって羽根部における糸材の密度が画一的に決定されるという制約があった。その理由は次のとおりである。放射状羽根の製造装置の側からいえば、糸束ａを加工ベッドｂ上に供給するために当該ベッドに設けられた供給孔の内径は、容易には変えることができない。供給孔の内径は、糸束ａの直径（すなわち品種）だけでなく、加工ベッドｂの上に配置された糸開き治具ｄ、糸押さえｅ、溶着ヘッドｆ及び押し切りポンチｇなどの全ての構造に影響を与えるからである。このため、加工ベッドｂの供給孔を通過可能という点から糸材の上限本数が決まり、糸束ａの上限外径が決まる。その結果、糸束ａを構成する糸材の太さによって糸材の本数が一義的に固定されることになる。
【００１２】
具体的に説明すると、糸束ａが通過する供給孔の内径Ｄを３．２ｍｍ、糸材の直径ｄを０．０９ｍｍとすると、供給孔を実際に通過できる糸材の本数は最大で６００〜７００本である。糸材の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は、その本数は４００〜５００本である。これらの本数は、糸束ａを構成する糸材の本数となる。この本数を一般化すると、糸材の直径ｄの一般的な範囲は０．０７〜０．１５ｍｍであるから、供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）とすると、供給孔を通過できる本数は最も多い０．０７ｍｍの場合でも（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は供給孔における糸束ａのスムーズな通過のために（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本である。
【００１３】
したがって、糸束ａを構成する糸材の最大本数も（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本であり、その結果として、放射状羽根１０の羽根部１２における糸材の本数も（Ｓ／Ｋ）・（２／３）本に達することはなく、通常は（Ｓ／Ｋ）・（１／３〜１／２）本となる。ちなみに、（Ｓ／Ｋ）は供給孔の面積を糸材の断面積で単純に除算した物理的な限界挿入本数（供給孔内で糸材が変形して隙間なく充填されたと仮定したときの本数）である。
【００１４】
このように、従来の放射状羽根１０においては、加工ベッドｂの糸束供給孔の面積Ｓによって、羽根部１２における糸材の密度が画一的に決定されるという制約があった。すなわち、放射状羽根の用途は様々であり、それらの用途に応じて糸材の密度についても様々なものが要求されるところ、従来の放射状羽根はこのような要求に応えることができなかったのである。このため用途が制約を受ける結果になっていた。
【００１５】
また別の問題として、溶着コア部１１の機械的強度が低く、製造過程でこの部分がしばしば破断し、このことが、製造歩留りを低下させる大きな原因になっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、製造装置による制約を受けることなく羽根部における糸材の密度を広範囲に増加させることができ、しかも溶着コア部の機械的強度を高めることができる放射状羽根を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明者らは放射状羽根をコア部で一体化しつつ２重、３重に重ねて製造する手法を考えだした。すなわち、羽根部における糸材の密度を増やすために、本発明者らはテーブル上に突出させた糸束を周囲へ開き、中心部周囲を環状に溶着して糸束を切り離した後、形成された放射状羽根を製造位置に固定したまま、環状の溶着コア部の内側に形成された貫通孔を通して再度糸束を環状羽根の上に突出させ、その糸束を再度周囲へ開いて中心部周囲を環状に溶着し、溶着部内側を打ち抜いて糸束を切り離す手法を考えだした。
【００１８】
この手法によると、放射状羽根の製造位置において、溶着コア部で一体化した二重構造放射状羽根を製造でき、羽根部における糸束の密度を２倍に増加させることができる。更に、この操作を繰り返すならば、溶着コア部で一体化した三重構造、四重構造の放射状羽根も製造でき、羽根部における糸束の密度を何倍にも増加させることができる。すなわち、この手法によれば、従来は製造できなかった高糸密度の放射状羽根を何種類も簡単に製造することができるのである。
【００１９】
本発明はかかる知見に基づいて完成されたものであり、その放射状羽根は、中心部に貫通孔が設けられたディスク状で環状の溶着コア部と、溶着コア部の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部とを有する放射状羽根であって、多数本の糸材を束ねて構成された糸束を加工ベッドの供給孔からベッド上へ突出させ、その突出部を周囲へ放射状に押し開いて中心部周囲を環状に溶着すると共に、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより製造される放射状羽根において、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、前記糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）として、糸材の本数が（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上であることを構造上の特徴点とする。
【００２０】
本発明の放射状羽根は、糸束の端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第１の放射状羽根を形成する放射状羽根の一次形成工程と、形成された放射状羽根の溶着部内側に形成された貫通孔に糸束を刺し通して突出させる糸束挿入工程と、糸束の突出端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、前記溶着部に一体化された環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第２の放射状羽根を形成する放射状羽根の再形成工程とを経て製造することができる。
【００２１】
この製造方法においては、溶着コア部で一体化した２重構造の放射状羽根が製造され、従来の一重構造の放射状羽根に比して羽根部における糸材の密度を２倍に増加させることができる。糸束挿入工程と放射状羽根の再形成工程とを複数回繰り返すならば、コア部で一体化した３重構造、４重構造・・・の放射状羽根が製造され、羽根部における糸材の密度を何倍にも増加させることができる。
【００２２】
溶着部の内側を環状に切断する際にその切断孔径を糸束の直径より若干大きくすることが望まれる。この孔径は溶着コア部の面積を確保するために小さい方がよいが、糸束分離のために糸束の直径より小さくすることはできない。そこで孔径を糸束の直径より若干大きくする。これにより、溶着コア部の機械的強度を低下させることなく、コア部内側の貫通孔に糸束を通す操作が容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射状羽根は、環状の溶着コア部の外側に形成される放射状の羽根部における糸材が従来の製造限界より高密度であり、しかも、その糸材の密度を何段階にも高めることができる。したがって、用途に応じた糸材密度を選択でき、その用途を飛躍的に拡大することができる。また、その放射状羽根を中心線方向に重ねて円筒形状の３６０度型ブラシを製造する場合に放射状羽根の重ね合わせ枚数を減らせることができ、その分、製造能率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態を示す放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は同放射状羽根の製造方法の工程説明図である。
【図５】従来の放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である。
【図６】従来の放射状羽根の製造装置の説明図である。
【図７】従来装置による製造方法の説明図で開放工程を示す。
【図８】従来装置による製造方法の説明図で開放工程を示す。
【図９】従来装置による製造方法の説明図で溶着工程を示す。
【図１０】従来装置による製造方法の説明図で除去工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【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を示す放射状羽根の平面図（ａ）及び縦断側面図（ｂ）である
【００２６】
本実施形態の放射状羽根１０は、ディスク状で環状の溶着コア部１１と、溶着コア部１１の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部１２とからなる。この放射状羽根１０は、基本となる薄型の放射状羽根１０’を２枚重ね合わせることにより構成されており、放射状羽根１０における糸材の本数は、薄型の放射状羽根１０’における糸材の本数の２倍である。
【００２７】
より具体的に説明すると、放射状羽根１０の溶着コア部１１は、２枚の放射状羽根１０’，１０’の溶着コア部１１’，１１’を２枚重ねて全体を溶着し一体化することにより構成されており、また放射状羽根１０の羽根部１２は、２枚の放射状羽根１０’，１０’の羽根部１２’，１２’、すなわち２枚の環状コア部１１’，１１’の周方向全域から外周側へ延出したそれぞれの放射状の糸材集合体が合体することにより構成されている。
【００２８】
環状の溶着コア部１１の内側には、円形の貫通孔１３が形成されている。溶着コア部１１の両面には、貫通孔１３を包囲するように円形の凸部１４，１４が一体的に形成されている。凸部１４，１４は、放射状羽根１０を軸方向に重ねたときのスペーサであり、その断面形状はここでは半円形とされている。
【００２９】
本実施形態の放射状羽根１０は、基本となる薄型の放射状羽根１０’を２枚重ね合わせた２重構造であるが、３枚以上重ねあわせた３重構造、４重構造、更にはそれ以上の多重構造も可能である。重合数が増加するにしたがって、放射状羽根１０の羽根部１２における糸材の本数は３倍、４倍と増加する。
【００３０】
また、本実施形態の放射状羽根１０では、基本となる複数枚の放射状羽根１０’，１０’の羽根部１２’，１２’が中心線方向で「く」の字状に開いて分離しているが、これは放射状羽根１０の積層構造を強調するためであり、溶着時の羽根部１２’の押さえ量の加減により同一平面上に形成することもできるし、任意の角度で開かせることもできる。
【００３１】
図２〜図４は上記放射状羽根の製造方法及び製造装置の説明図である。
【００３２】
放射状羽根の製造装置は、図２〜図４に示すように、ナイロン樹脂系の糸材２１を束ねて形成された糸束２０から、放射状羽根１０を製造する。この製造のために、製造装置は水平な加工ベッド３０と、その上に設けられた円筒状の溶着ヘッド４０、リング状の糸押さえ５０及び切断刃６０とを備えている。
【００３３】
加工ベッド３０は、糸束２０が通過する垂直な糸材供給孔を有すると共に、供給孔の周囲に供給孔に接して設けられた環状刃部を表面に有している。加工ベッド３０の下には、糸束２０を押し上げる押し上げチャック（図示せず）が設けられている。
【００３４】
円筒状の溶着ヘッド４０は、加工ベッド３０の貫通孔上に同心状に垂直配置されており、図示されない駆動機構により中心線方向に昇降駆動される。この溶着ヘッド４０は超音波振動による溶着を行う溶着ホーンであり、図示されない振動子により駆動される。溶着ヘッド４０の中心部に設けられた貫通孔は空気孔であり、糸束２０を周囲へ開くのに使用される。溶着ヘッド４０の先端部は熱切断ポンチを兼ねており、先端面の内周縁部は加工ベッド３０の貫通孔周囲に形成された環状刃部と組み合わさって、糸束２０を分離するための切断刃を形成する。
【００３５】
リング状の糸押さえ５０は、溶着ヘッド４０の外側に同心状に嵌合しており、中心線方向に溶着ヘッド４０とは独立に昇降駆動される。切断刃６０は、溶着ヘッド４０が上方の退避位置にあるときにその下側を水平方向に移動する水平刃であり、糸束２０の先端固着部を切断除去するのに使用される。
【００３６】
操業では、まず図２（ａ）に示すように、加工ベッド３０上の溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が上方の退避位置にある状態で、加工ベッド３０の供給孔に糸束２０が下側（裏面側）から上側（表面側）へ刺し通され、加工ベッド３０の下に設けられた押し上げチャックによる押し上げで、加工ベッド３０の上に所定量突出する。突出量は製造する放射状羽根１０の半径に応じて設定される。
【００３７】
ここで、糸束２０はナイロン樹脂を主成分とする所定本数の糸材２１を円形に束ねて構成されている。糸束２０の直径ｄは加工ベッド３０の供給孔Ｄの内径と同一かやや小であり、糸束２０を構成する糸材２１の本数は、供給孔の内径に応じて決まる。具体的には、前述したとおり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合、糸材２１の本数は約７００本である。糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は、その本数は約５００本である。糸材の直径ｄは通常０．０７〜０．１５ｍｍであり、用途に応じて選択される。
【００３８】
糸束２０が加工ベッド３０の上に所定量突出すると、図２（ｂ）に示すように、その糸束２０の先端部が切断刃６０により切断除去される。糸束２０の先端部除去が終わると、図２（ｃ）に示すように、溶着ヘッド４０が空気を下方へ吹き出し且つ振動しながら下降すると共に、これに同期して外側の糸押さえ５０も下降する。
【００３９】
溶着ヘッド４０からの吹き出し空気は下方の糸束２０の突出部分の中心部に衝突する。これにより、糸束２０の突出部分における糸材２１は周囲へ均等に開く。この状態で溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が下降を続け、周囲へ開いた糸材２１を加工ベッド３０の表面（供給孔の周囲）に押し付ける。これにより、糸束２０の突出部分における糸材２１は、図２（ｄ）に示すように、周囲へ完全に開き放射状になる。溶着ヘッド４０の振動は糸材２１を周囲へ均等かつスムーズに開放するのに寄与する。
【００４０】
溶着ヘッド４０による糸材２１の開放が終わると、その開いた糸束２１が環状の糸押さえ５０により固定される。これと共に、溶着ヘッド４０が、先端の環状溶着面にて、放射状に開いた糸材２１の中心部周囲を、供給孔の周囲との間に挟んで加圧し、その中心部周囲を環状に溶着する。同時に、溶着ヘッド４０の先端面の内周縁部が、加工ベッド３０の貫通孔周囲に形成された環状刃部に向かって押圧されることにより、環状溶着部の内側が円形に切断除去され、糸束２０が分離される。分離された糸束２０は、先端部が加工ベッド３０の供給孔に挿入された状態にある。
【００４１】
こうして、加工ベッド３０上の定位置において、１枚目の薄い放射状羽根１０’が製造される。放射状羽根１０’は環状の溶着コア部と、その周囲全体から所定本数の糸材２１が周囲全方向へ延出して形成された放射状の羽根部とからなる。羽根部における糸材２１の本数は、前述したとおり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約７００本であり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約５００本である。環状コア部の内側に形成される円形貫通孔の内径は、加工ベッド３０における貫通孔の内径、すなわち糸束２０の直径と同じかこれより僅かに大となる。
【００４２】
加工ベッド３０上の定位置において１枚目の薄い放射状羽根１０’が製造されると、図３（ａ）に示すように、その放射状羽根１０’を糸押さえ５０で定位置に固定したまま、溶着ヘッド４０のみが上方の退避位置へ向かって上昇する。溶着ヘッド４０が上方の退避位置に戻ると、図３（ｂ）に示すように、糸束２０が再度上昇し、１枚目の放射状羽根１０’の貫通孔を通って加工ベッド３０の上に所定量突出し、その後、先端部（溶融固着部）が切断刃６０により切断除去される。放射状羽根１０’の貫通孔の内径は、加工ベッド３０における貫通孔の内径、すなわち糸束２０の直径と同じかこれより僅かに大であるので、糸束２０はその貫通孔をスムーズに通過する。
【００４３】
糸束２０の先端部除去が終わると、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、糸押さえ５０が上方の退避位置に戻る。糸押さえ５０が上方の退避位置に戻ると、図４（ａ）（ｂ）に示すように、再度、溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が下降する。この下降により、溶着ヘッド４０にて糸束２０の突出部における糸材２１が周囲へ開かれ、その中心部周囲が下方に押圧される。そして、周囲に開いた糸材２１が糸押さえ５０にて下方に押圧されて放射状に固定された状態で、中心部周囲が溶着ヘッド４０にて環状に溶着される。また、環状溶着部の内側が円形に切断され、糸束２０が分離されると共に、環状溶着部の内側に円形の貫通孔が形成される。
【００４４】
溶着及び切断が終わると、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、溶着ヘッド４０及び糸押さえ５０が同期して上方の退避位置へ戻る。
【００４５】
これにより、加工ベッド３０上の定位置において、１枚目の放射状羽根１０’の上に２枚目の放射状羽根１０’が重ねて固着され、製品である二重構造の放射状羽根１０が製造される。すなわち、１枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部の上に２枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部が重なり溶着により一体化されることにより、放射状羽根１０の環状コア部１１が形成される。２枚目の放射状羽根１０’の溶着コア部周囲の羽根部は、放射状羽根１０’の溶着コア部周囲の羽根部と合体して、放射状羽根１０の羽根部１２を形成する。
【００４６】
羽根部１２における糸材２１の本数は従来の２倍であり、糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約１３００本前後となり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約９００本前後となる。これは、糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とすると（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上となる。
【００４７】
加工ベッド３０上の定位置において製造された放射状羽根１０は加工ベッド３０上から排出される。この排出を容易ならしめるために、糸束２０が若干下がり、その放射状羽根１０から分離する〔図４（ｄ）〕。
【００４８】
以上の工程を繰り返すことにより、従来の２倍の糸材密度をもつ放射状羽根１０が自動で連続的に製造される。図３（ａ）〜図４（ｂ）の工程を更に繰り返すならば、製造される放射状羽根１０は三重構造、四重構造となり、羽根部１２における糸材２１の本数は従来の３倍、４倍となり、用途に応じて自由に増加させることができる。ちなみに、三重構造の場合、糸材２１の本数は糸材の直径ｄが０．０９ｍｍ、供給孔の内径Ｄが３．２ｍｍの場合は約２１００本となり、糸材２１の直径ｄが０．１２ｍｍの場合は約１５００本となる。糸材２１の断面積をＫ（ｍｍ2 ）、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）とすると、これも又（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上である。
【００４９】
また、放射状羽根１０の溶着コア部１１は、重ね合わせ溶着毎に厚くなり、機械的強度が向上し、同部破損による歩留り低下が激減する。ただ、溶着コア部１１の厚みは加圧溶着で形成されるので、２枚重ねても２倍にはならず、その増加は僅かである。
【００５０】
溶着コア部１１の両面（片面でもよい）に形成される円形の凸部１４，１４（図１）は溶着時に同時形成される。上の放射状羽根１０’を溶着するとき、糸押さえ５０による糸材の押さえ量を加減することにより、上の放射状羽根１０’の羽根部を下の放射状羽根１０’の羽根部と同一平面内に形成したり、中心線方向に「く」の字状に開いて形成することもできる。
【００５１】
製造された放射状羽根１０を中心線方向に重ね合わせることにより円筒状ブラシが形成される。円筒状ブラシにおける糸材密度は、放射状羽根１０における糸材本数を調節することにより、用途に応じて任意に選択することができる。重ねられた放射状羽根１０のコア部内面を溶融させることにより、一体化された円筒状ブラシが製造される。
【００５２】
上述の実施形態では、先に製造された薄い放射状羽根１０’の貫通孔に糸束２０を通し、その放射状羽根１０’の上で糸束２０を周囲に開いて多段の放射状羽根１０を製造したが、薄い放射状羽根１０’を予め製造し、これらを同心状に重ねてそれぞれの溶着コア部１１’を溶着により一体化することでも製造できる。
【００５３】
放射状羽根１０における薄い放射状羽根１０’の積層枚数は２枚以上である。積層枚数の上限は特に規定しない。前者の方法では、完成した放射状羽根１０’の上に順番に放射状羽根１０’を形成していくことになるので、多数枚の放射状羽根１０’を積層一体化することができる。後者の方法の場合、すなわち、予め製造した放射状羽根１０’を重ねる場合でも、一枚ずつ溶着整合していけば多数枚の放射状羽根１０’を積層一体化することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０，１０’ 放射状羽根
１１ １１’溶着コア部
１２ １２’羽根部
１３ 貫通孔
２０ 糸束
２１ 糸材
３０ 加工ベッド
４０ 溶着ヘッド
５０ 糸押さえ
６０ 切断刃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に貫通孔が設けられたディスク状で環状の溶着コア部と、溶着コア部の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部とを有する放射状羽根であって、多数本の糸材を束ねて構成された糸束を加工ベッドの供給孔からベッド上へ突出させ、その突出部を周囲へ放射状に押し開いて中心部周囲を環状に溶着すると共に、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより製造される放射状羽根において、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、前記糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）として、糸材の本数が（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上である放射状羽根。
【請求項２】
請求項１に記載の放射状羽根において、糸束の端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第１の放射状羽根を形成する放射状羽根の一次形成工程と、形成された放射状羽根の溶着部内側に形成された貫通孔に糸束を刺し通して突出させる糸束挿入工程と、糸束の突出端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、前記溶着部に一体化された環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第２の放射状羽根を形成する放射状羽根の再形成工程とを経て製造される放射状羽根
【請求項３】
請求項２に記載の放射状羽根において、糸束挿入工程と放射状羽根の再形成工程とを複数回繰り返すことにより製造される放射状羽根。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の放射状羽根において、前記糸材の直径が０．０７ｍｍ以上である放射状羽根。
【請求項１】
中心部に貫通孔が設けられたディスク状で環状の溶着コア部と、溶着コア部の周方向全域から多数本の糸材が外周側へ延出して形成された放射状の羽根部とを有する放射状羽根であって、多数本の糸材を束ねて構成された糸束を加工ベッドの供給孔からベッド上へ突出させ、その突出部を周囲へ放射状に押し開いて中心部周囲を環状に溶着すると共に、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより製造される放射状羽根において、前記供給孔の面積をＳ（ｍｍ2 ）、前記糸材の断面積をＫ（ｍｍ2 ）として、糸材の本数が（Ｓ／Ｋ）・（２／３）以上である放射状羽根。
【請求項２】
請求項１に記載の放射状羽根において、糸束の端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第１の放射状羽根を形成する放射状羽根の一次形成工程と、形成された放射状羽根の溶着部内側に形成された貫通孔に糸束を刺し通して突出させる糸束挿入工程と、糸束の突出端部を周囲へ放射状に押し開いてその中心部周囲を環状に溶着した後、糸束を分離するべく溶着部の内側を環状に切断することにより、前記溶着部に一体化された環状の溶着部から多数本の糸材が外周側へ放射状に延出した第２の放射状羽根を形成する放射状羽根の再形成工程とを経て製造される放射状羽根
【請求項３】
請求項２に記載の放射状羽根において、糸束挿入工程と放射状羽根の再形成工程とを複数回繰り返すことにより製造される放射状羽根。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の放射状羽根において、前記糸材の直径が０．０７ｍｍ以上である放射状羽根。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４５７７２（Ｐ２０１１−４５７７２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１５２０（Ｐ２０１０−２７１５２０）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【分割の表示】特願２００６−１７０９３５（Ｐ２００６−１７０９３５）の分割
【原出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（５０４２１７１４４）株式会社ＳＴＢヒグチ (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【分割の表示】特願２００６−１７０９３５（Ｐ２００６−１７０９３５）の分割
【原出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（５０４２１７１４４）株式会社ＳＴＢヒグチ (9)
【Ｆターム（参考）】
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