JP2013048886A

JP2013048886A - Brush manufacturing apparatus

Info

Publication number: JP2013048886A
Application number: JP2012122554A
Authority: JP
Inventors: Toru Yagasaki; 徹矢ケ崎; Takehisa Kimura; 剛久木村; Hideaki Aoyama; 英明青山; Kazuyuki Mita; 和之三田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-03-14

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brush manufacturing apparatus in which a brush body and an engaging body are joined by friction pressure welding without impairing the configuration of bristles.SOLUTION: There is provided a brush manufacturing apparatus 1 for manufacturing a brush including: a brush body 210 which has a fused portion on the base end part of a plurality of bristles made from resin; and an engaging body 220 having an engaging portion 220 for engaging freely attachably/detachably with the mounting portion of a brush unit and joined to the fused portion 212 and made from resin. The apparatus includes: a clamp mechanism 10 radially clamping the fused portion 212 of the brush body 210 to restrain movement of the brush body 210; and a vibration mechanism 20 for vibrating the engaging body 220. Pressed to the fused portion 212 of the brush body 210 which is clamped by the clamp mechanism 10, the engaging body 220 is fused to the fused portion 212 of the brush body 210 by the vibration of the vibration mechanism 20.

Description

本発明は、ブラシ製造装置に関する。 The present invention relates to a brush manufacturing apparatus.

自動車部品のバリを除去するため、特許文献１に示すように、従来から研磨用のブラシが利用されている。ブラシを構成する毛材は使用に伴って磨耗していくので、製品の品質を維持するため、一定期間使用したブラシは別の新たなブラシに取り換えられている。 In order to remove burrs from automobile parts, as shown in Patent Document 1, a polishing brush has been conventionally used. Since the bristle material constituting the brush is worn with use, the brush used for a certain period of time has been replaced with another new brush in order to maintain the quality of the product.

磨耗したブラシを取り換える場合、ブラシ装置全体の交換は費用が嵩むため、通常、ブラシ装置に装着されているブラシを交換可能に構成している。図１４は従来のブラシ１００の概略図である。ブラシ１００は、複数の毛材１０１と、これらの毛材１０１を支持するキャップ１０２と、を備えている。 When replacing a worn brush, since the replacement of the entire brush device is expensive, the brush mounted on the brush device is usually configured to be replaceable. FIG. 14 is a schematic view of a conventional brush 100. The brush 100 includes a plurality of bristle materials 101 and a cap 102 that supports these bristle materials 101.

毛材１０１は研磨材を樹脂に含めて構成された線状の部材で、同じ長さの毛材１０１が先端位置を揃えて、図示しない針金で束ねられている。これら毛材１０１の基端部はキャップ１０２内に入れられている。キャップ１０２は、円形の底部とこの底部の周縁から立ち上がった円筒形の側壁とから構成されている。これらの側壁と底部とで画成される凹部領域に複数の毛材１０１の基端部が密集して入れられている。ブラシ１００の製造時に、キャップ１０２の凹部内に接着剤を充填し、この接着剤に基端部が浸るように複数の毛材１０１をキャップ１０２に収容する。凹部内に複数の毛材１０１が入り込むことで、接着剤が複数の毛材１０１間に浸入する。そして、接着剤が固化するまで放置する。接着剤によって、キャップ１０２と複数の毛材１０１、さらに毛材１０１同士が接着される。このようにして、ブラシ１００を製造している。 The bristle material 101 is a linear member configured by including an abrasive in the resin, and the bristle material 101 having the same length is aligned with the tip position and bundled with a wire (not shown). The base ends of the bristle materials 101 are placed in the cap 102. The cap 102 includes a circular bottom and a cylindrical side wall that rises from the periphery of the bottom. The base end portions of the plurality of bristle materials 101 are closely packed in a recessed region defined by the side walls and the bottom portion. At the time of manufacturing the brush 100, an adhesive is filled in the concave portion of the cap 102, and a plurality of bristle materials 101 are accommodated in the cap 102 so that the base end is immersed in the adhesive. By the plurality of bristle materials 101 entering the recesses, the adhesive enters between the plural bristle materials 101. Then, it is left until the adhesive is solidified. The cap 102, the plurality of bristle materials 101, and the bristle materials 101 are bonded to each other by the adhesive. In this way, the brush 100 is manufactured.

製造されたブラシ１００は、ブラシ装置のブラシヘッドに着脱可能に取付けられる。例えば、ブラシヘッドに設けられた取付け穴にブラシ１００の基端側、つまりキャップ１０２側を挿入し、取付け穴内に進退自在に取付けられたネジを当該取付け穴内に入ったキャップ１０２に押し付けることで、ブラシ１００はブラシヘッドに固定される。 The manufactured brush 100 is detachably attached to the brush head of the brush device. For example, by inserting the proximal end side of the brush 100, that is, the cap 102 side into a mounting hole provided in the brush head, and pressing a screw attached to the mounting hole so as to be able to advance and retreat is pressed against the cap 102 in the mounting hole. The brush 100 is fixed to the brush head.

図１４に示す従来のブラシ１００の製造方法は、複数の毛材１０１をキャップ１０２に入れる場合に毛材１０１同士の基端と先端とを揃え、さらに密集させた毛材を断面円形のキャップ１０２に入るよう、図示しない針金等で毛材１０１を束ねる必要があり、作業が煩雑となってしまう。また、複数の毛材１０１をキャップ１０２に固定する接着剤を乾燥させる時間、例えば２４時間程度を必要とするため、製造時間が長くなってしまう。なお、毛材１０１のキャップ１０２内に収容されている部分は使用に供することができないため、その部分が無駄になり交換頻度を高めている。このため、樹脂製または金属製のキャップ１０２を廃止できるブラシ構造が求められている。 In the manufacturing method of the conventional brush 100 shown in FIG. 14, when a plurality of bristle materials 101 are put into the cap 102, the bristle materials 101 are aligned with the proximal ends and the distal ends of the bristle materials 101, and the bristle material further densely packed is a cap 102 with a circular cross section. It is necessary to bundle the hair material 101 with a wire or the like (not shown) so as to enter, and the work becomes complicated. Moreover, since the time for drying the adhesive for fixing the plurality of bristle materials 101 to the cap 102, for example, about 24 hours is required, the manufacturing time becomes long. In addition, since the part accommodated in the cap 102 of the bristle material 101 cannot be used, the part becomes useless and the replacement frequency is increased. Therefore, there is a demand for a brush structure that can eliminate the cap 102 made of resin or metal.

特開２００７−３８３２８号公報JP 2007-38328 A

そこで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、次のような構造のブラシを案出した。図１５は図１４に示すブラシ１００に代わるブラシ２００を示す側面図であり、図１６は図１５のブラシ２００の分解図である。ブラシ２００は、ブラシ本体２１０と係合体２２０とで構成されている。 Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, a brush having the following structure has been devised. FIG. 15 is a side view showing a brush 200 instead of the brush 100 shown in FIG. 14, and FIG. 16 is an exploded view of the brush 200 shown in FIG. The brush 200 includes a brush body 210 and an engagement body 220.

ブラシ本体２１０は、樹脂で線状に形成された複数の毛材２１１を同じ向きで束ねて構成されている。各毛材２１１は同じ寸法に設定されており、各毛材２１１の基端部同士が連結されて構成されている。具体的には、ブラシ本体２１０は、複数の毛材２１１からなる毛束の端部に各毛材２１１が融けて一体に溶着した融着部２１２を有する。この融着部２１２は係合体２２０と当接するための固着面２１３（図１６参照）を有する。 The brush body 210 is configured by bundling a plurality of bristle materials 211 formed in a linear shape with resin in the same direction. Each bristle material 211 is set to the same dimension, and the base ends of the bristle materials 211 are connected to each other. Specifically, the brush body 210 has a fusion part 212 in which each bristle material 211 melts and is integrally welded to an end of a hair bundle composed of a plurality of bristle materials 211. The fused portion 212 has a fixing surface 213 (see FIG. 16) for contacting the engaging body 220.

図１７は係合体２２０の斜視図である。係合体２２０は、円盤状に樹脂で形成された支持部２２１と、ブラシ本体２１０の固着面２１３に対向する面に、この支持部２２１の一端面を刻設して形成されたリブ２２２と、支持部２２１の底面側に埋め込まれた金属製のナット（図１５の一点鎖線参照）２２３と、から構成されている。支持部２２１の断面は、ブラシ本体２１０の融着部２１２の固着面２１３と同じ円形に形成されている。 FIG. 17 is a perspective view of the engaging body 220. The engagement body 220 includes a support portion 221 formed of a resin in a disk shape, and a rib 222 formed by engraving one end surface of the support portion 221 on a surface facing the fixing surface 213 of the brush body 210, And a metal nut (refer to a one-dot chain line in FIG. 15) 223 embedded in the bottom surface side of the support portion 221. The cross section of the support part 221 is formed in the same circle as the fixing surface 213 of the fusion part 212 of the brush body 210.

図１８は図１６のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。リブ２２２は、支持部２２１の上面２２１Ａから上方へ突出するように形成されている。具体的には、リブ２２２は、支持部２２１の上面２２１Ａの中心Ｃ（図１７参照）と同じ位置に中心を持つ仮想の円に沿ったリング状に形成されている。なお、リブ２２２は、支持部２２１の上面２２１Ａで外周縁２２１Ｂ寄りの位置に設けられている。これは、リング状を成すリブ２２２がブラシ本体２１０との接合箇所を構成し、この接合箇所に加わる力、つまり図１９に示すブラシヘッド３００に取付けられた状態でブラシヘッド３００の回転に伴って加わる力にブラシ本体２１０との接合が耐えられるようにするためである。なお、図１９中のＷはワークである。 18 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. The rib 222 is formed so as to protrude upward from the upper surface 221 A of the support portion 221. Specifically, the rib 222 is formed in a ring shape along a virtual circle having a center at the same position as the center C (see FIG. 17) of the upper surface 221A of the support portion 221. The rib 222 is provided on the upper surface 221A of the support portion 221 at a position near the outer peripheral edge 221B. This is because the ring-shaped rib 222 forms a joint portion with the brush body 210, and the force applied to the joint portion, that is, with the rotation of the brush head 300 in a state of being attached to the brush head 300 shown in FIG. This is to allow the joining with the brush body 210 to withstand the applied force. Note that W in FIG. 19 is a workpiece.

図１８に示すように、リブ２２２は、断面四角形状の基部２２２Ａと、基部２２２Ａの上端からさらに上方へ向かうにつれて先細に形成されたテーパー部２２２Ｂと、から構成されている。基部２２２Ａと、テーパー部２２２Ｂとは、樹脂製の支持部２２１を刻設して一体に形成されている。
ナット２２３（図１５の一点鎖線参照）は、ブラシ本体２１０と共に係合体２２０をブラシヘッド３００に取付けるためのものであり、ブラシヘッド３００に設けられた図示を省略するボルトと係合する。 As shown in FIG. 18, the rib 222 includes a base portion 222A having a quadrangular cross section and a tapered portion 222B that is tapered toward the upper side from the upper end of the base portion 222A. The base portion 222A and the tapered portion 222B are integrally formed by engraving a resin support portion 221.
The nut 223 (see the alternate long and short dash line in FIG. 15) is for attaching the engaging body 220 to the brush head 300 together with the brush body 210, and engages with a bolt (not shown) provided on the brush head 300.

また図１５及び図１６のブラシよりも簡素化した構造の別のブラシも案出されている。図２０は図１４に示すブラシ１００に代わるブラシ３００を示す側面図であり、図２１は図２０のブラシ３００の分解図である。ブラシ３００は、ブラシ体３１０と係合体３２０とで構成されている。 Another brush having a simplified structure than the brushes of FIGS. 15 and 16 has also been devised. 20 is a side view showing a brush 300 instead of the brush 100 shown in FIG. 14, and FIG. 21 is an exploded view of the brush 300 shown in FIG. The brush 300 includes a brush body 310 and an engagement body 320.

ブラシ本体３１０は、図２１に示すように、樹脂で線状に形成された複数の毛材２１１を同じ向きで束ねて構成されている。各毛材２１１は１本毎に分離した状態で束ねられており、それぞれ同じ寸法に設定され、ブラシ本体３１０の両端側で各毛材２１１の端末が揃えて配置されている。 As shown in FIG. 21, the brush body 310 is configured by bundling a plurality of bristle materials 211 formed in a linear shape with resin in the same direction. Each bristle 211 is bundled in a separated state, and is set to the same size. The ends of the bristle 211 are arranged on both ends of the brush body 310.

係合体３２０は、図２１に示すように、円盤状に樹脂で形成された支持部３２１と、支持部３２１の底面側に埋め込まれた金属製のナット３２３（図２０の一点鎖線参照）と、から構成されている。支持部３２１の断面は、ブラシ本体３１０の外形と略同じ円形に形成されている。 As shown in FIG. 21, the engagement body 320 includes a support portion 321 formed of a resin in a disk shape, a metal nut 323 embedded on the bottom surface side of the support portion 321 (see the dashed line in FIG. 20), It is composed of The cross section of the support portion 321 is formed in the same circular shape as the outer shape of the brush body 310.

図１５のブラシ２００や図２０のブラシ３００を製造する際、係合体２２０，３２０を、摩擦圧接（超音波溶着）によって毛材２１１の束、つまりブラシ本体２１０，３１０に接合させることができれば、従来の樹脂製または金属製のキャップ１０２（図１４参照）を備えたブラシ１００に比べて、製造時間を短縮することができる。 When the brush 200 of FIG. 15 and the brush 300 of FIG. 20 are manufactured, if the engagement bodies 220 and 320 can be joined to the bundle of the bristle material 211, that is, the brush bodies 210 and 310 by friction welding (ultrasonic welding), Manufacturing time can be shortened compared with the brush 100 provided with the conventional resin-made or metal-made caps 102 (refer FIG. 14).

例えば図２２に示すように、ブラシ本体２１０の各毛材２１１の先端部を受容するブラシ体受部４００を利用して、ブラシ本体２１０の軸線方向の移動を制限した状態で、係合体２２０をブラシ本体２１０に接合することが考えられる。ブラシ本体２１０の軸線方向の移動を拘束した状態で、例えばブラシ本体２１０の基部側、つまり融着部２１２に係合体２２０を載置し、さらにこの上にホーン４１０等を配置して、振動子で発生させた振動をホーン４１０等を介して係合体２２０に付与することができれば、この振動によって係合体２２０をブラシ本体２１０に摩擦圧接させることが期待できる。 For example, as shown in FIG. 22, the engagement body 220 is moved in a state in which the movement of the brush body 210 in the axial direction is restricted using the brush body receiving portion 400 that receives the tip of each bristle material 211 of the brush body 210. Joining to the brush body 210 is conceivable. In a state where the movement of the brush body 210 in the axial direction is constrained, for example, the engaging body 220 is placed on the base side of the brush body 210, that is, the fused portion 212, and the horn 410 or the like is further disposed thereon, and the vibrator If the vibration generated in the above can be applied to the engagement body 220 via the horn 410 or the like, it can be expected that the engagement body 220 is friction-welded to the brush body 210 by this vibration.

しかし、図２２に示す手法では、係合体２２０を上下方向に加振させると、振動が係合体２２０を介してブラシ本体２１０の毛材２１１に伝わり、毛材２１１の軸線方向に振動方向が沿うことで、毛材２１１自体に軸線方向の伸縮運動を与えることになり、結果として毛材２１１が縮れてしまうおそれがある。これでは、例えばストレートに製造した毛材２１１の構成が損なわれてしまう。また、ブラシ本体２１０の材質がやわらかく、剛性が低い場合、上下方向の振動をブラシ本体２１０が吸収してしまうため、係合体２２０をブラシ本体２１０の融着部２１２に摩擦圧接させることができないおそれが生じる。 However, in the method shown in FIG. 22, when the engagement body 220 is vibrated in the vertical direction, the vibration is transmitted to the bristle material 211 of the brush body 210 via the engagement body 220, and the vibration direction is along the axial direction of the bristle material 211. As a result, the bristle material 211 itself is given a stretching motion in the axial direction, and as a result, the bristle material 211 may be shrunk. In this case, for example, the configuration of the hair material 211 manufactured in a straight manner is impaired. Further, when the material of the brush body 210 is soft and the rigidity is low, the brush body 210 absorbs vibrations in the vertical direction, so that the engagement body 220 may not be friction-welded to the fusion part 212 of the brush body 210. Occurs.

そこで、本発明は、毛材の構成を損なわずに、ブラシ体と係合体とを摩擦圧接させて接合する、ブラシ製造装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the brush manufacturing apparatus which joins a brush body and an engaging body by friction-welding, without impairing the structure of a bristle material.

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成は、樹脂製の複数の毛材を同じ向きで束ねて構成したブラシ本体と、ブラシ本体の基端部に接合された樹脂製の係合体と、を有し、係合体をブラシ装置の取付部に着脱自在に係合して使用されるブラシを製造するためのブラシ製造装置であって、ブラシ本体を径方向からクランプするクランプ機構と、クランプ機構にクランプされたブラシ本体の基端部と係合体とを当接させた状態で係合体を加振する加振機構と、を備え、加振機構は係合体を基端部に押し付けて加振することで、基端部と係合体とを融着する、ことを特徴としている。
前記ブラシの製造装置は、クランプ機構にクランプされたブラシ本体の複数の毛材の先端を当接して支持する先端支持機構を備えていてもよい。 In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention includes a brush main body formed by bundling a plurality of resin bristle materials in the same direction, and a resin engagement joined to a base end portion of the brush main body. A brush manufacturing apparatus for manufacturing a brush to be used by detachably engaging the engaging body with a mounting portion of the brush apparatus, and a clamp mechanism for clamping the brush body from the radial direction A vibration mechanism that vibrates the engagement body in a state in which the base end portion of the brush body clamped by the clamp mechanism is in contact with the engagement body, and the vibration mechanism presses the engagement body against the base end portion. The base end portion and the engagement body are fused to each other by applying vibration.
The brush manufacturing apparatus may include a tip support mechanism that contacts and supports the tips of a plurality of bristle materials of the brush body clamped by the clamp mechanism.

上記目的を達成するために、本発明の第２の構成は、樹脂製の複数の毛材を同じ向きで束ねて構成され且つ基端部に融着部が形成されたブラシ本体と、ブラシ本体の基端部に接合された樹脂製の係合体と、を有し、係合体をブラシ装置の取付部に着脱自在に係合して使用されるブラシを製造するためのブラシ製造装置であって、ブラシ本体の融着部を径方向からクランプしてブラシ本体の移動を拘束するクランプ機構と、係合体を加振する加振機構と、を備え、加振機構は、クランプ機構にクランプされたブラシ本体の融着部に係合体を押し付けながら加振することで、融着部と係合体とを融着する、ことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the second configuration of the present invention includes a brush main body in which a plurality of hair materials made of resin are bundled in the same direction and a fusion portion is formed at the base end, and the brush main body A brush manufacturing apparatus for manufacturing a brush to be used by detachably engaging the engagement body with a mounting portion of the brush device. A clamp mechanism that clamps the fusion part of the brush body from the radial direction and restrains the movement of the brush body, and a vibration mechanism that vibrates the engagement body, the vibration mechanism being clamped by the clamp mechanism It is characterized in that the fusion part and the engagement body are fused by applying vibration while pressing the engagement body against the fusion part of the brush body.

前記ブラシの製造装置は、上記ブラシ体の基端部をクランプしているクランプ機構が基端部をアンクランプする際に、上記係合体を支承する保持部を有していてもよい。
前記製造装置の加振機構は、上端に係合体を載置する振動面を有し、振動面上の係合体に載置されたブラシ本体の基端部をクランプ機構によりクランプした状態で、係合体上に載置されたブラシ本体の基端部に係合体を押し付けながら加振することで、基端部と係合体とを融着する、ことを特徴としている。 The brush manufacturing apparatus may include a holding portion that supports the engaging body when a clamping mechanism that clamps the base end portion of the brush body unclamps the base end portion.
The vibration mechanism of the manufacturing apparatus has a vibration surface on which an engagement body is placed at the upper end, and the base end portion of the brush body placed on the engagement body on the vibration surface is clamped by a clamp mechanism. It is characterized in that the base end portion and the engagement body are fused by applying vibration while pressing the engagement body against the base end portion of the brush main body placed on the united body.

前記ブラシの製造装置において、加振機構は例えば係合体を超音波領域で加振する超音波加振機構である。 In the brush manufacturing apparatus, the vibration mechanism is, for example, an ultrasonic vibration mechanism that vibrates the engaging body in an ultrasonic region.

本発明のブラシ製造装置によれば、ブラシ本体の基端部と係合体とを融着する際、クランプ機構によりブラシ本体をクランプした状態で、加振機構により係合体を基端部に押し付けながら加振する。そのため先端側を長手方向に当接させる必要がなく、ブラシ本体の基端部と係合体とを押し付けて十分に加振しても、毛材の変形や伸縮等が生じることを防止できる。よって、毛材の構成を損なわずに、ブラシ本体と係合体とを摩擦圧接させて接合するブラシ製造装置を提供することができる。 According to the brush manufacturing apparatus of the present invention, when the base end portion of the brush body and the engaging body are fused, while the brush body is clamped by the clamp mechanism, the engaging body is pressed against the base end portion by the vibration mechanism. Shake. Therefore, it is not necessary to make the distal end abut in the longitudinal direction, and even if the base end portion of the brush body and the engaging body are pressed and sufficiently vibrated, it is possible to prevent the bristle material from being deformed or stretched. Therefore, it is possible to provide a brush manufacturing apparatus that joins the brush body and the engagement body by friction welding without impairing the configuration of the bristle material.

本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the brush manufacturing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the brush manufacturing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置により作製したブラシを取り出す状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which takes out the brush produced with the brush manufacturing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the brush manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the brush manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置を用いたブラシの製造工程を順次説明する図である。It is a figure explaining sequentially the manufacturing process of the brush using the brush manufacturing apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るブラシ製造装置により作製したブラシを取り出す状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which takes out the brush produced with the brush manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のブラシを示す図である。It is a figure which shows the conventional brush. 図１４に示すブラシに代えて要望されるブラシの側面図である。It is a side view of the brush requested | required instead of the brush shown in FIG. 図１５に示すブラシの分解図である。FIG. 16 is an exploded view of the brush shown in FIG. 15. 図１５に示すブラシの係合体の斜視図である。It is a perspective view of the engaging body of the brush shown in FIG. 図１６のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with the AA of FIG. 図１５に示すブラシの使用状態を示すブラシヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the brush head which shows the use condition of the brush shown in FIG. 図１４に示すブラシに代えて要望される別のブラシの側面図である。FIG. 15 is a side view of another brush desired instead of the brush shown in FIG. 14. 図２０に示すブラシの分解図である。It is an exploded view of the brush shown in FIG. 図１５に示すブラシを製造するための従来の製造装置の概略図である。It is the schematic of the conventional manufacturing apparatus for manufacturing the brush shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係るブラシ製造装置１を示す図である。ブラシ製造装置１は、図１５〜図１８に示すブラシ２００の製造に使用可能な装置である。
ブラシ製造装置１は、ブラシ本体２１０を着脱自在にクランプするクランプ機構１０と、係合体２２０に振動を与える加振機構２０と、係合体２２０と加振機構２０とを所定の間隔で保持する位置調整機構３０と、電気供給などを制御する制御手段４０と、を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a brush manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The brush manufacturing apparatus 1 is an apparatus that can be used for manufacturing the brush 200 shown in FIGS. 15 to 18.
The brush manufacturing apparatus 1 includes a clamp mechanism 10 that detachably clamps the brush body 210, a vibration mechanism 20 that vibrates the engagement body 220, and a position that holds the engagement body 220 and the vibration mechanism 20 at predetermined intervals. The adjustment mechanism 30 and the control means 40 which controls an electric supply etc. are provided.

クランプ機構１０は、ブラシ本体２１０の基端部の融着部２１２を径方向からクランプして、融着部２１２を所定の位置に固定する。本第１実施形態のクランプ機構１０は、コレットチャック１１と、図示を省略する第１駆動機構と、を備えている。 The clamp mechanism 10 clamps the fused part 212 at the base end of the brush body 210 from the radial direction, and fixes the fused part 212 at a predetermined position. The clamp mechanism 10 of the first embodiment includes a collet chuck 11 and a first drive mechanism (not shown).

コレットチャック１１は、内側に配置される筒状のチャック部１２と、外側に配置される筒状のスリーブ部１３と、を備えている。なお、図面では、チャック部１２とスリーブ部１３とを鉛直面で切った端面形状が表されている。 The collet chuck 11 includes a cylindrical chuck portion 12 disposed on the inner side and a cylindrical sleeve portion 13 disposed on the outer side. In the drawing, an end face shape obtained by cutting the chuck portion 12 and the sleeve portion 13 along a vertical plane is shown.

スリーブ部１３の内周面１３Ａは、チャック部１２が入り込む下側の開口から上側の開口までが次第に径が狭くなるテーパー面として形成されている。チャック部１２は、スリーブ部１３のテーパー面を摺動するように、外周部１２Ａが下側から上側に行くにつれて次第に径が狭くなるテーパー面として形成され、さらに内周部１２Ｂの下端部には、ブラシ本体２１０の融着部２１２の側面を把持するように突起部１２Ｃが設けられている。 The inner peripheral surface 13A of the sleeve portion 13 is formed as a tapered surface whose diameter gradually decreases from the lower opening into which the chuck portion 12 enters to the upper opening. The chuck portion 12 is formed as a tapered surface whose diameter gradually decreases as the outer peripheral portion 12A goes from the lower side to the upper side so as to slide on the tapered surface of the sleeve portion 13, and further, at the lower end portion of the inner peripheral portion 12B, The protruding portion 12C is provided so as to grip the side surface of the fused portion 212 of the brush body 210.

チャック部１２とスリーブ部１３との相対的な位置関係が、例えばチャック部１２がスリーブ部１３の内側への侵入量が大きくなるに従って、チャック部１２の下側の開口が縮径、つまり対向する突起部１２Ｃ同士の間隔が狭くなるように、チャック部１２は構成されている。このような相対移動を行わせるために、図示を省略する第１駆動機構が、コレットチャック１１のスリーブ部１３を上下に移動させる。 The relative positional relationship between the chuck portion 12 and the sleeve portion 13 is such that, for example, as the amount of penetration of the chuck portion 12 into the sleeve portion 13 increases, the lower opening of the chuck portion 12 decreases in diameter, that is, opposes. The chuck portion 12 is configured so that the interval between the protruding portions 12C is narrowed. In order to perform such relative movement, a first drive mechanism (not shown) moves the sleeve portion 13 of the collet chuck 11 up and down.

加振機構２０は、振動子２１と、ホーン２２と、を備えている。振動子２１はピエゾ素子から構成されている。ホーン２２は、振動子２１からの振動を係合体２２０に伝達する、具体的には超音波振動の振幅を、係合体２２０に対して適正な幅に調整するものである。ホーン２２は、段階的に太さを変えた円柱状に形成されており、基端側が太く先端側が細く形成されている。ホーン２２の先端は平坦な振動面２２Ａとして形成されており、この振動面２２Ａに係合体２２０が載置される。一方、ホーン２２の底面２２Ｂにピエゾ素子が密着して設けられている。 The vibration mechanism 20 includes a vibrator 21 and a horn 22. The vibrator 21 is composed of a piezo element. The horn 22 transmits vibration from the vibrator 21 to the engaging body 220, specifically, adjusts the amplitude of ultrasonic vibration to an appropriate width with respect to the engaging body 220. The horn 22 is formed in a columnar shape whose thickness is changed step by step, and the base end side is thick and the tip end side is thin. The tip of the horn 22 is formed as a flat vibration surface 22A, and the engaging body 220 is placed on the vibration surface 22A. On the other hand, a piezoelectric element is provided in close contact with the bottom surface 22B of the horn 22.

位置調整機構３０は、係合体支持部３１と、ホーン支持部３２と、図示を省略する第２駆動機構と、を備えている。係合体支持部３１は、ホーン２２の振動面２２Ａに載置された係合体２２０の位置決めを行う。係合体支持部３１は係合体２２０を収容する穴部３１Ａを有し、この穴部３１Ａの大きさは係合体２２０の外形とほぼ同形に形成されており、係合体２２０は穴部３１Ａに嵌入して、つまり係合体支持部３１に支承された状態で振動面２２Ａに載せられる。係合体支持部３１の穴部３１Ａの位置が変わらないよう、係合体支持部３１は固定して設けられている。 The position adjustment mechanism 30 includes an engagement body support portion 31, a horn support portion 32, and a second drive mechanism (not shown). The engagement body support portion 31 positions the engagement body 220 placed on the vibration surface 22 A of the horn 22. The engagement body support portion 31 has a hole portion 31A for receiving the engagement body 220. The size of the hole portion 31A is substantially the same as the outer shape of the engagement body 220, and the engagement body 220 is fitted into the hole portion 31A. That is, it is placed on the vibration surface 22 A while being supported by the engagement body support portion 31. The engaging body support portion 31 is fixedly provided so that the position of the hole 31A of the engaging body support portion 31 does not change.

係合体支持部３１の上面３１Ｂは、平坦に形成されており、この上面３１Ｂ上にコレットチャック１１の下端が当接するように設けられている。なお、図面では、係合体支持部３１は鉛直面で切った端面形状が部分的に表されている。 The upper surface 31B of the engagement body support portion 31 is formed flat, and is provided so that the lower end of the collet chuck 11 abuts on the upper surface 31B. In the drawing, the engagement body support portion 31 partially represents an end face shape cut by a vertical plane.

ホーン支持部３２はホーン取付け用の穴部３２Ａを有する。ホーン支持部３２は、穴部３２Ａに取付けられたホーン２２を所定の高さ位置に保持する。ホーン支持部３２は、係合体支持部３１に対する相対位置を変えられるように配設されている。具体的には、図示を省略する第２駆動機構によって係合体支持部３１との距離を変えられるよう、ホーン支持部３２は上下方向に移動することができる。なお、図面では、ホーン支持部３２は、鉛直面で切った端面形状が部分的に表されている。 The horn support portion 32 has a horn mounting hole 32A. The horn support portion 32 holds the horn 22 attached to the hole portion 32A at a predetermined height position. The horn support portion 32 is disposed so that the relative position with respect to the engagement body support portion 31 can be changed. Specifically, the horn support part 32 can move in the vertical direction so that the distance from the engagement body support part 31 can be changed by a second drive mechanism (not shown). In the drawing, the horn support portion 32 partially represents an end face shape cut by a vertical plane.

制御手段４０は、各種の操作スイッチを有する。例えば、ピエゾ素子を操作するためのスイッチ、第１駆動機構や第２駆動機構を操作するためのスイッチを備えている。これらのスイッチを操作することで、ピエゾ素子に高周波が与えられ、また第１駆動機構や第２駆動機構のモータなどの駆動源に対する制御信号等が与えられる。 The control means 40 has various operation switches. For example, a switch for operating the piezo element and a switch for operating the first drive mechanism and the second drive mechanism are provided. By operating these switches, a high frequency is given to the piezo element, and a control signal or the like for a drive source such as a motor of the first drive mechanism or the second drive mechanism is given.

このように構成されたブラシ製造装置１の動作を、図２のフローチャートと図３〜図６とに基づいて説明する。なお、図面では、ブラシ本体２１０の一部の表現を省略している。例えば、係合体２２０のリブ２２２に構成された基部２２２Ａを省略している。
先ずステップＳ１で図３（Ａ）に示すように、コレットチャック１１を拡開させると共に、ホーン２２を下方の位置に移動させた初期状態に装置をセッティングする。 The operation of the brush manufacturing apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and FIGS. In the drawings, a part of the brush body 210 is not shown. For example, the base portion 222A formed on the rib 222 of the engaging body 220 is omitted.
First, in step S1, as shown in FIG. 3A, the collet chuck 11 is expanded and the horn 22 is moved to a lower position, and the apparatus is set to an initial state.

ステップＳ２では、図３（Ｂ）に示すように、ホーン２２の振動面２２Ａに係合体２２０を載置する。このとき、係合体２２０のリブ２２２を有する上面２２１Ａをコレットチャック１１側に向けて配置する。 In step S 2, as shown in FIG. 3B, the engagement body 220 is placed on the vibration surface 22 A of the horn 22. At this time, the upper surface 221A having the rib 222 of the engaging body 220 is arranged facing the collet chuck 11 side.

ステップＳ３では、図３（Ｃ）に示すように、ブラシ本体２１０を係合体２２０上に載置する。このとき、ブラシ本体２１０の融着部２１２の固着面２１３を係合体２２０に向けて配置する。リブ２２２のテーパー部２２２Ｂがブラシ本体２１０の融着部２１２と接触する。 In step S3, as shown in FIG. 3C, the brush body 210 is placed on the engagement body 220. At this time, the fixing surface 213 of the fusion bonding part 212 of the brush body 210 is disposed toward the engagement body 220. The tapered portion 222B of the rib 222 comes into contact with the fused portion 212 of the brush body 210.

ステップＳ４では、図４（Ｄ）に示すように、第１駆動機構によってスリーブ部１３を下げて、チャック部１２をスリーブ部１３内に押し込む。これにより、チャック部１２が係合体支持部３１の上面３１Ｂ上を移動しながら縮径することで、突起部１２Ｃがブラシ本体２１０の融着部２１２の側面を挟持する。このようにして、ブラシ本体２１０がコレットチャック１１によって固定される。ブラシ本体２１０は、ホーン２２の振動面２２Ａに置かれた係合体２２０に当接した状態で固定されて、一定の位置に保持される。 In step S 4, as shown in FIG. 4D, the sleeve portion 13 is lowered by the first drive mechanism, and the chuck portion 12 is pushed into the sleeve portion 13. As a result, the diameter of the chuck portion 12 is reduced while moving on the upper surface 31 B of the engagement body support portion 31, so that the projection portion 12 C holds the side surface of the fusion portion 212 of the brush body 210. In this way, the brush body 210 is fixed by the collet chuck 11. The brush main body 210 is fixed in a state where it abuts on the engaging body 220 placed on the vibration surface 22A of the horn 22, and is held at a fixed position.

ステップＳ５では、図４（Ｅ）に示すように、振動子２１に高周波を付与して係合体２２０に超音波振動を与える。 In step S5, as shown in FIG. 4E, a high frequency is applied to the vibrator 21 to apply ultrasonic vibration to the engagement body 220.

ステップＳ６では、係合体２２０に超音波振動を与える状態を維持しつつ、図４（Ｆ）に示すように、ホーン支持部３２を第２駆動機構によって矢印方向へ上昇させる。これにより、所望の押し付け荷重で係合体２２０をブラシ本体２１０に押し付ける。押し付け荷重はホーン２２が移動している間、一定の荷重であっても、又は位置に応じて荷重を変えてもかまわない。このとき、係合体２２０のリブ２２２の内、テーパー部２２２Ｂが融けてこれが広がり、この溶融部分がブラシ本体２１０の固着面２１３に接合する。ブラシ本体２１０を構成する樹脂と係合体２２０を構成する樹脂とが同じ材料、例えば両者がＰＢＴで構成されていることで、係合体２２０とブラシ本体２１０とが強固に接合する。リブ２２２の基部２２２Ａが溶融しないよう、上述のとおり所望の押し付け荷重で係合体２２０をブラシ本体２１０に押し付けているので、図１５に示すように、基部２２２Ａはブラシ２００のブラシ本体２１０と係合体２２０との間に残る。 In step S6, the horn support portion 32 is raised in the direction of the arrow by the second drive mechanism, as shown in FIG. Thereby, the engagement body 220 is pressed against the brush main body 210 with a desired pressing load. The pressing load may be a constant load while the horn 22 is moving, or the load may be changed according to the position. At this time, of the ribs 222 of the engagement body 220, the tapered portion 222 B melts and expands, and the melted portion is joined to the fixing surface 213 of the brush body 210. Since the resin constituting the brush body 210 and the resin constituting the engaging body 220 are made of the same material, for example, both are made of PBT, the engaging body 220 and the brush body 210 are firmly joined. Since the engagement body 220 is pressed against the brush body 210 with a desired pressing load so as not to melt the base portion 222A of the rib 222, the base portion 222A is engaged with the brush body 210 and the engagement body of the brush 200 as shown in FIG. Remain between 220.

このような押付荷重の付与を、所定の時間が経過するまで継続する（ステップＳ７）。所定時間が経過した場合、ステップＳ８で、図５（Ｇ）に示すように、振動と押し付け動作とを停止する。次に、ステップＳ９では、図５（Ｈ）に示すように第２駆動機構によってホーン支持部３２を矢印方向へ下降させ、さらに図５（Ｉ）に示すように、第１駆動機構によってスリーブ部１３を上昇させてチャック部１２の開口を拡開させることで、ブラシ本体２１０の融着部２１２をアンクランプする（ステップＳ１０）。なお、ブラシ本体２１０の融着部２１２をクランプしているクランプ機構１０が融着部２１２をアンクランプする際、係合体２２０が係合体支持部３１によって支持、具体的には係合体２２０の支持部２２１が穴部３１Ａに嵌入して係合体２２０が係合体支持部３１に支承されているので、図５（Ｉ）に示すように、クランプ機構１０は確実にブラシ本体２１０の融着部２１２をアンクランプすることができる。
そして、ステップＳ１１では、図６（Ｊ）に示すように、コレットチャック１１を拡開させると共に、ホーン２２を下げた位置に移動させた状態の装置から、完成したブラシ２００を取り出す。 The application of such a pressing load is continued until a predetermined time has elapsed (step S7). When the predetermined time has elapsed, in step S8, the vibration and the pressing operation are stopped as shown in FIG. Next, in step S9, the horn support portion 32 is lowered in the arrow direction by the second drive mechanism as shown in FIG. 5 (H), and the sleeve portion is further moved by the first drive mechanism as shown in FIG. 5 (I). 13 is lifted to widen the opening of the chuck portion 12, thereby unclamping the fused portion 212 of the brush body 210 (step S10). When the clamping mechanism 10 that clamps the fusion part 212 of the brush body 210 unclamps the fusion part 212, the engagement body 220 is supported by the engagement body support part 31, specifically, the engagement body 220 is supported. Since the portion 221 is fitted into the hole portion 31A and the engagement body 220 is supported by the engagement body support portion 31, the clamp mechanism 10 is surely connected to the fusion portion 212 of the brush body 210 as shown in FIG. Can be unclamped.
In step S11, as shown in FIG. 6 (J), the collet chuck 11 is expanded, and the completed brush 200 is taken out from the apparatus in a state where the horn 22 is moved to the lowered position.

このように本第１実施形態に係るブラシ製造装置１によれば、ブラシ２００を製造することができる。特に、係合体２２０を上下方向に加振させると、振動が係合体２２０を介してブラシ本体２１０に伝わるが、本第１実施形態では、振動の入力口としてのブラシ本体２１０の融着部２１２をクランプ機構１０で固定しているため、毛材２１１自体に軸線方向の伸縮運動を与えることを低減できる。このため、毛材２１１が縮れてしまうことがなく、ブラシ本体２１０を製造したときの毛材２１１の状態、例えばストレート状態をブラシ完成後も維持することができる。これで、例えば当初のストレートに製造した毛材２１１の構成を確保することができる。また、ブラシ本体２１０の材質がやわらかく、剛性が低い場合でも、ブラシ本体２１０の剛性の影響を受けずに、係合体２２０をブラシ本体２１０の融着部２１２に接合することができる。 Thus, according to the brush manufacturing apparatus 1 which concerns on this 1st Embodiment, the brush 200 can be manufactured. In particular, when the engagement body 220 is vibrated in the vertical direction, vibration is transmitted to the brush body 210 via the engagement body 220. In the first embodiment, the fused portion 212 of the brush body 210 as an input port for vibration is used. Is fixed by the clamp mechanism 10, it is possible to reduce the axial movement of the bristle material 211 itself. For this reason, the bristle material 211 is not shrunk, and the state of the bristle material 211 when the brush body 210 is manufactured, for example, the straight state can be maintained even after the brush is completed. Thus, for example, the configuration of the bristle material 211 manufactured in the initial straight can be secured. Further, even when the material of the brush body 210 is soft and the rigidity is low, the engagement body 220 can be joined to the fusion part 212 of the brush body 210 without being affected by the rigidity of the brush body 210.

本第１実施形態では、ブラシ本体２１０の融着部２１２をクランプする、つまり隣接する複数の毛材の一部が融けて固まった融着部２１２をクランプするので、ブラシ体を強固に一定位置に保持することができる。この構成により係合体２２０からブラシ本体２１０の毛材２１１への上下方向の振動の伝達を軽減することができる。 In the first embodiment, the fusion part 212 of the brush body 210 is clamped, that is, the fusion part 212 in which a part of a plurality of adjacent bristle materials is melted and clamped is clamped. Can be held in. With this configuration, transmission of vibration in the vertical direction from the engagement body 220 to the bristle material 211 of the brush body 210 can be reduced.

また、図２２に示す従来の製造装置では、ブラシ２００の毛材２１１は砥粒が含まれていると、係合体２２０を介してブラシ本体２１０の毛材２１１に伝わる振動に伴って毛材の砥粒がブラシ体受部４００の内面を削り、ブラシ体とブラシ体受部４００との間に空隙が生じてしまう。これでは、製造されたブラシ２００が整った束にならないので、ブラシ体受部４００をかなりな頻度で交換しなければならない。一方、本発明では、クランプ機構１０がブラシ本体２１０の融着部２１２を径方向からクランプしてブラシ本体２１０の移動を拘束するので、クランプ機構１０の交換頻度が低減される。 Further, in the conventional manufacturing apparatus shown in FIG. 22, when the bristle material 211 of the brush 200 contains abrasive grains, the bristle material of the bristle body 210 is subjected to vibration transmitted to the bristle material 211 of the brush body 210 via the engagement body 220. The abrasive particles scrape the inner surface of the brush body receiving portion 400, and a gap is generated between the brush body and the brush body receiving portion 400. In this case, since the manufactured brush 200 does not form a complete bundle, the brush body receiving portion 400 must be replaced with considerable frequency. On the other hand, in the present invention, since the clamp mechanism 10 clamps the fused portion 212 of the brush body 210 from the radial direction to restrain the movement of the brush body 210, the replacement frequency of the clamp mechanism 10 is reduced.

以上説明したが、本発明は発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
ブラシを構成する毛材も上記説明例に限定されるものではなく、例えば砥材を省略して構成されてもよい。 As described above, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
The bristle material that constitutes the brush is not limited to the above-described example, and may be configured by omitting the abrasive material, for example.

上記説明では超音波振動をつくり出す圧電素子としてピエゾ素子の例を示したが、振動による摩擦熱で接合される面において融着が発生するのであれば、その振動は超音波域でなくてもかまわない。
上記した第１実施形態で取り扱った係合体は、支持部２２１の一端面を刻設してリブ２２２を形成した例を示したが、本発明で取り扱う係合体としては支持部２２１の一端面に突起又は膨出部があれば好ましく、その突起又は膨出部は一端面全域に一様にあってもかまわない。例えば、ローレット目を、一端面に施してもかまわない。また、支持部２２１の一端面に対向するブラシ本体２１０の固着面２１３（図１６参照）に、例えば、リブやローレット目が設けられてもよい。 In the above description, an example of a piezoelectric element is shown as a piezoelectric element that generates ultrasonic vibration. However, if fusion occurs on the surfaces to be joined by frictional heat caused by vibration, the vibration may not be in the ultrasonic range. Absent.
The engagement body handled in the first embodiment described above is an example in which the rib 222 is formed by engraving one end surface of the support portion 221, but the engagement body handled in the present invention is provided on one end surface of the support portion 221. It is preferable if there is a protrusion or a bulging portion, and the protrusion or the bulging portion may be uniform over the entire end surface. For example, knurled eyes may be applied to one end surface. In addition, for example, ribs or knurled eyes may be provided on the fixing surface 213 (see FIG. 16) of the brush body 210 facing the one end surface of the support portion 221.

［第２実施形態］
図７は第２実施形態に係るブラシ製造装置２を示す図である。ブラシ製造装置２は、図２０、図２１に示すブラシ３００の製造に使用可能な装置である。
ブラシ製造装置２は、ブラシ本体３１０を着脱自在にクランプするクランプ機構１０と、係合体３２０に振動を与える加振機構２０と、係合体３２０と加振機構２０とを所定の間隔で保持する位置調整機構３０と、電力供給などを制御する制御手段４０と、加振機構２０と対向する位置に配設された先端支持機構５０と、を備えている。 [Second Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a brush manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment. The brush manufacturing apparatus 2 is an apparatus that can be used for manufacturing the brush 300 shown in FIGS. 20 and 21.
The brush manufacturing apparatus 2 includes a clamp mechanism 10 that detachably clamps the brush body 310, a vibration mechanism 20 that vibrates the engagement body 320, and a position that holds the engagement body 320 and the vibration mechanism 20 at predetermined intervals. An adjustment mechanism 30, a control unit 40 that controls power supply and the like, and a tip support mechanism 50 disposed at a position facing the vibration mechanism 20 are provided.

このブラシ製造装置２では、先端支持機構５０が設けられて制御手段４０により制御可能に構成され、クランプ機構１０のチャック部１２の内周面１２Ｂが突起部のない平滑な曲面に形成されている他は、第１実施形態と同様に構成されている。 In this brush manufacturing apparatus 2, a tip support mechanism 50 is provided and is configured to be controllable by the control means 40, and the inner peripheral surface 12 B of the chuck portion 12 of the clamp mechanism 10 is formed into a smooth curved surface having no protrusions. Others are configured similarly to the first embodiment.

先端支持機構５０は、クランプ機構１０にクランプされたブラシ本体３１０の複数の毛材２１１の先端を当接して支持するものである。この先端支持機構５０は、加振機構２０のホーン２２の振動面２２Ａと対向して配置される当接部５１と、当接部５１を支持する支持ロッド５２と、支持ロッド５２に接続された図示を省略する第３駆動機構と、を備えている。 The tip support mechanism 50 supports the tips of the plurality of bristle materials 211 of the brush body 310 clamped by the clamp mechanism 10 in contact with each other. The tip support mechanism 50 is connected to the contact portion 51 disposed to face the vibration surface 22A of the horn 22 of the vibration mechanism 20, the support rod 52 that supports the contact portion 51, and the support rod 52. A third drive mechanism (not shown).

当接部５１はパッド状に形成され、ホーン２２の振動面２２Ａと対向する表面が、作製するブラシの先端側形状に対応した形状に形成されており、ここでは平面に形成されている。この当接部５１は、制御手段４０により駆動制御されて移動し、クランプ機構１０のチャック部１２内にブラシ本体３１０が収容された状態でホーン２２側へ移動することで、表面がブラシ本体３１０の先端部に当接可能となっている。 The contact portion 51 is formed in a pad shape, and the surface of the horn 22 facing the vibration surface 22A is formed in a shape corresponding to the shape of the tip side of the brush to be produced, and is formed in a flat surface here. The abutment portion 51 is driven and controlled by the control means 40 and moves to the horn 22 side in a state where the brush main body 310 is accommodated in the chuck portion 12 of the clamp mechanism 10. It can contact | abut to the front-end | tip part.

このように構成されたブラシ製造装置２を用いてブラシを製造する工程を、図８〜図１３に基づいて順次説明する。
先ずステップＳ２１で、図９（Ａ）に示すように、コレットチャック１１を拡開させると共に、ホーン２２を下方の位置に移動させた初期状態に装置をセッティングする。 The process of manufacturing a brush using the brush manufacturing apparatus 2 configured as described above will be sequentially described with reference to FIGS.
First, in step S21, as shown in FIG. 9A, the collet chuck 11 is expanded, and the apparatus is set in an initial state in which the horn 22 is moved to a lower position.

ステップＳ２２では、図９（Ｂ）に示すように、ホーン２２の振動面２２Ａに係合体３２０を載置する。このとき、係合体３２０のナット２２３の埋没に使用しない面をコレットチャック１１側に向けて配置する。係合体３２０は円盤状の形状であるため、コレットチャック１１側の表面は平面となっている。 In step S 22, as shown in FIG. 9B, the engagement body 320 is placed on the vibration surface 22 A of the horn 22. At this time, the surface of the engaging body 320 that is not used for burying the nut 223 is arranged facing the collet chuck 11 side. Since the engagement body 320 has a disk shape, the surface on the collet chuck 11 side is a flat surface.

ステップＳ２３では、図９（Ｃ）に示すように、ブラシ本体３１０を係合体３２０上に載置し、ブラシ本体３１０の基端部を係合体３２０に当接させる。ブラシ本体３１０が複数の毛材２１１をそれぞれ独立した状態のまま集合させることで同じ向き、即ち、各端が同じ側となるように束ねたものであるため、各毛材２１１の端末がそれぞれ係合体３２０の表面に当接する。このとき隣接する毛材２１１同士が接触していることなどのため、全ての毛材２１１の端末が正確に係合体３２０の表面に当接することは困難である。一部の毛材２１１が係合体３２０の表面から浮き上がった状態で配置され、複数の毛材２１１が長手方向にばらついた状態で係合体３２０上に載置される。 In step S 23, as shown in FIG. 9C, the brush body 310 is placed on the engaging body 320, and the base end portion of the brush body 310 is brought into contact with the engaging body 320. Since the brush body 310 bundles a plurality of bristle materials 211 in an independent state, they are bundled in the same direction, i.e., each end is on the same side. It contacts the surface of the united body 320. At this time, because the adjacent bristle materials 211 are in contact with each other, it is difficult for the ends of all the bristle materials 211 to contact the surface of the engagement body 320 accurately. A part of the bristle material 211 is arranged in a state of being lifted from the surface of the engagement body 320, and the plural bristle material 211 is placed on the engagement body 320 in a state of being scattered in the longitudinal direction.

ステップＳ２４では、図１０（Ｄ）に示すように、第１駆動機構によってスリーブ部１３を下げて、チャック部１２をスリーブ部１３内に押し込む。このときスリーブ部１３を軽く押し込むことで、ブラシ本体３１０をクランプ機構１０により軽くクランプし、ブラシ本体３１０を非完全拘束状態にする。
この状態では、チャック部１２の内面とブラシ本体３１０との間、ブラシ本体３１０の毛材２１１同士の間に、各毛材２１１が長手方向に移動できて径方向の移動が阻止される程度の間隙を有しており、ブラシ本体３１０が径方向に穏やかに拘束される。 In step S24, as shown in FIG. 10D, the sleeve portion 13 is lowered by the first drive mechanism, and the chuck portion 12 is pushed into the sleeve portion 13. At this time, the brush body 310 is lightly clamped by the clamp mechanism 10 by pushing the sleeve portion 13 lightly, and the brush body 310 is brought into an incompletely restrained state.
In this state, each bristle material 211 can move in the longitudinal direction between the inner surface of the chuck portion 12 and the brush body 310, and between the bristle materials 211 of the brush body 310, so that the radial movement is prevented. The brush body 310 is gently restrained in the radial direction.

またこのステップＳ２４では、先端支持機構５０の当接部５１を第３駆動機構によりホーン２２側となる下方へ移動させ、ブラシ本体３１０の先端部に当接させて加圧する。ブラシ本体３１０が当接部５１と係止体３２０との間で長手方向に穏やかに拘束される。
係合体３２０から浮き上がった一部の毛材２１１が上方に突出していると、当接部５１の加圧力が一部の毛材２１１に負荷される。当接部５１の加圧力は毛材２１１に変形や破損が生じない程度の加圧力とするのがよい。そのため一部の毛材２１１が長手方向に移動して、各毛材２１１のばらつきが小さくなることもあるが、通常、各毛材２１１の位置が長手方向にばらついた状態で配置されたままとなる。 In step S24, the abutting portion 51 of the tip support mechanism 50 is moved downward on the horn 22 side by the third drive mechanism, and is brought into contact with the tip portion of the brush body 310 to apply pressure. The brush body 310 is gently restrained in the longitudinal direction between the contact portion 51 and the locking body 320.
When a part of the bristle material 211 that has lifted up from the engagement body 320 protrudes upward, the pressing force of the contact portion 51 is applied to the part of the bristle material 211. The pressing force of the contact portion 51 is preferably set to such a level that the bristle material 211 is not deformed or damaged. Therefore, some of the bristle materials 211 may move in the longitudinal direction, and the variation of the bristle materials 211 may be reduced, but normally, the position of each bristle material 211 remains arranged in the longitudinal direction. Become.

ステップＳ２５では、図１０（Ｅ）に示すように、振動子２１に高周波を付与して係合体３２０に超音波振動を与え、加振する。
当接部５１からブラシ本体３１０に加圧力が負荷されているため、振動子２１から係合体３２０を介してブラシ本体３１０の基端部に超音波振動が負荷されると、係合体３２０に当接していない各毛材２１１は長手方向の振動子２１側に変位し、各毛材２１１が移動する。各当接部５１の表面形状が係合体３２０の表面に対応して平面に形成されているため、ブラシ本体３１０の基端部全体が係合体３２０に当接する。ブラシ本体３１０の先端部では、各毛材２１１が当接部５１の表面に当接することで、各毛材２１１の先端の位置が当接部５１の表面形状に対応して揃う。 In step S25, as shown in FIG. 10E, a high frequency is applied to the vibrator 21, ultrasonic vibration is applied to the engagement body 320, and vibration is applied.
Since pressure is applied to the brush body 310 from the contact portion 51, when ultrasonic vibration is applied from the vibrator 21 to the proximal end portion of the brush body 310 via the engagement body 320, the contact body 320 is applied to the engagement body 320. Each hair material 211 that is not in contact is displaced toward the vibrator 21 in the longitudinal direction, and each hair material 211 moves. Since the surface shape of each contact portion 51 is formed in a plane corresponding to the surface of the engagement body 320, the entire base end portion of the brush body 310 is in contact with the engagement body 320. At the tip of the brush body 310, each bristle 211 comes into contact with the surface of the contact part 51, so that the position of the tip of each bristle 211 is aligned with the surface shape of the contact part 51.

ステップＳ２６では、図１０（Ｆ）に示すように、所定時間が経過したか又は当接部５１が所定位置に到達したかの何れかが判定され、ステップＳ２７では、加振を停止する。 In step S26, as shown in FIG. 10F, it is determined whether a predetermined time has passed or the contact portion 51 has reached a predetermined position, and in step S27, the vibration is stopped.

次いで、ステップＳ２８では、図１１（Ｇ）に示すように、第１駆動機構によってスリーブ部１３を下げて、チャック部１２をスリーブ部１３内に押し込む。これにより、チャック部１２が係合体支持部３１の上面３１Ｂ上を移動しながら縮径することで、チャック部１２の内面部１２Ｂでブラシ本体３１０を挟持する。このようにして、ブラシ本体３１０がコレットチャック１１によって固定される。ブラシ本体３１０は、ホーン２２の振動面２２Ａに置かれた係合体３２０に当接した状態で固定されて、一定の位置に保持される。 Next, in step S28, as shown in FIG. 11G, the sleeve portion 13 is lowered by the first drive mechanism, and the chuck portion 12 is pushed into the sleeve portion 13. Thus, the diameter of the chuck portion 12 is reduced while moving on the upper surface 31 B of the engagement body support portion 31, so that the brush body 310 is sandwiched by the inner surface portion 12 B of the chuck portion 12. In this way, the brush body 310 is fixed by the collet chuck 11. The brush body 310 is fixed in a state where it is in contact with the engagement body 320 placed on the vibration surface 22A of the horn 22, and is held at a fixed position.

ステップＳ２９では、図１１（Ｈ）に示すように、振動子２１に高周波を付与して係合体３２０に超音波振動を与える。
ステップＳ３０では、係合体３２０に超音波振動を与えた状態を維持しつつ、図１１（Ｉ）に示すように、ホーン支持部３２を第２駆動機構によって矢印方向へ上昇させ、所望の押し付け荷重で係合体３２０をブラシ本体３１０に押し付ける。
押し付け荷重はホーン２２が移動している間、一定の荷重であっても、又は位置に応じて荷重を変えてもかまわない。これによりブラシ本体３１０の基端部と係合体３２０の表面との一方又は双方が溶融する。 In step S29, as shown in FIG. 11H, a high frequency is applied to the vibrator 21 to apply ultrasonic vibration to the engagement body 320.
In step S30, while maintaining the state where the ultrasonic vibration is applied to the engagement body 320, as shown in FIG. 11 (I), the horn support portion 32 is raised in the direction of the arrow by the second drive mechanism, and a desired pressing load is applied. Then, the engagement body 320 is pressed against the brush body 310.
The pressing load may be a constant load while the horn 22 is moving, or the load may be changed according to the position. As a result, one or both of the base end portion of the brush body 310 and the surface of the engagement body 320 are melted.

その後ステップＳ３１では、押付荷重の付与を、所定の時間が経過するまで継続する。所定時間が経過した場合、ステップＳ３２で、図１２（Ｊ）に示すように、振動と押し付け動作とを停止する。
ステップＳ３３では、図１２（Ｋ）に示すように第２駆動機構によってホーン支持部３２を矢印方向へ下降させる。さらにステップＳ３４では、図１２（Ｌ）に示すように、第３駆動機構によって当接部５１を上昇させ、第１駆動機構によってスリーブ部１３を上昇させてチャック部１２の開口を拡開させることで、ブラシ本体３１０をアンクランプする。
そして、ステップＳ３５では、図１３（Ｍ）に示すように、コレットチャック１１を拡開させると共に、ホーン２２を下げた位置に移動させた状態の装置から、完成したブラシ３００を取り出す。 Thereafter, in step S31, the pressing load is continuously applied until a predetermined time has elapsed. If the predetermined time has elapsed, the vibration and the pressing operation are stopped in step S32 as shown in FIG.
In step S33, as shown in FIG. 12K, the horn support portion 32 is lowered in the direction of the arrow by the second drive mechanism. Further, in step S34, as shown in FIG. 12 (L), the contact portion 51 is raised by the third drive mechanism, and the sleeve portion 13 is raised by the first drive mechanism to widen the opening of the chuck portion 12. Then, the brush body 310 is unclamped.
In step S35, as shown in FIG. 13 (M), the collet chuck 11 is expanded, and the completed brush 300 is taken out from the apparatus in a state where the horn 22 is moved to the lowered position.

以上のような本実施形態に係るブラシ製造装置２によれば、ブラシ３００を製造することができる。
ここではブラシ本体３１０の基端部と係合体３２０とを融着する際、クランプ機構１０によりブラシ本体３１０をクランプした状態で、加振機構２０により係合体３２０を基端部に押し付けながら加振するため、毛材２１１の変形や伸縮等を防止して、ブラシ本体３２０の基端部と係合体３２０との当接部位を十分に発熱させて確実に融着可能である。よって、毛材２１１の構成を損なわずに、ブラシ本体３１０と係合体３２０とを摩擦圧接させて接合するブラシ製造装置２を提供することができる。
特に、先端支持機構５０により毛材２１１の長手方向の移動を拘束するため、ブラシ本体３１０の基端部を係合体３２０に溶着させた際、複数の毛材２１１の先端を揃えて溶着することができる。 According to the brush manufacturing apparatus 2 according to the present embodiment as described above, the brush 300 can be manufactured.
Here, when the base end portion of the brush body 310 and the engagement body 320 are fused, the vibration mechanism 20 presses the engagement body 320 against the base end portion while the brush body 310 is clamped by the clamp mechanism 10. Therefore, the bristle material 211 is prevented from being deformed, expanded or contracted, and the contact portion between the base end portion of the brush main body 320 and the engagement body 320 can be sufficiently heated to be reliably fused. Therefore, it is possible to provide the brush manufacturing apparatus 2 that joins the brush body 310 and the engagement body 320 by friction welding without impairing the configuration of the bristle material 211.
In particular, in order to constrain the movement of the bristle material 211 in the longitudinal direction by the distal end support mechanism 50, when the proximal end portion of the brush body 310 is welded to the engagement body 320, the tips of the plural bristle materials 211 are aligned and welded. Can do.

上記第１実施形態及び第２実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば第１実施形態では先端支持機構５０を設けない例について説明したが、第２実施形態と同様に先端支持機構５０を設けることも可能である。また第２実施形態では、チャック部１２の内周面１２Ｂに突起部がない例について説明したが、第１実施形態と同様にブラシ本体の基端部を把持する突起部を設けてもよい。 The first embodiment and the second embodiment can be appropriately changed within the scope of the present invention.
For example, in the first embodiment, the example in which the tip support mechanism 50 is not provided has been described. However, the tip support mechanism 50 can be provided as in the second embodiment. Moreover, although 2nd Embodiment demonstrated the example which does not have a projection part in the internal peripheral surface 12B of the chuck | zipper part 12, you may provide the projection part which hold | grips the base end part of a brush main body similarly to 1st Embodiment.

１，２ブラシ製造装置
１０クランプ機構
１１コレットチャック
１２チャック部
１３スリーブ部
２０加振機構
２１振動子
２２ホーン
３０位置調整機構
３１係合体支持部
３２ホーン支持部
４０制御手段
５０先端支持機構
５１当接部
２００，３００ブラシ
２１０，３１０ブラシ本体
２１２融着部
２２０，３２０係合体
２２２リブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Brush manufacturing apparatus 10 Clamp mechanism 11 Collet chuck 12 Chuck part 13 Sleeve part 20 Excitation mechanism 21 Vibrator 22 Horn 30 Position adjustment mechanism 31 Engagement body support part 32 Horn support part 40 Control means 50 Tip support mechanism 51 Contact Parts 200, 300 Brushes 210, 310 Brush body 212 Fusing parts 220, 320 Engaging body 222 Rib

Claims

A brush main body configured by bundling a plurality of resin hair materials in the same direction; and a resin engaging body joined to a base end portion of the brush main body, the engaging body being attached to the brush device A brush manufacturing apparatus for manufacturing a brush used detachably engaged with a part,
A clamping mechanism for clamping the brush body from the radial direction;
A vibration mechanism that vibrates the engagement body in a state where the proximal end portion of the brush body clamped by the clamp mechanism and the engagement body are in contact with each other,
The brush manufacturing apparatus, wherein the vibration mechanism fuses the base end portion and the engagement body by pressing the engagement body against the base end portion for vibration.

The brush manufacturing apparatus of Claim 1 provided with the front-end | tip support mechanism which contact | abuts and supports the front-end | tip of the several bristle material of the said brush main body clamped by the said clamp mechanism.

A brush body configured by bundling a plurality of resin bristle materials in the same direction and having a fusion part formed at the base end part, and a resin engagement body joined to the base end part of the brush body. A brush manufacturing apparatus for manufacturing the brush used by detachably engaging the engaging body with a mounting portion of the brush apparatus,
A clamp mechanism for clamping the fusion part of the brush body from the radial direction and restraining the movement of the brush body;
A vibration mechanism for vibrating the engagement body,
The vibration mechanism fuses the fusion part and the engagement body by applying vibration while pressing the engagement body against the fusion part of the brush body clamped by the clamp mechanism. A brush manufacturing device.

In the manufacturing apparatus of the brush in any one of Claims 1 thru | or 3,
The brush manufacturing apparatus, wherein the bristle material includes abrasive grains.

In the brush manufacturing apparatus according to claim 3 or 4,
An apparatus for manufacturing a brush, comprising: an engagement body support portion that supports the engagement body when a clamping mechanism that clamps a proximal end portion of the brush body unclamps the proximal end portion.

In the manufacturing apparatus of the brush in any one of Claims 1 thru | or 3,
The vibration mechanism has a vibration surface on which the engagement body is placed at an upper end, and a base end portion of the brush body placed on the engagement body on the vibration surface is clamped by the clamp mechanism, A brush manufacturing apparatus characterized in that the base end portion and the engagement body are fused by applying vibration while pressing the engagement body against a base end portion of a brush main body placed on the engagement body. .

In the brush manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The brush manufacturing apparatus, wherein the vibration mechanism is an ultrasonic vibration mechanism that vibrates the engaging body in an ultrasonic region.