CN104812268B - 刷具制造方法及以此制造的刷具 - Google Patents

Abstract

一种产业用刷具(1)，包含一刷具本体(2)，其制作方式是使一金属固化，将金属线以刚性方式锁固，因此形成刚性本体。一种制作刷具(1)的工序包含将熔融状态(熔化温度低于2000°C)金属注入模具(8)的步骤，使得所述金属线的线材第一部分(3)浸没于所述金属中，当金属固化时，形成一具有刚性结构且机械强度高的刷具本体，在刷具以高速及高温操作时能够展现绝佳稳定性。在熔融金属固化期间，也对所述金属线进行热处理，以改善金属线的机械特性。

Description

刷具制造方法及以此制造的刷具

技术领域

本发明是有关于一种刷具制造方法以及用此方法制造而成的刷具。本发明适用于产业用及/或兴趣用刷具的领域，也就是可在产业或个人用途上，用于机械加工程序的刷具(例如，去除表面毛刺、清洁焊接点等等)。

背景技术

在习知的刷具制程中，用来构成所述刷具的组件一般而言是利用螺纹限缩装置组装而成。

这些组件在圆形刷具方面而言是凸缘、线环以及限缩装置，而在杯形刷具方面而言包括内杯、线环、外杯及限缩装置。

在习用方法中，首先是将所述限缩装置的圆形部分穿过用来形成刷具的各项零件中央处穿孔，这些零件都是经由冷压模制方式成形。

接下来的步骤是将所述限缩装置突出于刷具组件的延伸部分边缘拉出，限缩装置的另一端尺寸较大，所以能够预防所述组件脱落。

拉出的动作使所述限缩装置产生一垂片，将刷具本体的所有组件固定在一起(将这些组件压紧在限缩装置具有较大径宽的部分上)。

杯形刷具也设有一个固定环，这个固定环与外杯端部相连，且位于所述线材第一部分的外侧，用来夹固线材，对线材施加一股朝向刷具内部的压力，也就是朝向纵轴的压力(当刷具与一主轴连接时，此纵轴也构成所述刷具的转轴)。

目前杯形刷具是使用这种固定环来提高对于金属线的利用。

应注意的是，产业用刷具也会依据所用半成品组件、线材固定方式以及必须执行刷拭动作的线材原料而有不同。

有关将线材固定至凸缘的方法，半成品组件包括扭绞线环及波纹或平直线环。

在扭绞线环中，是将线材分为一束一束，用扭转的方式锁紧；每一线束连接到一个形成在凸缘上接近其外周的孔洞。

在波纹线环中，凸缘(也称作螺帽环)的外侧边上形成一沟槽，而所述线材第一部分(也就是第一端)就插入在此沟槽中。

螺帽环与一支撑环搭配作用，线材沿着支撑环弯折成U形而固定在所需位置。

螺帽环也设有凸缘，使所述线材弯折并紧贴内支撑环(以金属制成)的整个圆周分布。

就组成线材的材料而言，刷具包括金属线刷、塑料线刷、混合金属塑料线刷及天然线刷。

在此方面，应注意的是扭转线束刷具必定是使用金属线。换句话说，扭转线束结构无法适用于天然或塑料线材刷具。因此，天然或塑料线材刷具必然是采用波纹或笔直线环结构。

为方便使用，刷具必须坚固耐用，能够在高速旋转下运作，而不会破裂或变形(一般而言，是只用来构成刷具的机械零件发生破裂或变形，或线材脱落)。

另一项与刷具高速旋转有关的问题是刷具的运作必须维持稳定与均衡。

刷具在沿其长轴旋转时必须保持为一刚性体，长轴必须维持不动，且刷具在操作期间不会相对于转轴产生任何移动。

此外，不论刷具的线材原料或线材本身排列，还是用来生产刷具及其组装组件的系统(以冷压模制金属组件组装或以具备塑料材料的各种组件装配)，这是所有类型刷具必须具备的特性。

前案处理这些问题的方法是尽可能精细进行刷具所有组件的完工与组装。

然而，随着组件数量和组装的复杂度增加，刷具的制作成本也会提高。

据此，前案另一项缺失就在于刷具组成的组件过多，使得刷具制造公司必须储存大量组件备品(因此浪费金钱、资源和空间)。

已知解决方案的另一项缺失在于组件的机械加工公差，特别是限缩装置及与其装配而形成刷具的零件上存有的公差，会影响刷具的坚固性及稳定性，。

已知解决方案还有一个缺点，就是为求坚固而以钢制组建构成的刷具件厚度势必增加，导致成本提高，也会遭遇冷压模制的相关问题。

最后，若将包含铁材或塑料零件的刷具用在机械加工特殊金属表面(例如不锈钢)或要求防爆安全措施的危险作业环境中，使用上并不安全，因为刷具的各项组件之间可能产生火花或静电荷，接着可能与存有瓦斯的危险大气作用，在环境中产静电荷。

应注意的是，目前也有的技术解决方案是以树脂或黏胶将刷具线材结合成一体，然后在结合后线材的端部外侧以加压方式装上一个盖子(也就是杯体)；这个杯体是以塑料材料制成，制作方法是使用特殊塑料树脂或将所述线材或线环(半加工组件)嵌入塑料模具中。

这些塑料盖或塑料杯的最大问题在于材料本身脆弱易碎，所以只能用于塑料线以免机械应力过大。

有鉴于刷具使用过程中产生的高应力和高温，此一建构方法并不适合用于金属线刷具的制造。

此外，上述解决方案并未解决前案的缺失，例如有关可在无菌环境中使用刷具的问题，或有关高速高温运作下坚固性及抗性的问题，因为用来包覆结合后线材的塑料外杯充其量只能算是一种覆盖组件，很容易就会脱落或破损。

其他近期的解决方案是透过铸造或塑料材料射出的成形方式制刷具，在材料固化的同时将刷具的全部组件结合为一体。

这种制造系统，特别是用在制造金属线刷具时，也会发生以下主要缺失：

若线材或线环模具的定位有问题，容易导致刷具不平衡；

在刷具机械加工期间产生的温度升高(约100°C)造成的热力影响可能会使得用来组和刷具组件的塑料模具在机械强度上达到临界状态。

如此一来会导致金属线断裂，从而使得制成的刷具容易分解，因为以塑料模具造成的固定效果在高温下很快就会遭到破坏：

塑料无法用于具有特殊金属组件(如不锈钢钢或不产生火花材质)的刷具中，不然会污染表面，或是因为塑料材料与构成刷具的各种金属零件之间可能存有极大的电势差而产生放电风险(火花)；

所述组成中的不同材料(塑料、钢、漆等等)使得制成刷具的回收变得十分麻烦而且昂贵。

发明内容

据此，本发明所根据的技术目的是提出能够克服前案缺失的刷具制造法及刷具。

更具体而言，本发明目的在于提供一种用来制造单一刷具的方法，其可降低生产成本并使材料回收更为容易，同时确保即使在高速及高温 (高于100°C)下使用，也具有绝佳的坚固性。

此外，本发明目的在于提供一种刷具或刷件，其制作容易，且效能优良。

根据本发明，可以在刷具上以机械性的方式安装有助于提升使用功能的附属组件(如刷线固定环、通风组件或其他装置)。

本发明又一目的在于提供一种刷具，其可在机械加工金属表面(例如，以不锈钢制成)上或在要求全面防爆安全措施的环境中安全使用，而且也可以在例如需要更大平衡度时轻松施予机械加工。

此外，本发明目的在于提供一种多用途的方法，也可以用来制造具有创新几何形状的组件，并且制成的组件可用在传统刷具上，所以也能制造使用合成线材或天然线材的刷具。

在此所指称的技术目的及意图实质上是透过一种制造刷具或刷件的方法来达成，本发明方法包含所附一或多项权利要求中描述的技术特征。

更具体而言，本发明方法至少包含以下步骤：

准备步骤：准备多个金属线，将所述金属线定位成至少一个线束，所述线束具有一预设宽度，以占有一预设空间；

将金属线的一部分放入模具的模穴内，所述模具具有一预设几何形状；

注入步骤：将熔融金属注入模具的模穴中，直到填满模穴为止；

冷却步骤：使熔融金属冷却，与金属线在其内的部分一同固化，形成单一刷具本体，而金属线的线材第二部分，也就是在使用中未内嵌的部分，突出于刷具本体之外，用来执行所述刷拭作业。

应注意的是所述熔融金属较佳的是包含铝或铝合金。

根据本发明，所述方法包含一个将所述金属线回火的步骤，是对在以熔融金属注入模具而形成的金属线线材第一部分上的模具及线材第二部分上的模具执行。

有利的是，金属线是在内嵌于所述熔融金属时，以及在其冷却期间产生回火。

较佳的是，线材第二部分的回火的达成方式是，在模具中形成一缩颈，此缩颈将线材以延伸方向的横向方向压紧，减少线材占用的空间。因此，所述方法较佳的是在所述准备步骤与所述注入步骤之间包含一个额外步骤，此步骤是利用至少一个缩颈在模穴中以所述金属线延伸方向的横向方向锁固所述金属线，其中该缩颈的宽度小于所述线束的预设宽度，因此可以束紧所述线束，而将金属线分为线材第一部分，也就是在使用中内嵌的部分，以及线材第二部分，也就是在使用中未内嵌的部分。以此方式，所述缩颈会保持与线材接触，方便执行线材的回火。

在圆形刷具中，金属线是从中央环状体沿径向方向延伸。

在此情况下，且特别是在刷具采用波纹线材的情况下，模具的至少一个半模设有环状突出物，与所述环状体同圆心，且横向线材延伸方向，用以缩紧线材而形成所述缩颈，并界定出刷具本体径向延伸的范围。

较佳的是，所述模具的两个半模各设有一个与另一半模环状突出物相对的环状突出物，用来形成所述缩颈；如此也可大幅提升将熔融铝保持在刷具本体模穴中的效果。

另一方面，若要制作具有相邻扭绞线束以角度间隔的圆形刷具，模具应包含一空心中央部分，用来容纳所述扭绞线束的线材第一部分，也就是在使用时内嵌于刷具本体的部分。

模具包含多个从空心中央部分延伸的径向管道，用来放置所述扭绞线束的线材第二部分，也就是在使用时未嵌入的部分，这些径向管道与各线材第二部分保持接触，以便执行回火。

较佳的是，在此情况下，所述模具是由两个可叠合的半模所构成，每一半模设有一个中央模穴及多个从中央模穴延伸而出的径向沟槽。

每一沟槽与另一半模的对应沟槽重叠，在铸造时形成所述径向管道。

在杯状刷具中，一锁固步骤包含：

定位一碟形体，使所述碟形体实质上与刷具转轴同圆心；

将金属线定位在碟形体的周缘；

透过定位一外部环状体来定义出一圆形冠部，该圆形冠部用来容纳插在碟形体与环状体之间的金属线，以便形成所述缩颈。

有利的是，在将所述半加工组件(线材、碟形体及环状体)放入所述模具之前先做出缩颈。

然而，更佳的是，为了保障所述线材第二部分的回火，上述的锁固步骤也包含以下子步骤：

准备一金属衬套，该金属衬套的材料不同于所述熔融金属，也不同于所述金属线，该金属衬套的直径小于所述线材第二部分(在使用中未内嵌的部分)的直径；

将所述线材第二部分插入所述衬套中，进一步缩减所述金属线的径向延伸。

应注意的是该衬套的轴向延伸大于或等于所述线材第二部分(在使用中未内嵌的部分)，因此在所述注入步骤期间保持与线材第二部分的接触，以利执行所述金属线的完整回火。但此衬套并不属于所述刷具的一部分，所以本发明方法在上述冷却步骤之后还包含一个去除所述衬套的步骤。

所述方法能够以快速且精确的方式使用如铝等金属重复制造出符合结构标准的刷具，同时大幅降低成本，制成的刷具能够展现传统刷具无法达到的安全轻量的特性，且能够改良所述金属线的机械特性。

再次，利用铝合金或类似合金的金属特性，并利用以黄铜制成的带线半加工组件，制成的刷具完全防爆，也完全不带磁性，例如使用非磁性金属组件 (如铜等等)固定黄铜线材。

此外，以金属(铝)固化所达成的线材锁固在机械强度上优于目前在刷具产业上所采用的任何一种连接方式。

应特别注意的是，金属线与形成(一旦固化)刷具本体的熔融材料之间会立即构成连接；所述金属线在放入步骤及与熔融金属接触时就立即升温(即使在铸造之前) 立即。

此外，线材与金属之间这种型态的接触所产生的金属连结十分完美且不含杂质，在其固化过程中，借由减少金属线末端所占据的空间来改善锁固效果。

此外，所述方法包含一个在所述刷具本体上定义第一限制手段的步骤，所述第一限制手段可与互补的第二限制手段以可拆卸的方式连接，所述第二限制手段是形成在一操作支架或模件刷具上。

较佳的是，所述定义步骤包含一个在所述刷具本体内制作包含螺纹的凹槽(6)的步骤。更佳的是，所述定义第一限制手段的步骤是与将熔融金属注入所述模具模穴的步骤同时执行。更具体而言，制作螺纹的方式是在所述模具中插入一形状与所述螺纹互补的核心，使得金属以所需正确固化。较佳的是，所述核心外表涂布有一层非黏性材料，以便去除。

较佳的是，在上述准备金属线的步骤与上述将熔融金属注入定义出液态金属流动信道的相对区域的步骤之间包含以下步骤：

闭合所述模具的可动部分；

将至少部分金属线锁固在模具的模穴之内。在较佳实施例中，锁固步骤的执行方式是将一环状体(或金属环)与一碟形体(或杯)彼此同圆心定位，以形成一个环状断面(或圆形冠部)，以供金属线穿过其中并定位。

此步骤的执行方式是将一碟形体与所述刷具的转轴实质上同圆心定位，并将金属线定位在所述碟形体的周缘上，再定位一外部环状体，以定义出一个圆形冠部，用来容纳插在该碟形体与该环状体之间的金属线，达到锁固金属线的目的。

在进一步应用中，本发明方法包含以下步骤：

制作一第一刷具本体，该第一刷具本体具有一预设几何形状，设有至少一个实质上呈圆柱状的中央部分；此步骤的执行方式是，将一熔融金属注入一第一模具的模穴中，该模穴具有一预设几何形状；

制作一第二刷具本体，该第二刷具本体具有一与该第一刷具本体互补的预设几何形状；此步骤的执行方式是，将一熔融金属注入一第二模具的模穴中，该模穴具有一预设几何形状；

准备至少一环件，该环件设有多个径向突出的线材；

将所述环件与第一刷具本体连接，执行方式是将所述环件插入所述实质上呈圆柱状的部分中；

将所述第二本体与第一刷具本体连接，执行方式是压迫连接；

有利的是，使用铸造或射出成形(较佳的是使用铝或铝合金)方式制作第一及第二刷具本体，可以用较少的生产成本制造出各种形状的非金属线材(合成或天然)刷具(杯形或圆形)。

在实行中，借由熔接达到形成的做法可以用简单且经济的方式制成刷具表面的补强鳍片或冷却鳍片，或刷具本体上的散热孔洞。

本发明也关于一种用于产业或兴趣用途的刷具或刷件，较佳的是以上述方法制造而成。

所述刷具较佳的是包含一金属制刷具本体(对应于所述固化熔融金属)及多个金属线，该金属线具有一线材第一部分及一线材第二部分，所述线材第一部分与刷具本体耦接，且所述线材第二部分是当刷具本体在其相对转轴上旋转时用来执行刷拭。

根据本发明，所述金属制刷具本体是以熔融金属(熔化温度低于2000°C)制成，且所述线材第一部分是包含在刷具本体中并与刷具本体相连，共同形成单一金属本体。

因此，本发明的产业用刷具特征在于所述刷具本体包含一结合金属，其中用来将金属线束在一起的环(螺帽环及内环)一部分或仅有所述线材末端受到锁固。换句话说，金属将所述线材第一部分包含在其中，使所述刷具本体具有刚性。更精确地说，本发明刷具与前案刷具的不同处在于线材第二部分(也就是在使用中未内嵌的部分)也是以回火金属制成。

借由使用熔融金属，特别是熔化温度为700°C至800°C的铝合金，当熔融金属注入所述模具模穴中时，不会达到以碳钢或不锈钢制成的金属线的分子重组温度。

各种金属(刷具本体及线材的金属)之间的分子接触改善所述线材的机械特性(降低易碎性等等，在所述线材在回火步骤中或所述刷具结构机械加工时达成)且在使用具有奥氏体结晶结构的不锈钢时，可降低或甚至消除残余磁性(在此情况下也是由于所述线材的回火作业)。

此外，建构成单一块状的刷具本体方便准确对齐具有转轴的刷具轴心，在操作期间能够确保刷具本身的平衡(应注意的是此程序在所有制成的刷具上都可重现)。此操作在模具内的对中组件及用来组装波纹线或扭绞线束环的结构细节的对中组件上都可完全重复。

也可视需要去除刷具本体的部分材料以改善所述刷具的平衡(依据要求)，去除方式可为一般机械加工，只要不对刷具本体的密实 结构产生负面影响即可。

用来制作刷具本体的金属必须能够在2000°C 以下熔解，以免影响金属线和刷具中所包含的任何金属组件(螺帽环、支撑环等等)。

应注意的是若使用铝合金形成所述刷具本体，本发明的刷具可提供以下优点：

构成刷具的组件能够以刚性机械方式固定；

刷具用旧时可完全回收；

刷具本体上标示的使用与安全数据清晰易读；

改良所述金属线的机械特性；

可直接在刷具本体上设置螺孔，借此降低所述储存和运输成本(已知所述螺孔的直径大于用于耦接特殊接头的商用螺孔)；

对于所述刷具金属线的刚性约束可维持长时间不变，金属线不会受到刷具使用期间温度升高或操作速度或其他线材断裂所影响；

所述金属模具的化学抗性优秀，在使用时不会产生任何粉尘 (因此不会污染刷拭的表面)；

由于铝合金本身是优良的导电体，所述各种组件之间不会产生电位差(特别是使用黄铜线)。

配合使用以非磁性材料(例如黄铜或类似物)制成的线材和线材固定组件，可制成完全不带磁性的刷具。

有利的是，所述刷具不同零件(组件)之间的电位差实质上为零(等于0伏特)。

于实行上，铝(或铝合金)的铸造件会在刷具的组件之间产生连续的电性接触(也就是没有间隙)，给予物体最佳导电性。

较佳的是，所述刷具也包含一环状体，该环状体位在碟形体周围，形成一个圆形冠部，可供所述线材第一部分线材穿过，以将线材锁固并定位在所述模具内。

环状体和碟形体也被包含在所述金属中，与所述金属共同形成金属材质的单一刷具本体。

较佳的是，所述金属刷具本体设有一凹槽。更佳的是，所述凹槽包含一个形成在刷具本体转轴上的螺纹，以及一管状连接件，该管状连接件是锁入所述螺纹，以达成刷具本体与一驱动系统之间的连接。

与上述第一限制手段择一使用或并用，所述刷具本体可设有外部限制手段，用来连接一模件刷具的本体。

此外，较佳的是，该刷具本体的外表面定义出多个补强突出物或孔洞，做为该刷具在操作期间承受高压区域的负载承担结构。

为了增加所述刷具本体的机械强度，较佳的是刷具本体具有多个补强鳍片及/或穿孔，以将空气传递至执行刷拭的区域。

应注意的是，根据上述方法，刷具本体、金属线、环状体(若有)及碟形体(若有)是采用不产生火花且非磁性的材料制成，较佳的是选自以下：

黄铜；

铜或铜合金；

铝或铝合金。

附图说明

为说明本发明的更多特色及优点，以下就附图中所描绘的产业用刷具非限制性的较佳实施例提供非限制性描述，其中：

图1显示根据本发明一杯形刷具的剖视图，该杯形刷具包含嵌入在刷具本体2中的波纹金属线环；

图2显示根据本发明一杯形刷具的剖视图，该杯形刷具包含嵌入在刷具本体2中的扭绞线束环；

图3显示根据本发明的杯形刷具剖视图，该杯形刷具包含扭绞线束环以及金属组件，由所述金属组件或内嵌在刷具本体2中的铸造件将刷具准确定位在射出成形模具或铸造模具的模穴内；

图4根据另一实施例描绘用于机械加工程序的刷具单元；

图5概略描绘本发明制造方法的一个步骤，其中要制造的是附柄的圆形刷具；

图6显示使用以射出成形或铸造方式制成的铝质凸缘所构成的圆形刷具；

图7及图8显示根据本发明的模具及使用该模具制造的扭绞线束刷具。

具体实施方式

参照附图，示数1代表本发明的产业用刷具。

刷具1包含一刷具本体2及多个金属线。

线材具有内嵌在金属刷具本体2中的线材第一部分3以及所述刷具1 (也就是刷具本体2)在其转轴5上旋转时用来执行刷拭动作的线材第二部分4。

起初，刷具本体2是以熔融金属制成，而所述金属线的线材第一部3分是嵌入在其中；结合金属将所述线材第一部分3合并，使其与所述刷具本体2牢固结合为一个整体。

上述刷具1的制造方法包含一个准备多个金属线的步骤，所述金属线是放置成至少一束，此线束具有一预设宽度，因此占有一预设空间。

将金属线放在模具的模穴中，模穴具有预设的几何形状，之后将熔融金属注入，直到填满模具为止。

最后，使熔融金属冷却，让其中的金属线的线材第一部分3产生固化，而形成单一刷具本体2，至于在使用使不内嵌的金属线的线材第二部分4则从刷具本体2突出，用来执行所述刷拭作业。

因此，金属刷具本体2是一个以熔融金属在模具8 (例如，经由铸造或射出成形)中固化所形成的硬质块体，其中包覆所述线材或线环。应注意的是所述方法包含金属线的回火，回火方式是将所述熔融金属注入线材第一部分3上的模具8，以及所述线材第二部分4上的模具8 (或附加组件)。

更具体而言，所述方法在准备步骤与注入步骤之间包含一个锁固步骤，该锁固步骤是利用至少一缩颈30以金属线延伸方向的横向将金属线锁固在所述模穴内，所述缩颈30的宽度小于所述线束的预设宽度，借此将压紧线束并使所述金属线分成线材第一部分3及线材第二部分4 (也界定出刷具本体2)。

应注意的是缩颈30保持与所述金属线接触，以利执行所述金属线的回火。

在圆形刷具(图5)中，金属线从一中央环状体16开始径向延伸。

在此实施例中，模具8至少具有一个半模8a，设有一环状突出物 30a，该环状突出物30a与所述环状体16同圆心，且以金属线的方向的横向延伸，用来将金属线压紧，形成所述缩颈30，并限定刷具本体2的径向延伸。

较佳的是，所述模具包含 8两个半模8a，各设有一个与另一半模8a上环状突出物30a相对的环状突出物30a，用来形成所述缩颈30。

另一方面，要制作具有扭绞线束的圆形刷具(图7及图8)，其中每一线束与相邻线束成角度间隔，所用的模具8包含一空心中央部分32，用来容纳扭绞线束33的线材第一部分33a(在使用时内嵌于所述刷具本体2中的部分)。

模具包含从空心中央部分32向外延伸的多个径向管道34，用来容纳扭绞线束33的线材第二部分33b，也就是在使用中未内嵌的部分，这些径向管道34各自与所容纳的线材第二部分33b保持接触，以利执行回火，且确保所述环件相对于转轴的对中。

较佳的是，在此情况下所述模具8是由两个可叠合半模8a组成，各设有一中央模穴32a及多个从中央模穴32a延伸而出的径向沟槽34a。

每一沟槽34a叠合于一另一半模8a的对应沟槽34a，在铸造时构成所述管道34。

以此方式制成的扭绞线束33刷具包含一刷具本体2，该刷具本体2是由一个沿着周缘设有多个角度间隔开口36的圆碟35所构成，该开口36是用来容纳所述线材第一部分33a。

另一方面，在杯状刷具(图3)中，锁固步骤包含以下步骤：

定位一碟形体10，使该碟形体10与所述刷具的转轴5实质上同圆心；

将金属线定位在所述碟形体10的周缘；

定位一外部环状体9，因此定义出一圆形冠部，用来容纳插设在碟形体 10 与环状体9之间的金属线，形成所述缩颈30。此外，较佳的是，所述锁固步骤也包含一准备金属衬套31的子步骤，该金属衬套31的材料不同于所述熔融金属，也不同于所述金属线，且其直径小于所述金属线的线材第二部分4(也就是在使用中未内嵌的部分)的直径。

本发明也进一步包含一个将所述金属线的线材第二部分4插入所述衬套31的子步骤，如此可进一步缩减所述金属线的径向延伸(特别是线材第二部分4)。

因此，该衬套31形成所述缩颈30的额外部分。应注意的是，在冷却之后，还有一个去除该衬套31的步骤，才能完成所述刷具1的制造。

在材料方面，结合金属较佳的是一液态金属，其一熔化温度低于 2000°C，在所述线材第一部分3周围固化，将所述线材第一部分3包含在所述刷具本体2中。

较佳的是，所述金属刷具本体2是使用铝或铝合金(熔化温度约800°C)制成。

较佳的是，所述以熔融金属制成的刷具本体2内形成有一凹槽6。

所述凹槽6的功用是帮助将所述刷具1连接至一主轴，也就是在刷拭期间用来转动所述刷具的旋转轴。然而，应注意的是所述凹槽6并非必要构件，因为刷具1 也可经由其他连接手段连接至驱转装置。

但采用所述凹槽6的优点在于有助于将刷具1耦接至主轴；此外，当固定于主轴时，刷具的对中不会产生公差。

为此，在图1所示实施例中，该刷具1包含减量的组件，也就是只包含一个借由固化金属而内嵌在刷具本体2中的线材第一部分3。如此一来，刷具1不需使用限缩装置、凸缘和杯形座，这些组件完全由固化后的金属所取代，而且固化金属相较于目前标准能够大幅改善刷具的机械特性。

有鉴于此，凹槽6也在内部形成有螺孔，以便刷具本体2锁合于所述主轴。

图2显示的刷具1设有上述凹槽6，以及具有扭绞线束的凸缘7。

根据本发明另一实施例(如图7所示)，该刷具的刷具本体是以熔融金属制成，具有适合圆形刷具的几何形状，内部嵌设有一波纹金属线环，且有一空心中央部分32。

根据本发明另一实施例(如图8所示)，该圆形刷具是将一扭绞线束环嵌入在具有凹槽6的金属刷具本体2内。

如此设计的好处是有助于将该圆形刷具1锁合于一主轴；如果有必要，金属模具可直接设置螺孔，省去上述的限缩装置。

图6显示的圆形刷具使包含具有合成或天然线材的铝制凸缘17，以铸造或射出成型方式制成，其中两凸缘17彼此相对压合，且具有特殊构造。

如图所示，其内部具有一齿部18 (用来锁固所述线材)。

在上述两种情况中，刷具1都可使用不同组合制成(以金属或合成线材)；所述液态金属材料可包含金属合金(铝基)且所述线材第一部分3必须以金属制成，或若为所述组件是以铝模制而成，所述线材第一部分3就可使用金属或合成或天然材料。

整体而言，用于机械工序的刷具1包含所述金属刷具本体2，其构成与线材第一部分3连接的手段，形成单一精实刚性本体。

基本上，在第一解决方案中，所述刷具本体2实际上形成刷具本体，同时也是将所述线材第一部分3限制于所述刷具本体2中的手段，并让线材的线材第二部分4可用于执行所述刷拭。

在结构层面上，第一限制手段可包含一形成在所述刷具本体2中的螺孔。

或者，刷具本体2 可形成有一外部限制手段13 (参阅图4)。

该外部限制手段13是以机械制成为特殊形状，而能以可拆卸(即可反转)的方式与第二限制手段组装，该第二限制手段是设置于一相对刷具本体2，用来以可移除的方式容纳所述刷件 1。

如果所述刷件 1上设有螺纹，所述刷具本体2的形状可实质上为圆柱状。

本发明方法和制成的刷件透过简单快速的步骤取得极度精实的成品，且具有高度的技术特征并有助于降低成本，因此达成本发明预设目的。

所述熔融金属和所述金属线组与所述刷具本体2的同质铸造使得制成的模件刷具拥有优良的机械强度，而刷件1的机械锁固轴也具体提升了操作速度及必要安全性。

另一解决方案是关于以相同程序制作所述组件(凸缘、杯或类似物)，此程序可用来取代目前制造刷具的程序。

所述方法能够以快速且精确的方式使用如铝等金属重复制造出符合结构标准的刷具，同时大幅降低成本，制成的刷具能够展现传统刷具无法达到的安全轻量的特性。

借助金属(如铝及其合金)的特性，并利用黄铜线材，只要用来固定黄铜线材的组件是采用非磁性金属材质，则所制成的刷具能够完全防爆且不具磁性。

Claims (24)

1.一种刷具或刷件的制造方法，所述刷具或刷件包含一线材第一部分以及一自由金属线之线材第二部分，其中该线材第一部分是嵌入在以金属制成的刷具本体中，所述制造方法至少包含以下步骤：

准备多个金属线并将该多个金属线定位成至少一线束，每一线束具有一预设宽度以占用一预设空间；所述金属线具有线材第一部分，该线材第一部分于使用时是嵌入在该刷具本体之中，且所述金属线并具有线材第二部分，在使用时并未嵌入；

准备步骤：准备所述金属线的一部分，放入一模具的模穴中，该模穴具有一预设几何形状；

注入步骤：将一熔融金属注入所述模具的模穴中，直到所述模穴填满为止；

冷却步骤：冷却该熔融金属，使所述金属线线材第一部分固化而形成单一刷具本体，使得在使用时并未嵌入的金属线线材第二部分从该刷具本体中伸出，用来执行刷拭作业，

其特征在于：所述制造方法包含一将所述金属线回火的步骤，所述回火步骤是借由注入该线材第一部分中的模具的熔融金属，以及借由所述模具本身或借由该线材第二部分中的附加组件来执行。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在所述准备步骤与所述注入步骤之间，包含一锁固步骤，所述锁固步骤是借由至少一缩颈将该金属线以所述金属线本身延伸方向的横向锁固在该模穴中，所述缩颈的宽度小于所述线束的预设宽度，用以压紧该线束，将所述金属线分成该线材第一部分与该线材第二部分，其中该线材第一部分在使用中为嵌入状态，而该线材第二部分在使用中并未内嵌；所述缩颈与所述金属线接触，以利执行所述金属线的回火。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述金属线从一中央环状体开始以一径向方向延伸而形成一圆形刷具；所述模具具有至少一半模，所述半模设有一环状突出物，该环状突出物与所述中央环状体同圆心且以所述金属线的方向横向延伸，用来压紧所述金属线，以形成所述缩颈并界定出所述刷具本体的径向延伸范围。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述模具包含两个半模，各设有一相对环状突出物，与另一半模的所述环状突出物相对，以形成所述缩颈。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述模具包含一空心中央部分以及多个从该空心中央部分延伸的径向管道；一定位步骤的执行是借由将所述线材第一部分放在该空心中央部分中，且将所述线材第二部分放在该多个径向管道中。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于所述金属线是多个扭绞线束，且所述定位步骤包含将每一扭绞线束以径向延伸且与相邻扭绞线束角度间隔的方式放置。

7.根据权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于：所述模具包含两个可叠合半模，各该半模设有一中央模穴以及从所述中央模穴延伸而出的多个径向沟槽；每一沟槽可与另一半模上的对应沟槽叠合 ，以在铸造期间形成所述径向管道。

8.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：

定位一碟形体，使该碟形体与所述刷具的转轴实质上同圆心；

将金属线定位在所述碟形体的周缘；

定位一外部环状体，使定位后的环状体定义出一圆形冠部，用来容纳插入在该碟形体与该环状体之间的线材第一部分，以形成所述缩颈。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：

准备一金属衬套，该金属衬套的材料不同于所述熔融金属的材料，也不同于所述金属线的材料，且该金属衬套的直径小于在使用中未内嵌的该线材第二部分所占用的直径；

将该线材第二部分插入所述金属衬套中，以进一步缩减所述金属线的径向延伸。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述金属衬套的轴向延伸大于或等于所述线材第二部分，因此能在所述注入步骤期间保持与该线材第二部分的接触，以利对于所述金属线执行完整回火。

11.根据权利要求9或10所述的制造方法，其特征在于：所述冷却步骤之后执行一去除该金属衬套的步骤。

12.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：包含一在该刷具本体上定义第一限制手段的步骤，所述第一限制手段可与互补的第二限制手段以可拆卸的方式连接，所述第二限制手段是形成在一操作支架或模件刷具上。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于：所述定义第一限制手段的步骤包含一个在该刷具本体中制作一包含螺纹的凹槽的步骤。

14.根据权利要求12或13所述的制造方法，其特征在于：所述定义第一限制手段的步骤是与将熔融金属注入所述模具模穴的步骤同时执行。

15.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述熔融金属包含铝或铝合金，且所述线材第一部分是以金属制成。

16.一种用于产业或兴趣的刷具或刷件，包含：

一刷具本体，是以金属制成；

多个金属线，具有线材第一部分以及线材第二部分，所述线材第一部分耦接于该刷具本体，且所述线材第二部分是于该刷具本体在其转轴上旋转时执行刷拭动作，

其特征在于：所述以金属制成的刷具本体是使用熔融金属制成，且所述线材第一部分是包含在刷具本体中并连接于刷具本体，因而与刷具本体构成单一金属体；且在使用时未嵌入的线材第二部分(4)是使用回火金属制成。

17.根据权利要求16所述的刷具或刷件，其特征在于：其包含一环状体，该环状体位于一碟形体周围，以形成一圆形冠部，供该线材第一部分穿过，而将该线材第一部分锁定在一起，定位在一模具之内；该环状体及该碟形体是被包含在所述金属之中，因此形成金属材质的单一刷具本体。

18.根据权利要求16所述的刷具或刷件，其特征在于：所述刷具本体是由一圆碟形成，该圆碟的相对圆周上设有多个角度间隔开口，用来容纳所述金属线。

19.根据权利要求16或18所述的刷具或刷件，其特征在于：所述金属刷具本体设有一凹槽。

20.根据权利要求19所述的刷具或刷件，其特征在于：所述凹槽中包含一螺纹，以及一管状连接件，该管状连接件是锁合在所述螺纹，以连接所述刷具本体与一驱使其移动的系统。

21.根据权利要求16所述的刷具或刷件，其特征在于：所述刷具本体设有一外部限制手段。

22.根据权利要求16所述的刷具或刷件，其特征在于：该刷具本体的外表面定义出多个补强突出物或孔洞，做为该刷具在操作期间承受负载。

23.根据权利要求17所述的刷具或刷件，其特征在于：所述刷具本体、所述金属线、所述环状体及所述碟形体是以不产生火花且非磁性的材料制成。

24.根据权利要求23所述的刷具或刷件，其特征在于，所述不产生火花且非磁性的材料是选自以下：

铜或铜合金；

铝或铝合金。