JPWO2006137314A1

JPWO2006137314A1 - 放射状ブラシ

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Publication number: JPWO2006137314A1
Application number: JP2006520532A
Authority: JP
Inventors: 高橋　淳; 淳高橋
Original assignee: 高橋　淳; 淳高橋
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2009-01-15
Also published as: WO2006137314A1; TW200716018A; TWI392463B

Abstract

【課題】歯周ポケットの清掃を容易にした高密度の刷毛を備える放射状ブラシの製造方法、並びにこれを用いたブラシを提供する。【解決手段】長尺繊維を短繊維状に切断して束ねた多数の短繊維からなる繊維束を作成し、この繊維束の長軸方向の一端側を溶融、圧縮、融着し、この工程で生じる繊維束間空隙の消失、及び溶融された短繊維の圧縮変形による繊維束断面積の減少による一端側の繊維束断面積と自由端の繊維束断面積の差異と、溶融樹脂の溢出を利用して自由端を放射状に分散配列し、一端側を溶融溶着一体化した放射状ブラシである。

Description

本発明は放射状ブラシの製造方法と放射状ブラシに関し、詳しくは、歯ブラシや各種清掃、あるいは液体塗布等に使用可能な放射状ブラシの製造方法と、この製造方法により製造された放射状ブラシ、取り分けこの放射状ブラシを用いた歯ブラシに関する。

一般に、口腔清掃というと虫歯予防という観点から歯に付着した歯垢除去を連想しがちであるが、虫歯と並ぶ２大疾患である歯槽膿漏症の予防のためには歯牙と歯肉の間に存在する歯周ポケット内の歯垢除去清掃が重要なカギとなる。この歯槽膿漏症の予防のために歯茎をマッサージし、さらに歯周ポケット内部を効率よく清掃するために、数々のブラッシング方法が提唱され代表的な物としては歯軸に対して４５度の角度でブラシ毛の先端をポケット内に可及的に挿入し細かく前後運動を繰り返すバス法などが有名である。これらのブラッシングテクニックに対応するためブラシ毛の先端を可及的に細く加工した歯ブラシが開発され、さらにはブラシ部自体を回転可能にしたものなどの製品も開発されている。このように現在までにブラシ毛の形状及び材質、あるいは植毛方向などに検討を加え歯周ポケットに対する清掃操作を効果的なものにしようという試みがなされている。
実開昭５９?４１１２５号公報

しかしながら、前述の如く、バス法などテクニックは、歯ブラシの毛先を歯周ポケット内に正しい角度で挿入できる位置に保持した上でブラシを前後に細かく振動させるという極めて熟練を要する作業が強いられ、同様に回転可能な円柱状に植毛されたブラシ部を備えたブラシを使用するとしても、あるいは、歯ブラシの毛先を細かく振動させるという動作を必要としない電動歯ブラシであろうとも必ずブラシ毛を歯周ポケット内に正しい角度で挿入するという高度なブラッシングテクニックが要求されることは否めない。

本発明は、斯かる実情に鑑み、電動ブラシあるいは一般的な手動ブラシに関わらずブラシの歯面に対する正確な接触角度を意識することなく任意の挿入角度からでも単純な前後運動によって効果的に歯面及び歯周ポケット内を清掃可能とする放射状ブラシを提供しようとするものである。

本発明は放射状ブラシにかかるものである。上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、第１の発明は、長尺繊維を短繊維状に切断して束ねた多数の短繊維からなる繊維束を作成し、この繊維束の長軸方向の一端側を溶融、圧縮、融着することによって、繊維は変形し繊維束の繊維間の空隙は消失すると供に溶融された繊維は圧縮変形し繊維束断面積を減少させながら溶着し一体化される。この時、溶融、圧縮、融着された一端側の繊維束間空隙は消失し、更に溶融された繊維維自体も圧縮変形し断面積を減少させるので、一端側繊維束断面積と自由端繊維束断面積間に差異が生じ、一端側直近の自由端繊維束は押し広げられて放射状に拡散される。一端側溶融、圧縮、融着直近部分の状態をさらに詳しく観察すると、溶融された繊維束は圧縮によって押し出されることによって容易に変形可能となっているため同部で破断されることは無く自由端は放射状に分散配列され、溶融、圧縮、融着された一端側は完全に溶融溶着し一体化される。この際に繊維束を溶融、溶着する手段としては、後述の超音波溶着ホーンによる樹脂の摩擦熱を利用する方法だけではなく、冶具本体を電熱ヒーター、あるいは電磁誘導等各種熱源によって加熱する方法をとっても良く、実際の製造工程では、冶具と樹脂繊維の離型を良くするために冶具表面をフッ素樹脂加工など施して成型後一体化した繊維束の取り出しを良好にする手立てを講じることは言うまでもない。
更に拡散展開角度を増大或いは減少させるためには、構成する繊維の断面積を溶融、圧縮、融着する一端側と自由端で太さに差異を持たせても良い。この場合、仮に溶融、圧縮、融着する一端側を自由端に比較して断面積の少ない繊維で構成すれば、一端側繊維間空隙の消失と繊維の変形による断面積の縮小によって、より繊維束の断面積の差異は大きなものとなるので自由端の展開角度も大きくなり、逆にすれば自由端の展開の程度は少なくなるが、繊維の両端に断面積の少ない物を使用すればブラシは広角展開するとともに毛先がしなやかなブラシを形成することが可能となる。

この第１の発明の工程は、目的とする溶融、圧縮、融着繊維束断面形状の略中心点を通過する２等分線と、溶融、圧縮、融着繊維束断面形状外形線接点から平行な方向に端が開放された開口部を設けた繊維束の溶融、溶着部分の長さと同等の厚みを持った板状の受冶具に、圧縮、溶融によって変形される量を見込んだ任意の本数の繊維束の一端を挿入セットし、前記板状の受冶具の開口部の開放端に装着した前記開口部と同一の幅径および厚径で、その開口部基底部断面形状と点対称の形状を成す超音波溶着ホーンを内蔵する圧縮冶具を繊維束方向に圧縮しながら超音波を発信するか、加熱した受け冶具と圧縮冶具で繊維束を圧縮、溶融、融着することによって繊維束は溶融、溶着され受冶具と圧縮冶具によって溶融、圧縮、融着され、一端側繊維束断面積と自由端繊維束断面積間に差異が生じ、一端側直近の自由端繊維束は押し広げられ自由端全体の繊維束は放射状に拡散するものである。この受冶具は開口部反対側が開口している形状であっても良く、この場合は放射状ブラシ成型後に繊維束溶着部で切断することになる。
第２の発明では、この受冶具直近の繊維束部分が溶融圧縮によって押し出され容易に変形可能な状態にある工程時に、自由端側より前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて繊維束が部位的に任意の密度、あるいは均等な密度を以て放射状に広がるように、拡散した繊維束長軸に対して所定の角度を以て板状の拡散冶具あるいは渦巻き状の拡散冶具を回圧させながら圧接することによって溶融部の繊維束が冷却硬化する前にヒートセットし、自由端側繊維束の表面密度を自在に調節すると共に、長軸方向に対する自由端繊維束の方向を任意の角度に成形することを可能とした物である。この工程を繊維束形成後に拡散冶具を用いて任意の拡散形状となるように繊維束形状を整えながらヒートセットすれば、繊維は放物線状の湾曲した形状変形することも可能となる。
第３の発明によれば、この放射状ブラシを構成する繊維束の繊維の構成は全てが同じ形状や材質である必要はなく、放射状ブラシを構成するブラシ毛の部位によって、単一の材質においてはブラシ毛の断面積直径を変化させることや、部位によって異なった機械的性質をもった樹脂によって構成すれば、１個の放射状ブラシの中に部位によって硬度に変化を持たせることが可能となり使用目的に応じた性能を発揮することが可能となり、加えて視覚的な効果を出すために色調に変化を持せた物である。
第４の発明は、第１の発明では、単一材料からなる繊維で構成した繊維束を、芯部と鞘部で溶融温度の異なる芯鞘構造で、鞘部を芯部に比較してより溶融点の低い熱可塑性樹脂繊維で構成することによって、鞘部の熱可塑性樹脂繊維は、一端側を溶融、圧縮、融着する工程で芯部の熱可塑性樹脂繊維の形状を保ちながら均一に溶融溶着し一体化した物である。また、溶融、圧縮、融着成形後の繊維１本１本の断面形状は芯部の形状を保っているので部位的な差異がなく、繊維束を構成する繊維に均質な断面形状を保つことを可能とした物である。

第５の発明は、繊維束を構成する繊維にらせん形状あるいは波形状のクリンプ加工を施した繊維で構成された繊維束を使用することによって、非溶融、非圧縮、非融着側にボリュームを持たせることによってより大きな拡散を可能としたものである。
第６の発明は、第１の発明に示す放射状ブラシを構成する繊維束をより被圧縮性の高い熱可塑性樹脂の不織布あるいは多孔体のリボンで構成し、一端側を溶融、圧縮、融着することによって、不織布あるいは多孔体のリボンは変形するが、これらの材料は高い非圧縮性を備えているため溶融、圧縮、融着される一端側と自由端の繊維束断面積との間にはよりに大きな差異が生じるために自由端の繊維束は緊密に放射状に拡散され自由端の密度をより一層上げることを可能とした物である。

第７の発明は、第１の発明、第２の発明，第３の発明、第４の発明、第５の発明あるいは第６の発明の繊維束を溶融、圧縮、融着する際に、固定式あるいは回転自在の固定パーツをインサート成型するか、溶融、圧縮、融着することによって一体化された一端固定端側を、溶着あるいは接着などの方法で樹脂の柄に取り付け、繊維束の略中心長軸方向を回転軸とするように樹脂の柄に回転自在に取り付けるか、或いは電動ブラシの駆動軸の先端に固定した放射状ブラシである。

第８の発明は、第１の発明では受冶具の片側に配置されていた繊維束自由端を、受冶具開口部両側に略等長となる位置に配置し、受冶具の圧縮冶具で溶融、圧縮、融着すると受冶具内の繊維束は溶融、圧縮、融着するために繊維束断面積は縮小し、溶融した繊維は押し出されるとともに、繊維束自由端断面積と受冶具内の繊維束の断面積に差異が発生し放射状に展開する。この時さらに繊維束が冷却硬化する前に前記繊維束の両端側にある自由端を前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて放射状あるいは渦巻き状拡散冶具を回転移動させ、前記自由端繊維束に押しつけることによって両側自由端繊維束を受冶具と圧縮冶具直近の軟化した部位で変形させ、自由端繊維束を任意の方向と角度に拡散することによって均一で偏りの無い放射状の繊維束を持った放射状ブラシである。

第９の発明は、第１の発明、第２の発明、第３の発明、第４の発明、第５の発明、第６の発明及びに第８の発明によって製作された放射状ブラシの略中心位置を保持して軸方向に回転させることによって固定式のカッターを用いてトリミングするか、あるいは略中心位置で固定した放射状ブラシを回転式カッターを用いて自由端の繊維束先端をトリミングすることにより半球形状（きのこ形状）、球面形状、あるいは異形ドーム形状など任意の形状に成形し、加えて前記固定式のカッターあるいは回転式カッター外形を形づくる刃を波形とすることによって、それぞれ半球形状（きのこ形状）、球面形状、あるいは異形ドーム形状など放射状ブラシの表面形状を鋸歯状断面となるように繊維束の自由端側をトリミングした放射状ブラシである。

第１０の発明は、第１の発明及び第７の発明と同様に受冶具と超音波融着ホーンを内蔵した圧縮冶具によって、圧縮、溶融、融着するか、あるいは、加熱した受け冶具と圧縮冶具で繊維束を圧縮、溶融、融着することによって放射状に展開する自由端繊維束に対して、最終的に目的とする繊維束の配列方向と配列密度が形成できるような方向から熱風、冷風あるいは常温の気体を吹き付け自由端繊維束を任意の方向と角度に拡散することによって均一で偏りの無い放射状の繊維束を持った放射状ブラシである。

第１１の発明は、第８の発明に記載の両側放射状ブラシの繊維束中央繊維軸方向あるいは軸方向に対して垂直方向の繊維束略中央位置に穿孔し、この穿孔した孔に軸を通して固定又は回転自在に軸支或いは電動ブラシの駆動軸に固定したことを特徴とする放射状ブラシ、又は、前記圧縮溶着によって一体化した部位自体を軸とするように、受け冶具開口部内面形状を円筒形或いは前記円筒形状に保持形態を付与することによって、前記円筒形状部分を軸として柄に固定又は回転自在に軸支するか、或いは電動ブラシの駆動軸に固定したことを特徴とする放射状ブラシである。
第１２の発明は、１，３，４，５、６の発明に記載の長尺繊維の繊維束外側を熱収縮性を有するシュリンクフィルムなどの樹脂フィルムを用いて任意の太さの繊維束となるように固定一体化し、この繊維束を圧縮冶具を用いて圧縮すると同時に、ヒーターあるいは超音波融着機、マイクロウェーブなどを用いて節状に溶融、溶着した後に、樹脂フィルムを剥離し非融着部分の繊維を開放するとともに各融着部分直近あるいは隔節間隔で切断し、前記繊維束の非融着部分繊維を放射状あるいは球状に拡散したことを特徴とする放射状ブラシである。

本発明に係る放射状ブラシの製造方法および特徴構成によれば以下のような効果が得られる。第１の発明に示すように、長尺繊維を短繊維状に切断して束ねた多数の短繊維からなる繊維束を作成し、この繊維束の長軸方向の一端側を溶融、圧縮、融着することによって、繊維を圧縮変形させ繊維束間空隙を消失させると供に、溶融された繊維が圧縮変形することにより受け冶具の外側に押し出されながら繊維束断面積を減少させ溶着し一体化する物である。このとき溶融、圧縮、融着された一端側の繊維束断面積と自由端の繊維束断面積との間に差異が生じるために自由端の繊維束は放射状に拡散し、自由端は放射状に分散配列され、溶融、圧縮、融着された一端側は完全に溶融溶着し一体化される。一端側溶融、圧縮、融着直近部分では溶融された繊維束は圧縮によって押し出され容易に変形可能となっているため同部で破断されることはない。

この構成によれば、従来の金属平線あるいは丸線などを使用して樹脂に多数の毛を植設する作業を行う代わりに、束ねた繊維束を溶融、圧縮、融着することによって機械的に成形し、全体のブラシを成す繊維束は純粋に繊維のみで構成されているので、高密度でありながらその形状は半球放射状に展開した刷毛を効率よく形成可能であり、しかも繊維束を構成する短繊維の数を高めるか、繊維束を構成する繊維の断面積に差異を持たせることによって、成形された回転ブラシの刷毛密度を十分に高いものにできる。

また、この時用いる繊維束を構成する繊維の断面積を溶融、圧縮、融着する一端側と自由端とで太さに差異を持たせることによって、仮に溶融、圧縮、融着する一端側を自由端に比較して断面積の少ない繊維で構成すれば、より拡大された繊維束の断面積の差異によって自由端の展開の程度は大となる。同様に繊維束を構成する繊維は単一の太さのものではなく自由端側と一端側の断面積が異なった物でもよく、例えば繊維束の一端側と自由端側の断面積を部位によって太さの異なる形状の繊維とすれば、一端側繊維間空隙の消失と繊維の変形による断面積の縮小によって、繊維束全体としての一端側の繊維束断面積と自由端の繊維束断面積との差異はより大きな物になり、溶融、圧縮、融着されることのない自由端側はより広角に展開することとなる。

加えて、受け冶具と圧縮冶具の繊維束自由端側部にベベル形状を付与することによって、特に溶融、圧縮、融着によって断面積を縮小した受け冶具及び圧接冶具の辺縁の繊維の断裂を防止するとともに、自由端のよりスムーズな拡散展開を可能とする。この様な受け冶具及び圧接冶具の開口部辺縁形状は、放射状ぶらし全体の形状及び融着一体化される一端側の形状を自在に成型することを可能とし、開口部をベベル状に拡径することによってさらに繊維束自由端はより広角なドーム状に拡散することになるし、受け冶具の繊維束自由端側部の形状を扇形に拡径すればイチョウの葉のような形状に自由端は拡散し、扇形状を直角に十字方向に組み合わせれば自由端繊維束長軸方向からみて繊維束自由端は十字型に拡散配列され、その他各種開口部及び開口部辺縁形状を付与することによって任意の形状を自由端側に与えることが可能となる。この際、一端側の融着一体化される開口部内周に保持形態や回転防止のスリーブ形状を付与することによって、柄や電動器具の駆動軸に対する放射状ブラシの有効な取り付け手段として利用可能とすることができる。

この第１の発明によって、圧縮、溶融によって変形される量を見込んだ任意の本数の繊維束を繊維束の溶融、溶着部分の長さと同等の厚みを持った板状の受冶具の開口部に一端を挿入セットし、受冶具の開口部の開放端に装着した圧縮冶具を繊維束方向に圧縮しながら圧縮冶具内部に装着した超音波溶着ホーンを発信することによって繊維束は溶融、圧縮、融着され、自由端の繊維束断面積との間に差異が生じるために自由端の繊維束は放射状に拡散される。この際、繊維束の口径が比較的大きく樹脂の摩擦熱を利用する方法では十分な繊維束の溶融、溶着が困難である場合は、冶具本体を電熱ヒーター、あるいは電磁誘導等各種熱源によって加熱する方法が好ましい。この際実際の製造工程では、冶具と樹脂繊維の離型を良くするために冶具表面をフッ素樹脂加工など施して溶融、溶着成型後一体化した繊維束の取り出しを良好にする手立てを講じると良い。さらに繊維の展開形状のコントロールと、抜けを防止、また、ブラシ自体を樹脂インサートなどの方法で器具に装着する目的で、リング状の金属を繊維束の溶融、溶着部分の周囲に配置して溶融融着時、あるいは溶融融着後にかしめてやればよりいっそう強固なブラシを作ることができる。かしめを行うリング状の金属は、目的とする加工工程にしたがって金属リング自体を加熱しながらかしめるか、あるいは常温でかしめる場合が考慮される。ブラシ本体を樹脂にインサートなどで装着する目的で金属リングを装着する場合は、あらかじめリング端を相応する形状に成形しておくことは言うまでもない。
この前記繊維束成形工程を行う際に、第２の発明に示すように、繊維束の溶融、圧縮、融着する工程の中で繊維束の受冶具直近部分は圧縮により押し出され容易に変形可能な状態であり、この時点で繊維束自由端を板状あるいは渦巻き状の拡散冶具を回転しながら圧接することによって、自由端繊維束を略中心位置から周辺に向けて繊維束先端部分が放射状に均一に広がるので、自由端側繊維束の表面密度を自在に調節、あるいは長軸方向に対する自由端繊維束の方向を任意の方向自在に成形することが可能となり、１方向のみならず１８０度どのような方向からでも清掃対象に的確に接触し清掃することができる均一な密度を持ったブラシを提供可能となる。当然、繊維束の１本１本の繊維の曲げ角度は、繊維束を構成する繊維自体の弾性に従って、前記記載の拡散冶具を繊維に接触させる位置によって自在に変化させることが可能であることは言うまでもない。

第３の発明によれば、第１の発明及び第２の発明で繊維束が放射状に均等に配列形成された放射状ブラシを実際に使用する場合、清掃対象部位と放射状ブラシの接触角度や接触頻度によって部分的に消耗やへたりに差異が生じることが生じたり、あるいは接触応力によって過度な変形を起こし目的部位にうまく到達不可能となることが考えられるが、清掃対象の形状や、放射状ブラシの接触角度あるいは放射状ブラシ完成時の移動方向を考慮して、繊維束の繊維を成形後の放射状ブラシを構成する部位に従って繊維束の繊維を単一の材質の樹脂で構成する場合は、ブラシ毛の断面積直径を部分的に変化させるか、部分的に異なった機械的性質をもった樹脂によって構成すれば、１個の放射状ブラシの中に部位によってコシのある部分とソフト部分を与えることが可能となり、コシのある機械的に変形の少ないブラシ部分を意図的に陥凹部などに容易に到達させると同時に、歯牙に当たる部分は硬めの繊維を用い、歯肉に接触する部分が柔らかめの繊維を用いれば使用感が向上し、放射状ブラシの繊維が擦れる頻度の高い部分に耐摩耗性の高い繊維を配置することによって、使用感を損なうことなくより耐久性の高い放射状ブラシを提供することが可能となる。また、ブラシの略長軸方向中心部に任意の太さを持ったコシのある繊維を配置してやれば歯間部を清掃するような場合、前記中心部に設置したコシのある繊維が歯間部挿入時にガイドの役目をして的確に挿入可能となり、電動で回転する器具に前記ブラシを挿入する場合は、周囲のブラシの回転摩擦抵抗によってブラシが蛇行してぶれることを防止する。この時中心部に設置するコシのある繊維の先端を丸めておいてやれば歯肉などにヒットした場合も傷つけることがなく安全である。また、繊維の配列位置あるいは繊維の色を変更し、カラーコード化することによってブラシの種類を容易に見分けることが可能となるばかりか、視覚的にも美しい製品を作り上げることができる。このカラーコード化した繊維の配列位置は同心円状、放射状あるいはランダムに染色した繊維を配置することができる。

第４の発明によれば、第１の発明では、単一材料からなる繊維で構成した繊維束を、芯部と鞘部で溶融温度の異なる芯鞘構造の熱可塑性樹脂で構成しているので、放射状ブラシを作成する工程で一端側を溶融、圧縮、融着する際に鞘部は芯部に比較してより低い溶融点で溶融されると同時に圧縮、融着することになるので、芯部の熱可塑性樹脂繊維は繊維の断面形状を保ちながら外周の鞘部のみ均一に溶融溶着し一体化される。この際、溶融、圧縮、融着成形後の繊維は、１本１本の断面形状は芯部の形状を保っているので繊維束を構成する繊維は部位的な差異がなく均質な断面形状を保つことが可能となり、さらに、溶融融着温度を正確にコントロールすることによって、芯部の熱可塑性樹脂も適度に軟化し断面形状を保ったまま変形させる可能である。また、芯部と鞘部の溶融点の差をより大きな物にすれば、加熱による芯部の熱可塑性樹脂繊維の物性に与える影響を最小限にとどめることになる。

第５の発明によれば繊維束を構成する繊維がらせん状あるいは波状にクリンプ加工されているので一端側を溶融、圧縮、融着することによって他端自由側は個々の繊維が干渉し反発する為に、丁度人間の頭にパーマネントをかけたアフロヘアーの様にボリュームが増大し凡天状に大きく展開拡散をすることになる。また特にクリンプ加工の度合いの大きな繊維を用いた場合は、繊維束の横方向の溶融による繊維の断面積を減少させるための圧縮を加えなくても、繊維束一端の個々の繊維を密着させるように束ね、前記繊維束小口を溶融融着することで十分な拡散を得ることが可能である。この場合には、繊維束の溶融融着範囲は最小限とすることが可能となるので、量産スピードの向上に寄与し生産効率を向上させることが可能となる。
第６の発明によれば、放射状ブラシを構成する繊維束は、熱可塑性樹脂の不織布あるいは多孔体のリボンで構成されているので、第１の発明及び第２の発明で示した繊維束を構成する繊維に比べて圧縮性が高い材料であり、圧縮による変形量も多いので、より溶融、圧縮、融着部分と自由端の断面積の差異は大となるために自由端はさらに展開されると供に自由端の繊維束密度を上げた放射状ブラシを提供可能となる。不織布を用いる場合は、バインダーを介して研磨塗粒を含ませることにより研磨効果の高い放射状ブラシを提供可能となり、また多孔体のリボンではその素材が有する気孔が機械的摩擦力を発揮して清掃表面の付着した汚れを掻き出すことになるので清掃効果の高い放射状ブラシを提供できる。

第７の発明によれば、第１の発明、第２の発明，第３の発明、第４の発明、第５の発明あるいは第６の発明によって、自在に半球形状（きのこ形状）、球面形状、あるいは異形ドーム形状、円錐形状、円柱形状などの形状が再現された放射状ブラシの一体化された固定端側を樹脂の柄に溶着あるいは接着などの方法で取り付けることによって、放射状ブラシを口腔内に挿入して目的の部位に到達させ清掃することが可能となる。また、繊維束を溶融、圧縮、融着する際に、固定式あるいは回転自在の金属などで構成された固定パーツ４７をインサート成型すれば固定パーツと一体化されたブラシを容易に生産することが可能となる。この固定パーツ４７は、放射状ブラシを着脱可能なパーツとして取り扱うことを可能とするので、この固定パーツ４７部によって着脱可能な放射状ブラシを回転或いは振動する電動ブラシの駆動軸の先端に固定してやれば、清掃部位の目的にあった形状のブラシによりより効果的なブラッシングが可能となる。さらにこの放射状ブラシの一体化された固定端側の繊維束の略中心長軸方向を回転軸とするか、前記長軸方向に対して垂直あるいは任意の角度を以って軸通の上、樹脂の柄に取り付ければ柄それぞれの任意の方向に回転自在の柄付き放射状ブラシを作成することが可能となる。このブラシの取り付け軸の回転抵抗を任意に調節してやることにより、口腔清掃を行う際に柄に対して放射状ブラシが歯面あるいは歯肉に押しつけられる力と回転軸に対して垂直な前後運動による放射状ブラシの回転により発生する応力に応じて適度な回転を与え、常に適度な清掃運動方向の動機付けに役立つばかりか、常に適切な圧力で歯面あるいは歯肉をマッサージしながら清掃可能となるので歯肉を傷つけることも無く、加えて回転によって常に新鮮なブラシ面が清掃部位に接触することになるので清掃効率を向上させることが可能となる。

第８の発明によれば、第１の発明では受冶具の片側に配置されていた繊維束自由端を、受冶具開口部両側に略等長となるように配置し、第１の発明と同様に受冶具と超音波融着ホーンを内蔵した圧縮冶具によって、圧縮、溶融、融着するかあるいは、加熱した受け冶具と圧縮冶具で繊維束を圧縮、溶融、融着すると冶具内の繊維束は繊維束断面積が縮小され溶融した繊維は冶具の両側に押し出される。これによって両側の自由端の繊維束は第１の発明と同様に冶具の両側に放射状に展開する。つまり第１の発明では片側に半球ドーム状に広がった繊維束を冶具の両側に再現することが可能となるので溶融、圧縮、融着部位を中心として球形の全面にブラシ毛を持つ球形状のブラシを形成する。この時さらに繊維束が冷却硬化する前に前記繊維束の両端側にある自由端を前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて放射状あるいは渦巻き状拡散冶具を回転移動させ、両側自由端繊維束を受冶具と圧縮冶具直近の軟化した部位の変形をコントロールすることによって、自由端繊維束を任意の方向と角度に拡散することも可能であり、使用目的や部位に従って任意のブラシ毛密度を与えたり、全体的に均一で偏りのない、全面に均等放射状のブラシ毛を持った放射状ブラシを成形することが可能となる。
第９の発明によれば、第１の発明、第２の発明、第３の発明、第４の発明、第５の発明及び第６の発明によって製作された放射状ブラシの溶融、圧縮、融着部分略中心位置を保持して長軸方向を回転中心として回転し、この回転軸に対して一定の角度を持った固定式のカッターを圧接するか、あるいは目的とする形状の刃内を内面に備える回転式カッターを用いて自由端の繊維束先端をトリミングすることにより半球形状（きのこ形状）、球面形状、砲弾型あるいは異形ドーム形状、円錐形状、円柱形状など目的とする清掃部位に応じて任意の形状に成形することが可能となる。このように成形された全天１８０度清掃能力のある放射状ブラシは、溝やくぼみ、あるいは歯周ポケットや歯間鼓形空隙などの一般の歯ブラシでは到達しにくい部位まで清掃可能なブラシ形状を再現することができる。
また、第８の発明のような両側に放射状ブラシを持つ物に対しても、前述の固定式カッターあるいは回転式カッターを用いてそれぞれ両側の放射状ブラシをトリミングすれば、前述のきのこ形状、あるいは異形ドーム形状、円錐形状、円柱形状など各種形状を両側に持ち、しかも全面をブラシで覆われた放射状ブラシを提供することが可能となり、歯間空隙部や裂溝などによく適合した清掃能率の高いブラシを提供できる。特に、両側の放射状ブラシを対称に半球状にトリミングすれば真球面形状の放射状ブラシが成形可能となる。

第１０の発明によれば、第２の発明及び第８の発明は拡散冶具を用いてブラシ毛を均等配置した物であるが、この工程を繊維束が溶融、圧縮、融着される時に熱風、冷風あるいは常温の気体を吹き付けることによって自由端繊維束を任意の方向と角度に拡散ヒートセットし、目的とする繊維束の配列方向と配列密度となるように形成した物である。この工程を繊維束の溶融と同時から溶融後までのそれぞれの段階における最適なタイミングでブロー処理を行うことによって、あるいはまた、ピンポイントで任意の部位に気体を吹き付けることによって、自由端繊維束繊維の形状を、放射状ブラシを構成するそれぞれの任意の部位を、直毛だけではなく湾曲したブラシ毛で構成することも可能となる。また前記冷風あるいは常温の気体を用いた場合は、溶融された繊維束が冷却されるまでの自然放冷に比較して冷却時間を短縮できるので放射状ブラシの生産効率を向上させることができる。
第１１の発明によれば、第８の発明に記載の溶融、圧縮、融着部位を中心として球形の全面に放射状ブラシ毛を持つ球形状のブラシの繊維束略中心位置を樹脂の柄に溶着あるいは接着などの方法で取り付けることによって、両側に放射状ブラシを対称に持つ球形のブラシを口腔内に挿入して目的の部位に到達させ清掃することが可能となる。同じような方法でこの両側に放射状ブラシを対称に持つ放射状ブラシの溶着された中心部位で回転或いは振動する電動ブラシの駆動軸の先端に固定してやれば、３６０度全面にブラシ毛を持つブラシによって、挿入方向や保持角度に左右されることなくブラシ毛が清掃部位にあたることになるので常に効果的なブラッシングが可能となる。さらにこのブラシの一体化された融着固定部を軸として樹脂の柄に取り付ければ、柄に対する取り付け角度に従ってそれぞれの方向に回転自在の柄付き放射状ブラシを作成することが可能となる。このブラシと軸受の回転抵抗を任意に調節してやることにより、柄を操作して口腔清掃を行う際に、適度な圧力で回転抵抗が与えられた放射状ブラシは、歯面あるいは歯肉に正しい圧力で接触しながら回転し、正しい清掃運動方向に操作された場合のみ放射状ブラシが歯面或いは歯肉に押しつけられる応力に従って適切な回転を発生し、常に適切な圧力で歯面あるいは歯肉をマッサージしながら清掃可能となる。これによって歯肉を傷つけることを防止するばかりではなく、正確なブラッシング方法の指導にも役立ち、加えて回転によって常に新鮮なブラシ面が清掃部位に接触することになるのでブラシの清掃効率を向上させることが可能となる。
また、この全面にブラシ毛を有する放射状ブラシ略中心位置を電動ブラシに装着して回転運動、反復回転運動或いは音波、超音波振動を与えればより効率的な清掃作業が可能となる。口腔内の清掃ばかりではなく、その他この種の清掃対象面に対する接触方向に規制の無い全面放射状ブラシは、特に凹凸のある部分清掃に有用であり、例に挙げれば鏡の二次元画像を見ながら顔面の洗顔及びマッサージを行う場合、皮膚表面に対して常にブラシ毛が垂直に接する部分が存在するため、ブラシが肌に適度な圧力で接触している感覚のみに頼って単純にブラシを目的の場所にマッサージしながら移動させるだけでブラシ毛先端が毛穴などの微細な凹凸に侵入し清掃能力を向上することになる。この場合、さらに電動ブラシとして、バイブレーション、音波、或いは超音波振動を球面形状の放射状ブラシに与えることにより更にその効果は高まることは言うまでもない。
ところで、本発明に使用する繊維は非常に細く生産工程においてその取り扱いに苦慮するものであるが、回避方法の例としては、個別に放射状のブラシを作成する場合は、繊維束小口の一端を仮融着することによって繊維のバラけを防止することによって取り扱いを容易にする方法か、あるいは放射状ブラシを連続的に作成する場合においては第１２の発明のように１，３，４，５、６の発明に記載の長尺繊維の繊維束外側を熱収縮性のあるシュリンクフィルムを用いて任意の太さの繊維束となるように固定一体化することによって一塊として取り扱うことができるので非常に便利である。このシュリンクフィルムによって棒状に一体化した繊維束の任意の位置を圧縮冶具を用いて圧縮すると同時に一端を切断すると同時にヒーターなどの熱源あるいは超音波融着機、マイクロウェーブなどを用いて節状に溶融、溶着し、他端の非融着部分の繊維束を被覆するシュリンクフィルムを剥離し繊維を開放することによって放射状ブラシを形成することが可能となる。またシュリンクフィルムで被覆された繊維束の切断位置を節部を形成するが圧縮、溶融、融着部位の両端の任意の位置に設定し、両端の非融着部分の繊維束を被覆するシュリンクフィルムを剥離し繊維を開放することによって球状のブラシを簡単に量産することが可能となる。

このように上記発明によれば、使用目的に応じて種々の形態に放射状ブラシを製造することが可能であり歯科口腔形成用品のみならず、化粧品の塗布器具や洗顔ブラシとして、あるいは一般工業会に於いては清掃研磨器具として広い用途に利用可能であるばかりか、球面状のブラシ毛形態を再現しようとする場合に従来の植毛ブラシに比較してはるかにブラシ毛密度の高いブラシを提供できる。

本発明の一実施形態に係る受冶具と超音波溶着ホーンを内蔵する圧縮冶具で構成される開口部に繊維束の一端を挿入セットした状態を示す斜視図本発明の一実施形態に係る受冶具と超音波溶着ホーンを内蔵する圧縮冶具で開口部繊維束を溶融、圧縮、融着し、自由把持繊維束繊維を展開拡散した状態を示す斜視図本発明の一実施形態に係るベベル辺縁を持つ十字配列放射状ブラシAと扇方配列放射状ブラシBの開口部形状と、繊維束自由端十字型拡散配列放射状ブラシの受冶具と超音波溶着ホーンを内蔵する圧縮冶具形状Cと、前記冶具により展開拡散した十字型拡散配列した放射状ブラシD製造工程を示す斜視図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシ拡散冶具による繊維束拡散工程を示す斜視図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシによる口腔清掃状況を示す断面図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシのシリンダー型トリムカッターによるトリミング工程を示す概略説明図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシの曲線トリムカッターによるトリミング工程を示す概略説明図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシの鋸歯状トリムカッターによるトリミング工程を示す概略説明図本発明の一実施形態に係るガイド軸を利用して歯間部に砲弾型放射状ブラシを挿入し、前記砲弾型放射状ブラシを使用して歯間部清掃状況を示す概略説明図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシを柄に装着した状態を示す側面図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシを電動器具に装着した状態を示す側面図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシを両側に備える球形ブラシの製造工程を示す断面図本発明の一実施形態に係る歯放射状ブラシのエアーブロウによる繊維束拡散工程を示す斜視図本発明の一実施形態に係る放射状ブラシを両側に備える球形ブラシを柄に装着する状況を示す斜視図本発明の放射状ブラシをシュリンクフィルムを用いて量産するための生産工程を示す工程図本発明の砲弾型放射状ブラシをシュリンクフィルムを用いて量産するための生産工程を示す図

符号の説明

１繊維束、２短尺繊維、３受け冶具、４圧縮冶具、５平行スライドガイド、６開口部、７放射状ブラシ、８歯周ポケット、９歯牙、１０歯牙支持組織、１１シリンダー型トリムカッター、１２刃、１３回転軸、１４シリンダー型放射状ブラシ、１５曲線トリムカッター、１６砲弾型放射状ブラシ、１７歯間鼓形空隙、１８歯牙断面、１９半球形放射状ブラシ、２０リップガード、２１柄、
２２ブラシ回転軸、２３ノズル、２４スイッチ、２５本体、２６エアー吹き出しノズル、２７制御フラップ、２８支持ピン、２９球形放射状ブラシ、３０鋸歯状トリムカッター、３１超音波振動子、３２拡散レイキ、３３鋸歯状表面形状の砲弾型放射状ブラシ、３５保持形態、３６ガイド軸繊維、３７かしめ金属リング
３８かしめ金属リング保持部、３９シュリンクフィルム、４０チャック、４１切断カッター、４２シュリンクフィルム外周カッター、４３繊維束圧縮融着部、４４シュリンクフィルムカッター、４５シュリンクフィルムカットライン、４６砲弾形状トリムカッター、４７固定パーツ

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１〜図１４は、発明を実施する形態の一例であって、図中、図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図に示す従来のものと同様であるが、本図示例の放射状ブラシの基本的な特徴とするところは、繊維束長軸方向の一端側を溶融、圧縮、融着することによって、繊維束を圧縮変形し、繊維束の繊維間空隙を消失し溶着し一体化する。このとき溶融、圧縮、融着された一端側の繊維束断面積と自由端の繊維束断面積の差異によって自由端の繊維束を放射状に拡散した点にある。図１示すように、０．１〜０．２ｍｍ径程度のナイロン６１２製長尺繊維をカッターにより、用途に応じた所定長さ、例えば口腔内で使用する歯ブラシ用であれば１０ｍｍ程度の短繊維２状に切断し、これを目的とするブラシ密度に応じて約３００から１０００本程度束ねて繊維束１を形成する。得られた繊維束１の長さ方向を上下にして、受け冶具３と圧縮冶具４で形成された冶具開口部６内の所定位置まで挿入するとともにスライドガイド５によって平行にスライドする圧縮冶具４で繊維束１を緊密に保持する。この工程における短尺繊維の供給手段を自動機で行う場合は、予め束ねて送り込む複数本の長尺繊維を冶具挿入時に用途に応じた所定長さの短繊維に切断して繊維束１を形成するようにしてもよい。ここで中心部に超音波振動子３１が埋設されると共にスライドガイド５を備える圧縮冶具４を、前記スライドガイド５の規制によって受け冶具３方向に平行に移動させながら超音波振動子３１を発振させ、繊維束１を受け冶具３と圧縮冶具４で形成された最終目的とする任意の形状に溶融、圧縮、融着する。この一連の工程によって、受け冶具３と圧縮冶具４で形成する冶具開口部６内の繊維束１は繊維束断面積を減少させることになるが、軟化された繊維はさらに継続的な圧縮によって受け冶具３および圧縮冶具４の外側に流出し、更に繊維束断面積を減少し溶融、圧縮、融着された一端側と自由端の繊維束断面積との間に差異が生じるために図２に示すように、自由端の繊維束は放射状に拡散される。放射状ブラシの繊維密度を上げるために大量の繊維を繊維束にして圧縮する場合は、前記圧縮溶融融着の工程を２回に分けて行うことになる。つまり第１回目の圧縮溶融融着作業でオーバル型の成型を行い、その形状を保持したまま前記２回目の圧縮溶融融着方向に対して直交する方向から２回目の圧縮溶融融着工程を行うことによって、繊維束がバラケて押し出され変形することなく繊維束中心に対して同心円状の形態を成型することが可能となる。これらの圧縮溶融融着工程における繊維束拡散の展開角の程度は、超音波振動子３１の発振時間と圧縮冶具４による圧縮時間のタイミングをコントロールすることで調節可能であり、この時圧縮によって押し出される繊維束は流動性を保持しているので容易に変形可能な状態となっている為、移行部において破断されることは無い。また、自由端の拡散は一端側と自由端の繊維の断面積の差異によって生じる物であるので、予め溶融、圧縮、融着する一端側に比較して自由端の断面積を大きな短繊維を用いれば、自由端の展開の程度はより大きくなり、その逆の材料を使用すれば自由端の展開の程度は少なくなる。この際の繊維束の溶融、溶着手段として電熱ヒーター、あるいは電磁誘導等各種熱源によって冶具本体を加熱する方法を利用する場合は、予め冶具本体を加熱した状態で繊維束をプレスし繊維束溶融のタイミングは圧縮スピードと加える圧力及び加熱温度のコントロールによって調整する。このときに加熱された冶具に直接接触する繊維から溶融することになるので、冶具と樹脂繊維の離型を良くするために冶具表面をフッ素樹脂加工など施して成型後一体化した繊維束の取り出しを良好にする手立てを講じると良い。さらに、前記繊維束の圧縮部分周囲に金属のリングを装着した状態で、前記リングを、かしめ圧縮することによって繊維束の応力によって圧縮部分のリバウンドを最小限に抑えるとともに、圧縮部分の形状をより強固に保つことが可能となる。
前述のように自動的に拡散される放射状ブラシの展開方向は、図３に示すように溶融、圧縮、融着する一端側の自由端開口部分の形状によってコントロールすることが可能である。図示例に上げたように、最終圧縮時の開口部形状をAの様に十字型のようにした物では、Cの様に開かれた受け冶具に挿入した繊維束の繊維を溶融、圧縮、融着するとDのように縦状方向からみて十字型の扇形に繊維を展開した放射状ブラシを得ることができる。この時に開口部をBに示すような形状とすれば繊維束は扇形に展開することになり、AおよびBに示すように繊維束展開方向に向けて開口部にラウンドベベル形状を付与することにより、繊維束受け冶具直近の繊維をよりスムーズに展開拡散することが可能となり、同時に一端側繊維の溶融、圧縮による強度の低下と破折を防止することになる。また、受け冶具３と圧縮冶具４で構成される開口部６は、図示例のような自由端と反対側を閉鎖した物と異なり、その一部又は全部を開口してやれば同部から溶融された繊維の圧縮による流出量は減少し自由端繊維束展開拡散量も減少する。
このような製造工程により放射状に自由端を拡散した放射状ブラシが作成可能となるが、図４に示すように受冶具３と圧縮冶具４直近の部分の繊維束が溶融圧縮によって押し出され変形可能な状態にある時に、自由端より前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて繊維束が部位的に任意の密度、あるいは均等な密度を以て放射状に拡散するように、板状あるいは渦巻き状の拡散レイキ３２を拡散レイキ回転軸１３で回転圧接することによって自由端側繊維束の表面密度を自在に調節すると同時に、長軸方向に対する自由端繊維束の方向を任意の方向に成形することが可能となる。この拡散レイキ３２によるブラシの拡散手段によって、放射状ブラシのブラシ毛の密度を均等放射状に構成するか、逆に任意に密度の変化を持たせた放射状ブラシを作成することを可能とするだけでなく、繊維束１を構成する各種機械的性質を持つ構成繊維の材質の応用材料の適用範囲を広げると共に超音波振動子３１の発振時間と圧縮冶具４による圧縮時間のデリケートなタイミンの調整を簡便にするという効果もある。

加えて、繊維束１を受け冶具３と圧縮冶具４で形成された冶具開口部６にセットする際に、放射状ブラシを構成する繊維束１の繊維の構成を、完成した放射状ブラシを構成する繊維の部位を見越して異なった機械的性質をもった樹脂によって構成すれば、１個の放射状ブラシの中に部位によって放射状ブラシ７を構成する繊維の硬さや配色に変化を持たせることが可能となり使用目的および使用方法に応じた性能を発揮することが可能となる。同様に繊維束１の構成を単一の材質とする場合も、その繊維の断面積直径を変化させるか、らせん状あるいは波状にクリンプ加工された繊維束で構成することによって自由端側は個々の繊維が干渉し反発し同様の効果を発揮することになり、繊維束１の繊維を被圧縮性の高い熱可塑性樹脂の不織布あるいは多孔体のリボンで構成することによっても自由端の繊維束密度を自在に変化させると共に大きな拡散展開角度を得ることができる。また、被圧縮性の高い熱可塑性樹脂の不織布あるいは多孔体のリボン、あるいは特にクリンプ加工の度合いの大きな繊維を用いた場合は、単に繊維束を束ねただけで自由端に十分な展開拡散を得ることが可能となるので、繊維束の横方向の溶融による繊維の断面積の圧縮なくして前記繊維束小口を溶融融着することで十分な拡散を得ることが可能であり、生産効率の向上に寄与する。

前記の各工程によって略放射状に繊維束１の繊維は放射状に配列され放射状ブラシ７が形成されるが、このブラシは図５に示すように、一般的な歯ブラシを行う場合と同様に唇側から歯牙長軸方向に対して垂直な方向で適度な圧力で歯面に押しあてて清掃作業を行う場合、柄を持ち替えるなどして意識的にブラシの毛先を歯周ポケット内に挿入させる必要はなく、この放射状ブラシ７では放射状に分散した繊維が歯牙９と歯牙支持組織１０によって構成される歯周ポケット８内に自動的に入り込み清掃作業を完遂する。加えて頬舌面から見て歯列の歯牙９と歯牙支持組織１０移行部の形態（辺縁歯肉の形態）は、円弧が連なった波形をしており、順次各歯牙に押しあてながら清掃作業を行えば前記放射状ブラシ７の形状が歯頸部歯肉の形状と相似形であるために効率よく歯周ポケット８内を清掃することが可能となる。

この放射状ブラシ７は、図６に示すように、刃１２を備えるシリンダー型トリムカッター１１を放射状ブラシ７の略長軸と同一方向から回転軸１３によって回転させながらトリミングすることにより円筒形のシリンダー型放射状ブラシ１４の形状を形成するができる。このシリンダー型トリムカッター１１の形状を各種変更することによって回転軸１３の回転方向軸を中心とした半球形状（きのこ形状）、球面形状、あるいは異形ドーム形状などさまざまな形状の放射状ブラシを作成可能である。この種の代表的なトリミングした放射状ブラシ形状としては、図７に示すような回転軸１３に対して斜め方向の刃１２をもった曲線トリムカッター１５を放射状ブラシ７の略長軸と平行な任意の方向から回転軸１３を回転させながらトリミングすることにより、砲弾型放射状ブラシ１６を形成することができる。このトリミング方法では、放射状ブラシ７の曲線トリムカッター１５と反転する方向に回転させる必要があるが、図６に示した曲線トリムカッター１５と異なり自由端の融着固定側に保持形態のある形状も再現することができる。この砲弾型放射状ブラシ１６の形状は、図９に示すように隣接する歯牙によって歯肉側に形成される歯間鼓形空隙１７に良く適合し両隣在歯を清掃するすると供に、歯間部に頬側或いは舌側から砲弾型放射状ブラシ１６のガイド軸繊維３６を利用すれば容易に歯間部１７に挿入することが可能である。製造方法としては、あらかじめ繊維束の小口を融着したものを作成し、前記繊維束の中央あるいは任意の位置に穴を開け、その穴にガイド軸となる繊維を挿入の上繊維束の任意の位置で周囲から溶融、圧縮、融着することによって中心部にガイド軸を持った放射状ブラシを作成することができる。この場合に単に金属のリングなどによってガイド軸に圧縮固定することも可能である。
また、特に電動器具などの先端にかしめ金属リング３７のかしめ金属リング保持部３８を利用して取り付けて使用する場合は、ガイド軸繊維３６は、回転する砲弾型放射状ブラシ１６変心運動を防止して快適な清掃作業に役立ち、歯間部１７に挿入するだけで、一般の直線状に繊維が配列されたブラシでは清掃困難な両隣在歯と歯間乳頭で構成される歯間鼓形空隙１７のみならず、従来歯間ブラシを使用してのみ清掃可能であった歯間鼓形空隙１７内の歯周ポケット８内にも直接入り込んで自動的に同部の清掃作業を完遂する。さらに、自動的に反転運動する電動ブラシなどにこの砲弾型放射状ブラシ１６を装着してやればより効率的な歯間部清掃が可能となる。

このような各工程によって成形された各種放射状ブラシ７は、図１０に示すように柄２１に取り付けて目的の位置まで容易に到達させることが可能となる。実施例に示す物は、口腔内挿入時に口唇や頬筋をスムーズに排除して抵抗なくローリング、前後、または縦方向に運動させてブラッシング可能なように半球形のリップガード２０を装着した物である。また、柄２１（リップガード２０）と放射状ブラシ７の取付方法は、固定式でもよいが、放射状ブラシ７繊維束の略中心長軸方向を回転軸とするように回転自在に取り付ければ、ブラッシング時の抵抗応力によって自動的に放射状ブラシ７は回転し常に新鮮なブラシ面が清掃部位に接触することになり、この自在回転に取り付けた回転軸にゴム製のオーリングやあるいは永久磁石などを用いて放射状ブラシ７の回転にある程度の回転抵抗を持たせれば、常には固定式の放射状ブラシとして機能している物が、不正な清掃方法による過度な圧力が発生した場合、自動的に回転することによって圧力を分散排除することが可能になり、常に理想的なブラッシング圧で組織に接触することになるので歯肉を傷つけることがない。同様に図１１に示すのは、回転運動を発生する電動歯ブラシの回転軸２２に放射状ブラシ７を繊維束の略中心長軸方向を回転軸とするように装着した物である。これによって回転軸２２を一定方向に回転、あるいは反復回転運動させれば、繊維束の略中心長軸方向を回転軸として放射状ブラシ７は、前記回転運動を継承して効率的なブラッシングが可能となる。その他、機械的な振動、音波あるいは超音波振動を発生する電動歯ブラシ駆動部に取り付けても放射状ブラシ７の形状とあいまって高い清掃能力を発揮する。また特に、電動で駆動する清掃器具に放射状ブラシを取り付けて使用する場合は、コスト面からブラシ部のみ交換可能とする必要がある。このようなブラシを簡便に作成する手だてとして、図５の放射状ブラシに示すように、繊維束を溶融、圧縮、融着する際に、固定式あるいは回転自在の金属などで構成された固定パーツ４７をインサート成型すれば固定パーツ４７と一体化されたブラシを容易に生産することが可能となる。この際には、あらかじめ繊維束の小口を融着してバラけることのない繊維束を造り、繊維束長軸方向に合わせて中心あるいは任意の位置に穴を形成し、前記穴の中に固定パーツ４７をセットした状態で繊維束周囲から圧縮融着してやることによって接着剤を使用することのない固定パーツ付の放射状ブラシを形成することができる。
図１２は、繊維束の溶融、圧縮、融着し一体化した部位を中心点対称として両側に繊維束を拡散展開した放射状ブラシの成形方法を示す断面図である。図１に示された物と同様の構造をもつ受け冶具３と圧縮冶具４によって作られる両側にラウンドベベルの開口部６に繊維束１を挿入し、図１２に示すように、前記受け冶具３方向に、超音波振動子を内蔵する圧縮冶具４を発振させながら繊維束を、溶融、融着するとともに開口部６を圧縮して、両側の繊維束を放射状に展開拡散し中央部を一体化する。前記工程の後、圧縮冶具４を移動させ開口部６を拡大し、繊維束１の繊維の弾力性を利用して一体化した部位を中心点対称として両側に繊維束を拡散展開した放射状ブラシを抜き出すと、略球面形状をした緊密な放射状ブラシを得ることができる。これらの成形段階では、片側に放射状ブラシをもつ物と同様に両側の放射状ブラシのそれぞれの自由端を前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて放射状あるいは渦巻き状の拡散レイキ３２などの拡散冶具を回転移動させ、受け冶具３及び圧縮冶具４で構成される開口部６直近の軟化した部位で変形させることによって、自由端繊維束を任意の方向と角度に拡散することによって、さらに均一で偏りの無い放射状の繊維束を持った放射状ブラシを成形することが可能であることは同様である。
このようにして成形された略球形の球形放射状ブラシ２９は、図１４に示すように、一体化された円筒形の部位を軸として中央部を支持ピン２８で柄２１に回転自在に取り付けることによって全面にブラシ毛を持った柄２１付きブラシを提供可能となる。回転軸及び固定軸の設置方法は図示例に示すものだけではなく、任意の形状に一体化された部位に孔をあけ、前記孔に軸を貫通した上で固定あるいは回転自在に軸支しても良いく、それぞれの取り付け方法に於いて回転抵抗をラバーブッシュの摩擦力や磁気を用いてコントロールすることも可能である。
このブラシは、全面にブラシ毛を持っていることと、一定方向に回転する物であるので皮膚割線に沿って回転させることによって、常に対象に対して垂直に接するブラシ毛が毛穴の中まで入り込むので、洗顔のための補助具として有用である。さらにこの球形放射状ブラシ２９は、放射状ブラシと同様に前述した各種電動ブラシの駆動軸に取り付けてやればさらに高い清掃能力を発揮することが可能となる。
ひるがえって、この放射状ブラシ７の繊維束１の拡散展開手段は、拡散レイキ３２などの拡散冶具以外にも図１３に示すように、気体を吹き付けることによって繊維束を拡散することも可能である。溶融、圧縮、融着によって自動的に拡散展開した自由端繊維束に対し、熱風、冷風あるいは常温の気体をエアー噴出ノズル２６より噴出し、最終的に目的とする繊維束の配列方向と配列密度が形成できるようにエアー噴出ノズル２６内の制御フラップ２７をg方向に移動して噴出エアーの方向をコントロールするとともに、エアー噴出ノズル２６をa方向に移動しながら、放射状ブラシ中央部から辺縁に向けてエアーを吹き付けることによって自由端繊維束を任意の密度、角度、方向及び形状に拡散し、均一で偏りのない放射状を成形する。
以上のように各種形状の放射状ブラシを作成するにあたり本発明に使用する繊維は非常に細く生産工程においてその取り扱いに苦慮するものであるが、この問題を解決するために図１５X-1に示すように、長尺繊維の繊維束１外側を熱収縮性のあるシュリンクフィルム３９を用いて任意の太さの繊維束となるように固定一体化し、このシュリンクフィルム３９によって棒状に一体化した繊維束１の任意の位置を圧縮冶具４を用いて圧縮すると同時にヒーターなどの熱源あるいは超音波融着機、マイクロウェーブなどを用いて節状に溶融、溶着し、X-2に示すようにｇ方向に送り出す。X-3からX-4に示すように順次作り出された節状の繊維束圧縮融着部４３をa-3、a-2,a-1方向にチャック４０で保持すると同時に切断カッター４１で一端を切断し同時に反対側のシュリンクフィルム外周カッター４２でシュリンクフィルム３９のみカットする。X-5からX-6に示すように一端をチャック４０で保持した繊維束１を被覆するシュリンクフィルム３９をシュリンクフィルムカッター４４によってｄ方向にシュリンクフィルムカットライン４５を入れ前記シュリンクフィルム３９を剥離することによって繊維束１はX-7のように非融着部分の繊維束は開放されるので、X-8の工程でチャック４０をb-1,b-2,b-3方向に開放してやれば放射状ブラシ７は落下し生産効率の高い放射状ブラシを形成することが可能となる。また両側に放射状のブラシを有する球状ブラシを制作する場合はチャック４０の保持部分両側にシュリンクフィルムカッター４４を設置し、同様にシュリンクフィルムカッター４４装置でチャック４０両側のシュリンクフィルム３９にシュリンクフィルムカッターライン４５を入れてシュリンクフィルム３９を剥離してやれば球状のブラシを作成することが可能となる。
この方法を用いて図１５のX-4工程以降を図１６に示すような工程を採り入れれば砲弾型の放射状ブラシを作成することも可能である。図１６のY-1に示すようにチャック４０で一端が切断され他端のシュリンクフィルム３９のみがシュリンクフィルム外周カッター４２によって切断されているので、Y-2に示すように砲弾形状トリムカッター４６を回転させながら方向に移動しシュリンクエルム３９を繊維束１の先端部分から削ぎとるように剥離すると繊維束１は展開するとともに外周のシュリンクフィルム３９の圧縮から開放されるので徐々に展開しトリムカッターの形状と一致した放射状のブラシを形成する。Y-4に示すように砲弾型トリムカッター４６をd方向に戻しチャック４０をb-1,b-2,b-3に開放することによって砲弾型ブラシ１６は落下する。

最後に前述のそれぞれの外形をもつ放射状ブラシは、図８に示すように鋸歯状トリムカッター３０をｂ方向に回転させながらａ方向に移動させつつｅ方向に回転する放射状ブラシに圧接すれば、それぞれの放射状ブラシ外形に加えて、表面に鋸歯状の凹凸を付与することが可能となり、鋸歯断面の球面形状、あるいは円盤形状または異形断面など表面外形形状を自在に形作ることができる。尚、本発明の溶融、圧縮、融着手段は超音波の摩擦熱による物に限られる物ではなく、マイクロ波、レーザーなどの熱源を用いることも可能であり、放射状ブラシのトリミングの形態及び融着一体化された部分の形状については、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において又本発明の放射状ブラシを各種器具に取り付ける際に好適な形状となるように種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の放射状ブラシは、上記実施形態では、歯ブラシ用の固定式、回転式ブラシあるいは電動ブラシを例に挙げて説明したが、本発明に係る回転ブラシは、歯ブラシ用に限定されるものではなく、洗顔ブラシ、被服清掃用、床面清掃用ブラシ、宝飾品研磨用ブラシ、バフ研磨用ブラシ、複写機の徐電器用ファーブラシ、クリーニングブラシ、化粧用ブラシ等、回転ブラシとして多様に使用できるものである。特に、徐電器用の場合は、ブラシを構成する樹脂として、微細な炭素粒子を含ませるなど導電性に優れたものを使用する。

Claims

長尺繊維を短繊維状に切断して多数の短繊維からなる繊維束を作成し、この繊維束の長軸方向の一端側を溶融、圧縮、溶着し、固定一体化することによって同部の繊維束断面積を減少させ、前記繊維束の他端側である自由端との間に生ずる繊維束断面積の差異を利用して一端側の前記繊維束固定端略中心位置から周辺に向けて前記自由端繊維束を放射状に拡散したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載のランダムに拡散された繊維束の自由端を拡散冶具を用いて前記繊維束固定端の略中心位置から周辺に向け拡散し、溶融部の繊維束が冷却硬化する前にヒートセットすることによって、繊維束を構成する繊維の拡散展開角度を増大させると共に、自由端側繊維束の表面密度を自在に調節したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載の繊維束を構成する短繊維を、部分的に異なった材質の短繊維を配列するか、同一の材質を用いる場合は、直径の異なった短繊維、あるいは長手方向断面積に変化を与えた短繊維を配列することによって、放射状ブラシ形状を構成する格等部位に異なった機械的性質を付与したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載の繊維束の材料として芯部と鞘部で溶融温度の異なる芯鞘構造の熱可塑性樹脂で構成したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載の繊維束の材料として繊維軸方向にクリンプ加工を施した樹脂繊維で構成したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載の繊維束の材料として熱可塑性樹脂を素材とする不織布あるいは多孔体のリボンで構成したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１、２，３、４、５あるいは６に記載の繊維束の一端側を圧縮溶着する際に放射状ブラシ固定パーツ４７をインサート成型し、前記繊維束固定端を保持する為の柄に固定又は回転自在に固定するか、或いは電動ブラシの駆動軸に固定したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１に記載の短繊維の略等長となる部位で溶融、圧縮、融着し、両側の繊維束自由端を前記繊維束の略中心位置から周辺に向けて放射状拡散し、両面に放射状ブラシを形成したこと特徴とする放射状ブラシ。
請求項１、２、３、４、５、６あるいは８に記載の放射状に拡径した前記自由端側繊維束を各種外形形状にトリミングしたことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１及び請求項８に記載の繊維束自由端の放射状拡散をエアーブロー及びヒートセットにより行ったことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項８に記載の圧縮溶着によって一体化された繊維束略中央位置を穿孔し、前記穿孔された孔に軸を通して固定又は回転自在に軸支するか、圧縮溶着によって一体化する部位の受け冶具開口部内面形状を円筒形或いは前記円筒形状に保持形態を付与し、前記円筒形状部分を軸として柄に固定又は回転自在に軸支するか、或いは電動ブラシの駆動軸に固定したことを特徴とする放射状ブラシ。
請求項１，３，４，５、６に記載の長尺繊維の繊維束外側を樹脂フィルムで束ね、この繊維束を任意の間隔で節状に溶融、圧縮、溶着し、非融着部分樹脂フィルムを剥離するとともに節状部を切断することによって前記繊維束の非融着部分繊維を放射状あるいは球状に拡散したことを特徴とする放射状ブラシ。