刷子的制造方法和装置的制作方法

专利名称：刷子的制造方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及牙刷等刷子的制造方法。
作为不使用平线的已有技术，有以下3种方式。
(1)型式I特公平6-16725、USP4635313将毛束插入具有毛束插孔的成形用金属模(模穴)的毛束插孔内，向毛束基部填充塑料材料。因此，能一体化地制造牙刷把部分。但在模穴的构成上，填充塑料材料时塑料材料很容易从毛束插孔泄漏出来。为了制止这种现象，将塑料材料的毛束基部熔融形成圆形，但也不能充分塞住毛束插孔，例如，在提高成形压力时，塑料材料很容易从毛束插孔的间隙泄漏出来。
(2)型式IIUSP 5458400、特开平9-182632将毛束插入具有预成形的多个植毛孔的塑料板上，再将毛束和塑料板插入金属模中，将基板的开口部分用塑料材料进行填充的方法。这种方法和上述型式I的方法一样，填充的塑料会从毛束插孔的间隙产生泄漏。
(3)型式III特公平6-46962将具有植毛孔的基板植毛孔部与毛束基部的双方加热后紧密粘合，使毛束铆接在该基板上的方法。虽然植毛方式简捷方便，但毛束的固定发面很容易产生质量问题。
近来，在口腔卫生上，可望一种牙垢去除性、牙间清洁性、对牙龈按摩效果都很好的牙刷。为了制造功能性高的牙刷，对于牙刷把和植毛部分进行了种种有创意的改进。本发明就是涉及植毛方法的改进。
根据植毛方法，牙刷的毛束性能不同，但最近的趋向是对于一个牙刷的植毛方法趋于多样化。即，将毛束强度、毛束大小、用毛粗度、根数、植入毛束的面积和形状等，都作为研究对象进行研究。使用者的要求也细分化，与牙垢相对应的牙刷、牙龈刷洗性好的牙刷，等等各种型式的牙刷都已上市。若说到牙刷的设备，可望用同一种设备就能制造各种规格的，易于更换品种的设备。
作为对牙刷植毛方法的主要技术要素，可举出如下。
(1)可随意设定毛束角度(倾斜植毛)。
(2)可随意设定毛束端部的形状。
(3)可将植毛基部减薄。
(4)在植毛孔附近没有溢料。
(5)设备小型，且易于更换品种。
本发明不使用平线，就能制造出满足上述技术要素的牙刷。
在不使用平线的牙刷中，进行倾斜植毛的技术还不能说充分完成。例如，WO99/23910A1、WO01/13762A1、WO01/14117A1中公开了具有倾斜毛束的牙刷。该制造方法是已有技术记载的型式I方法。即，将毛束插入毛束插孔后，与形成毛束基部侧牙刷本体部分的成形模穴的金属模构件组合后，向模穴内注入塑料材料。这种方法中，为抑制从毛束插孔注入的塑料材料泄漏，有以下2种方法，即，i)提高向毛束插孔的用毛的填充密度，ii)堵塞毛束插孔的方法。由于制造牙刷的植毛基部在使用时成为露出部分，所以上述ii)的方法难以适用。而上述i)的方法在使用预先切断的用毛时，很难以高密度将毛束插入毛束插孔。
特开平9-182632中公开了一种方法，即，一旦将植毛的毛束保持在毛束插入用贯通孔内后，再插入一次成形手把部分的毛束插孔内的方法。这时，利用用毛挤压杆，通过锥形孔插入毛束插孔内。这种方法是将整个毛束一次插入，植毛的毛束相对于植毛基部也不倾斜。因此，对以高密度将毛束插入毛束插孔内没有采取充分的对策。也不适于随意设定毛束角度、随意设计毛束端部的形状的本发明的目的。
在USP 4693519和USP 4255224中公开了一种方法，即，从切断用毛备料将用毛挑入(Pick-up)套筒内并植毛在毛束插孔内的方法。在这些发明中公开了倾斜植入毛束的方法。然而，在该方法中，挑入时用毛根数很容易产生误差，也难以提高用毛的填充密度。为此，在植毛毛束插孔间易形成间隙，产生溢流的因素无法消除。在该方法中也没有讲述随意对毛束端部的形状进行整形的方法。
另一方面，已知为了将一定数量且高密度的用毛挑入毛束插孔内，需要从卷筒(reel)插入。特开平7-194433中公开了一种方法，即由卷筒供给用毛，切割成适宜长度后，提高毛束的填充密度而且对毛束端部进行整形的方法。即，使用压缩装置进行阶段性压缩，在压缩的同时，对毛束端部进行整形，使其中央部分形成突出。这种方法需要压缩装置，设备结构也很复杂。进行整形的毛束端部形状也存在界限。这种方法虽然可适用于倾斜植毛，但在倾斜方向上需要配置供给用毛的卷筒(reel)。为此，卷筒彼此间或者用毛路径的接触和交差问题会限制植毛的方向(倾斜的方向)。
本发明的另一课题是随意对毛束端部的形状进行整形。
本发明是将用毛毛束插入毛束插孔后，植设在树脂材料中的刷子制造方法，即，备有与毛束插孔的剖面形状和剖面积相对应的各个套筒，将用毛导入套筒内，利用挤压装置将该套筒内的毛束插入相对应的各个毛束插孔内。
本发明是将用毛毛束插入毛束插孔后，植设在树脂材料中的刷子制造装置，即，具有与毛束插孔的剖面形状和面积相对应的各个导入用毛的套筒，以及将各个套筒内的毛束分别插入相对应的各个毛束插孔中的挤压装置。
本说明书中，套筒的孔轴、毛束插孔的孔轴、植毛孔的孔轴中使用的「孔轴」一词是指在这些孔中保持用毛时用毛长度方向的方向。本说明书中，毛束插孔的剖面形状、套筒的孔剖面、毛束插孔的剖面积中使用的「孔的剖面」一词是指在这些孔中保持用毛时与用毛长度方向成垂直面的剖面。
附图的简单说明

图1是牙刷制造装置的正面图。
图2是图1的平面图。
图3表示具有毛束保持器具和握把部分的基板，(A)是毛束保持器具的剖面图，(B)是(A)的平面图，(C)是基板的平面图。
图4表示取出毛束的工序、(A)是竖管(Stack)和套筒的剖面图，(B)是套筒和挤压杆的立体图。
图5表示毛束插入的准备工序，(A)是将基板设置在毛束保持器具状态的剖面图，(B)是基板植毛孔的剖面图，(C)是基板的立体图。
图6表示毛束插入工序，(A)是由小径套筒形成的毛束插入状态的剖面图，(B)是由大径套筒形成的毛束插入状态的剖面图。
图7是向数个孔轴方向的不同毛束插孔插入毛束状态的剖面图。
图8表示毛束端部整形工序，(A)是圆角状整形例的剖面图、(B)是阶段状整形例的剖面图。
图9表示毛束插入完毕的状态，(A)是整体剖面图、(B)是重要部分剖面图。
图10表示毛束基部熔融工序、(A)是整体剖面图、(B)是重要部分剖面图。
图11表示基板背面的填充工序，(A)是毛束保持器具插入状态的剖面图，(B)是填充状态的剖面图。
图12是向数个孔轴方向的不同毛束插孔插入毛束状态另一例的剖面图。
图13表示不具有握把部分的基板，(A)是毛束插入状态的剖面图、(B)是基板背面填充状态的剖面图。
图14表示基板的折断强度，(A)是具有握把部分基板例的剖面图，(B)是不具有握把部分基板例的剖面图。
图15表示金属模中具有毛束插孔的形式，(A)是毛束插入状态的剖面图，(B)是毛束插入完毕状态的剖面图。
图16表示毛束基部熔融和金属模填充树脂的工序，(A)是毛束基部熔融状态的剖面图，(B)是向金属模填充树脂状态的剖面图。
实施发明的最佳方案牙刷制造装置10是将用毛1的毛束2插入基板3的植毛孔4中后，向基板3的背面填充树脂5，制造牙刷6的装置。牙刷制造装置10的构成，包括基板成形机、基板输送装置、毛束插入装置、毛束基部熔融装置、基板背面填充成形机。
牙刷制造装置10中，毛束插入装置20构成如图1～图3所示，在台架20A上具有用毛供给装置21、毛束保持器具·保持·移动装置22、套筒·保持·移动装置23、毛束挤压装置24，按如下工作。
(用毛供给装置21)用毛供给装置21具有盛放切断的用毛1的竖管30。竖管30，由加压装置31加压，在导槽32内压密成一定密度。这样，由下述的套筒60稳定植设密度，毛束基部熔融挤压时，用毛不会混乱，和基板3背面填充时，树脂不会从毛束插孔间隙中泄漏(溢流)。
(毛束保持器具·保持·移动装置22)毛束保持器具·保持·移动装置22具有保持确定并固定基板3位置的毛束保持器具40的保持装置41，这种保持装置41设在输送台42上。毛束保持器具·保持·移动装置22将伺服电机43的旋转力由联轴器44通过螺杆装置45传递给输送台，可使输送台42沿着导轨向水平方向的X方向移动。图2表示将毛束保持器具40插入保持装置41中的时刻，为了植设毛束，毛束保持器具40沿X方向移动。
毛束保持器具40(图3(A))具有上段分割体51、中段分割体52、下段分割体53、弹簧54。上段分割体51具有确定并保持基板3位置的凹部(或凸部)51A、和与基板3的植毛孔4相对应的毛束插孔55(55A)。中段分割体52具有与上段分割体51的毛束插孔55(55A)相连的毛束插孔55(55B)。毛束插孔55B具备下面详述的整形孔56。
当毛束保持器具40固定在输送台42上时，滑动驱动机构部57使中段分割体52向毛束插孔55的孔轴交叉方向滑动，使中段分割体52的毛束插孔55B的孔轴与上段分割体51的毛束插孔55A相对应。当毛束2插入毛束保持器具40的毛束插孔55(55A、55B)中时，滑动驱动机构部解除，弹簧54使中段分割体52滑动到原来位置并固定毛束2，随后在输送、熔融挤压、背面填充的各个工序中保持住毛束2。
(套筒·保持·移动装置23)套筒·保持·移动装置23保持套筒60，并向水平方向的Y方向和垂直方向的Z方向移动。伺服电机61的旋转力由联轴器62通过螺杆装置63传递到横行台64，使横行台64沿导轨向Y方向移动。横行台64搭载保持套筒60的升降装置65，升降装置65向Z方向移动，通过向Z方向的移动，由套筒60取出毛束、向基板3靠近移动并使毛束植入基板3。在支撑套筒60的机构之间备有套筒旋转装置66，以控制套筒60的角度。图2表示由套筒60取出毛束的时刻，套筒60向Y方向移动并使毛束植入基板3。
(毛束挤压装置24)毛束挤压装置24，在升降装置65上搭载挤压杆71的驱动装置72。挤压杆71能将套筒60内的毛束2向基板3的植毛孔4挤压。挤压杆71具有下述的整形端73。
因此，毛束插入装置20具备如下特征的构成。
①将基板3保持在毛束保持器具40上。
②由向Z方向移动的套筒60取出储存已切断用毛的竖管30内的用毛1。
③将套筒60内的毛束植设在基板3上时，为了使基板3和套筒60在X方向和Y方向上确定位置，具有毛束保持器具·保持·移动装置22和套筒·保持·移动装置23。
④利用挤压杆21将套筒60内的用毛植设在基板3和毛束保持器具40中。
⑤向毛束保持器具40插入用毛时，使用设在毛束插孔55端部的整形孔55和设在挤压杆71端部的整形端73，在毛束插入的同时，有效地将毛束2的端部整形成立体形状。对端部实施立体形状整形的毛束，可以是全部毛束，也可以是部分毛束。
⑥连续向基板3和毛束保持器具40进行全部植入。
⑦向毛束保持器具40植设后，利用上段分割体51和中断分割体52的滑动使毛束2保持滑动，防止取出毛束保持器具40后工序中的用毛混乱。
另外，毛束插入装置20可采用以下变形。
①固定基板3(毛束保持器具40)，对套筒60设置XYZ三轴移动机构。
②各驱动机构，可采用伺服电机、线性气动电机、电机和齿条传动装置的组合、凸轮机构等。
③套筒60可采用可交换的装置(将个别配置在装置外面的各个套筒60由交换装置进行交换的方式，或者备置数个套筒60，在插入毛束时有选择地更换这些套筒60的方式等)。
④毛束2端部整形，除了将毛束基部立体地整形外，对于毛束也包括一律在直角方向上或一律在倾斜方向上的整形。
⑤竖管30的加压装置31，除了利用空气驱动外，还可采用施加物理荷重的方式，或利用各种传动装置挤压用毛的方式等。
⑥毛束保持器具40的上段分割体51、下段分割体52的滑动机构，除了分成2部分外，也可以分成3部分以上。
⑦不使用基板3，如下述，通过使用具有和基板植毛孔一样形状和锥度状植毛孔的毛束插入导板(100)，可有效地将毛束植设在金属模的一部分(模穴)中。
以下对利用牙刷制造装置10制造牙刷的顺序进行说明。
将毛束导入套筒中的工序(图4)①将由满足牙刷性能的树脂，如尼龙等聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯一类聚酯等形成的已切断用毛1装满竖管30。
②将保持恒定量用毛1的套筒60插入竖管30内，由套筒60导入并取出定量用毛束2(图4)。
③设置与毛束保持器具40上的数个毛束插孔55剖面形状和面积相对应的各个套筒60。
④减轻将套筒60插入竖管30内时作用于套筒60的阻力，并且为了防止用毛1发生弯曲，减小套筒60端部的壁厚，以及为了确保强度，将根部壁厚控制在规定的壁厚。
具体讲，在牙刷用毛中，从插入性、耐久性两方面考虑，将套筒60端部的壁厚优选取为0.1mm～0.3mm，根部取为0.3mm～0.8mm。套筒60的端面边缘部分的外周可形成R0.1mm～R0.2mm的圆角，或进行倒角，以提高插入性。在套筒60的内外面上若实施各种涂敷(如聚四氟乙烯等)，可提高套筒60的滑动性，并易于插入。对于套筒60的材质，考虑到套筒60的加工性、耐久性等，可进行种种选择(进行淬火处理的高硬度材质会增加端部的耐久性)。
为了减轻向竖管30插入时的阻力及倾斜植设时形成良好的对应，套筒60的端面形成斜切状也很有效。
毛束插入准备工序(图5)①基板3是将满足作为牙刷一般特性的树脂、如将聚丙烯等用基板成形机射出成形的(图5)。基板3是将头部3A和握把部3B形成一体的实例，头部3A背面的凹部具有多个形成开口的植毛孔4，植毛孔4在基板3的背面侧具有锥体状的插入口4A。
②基板3被毛束保持器具40的凹部51A保持确定的位置，基板3的植毛孔4和毛束保持器具40的毛束插孔55成连通状态。毛束保持器具40的毛束插孔55，相对于基板3的植设面3C，除了成直交外，也可以成斜交。斜交可以是毛束中的一部分，也可以是全部。
③将挤压杆71插入保持毛束2的套筒60内，形成植毛准备状态。使套筒60的根部形成负压吸引，可确实保持毛束2，在输送过程中可防止毛束2脱落。
毛束插入工序(图6～图8)①由挤压杆71将套筒60内的毛束2插入对应的基板3的植毛孔4、毛束保持器具40的毛束插孔55内。这时，设在基板3植毛孔4的锥状插入口4A，吸收了基板3和套筒60的位置差异，起到了引导毛束2进入植毛孔4的作用。套筒60内的毛束2由导入口4A的锥体形成收缩，可以高密度地在毛束保持器具40的毛束插孔55内植毛。毛束2的植毛密度越高，即，毛束2的用毛根数越多，在背面填充树脂5时，对于因树脂5从毛束插入口的间隙泄漏导致的溢流的抑制效果越高。然而，毛束2用毛数量过多时，毛束2的插入又变得很困难，插入时毛束2产生混乱。
②作为基板3的优选尺寸设定，如图5(B)所示，基板3的壁厚a2为1mm～5mm，植毛孔4的有效孔部分的长度a1为0.5mm～2mm，导入口4A的锥度角a3为20度～120度，同时套筒60的孔径b2与植毛孔4的孔径b1之比b2/b1为80～130％，根据毛束2的插入性、外观性、背面填充树脂5时的溢流状况，选择更佳尺寸。关于毛束保持器具40的毛束插孔55孔径，与基板3的植毛孔4孔径基本为同一直径，但考虑到毛束2的插入性，优选使毛束插孔55的孔径设定得比毛束2的直径大0.05mm～0.2mm。
③与基板3的植毛孔4、毛束保持器具40的毛束插孔55的剖面形状和剖面积相对应，准备各个套筒60后，向剖面形态不同的植毛孔4、毛束插孔55移动时，交替使用套筒60(图6)。将已切割的毛束2依次植入套筒60内，当向孔轴方向不同的数个毛束插孔55中植毛时，套筒60彼此间不会干挠，可向任意孔轴方向倾斜的孔55中植毛(图7)(在将卷轴用毛和已切割用毛进行成批植毛时(特开平9-182632)，不能是用毛移动方向和数个挤压杆形成干挠的倾斜方向)。
④当将毛束2插入毛束保持器具40的毛束插孔55内时，同时依靠毛束插孔55端部整形孔56和挤压杆71的整形端73的协同作用，使毛束2的端部进行立体整形。
在挤压杆71与套筒60滑动相接的外周形成直角面，在其内侧形成圆形面，使用这样的整形端73时(图8(A))，可防止用毛1绞入套筒60和挤压杆71的间隙中。特别对用毛1端部的进行圆形加工、锥形加工是有利的。
在将挤压杆71的整形端73形成阶段状时(图8(B))，整形端73具有和各个用毛1的端部相同方向的推挤面，在套筒60内使用毛1沿纵向准确地移动，从而能防止推入时造成用毛1混乱，对于端部倾斜的毛束2、插入方向倾斜的毛束2是有利的。
毛束保持器具40的毛束插孔55的整形孔56(图7)，优选设在中段分割体55B的分割面附近。由于靠近分割体55B的分割面，所以加工的端铣刀(刀具)负荷很小，可获得高精度加工。
⑤毛束保持器具40除了用金属材料构成外，也可以用树脂材料构成。用聚四氟乙烯等构成时，滑动性很好，可提高插入性。考虑到滑动性、耐久性两个方面时，在金属材料上涂覆聚四氟乙烯等也很有效。
毛束滑动保持工序(图9)①在完成将毛束2插入毛束保持器具40的毛束插孔55内时(图9)、使毛束保持器具40的中段分割体52相对于上段分割体51，沿着与毛束插孔55的孔轴呈交叉方向滑动，并保持毛束2。毛束保持器具40不分割成上段分割体5 1和中段分割体52二部分，而通过分成3部分以上，可提高毛束2的保持效果。在该滑动中，上段分割体51、中段分割体52的相对移动距离在0.1mm～1mm间，可根据毛束保持状态选择移动量。
②根据毛束保持器具40中的上述①保持毛束2，可防止在输送过程中用毛产生混乱(上浮、扭曲)，可防止将用毛基部进行熔融挤压时造成毛的扭曲(特别是利用超声波振动熔融挤压时，因振动易使用毛上浮、形成扭曲)，在背面填充树脂5时(图11(B))，可防止用毛受到树脂压力而形成扭曲。
毛束基部熔融工序(图10)①对插入基板3的植毛孔4中的毛束2基部进行融，以防止拔出。
对从安装在基板保持器具40上的基板3的植毛孔4伸出的毛束2基部端面，用毛束基部熔融装置80的加热体81进行熔融挤压，使各毛束2的基部端面形成一个整体，同时，形成堵塞住基板3的植毛孔4的带状挤压面2A(图10(B))。相对于基板3的孔4，在熔融后进行挤压，使毛束基部形成紧密接合，形成堵塞住植毛孔4的带状挤压面2A，这样在背面填充树脂5时(图11(B))，可防止从植毛孔4和毛束2之间泄漏出(溢流)(与将毛束插入金属模中的方式比较，具有基板的方式更有利于防止溢流)。
②加热体81可使用电加热器和热风、激光器、超声波振动形成感应加热等。利用加热体81对毛束基部的优选熔融工序是用加热体81将毛束基部加热后，在熔融接合并挤压后，进行冷却。图10和图16中虽是将超声波振动(焊接体)作为加热体81的情况，但加热体和挤压体为同一体，挤压后，待冷却后，由于离开毛束基部，所以熔融树脂不会形成拉丝。其结果，熔融树脂几乎不粘附在超声波焊接体上，能够防止因树脂焦化变色而使在牙刷中使用透明硬毛时的商品价值降低，所以最为理想。对加热体81使用脉冲熔敷机时，优选和图10、图16的构成一样，但上述的电加热器、热风、激光、超声波振动、感应加热等也可适当并用。
由于加热体81利用超声波振动，这种振动很容易引发用毛1的混乱和扭曲，但当使用保持毛束2滑动的上述[4]的机构时，能够抑制上述用毛1的混乱和扭曲，因此十分理想。
③在毛束保持器具40中，在上段分割体51和中段分割体52上形成毛束插孔55(55A、55B)的边缘部分时，如图9(B)所示，采用圆形或倒角，可防止超声波振动集中在该边缘处使用毛1形成熔融粘接。优选是R0.2mm以上的圆形或同等以上的倒角。
基板的背面填充过程(图11)①将植设在基板3上的毛束2基部端面用毛束基部熔融装置80熔融后，将毛束保持器具40插入基板背面填充成形机90内。毛束保持器具40由插入机91插入到成形机90的位置确定部92。
②使金属模93与基板3的背面紧密接合后，由成形机90将树脂向基板3的背面凹部射出成形。可将金属模93只设在基板3的背面侧，进而可降低金属模费用，而且维护性也很好。
③作为向基板3背面填充的树脂5，主要是使用与基板3相同的材料(例如聚丙烯)，例如，使用相同的聚丙烯，也可改变基板3和树脂5的物性，提高成形性和质量。具体讲有如下方法，即，对于基板3，使用刚性和耐冲击性高的聚丙烯均聚物和嵌段聚合物，以确保强度，作为背面填充用的树脂5，使用流动性好的聚丙烯无规共聚物，可防止树脂由基板3的植毛孔4泄漏。
作为树脂5，使用与基板3不同的材料(例如弹性体)，可制造出包括弹性和色泽等外观特色都很好的牙刷。
毛束插入的其他实例(图12)①在相对于基板3的数个不同方向植毛孔4植入毛束2时，使套筒60的孔轴方向形成同一角度，与各植毛孔4的孔轴方向一致，插入毛束2，这是最优选的一种方案。
②然而，为了使套筒60与各个角度相对应，需要使套筒60在毛束插入装置20(图1、图2)中以任意角度可驱动的伺服电机和数个齿轮等装置及其控制电路，因此使得装置构成复杂化，同时增加了装置的重量，使得一连串的动作速度不能高速化。为解决这些问题，可采用以下研究结果。
③通过使用设在基板3植毛孔4处的锥体状导入口4A([3]的尺寸设定)插入毛束2，对于数个不同角度方向的植毛孔4，使套筒60的角度边固定边插入，各个植毛孔4的孔轴角度相对于垂直方向，可在±30。内插入。若采用以上方式，可以高效、简单的结构装置生产出具有数个不同植毛角度毛束的牙刷。
基板的其他实例(图13、图14)①基板3的形状由具有植毛孔4的部分和其邻近部分形成，因此，若形成只有头部3A而没有握把部分3B(图12)的形态(图13)，将基板3固定在毛束保持器具40中，在进行输送过程和植毛固定中，可获得小空间化的装置。
②只由头部3A形成的基板3的形态，根据植毛部各部分的尺寸设定状况，牙刷的强度具有优先性。对于头部3A和握把部3B连接在一起的基板3，当基板3和背面填充材料5的粘接力变弱时，植毛孔4通过背面凹部的树脂5端面，在f-f间正反面连续连接，因此存在易折断的可能性(图14(A))。与其相反，只由头部3A形成的基板3时，由于植毛孔4在g-g间正反面不连续连接，所以有利于增强强度(图14(B))。
金属模中具有毛束插孔的实例(图15、图16)不使用基板3，而是将毛束2插入成形机90(图11)的金属模94中设置的毛束插孔95中，也可制造牙刷。
①对于金属模94，导入和上述基板3相同形态为插入毛束用的导板100，通过导板100的植毛孔101，将挤压杆71从套筒60中挤压出的毛束2插入金属模94的毛束插孔95内。
导板100，优选是在金属材料上涂覆聚四氟乙烯等的导板，万一套筒60与导板100发生接触，或者导板100与金属模94接触，也能避免使它们受到损伤。不使用导板100，当直接将毛束2从套筒60导入金属模94的毛束插孔95中时，由于在金属模94的毛束插孔95处不设置导入锥体，从外观上不可能稳定地插入用毛。
通过在导板100的植毛孔101处设置锥体状导入口，能以紧密状态将套筒60内的毛束2导入植毛孔101内，进而以高密度插入金属模94的毛束插孔95内。这样可防止金属模94和毛束2间溢出填充树脂。
②若在金属模94的毛束插孔95端部设置整形孔96，可在插入毛束2的同时，对毛束2的端部进行立体整形。
③通过使金属模94由相互可滑动的数个分割体94A、94B构成，将毛束2插入整个金属模94的毛束插孔95中后，使这些分割体94A，94B相互滑动，可保持毛束2，在取出导板100时，可防止毛束2产生混乱。
④将从金属模94的毛束插孔95突出的毛束2基部，利用加热器和热空气等加热体81加热形成熔融块2A。
⑤将金属模94与成形机90的金属模93合模，使毛束2基部的熔融块周围与树脂形成一个整体，可制造出由具有毛束2的头部和与其连接的握把部分构成的牙刷。
在利用牙刷制造装置10制造牙刷的工序中可采用以下变形。
①套筒不只1个，也可并用2个以上套筒。例如，对于10个同径的毛束插孔，可同时使2个并列套筒进行5次插入动作。
②套筒的孔剖面也可以是非圆形孔。
③套筒的孔剖面相对于毛束插孔也可以是近似形状的。
④毛束保持器具的孔剖面形状也可以与基板的孔剖面不是相同形状的。
⑤使竖管30多个化，在各个竖管30中可备有不同长度的用毛，可使用同一套筒植入不同长度的毛束。
⑥对于背面填充树脂部也可包括树脂构件的粘接。
⑦也可采用从竖管30内将切割好的用毛毛束以各种方式取出，从套筒的后端插入毛束，由挤压杆进行植毛的方式。
⑧也可采用将卷盘用毛设为一定数量的毛束，插入卷盘中，由挤压杆进行植毛的方式(包括套筒插入前切割或插入后切割二种方式)。
本实施方案具有以下作用。
(与权利要求1、9相对应的作用)(1)设置与每个毛束插孔55对应的各个套筒60，所以可与各毛束2的剖面形状、面积相对应，以多种方向(植毛角度)植入毛束2。
(2)由套筒60导引毛束2插入毛束插孔55内，所以可在毛束插孔55内以很高的填充密度植毛，从而能抑制填充树脂5从毛束插孔55中泄出形成的溢流。
(3)从各个套筒60挤压毛束2，与特开平9-182632的成批入相比，可使各个毛束2针对每个毛束插孔55确定位置，在向毛束插孔55插入时能作细微调整，进而提高插入精度，适于那种要求多种功能的牙刷。在使用切割用毛时，与卷盘方式相比，插入装置可小型化。
(与权利要求2、10相对应的作用)(4)将套筒60内的毛束2通过基板3的植毛孔4插入毛束插孔55内，基板3是柔软的树脂制成，所以套筒60与植毛孔4形成良好的接触。挤压毛束2，易于提高填充密度。套筒60和基板3接触时很少受到损坏。
(5)能够抑制在基板3的植毛孔4中填充树脂5泄漏(溢流)的发生。
(与权利要求3、11相对应的作用)(6)在基板3的植毛孔4处设置的锥体状插入口4A形成为从套筒60挤压毛束2的插入导板，所以向毛束插孔55插入时可提高填充密度。毛束插入时的合格率也很高，从而能提高毛束插入密度，并能进一步抑制填充树脂5由毛束插孔泄漏。
(7)为了使牙刷具有去除牙垢的功能和使毛端到达牙齿之间，在基板3上倾斜植设毛束2，而本发明也易于倾斜植毛。可使毛束2的全部或一部分以任意方向插入植设。
(8)在基板3的背面设在锥体状导入口4，可从背面插入毛束2，与使用卷盘时相比，装置构成极为简单。
(与权利要求4、12相对应的作用)(9)通过挤压杆71端部的整形端73与毛束插孔55的整形孔56协同作用，对于毛束2的端部，不仅可整形成任意的形状，而且，对于高度不同的毛束整形也极为简便。
(10)用特开平7-194433中的双向杆对毛束端整形时，需要柱塞器(Plunger)，装置构成很复杂，与其相反，在本发明中，装置构成极为简单。
(与权利要求5相对应的作用)(11)为了付与牙刷以清除功能(去除牙垢功能和使毛端到达牙齿间等)，使毛束2倾斜植设。本发明易于倾斜植毛，可使毛束2的全部或一部分相互以同一方向或数个不同方向倾斜插入植设。
(12)虽然使套筒60很紧凑，但仍能形成使用毛束2相互倾斜交叉的复杂植毛状态。在从卷盘中连续送出用毛方式时，用毛难以进行倾斜交叉植毛。
(与权利要求6、13相对应的作用)(13)毛束插孔55即使倾斜，仍能从一个方向从套筒60插入，由于设在植毛孔4处的锥体状导入口4A的作用，能很好插入到倾斜毛束插孔55中。
(14)当数个毛束插孔55的孔轴相互为不同方向时，在将各个套筒60的位置确定在这些毛束插孔55的孔轴方向上的已有装置中，形成由伺服电机和齿轮等组合的复杂装置。已有装置中，保持套筒的装置重量变得很重，而且，插入速度和插入精度也很差。与其相反，本发明中，对于孔轴方向相互不同的数个毛束插孔55，只从一个方向从套筒60进行插入，所以装置构成简单、性能又高。
(与权利要求7、14相对应的作用)(15)将毛束2插入毛束插孔55后，由毛束保持器具40紧紧固定住。因此，插入后拔出套筒60、杆71时，在制造工序中输送时、对毛束2的端面进行熔融处理时、插入毛束2后向背面填充树脂5时，确实能保持住毛束2，不使毛束2产生混乱。
(与权利要求8相对应的作用)(16)基板3只由头部3A构成，没有握把3B时，可提高基板3的输送性。
产业上的实用性本发明是在不使用已有技术中记载的平线的植毛方法中的型式I和型式II中，利用简单的装置结构，能够任意设定毛束的植毛角度，而且能以高密度将毛束插入毛束插孔内，在植毛孔附近不会发生溢流。
根据本发明，毛束端部可进行任意形状的整形。
权利要求
1.一种刷子的制造方法，是将用毛毛束插入毛束插孔后，植设在树脂材料中的刷子制造方法，其特征是，备有与毛束插孔的剖面形状和剖面积相对应的各个套筒、将用毛导入该套筒内、由挤压装置将该套筒内的毛束分别插入相对应的毛束插孔内。
2.根据权利要求1记载的刷子制造方法，其特征是通过在基板上预先形成的植毛孔将上述套筒内的毛束插入毛束插孔内。
3.根据权利要求2记载的刷子制造方法，其特征是在上述基板的植毛孔处设有锥体状导入口，将毛束插入比套筒孔面积小的毛束插孔内。
4.根据权利要求1～3中任一项记载的刷子制造方法，其特征是在金属模上备有的毛束插孔或毛束保持器具上备有的毛束插孔端部，设有对上述毛束端部形状进行整形的整形孔，由设在挤压装置端处的整形端将套筒内的毛束插入毛束插孔时，同时由上述整形孔对毛束端部进行立体整形。
5.根据权利要求1～4中任一项记载的刷子制造方法，其特征是将上述毛束插入毛束插孔内时，相对于树脂材料的植设面以倾斜方式植设。
6.根据权利要求1～5中任一项记载的刷子制造方法，其特征是在金属模或毛束保持器具上备有上述毛束插孔，使套筒的孔轴与毛束插孔的孔轴呈相互倾斜交叉，通过挤压装置将套筒内的毛束，由基板或导板植毛孔的锥体状导入口插入到毛束插孔内。
7.根据权利要求1～6中任一项记载的刷子制造方法，其特征是在金属模或毛束保持器具上备有上述毛束插孔，将这些金属模或毛束保持器具在毛束插孔的孔轴交叉方向进行分割，将毛束插入毛束插孔内后，使这些金属模或毛束保持器具的分割体在孔轴交叉方向上滑动并固定毛束。
8.根据权利要求1～7中任一项记载的刷子制造方法，其特征是上述基板由具有植毛孔的部分和其附近部分构成，没有握把部分。
9.一种刷子的制造装置，是将用毛毛束插入毛束插孔后，植设在树脂材料中的刷子制造装置，其特征是，设有与毛束插孔剖面形状和剖面积相对应的各个导入用毛的套筒，和将套筒内的毛束分别插入各个对应的毛束插孔内的挤压装置。
10.根据权利要求9记载的刷子制造装置，其特征是通过在基板上预先形成的植毛孔，可将上述套筒内的毛束插入毛束插孔内。
11.根据权利要求10记载的刷子制造装置，其特征是在上述基板的植毛孔处设有锥体状的导入口，可将毛束插入比套筒孔面积小的毛束插孔内。
12.根据权利要求9～11中任一项记载的刷子制造装置，其特征是在金属模上备有的毛束插孔或毛束保持器具上备有的毛束插孔端部，设有对上述毛束端部形状进行整形的整形孔，由设在挤压装置端处的整形端将套筒内的毛束插入毛束插孔内时，同时可由上述整形孔对毛束的端部进行立体整形。
13.根据权利要求9～12中任一项记载的刷子制造装置，其特征是在金属模或毛束保持器具上备有上述毛束插孔，使套筒的孔轴和毛束插孔的孔轴相互倾斜交叉，通过挤压装置可将套筒内的毛束，从基板或导板植毛孔的锥体状导入口插入到毛束插孔内。
14.根据权利要求9～13中任一项记载的刷子制造装置，其特征是在金属模或毛束保持器具上备有上述毛束插孔，在毛束插孔的孔轴交叉方向将这些金属模或毛束保持器具进行分割，将毛束插入毛束插孔内后，可使这些金属模或毛束保持器具的分割体在孔轴交叉方向上滑动并固定毛束。
全文摘要
本发明是将用毛1的毛束2插入毛束插孔55后，植设在树脂材料中的刷子6的制造方法，备有与毛束插孔55的剖面形状和剖面积相对应的各个套筒60，将用毛1导入该套筒60内，再由挤压杆71将该套筒60内的毛束2分别插入到相对应的各个毛束插孔55内。
文档编号A46D3/04GK1399928SQ0113817
公开日2003年3月5日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年7月27日
发明者佐藤久夫, 冈部健一, 木村俊次 申请人:花王株式会社