JP2015532166A - ブラシの製造方法及びこの方法で得られるブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】高レベルの頑強性を保証する単一のブラシの製造方法を提供する。【解決手段】金属の固化から得られるブラシ本体（２）を含む工業用ブラシ（１）について記載し、金属ワイヤは、第１の部分（３）を強固な様式で固定し、これによって強固な本体を有する。その一方で、金属ワイヤ（４）の第２の部分は、ブラシ本体（２）が相対的な軸（５）を中心に回転するとき、自由にブラッシングを行う。ブラシ本体（２）は、時間の経過とともに、熱の変動及び高速回転において、相対的特性が変化することなく、構造的に連結している（ゼロ公差）金属ワイヤを組み込む。同一の金属を用いた従来のブラシの構成要素を構築することも可能であり、従来のシステムで合成及び天然ワイヤでブラシを製造するために、新しい幾何学的形状を構築するためのプロセスが記述されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシの製造方法及びこの方法で得られるブラシに関する。
本発明は、工業用ブラシ及び／又は趣味用のブラシ、すなわち、機械加工プロセス（例えば、表面のデバリング、溶接の清浄など）に使用されるブラシの分野に適用される。これらのブラシは、工業的な環境及び私的な環境のいずれにも使用することができる。

先行技術によるブラシを製造するプロセスでは、ブラシを構成する構成要素は、一般に、ネジ式減速機を用いて組み立てられる。

これらの構成部品は、円形のブラシ、フランジ、ワイヤ付きリング、及び減速機向け、並びにカップ型ブラシ、インナーカップ、ワイヤ付きリング、アウターカップ、及び減速機向けのものである。
先行技術の方法では、まず、ブラシの形成に使用され、すべてが冷間成形によって得られる部品内に存在する中心孔に減速機の円形部分を貫通させる。

次に、ブラシを形成する構成要素から突出している減速機の延在部の縁部の引抜き加工を行う工程があり、構成要素の逃げを防止するために、減速機の他方の末端部は寸法がより大きい。

引抜き加工により、ブラシ本体の全構成要素を共に固定するために折りたたまれる減速機のタブが製造される（寸法のより大きい減速機の部品に対してそれらをプレスする）。

また、カップ型ブラシには、保持リングがあり、保持リングは、アウターカップの端部と一体化し、カップ型ブラシを締め付けるためにワイヤの第１の部分の外側に配置され、ブラシの内側に向かって、すなわち、縦方向軸線に向かって、カップ型ブラシに圧力を印加する（これが、スピンドルと一体化しているときは、縦方向軸線は、ブラシの回転軸でもある）。
この保持リングは、現在はカップ型ブラシで使用され、金属ワイヤをより良好に使用することができる。
なお、ワイヤが固定される、使用半加工要素及びブラッシング機能を行う必要のあるワイヤの製造材料によって工業用ブラシが異なる点に留意すべきである。
ワイヤをフランジへ固定する方法に関して、半加工要素としては、ツイスト束リング及び圧着ワイヤリング又は直線ワイヤリングが挙げられる。

ツイスト束リングでは、ワイヤを束にしてまとめて、ねじってそこでネジで締め、それぞれの束をその外周に近いフランジによって形成される孔と一体化させる。
圧着ワイヤリングでは、リングナットと呼ばれるフランジが、ワイヤの第１の部分（すなわち、第１の端部）が挿入される溝の相対的外側縁部に形成される。
リングナットは、支持リングと連動して動作し、次にその周りでワイヤを「Ｕ」型に曲げて、所望の位置にワイヤを維持する。
また、リングナットはフランジ付きであり、ワイヤをきつく曲げた状態にし、（金属製の）インナー支持リングの全周に沿って配置される。

ワイヤを構成する材料に関して、ブラシとしては、金属ワイヤブラシ、プラスチックワイヤブラシ、金属プラスチック混合ワイヤブラシ、及び天然ワイヤブラシが挙げられる。

この点について、ツイスト束ブラシは、必ず金属ワイヤを有するという点に留意すべきである。換言すれば、ツイスト束形状は、天然又はプラスチックワイヤブラシには使用されない。この理由により、圧着又は直線ワイヤリングを有する構成は、天然又はプラスチックワイヤブラシに必ず使用される。

ブラシは、使用の際、特に高速回転で作動する際、破損又は変形することなく（一般に、ブラシを構成する機械部品は破損又は変形し、ワイヤは切り離される）、頑強であるべきである。
ブラシを高速回転で作動させる必要があることに関する別の問題は、安定性及び均衡である。
ブラシは、常に、剛体として、縦方向軸線を中心に回転し、作動中、回転軸から一切移動せず、定常状態を維持する必要がある。

このため、更に、ワイヤの製造材料、又は、ワイヤ自体の配置又はこれらのアセンブリに使用するブラシ及び（冷間成形によって得られる金属製の構成要素又はプラスチック材料製の種々の構成部品のアセンブリを有する）構成要素の製造システムに関係なく、あらゆる種類のブラシの特徴付けを行う必要がある。
先行技術では、ブラシを構成する全構成要素の仕上げ及びアセンブリを完全に行うことによって、これらの問題に対処している。
しかし、これにより、構成部品及びそのアセンブリの数及び複雑性が原因で、ブラシにかかる費用が増大している。

この点を考慮すると、別の欠点は、ブラシを構成する多数の構成要素を有するという事実に関し、これらの欠点により、ブラシ製造業者が店舗において、構成部品の大量の供給を保持する必要がある（その結果、金銭、資源、及びスペースの浪費となる）。

ブラシの頑強性及び安定性に関する先行技術の解決法の更なる欠点は、構成部品、特に、減速機、及びブラシの形成のためにその構成部品を取り付ける必要のある部品の機械加工公差である。

先行技術の解決法の別の欠点は、ブラシが（頑強性の理由から）鋼製の構成部品で製造されている事実に関し、このため、次第に厚さが増し、その結果、費用が増大し、更に冷間成形による製造における問題が生じる。

最後に、鉄又はプラスチック製の部品を含むブラシは、特殊な金属表面（例えば、ステンレス鋼）を加工するにあたって、又は、防爆性安全対策を必要とする危険な作業環境において、安全に使用することができない。これは、ガスが存在するために、危険な大気を伴う環境において、順次、帯電が発生し得る種々のブラシ構成部品間で火花又は帯電が発生する危険があるためである。

樹脂又は接着剤でブラシのワイヤを溶接することと、次に、キャップ（すなわち、カップ）を圧力により溶接されたワイヤの端部の外側に連結することと、を含む、技術的解決法があるという点に留意すべきである。カップは、プラスチック材料製であり、すなわち、特殊なプラスチック樹脂を用いるか、又は、ワイヤ又はワイヤ付きリング（半加工要素）をプラスチック型内に包埋することによって、得られる。

これらのプラスチックキャップ又はカップには、材料の高脆弱性に関する問題があるため、プラスチックキャップ又はカップはプラスチックワイヤのみに使用して、機械的応力を低下させる。
この構築方法は、使用中発生する高応力及び高温のため、金属ワイヤによるブラシの製造に使用することはできない。

更に、ワイヤは溶接され、アウタープラスチックカップのみがカバー要素として機能するために、ワイヤが外れるか又は破損することから、例えば、無菌環境において、ブラシを使用する可能性に関する、又は高速若しくは高温での操作中の頑強性及び耐性に関する、上述の欠点をこれらの解決法が解決するわけではない。

その他の更に近年の解決法では、固化の際、プラスチック材料の鋳造成形又は射出成形を伴う、ブラシを製造するシステムを使用し、ブラシのすべての構成部品を１つにまとめる。

また、特に金属ワイヤによるブラシの後者の製造システムは、以下の主な欠点を有する。−ワイヤ又はワイヤ付リングの型内での位置決めに問題があるために、バランスの取れていないブラシが多くある。

−ブラシの加工中の温度の上昇（約１００℃）が原因である加熱による影響により、ブラシの様々な構成要素を組み立てるプラスチック型の機械的強度が重要となる。

この欠点により、金属ワイヤが破損し、このため、ブラシが容易に破壊する。これは、温度の上昇に伴い、プラスチック型による固定が急速に劣化するためである。

−プラスチックは、特殊な金属要素（例えば、ステンレス鋼又は火花を出さない金属）を有するブラシに使用することができない。これは、表面汚染を引き起こすため、又はプラスチック材料であるため、放電（火花）の危険のあるブラシを構成する種々の金属部品間で大きな電位差を発生する可能性があるためである。
−組成物の材料が異なる（プラスチック、鋼、塗料など）ことにより、ブラシの再利用にあたって、非常に高価となる。

本発明の基礎となる技術上の目的は、上記の先行技術の欠点を克服するブラシの製造方法及びブラシを提供することにある。

本発明の目的は、製造費の低下、及び材料の再利用の容易性を伴い、その一方で、高回転速度及び高温（１００℃を超える）を用いても、高レベルの頑強性を保証する単一のブラシの製造方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、製造が簡素で、かつ性能の高いブラシ又はブラシの構成要素を提供することにある。

本発明によれば、その使用を更に機能的にすることができる補助要素（例えば、ワイヤ保持リング、換気要素、又は他の装置）を機械的に取り付けることができるブラシを製造することが可能である。

本発明の更なる目的は、（例えば、ステンレス鋼製の）金属表面を加工するにあたって、又は、総合防爆性安全対策を必要とする環境、及び、例えば、更なる平衡の状態を必要とする場合、機械的に容易に加工することもできる環境において、安全に使用することのできるブラシを提供することである。

更に、本発明の目的は、革新的な幾何学的形状を有し、従来のブラシに使用される構成要素を製造することができ、かつ、このために、合成ワイヤ又は天然ワイヤでブラシも製造することができる、多機能の方法を提供することである。

示唆される技術上の目的及び明記される目的は、実質的に、１つ以上の添付の特許請求の範囲に記述される技術上の特徴を含む、ブラシ又はブラシの構成要素の製造方法のための方法によって達成される。
より具体的には、本発明による方法は、少なくとも以下の工程を含む。
−所定のスペースを占有するように、所定の幅を有する少なくとも１つの束を形成する方法で配置される複数の金属ワイヤを作製する工程。
−所定の幾何学的形状を有する型の空洞の内側に金属ワイヤの一部を作製する工程。
−溶融金属を型の空洞の内側に、空洞が満たされるまで供給する工程。

−溶融金属を冷却し、単一のブラシ本体を形成するように、内側の金属ワイヤの部分を固化させ、そこから、使用中包埋されていない、ブラッシング動作を行うために設計された金属ワイヤの第２の部分が突出する工程。
溶融金属は、好ましくは、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、ワイヤのセットは、金属製である点に留意すべきである。

本発明によれば、本方法は、ワイヤの第１の部分上の型の中へ供給される溶融金属及び第２の部分上の型によって製造された金属ワイヤの焼戻しを行う工程を含む。
有利にも、ワイヤは、溶融金属に包埋することによって、冷却の間も焼戻しが行われる。

好ましくは、占有スペースを削減する方法で、ワイヤを、延在方向に対して横方向に圧縮させるネック部を型内に形成することによって、第２の部分の焼戻しが得られる。したがって、本方法は、好ましくは、作製する工程と供給する工程との間に、金属ワイヤを分離させる束を、使用中包埋される第１の部分及び使用中包埋されない第２の部分に圧縮する方法で、束の所定の幅より小さい幅を有する少なくとも１つのネック部によって、金属ワイヤの延在方向に対して横方向に、金属ワイヤを空洞内側に固定させる工程を含む。このような方法で、ネック部は、ワイヤの焼戻しを実施するために、ワイヤとの接触を維持する。
円形のブラシでは、金属ワイヤが中央の環状体から出発する半径方向に延在する。

この場合、特に、圧着ワイヤを備えたブラシの場合、型は、環状体と同心であり、ワイヤに対して横方向に延在する環状突出部を備えた少なくとも１つの半型を有する。これは、ネック部を形成し、ブラシ本体の半径方向への延在の範囲を決定するようにこれらを圧縮させるためである。

好ましくは、型は、それぞれが、ネック部を形成するために、他の半型の環状突出部の反対側に相対的環状突出部を備える２つの半型を含み、これにより、ブラシ本体を形成する空洞内での溶融アルミニウムの保持が大幅に向上する。

他方では、各束が隣接する束から角度的に距離をあけて配置されるツイスト束を備えた円形のブラシを製造するために、この型には、使用中ブラシ本体に包埋されるツイスト束の第１の部分が配置される、中央中空部を含む。

中央中空部から出発して、この型は、使用中包埋されないツイスト束の第２の部分を収容し、焼戻しが行われるために、それぞれの第２の部分との接触を維持する複数の放射状の管を含む。

好ましくは、この場合、型が上に重ねて置くことのできる２つの半型によって画定され、それぞれが中央空洞及び中央空洞から延在する複数の放射状の溝を備える。
各溝は、他の半型の対応する溝と重ねて配置され、鋳造中に管が形成される。
カップ型ブラシでは、金属ワイヤを固定する工程には、以下の工程を含む。
−実質的にブラシの回転軸と同心に円盤状体を配置する工程。
−円盤状体の周辺に金属ワイヤを配置する工程。

−ネック部を形成するために、円盤状体と環状体との間に挟入された金属ワイヤを収容する円形頂部を画定する方法で、外部の環状体を配置する工程。
有利にも、半加工要素（ワイヤ、円盤状体、及び環状体）に挿入する前に、型内にネック部が得られる。
しかし、より好ましくは、ワイヤの第２の部分の焼戻しが必ず行われるために、固定する工程には、以下の工程を含む。

−溶融金属及び金属ワイヤとは異なる材料で製造され、使用中包埋されない金属ワイヤの第２の部分で占有された直径未満の直径を有する、金属製のブッシングを作製するサブ工程。
−金属ワイヤの放射状の延在を更に減少させるために、金属ワイヤの第２の部分をブッシング内に挿入するサブ工程。

ブッシングは、金属ワイヤの焼戻しが完全に行われるように、供給する工程中、接触した状態を維持する方法で、使用中包埋されていない、金属ワイヤの第２の部分と同等以上の軸方向の延在を有するという点に留意すべきである。しかしながら、ブッシングは、ブラシの一部ではないため、この方法には、冷却工程後にブッシングを除去する工程を含む。

この方法により、迅速かつ精密な様式で、大幅な費用の削減を伴い、金属ワイヤの機械的特徴が改善され、従来のブラシでは得ることのできないブラシの安全性及び軽量といった特徴を示すアルミニウムなどの金属を用いて、ブラシの構築基準を再現することができる。

また、アルミニウム合金又は同様の合金などの金属の特性を活かし、黄銅製ワイヤを備えた半加工要素を用いて、例えば、黄銅製ワイヤを保持するために非磁性金属要素（例えば、銅など）を用いる完全に防爆性であり、かつ、完全に非磁性であるブラシが得られる。
更に、金属（アルミニウム）の固化によるワイヤの固定は、現在、ブラシセクターで行われている任意のタイプの連結を上回る機械的強度を有する。

溶融金属を導入し、接触する工程において、金属ワイヤとブラシ本体を形成する（一度固化した）溶融材料との間で、即座に連結が行われ、金属ワイヤが（鋳造前であっても）即座に加熱する点に留意することが重要である。

更に、こうした接触形態により、固化中、ワイヤと金属との間に不純物がない完全な金属結合を生成し、金属ワイヤの端部によって占有されていたスペースが減少することによって、こうした固定状態が改善される。

更に、本方法には、第１の拘束手段に対して相補的である第２の拘束手段と両方向に接続できるように設計され、作動上の支持体又はモジュールブラシによって画定されている、ブラシ本体に第１の拘束手段を画定する工程を含む。

好ましくは、画定する工程は、ブラシ本体の内側にネジ付き空洞を作製する工程を含む。更により好ましくは、第１の拘束手段を画定する工程は、溶融金属を型の空洞の中へ供給する工程と同時に実施される。より具体的には、ネジ切りは、金属が正確な形状に固化する方法で、型内において相補的様式で成形されたコアをネジ切りに挿入することによって、得られる。好ましくは、コアは、容易に除去できるように、非粘着性材料の層で塗工されている。
好ましくは、金属ワイヤのセットを作製する工程と液体金属の貫通チャネルを画定する対応する領域の中へ溶融金属を供給する工程との間に、以下の工程を含む。
−型の可動部を閉じる工程。
−型の空洞内の金属ワイヤの少なくとも一部を固定する工程。

好ましい実施形態では、金属ワイヤを貫通させ、配置するために、環状断面部（又は円形頂部）を形成する方法で、互いに同心である環状体（又は金属リング）及び円盤状体（又はカップ）を配置することによって、固定する工程が達成される。

したがって、この工程は、金属ワイヤを固定するように、円盤状体と環状体との間に挟入された金属ワイヤを収容するために円形頂部を画定する方法で、実質的にブラシの回転軸と同心に円盤状体を配置し、金属ワイヤを円盤状体の周囲に配置し、外側環状体を配置することによって、達成される。

更なる用途では、本発明による方法は、以下の工程を含む。
−少なくとも１つの実質的に円筒形の中央部を備える所定の幾何学的形状を有する第１のブラシ本体を製造する工程であって、該工程が、所定の幾何学的形状を有する第１の型の空洞の内側に溶融金属を供給することによって行われる、製造する工程。

−第１のブラシ本体の幾何学的形状に対して相補的な所定の幾何学的形状を有する第２のブラシ本体を製造する工程であって、該工程が、所定の幾何学的形状を有する第２の型の空洞の内側に溶融金属を供給することによって行われる、製造する工程。
−そのリングに対して放射状に突出している複数のワイヤを備える少なくとも１つのリングを作製する工程。
−実質的に円筒部内にリングを挿入することによって、リングを第１のブラシ本体と連結させる工程。
−プレスによって、第２の本体と第１のブラシ本体とを連結する工程。

有利にも、第１のブラシ本体及び第２のブラシ本体を（好ましくは、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いて）鋳造又は射出成形によって製造することによって、もっとも多様な形状の（合成又は天然の）非金属性ワイヤを用いて、製造費用の削減を伴う（カップ型又は円形）ブラシを製造することが可能である。

実際に、溶融によって形成することにより、簡素かつ経済的な方法で、フィンによりブラシ面の強化又は冷却を行うことが可能になり、若しくは、孔によりブラシ本体上での熱分散が可能になる。
また、本発明は、好ましくは上述の方法により製造された工業用又は趣味用のブラシ又はブラシ要素に関する。

ブラシは、好ましくは、（固化した溶融金属に対応する）金属製のブラシ本体と、ブラシ本体及び第２の自由部と連結する第１の部分を有し、ブラシ本体がその相対的な軸を中心に回転するとき、ブラッシングを行うように設計された、複数の金属ワイヤと、を含む。

本発明によれば、金属製のブラシ本体は、（溶融温度２０００℃未満の）溶融金属により形成され、ワイヤの第１の部分は、単一の金属体を形成する方法で、ブラシ本体に組み込まれ、かつ接続されている。

したがって、本発明による工業用ブラシは、ブラシ本体が結合金属を含み、金属ワイヤを共に保持するリング部（リングナット及びインナーリング）又はワイヤの端部のみが固定されていることを特徴とする。換言すれば、ブラシ本体が強固になる方法で、金属が、ワイヤの第１の部分を組み込む。更に正確には、本発明によるブラシ内では、先行技術のブラシとは異なり、使用中包埋されていないワイヤの第２の部分も、引抜き加工金属から製造される。

溶融金属、より具体的には、溶融温度７００℃〜８００℃のアルミニウム合金を使用することにより、溶融金属は、型の空洞に供給され、その温度は、炭素鋼製又はステンレス鋼製の金属ワイヤの分子の再構造化が行われる温度範囲に含まれる。

（ブラシ本体及びワイヤの）様々な金属間での分子の接触により、ワイヤの機械的特性（ブラシを構築するための、引抜き加工工程中又は機械加工中のワイヤで得られる低脆弱性など）が向上し、オーステナイト系結晶構造を有するステンレス鋼の場合、残留磁性の低減又は消失さえもある（この場合もまた、それは、ワイヤの引抜き加工の操作による）。

更に、単一ブロック内に構築されたブラシ本体により、操作中、ブラシの軸と回転軸とを正確に位置合わせすることができ、その結果、ブラシ自体の釣り合いが取れる（このプロセスは、製造されたすべてのブラシに対して、繰り返し可能である点に留意すべきである）。この操作は、型内及び構造上の細部に存在する要素のセンタリングを行うために、完全に繰り返し可能であり、この操作により、圧着ワイヤ又はツイスト束リングが組み立てられる。

ブラシのこうしたバランスも、材料をブラシ本体から取り出すことによって、必要な場合には、通常の機械加工によって、ブラシ本体の小型構造に悪影響を及ぼすことなく（必要に応じて）改善できる。

ブラシ本体を形成するために使用される金属は、金属ワイヤ又はその形成のためにブラシ中に含まれ得る任意の金属部品（リングナット、支持リングなど）に関する問題が発生しないように、２０００℃未満の温度で溶融できるようにする必要がある。
ブラシ本体を形成するためにアルミニウム合金を使用することにより、ブラシの以下の利点が得られる点に留意すべきである。
−ブラシを構成する要素の強固な機械的固定。
−擦り切れたブラシの完全な再利用。
−ブラシ本体に記述された使用及び安全データの優れた可読性−金属ワイヤの機械的特性の改善。

−ブラシ本体への直接的ネジ切りが可能となり、保管費及び輸送費が削減される可能性がある（商業的に使用されているネジ山よりも直径が大きく、これは、ネジ山を特殊なアダプタと連結することによって得られることは既知である）。

−金属ワイヤがブラシ使用中の温度上昇、若しくは、ブラシ動作中の他のワイヤの操作速度又は破壊による影響を受けることがない方法で、時間が経過しても不変であるブラシの金属ワイヤの強固な拘束。
−使用中、いかなる種類の塵埃も発生することのない金属製ダイの優れた耐化学性（このため、ブラッシング面に汚れがない）。
−優れた導体であり、種々の構成部品間での電位差がない（特に黄銅製金属ワイヤを使用する場合）アルミニウム合金の使用。
−ワイヤ及び非磁性材料（例えば、黄銅など）製のワイヤを保持するための要素を用いて、完全な非磁性ブラシを有することが可能。
有利にも、このような方法で、ブラシの様々な部品（要素）間の電位差が実質的にゼロ（０ボルトに相当）になる。

事実上、アルミニウム（又はアルミニウム合金）製の鋳物により、ブラシの構成部品間に連続的（すなわち間隙がない）な電気接触が発生し、対象物に完全な導電性を付与する。

好ましくは、ブラシは、型内に配置するために、共に固定するように設計されたワイヤの第１の部分によって通過させた円形頂部を形成するために円盤状体の周辺に配置された環状体を含む。
また、環状体及び円盤状体はまた、金属製の単一のブラシ本体を形成する方法で、金属に組み込まれる。

好ましくは、金属製のブラシ本体は、第１のネジ付き拘束手段を備える。更により好ましくは、第１の拘束手段には、ブラシ本体内で回転軸に直接製造されたネジ付き孔及びネジ付き孔内でネジにより締めることによって固定された管状アダプタを含み、ブラシ本体とブラシを可動させるシステムとの間を接続することができる。
あるいは又は組み合わせて、ブラシ本体は、モジュラーブラシ本体に接続させるために設計された外部拘束手段を具備する。

更に、好ましくは、ブラシ本体の外側表面は、動作中、もっとも高いストレスのかかる領域において、ブラシの支持構造用の複数の補強突出部又は孔を画定する。

ブラシ本体の機械的強度を増大させるために、ブラシは、好ましくは、複数の補強フィンを有し、このフィンかつ／又は孔を介して、ブラッシングが行われる領域に空気が搬送される。

上記に記載される方法に従って、ブラシ本体、金属ワイヤ、（存在する場合は）環状体、及び（存在する場合は）円盤状体は、無火花型及び非磁性材料製であり、好ましくは以下のリストから選択される点に留意すべきである。
-黄銅。
-銅又は銅合金。
-アルミニウム又はアルミニウム合金。

ブラシ本体２に包理された圧着金属ワイヤのリングを備えた本発明によるカップ型ブラシの断面図である。 ブラシ本体２に包理されたツイスト束リングを備えた本発明によるカップ型ブラシの断面図である。 ツイスト束リングと、ブラシ本体２に包埋された、射出成形又は鋳造成形用の型の空洞内部に、ブラシを正確に位置付けるための金属要素と、を備えた、本発明によるカップ型ブラシの断面図である。 更なる実施形態による機械加工プロセスのためのブラシユニットを示す図である。 様々な種類のブラシ、つまり軸部を備えた円形タイプのブラシを製造するにあたって本件の製造方法の工程を示す概略側面図である。 射出成形又は鋳造によって製造されたアルミニウム製フランジを使用して製造された円形のブラシの図を示す。 型、及び本発明による型を用いて製造されたツイスト束ブラシを示す図である。 型、及び本発明による型を用いて製造されたツイスト束ブラシを示す図である。

本発明の更なる特徴及び利点は、非制限的説明により更に明らかであり、添付の図面に示されるように、工業用ブラシの好ましい、非制限的実施形態に従う。
添付図面を参照して、数字１は、本発明による工業用ブラシを示す。
ブラシ１は、ブラシ本体２及び複数の金属ワイヤを含む。

ワイヤは、金属製のブラシ本体２に包埋された第１の部分３、及びブラシ１（すなわち、ブラシ本体２）がその相対的な縦方向軸線５を中心に回転すると、ブラッシングを行うように設計された第２の部分４を有する。

元来、ブラシ本体２は、溶融金属によって形成され、その本体には、金属ワイヤの第１の部分３が供給され、ブラシ本体２と強固に一体化させるために、結合金属がワイヤの第１の部分３を組み込む。

上記ブラシ１は、所定のスペースを占有するように、所定の幅を有する少なくとも１つの束を形成する方法で配置される複数の金属ワイヤを作製する工程を有する方法で製造される。
金属ワイヤは、所定の幾何学的形状を有する型の空洞の内側に配置され、その後、溶融金属が、型を満たすまで供給される。

最後に、溶融金属を冷却し、単一のブラシ本体２を形成するように、内側の金属ワイヤの第１の部分３を固化させる。そこから使用中包埋されていない、ブラッシング動作を行うために設計された、金属ワイヤの第２の部分４が突出する。

したがって、金属製のブラシ本体２は、元来、型８において溶融金属を固化させることによって（例えば、鋳造又は射出成形によって）得られるワイヤ又はワイヤ付きリングが封入された剛性ブロックを含む。本方法は、ワイヤの第１の部分３上の型８に供給される溶融金属によって、かつ第２の部分４上の型８（又は補助的構成部品）によって、製造された金属ワイヤの焼戻しを含む点に留意すべきである。

より具体的には、本方法は、作製する工程と供給する工程との間に、金属ワイヤを分離させる束を、第１の部分３及び第２の部分４の中へ圧縮する（すなわち、ブラシ本体２の範囲も決定する）方法であって、束の所定の幅より小さい幅を有する少なくとも１つのネック部３０によって、金属ワイヤの延在方向に対して横方向に、金属ワイヤを空洞内側に固定する工程を含む。
ネック部３０は、ワイヤの焼戻しを行うために、ワイヤとの接触を維持する点に留意すべきである。
円形のブラシ（図３）では、金属ワイヤは、中央の環状体１６から出発し、半径方向に延在する。

本実施形態では、ネック部３０を形成し、ブラシ本体２の半径方向への延在の範囲を決定するように圧縮させるために、型８は、環状体１６と同心であり、ワイヤに対して横方向に延在する環状突出部３０ａを備えた少なくとも１つの半型８ａを有する。

好ましくは、ネック部３０を形成するために、型８は、それぞれが他の半型８ａの環状突出部に対向する相対的な環状突出部３０ａを備えた２つの半型８ａを含む。

他方では、各束が隣接する束から角度的に距離をあけて配置されるツイスト束を備えた円形のブラシ（図７及び図８）を製造するために、型８は、使用中、ブラシ本体２に包埋されるツイスト束の第１の部分３３ａが配置される中央中空部３２を含む。

中央中空部３２から出発して、この型は、使用中包埋されないツイスト束の第２の部分３３ｂを収容し、焼戻し及び回転軸に対してリングのセンタリングを完全に行うために、それぞれの第２の部分３３ｂとの接触を維持する複数の放射状の管３４を含む。

好ましくは、この場合も、型８は、上に重ねて置くことのできる２つの半型８ａによって画定され、それぞれが中央空洞３２ａ及び中央空洞３２ａから延在する複数の放射状の溝３４ａを備える。
各溝３４ａは、他の半型８ａの対応する溝３４ａと重ねて配置され、鋳造中に管３４を形成する。

したがって、このような方法で得られたツイスト束ブラシは、ワイヤ（すなわち、束の第１の部分）を収容する、複数の角度的に間隔をあけた開口部３６を含み、相対的周辺部に沿って具備されたディスク３５によって形成されたブラシ本体２を含む。

その一方で、カップ型ブラシ（図１）では、金属ワイヤを固定する工程には、以下の工程を含む。
−実質的にブラシの回転軸と同心に円盤状体１０を配置する工程。
−円盤状体１０の周辺に金属ワイヤを配置する工程。
−ネック部３０を形成するために、円盤状体１０と環状体９との間に挟入された金属ワイヤを収容する円形頂部を画定する方法で、外側環状体９を配置する工程と、を含む。更に、好ましくは、固定する工程はまた、溶融金属及び金属ワイヤとは異なる材料で製造され、使用中包埋されていない金属ワイヤの第２の部分４で占有された直径未満の直径を有する、金属製のブッシング３１を作製するサブ工程。

また、金属ワイヤ（特に第２の部分４）の放射状の延在を更に減少させるために、金属ワイヤの第２の部分４をブッシング３１内に挿入する更なるサブ工程がある。

したがって、ブッシング３１は、次にネック部３０の更なる部分を形成する。ブラシ１の製造を完了するために、冷却後、ブッシング３１を除去する工程がある点に留意すべきである。

材料に関しては、好ましくは、結合金属は、溶融温度２０００℃未満の液相の金属であり、その後、ワイヤ３の第１の部分の周囲で固化し、ブラシ本体２に組み込まれる。
好ましくは、金属製のブラシ本体２は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である（溶融温度約８００℃）。
好ましくは、溶融金属から製造されたブラシ本体２は、内側にくぼみ部６を形成する。

くぼみ部６の目的は、ブラシ１とスピンドル、すなわち、ブラッシング中、ブラシを回転させるための回転軸との接続を容易にすることである。しかしながら、ブラシ１は、つかみ部又は他の接続手段を用いて、ブラシを回転させるための手段と接続することができるので、くぼみ部６の存在は必須ではない点に留意すべきである。

しかしながら、くぼみ部があると、ブラシ１とスピンドルとの結合が容易であり、更に、スピンドルに固定するとき、ブラシのセンタリングの公差がないため有利である。

こうした理由から、図１に示す実施形態では、ブラシ１は、特に数を減少させた構成部品を含み、すなわち、ブラシ１は、固形金属によって形成されたブラシ本体２に包埋された金属ワイヤ３を備えたリングのみを含む。こうした理由から、ブラシ１は、減速機に加えて、現行の標準と比較して、大幅に機械的特性を改善する固形金属に置き換えることのできるフランジ及びカップを含まない。
こうした点から、くぼみ部６は、内部にネジ山を形成し、ブラシ本体２をスピンドルにネジで締めることができるようにする。
図２には、くぼみ部６及びツイスト束を有するフランジ７を備えたブラシ１を示す。

本発明の別の実施形態（図３に示す）によれば、ブラシはまた、圧着金属ワイヤ及び中心孔６を有するリングの内側に包埋した円形のブラシに好適な幾何学的形状を有する、溶融金属から製造したブラシ本体を含む。
本発明の別の実施形態（図４に示す）によれば、中心孔６を有する金属製のブラシ本体２に包埋されたツイスト束を備えるリングから円形のブラシが得られる。

有利には、これにより、必要であれば、円形のブラシ１をスピンドルに容易にネジで締め付けることができ、金属製ダイは、減速機を設置せずに、直接ネジ締めすることができる。

図５に示すカップ型ブラシは、型８の空洞内部にブラシを完全にセンタリングするための金属製要素（アウターリング９及びインナーカップ１０）及び（圧着ワイヤ用金属ワイヤ又はツイスト束用のドリル穴を備えたリングナットを使用することができない場合）金属ワイヤ又は束を保持するためのインナーフランジ１０を含む。

インナーフランジ１０を備えた金属製リング９を使用して、回転軸に対して金属ワイヤを正確にセンタリングし、（鋳造又は射出成形による）成形工程中、引き続きそれらを静置させる。

図６では、ブラシツール１は、基本的には、型８内の空きスペースによって形成されることになるブラシ本体２を含む第１の部分及び型内に配置されたワイヤ３の第１の部分を含む。
この方法には以下の工程を含む。
−好適な幾何学的形状を有する型８の空洞の内側に上述の金属ワイヤ３のセットの一部を作製する工程。
−空洞を満たすまで、上述の型８の空洞の内側の溶融した形態の金属を孔１１から供給する工程。
−ブラシユニット１を形成するために、内側に固定した金属ワイヤ３のセットの一部に溶融金属を固化させる工程（図７及び図８）。
この方法をより詳細に見てみると、ワイヤ３の一部を作製する上述の工程は、例えば、型８の特殊な空洞に手動により配置されてもよい。
次に、型８の空洞は、型の第２の可動部８Ａにより閉じられる。
好ましくは、本発明の範囲を制限することなく、型８の孔１１を介して、液体材料を供給する上記の工程が発生する。

実施例により、上記の供給する工程は、型８の内側に溶融金属（好ましくは、アルミニウム又はアルミニウム合金）を注入することによって、又は（図６参照のこと）ワイヤ３のセットが嵌入された領域１１を介して、液体を通過させて、型８の内側の溶融金属を鋳造することによって、行うことができる。
明白なことに、供給する方法は、型８の空洞の形状及びブラシ本体２の最終形状に応じて、様々な方法があってもよい。
図１０は、製造方法の普遍的本質を確認するために、支持軸部１２を備えた円形のブラシ１の型８を実施例により示す。

図１１は、鋳造又は射出成形によって製造され、互いに圧力嵌入され、特殊な形状を有する、アルミニウム製のフランジ１６及び１７を有し、合成ワイヤ又は天然ワイヤを備えた円形のブラシを示す。
図には、内側部に（ワイヤを固定するための）歯部１８を有する実施例を示す。

上記のいずれの場合においても、（金属ワイヤ又は合成ワイヤとの）様々な組み合わせで、ブラシ１を得ることができ、液体材料は、（アルミニウム系）合金を含んでもよく、ワイヤ３のセットは、金属製である必要があるか、又は、アルミニウム中で要素を成形した場合、ワイヤ３は、金属、合成又は天然材料から製造されてもよい。

したがって、一般には、機械加工のためのブラシ１は、金属製のブラシ本体２を含み、これは単一の小型な剛体を形成するために、上記の金属ワイヤ３のセットを接合する手段を含む。

第１の解決法において、基本的には、ブラシ本体２は、実際のブラシ本体及びワイヤ３のセットをブラシ本体２に保持する手段を形成し、ワイヤ４の空き部分を使用して、ブラッシングを行うと言ってもよい。
構造的レベルでは、上記の第１の抑止手段６は、ブラシ本体２の内側に作製されたネジ山を含んでもよい。

あるいは、ブラシ本体２は、上記のワイヤ３のセットを結合（単一の本体中に締固め）する中間要素を形成することができ、ブラシ本体２は、上記の抑止手段１３（図７、８及び９参照のこと）を備えている。

この中間のブラシ要素１は、ブラシ要素１を取り外しできるように収容するための少なくとも１つの相対的な空洞１５内で動作する、相対的なブラシ本体１４によって示された第２の保持手段１５と脱着可能な様式で（つまり、可逆的に）連動させるために、合わせて成形されている上記の抑止手段１３の相対的な外側表面に備えられている。

図７及び図９に見られるように、第１及び第２の取り外し可能な抑止手段１３及び１５は、それぞれ、ブラシ本体１４によって示される上記の空洞１５内及びブラシ要素１の表面上に相対的なネジ山を含む。
ブラシ要素１にネジ山が作られた場合、ブラシ本体２の形状は、実質的に円筒状であってもよい。

あるいは、ブラシ要素１は、実質的に円錐台形型（図８参照）のブラシ本体２を有してもよく、ブラシ本体１４は、ブラシ要素１の精密な特性を用いた干渉によって適用できる。

図９は、非限定的実施例によって、ブラシ要素１（図７及び図８参照）を備えて製造され、複数のワイヤのセット４があり、上記のワイヤの第２の部分を形成し、ブラッシングを行うブラシ１４を示す。

したがって、ワイヤ４の第２の部分は、単体１４内で、上記の第１の取り外し可能な抑止手段１３を用いて、相対的な第２の抑止手段を具備した対応する複数の空洞１５を備えた単一のブラシ本体１４と接合させた対応する複数のブラシ要素１によって形成される。
実際には、モジュラーブラシが形成される。

ここで述べた方法及び得られたブラシの要素は、高い技術的特性及び費用の削減を伴う非常に小型な最終製品を得るために設計された簡素かつ高速な工程により、あらかじめ設定した目的が達成される。

溶融金属による均質鋳造及びブラシ本体２を備えた金属ワイヤのセットにより、機械的強度の高いモジュラーブラシが得られ、そのモジュラーブラシは、結果として操作速度が改善され、種々のブラシ要素１の機械的な固定軸のおかげで必要な安全性を備えている。
別の解決法は、同一プロセスによる要素（フランジ、カップなど）の製造に関し、現在ブラシに使用されている解決法に変わって、使用することができる。

この方法により、迅速かつ精密な様式で、大幅な費用の削減を伴い、従来のブラシでは得ることのできないブラシ要素及びブラシの安全性及び軽量といった特徴を示す材料を用いて、ブラシの構築基準を再現することができる。

非磁性金属で作製された要素も黄銅ワイヤを保持するために使用する場合、（例えば、アルミニウム及びその合金などの）金属の特性を活用することによって、かつ黄銅ワイヤを用いることによって、全防爆性及び非磁性のブラシが得られる。

Claims (24)

1. 金属製のブラシ本体（２）に包埋されたワイヤの第１の部分（３）及び自由な金属ワイヤの第２の部分（４）を含む、ブラシ又はブラシ要素（１）を製造する方法であって、
   所定のスペースを占有するように、所定の幅を有する少なくとも１つの束を形成する方法で配置される複数の金属ワイヤを作製する工程であって、ワイヤは、使用中にブラシ本体（２）に包埋されている第１の部分（３）、及び、使用中に包埋されていない第２の部分（４）を有する、作製する工程と、
   所定の幾何学的形状を有する型の空洞の内側に金属ワイヤの一部を用意する工程と、
   溶融金属を型の空洞の内側に、空洞が満たされるまで供給する工程と、
   溶融金属を冷却し、使用中に包埋されていない、ブラッシング動作を行うために構成された、金属ワイヤの第２の部分（４）が突出している単一のブラシ本体（２）を形成するように、内側の金属ワイヤの第１の部分（３）を固化させる工程と、
   ワイヤの第１の部分（３）の型（８）の中へ供給される溶融金属、および、型（８）自体、または、第２の部分（４）の補助構成部品によって、行われ、金属ワイヤを焼戻す工程と、を含むことを特徴とする、方法。
2. 作製する工程と供給する工程との間に、金属ワイヤを分離させる束を、使用中に包埋されている第１の部分（３）及び使用中に包埋されていない第２の部分（４）の中へ圧縮する方法で、束の所定の幅より小さい幅を有し、ワイヤの焼戻しを行うためにワイヤに接触させる、少なくとも１つのネック部（３０）によって、金属ワイヤ自体の延在方向に対して横方向に、金属ワイヤを空洞の内側に固定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 円形のブラシを形成するために、金属ワイヤは、中央の環状体（１６）から出発して、半径方向に延在し、型（８）は、環状突出部（３０ａ）を備える少なくとも１つの半型（８ａ）を有し、環状体（１６）と同心であり、ネック部（３０）を形成して、ブラシ本体（２）の放射状の延在の範囲を決定するように、ワイヤを圧縮するためにワイヤに対して横方向に延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. ネック部（３０）を形成するために、型（８）は、他の半型（８ａ）の環状突出部に対向する相対的な環状突出部（３０ａ）をそれぞれ備える２つの半型（８ａ）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 型（８）は、中央中空部（３２）と、中央部（３２）から延在する複数の放射状の管（３４）と、を含み、
   配置する工程は、ワイヤの第１の部分（３）を中央の位置（３２）に配置し、第２の部分（４）を管に配置することによって実施されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ワイヤは、ツイスト束（３３）であって、
   配置する工程は、各ツイスト束（３３）を隣接したツイスト束（３３）から間隔をあけて放射状及び角度のある方向に配置することを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 型（８）は、重ねることのできる２つの半型（８ａ）で画定され、それぞれ半型（８ａ）が、中央空洞（３２ａ）及び中央空洞（３２ａ）から延在している複数の放射状の溝（３４ａ）を有し、
   一方の溝（３４ａ）は、鋳造中に管（３４）を作製するために、他方の半型（８ａ）に対応する溝（３４ａ）と重ねることが可能であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
8. 金属ワイヤを固定する工程は、
   ブラシの回転軸と実質的に同心となるよう円盤状体（１０）を配置する工程と、
   円盤状体（１０）の周辺に金属ワイヤを配置する工程と、
   ネック部（３０）を形成するために、円盤状体（１０）と環状体（９）との間に挟入された金属ワイヤ（３）を収容する円形頂部を画定する方法で、外側環状体（９）を配置する工程と、を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
9. 固定する工程は、
   溶融金属及び金属ワイヤとは異なる材料で製造され、使用中に包埋されない金属ワイヤの第２の部分（４）で占有された直径未満の直径を有する、金属製のブッシング（３１）を作製するサブ工程と、
   金属ワイヤの放射状の延在を更に低減するために、金属ワイヤの第２の部分（４）をブッシング（３１）内に挿入するサブ工程と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. ブッシング（３１）は、金属ワイヤの焼戻しが完全に行われるように、供給する工程において、金属ワイヤと接触した状態を維持する方法で、金属ワイヤの第２の部分（４）と同等以上の軸方向の延在を有することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 冷却する工程の後、ブッシング（３１）を除去する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 第１の拘束手段に対して相補的である第２の拘束手段と可逆的に接続可能に構成され、作動上の支持体又はモジュールブラシによって画定されている、第１の拘束手段（６，１３）をブラシ本体（２）に画定する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 第１の拘束手段（６、１３）を画定する工程は、ブラシ本体（２）の内側にネジ付き空洞を作製する工程を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 第１の拘束手段（６、１３）を画定する工程は、溶融金属を型（８）の空洞の中へ供給する工程と同時に実施されることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 溶融金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、ワイヤ（３）のセットは、金属製である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 工業用又は趣味用のブラシ又はブラシ要素（１）であって、
    金属製のブラシ本体（２）と、
    ブラシ本体（２）と連結された第１の部分（３）と、ブラシ本体（２）がその相対的な軸（５）を中心に回転すると、ブラッシングを行うように構成されている第２の自由部（４）と、を有する、複数の金属ワイヤ、とを備え、
    金属製のブラシ本体（２）は、溶融金属から形成され、
    ワイヤの第１の部分（３）は、単一の金属体を形成する方法で、ブラシ本体（２）に組み込まれ、かつ接続され、
    ワイヤの第２の部分（４）は、使用中に包埋されていない、焼戻しが行われた金属から製造されていることを特徴とする、ブラシ又はブラシ要素（１）。
17. 型内に配置するために、共にワイヤ（３）を固定するように構成されたワイヤ（３）の第１の部分を通過させる円形頂部を形成するために円盤状体（１０）の周辺に配置された環状体（９）をさらに備え、
    環状体（９）及び円盤状体（１０）は、金属製の単一のブラシ本体（２）を形成する方法で、金属に組み込まれることを特徴とする、請求項１６に記載のブラシ。
18. ブラシ本体（２）は、相対的な周辺部に沿って設けられており、ワイヤを収容する複数の角度をつけて間隔をあけた開口部（３６）を有する、円盤（３５）によって形成されることを特徴とする、請求項１６に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
19. 金属製のブラシ本体（２）は、第１のネジ付き拘束手段（６）を有することを特徴とする、請求項１６又は１８に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
20. 第１の拘束手段（６）は、ブラシ本体（２）内でその回転軸（５）に直接に作製されたネジ付き孔と、ネジ付き孔にネジで締めることによって固定された管状アダプタと、を有し、ブラシ本体とブラシを移動させるシステムとの間を接続することが可能であることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
21. ブラシ本体（２）は、モジュラーブラシの本体（１４）に接続させるために構成された外部拘束手段（１３）を有することを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
22. ブラシ本体（２）の外側表面は、ブラシの動作中、もっとも高いストレスのかかる領域において、ブラシの支持構造用の複数の補強突出部又は孔を画定することを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
23. ブラシ本体（２）、金属ワイヤ、環状体（９）、及び円盤状体（１０）は、無火花型かつ非磁性の材料から製造されることを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。
24. 無火花型かつ非磁性の材料は、黄銅、銅又は銅合金、および、アルミニウム又はアルミニウム合金を含むリストから選択されることを特徴とする、請求項２３に記載のブラシ又はブラシ要素（１）。

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