植毛装置
【課題】植毛パターンが制限されることなく、異なる穴径の植毛穴に対して１台で植毛でき、設備投資の増大を抑制しつつ高い生産性を備えた植毛装置を提供する。
【解決手段】用毛１０の毛束１２を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線４５をブラシの植毛穴１０４に打ち込むことによって毛束１２を植毛する植毛装置１において、毛束１２を案内する毛束供給路５０が形成され、植毛穴１０４に対向配置された植毛ヘッド５と、平線４５を植毛ヘッド５に供給する平線供給機構４と、毛束１２を植毛ヘッド５に供給する毛束供給機構４とを備え、毛束供給機構４は、前記の供給する毛束１２の用毛数が可変可能とされ、植毛ヘッド５には、毛束供給路５０に平線４５で毛束１２を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針６０と、毛束供給路５０の幅を拡縮する拡縮手段とを備える。
【解決手段】用毛１０の毛束１２を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線４５をブラシの植毛穴１０４に打ち込むことによって毛束１２を植毛する植毛装置１において、毛束１２を案内する毛束供給路５０が形成され、植毛穴１０４に対向配置された植毛ヘッド５と、平線４５を植毛ヘッド５に供給する平線供給機構４と、毛束１２を植毛ヘッド５に供給する毛束供給機構４とを備え、毛束供給機構４は、前記の供給する毛束１２の用毛数が可変可能とされ、植毛ヘッド５には、毛束供給路５０に平線４５で毛束１２を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針６０と、毛束供給路５０の幅を拡縮する拡縮手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟み込まれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシは、ヘッド部の植毛面に設けられた複数の植毛穴に、用毛の毛束を順次植毛していくことにより製造される。植毛穴に毛束を植毛する際は、ヘッド部の植毛穴に対して接離可能な方向に移動動作される植毛ヘッドを備えた平線式の植毛装置が用いられている。
【０００３】
この植毛装置は、平線と呼ばれる抜止め具を挟んで二つ折りにした毛束を植毛ヘッドの先端から送り出し、植毛穴に打ち込むことによって、毛束を植毛するものである。植毛ヘッドにはその軸線方向にわたってガイド溝が設けられており、このガイド溝には、平線を押圧しながら、平線により二つ折りにされた毛束を植毛ヘッドの先端へと送り出す植毛針がスライド可能に支持されている。
【０００４】
近年、歯ブラシには、歯ブラシの機能向上を図るため、穴径の異なる植毛穴が設けられ、植毛穴に応じて用毛本数の異なる毛束（異なる径の毛束）が植毛されたものがある。このような歯ブラシの製造には、穴径毎に植毛装置を用意し、各植毛装置によって対応した穴径に個別に植毛する多工程植毛を行うのが一般的である。
このような多工程植毛には、次のような問題がある。
（１）一台の平線式の植毛装置は、単一の穴径の植毛穴にしか植毛できないため、穴径毎に植毛装置を設置する必要があり、設備投資の増大や生産性の低下を招く。
（２）複雑な植毛パターンとした場合には、毛分け作業装置による対応が困難であり、植毛パターンの設計仕様に制限が生じる。
（３）植毛装置は単位時間当たりの植毛速度（毛束数／秒）と、穴径毎に用意した各植毛装置への歯ブラシハンドルの供給能力とのバランスがとれず、生産性の低下を招く。
【０００５】
こうした問題に対し、例えば、特許文献１には、複数台の植毛機と、植毛機間に配置され、任意の植毛機から他の植毛機に向けて歯ブラシハンドルを移送するＸ−Ｙテーブルとを備えた植毛装置が開示されている。特許文献１の植毛装置は、植毛機間の歯ブラシハンドルの授受をなくし、歯ブラシハンドルの供給設備の削減、生産性の向上を図っている。
また、特許文献２には、植毛ヘッドに毛束を供給するピッカーに用毛ストッパーを設けた植毛装置が開示されている。特許文献２の植毛装置は、１台の植毛装置により、ヘッド部に植毛する毛束の用毛数を可変可能とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２０３５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１６９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の植毛装置は、穴径毎に植毛機を必要とするため、上記の（１）〜（３）の問題を十分に解消できない。加えて、所定の植毛穴に植毛した後の植毛機は、他の植毛機が植毛している間、停止することとなり、生産効率が低下する。また、特許文献２の植毛装置では、（１）、（３）の問題を解決できるものの、供給される平線の長さが一定であること、二つ折りにされた毛束の幅が植毛ヘッドのガイド溝に依存するため、大小の穴径に合わせた植毛ができず、植毛パターンに制限が生じるという問題がある。
そこで、本発明は、植毛パターンが制限されることなく、異なる穴径の植毛穴に対して１台で植毛でき、設備投資の増大を抑制しつつ高い生産性を備えた植毛装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の植毛装置は、用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置において、前記毛束を案内する毛束供給路が形成され、前記植毛穴に対向配置された植毛ヘッドと、前記平線を前記植毛ヘッドに供給する平線供給機構と、前記毛束を前記植毛ヘッドに供給する毛束供給機構とを備え、前記毛束供給機構は、前記の供給する毛束の用毛数が可変可能とされ、前記植毛ヘッドには、前記毛束供給路内に前記平線で前記毛束を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針と、前記毛束供給路の幅を拡縮する拡縮手段とが備えられていることを特徴とする。
前記毛束供給機構は、外周縁部に形成された用毛かき取り溝により前記毛束を確保すると共に、前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給するピッカーを備え、前記植毛ヘッドには、前記ピッカーが前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給する時の前記用毛かき取り溝に対応する位置に、前記の確保した毛束が挿入される毛束挿入口が形成されていることが好ましい。
前記植毛針は、前記毛束供給路に沿って形成されたガイド溝に案内される長尺状の平板部と、該平板部の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブを有し、前記リブは、先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成され、前記植毛ヘッドには、前記リブを案内するリブガイド溝が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の植毛装置は、毛束供給路の幅が可変可能とされているため、植毛パターンが制限されることなく、異なる穴径の植毛穴に対して１台で植毛でき、設備投資の増大を抑制しつつ生産性の向上が図れる。
本発明の植毛装置は、植毛ヘッドに毛束を挿入する毛束供給口が形成されているため、毛束供給路の幅を変更するための駆動部を簡略化できる。
本発明の植毛装置は、植毛針に補強用のリブが設けられ、かつ該リブを案内するリブガイド溝が形成されているため、植毛穴の正確な位置に平線を安定的に打ち込むことができる。加えて、該リブが先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成されているため、平線で毛束を二つ折りする際の障害となることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一例である植毛装置の斜視図である。
【図２】本発明の植毛ヘッドの天面図である。
【図３】（ａ）：図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。（ｂ）：図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】毛束供給機構と植毛ヘッドとの位置関係を説明する部分断面図である。
【図５】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図６】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図７】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図８】本発明の一例である植毛装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の植毛装置について、以下に図面を参照して説明する。図１は、植毛装置１の斜視図であり、説明の便宜上、天面補助器具５７が外された状態で図示されている。図１に示すように、本発明の植毛装置１は、ブラシ保持機構２と、毛束供給機構３と、平線供給機構４と、植毛ヘッド５とを備えるものである。
【００１２】
符号１００は、硬質樹脂材料等により成形されたブラシハンドル１０１を備え、このヘッド部１０２の一面（植毛面）１０３に複数の植毛穴１０４が形成され、該植毛穴１０４に毛束１２が植毛された歯ブラシを示す。植毛穴１０４の穴径（直径）は、特に限定されないが、例えば０．５〜３．０ｍｍとされる。また、植毛穴１０４の穴径は個々に異なっていてもよく、例えば穴径の差が０．２〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．５ｍｍであることがより好ましい。本発明においては、異なる穴径の植毛穴１０４が形成された歯ブラシ１００において、顕著な効果を発揮できる。
【００１３】
ブラシ保持機構２は、ブラシハンドル１０１のヘッド部１０２を掴んで固定する固定具２０と、植毛の間、固定具２０に固定されたヘッド部１０２の位置がずれないようにブラシハンドル１０１を保持するチャック機構２２とを備えるものである。
固定具２０は、植毛面１０３を植毛ヘッド５の先端に対向するように配置されている。また、固定具２０は、移動テーブル（不図示）に取り付けられており、この移動テーブルにより毛束１２の供給方向と直交する方向に移動操作される。これにより、植毛ヘッド５に対するヘッド部１０２の位置を変え、複数の植毛穴１０４の中の植毛対象となる任意の植毛穴１０４に毛束１２を植毛可能とされている。
【００１４】
植毛ヘッド５は、平線供給機構４から供給される平線４５を植毛針６０により植毛穴１０４に打ち込むことにより、毛束１２を平線４５で二つ折りにして植毛穴１０４に植毛するものである。
【００１５】
植毛ヘッド５について、図１〜３を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、植毛ヘッド５の先端側の天面図である。説明の便宜上、天面補助器具５７は除いた状態で示されている。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図３において、説明の便宜上、毛束１２は図示されていない。
図１〜３に示すように、植毛ヘッド５の先端側には、天面補助器具５７と底面補助器具５８と間に、第一の側面補助器具５１と第二の側面補助器具５２とが離間して設けられ、第一の側面補助器具５１と第二の側面補助器具５２との間には毛束供給路５０が形成されている。第一の側面補助器具５１には、位置決め穴１５３が形成され、位置決め穴１５３は、底面補助器具５８に設けられた位置決めピン１５５と係合されている。第二の側面補助器具５２には、位置決め穴１５４が形成され、位置決め穴１５４は、底面補助器具５８に設けられた位置決めピン１５６と係合されている。第一の側面補助器具５１は、第一の駆動部１５１と接続され、第二の側面補助器具５２は、第二の駆動部１５２と接続されている。第一の駆動部１５１としては、例えばエアシリンダー、サーボモーター、ステッピングモーター等が挙げられ、中でも高精度で設定柔軟性が高いサーボモーター又はステッピングモーターが好ましい。第二の駆動部１５２は、第一の駆動部１５１と同様である。
こうして、「拡縮手段」は、第一の側面補助器具５１、第二の側面補助器具５２、第一の駆動部１５１及び第二の駆動部１５２で構成され、植毛ヘッド５は、前記拡縮手段により毛束供給路５０の幅がＷ１（図２（ａ）参照）〜Ｗ２（図２（ｂ）参照）の間で可変とされている。「Ｗ２−Ｗ１」で表される可変幅は、植毛穴１０４の穴径を勘案して決定でき、例えば０．２〜２．０ｍｍ程度とされる。
【００１６】
図２に示すように、第一の側面補助器具５１には、毛束供給路５０に沿って第一のガイド溝５６ａが形成され、第二の側面補助器具５２には、毛束供給路５０に沿って第二のガイド溝５６ｂが形成されている。
図３に示すように、天面補助器具５７には、毛束供給路５０に沿って第一のリブガイド溝５５ａが形成され、底面補助器具５８には、毛束供給路５０に沿って第二のリブガイド溝５５ｂが形成されている。また、天面補助器具５７には、毛束１２が挿入される毛束挿入口５４ａが形成され、底面補助器具５８には、毛束１２が挿入される毛束挿入口５４ｂが形成されている。
【００１７】
植毛針６０は、毛束１２の供給方向に伸びる平板状の平板部６２と、平板部６２の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブ６４とを備えるものであり、断面が略十字状とされている。リブ６４は、毛束供給方向、即ち先端に向かって平板部６２に近づく方向の傾斜面であるテーパーが形成され、植毛針６０の先端は、平板部６２のみで構成されている。平板部６２の幅は、植毛穴１０４の穴径を勘案して決定でき、例えば、植毛穴１０４の中で最も小径の穴径の−０．１〜０ｍｍ程度とされる。
【００１８】
植毛針６０は、平板部６２が第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂに案内されるように保持されると共に、リブ６４が第一のリブガイド溝５５ａ及び第二のリブガイド溝５５ｂに案内されるように保持されている。
第一のガイド溝５６ａの深さは、特に限定されないが、例えば０．２〜０．５ｍｍと程度とされる。第二のガイド溝５６ｂの深さは、第一のガイド溝５６ａの深さと同様である。
第一のリブガイド溝５５ａの深さは、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度とされる。このような深さであれば、植毛針６０を正確に案内できる。第二のリブガイド溝の深さは、第一のリブガイド溝の深さと同様である。
【００１９】
図１に示すとおり、毛束供給機構３は、図示されない用毛移送機により供給される用毛１０群から、指定量の用毛１０を毛束１２としてかき取るためのピッカー３０と、ピッカー３０によりかき取られる用毛１０の量を調整するための用毛ストッパー３６と、ピッカー３０の外周縁部に沿って設けられたガイド部１４とを備えるものである。
ピッカー３０は、その外周縁部に用毛かき取り溝３１が形成されており、用毛かき取り溝３１は、用毛１０の進入を容易とすると共に、後述の用毛ストッパー３６による溝面積の調整を容易とするため、用毛１０の進入方向に細長い溝形状とされている。ピッカー３０は、図示されない駆動機構により、支持軸３２を支点としてＹ方向に回動自在とされており、用毛１０群から毛束１２を確保した位置（毛束確保位置）と毛束挿入口５４ａの上方との往来が可能とされている。
用毛１０としては、ナイロン製等の樹脂製の毛、獣毛又はテーパー毛等の加工毛等が挙げられる。
【００２０】
用毛ストッパー３６は、ピッカー３０の外周縁部の形状に沿った円弧状の板体からなり、ピッカー３０の上面側に位置して用毛かき取り溝３１を覆うように設けられている。用毛ストッパー３６は、支持軸３７を支点としてＺ方向に回動自在とされており、図示されない駆動機構で回動位置が制御されることにより、用毛かき取り溝３１の溝面積を変化させるものである。
【００２１】
平線供給機構４は、リール４２に巻き取られた帯状の平線４４を毛束供給路５０の幅の拡縮に同期しカッター（不図示）で切断すると共に、切断した平線４５を植毛ヘッド５の側面から供給するものである。平線４５の長さは、植毛穴１０４の穴径に応じて決定でき、例えば、１．０〜３．５ｍｍ程度とされる。
【００２２】
図４は、植毛装置１の部分断面図であり、図４（ａ）は毛束１２が植毛ヘッド３に供給される直前の状態を示し、図４（ｂ）は毛束１２が植毛ヘッド３に供給された状態を示す。
図４（ａ）に示すように、植毛装置１には、ピッカー３０により毛束挿入口５４ａの位置に持来された毛束１２を毛束挿入口５４ａに挿入するプッシャー１３０が設けられている。さらに、植毛ヘッド５の毛束挿入口５４ｂに対応する位置には、毛束挿入口５４ａから挿入された毛束１２を受け止め、所定の位置に保持する位置決め部材１３２が設けられている。
【００２３】
次に、植毛装置１を用いた歯ブラシ１００の製造方法について説明する。説明に当たっては、図５に示す歯ブラシ１００ａの植毛パターンを例として説明する。なお、説明の便宜上、図５は、毛束１２が不図示とされている。
歯ブラシ１００ａは、第一の植毛穴１０４ａと、第一の植毛穴１０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴１０４ｂとがヘッド部１０２ａに形成されたブラシハンドル１０１ａを備えるものである。この植毛パターンは、複数個の第二の植毛穴１０４ｂが植毛面の略中央部に長手方向に並んで形成された中央植毛部１０７と、中央植毛部１０７の外側の一方に複数の第一の植毛穴１０４ａが形成された第一外側植毛部１０６と、他方に複数の第一の植毛穴１０４ａが形成された第二外側植毛部１０８とを備えるものである。
【００２４】
図示されないブラシハンドル供給装置にてブラシハンドル１０１ａをブラシ保持機構２に供給し、ヘッド部１０２ａを固定具２０に固定する。
まず、第一植毛操作として、以下の操作により、第一外側植毛部１０６へ毛束１２を植毛する。
図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第一の駆動部１５１を作動させて第一の側面補助器具５１を内側にスライドさせると共に、第二の駆動部１５２を作動させて第二の側面補助器具５２を内側にスライドさせる。こうして、毛束供給路５０を第一の植毛穴１０４ａに適応する幅Ｗ１に調整する。
用毛１０を毛束供給機構３に供給し、用毛１０を用毛かき取り溝３１で毛束１２として確保する。この時、第一の植毛穴１０４ａに適応する用毛本数をかき取るために、用毛ストッパー３６を回動制御し、用毛かき取り溝３１の一部を用毛ストッパー３６で覆い用毛かき取り溝３１の溝面積を狭めて、用毛かき取り溝３１で確保できる用毛１０の本数を規制する。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、用毛かき取り溝３１で毛束１２を確保した後、用毛かき取り溝３１が用毛挿入口５４ａと対応する位置となるようにピッカー３０を回動させる。次いで、図４（ｂ）に示すように、プッシャー１３０により毛束１２を押し出し、毛束１２はその長さ方向に毛束挿入口５４ａへ挿入される。挿入された毛束１２は、その一方の端部が毛束挿入口５４ｂから突出して位置決め部材１３２に受け止められ、所定の姿勢で保持される。こうして、毛束１２は、植毛ヘッド５に供給される。
【００２６】
平線供給機構４は、リール４２から平線４４を毛束供給路５０内に繰り出し、図示されないカッターが用毛供給路５０の幅Ｗ１に合わせて移動し、平線４４を切断して平線４５とする。平線４５の長さは、第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂとで支持される長さ、即ち植毛対象である第一の植毛穴１０４ａの穴径に適応する長さとされる。平線４５の長さは、ブラシハンドル１０１ａの材質等を勘案して決定でき、例えばブラシハンドル１０１ａがポリプロピレン製である場合、平線４５の長さは、植毛対象である第一の植毛穴１０４ａの穴径＋０．５ｍｍ程度とされる。平線４５の長さが第一の植毛穴１０４ａの穴径に対して短いと、毛束１２が抜けやすくなり、平線４５の長さが第一の植毛穴１０４ａの穴径に対して長すぎると、ヘッド部１０２ａに割れを生じさせたり、白化を生じさせたりするおそれがある。
【００２７】
植毛ヘッド５に供給された平線４５は、植毛針６０により押圧され、第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂに支持された状態で、毛束供給路５０内を第一の植毛穴１０４ａに向かって送られる。この間、平線４５は、毛束挿入口５４ａと毛束挿入口５４ｂとで保持された毛束１２を二つ折りにしながら、植毛ヘッド５の先端から押し出される。そして、平線４５は、二つ折りにされた毛束１２と共に所定の第一の植毛穴１０４ａに打ち込まれる。
【００２８】
第一植毛操作を繰返し、第一外側植毛部１０６に毛束１２を植毛した後、第二植毛操作により第二の植毛穴１０４ｂに毛束を植毛する。
第二植毛操作では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第一の駆動部１５１を作動させて第一の側面補助器具５１を外側にスライドさせると共に、第二の駆動部１５２を作動させて第二の側面補助器具５２を外側にスライドさせる。こうして、毛束供給路５０を植毛穴１０４ｂに適応する幅Ｗ２に調整する。この際、植毛針６０は、平板部６２が第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂと離間されるものの、リブ６４が第一のリブガイド溝５５ａ及び第二のリブガイド溝５５ｂとで支持されているため（図３（ｂ））、正確な位置に平線４５を打ち込むことができる。
用毛１０を毛束供給機構３に供給し、用毛１０を用毛かき取り溝３１で毛束１２として確保する。この時、第二の植毛穴１０４ｂに適応する用毛本数をかき取るために、用毛ストッパー３６を回動制御し、用毛かき取り溝３１の溝面積を広げて用毛かき取り溝３１で確保できる用毛１０の本数を規制する。
【００２９】
次いで、第一植毛工程と同様にして、毛束１２を毛束挿入口５４ａに挿入し、植毛ヘッド５に供給する。
平線供給機構４は、リール４２から平線４４を毛束供給路５０内に繰り出し、図示されないカッターが用毛供給路５０の幅Ｗ２に合わせて移動し、平線４４を切断して平線４５とする。平線４５の長さは、第二の植毛穴１０４ｂの穴径に合わせた長さとされ、例えば第二の植毛穴１０４ｂの穴径＋０．５ｍｍ程度とされる。
【００３０】
植毛ヘッド５に供給された平線４５は、植毛針６０により押圧され、毛束挿入口５４ａと毛束挿入口５４ｂとで保持された毛束１２を二つ折りにしながら、植毛ヘッド５の先端から押し出される。そして、平線４５は、二つ折りにされた毛束１２と共に所定の第二の植毛穴１０４ｂに打ち込まれる。
【００３１】
第二植毛操作を繰返し、中央植毛部１０７に毛束１２を植毛した後、第三植毛操作により第二外側植毛部１０８の第一の植毛穴１０４ａに毛束を植毛する。第三植毛操作は、第一植毛操作と同様にして行われる。
こうして得られる歯ブラシ１００ａには、中央植毛部１０７に用毛数が多い毛束（毛束径が太い）群と、第一外側植毛部１０６及び第二外側植毛部１０８に、中央植毛部１０７の毛束よりも用毛数が少ない毛束（毛束径が細い）群とが形成される。
【００３２】
従来、穴径の異なる植毛穴を形成した植毛パターンの歯ブラシを製造するには、穴径毎に植毛装置を用意する必要があった。例えば、歯ブラシ１００ａの製造は、任意の植毛装置で第一植毛操作を行い、その後、他の植毛装置で第二植毛操作を行い、さらに前記の任意の植毛装置で第三植毛操作を行っていた。この製造方法では、少なくとも２台の植毛装置を用意し、第一植毛操作から第二植毛操作及び第二植毛操作から第三植毛操作の間では、ブラシハンドル１０１ａを固定しなおす必要がある。あるいは、任意の植毛装置を用いて、第一植毛操作と第三植毛操作とを行った後、他の植毛装置にブラシハンドルを付け替えると共に、毛分け機を用いて図５の矢印Ｆ１のように毛分けをしながら第二植毛操作を行っていた。
本発明の植毛装置は、用毛ストッパーを備える毛束供給機構を備えるため、植毛穴の穴径に応じて必要な用毛数の毛束を植毛ヘッドに供給できる。加えて、植毛ヘッドが拡縮機構を備えるため、毛束供給路の幅を植毛穴に応じて調整し、植毛穴の穴径に応じて平線の長さを調整できる。このため、ブラシハンドルを付け替えることなく、１台の植毛装置によって植毛対象となる植毛穴の穴径に応じた毛束の径を調整すると共に、適切な長さの平線を植毛穴に打ち込んで歯ブラシを製造できる。そして、１台の植毛装置で異なる穴径の植毛穴に植毛できるため、設備投資の増大を抑制できる。
【００３３】
加えて、本発明の植毛装置は、植毛針にリブが設けられていると共に、該リブが第一のリブガイド溝及び第二のリブガイド溝に支持されているため、大きな穴径の植毛穴に植毛する場合であっても、植毛穴の適切な位置へ平線を正確に打ち込むことができる。さらに、植毛針のリブは、先端方向においてテーパーが形成されているため、植毛針の剛性を確保すると共に、毛束を二つ折りにする際の障害とならない。
【００３４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明の植毛装置を適用する歯ブラシは、ヘッド部に中央植毛部、第一外側植毛部、第二外側植毛部の３つの植毛部が形成されたものに限られず、図６の歯ブラシ２００に示すように４以上の植毛部が形成されたものでもよい。また、例えば、図７の歯ブラシ３００のように、３種の穴径の異なる植毛穴が混在して形成されたものでもよい。本発明の植毛装置は、このような複雑な植毛パターンの歯ブラシの製造に適用すると、従来の植毛装置に比べて生産性の向上が顕著となる。
【００３５】
歯ブラシ２００は、第一の植毛穴２０４ａと、第一の植毛穴２０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴２０４ｂとがヘッド部２０２に形成されたブラシハンドル２０１を備えるものである。この植毛パターンは、複数個の第二の植毛穴２０４ｂが植毛面の略中央部に長手方向に並んで形成された中央植毛部２１４と、中央植毛部２１４の外側に複数の第一の植毛穴２０４ａが形成された第一中間植毛部２１２及び第二中間植毛部２１６と、さらに第一中間植毛部２１２及び第二中間植毛部２１６の外側に複数の第二の植毛穴２０４ｂが形成された第一外側植毛部２１０及び第二外側植毛部２１８とを備えるものである。
例えば、従来の植毛装置による歯ブラシ２００の製造方法としては、第一の植毛穴２０４ａに適応する植毛装置（第一植毛装置）と、第二の植毛穴２０４ｂに適応する植毛装置（第二植毛装置）とを交互に用い、第一外側植毛部２１０、第一中間植毛部２１２、中央植毛部２１４、第二中間植毛部２１６、第二外側植毛部２１８との順に植毛する方法がある（多工程植毛法）。あるいは、第二植毛装置を用い第一外側植毛部２１０、中央植毛部２１４、第二外側植毛部２１８に植毛した後、毛分け機を用いて矢印Ｆ２のように毛分けをしながら第一植毛装置で第一中間植毛部２１２、第二中間植毛部２１６に植毛する方法がある（毛分け植毛法）。
多工程植毛法では、第一植毛装置での植毛と、第二植毛装置での植毛との間に、ブラシハンドルを付け替える必要がある。毛分け植毛法では、ブラシハンドル２０１を付け替える回数は減るものの、第一植毛装置と第二植毛装置での処理能力差による低生産性を解消できない。
【００３６】
歯ブラシ３００は、第一の植毛穴３０４ａと、第一の植毛穴３０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴３０４ｂと、第一の植毛穴３０４ａの穴径よりも小さい穴径の第三の植毛穴３０４ｃとがヘッド部３０２に形成されたブラシハンドル３０１を備えるものである。この植毛パターンは、第一の植毛穴３０４ａと第二の植毛穴３０４ｂと第三の植毛穴３０４ｃとが混在して配置されたものである。このような植毛パターンを形成するには、ブラシハンドル３０１の先端３０３側から任意の数の領域に分割し、分割した領域毎に各穴径に対応する植毛装置にて植毛する方法がある。毛分け機は、略直線上に並んだ植毛穴に植毛された毛束に適用できるものの、歯ブラシ３００のような植毛パターンへの適用が困難である。
本発明の植毛装置であれば、歯ブラシ２００や歯ブラシ３００のような複雑な植毛パターンであっても、１台の植毛装置で歯ブラシを製造できる。
【００３７】
毛束供給機構は、ピッカーと用毛ストッパーとを備えたものに限られず、植毛穴の穴径に応じて毛束の用毛数を可変可能に供給できるものであればよい。
【００３８】
上述の実施形態は、所定の長さに切断された平線が第一のガイド溝及び第二のガイド溝（総じて、ガイド溝という）により案内される。しかしながら、例えば、第一の側面補助器具及び第二の側面補助器具に、ガイド溝とは別に平線を支持しながら案内する平線ガイド溝を設けてもよい。
【００３９】
毛束の供給方法は、毛束挿入口からの供給に限られず、例えば、図８の植毛装置５００のような植毛ヘッドの側面から供給するものとしてもよい。なお、図８には植毛装置１と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略し、植毛装置１と異なる点を主に説明する。
植毛装置５００は、天面補助器具５５７と底面補助器具５５８との間に第一の側面補助器具５５１と第二の側面補助器具５５２が離間して設けられ、第一の側面補助器具５５１と第二の側面補助器具５５２との間に毛束供給路５５０が形成された植毛ヘッド５０５を有するものである。第一の側面補助器具５５１には、スリット５５４が形成されており、先端部材５５５と中央部材５５３とに分割されている。先端部材５５５、中央部材５５３、第二の側面補助器具５５２には、それぞれ駆動部（不図示）が接続され、植毛装置１と同様に毛束供給路５５０の幅が可変可能とされている。即ち「拡縮手段」は、先端部材５５５、中央部材５５３、第二の側面補助器具５５２及びこれらに接続された駆動部により構成されている。
毛束供給機構３から供給される毛束１２は、その幅方向にスリット５５４へ挿入され植毛ヘッド５０５に供給される。即ち、植毛装置５００は、毛束１２が側面から供給される点で、植毛装置１と異なる。
植毛装置５００は、先端部材５５５、中央部材５５３及び第二の側面補助器具５５２のそれぞれに駆動部を接続する必要があり、かつ駆動部の設置位置が制限される。このため、拡縮手段の簡易化の観点からは、植毛装置１のように、植毛ヘッドの上部から毛束１２を供給するものが好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１、５００ 植毛装置
３ 毛束供給機構
４ 平線供給機構
５、５０５ 植毛ヘッド
１０ 用毛
１２ 毛束
３０ ピッカー
３１ 用毛かき取り溝
４４、４５ 平線
５０、５５０ 毛束供給路
５５ａ 第一のリブガイド溝
５５ｂ 第二のリブガイド溝
５６ａ 第一のガイド溝
５６ｂ 第二のガイド溝
６０ 植毛針
６２ 平板部
６４ リブ
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ 植毛穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟み込まれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシは、ヘッド部の植毛面に設けられた複数の植毛穴に、用毛の毛束を順次植毛していくことにより製造される。植毛穴に毛束を植毛する際は、ヘッド部の植毛穴に対して接離可能な方向に移動動作される植毛ヘッドを備えた平線式の植毛装置が用いられている。
【０００３】
この植毛装置は、平線と呼ばれる抜止め具を挟んで二つ折りにした毛束を植毛ヘッドの先端から送り出し、植毛穴に打ち込むことによって、毛束を植毛するものである。植毛ヘッドにはその軸線方向にわたってガイド溝が設けられており、このガイド溝には、平線を押圧しながら、平線により二つ折りにされた毛束を植毛ヘッドの先端へと送り出す植毛針がスライド可能に支持されている。
【０００４】
近年、歯ブラシには、歯ブラシの機能向上を図るため、穴径の異なる植毛穴が設けられ、植毛穴に応じて用毛本数の異なる毛束（異なる径の毛束）が植毛されたものがある。このような歯ブラシの製造には、穴径毎に植毛装置を用意し、各植毛装置によって対応した穴径に個別に植毛する多工程植毛を行うのが一般的である。
このような多工程植毛には、次のような問題がある。
（１）一台の平線式の植毛装置は、単一の穴径の植毛穴にしか植毛できないため、穴径毎に植毛装置を設置する必要があり、設備投資の増大や生産性の低下を招く。
（２）複雑な植毛パターンとした場合には、毛分け作業装置による対応が困難であり、植毛パターンの設計仕様に制限が生じる。
（３）植毛装置は単位時間当たりの植毛速度（毛束数／秒）と、穴径毎に用意した各植毛装置への歯ブラシハンドルの供給能力とのバランスがとれず、生産性の低下を招く。
【０００５】
こうした問題に対し、例えば、特許文献１には、複数台の植毛機と、植毛機間に配置され、任意の植毛機から他の植毛機に向けて歯ブラシハンドルを移送するＸ−Ｙテーブルとを備えた植毛装置が開示されている。特許文献１の植毛装置は、植毛機間の歯ブラシハンドルの授受をなくし、歯ブラシハンドルの供給設備の削減、生産性の向上を図っている。
また、特許文献２には、植毛ヘッドに毛束を供給するピッカーに用毛ストッパーを設けた植毛装置が開示されている。特許文献２の植毛装置は、１台の植毛装置により、ヘッド部に植毛する毛束の用毛数を可変可能とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２０３５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１６９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の植毛装置は、穴径毎に植毛機を必要とするため、上記の（１）〜（３）の問題を十分に解消できない。加えて、所定の植毛穴に植毛した後の植毛機は、他の植毛機が植毛している間、停止することとなり、生産効率が低下する。また、特許文献２の植毛装置では、（１）、（３）の問題を解決できるものの、供給される平線の長さが一定であること、二つ折りにされた毛束の幅が植毛ヘッドのガイド溝に依存するため、大小の穴径に合わせた植毛ができず、植毛パターンに制限が生じるという問題がある。
そこで、本発明は、植毛パターンが制限されることなく、異なる穴径の植毛穴に対して１台で植毛でき、設備投資の増大を抑制しつつ高い生産性を備えた植毛装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の植毛装置は、用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置において、前記毛束を案内する毛束供給路が形成され、前記植毛穴に対向配置された植毛ヘッドと、前記平線を前記植毛ヘッドに供給する平線供給機構と、前記毛束を前記植毛ヘッドに供給する毛束供給機構とを備え、前記毛束供給機構は、前記の供給する毛束の用毛数が可変可能とされ、前記植毛ヘッドには、前記毛束供給路内に前記平線で前記毛束を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針と、前記毛束供給路の幅を拡縮する拡縮手段とが備えられていることを特徴とする。
前記毛束供給機構は、外周縁部に形成された用毛かき取り溝により前記毛束を確保すると共に、前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給するピッカーを備え、前記植毛ヘッドには、前記ピッカーが前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給する時の前記用毛かき取り溝に対応する位置に、前記の確保した毛束が挿入される毛束挿入口が形成されていることが好ましい。
前記植毛針は、前記毛束供給路に沿って形成されたガイド溝に案内される長尺状の平板部と、該平板部の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブを有し、前記リブは、先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成され、前記植毛ヘッドには、前記リブを案内するリブガイド溝が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の植毛装置は、毛束供給路の幅が可変可能とされているため、植毛パターンが制限されることなく、異なる穴径の植毛穴に対して１台で植毛でき、設備投資の増大を抑制しつつ生産性の向上が図れる。
本発明の植毛装置は、植毛ヘッドに毛束を挿入する毛束供給口が形成されているため、毛束供給路の幅を変更するための駆動部を簡略化できる。
本発明の植毛装置は、植毛針に補強用のリブが設けられ、かつ該リブを案内するリブガイド溝が形成されているため、植毛穴の正確な位置に平線を安定的に打ち込むことができる。加えて、該リブが先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成されているため、平線で毛束を二つ折りする際の障害となることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一例である植毛装置の斜視図である。
【図２】本発明の植毛ヘッドの天面図である。
【図３】（ａ）：図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。（ｂ）：図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】毛束供給機構と植毛ヘッドとの位置関係を説明する部分断面図である。
【図５】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図６】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図７】本発明の植毛装置により製造される歯ブラシの一例を示す平面図である。
【図８】本発明の一例である植毛装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の植毛装置について、以下に図面を参照して説明する。図１は、植毛装置１の斜視図であり、説明の便宜上、天面補助器具５７が外された状態で図示されている。図１に示すように、本発明の植毛装置１は、ブラシ保持機構２と、毛束供給機構３と、平線供給機構４と、植毛ヘッド５とを備えるものである。
【００１２】
符号１００は、硬質樹脂材料等により成形されたブラシハンドル１０１を備え、このヘッド部１０２の一面（植毛面）１０３に複数の植毛穴１０４が形成され、該植毛穴１０４に毛束１２が植毛された歯ブラシを示す。植毛穴１０４の穴径（直径）は、特に限定されないが、例えば０．５〜３．０ｍｍとされる。また、植毛穴１０４の穴径は個々に異なっていてもよく、例えば穴径の差が０．２〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．５ｍｍであることがより好ましい。本発明においては、異なる穴径の植毛穴１０４が形成された歯ブラシ１００において、顕著な効果を発揮できる。
【００１３】
ブラシ保持機構２は、ブラシハンドル１０１のヘッド部１０２を掴んで固定する固定具２０と、植毛の間、固定具２０に固定されたヘッド部１０２の位置がずれないようにブラシハンドル１０１を保持するチャック機構２２とを備えるものである。
固定具２０は、植毛面１０３を植毛ヘッド５の先端に対向するように配置されている。また、固定具２０は、移動テーブル（不図示）に取り付けられており、この移動テーブルにより毛束１２の供給方向と直交する方向に移動操作される。これにより、植毛ヘッド５に対するヘッド部１０２の位置を変え、複数の植毛穴１０４の中の植毛対象となる任意の植毛穴１０４に毛束１２を植毛可能とされている。
【００１４】
植毛ヘッド５は、平線供給機構４から供給される平線４５を植毛針６０により植毛穴１０４に打ち込むことにより、毛束１２を平線４５で二つ折りにして植毛穴１０４に植毛するものである。
【００１５】
植毛ヘッド５について、図１〜３を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、植毛ヘッド５の先端側の天面図である。説明の便宜上、天面補助器具５７は除いた状態で示されている。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図３において、説明の便宜上、毛束１２は図示されていない。
図１〜３に示すように、植毛ヘッド５の先端側には、天面補助器具５７と底面補助器具５８と間に、第一の側面補助器具５１と第二の側面補助器具５２とが離間して設けられ、第一の側面補助器具５１と第二の側面補助器具５２との間には毛束供給路５０が形成されている。第一の側面補助器具５１には、位置決め穴１５３が形成され、位置決め穴１５３は、底面補助器具５８に設けられた位置決めピン１５５と係合されている。第二の側面補助器具５２には、位置決め穴１５４が形成され、位置決め穴１５４は、底面補助器具５８に設けられた位置決めピン１５６と係合されている。第一の側面補助器具５１は、第一の駆動部１５１と接続され、第二の側面補助器具５２は、第二の駆動部１５２と接続されている。第一の駆動部１５１としては、例えばエアシリンダー、サーボモーター、ステッピングモーター等が挙げられ、中でも高精度で設定柔軟性が高いサーボモーター又はステッピングモーターが好ましい。第二の駆動部１５２は、第一の駆動部１５１と同様である。
こうして、「拡縮手段」は、第一の側面補助器具５１、第二の側面補助器具５２、第一の駆動部１５１及び第二の駆動部１５２で構成され、植毛ヘッド５は、前記拡縮手段により毛束供給路５０の幅がＷ１（図２（ａ）参照）〜Ｗ２（図２（ｂ）参照）の間で可変とされている。「Ｗ２−Ｗ１」で表される可変幅は、植毛穴１０４の穴径を勘案して決定でき、例えば０．２〜２．０ｍｍ程度とされる。
【００１６】
図２に示すように、第一の側面補助器具５１には、毛束供給路５０に沿って第一のガイド溝５６ａが形成され、第二の側面補助器具５２には、毛束供給路５０に沿って第二のガイド溝５６ｂが形成されている。
図３に示すように、天面補助器具５７には、毛束供給路５０に沿って第一のリブガイド溝５５ａが形成され、底面補助器具５８には、毛束供給路５０に沿って第二のリブガイド溝５５ｂが形成されている。また、天面補助器具５７には、毛束１２が挿入される毛束挿入口５４ａが形成され、底面補助器具５８には、毛束１２が挿入される毛束挿入口５４ｂが形成されている。
【００１７】
植毛針６０は、毛束１２の供給方向に伸びる平板状の平板部６２と、平板部６２の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブ６４とを備えるものであり、断面が略十字状とされている。リブ６４は、毛束供給方向、即ち先端に向かって平板部６２に近づく方向の傾斜面であるテーパーが形成され、植毛針６０の先端は、平板部６２のみで構成されている。平板部６２の幅は、植毛穴１０４の穴径を勘案して決定でき、例えば、植毛穴１０４の中で最も小径の穴径の−０．１〜０ｍｍ程度とされる。
【００１８】
植毛針６０は、平板部６２が第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂに案内されるように保持されると共に、リブ６４が第一のリブガイド溝５５ａ及び第二のリブガイド溝５５ｂに案内されるように保持されている。
第一のガイド溝５６ａの深さは、特に限定されないが、例えば０．２〜０．５ｍｍと程度とされる。第二のガイド溝５６ｂの深さは、第一のガイド溝５６ａの深さと同様である。
第一のリブガイド溝５５ａの深さは、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度とされる。このような深さであれば、植毛針６０を正確に案内できる。第二のリブガイド溝の深さは、第一のリブガイド溝の深さと同様である。
【００１９】
図１に示すとおり、毛束供給機構３は、図示されない用毛移送機により供給される用毛１０群から、指定量の用毛１０を毛束１２としてかき取るためのピッカー３０と、ピッカー３０によりかき取られる用毛１０の量を調整するための用毛ストッパー３６と、ピッカー３０の外周縁部に沿って設けられたガイド部１４とを備えるものである。
ピッカー３０は、その外周縁部に用毛かき取り溝３１が形成されており、用毛かき取り溝３１は、用毛１０の進入を容易とすると共に、後述の用毛ストッパー３６による溝面積の調整を容易とするため、用毛１０の進入方向に細長い溝形状とされている。ピッカー３０は、図示されない駆動機構により、支持軸３２を支点としてＹ方向に回動自在とされており、用毛１０群から毛束１２を確保した位置（毛束確保位置）と毛束挿入口５４ａの上方との往来が可能とされている。
用毛１０としては、ナイロン製等の樹脂製の毛、獣毛又はテーパー毛等の加工毛等が挙げられる。
【００２０】
用毛ストッパー３６は、ピッカー３０の外周縁部の形状に沿った円弧状の板体からなり、ピッカー３０の上面側に位置して用毛かき取り溝３１を覆うように設けられている。用毛ストッパー３６は、支持軸３７を支点としてＺ方向に回動自在とされており、図示されない駆動機構で回動位置が制御されることにより、用毛かき取り溝３１の溝面積を変化させるものである。
【００２１】
平線供給機構４は、リール４２に巻き取られた帯状の平線４４を毛束供給路５０の幅の拡縮に同期しカッター（不図示）で切断すると共に、切断した平線４５を植毛ヘッド５の側面から供給するものである。平線４５の長さは、植毛穴１０４の穴径に応じて決定でき、例えば、１．０〜３．５ｍｍ程度とされる。
【００２２】
図４は、植毛装置１の部分断面図であり、図４（ａ）は毛束１２が植毛ヘッド３に供給される直前の状態を示し、図４（ｂ）は毛束１２が植毛ヘッド３に供給された状態を示す。
図４（ａ）に示すように、植毛装置１には、ピッカー３０により毛束挿入口５４ａの位置に持来された毛束１２を毛束挿入口５４ａに挿入するプッシャー１３０が設けられている。さらに、植毛ヘッド５の毛束挿入口５４ｂに対応する位置には、毛束挿入口５４ａから挿入された毛束１２を受け止め、所定の位置に保持する位置決め部材１３２が設けられている。
【００２３】
次に、植毛装置１を用いた歯ブラシ１００の製造方法について説明する。説明に当たっては、図５に示す歯ブラシ１００ａの植毛パターンを例として説明する。なお、説明の便宜上、図５は、毛束１２が不図示とされている。
歯ブラシ１００ａは、第一の植毛穴１０４ａと、第一の植毛穴１０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴１０４ｂとがヘッド部１０２ａに形成されたブラシハンドル１０１ａを備えるものである。この植毛パターンは、複数個の第二の植毛穴１０４ｂが植毛面の略中央部に長手方向に並んで形成された中央植毛部１０７と、中央植毛部１０７の外側の一方に複数の第一の植毛穴１０４ａが形成された第一外側植毛部１０６と、他方に複数の第一の植毛穴１０４ａが形成された第二外側植毛部１０８とを備えるものである。
【００２４】
図示されないブラシハンドル供給装置にてブラシハンドル１０１ａをブラシ保持機構２に供給し、ヘッド部１０２ａを固定具２０に固定する。
まず、第一植毛操作として、以下の操作により、第一外側植毛部１０６へ毛束１２を植毛する。
図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、第一の駆動部１５１を作動させて第一の側面補助器具５１を内側にスライドさせると共に、第二の駆動部１５２を作動させて第二の側面補助器具５２を内側にスライドさせる。こうして、毛束供給路５０を第一の植毛穴１０４ａに適応する幅Ｗ１に調整する。
用毛１０を毛束供給機構３に供給し、用毛１０を用毛かき取り溝３１で毛束１２として確保する。この時、第一の植毛穴１０４ａに適応する用毛本数をかき取るために、用毛ストッパー３６を回動制御し、用毛かき取り溝３１の一部を用毛ストッパー３６で覆い用毛かき取り溝３１の溝面積を狭めて、用毛かき取り溝３１で確保できる用毛１０の本数を規制する。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、用毛かき取り溝３１で毛束１２を確保した後、用毛かき取り溝３１が用毛挿入口５４ａと対応する位置となるようにピッカー３０を回動させる。次いで、図４（ｂ）に示すように、プッシャー１３０により毛束１２を押し出し、毛束１２はその長さ方向に毛束挿入口５４ａへ挿入される。挿入された毛束１２は、その一方の端部が毛束挿入口５４ｂから突出して位置決め部材１３２に受け止められ、所定の姿勢で保持される。こうして、毛束１２は、植毛ヘッド５に供給される。
【００２６】
平線供給機構４は、リール４２から平線４４を毛束供給路５０内に繰り出し、図示されないカッターが用毛供給路５０の幅Ｗ１に合わせて移動し、平線４４を切断して平線４５とする。平線４５の長さは、第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂとで支持される長さ、即ち植毛対象である第一の植毛穴１０４ａの穴径に適応する長さとされる。平線４５の長さは、ブラシハンドル１０１ａの材質等を勘案して決定でき、例えばブラシハンドル１０１ａがポリプロピレン製である場合、平線４５の長さは、植毛対象である第一の植毛穴１０４ａの穴径＋０．５ｍｍ程度とされる。平線４５の長さが第一の植毛穴１０４ａの穴径に対して短いと、毛束１２が抜けやすくなり、平線４５の長さが第一の植毛穴１０４ａの穴径に対して長すぎると、ヘッド部１０２ａに割れを生じさせたり、白化を生じさせたりするおそれがある。
【００２７】
植毛ヘッド５に供給された平線４５は、植毛針６０により押圧され、第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂに支持された状態で、毛束供給路５０内を第一の植毛穴１０４ａに向かって送られる。この間、平線４５は、毛束挿入口５４ａと毛束挿入口５４ｂとで保持された毛束１２を二つ折りにしながら、植毛ヘッド５の先端から押し出される。そして、平線４５は、二つ折りにされた毛束１２と共に所定の第一の植毛穴１０４ａに打ち込まれる。
【００２８】
第一植毛操作を繰返し、第一外側植毛部１０６に毛束１２を植毛した後、第二植毛操作により第二の植毛穴１０４ｂに毛束を植毛する。
第二植毛操作では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第一の駆動部１５１を作動させて第一の側面補助器具５１を外側にスライドさせると共に、第二の駆動部１５２を作動させて第二の側面補助器具５２を外側にスライドさせる。こうして、毛束供給路５０を植毛穴１０４ｂに適応する幅Ｗ２に調整する。この際、植毛針６０は、平板部６２が第一のガイド溝５６ａ及び第二のガイド溝５６ｂと離間されるものの、リブ６４が第一のリブガイド溝５５ａ及び第二のリブガイド溝５５ｂとで支持されているため（図３（ｂ））、正確な位置に平線４５を打ち込むことができる。
用毛１０を毛束供給機構３に供給し、用毛１０を用毛かき取り溝３１で毛束１２として確保する。この時、第二の植毛穴１０４ｂに適応する用毛本数をかき取るために、用毛ストッパー３６を回動制御し、用毛かき取り溝３１の溝面積を広げて用毛かき取り溝３１で確保できる用毛１０の本数を規制する。
【００２９】
次いで、第一植毛工程と同様にして、毛束１２を毛束挿入口５４ａに挿入し、植毛ヘッド５に供給する。
平線供給機構４は、リール４２から平線４４を毛束供給路５０内に繰り出し、図示されないカッターが用毛供給路５０の幅Ｗ２に合わせて移動し、平線４４を切断して平線４５とする。平線４５の長さは、第二の植毛穴１０４ｂの穴径に合わせた長さとされ、例えば第二の植毛穴１０４ｂの穴径＋０．５ｍｍ程度とされる。
【００３０】
植毛ヘッド５に供給された平線４５は、植毛針６０により押圧され、毛束挿入口５４ａと毛束挿入口５４ｂとで保持された毛束１２を二つ折りにしながら、植毛ヘッド５の先端から押し出される。そして、平線４５は、二つ折りにされた毛束１２と共に所定の第二の植毛穴１０４ｂに打ち込まれる。
【００３１】
第二植毛操作を繰返し、中央植毛部１０７に毛束１２を植毛した後、第三植毛操作により第二外側植毛部１０８の第一の植毛穴１０４ａに毛束を植毛する。第三植毛操作は、第一植毛操作と同様にして行われる。
こうして得られる歯ブラシ１００ａには、中央植毛部１０７に用毛数が多い毛束（毛束径が太い）群と、第一外側植毛部１０６及び第二外側植毛部１０８に、中央植毛部１０７の毛束よりも用毛数が少ない毛束（毛束径が細い）群とが形成される。
【００３２】
従来、穴径の異なる植毛穴を形成した植毛パターンの歯ブラシを製造するには、穴径毎に植毛装置を用意する必要があった。例えば、歯ブラシ１００ａの製造は、任意の植毛装置で第一植毛操作を行い、その後、他の植毛装置で第二植毛操作を行い、さらに前記の任意の植毛装置で第三植毛操作を行っていた。この製造方法では、少なくとも２台の植毛装置を用意し、第一植毛操作から第二植毛操作及び第二植毛操作から第三植毛操作の間では、ブラシハンドル１０１ａを固定しなおす必要がある。あるいは、任意の植毛装置を用いて、第一植毛操作と第三植毛操作とを行った後、他の植毛装置にブラシハンドルを付け替えると共に、毛分け機を用いて図５の矢印Ｆ１のように毛分けをしながら第二植毛操作を行っていた。
本発明の植毛装置は、用毛ストッパーを備える毛束供給機構を備えるため、植毛穴の穴径に応じて必要な用毛数の毛束を植毛ヘッドに供給できる。加えて、植毛ヘッドが拡縮機構を備えるため、毛束供給路の幅を植毛穴に応じて調整し、植毛穴の穴径に応じて平線の長さを調整できる。このため、ブラシハンドルを付け替えることなく、１台の植毛装置によって植毛対象となる植毛穴の穴径に応じた毛束の径を調整すると共に、適切な長さの平線を植毛穴に打ち込んで歯ブラシを製造できる。そして、１台の植毛装置で異なる穴径の植毛穴に植毛できるため、設備投資の増大を抑制できる。
【００３３】
加えて、本発明の植毛装置は、植毛針にリブが設けられていると共に、該リブが第一のリブガイド溝及び第二のリブガイド溝に支持されているため、大きな穴径の植毛穴に植毛する場合であっても、植毛穴の適切な位置へ平線を正確に打ち込むことができる。さらに、植毛針のリブは、先端方向においてテーパーが形成されているため、植毛針の剛性を確保すると共に、毛束を二つ折りにする際の障害とならない。
【００３４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明の植毛装置を適用する歯ブラシは、ヘッド部に中央植毛部、第一外側植毛部、第二外側植毛部の３つの植毛部が形成されたものに限られず、図６の歯ブラシ２００に示すように４以上の植毛部が形成されたものでもよい。また、例えば、図７の歯ブラシ３００のように、３種の穴径の異なる植毛穴が混在して形成されたものでもよい。本発明の植毛装置は、このような複雑な植毛パターンの歯ブラシの製造に適用すると、従来の植毛装置に比べて生産性の向上が顕著となる。
【００３５】
歯ブラシ２００は、第一の植毛穴２０４ａと、第一の植毛穴２０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴２０４ｂとがヘッド部２０２に形成されたブラシハンドル２０１を備えるものである。この植毛パターンは、複数個の第二の植毛穴２０４ｂが植毛面の略中央部に長手方向に並んで形成された中央植毛部２１４と、中央植毛部２１４の外側に複数の第一の植毛穴２０４ａが形成された第一中間植毛部２１２及び第二中間植毛部２１６と、さらに第一中間植毛部２１２及び第二中間植毛部２１６の外側に複数の第二の植毛穴２０４ｂが形成された第一外側植毛部２１０及び第二外側植毛部２１８とを備えるものである。
例えば、従来の植毛装置による歯ブラシ２００の製造方法としては、第一の植毛穴２０４ａに適応する植毛装置（第一植毛装置）と、第二の植毛穴２０４ｂに適応する植毛装置（第二植毛装置）とを交互に用い、第一外側植毛部２１０、第一中間植毛部２１２、中央植毛部２１４、第二中間植毛部２１６、第二外側植毛部２１８との順に植毛する方法がある（多工程植毛法）。あるいは、第二植毛装置を用い第一外側植毛部２１０、中央植毛部２１４、第二外側植毛部２１８に植毛した後、毛分け機を用いて矢印Ｆ２のように毛分けをしながら第一植毛装置で第一中間植毛部２１２、第二中間植毛部２１６に植毛する方法がある（毛分け植毛法）。
多工程植毛法では、第一植毛装置での植毛と、第二植毛装置での植毛との間に、ブラシハンドルを付け替える必要がある。毛分け植毛法では、ブラシハンドル２０１を付け替える回数は減るものの、第一植毛装置と第二植毛装置での処理能力差による低生産性を解消できない。
【００３６】
歯ブラシ３００は、第一の植毛穴３０４ａと、第一の植毛穴３０４ａの穴径よりも大きい穴径の第二の植毛穴３０４ｂと、第一の植毛穴３０４ａの穴径よりも小さい穴径の第三の植毛穴３０４ｃとがヘッド部３０２に形成されたブラシハンドル３０１を備えるものである。この植毛パターンは、第一の植毛穴３０４ａと第二の植毛穴３０４ｂと第三の植毛穴３０４ｃとが混在して配置されたものである。このような植毛パターンを形成するには、ブラシハンドル３０１の先端３０３側から任意の数の領域に分割し、分割した領域毎に各穴径に対応する植毛装置にて植毛する方法がある。毛分け機は、略直線上に並んだ植毛穴に植毛された毛束に適用できるものの、歯ブラシ３００のような植毛パターンへの適用が困難である。
本発明の植毛装置であれば、歯ブラシ２００や歯ブラシ３００のような複雑な植毛パターンであっても、１台の植毛装置で歯ブラシを製造できる。
【００３７】
毛束供給機構は、ピッカーと用毛ストッパーとを備えたものに限られず、植毛穴の穴径に応じて毛束の用毛数を可変可能に供給できるものであればよい。
【００３８】
上述の実施形態は、所定の長さに切断された平線が第一のガイド溝及び第二のガイド溝（総じて、ガイド溝という）により案内される。しかしながら、例えば、第一の側面補助器具及び第二の側面補助器具に、ガイド溝とは別に平線を支持しながら案内する平線ガイド溝を設けてもよい。
【００３９】
毛束の供給方法は、毛束挿入口からの供給に限られず、例えば、図８の植毛装置５００のような植毛ヘッドの側面から供給するものとしてもよい。なお、図８には植毛装置１と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略し、植毛装置１と異なる点を主に説明する。
植毛装置５００は、天面補助器具５５７と底面補助器具５５８との間に第一の側面補助器具５５１と第二の側面補助器具５５２が離間して設けられ、第一の側面補助器具５５１と第二の側面補助器具５５２との間に毛束供給路５５０が形成された植毛ヘッド５０５を有するものである。第一の側面補助器具５５１には、スリット５５４が形成されており、先端部材５５５と中央部材５５３とに分割されている。先端部材５５５、中央部材５５３、第二の側面補助器具５５２には、それぞれ駆動部（不図示）が接続され、植毛装置１と同様に毛束供給路５５０の幅が可変可能とされている。即ち「拡縮手段」は、先端部材５５５、中央部材５５３、第二の側面補助器具５５２及びこれらに接続された駆動部により構成されている。
毛束供給機構３から供給される毛束１２は、その幅方向にスリット５５４へ挿入され植毛ヘッド５０５に供給される。即ち、植毛装置５００は、毛束１２が側面から供給される点で、植毛装置１と異なる。
植毛装置５００は、先端部材５５５、中央部材５５３及び第二の側面補助器具５５２のそれぞれに駆動部を接続する必要があり、かつ駆動部の設置位置が制限される。このため、拡縮手段の簡易化の観点からは、植毛装置１のように、植毛ヘッドの上部から毛束１２を供給するものが好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１、５００ 植毛装置
３ 毛束供給機構
４ 平線供給機構
５、５０５ 植毛ヘッド
１０ 用毛
１２ 毛束
３０ ピッカー
３１ 用毛かき取り溝
４４、４５ 平線
５０、５５０ 毛束供給路
５５ａ 第一のリブガイド溝
５５ｂ 第二のリブガイド溝
５６ａ 第一のガイド溝
５６ｂ 第二のガイド溝
６０ 植毛針
６２ 平板部
６４ リブ
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ 植毛穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置において、
前記毛束を案内する毛束供給路が形成され、前記植毛穴に対向配置された植毛ヘッドと、前記平線を前記植毛ヘッドに供給する平線供給機構と、前記毛束を前記植毛ヘッドに供給する毛束供給機構とを備え、
前記毛束供給機構は、前記の供給する毛束の用毛数が可変可能とされ、
前記植毛ヘッドには、前記毛束供給路内に前記平線で前記毛束を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針と、前記毛束供給路の幅を拡縮する拡縮手段とが備えられていることを特徴とする植毛装置。
【請求項２】
前記毛束供給機構は、外周縁部に形成された用毛かき取り溝により前記毛束を確保すると共に、前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給するピッカーを備え、
前記植毛ヘッドには、前記ピッカーが前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給する時の前記用毛かき取り溝に対応する位置に、前記の確保した毛束が挿入される毛束挿入口が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の植毛装置。
【請求項３】
前記植毛針は、前記毛束供給路に沿って形成されたガイド溝に案内される長尺状の平板部と、該平板部の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブを有し、
前記リブは、先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成され、
前記植毛ヘッドには、前記リブを案内するリブガイド溝が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の植毛装置。
【請求項１】
用毛の毛束を二つ折りにし、その間に挟みこまれた平線をブラシの植毛穴に打ち込むことによって毛束を植毛する植毛装置において、
前記毛束を案内する毛束供給路が形成され、前記植毛穴に対向配置された植毛ヘッドと、前記平線を前記植毛ヘッドに供給する平線供給機構と、前記毛束を前記植毛ヘッドに供給する毛束供給機構とを備え、
前記毛束供給機構は、前記の供給する毛束の用毛数が可変可能とされ、
前記植毛ヘッドには、前記毛束供給路内に前記平線で前記毛束を二つ折りにしつつ先端へ送り出す植毛針と、前記毛束供給路の幅を拡縮する拡縮手段とが備えられていることを特徴とする植毛装置。
【請求項２】
前記毛束供給機構は、外周縁部に形成された用毛かき取り溝により前記毛束を確保すると共に、前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給するピッカーを備え、
前記植毛ヘッドには、前記ピッカーが前記の確保した毛束を前記毛束供給路に供給する時の前記用毛かき取り溝に対応する位置に、前記の確保した毛束が挿入される毛束挿入口が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の植毛装置。
【請求項３】
前記植毛針は、前記毛束供給路に沿って形成されたガイド溝に案内される長尺状の平板部と、該平板部の両面に軸線上に沿って直交して設けられたリブを有し、
前記リブは、先端に向かって前記平板部に近づく方向の傾斜面が形成され、
前記植毛ヘッドには、前記リブを案内するリブガイド溝が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の植毛装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５６１９０（Ｐ２０１１−５６１９０Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１２２４７（Ｐ２００９−２１２２４７）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
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