JP3645915B2 - 可とう性ある研磨用ホーンの製造方法及び製造用装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、常にとは言わないまでも普通は動力駆動式の研磨、研削、つや出し及びとぎ上げ(ホーニング)の用途を一般に目的とする研磨用ホーン及び研磨用プランを製造するための方法及び装置に関する。先行技術のホーンの一例は、US−A−3871139号に開示されている。さらに特定的に言うと、本発明は、過去において例えば鋳造炭化タングステンといったような容易にひびわれ、破砕さらには粉砕された研磨材料のきわめて脆く砕けやすい従来の研削及び/又はとぎ上げ用の「石」又は「棒」の破損を頻繁に導くことが判明したタイプの特にヘビーデューティ用途、長時間にわたる厳しい用途及び/又は極めて可変的な接触圧力の用途を目的とする研磨用ホーン及び研磨用ブラシを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような(過去においてこれほどまでに従来の研磨用工具を破壊するものであることが判明した)用途としては、とぎ上げ(ホーニング)すべき加工部材がかなりの表面不連続性及び/又は不規則性(特に予想外の又は予知できない性質のもの)を有している、又、動力駆動式回転研磨工具が、研磨すべき又はとぎ上げすべき湾曲した加工部材表面との関係において非対称に位置づけられているような、動力駆動式研磨又はとぎ上げ作業が含まれる。これらの用途タイプはいずれも、上述のタイプの研磨及びとぎ上げ用工具にとって非常に破壊的なものであるため、さらに近年になって、望ましくない工具−加工部材間接触圧力ピークを最小限にして工具の破損を無くするか又は大幅に減少させる目的で可とう的に又は弾性的に研磨(又はとぎ上げ)要素又は材料をとりつけることによってこの工具破損問題を解決又は緩和する試みが行なわれてきた。一解決法に向けての最近の1つの試みは、可とう性研磨用ブラシ又はホーンの複数の可とう性剛毛の端部上への「小球」形での少量の研磨材料の据えつけから成るものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のタイプの可とう性ある研磨用ホーンにおいては、激しいとぎ上げ用途の間又は結果として「小球」から研磨材料を「削り取る」のを避けることはきわめて困難であることがわかった。従って本発明の目的は、事実上削り取り不可能である強力な接着性を持ち小球を支持する可とう性ある剛毛を有する研磨用ホーンを製造するための改良された方法及び装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様に従うと、本書特許請求の範囲第1項に記されているように可とう性研磨用ホーンを迅速かつ効率良く大量生産するための方法が提供されている。
本発明の第2の実施態様に従うと、可とう性剛毛の先端部分上にしっかりと離脱不能な形で取りつけられた拡大された多相小球を生成する方法において、コーティングされた剛毛先端部分の天然の保持特性によって一部分決定されるような望まれる薄膜の厚みで剛毛の先端塗布部分に対して、少なくとも半液体で制御可能な形で硬化できる接着性マトリックス材料の第1のコーティングを塗布する段階;前記剛毛先端部分との関係において前記コーティングを固定し不動化しかくして前記マトリックス材料の余剰の液体又は部分的に液体の部分の移動が剛毛先端部分上及びこの先端部分に沿って発生するのを実質的に抑制及び防止する段階;なお少なくとも部分的に半液体形状である間に前記コーティングと細く分割された研磨材料の一定量の通常は乾燥している粒子をかみ合い・結合接触状態にし、かくして、前記マトリックス材料による研磨材粒子の効果的拾い上げ及び有効な2相複合研磨材−マトリックス材料へのその効果的な内部混合をひき起こす段階;及び望ましい程度まで、前記剛毛先端部分上で前記複合研磨材−マトリックス材料を硬化及びキュアするために必要な所要物理的条件を、前記コーティングを支持する前記剛毛先端部分に対し施こす段階、を含む方法が提供される。
【0005】
本発明の第3の態様に従うと、請求項10に記されているような研磨用ホーンを迅速かつ効果的に大量生産するための方法が提供される。
以上3つのパラグラフのいずれかで言及した方法段階は、さまざまな異なる対応する最終結果のいずれかを達成するのに適切なように以下の特長のいずれか又は全てを含むことができる。
【0006】
前記制御可能な形で硬化できる接着性マトリックス材料の第1のコーティングは、ナイロン又はその他の剛毛の塗布部分に塗布された液体エポキシ樹脂材料であってよい。
細かく分割された研磨材料は、炭化タングステン、炭化ケイ素又はグリットであってよい。
【0007】
本発明の1つの好ましい態様においては、段階の順序は、究極的にそれによって生成される拡大された研磨用小球の中に望まれる積層の数だけ反復される。
1つのわずかに拡張した本発明の態様においては、第1のコーティング段階の前に好ましくは付加的な接着性増加段階が行なわれ、この段階は、剛毛塗布部分のそうでなければ平滑である外表面を効果的に乱し加工しかくして接着性目的で利用可能なその有効表面積を効果的に増大させる一方で同様にこの表面の効果的な「接着性」を大きく増大するという形をとる。
【0008】
本発明のもう1つのわずかに拡張された態様においては、第1のコーティング段階の前にもう1つの付加的な接着性増加作業段階を実施することができ、この場合この段階は、非固体のキュアされていないタイプの相互接合接着結合材料を剛毛の塗布部分の外表面に塗布する作業を含む接合強化橋かけ段階の形をとり、この相互接合材料は、剛毛塗布部分を形成する材料のための第1の強い親和力をもちさらに前記第1のコーティング段階において直後に塗布されるべき前記第1の外側塗り層の接着性マトリックス材料に対する第2の強い親和力をもつタイプのものである。
【0009】
前述の2つの方法段階のいずれも互いに独立した形で(又他方の段階を全く行なうことなく)実行することもできるし、或いは又前述の2つの段階の両方共を最大限の接合強度を得るべく(上で設定された順序で)実行することもできる。
ここで留意すべき重要な点は、本発明の1つの好ましい態様における接着性マトリックス塗布段階、不動化段階及び/又はそれらの複合されたものには、(以下に詳しく記述するような)相対的な塗布及び/又は「拭い(ワイピング)」動作が関与しており、この動作が最も効果的な形で剛毛塗布部分に対する液体接着性マトリックス材料の望まれる制御された塗布を効果的にひき起こすつまりもたらす、ということである。このタイプの「相対的塗布及び/又は拭い動作」は、「乱し加工」用材料を塗布し及び/又は「橋かけ」用材料を塗布するためにも同様に有利に使用できる。
【0010】
これまでのところ、相応する剛毛の「端部」、端部「部分」、「先端」又は「先端部分」上にこのような拡大された小球を各々除去不可能な及び削り取り不可能な形でとりつけるのが最も有利であることがわかってきた。しかしながら、本発明が同様に、このような拡大された研磨材小球を剛毛の先端部分等々以外の場所にも位置づけることを含んでいるということにも留意すべきである。このことは、研磨用ホーンの剛毛の全て又はいくつかについてあてはまる場合もあれば、いずれの剛毛にもあてはまらない場合もある。
【0011】
さらに、多重剛毛研磨用ホーンのさまざまな剛毛は、互いに異なる相対的位置にその複数の拡大された研磨材小球を位置づけている場合もある。従って、このような拡大された研磨用小球が位置づけられる位置を識別するため(クレームを含めた)この明細書中で用いられる今述べたばかりの4つの表現は、各々のこのような剛毛などの「選択された部分」の意味を含むものとして極めて広義にみなされるべきである。例えば、中央で外向きにたわんだ剛毛上で拡大された研磨材小球を中間に位置づけすると、小球は、やや異なる動力駆動式の可とうな形で支持する研磨作用がいつでもできる状態にある便利な研磨位置へと拡張されることになる。
【0012】
本発明の第4の態様に従うと、本発明の第1,第2又は第3の態様に従ってホーンを製造するための装置が提供される。
本発明の性質を明確にする目的で、添付の図面においては、断片的及び概略的に複数の方法段階として本発明の複数の代表例が示されている。
【0013】
【実施例】
以下では、図20に概略的に示された対応する「ステーション」で表された第1の基本的な一連の方法段階ならびに図21に概略的に示されている対応する「ステーション」で表された第2の拡張された一連の方法段階を参照しながら、本発明のいくつかの実施例について記述する。
【0014】
前記2つの異なる一連の方法段階の各々は個別に、図面のさまざまな異なる図に示されている。
前記方法段階は、(1)特定の一形状の個別部品、及び/又は(2)特定の一形態の複合部品を生成するものとして示されている。ここでこのような各々の個別部品は、拡大された研磨材小球支持用可とう性剛毛を含むものとして示されており、このような各々の複合部品は複数のこのような剛毛を剛毛保持用ベース上にその後端部分でしっかりと取りつけられた形で組立てることによって作られた可とう性研磨用ホーンを含むものとして示されている。図示されている態様においては、剛毛は、研磨剤小球が一般にベースから同じ距離のところに位置づけられて効果的な多重要素式の可とう的に支持されたとぎ上げ表面を構成するように長手方向に先端部分及び後端部分が一般に同様に間隔取りされている状態で、比較的均等に間隔取りされた形で前記ベース上に効果的に取りつけられている。
【0015】
可とう性研磨用ホーンの1例は図1〜3に50という番号で表わされている。図示されている通り、これには複数の剛毛が含まれ、その大部分は、すでに言及し添付の図面に示されている個々の拡大された研磨剤小球を支持する可とう性剛毛に類似したものである。図1〜3に示されているように、この剛毛は55という番号で表わされ、外側の剛毛先端部60に事実上削り取り不能な研磨剤小球65が具備されている状態の可とう性ある構造のものとして示されている。
【0016】
図1−3に示されているように、剛毛55は、図1−3に75という番号に表わされている(端部70を効果的に係合し保持するより線80を含む)剛毛保持用ベースによって効果的に保持されている70という番号で表わされた有効内側端部部分を有する。
配置は、研磨用小球65が互いに側面方向に近接した関係でベースから一般に同様な距離で位置づけられ、一緒に完全な可とう性研磨用ホーン50の有効外周表面を構成するようなものである。
【0017】
本発明は、まず第1に、研磨材小球65の各々を作り各々の小球65をその対応する剛毛先端部60上に削り取り不能及び除去不能な形で取りつける上で用いられる新しい製造方法に関するものであり、この方法について特に図4〜8及び図20を参照しながら以下で特定的に記述する。
この方法における第1の基本的段階は、図4に概略的に示されており、前記先端部分上に第1の外側塗り層又は薄膜90を生成するような要領で各々の剛毛55の先端部分60に半液体の養生可能な接着性マトリックス85Aの第1のコーティングを適用する作業を含んでいる。図4に概略的に示されている配置においては、マトリックス85Aは、エポキシ樹脂といったような当初液体又は半液体の接着性プラスチック樹脂を含んでいてよく、又当初、下にあるテーブル95A上に支持されるか又は薄くコーティングされていてよく、剛毛先端部60は、各剛毛55の先端部60全体のまわり及び各剛毛が同様の薄い外側塗り層で終わるよう単にその比較的短かい予め定められた長さのみに沿ってマトリックス85Aの薄い層を効果的に塗布するべく強制的にテーブル95Aに対して偏向させられる一方で(100として概略的に示されているように)テーブル95Aとの関係において、拭うような形で回転させられる。
【0018】
各々の外側塗り層90を含む材料が半液体であるかぎり、これは、剛毛55のシャフト部分に沿って極めて容易に移動することができ、かくしてこのような動きに対しそれが多少なりとも効果的に拘束されていないか又は不動化されていない場合その望ましい端部位置から移動されることになる。
従って、図4及び5に示されている第1のコーティング段階は同様に、前記第1の外側塗り層90を効果的に固定するため、有効なことに不動化段階をも含んでいる。
【0019】
図4及び5に示されているように、第1のコーティング段階及び固定及び不動化段階は効果的に組合せられ、両方の段階は共に、一時的に半液体マトリックス85Aと強制拭い係合状態にある間の各剛毛先端部60の100という番号で最も良く表わされた相対的回転運動により効果的に達成される。このことは、製造中の研磨用ホーン50が図4において矢印105によって示されている方向でその中央に位置づけられた剛毛保持用ベース75の長手方向軸を中心に回転させられている間でさえ起こる。
【0020】
図4及び図5に示されているような第1の適用段階及び有効な不動化段階の組合せは、実際上、制限された塗布段階を含んでおり、同様に例えば図35〜42に示されているように達成でき、又拭い運動は図43又は45に概略的に示されているように8の字形のパターンに従うことができる。
接着性マトリックス材料85Aが剛毛の先端部60に適用される第1の塗布段階は同様に接着剤塗布段階とも呼ぶことができ、前記接着剤塗布段階が起こる場所は、図21に110Aで全体として示されているように接着剤塗布ステーションと呼ぶことができる。ステーション110Aで行なわれる作業について以下に記述する。
【0021】
本発明の方法における次の段階は、乾燥した一定量の研磨材粒子115(図6を見れば最も良くわかる)を各々の剛毛先端部60上のまだキュアされていないエポキシ樹脂材料の前記外側接着剤塗り層90と結合接触状態にしかくして外側塗り層90による研磨材粒子115の効果的な拾い上げならびに有効な2相複合研磨材−マトリックス塗り層90+115への効果的な内部混合をひき起す作業の形をとる。研磨材塗布段階を行なうことである。
【0022】
図6に示されている配置においては、剛毛先端部60の各々は、図4及び図21の両方に示されているように、時計まわり方向に回転し右の方へ動く図6に示された単一の剛毛55の3つの連続部分の中に示されているように、相対的な非側面方向の移動をひき起こすやり方で今述べたばかりの研磨剤塗布段階を実行するべく配置されている。こうして、そうでなければ中の各々の剛毛先端部分60の側面方向の動きに対する実質的な抵抗を提供することになる、従来の研磨材粒子層の通常比較的密に詰め込まれた条件のために他の場合には発生しうるようなエポキシ樹脂塗り層90及びそれによって拾い上げられた全ての研磨材粒子の「拭い取り」が防止される。従って、図6に示されているように研磨材粒子115の密に詰まった層を通しての剛毛先端部60のこのような側面方向運動を全て事実上削除することが、この問題を解決する1つの方法である。しかしながら、これはこの問題を解決する唯一の方法ではなく、従って制限的な意味をもたない。代替的には、研磨材粒子の流動層(又は空気−研磨材−粒子スラリー)が、中のコーティングされた剛毛先端部分の側面方向運動に対するかなり減少した有効抵抗を有し、従って同様にこの問題を解決してくれる。このような配置の1つが一例として図21に120という番号で破線で、又図31に120という番号で実線で示されており、これについて以下で説明する。
【0023】
いずれの場合においても、研磨材塗布段階は、全体として110Aで示されている接着剤塗布ステーションで行なわれているような図21に示されている接着剤塗布段階の完了後に行なわれる。従って、図2に示されている配置においては、研磨材塗布段階は、図6又は図22に示されている要領で全体として125で表わされているもののような適切な場所で実行されているものとして示されている。
【0024】
本発明のいくつかの態様においては、キュア用ステーション130において行なわれる1実施態様の形で次に説明するキュア段階に進む前に半液体接着性コーティング90によって拾い上げられる研磨材粒子115の量を最大限にするべく、今記述した研磨材塗布段階が数回くり返される。
好ましい1つの配置におけるキュア段階は、硬化及びキュアに必要とされる所要物理的条件を、そのとき有効な2相複合研磨材−マトリックス材料コーティング90+115を支持する各々の剛毛先端部分に施すという形をとる。
【0025】
本発明の一実施例では、前述のキュア段階の実行に必要とされる所要物理的条件は、適当な時間適当な温度での加熱という形をとる。これは、全体として130という番号で示されているキュアステーションにおいて通常行なわれ、ここでは、剛毛55及び前述の複合多層マトリックス研磨材コーティング90+115を支持する各々のコーティングされた剛毛先端部60の流路の中に、キュア用オーブン135が位置づけられている。
【0026】
通常、本発明の方法における次の段階は、生産すべき重なり合った積層の望ましい数に相応する望ましい回数だけ先行する一連の段階を反復し、かくして完全な可とう性ある自動調心及び自動サイジング式研磨用ホーン50の活動部品として図8及び図1〜3に(平行して)示されているような拡大された研磨材小球を形成するという形を通常とる、いわば小球サイズ増大用多積層生成段階と呼ぶことのできる作業を実行することである。
【0027】
本発明の方法は、全面的に又は部分的に手で行なうことができ、又は図面に示されているもの以外の装置又は機器を用いて行なうこともできるという点に留意されたい。
図21に示されている装置においては、駆動モータ140が、複式チェーンエンドレスループタイプのコンベヤ145に結合され、このコンベヤの2本のチェーンは、同時に動くよう効果的に一緒に結ばれ、矢印150で示された方向にコンベヤ145を駆動するべく適合されている。(拡大された研磨材小球65を除いて図1〜3に示されている完成したホーン50と全体に類似している)ホーン・プリフォーム50Pの各々は、ホーン・プリフォーム50Pの中央ベース75の全長を超えて配置された半支持ストラップ155によってコンベヤ145の2本のチェーンに回転しかつ解除可能な形でとりつけられ、接着性マトリックス手段85Aを支持する回転可能なテーブル95Aとの摩擦係合用に位置づけされた外周をもちステム75によって固定的に支持されたアイドラディスク又はローラ160の摩擦転がり係合により付与されたトルクの結果としてステム75の軸を中心としてこのステム75(及びホーンプリフォーム50P全体)が回転できるようにする形でステム75の相対する端部近くでコンベヤ145の2本のチェーンに締めつけられている。かくして、図4の方向矢印105により示されているプリフォーム回転運動は、図21に明確に示されているように、摩擦ローラ160がテーブル95Aの上部表面と接触状態にあるかぎり生成されている。
【0028】
図4中の矢印100により示されているようなホーンプリフォーム50Pとの関係におけるテーブル95Aの回転運動は、図21において、図4の100という番号で相対的回転運動を提供するべく組合わさる2本の両端矢印165及び170によって示されているとおりテーブル95A全体に2つの異なる互いに垂直な水平往復運動力を付与することによって達成される。
【0029】
図21に示されている例においては、矢印165及び170によって示されている2つの往復運動力は、加圧流体で操作される複動油圧又は空気圧シリンダタイプのアクチュエータを含みうるそれぞれ175A及び180Aという番号で概略的に示されている2つの相応する(往復運動)アクチュエータによって効果的に提供される。2つのアクチュエータ175a及び180Aは、異なるアクチュエータへの加圧流体のタイミング、持続時間及び方向、その循環又は往復運動及び/又はその間の関係を制御するため(通常は主制御・相関センタ(図示せず)を通しての)周知のあらゆる加圧流体源に全て接続可能である周知のあらゆるタイプの入出力ダクト及び適切なバルブなどが具備されるべく適合されている、という点も理解しておくべきである。
【0030】
図21の上部プラットフォーム185Aは、水平平面内に横方向に延びている一対の取り付け用レール190A上に滑動可能な形で取りつけられ、このレールはそれ自体、前記水平平面のすぐ下で第2の水平平面内に長手方向に導かれた第2の取りつけ用レール対200A上に滑動可能な形で取りつけられている下部プラットフォーム195Aの上部面に固定されている。取り付け用レール200Aは、適切な下にある装置支持用ベース(図示せず)上に取りつけられるように適合されている。
【0031】
「相対的回転運動」という語(ホーン50Pとの関係におけるテーブル95Aの運動について記述する場合)は、中間有効ゼロ側方相対移動場所の各々の側で相対的な移動が起こる反復的性質をもつ運動が関与するあらゆるタイプの湾曲した相対的運動を事実上意味する可能性があるという点に留意すべきである。これには、当然のことながら、全体的に円形、卵形、楕円形又はその他の閉ループ形状の相対的運動が含まれ、その一実施例は図4及び22内に100という番号で表わされている。しかしこれには又非閉ループ形状も含まれ、その一実施例が図23に101という番号で概略的に示されている。これは一般に、例えば接着剤塗布ステーション110Aに置かれしかも下部プラットフォーム195A、下部対のレール200A及び下部往復運動アクチュエータ175Aを含む装置の任意の部分を削除することによって、長手方向往復運動力165が完全に除去された場合に接着剤がコーティングされたテーブル95Aとホーン・プリフォーム50Pの各々の剛毛先端部60の間に生成されることになるタイプの相対的運動である。
【0032】
同様に、これまで記述し図示してきた本発明の方法において、各剛毛55の取り付けは、図5に示されているように、テーブル95Aの上面上にコーティングされた半液体接着性マトリックス材料85Aに沿ってこの材料を通して剛毛先端部60が移動させられている間、剛毛がそれ自体の長手方向軸のまわりで自由に回転できないようなものであるということにも留意すべきである。このタイプの相対的運動は、剛毛先端部がテーブルのコーティングされた表面に対して強制的に偏向させられている間に剛毛先端部が回転して側面方向に曲げられた剛毛先端部60の全ての外表面部分が塗布段階と不動化段階の両方を拭う形で実行するため前記表面と接触することになるようにする。
【0033】
図5に示されている運動中の各々の剛毛55のシャフトは、円錐の仮想の垂直断面図において剛毛55の相対的移動、有効剛性及び長さならびに剛毛とテーブルのコーティングされた上面の間に加える偏向力の大きさによって決定される程度まで外向きに凹状であるように見える下向きに発散した角度のある側壁を有する逆円錐に似た表面を円形運動全一回が構成することになるような、幾分か角度のついた下向き及び外向きに発散する形態を通常とっている。
【0034】
前記相対的運動がテーブル95Aのみの動き、各剛毛55のみの動き又はその両方の動きによって事実上完全に提供されうるということを理解しておくべきである。
同様に、前記「相対的運動」には、テーブル95A上に半液体のコーティングとして又はその他の形で剛毛先端部60に隣接して支持され剛毛の先端部に効果的に塗布された接着性材料85Aとの関係において剛毛の長手方向軸を中心とした各剛毛55とその先端部60との相対的回転を含み入れることも可能である。当然のことながら、前記「修正された相対的運動」における絶対的(回転)運動は、剛毛55の仮想上の長手方向軸を中心とした「回転」によって事実上完全に、又は剛毛先端部60のまわりの接着材料85A(又はその塗布源)の「回転」によって事実上完全に、又はその各々の動きによって提供されうるが、この場合これら3種類の動き全てが本発明の新奇な方法を定義づける言語の意味及び範囲内の「相対的運動」を結果としてもたらすことを条件とする。前記さまざまな形の相対的回転運動は例えば、図35及び36、図37及び38、図39及び図40及び図41及び図42に示されている。
【0035】
図21のステーション110Aで実行された塗布及び/又は不動化段階の一部として前述した「偏向(バイアス)力」は、はさみのジャッキ205Aを制御可能な形で作動させ望みどおりテーブル95Aを相応して上下させるためこのはさみのジャッキ205Aに取りつけられているリンケージ又は結合棒215Aに旋回可能な形で連結された複動アクチュエータ210Aによってプラットフォーム185Aとテーブル95Aの間に旋回可能な形で連結された全体として205Aという番号で示されたはさみ機構を通してテーブル95Aに適用される。通常、テーブル95Aの上面により指示されている接着性マトリックスコーティング85Aがホーン・プリフォーム50Pにより支持されている各々の剛毛先端部60に塗布される場合、テーブルは、図4に集合的に又図5に個別に示されているように下向きの剛毛55がそれに付加されたバイアスにより部分的に曲げられるまではさみジャッキ205A及びアクチュエータ210Aによって持ち上げられる。
【0036】
図21に示されている例においては、複動アクチュエータ210Aは、ステーション110Aなどの適切な作動のために望まれるように、はさみジャッキアクチュエータ210Aの作動を制御するための主制御・相関センタ及び加圧流体供給源に全て連結可能であるあらゆる周知のタイプの入出力ダクト及び適切なバルブなどが具備された周知のタイプの複動、流体圧力作動の油圧又は空気圧シリンダを含むものとして示されている。この主制御・相関センタは、アクチュエータ175A及び185Aを制御するための前述の主制御・相関センタと同じ又はその一部分であってよく、このような配置は当該技術分野において周知のものであることから特定的には示されていない。
【0037】
ホーン・プリフォーム50Pの前進回転運動の速度は、摩擦ローラ160の直径により決定され、異なる有効直径の摩擦ローラーの交換を提供することにより寸法調整可能なものにすることもできるし、或いは又この目的のため軸方向に移動可能な円錐形摩擦ローラを使用することもできる。
図4,5及び21に示されている前記第1のコーティング段階の完了後、ホーンプリフォーム50Pが図21のステーション110Aにある間、プリフォーム50Pは、それが図21の研磨材粒子塗布ステーション125の場所にありしかもこのステーションを通ってコンベヤ145により移動されるべく適合されている間に行なわれる研磨材粒子の塗布を含む本発明の方法の次の段階を受ける。このことは、図21内のホーンプリフォーム50P全体との関係において示され、又図21のホーンプリフォーム50P全体が研磨材塗布ステーション125を通って移動するにつれて各々の剛毛先端部60に起こることを表わすいくつかの異なる運動位置で示された単一の代表的剛毛55との関係において図6に概略的に示されている。
【0038】
図6を見ると最も良くわかるように、各々の研磨材コーティングされた剛毛先端部60は最初研磨材粒子115(通常は「カーボランダム」、炭化ケイ素又はそれに類するもの)を支持する研磨材粒子115の層(図6の左側に示されているような)の中に入るが、直ぐに、必ずとは言わないまでも普通はエポキシ樹脂であるなお液体又は半液体の接着性コーティング90上でかなりの量を拾い上げ、従って剛毛先端部60は研磨材粒子115の層から姿を現わした時点で(図6の右側に示されているように)2相複合プラスチック−マトリックス−研磨材粒子材料90+115を効果的に支持している。コンベヤ145の前送り運動を一時的に減速させること(又は停止させさえする)又は作業を効果的に反復させること又はこのような研磨材塗布ステーションの数を増やすことなどといった数多くの方法で達成することのできる研磨材粒子115と接着剤コーティングされた剛毛先端部60の間の密な接触の持続時間を増大させることにより、又はその他の形で上述の密な接触及び「拾い上げ」作業を増大させることにより、上述の状態は強化され、拾い上げられた研磨材粒子115の量も増加されうる。
【0039】
接着剤コーティング90がホーンのプリフォーム50Pの複数の剛毛55のうちの単一の代表的なものに関してプロセス中として示されている研磨材粒子の塗布作業中なおも半液体又は液体状態にあるかぎり、剛毛先端部60からすでに拾い上げられたあらゆる研磨材粒子115及び/又は前記液体又は半液体状の接着剤コーティング90を実際に摩擦により「拭い去る」という研磨材粒子115の層がもつあらゆる傾向を避けるか又は少なくとも大幅に低下させることが重要である。従って、図6に示されている側においては、研磨材粒子115の層を通しての剛毛先端部60の相対的な側面方向の動きは全て、それらを図6にその代表的態様が概略的に示されている相対的非側方移動誘発接触状態に効果的にもってくることによって、できるかぎり回避されるか又は最小限にされることになる。図6に示されているように、剛毛55の上部部分は、図6に示されているような左方へ向かう剛毛の先端部60の動きと実質的に釣合いをとる(そして効果的に中性化する)のに充分な程度まで図21のコンベヤ145により右方へと移動させられており、従ってこの剛毛先端部60は、図6に単一の剛毛55の3つの逐次的位置で示されているように、図6の左側にも左側にも移動せず、単に下向きに動いて研磨材粒子115内に身を沈め、次にわずかな(又は事実上皆無の)側方動作を伴ってそこから出る。
【0040】
しかしながら、図6は前述の剛毛「拭い去り」を最小限におさえる一つの方法を示しているものの、この目的のために他のさまざまな方法を使用することが可能である。このような方法の1つが、図21に120という番号で破線で又図331には120という番号で実線で部分的に示されており、この方法には、層115F内の粒子115を通しての剛毛先端部60の側方移動に対するあらゆる摩擦抵抗を大幅に低減させるため粒子が互いから充分に分離されるように研磨材粒子の層115Fを通して圧力下の空気といった流体をポンプ送りすることによって研磨材粒子を「流動化させること」が有効にも内含されている。この「流動化」効果はその上部部分において最大となる。
【0041】
図31に示されている例において、「流動化」作用は、研磨材粒子115のうち最小のものの外寸法よりも小さい寸法の有効開口部を有するものの下部マニホルドからその中を通って上向きに推進される圧縮空気に対して透過性ある多数の貫通穴230を有する多孔質ディフューザプレート又はフィルタ手段又は有効なスクリーン又はふるい225を有する上面開放型コンテナ220を提供することによって達成される。なおここで上記下部マニホルド235の中へは、245という番号で概略的に示されているような従来のあらゆる圧縮空気供給源から可とう性ある入力ダクト240を通して圧縮空気がポンプ送りされている。
【0042】
本発明の方法における次の段階は、(その代表的態様は図21に概略的に示されている)、複合材料−硬化及びキュア段階であり、その1つの態様は図21及び図7にも示されているキュア・ステーション130において実行される。なお図7では、キュア用チャンバ(又はオーブン)135が望ましい最適な程度まで材料90+115を効果的にキュア及び硬化するためチャンバ内へ及びこのチャンバの中でホーンのプリフォーム50Pを運ぶコンベヤ145を収容すべく位置づけされている。こうして、図8内の最も内側の薄膜250に類似した1薄膜又は1塗り層の研磨材小球が生成されることになる。上述の段階をくり返すことによって、主として反復回数に応じた事実上望ましいあらゆるサイズの図1〜3内に65として示されているものに類似した拡大研磨材小球が結果として得られる。
【0043】
図21及び図7に示されているキュア用チャンバ135においては「キュア」は、加熱空気をプリフォーム50P及び剛毛55全体に及びそのまわりに通過させることにより行なわれる。これは、加熱空気、高温煙道ガスなど265のための循環系内に結合された結合用スリーブ255及び260と流入スロットSを用いて行なうことができる。輻射熱又は紫外線放射といった他のタイプのキュアも利用可能である。このような変形実施態様が全体として135Rという番号で図33に、又135UVという番号で図34に示されている。
【0044】
図33に示されているように、図7の対流タイプの熱源256は、加熱要素280といった適切な輻射熱源で置換される。この輻射熱源は、適当なあらゆるタイプのものであってよく、通常は、(1)「ニクロム」(ニッケル−クロム合金)コイルなどといった適当な電気固有抵抗特性をもつ一定の電気的に生かすことのできる長さの耐熱、導電材料、又は(2)「ニクロム」コイルよりも低い表面温度で作動するもののその通常の大きな熱放射表面のためになお著しい絶対熱量(B.T.U.s)を放射するように適合された「低温」加熱要素を含むように互いとの関係において及び低導電率のマトリックス材料との関係において配置されている複数の耐熱導電体粒子(往々にして炭素粒子)を収納する。耐熱性ゴム又はプラスチック材料のマトリックス又はその等価物(通常は比較的低い導電率をもち往々にして可とう性あるもの)といった一定長の「低温」材料;(3)又は、例外的に高い熱伝動率対導電率の比率をもつ材料の多数の共に詰込まれた粒子が、効率の良い高ワット数の出力の電気的加熱用要素及び放射エネルギー供給源280を効果的に形成するような、一般に電気ストーブで用いられるタイプのもの、である。
【0045】
図34に示されているように、「キュア」エネルギーの供給源は、(通常は水銀蒸気によって分離された間隔どりされた相対する複数の電極を収納する石英ガラス管である)放熱タイプのランプ手段を含みうる、紫外線放射源285を含むべく変更される。マトリックス材料90(すでに述べた熱キュアされた第1の態様においてはエポキシ樹脂)は、図24に概略的に例示されている紫外線キュア段階を利用すべき場合には、改質又は変更されなくてはならない。この場合、図34に135UVとして断片的に図示されている変形キュア用チャンバ内で紫外線に制御された形で露呈することによってキュアされるべき各々のホーンプリフォーム50Pの各々の剛毛の先端部60上に複合多相接着性−研磨性コーティング90+115のマトリックス材料コーティング部分90を形成するのに、紫外線感応性又は紫外線応答性をもつキュア可能なプラスチック樹脂(又は複合材)が用いられなくてはならない。
【0046】
図21の例において、研磨材粒子115の層が、通常所定の位置に一定量の研磨材粒子115を保持するのに役立つよう適合された直立した側壁385が具備されている有効な研磨用テーブル380の上面上に支持され収容されていることに留意されたい。いくつかの配置においては、研磨用テーブル380には同様に、ホーンのプリフォーム50Pにとってその中の通過が容易になるようにその上部中央ホーンプリフォーム進入場所395において部分的に切断することのできる、又はこれらの場所395において、可とう性ある偏向可能な進入ゲートを備えることのできる端壁手段390が具備されていてもよい。
【0047】
395における端壁部分的切断部分(又は代替的な可とう性ある偏向可能な進入ゲート)の代わりに、(テーブル95Aについて前に図示し記述した要領と基本的に同じ要領で高さ調整可能な)研磨用テーブル380は、まず最初に、研磨材粒子塗布ステーションに近づきつつあるホーンプリフォーム50Pが端壁390の上を通過できるように充分低く研磨用テーブル380を位置づけ、その後研磨用テーブルが上向きに移動させられる(図6に代表的な1つの個々の剛毛55に関して示されている一般的な要領か又は代替的には図22に示されている要領で研磨剤粒子115の層と各々のエポキシコーティングのほどこされた剛毛先端部60の適切な係合のため正確に適性な高さの場所に対して研磨用テーブルアクチュエータ205aによって行なわれる適切な上向きの高さ調整動作による)べく、(その高さ調整可能アクチュエータ205aを予めプログラミングすることにより)、配置されている。同じ研磨用テーブル高さ調整可能アクチュエータ205aは同様に、コンベヤがそのとき研磨材粒子のコーティングが施されているホーンのプリフォームを出口端壁390まで移動させた時点で基本的に逆の高さ調整動作を実行するようにも予めプログラミングされており、この時点で、研磨用テーブル高さ調整可能アクチュエータ205aは、そのとき研磨材粒子のコーティングが施こされたホーンプリフォーム50Pが出口端壁390を離れその上を通過できるようにするのに充分低いその初期の低い方の高さ位置まで前記研磨用テーブル380を下げ戻す。
【0048】
ちなみに、図5に最も良く示されている拭い動作段階中すなわち各々のホーンプリフォーム50が接着剤塗布ステーション110Aを通って運ばれている間、各々の剛毛先端部60に対して適切な偏向(バイアス)力を提供するため、接着剤塗布ステーションのテーブル95Aのための類似のアクチュエータ205Aを、研磨用テーブルアクチュエータ205aについて記述したばかりの要領と全体的に類似した要領で予めプログラムすることが可能であるということに留意すべきである。ただし、偏向(バイアス)力は手で加えることもできるし、或いは又その他の実際上等価のあらゆる装置及び/又は機器によっても提供できる。
【0049】
図20に示されている例においては、アクチュエータ手段205aは、研磨用テーブル380と下にある下向きに間隔どりされたプラットフォーム185aの間に旋回する形で取りつけられたはさみ機構(時としてはさみジャッキ又はアクチュエータとして知られている)の形をとり、さらに、前に図示し記述した接着剤テーブルアクチュエータシリンダ210aと事実上同一でありうる複動流体圧力作動式「シリンダ」210aをさらに含んでいる。シリンダ210aは、全て前に記述した接着剤塗布ステーションのはさみジャッキ205a及びアクチュエータシリンダ210Aの作動様式に類似して、はさみジャッキ205aを制御可能な形で作動させそれに相応して望みどおり研磨用テーブル380を上下させるようにこのはさみジャッキ205aにとりつけられている結合用及びリンケージ棒215aに旋回する形で連結されている。
【0050】
図9及び図15は、全体としてそれぞれ前述の図5及び図8に類似するものであるが、ここでは、本発明の方法に付加的なもう1つの段階を含み入れることつまり、図28に全体として110Sという番号で示されているいわゆる乱し加工ステーションにおいて全体的に示された装置を用いることにより手で行なうことのできるいわゆる乱し加工段階の内含が例示されている。
【0051】
乱し加工段階の目的は、通常起こることになるものを超えて剛毛先端部60の外部壁と完全に仕上った研磨材小球65との接合の強度を実質的に増大させることにある。このことは、非常に優れた可とう性剛毛を作るものの、接着性マトリックスコーティング90に用いることのできるエポキシ樹脂のうちのいくつかに通常非常に強く接着(又は結合)しないようなきわめて平滑でほとんどろうのうような外表面をもつという特徴を有するナイロンプラスチック材料で剛毛55ひいてはその先端部60が作られている場合に特に重要である。
【0052】
この接着性の問題は、各々の剛毛先端部60の外表面を効果的に乱し加工し(軟化、荒加工及び/又は多孔質化)かくして接着性マトリックス材料30(通常はエポキシ樹脂)の次の外接する層が他の場合に比べはるかに強くナイロン剛毛先端部60の内接する「乱し加工された」表面に接着できるような要領で、各々の剛毛先端部の表面を処理することによって解決可能である。乱し加工作業は、好ましくは図5に個別に示され又図20に並行して接着剤塗布ステーション110Aで示されている前述の第1のコーティング適用段階にきわめて類似した要領で行なわれる。ただし、乱し加工材料265が、図5及び図21でテーブル95A上のコーティングとして85Aの番号で示され又各剛毛先端部分60へのその適用の後90という番号で示されているエポキシ樹脂接着性プラスチックのマトリックス材料の代わりに使われている。
【0053】
図15は、各段階を反復することによって形成された多層拡大研磨材小球65を示しており、図8内に65として示されている前述の多重薄膜の拡大研磨材小球に類似しているものの、好ましくは本発明の新規な「拭い−塗布」動作(その代表的な2つの態様は、図22に100という番号で又図23に101という番号で示されている)によってのみ剛毛先端部60に「薄く」塗布される内部乱し加工層265を付加的に含んでいる。
【0054】
上に記述したばかりの乱し加工段階は手でも実行できるものの、さまざまな異なる機械及び/又は機器のいずれかを用いることによっても実行でき、これらの機械の一実施態様は図28に示されている。ここで完全な乱し加工装置は、すでに記述した図21に示された基本的機械の拡大したバージョンを含むマルチステーション機の第1の処理区画110S内に置かれている。従って、図21に示されている前に識別し及び/又は説明した部品に相応する図28に示された部品は、「′」がついているものの同じ参照番号で呼称されており、ここでさらに特に詳細に記述することはしない。
【0055】
しかしながら、図28は同様に、図21のステーション110Aのほぼ複製である付加的なステーション110S,110B及び、図21の前述の研磨剤塗布ステーション125のほぼ複製である付加的なステーション125′も示している。従って、図28では、すでに図21で示した部品と同じ部品は同じ(ただし「′」付きの)参照番号によって識別されている。図28に示されている3つの新しいステーションのうち第1のステーション(110S)の場合、大文字の「S」は、大文字の「A」が接着剤塗布ステーションであることを表わしている図21のステーション110Aと異なり、乱し加工ステーションであることを示している。図21のステーション110Aによって適用された接着性プラスチックマトリックスコーティングは、以下でさらに詳しく説明する図28の乱し加工用材料265(図9及び図15でも示されている)によって置換される。
【0056】
図28に示されている3つの新しいステーションのうちの第2のステーション(110B)の場合、大文字の「B」は、図21の接着剤塗布ステーション110Aと区別して、それが橋かけステーションであることを表わしており、ここではステーション110Aにより適用される接着性プラスチックマトリックスコーティングは、以下でさらに詳しく説明する図28の橋かけ材料270(図10及び図14にも示されている)によって置換されている。
【0057】
新しいステーションのうちの第3のステーション(125′)は、図21の研磨材粒子塗布ステーション125のきわめてわずかな変更にすぎない。
5つの互換性あるステーション全てのはさみジャッキ及び流体圧力作動式アクチュエータは、図21内で205A及び210Aならびに205及び210aとして示されているもの及び図21に205a及び210aで示されているその複製と、基本的に同じである。従って、前述のはさみジャッキ、アクチュエータなどは、付加的な詳しい説明無しに、同じ参照番号とその後に続く次の継続小文字(「b」,「c」及び「d」)によって呼称される。
【0058】
乱し加工用材料265は、適切な時間それと密に接触させられた剛毛先端部60の表面の多孔性及び/又は粗度を効果的に増大させるべく剛毛先端部の表面に浸透し及び/又は効果的にこれを攻撃することのできるあらゆる化学薬品であってよい。剛毛先端部が平滑なナイロンプラスチック材料で作られているような場合、適切な乱し加工材料には、フェノール、レソルシノール、さまざまなレソルシノール誘導体、ホルムアルデヒド、さまざまなレソルシノール−ホルムアルデヒド組合せ及びその他のナイロン浸透剤、軟化剤及び/又は腐食剤−粗化剤が含まれることが考えられる。
【0059】
機械的研磨を乱し加工に利用することもできる。その1つの代表例については、図44を参照されたい。
材料が剛毛55の他のいずれの箇所でもなく先端部60のみで所定の位置にとどまるように制御された制限されたやり方で各々の剛毛先端部60に乱し加工材料265を適用することが重要である。換言すると、図9に最も良く示されているように剛毛先端部60のみの上で、又図5に示されているように接着性マトリックス材料85A及び90の塗布に関連して前に記述した要領で、液体乱し加工材料265を効果的に不動化することが重要である。
【0060】
図28の任意の橋かけステーション110bを飛び越し、小球サイズ増大用多重積層生成段階において適切な逐次段階を反復した場合、図15に65として示されているもののような拡大された研磨材小球が生成される。
図10に概略的に示された「橋かけ」段階は、図28の橋かけステーション110Bで実行され、基本的に、(例えば図10及び図14に示されているような)乱し加工されていない剛毛先端部60又は(例えば図9内に示されているタイプの)予め乱し加工された剛毛先端部60のいずれかである各々の処理された剛毛先端部60の外部に適切な相互接合橋かけ材料270を制御された形で塗布することから成る。各々の剛毛先端部60にちょうど適性な量の橋かけ材料270のみを塗布する上で利用される塗布及び拭い取りの相対的組合せ動作は極めて重要であり、予め乱し加工することなく利用され望ましい数の積層が構築されるまで反復された場合、図14に示されているタイプの拡大された研磨剤小球65が結果として得られる。予め乱し加工され望ましい数の積層がある場合、図16に示されているタイプの拡大された研磨材小球65が生成され、これは265で示されている乱し加工を相互接合橋かけ270の両方の使用のため最大の接着強度を有する。
【0061】
当然のことながら、図15のタイプの最終的な拡大された研磨剤小球65を生成するのに必要とされる本発明に基づく方法のやや変形された態様には以上に言及してきた「橋かけ」段階の飛越しが関与しており、又図28に示されている装置による本発明の幾分か拡張された方法の実施においては、通常は図28に示されている完全な装置又は機械の残りの部分から効果的に除去されることによって「橋かけ」ステーション110B全体が飛越されていることがわかる。なおここで完全な装置又は機械の全て(又は少なくとも大部分)は好ましくは、望むとおりに効果的に除去され、置換され及び/又は交換されうるようにさまざまなステーションとの関係において「モジュール」構成とみなすことのできるものである。
【0062】
同様に図14タイプの最終的な拡大された研磨剤小球65を生成するのに必要とされる本発明に基づく方法のわずかに変形された態様には、以上に言及してきた「乱し加工」段階の飛越しが関与しており、図28に示されている装置による本発明の幾分か拡張された方法の実施においては、通常は図28に示されている完全な装置又は機械の残りの部分から効果的に除去されることによって「乱し加工」ステーション110S全体が飛び越されていることも理解すべきである。
【0063】
図10,14及び28で270という番号で示されている「橋かけ」材料は、相互接合「橋かけ」段階無しに作られた2つの材料間の直接接合を伴う場合に比べて著しく強い剛毛先端部60の材料とすぐ外に隣接する次のコーティング層90の材料の間の接着剤強度強化橋かけ接合を効果的に提供するべく各々の剛毛先端部60と各々の接着剤コーティング層90を作る2つの材料の各々に対しより大きい親和性をもつあらゆる結合及び/又は接着性相互接合材料であってよい。
【0064】
剛毛先端材料60がナイロンプラスチック樹脂材料(通常石炭、空気及び水などから作られた構造的にタンパク質様の合成重合体アミドの一群のうちの1つ)であり、接着性マトリックスコーティング層90が当初液体状の(又は半液体状の)エポキシ樹脂材料で作られているような本発明に基づく本発明の一実施例においては、本発明の好ましい一実施態様の橋かけ材料270は、前述の乱し加工材料265に幾分か似たレソルシノール及び/又はレソルシノール−ホルムアルデヒド合成樹脂を含んでいてよく、又(最高濃度のもの及び希釈された、通常は水で希釈されたものの両方の)さまざまなレソルシノール、ホルムアルデヒド及び/又はレソルシノール−ホルムアルデヒド合成プラスチック樹脂を含んでいてよい。
【0065】
本発明に基づく方法の一実施例においては、乱し加工材料265は(一部にはその濃度のみならず、剛毛先端部などに支持されたときのその複合サイズを減少させるべく)希釈させることができ、ナイロン剛毛先端部の乱し加工は望まれる程度まで行なわれる。次に、乱し加工された剛毛先端部は、前述のとおりの適切なさらなる処理のため次の作業モジュールステーション(図21に示されている機械のオペレータの希望及びモジュール式ステーションの選択に応じて110Bから110Aのいずれか)へと直接進むことができる。一方、剛毛先端部60上の乱し加工265は、次の望まれる段階へと進む前にまず乾燥させることができる(これを低温キュアとみなす場合もある)。
【0066】
乱し加工材料265の乾燥(それが望まれる場合)は、適切なあらゆる要領で達成されうる。そのうちの1つは、図28に130′として示されている前述の最終段階の主キュアステーションに幾分か似た追加の乾燥(又はキュア)ステーションを提供し、乱し加工ステーション110Sをすぐ超えたところ(流路内ではこのステーションの後)すなわち普通比較的短かいキュア及び硬化時間だけ比較的低いキュア温度が適用できる図28に111という番号で示されているような場所にそれを置くことである。その後、先行する2つのパラグラフで記述されている乱し加工及び乾燥段階を効果的る反復することによって、乱し加工材料265を再度塗布し再び乾燥することができる。このことは、有効な「再循環」運動及び/又は逆転−反復運動によってか、又は次に一連のステーションに対してちょうどもとの乱し加工ステーション110S及びもとの場所111に示されている直ぐ後に続く追加の乾燥ステーションのようなさらに2つの複製ステーションを付加することによって行なうことができる。
【0067】
本発明のいくつかの態様においては、先行するパラグラフの中で言及されている複製及び/又は倍増タイプの動作を、例えば図28内で112で示された場所で図28の主「橋かけ」ステーション110Bに続いて(その直ぐ後に)用いることも可能である。これら2つの変形態様によると、図21にある次のステーション110A′における次のエポキシ樹脂コーティング段階に進む前に、乱し加工材料265と橋かけ材料170の両方を2度(又はそれ以上)塗布し2度(又はそれ以上)乾燥(又はキュア)させることが可能になる。
【0068】
本発明のいくつかの態様においては、乱し加工材料265及び/又は橋かけ材料270及び/又は接着性プラスチックマトリックスコーティング材料(テーブル95A′上の85A′及び個々の剛毛先端部60上の90)は、少なくともいくつかの成分を別々に塗布させるよう適合された複成分材料であってもよい。これは、本発明に基づく方法によって及び、接合プロセス及びその結果として得られ最終的に得られた拡大接着剤小球65を剛毛先端部60に効果的に取りつける接合の強度を最適化するのに必要と思われる(図28に130′として示されている一例のような)あらゆる付加的なキュアステーションによって散在させられたこのような複成分乱し加工材料65、複成分橋かけ材料270及び/又は複成分接着性プラスチックマトリックスコーティング材料85A′−90′などのいずれか又は全てのもののこのように別々に塗布可能な全ての成分を各々の剛毛先端部60に別々に塗布するのに必要とされるだけの数の付加的なステーション(例えばステーション110A′に類似のもの)の付加によって変更された図28に示されている機械によって、非常に容易に処理できる。
【0069】
本発明の方法を実施する上で使用可能な図28の態様のモジュール式機械の上述のようなマルチステーション追加バージョンが、比較的複雑で及び/又は多段階式の塗布手順及びプロセスの使用に非常に向いているということは明らかである。例えば、このような比較的複雑で多段階の塗布手順の1つは、以下のように説明することができる。
【0070】
乱し加工材料165及び/又は橋かけ材料270は、2成分レソルシノール−ホルムアルデヒド合成樹脂といった多成分プラスチック樹脂を含んでいてよく、この樹脂の1つの成分は液体状で図28に110Sとして示されているものに類似した「拭い動作」ステーションによって各々の剛毛先端部分60に塗布でき、一方その第2の成分(効果的には「硬化剤」を含む)は付加的に実質的に類似の形で第1の成分がコーティングされた剛毛先端部60に塗布してそれをその場で効果的に硬化させることができる。2成分レソルシノール−ホルムアルデヒド合成樹脂は、剛毛を作っている合成プラスチック材料(通常はナイロン)に対する高い親和力を有し、同様に、拡大された研磨剤小球65(例えば図16に示されているようなもの)が構築されるまで先行する層に反復的に塗布される(そしてしっかりと付着される)接着性プラスチックマトリックスコーティング層材料85A′−90(通常はエポキシ樹脂)に対しても高い親和力を有する。この拡大された研磨材小球65は、まず第1に研磨材粒子115よりも柔軟であることから接着性プラスチックマトリックスコーティング層90との関係において磨耗−磨損可能であり、かくしてこれらの研磨材粒子は、長期にわたるとぎ上げ(ホーニング)利用の結果いかに小球が磨耗したかに関わらず実際上小球から突出することになる。
【0071】
本発明の或る種の態様においては、コーティングすべき各々の剛毛先端部は、前述の一連の方法段階が始まる前にまず拡大されるべく配置されている。
このことは、予め拡大された剛毛先端部ビード60Eをすでに有するすでに予め存在する剛毛55から出発することによって、或いは又通常の剛毛55で出発し次に従来の剛毛先端部60と拡大された剛毛先端部ビード60Eの形に効果的に変形することによって達成されうる。熱可塑性剛毛55の端部上にこのような拡大されたビード60Eを生成するための手順の一例が、図11に幾分か概略的に示されており、この図では、代表的なホーンプリフォーム50Pが支持する複数の従来の剛毛55及び剛毛先端部60は加熱されたプレート(又はパネル)275に対して相対的に移動され、次に、剛毛先端部60を拡大ビード60Eの形へと効果的に変形するのに充分な時間、当初規則的な剛毛先端部60の全てが加熱パネル275と強制接触状態に入るまで、矢印の方向にこれに沿って転がされる。
【0072】
いかなる場合でも、拡大ビードタイプの剛毛先端部60Eがどんな方法で達成されようとも、そのときこの先端部は、本発明に基づく方法に関与し以上で詳述した異なる段階のいずれか又は全てに従って処理でき、唯一の差異は、処理された剛毛先端部が規則的な拡大されていない通常の剛毛先端部60タイプである代りに拡大ビード60Eタイプのものであるという点にある、ということがわかる。
【0073】
図31に幾分かさらに詳しく示されているような図28の代替的な研磨剤粒子塗布ステーション125′は、各々の剛毛先端部60が研磨材粒子115の上向き空気流流動化層115Fの中を移動するにつれて側面方向の「拭い取り」摩擦を最小限におさえながらエポキシ樹脂接着剤コーティング90に粒子を効果的に塗布するべく研磨材粒子115のこの層115を用いている。
【0074】
図33で135Rという番号で示されているキュアチャンバのやや変更された作動態様においては、分割され分離された代表的ないくつかの剛毛55の各々の先端部に支持された各々の剛毛先端接着剤−研磨材コーティング90+115は、複合塗り層90+115を適性にキュアするべくキュアチャンバ135R内に位置づけられた状態で適切な電気的加熱用要素手段280から発出する適切なキュア用熱(図示されているような放射熱)に適切なキュア時間だけ付される。この段階でこの複合塗り層90+115は予備小球90+115を構成すると言うことができ、この小球はキュア及び適切な反復の後、図面に65という番号で記されているもののいずれかのような最終的拡大された研磨材小球となる。今説明したばかりの配置の制限的な意味の無い一例においては、約1時間又はそれ未満の短かいキュア時間中このような予備小球90+115の各々に対してやや高い大気温以上の温度を適用することができる。しかしながら、(1)予備小球90+115を構成する材料の可変的組成;(2)予備小球90+115のサイズ;(3)予備小球90+115の積層数;(4)予備小球90+115の各層の厚み;(5)(研磨材粒子、炭化ケイ素などといった)キュア不可能な材料に対する(エポキシ樹脂及び/又は乱し加工材料及び/又は橋かけ材料といった)キュア可能な材料の比率といったものを含む数多くのさまざまな変数及び関連するその他の変数及び/又はパラメータに応じて、各々の必要性に多少の違いが出てくる可能性がある。場合によっては、「キュア」は大気温で行なわれてよく、又、前述の複合研磨材−マトリックス材料(各々の前記予備小球90+115)の硬化及びキュアのための所要物理的条件」には時間のみが含まれる可能性もある。
【0075】
図34に135UVという番号で示されているさらにわずかに変更されたキュアチャンバの作動においては、キュア段階は図33に関して説明されたキュア段階にきわめて類似している。ただし、各剛毛55上に支持された各々の予備小球90+115を効果的にキュアするのに用いられる放射タイプは、放射熱から紫外線放射へと変わっており、このことは、当然のことながら、図34に示されている各々の小球90+115のキュア可能材料が図33に示されている予備小球90+115のものと異なる組成のものであることつまりこの組成が紫外線放射に対しキュア可能な形で応答性をもつことを特徴とするものであることを必要とする。
図35及び36は、図5,9,10及び12を参考にして記述された塗布段階及び/又は不動化段階において実行された相対的な動きの1つのわずかな変形態様を例示している。
【0076】
図35及び36に示されている例においては、わずかに変わった相対的動きは、図36で湾曲した方向性矢印294によって表わされており、ここで塗布用ブラシ295との関係における剛毛先端部60の前記相対的動きは実質的に、剛毛55及び剛毛先端部60の長手方向中心線296と一致する仮想上の長手方向軸のまわりである。この種の相対的な塗布運動294は、剛毛先端部60及びその長手方向中心線296のまわりの塗布用ブラシ295の回転によって、或いは又両方のタイプの回転運動のいくつかによって完全に生成されうる。
【0077】
塗布用ブラシ295は、ちょうど剛毛先端部に液体エポキシ樹脂コーティング材料(例えば90として前に示されたもの)を塗布するため及び、塗布作業の完了後に剛毛先端部60に残されるエポキシ樹脂の量を剛毛55の長さに沿って60のその当初の剛毛先端部塗布部域から離れるように動くには少なすぎるような量まで有効に制限するための前述のいわゆる「不動化段階」の有効な等価物を効果的に含むように前記の塗布作業を制御され制限されたやり方で行なうため、剛毛のちょうど剛毛先端部分60と通じた状態に置かれている。このことは、ブラシ295の相対的回転「拭い取り動作」によって事実上完全に、ブラシ295自体に供給される液体エポキシ樹脂の量を効果的に制限することによって完全に、或いはこれらのあらゆる有効な組合せによって、効果的に達成されうる。
【0078】
上述の液体エポキシ樹脂(又はその等価物)は、290という番号で示されているような適当なあらゆるその供給源から塗布用ブラシ295に供給することが可能であり、かかる供給源から液体エポキシ樹脂は、毛細作用、表面張力効果によりひき起こされる「ウィッキング」作用又は加圧された強制供給作用といったあらゆる適切な方法でブラシ295に供給されうる。図35及び36を参考にして記述された方法は、乱し加工材料265及び/又は橋かけ材料270の塗布にも同じくあてはまる。
【0079】
図37及び図38は、それぞれ図35及び図36に非常に類似しているが、主たる差異は、図37及び38の剛毛55シャフト55の端部に有効ビード60Eを含む最初に拡大された先端部をもつタイプのものであるという事実に発するものである。同様に、図35及び36の塗布用ブラシ295は、拡大された先端部ビード60Eとより良く運動するため極くわずかに修正された。その他の点では、図37及び38に示された配置は、図35及び36を参考にして説明した作動と同じように機能する。ただし、類似のブラシ及び供給源部品には「′」が付されている。
【0080】
図39及び40は図35及び36ときわめて類似しており、主たる差異は、図35及び36の塗布用ブラシ295に対して図39及び40では塗布用の制御され制限された流量の噴霧ノズル300が置換されていること、及び図35及び36のエポキシ樹脂供給源に対して図39及び40では適切な噴霧ノズルタンク305が置換されていることにある。その他の点では、剛毛先端部60のみに対する液体接着性マトリックスコーティング材料90の制御、制限された流量の噴霧ノズルによる塗布は、機能的に、図35及び36に関連して前述したものにきわめて類似している。
【0081】
当然のことながら、図39及び40に関連して記述した方法は、乱し加工材料265及び/又は橋かけ材料270の塗布に対して及び/又は或る種の望ましいと思われる場合においては粒子状の研磨材料115の塗布にさえ、同様に適している。
図41及び42は、図39及び40に非常に類似しているが、主な差異は、図41及び42の剛毛55が剛毛シャフト55の端部に有効ビード60Eを含む最初に拡大された先端部をもつタイプのものであるという点にある。同様に図39及び40の塗布用噴霧ノズル300は、拡大された先端部ビード60Eとより良く連動するようにきわめてわずかに修正された。その他の点では、図41及び42に示された配置は、図39及び40に示されているものと事実上同じやり方で機能する。ただし類似のノズル及び供給源部品には「′」が付されている。
【0082】
図43は、図5,9,10と類似しているが、唯一の重要な差異は参照番号100′で表わされた塗布用相対的運動自体にある。図43に示されているように、前記相対的運動100′は、全体として8字形をしている。
図44は、単に、図28及び図9内の「乱し加工」ステーション110Sで示された前述の「乱し加工」段階の考えられる多くの変形態様のうちの1つを例示しているにすぎない。図44に示されている変形態様においては、乱し加工段階は、剛毛先端部60が全てその望ましい乱し加工のため同等にビードブラスチングされた状態となるようにホーンプリフォーム50Pがより線ベース75のまわりで回転させられている間ホーンプリフォーム50Pの剛毛55の先端部60に対して側面方向に研磨材ビード330の加圧されたブラストを誘導させるべく、全体として325という番号で示された「ビード」の加圧供給源が、介入する供給用ダクト320を通してノズル315に供給を行なうような機械的タイプのものである。望ましい場合には、ビード330の代替的吸引式供給源310を使用することも可能である。
【0083】
図45は、事実上ランニングが全く無い形で各々の剛毛先端部上に効果的に不動化されるべく前述の制御・制限された形で各々の剛毛先端部に異なるタイプの液体材料のいずれかを塗布する上で使用される塗布段階におけるもう1つの変形態様を例示している。これは、図45において、橋かけステーション110Bにおける図28に示された装置の代替物として示されているが、乱し加工ステーション110S又は接着材ステーション110A′における装置の代わりにも全く同様に使用可能である。
【0084】
図45に示されているように、下部取りつけ用プラットフォーム350の部分に底端部が載置されたコイルばね345の上に、液体塗布材料335を支持する上部テーブル340が載置されている。駆動モータ355が下部駆動プーリ−ベルト車360を回転させ、このベルト車がVベルト365を駆動して第2の上部プーリーベルト車370の複動回転を行なわせる。この第2の上部プーリーベルト車は、例えば図22に100として又図23に101として示されているような塗布運動とは幾分か異なる湾曲した逆転する形ですでに移動している剛毛先端部の各々との関係において(全体として380で示されているような)多方向性の形で上部テーブルが効果的に移動されるようにする要領で上部テーブル340に作動的に結合された、当該技術分野において4バー・リンケージ375として一般に知られている周知のタイプのマルチバー・リンケージを作動させる。
【0085】
本発明を実施する上で利用される方法及び機器の両方の数多くの修正及び変形態様が、本発明の広い範囲内に含まれ、本発明の方法のさまざまな段階のいずれか又は全ての手による実行と共に本書に内含されここで完全に理解されるべきものである。
単なる一例として、図21の210A及び210a及び図28の210b,210c及び210A′,210a′及び210dといったような垂直運動アクチュエータの各々は、図21のコンベヤ145及び図28のコンベヤ145′の前進運動と相関したやり方、従ってプリフォーム50Pが相応するテーブルの開始部分の直接上にあるとき適切なテーブル(単数又は複数)が垂直方向に作動位置へと上へ移動し逆に相応するホーンプリフォーム(単数又は複数)が相応するテーブル(単数又は複数)の終了部分(単数又は複数)に到達したときこのテーブル(単数又は複数)が作動位置より下に降下するような形でホーンプリフォーム50Pの位置と相関されたやり方で、本発明の一態様において効果的に予めプログラミングされているということに留意すべきである。このような予備プログラミングは、図21及び/又は図28の完全な機械の適切な適宜タイミングされた動作のため望まれるやり方でアクチュエータの全てを制御し相関する(図示していない)主制御・相関センタ内に内蔵されていてよい。一方図21及び/又は図28の機械全体は、油圧式(又は空気圧式)の垂直運動誘発アクチュエータの各々に対し電動制御弁(前進及び後退など)を提供することによって、及びコンベヤによって前進させられている間にホーンプリフォームがテーブルのうちの対応するものの始めに到達したとき前記電動制御弁のうちの適切なものが相応する油圧式(又は空気式)アクチュエータとの関係においてテーブルを持上げる要領で作動させられるように又前記ホーンプリフォーム50Pが前進して前記テーブルのうちの相応するものの一部分に到達したとき反対の(又は逆の)スイッチの突き当たり(及び作動)が起こりかくしてホーンプリフォームの前進運動との関係において適切な時点でさまざまなテーブルの上下が自動的にひき起こされるように、垂直に調整可能なテーブルのうちの最初及び最後の部分で(又はその近くで)突き当たる(そして作動する)ためコンベヤ145(又は145′)の行程及び/又はホーンプリフォーム50Pの行程に沿って多数の適当な場所に、(1)比較的移動可能なスイッチ及び(2)スイッチ操作用カム(又はその他の操作手段)を置くことによって、効果的に自動制御及び/又は自動相関式にすることができる。制御スイッチは、コンベヤ145(又は145′)又はホーンプリフォーム(又はその取り付け具)によって移動可能な形で支持され得、一方、スイッチ操作用カム(又はその他の操作手段)は、ホーンプリフォームが対応するテーブルの開始位置に達したときならびにこのプリフォームがこのテーブルの終了部分に達したときといった適切なスイッチ操作のためコンベヤ移動式スイッチのうちの相応するものの行程内に少なくとも一部分位置づけされた前記テーブルの各々の前記開始及び終了部分に隣接して取りつけることができる。スイッチ及び操作手段の位置は、望ましい場合には相対的に逆転させることができる。
【0086】
前記垂直に移動可能なテーブルのうちのいずれかの垂直運動の程度は、上下のテーブル作動及びテーブル非作動高さの場所に(又はそれに隣接して)垂直に間隔どりされた電気的リミットスイッチを置くことによって及び、前記垂直運動可能なテーブルのうちの相応するテーブルの上向き及び下向きの行程を予め定められた上部作動位置と下部非作動位置の間の動きに制限するよう配置された垂直方向に調整可能なテーブル上の(又はこれと相関された)スイッチ操作手段を置くことによって、同様に効果的に自動制御及び自動相関されうる。スイッチ及び操作手段の位置は、望まれる場合には、相対的に逆転させることができる。
【0087】
代替的には、図21で210A及び210aとして示されているもの又は図28で210b,210c,210A′,210a′及び210dとして示されているもののような前記テーブル高さ調整用アクチュエータは、制御可能な可逆的電動機駆動の親ネジ又はソレノイドタイプのアクチュエータ、さまざまなラッチ式及び/又は非ラッチ式タイプの電磁操作のアクチュエータといったような適切なあらゆるタイプの電動アクチュエータを含むように変更可能であり、これらのアクチュエータのいずれか(又は全て)は、前記テーブル高さ調整用アクチュエータが当初記された流体圧力作動式のものである場合に「タイミング」制御及び「高さ調整」制御(上下両方)を提供することに関して先行する2つのパラグラフにおいて言及されているように、垂直運動のタイミング及び垂直運動の規模の適正かつ相関された制御を提供するべく多数の制御スイッチ及びスイッチ操作手段によって容易に制御される。このような「タイミング」制御及び「高さ調整」制御の作動モード(方法段階)及び/又はこれを実施するための代表的装置は全て、本発明に基づく方法の広い範囲内に実際上含み入れられるべきものである。
【0088】
上述の開示の代わりに、さまざまな実際上等価の制御及び相関方法(及びかかる方法を実施するための装置)を利用することが可能であり、このような方法(装置)は全て本発明の方法の広い範囲の中に内含されるべきものである。
付随的には、完全に本発明の範囲内に入る本発明の基本的方法の考えられるさまざまな修正及び/又は変形態様の考慮に関しては、或る種のケースにおいては、前述したいわゆる「相対的湾曲拭いとり運動」又は「回転拭いとり運動」又は「回転式拭いとり運動」など(図22に100という番号で又図23に101という番号で示されているようなもの)を、(図21に表面95Aとして示されている)下にある表面に沿って転がる摩擦ローラー(又はホイール)160によって図21に一例として提供されている各々のプリフォーム50Pの前方に向けられた転がり動作と分け、隔離し及び/又は分離することが望ましいと思われるかもしれない。望まれる場合には、表面95Aの残りの部分から完全に分離されている下にある表面(ローラー又はホイール160を係合及び回転させるためのもの)を具備することができ、又望ましくはこれは独立して位置調整可能であってもよいし、或いは又テーブル表面95Aの独立した残りの部分の高さ調整動作と相関された形で位置調整可能であってもよい。この修正も又、各ローラー(又はホイール)160がプリフォーム50Pを前向きに回転させるよう適合されているその他のステーション及び図22,23,24,25,26及び27、ならびに図28,29及び30などに適用することができる。このタイプの修正は、数多くの異なる方法で達成可能であり、これらは全て、クレームの広い範囲内に含み入れるべきものである。
【0089】
本発明の方法の数多くの修正及び変更がクレームの範囲内に入り、このことは同様に、添付の図面内で特定的に開示されたさまざまな異なる機器及び/又は装置の種類例、及び添付図面内に開示された仕様、及び本発明のいくつかの代表的態様を実施するための仕様にもあてはまることである。本発明を実践するには、その数多くの有効な等価物を使用することができる。
【0090】
その他の数多くの変形態様もクレームの広い範囲内及び/又は周知の「同等物の原則」の意図された広い解釈の範囲内に入る。
本発明の特定的に記述され言及された方法段階に関するかぎり、これらは一例として挙げられたものにすぎず制限的意味をもつものとみなされるべきではない、ということにも留意されたい。反対に、妥当な範囲の等価物も有効に内含されるべきである。このことは同様に、本発明を実践(実施)する上で代替的に利用されうるその数多くの変形態様の一例にすぎない添付図面中に例示された特定の装置についてもあてはまることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく方法によって生産された可とう性ある研磨用ホーンの一態様の三次元斜視図である。
【図2】図3の矢印II−IIの方向で見た図1のホーンの端面立面図である。
【図3】一部が側面立面図で又一部が図2のラインIII −III に沿った断面図で表わされた図である。
【図4】図1に示されているホーンの生産方法における第1の段階の一例を示す。全体として図2に類似した図である。
【図5】図4に示されている剛毛のうちの1本の部分的に分離された断片的図である。
【図6】多数の研磨材粒子を拾い上げる行為における図5の剛毛のもう1つの部分的に分離された断片的図である。
【図7】各々の剛毛先端部分上で現場溶融された研磨材小球の生産における次に続く複合材料硬化及びキュア段階の断片的概略図である。
【図8】図4から7までに例示された段階によりその場で溶融された単一の研磨材小球を支持する単一の剛毛部分を、断片的な一部分離された形で示している。
【図9】全体として図5に類似しているものの、本発明の方法における第1の付加的な段階を示す断片的な斜視図である。
【図10】全体として図9に類似しているものの本発明の方法における第2の付加的な段階を示すもう1つの断片的斜視図である。
【図11】本発明の基本的方法におけるもう1つの変形態様を示す、縮小した概略図と側面立面図である。
【図12】図5に類似しているものの、図11に示されている方法によって生産されたわずかに修正された剛毛を示す図である。
【図13】図11に示されている要領で生産された研磨材小球を支持する拡大された端部をもつ剛毛の、図8に似た図である。
【図14】図10に示されている要領で剛毛先端部に形成された研磨材小球を示す、図8に似た図である。
【図15】図9に示されている要領で剛毛先端部に形成された研磨材小球を示す、図8に似たもう1つの図である。
【図16】図9及び図10に示されている付加的な段階を順番に適用することにより剛毛先端部分上に形成された研磨材小球である。
【図17】図10に示されている要領ですでに拡大された剛毛先端部上に形成された研磨材小球を示す、図13に類似した図である。
【図18】図9に示されている要領ですでに拡大された剛毛先端部上に形成された研磨材小球を示す、図13に類似した図である。
【図19】図9及び図10に示されている付加的な段階を順番に適用することにより、図11のすでに拡大された剛毛先端部上に形成された研磨剤小球を示す図である。
【図20】図19の円内にある部分の断片的な拡大図である。
【図21】一例として簡略化した形で本発明に基づく一つの基本的方法を示す、断片的で幾分か概略的で、しかも骨組だけ残した形の斜視図である。
【図22】「比較的湾曲された拭いとり運動」の異なる例を示す図である。
【図23】「比較的湾曲された拭いとり運動」の異なる例を示す図である。
【図24】図21及び27の円内にある部分の断片的拡大図である。
【図25】図21の下部左手コーナー部分の断片的拡大図である。
【図26】図25に示されている部分のすぐ右側にある図21の部分の断片的拡大図である。
【図27】図26に示されている部分のすぐ右側の右手コーナーに位置設定された、図21の断片的拡大図である。
【図28】2つの付加的な方法段階を例示すべく拡張された、図21に類似した図である。
【図29】図28の下部左手コーナー部分の断片的拡大図である。
【図30】図29に示された部分のすぐ右側の図28の右側コーナーにある部分の断片的拡大図である。
【図31】研磨材粒子塗布段階の一変形態様を例示する図である。
【図32】図31の円内に位置づけされた部分の拡大図である。
【図33】図7に示されている「硬化」及び「キュア」段階の一変形態様を例示する図である。
【図34】「硬化」及び「キュア」段階のもう1つの変形態様を例示する図である。
【図35】接着剤塗布段階の第1の変形態様の概略的側面図である。
【図36】わずかに拡大した図35の概略的端面図である。
【図37】塗布段階の一変形態様を示す、図35に類似した側面図である。
【図38】わずかに拡大した図37の概略的端面図である。
【図39】塗布段階のもう1つの変形態様を示す、図35に類似したもう一つの簡略化した概略側面図である。
【図40】わずかに拡大した、図39の簡略化した概略端面図である。
【図41】図11及び13に示されているタイプの剛毛の端部部分に適用された、図39及び図40の塗布段階を示す。
【図42】図40に示されているものに比べてやや広い角度の噴霧を提供するよう調整された噴霧ノズルを示す、図41の簡略化された概略端面図である。
【図43】もう1つの運動パターンを示す、全体として図5に似た図である。
【図44】あらゆる剛毛先端部コーティング塗布作業の開始以前の複合多重剛毛−コアブラシ構造を示す、全体として図1に似た図である。
【図45】乱し加工作業のもう1つの変形態様を示す、部分的に分離された概略側面図である。
【符号の説明】
50…可とう性研磨用ホーン
55…可とう性ホーン剛毛
60…剛毛先端部分
65…拡大多相小球
75…剛毛保持用ベース
85a…接着性マトリックス材料
110S…乱し加工ステーション
90+115…2相型複合研磨材−マトリックス材料
110A…接着剤塗布ステーション
110B…橋かけステーション
125…研磨材塗布ステーション
130…キュア・ステーション
145…コンベヤ
Claims (14)
- 各々が長手方向の軸線を有する複数の可撓性剛毛(55)を最初に含み次に続く段階の後に複数の拡大された研磨用の小球を担持する変形された可撓性剛毛を含む可撓性研磨ホーン(50)を、迅速かつ効率的に大量生産する方法であって、
まず複数の前記可撓性剛毛(55)を集める段階と剛毛取付け部分を剛毛保持基体(75)に対し効率的に固く取付け前記基体(75)に対し所望の横方向の間隔をおくようにしまた剛毛付着部分(60)が基体から長手方向に間隔をおいて配置されるようにする段階とを含む方法において、
所望数の可撓性剛毛付着部分(60)に対して複合して行われる高速、大量生産、複合、多重剛毛変形作用として、少なくとも半液状であるが硬化が制御可能で効果的な接着性のマトリックス材料(85A)を各所望の剛毛(55)の各付着部分(60)に、各々の最初に塗布された剛毛付着部分(60)の天然の保形特性によって一部が決定されるような所望の厚さの前記マトリックス材料(85A)の第1の外側皮膜及び薄層として塗布する形式の第1の被膜塗布段階を実施し、前記最初に塗布されたマトリックス材料の各前記第1の外側被膜及び各薄層を、前記少なくとも半液状のマトリックス材料(85A)が塗布された各前記対応の剛毛付着部分(60)に対し固定しかつ不動化し、それにより液体又は一部が液体の前記マトリックス材料(85A)の過剰部分の位置の変位が前記剛毛付着部分(60)にこの部分に沿って生じるのを実質的に抑制するようにし、前記第1の被膜塗布段階と前記固定し不動化する段階とが、該被膜塗布段階と固定し不動化する段階の間になされる前記マトリックス材料と接触する剛毛の長手方向軸線に実質的に平行な軸線周りの前記剛毛付着部分(60)と前記マトリックス材料(85A)との間の相対回転運動(100)によって、1段階で行われるようにし、細かに分割された粒子の研磨材料の通常は最初に乾燥している添加した研磨粒子(115)の一定量を少なくとも一部が半液状の形式である間に各前記マトリックス材料(85A)の前記外側被膜及び薄層に組合わせ接触により結合させ、それにより各前記マトリックス材料(85A)により前記研磨粒子(115)を効果的に拾い上げマトリックス材料と2相に効果的に相互に混合させる段階と、
前記外側被膜及び薄層を担持する各前記剛毛付着部分(60)に、各前記所望の剛毛付着部分(60)の上に前記外側被膜及び薄層を有している前記複合研磨マトリックス材料を所望の度合に硬化し加硫させるのに必要な特定の物理的条件を施す段階、
とを含むことを特徴とする可撓性研磨ホーンを生産する方法。 - 各前記第1の外側被膜及び薄層が次に回転拭き取りと圧力の作用で薄くされそれにより前記半液状のマトリックス材料が塗布された各剛毛付着部分(60)に対して外側被膜及び薄層がその後の物理的な液体の流出変位を起こさないよう実質上効果的に不動化された状態となる請求項1に記載の方法。
- 前記研磨粒子(115)の付着を所望の時間間隔で反復し、各所望の付着部分(60)を被覆する前記少なくとも一部が半液状のマトリックス材料(85A)により効果的に拾い上げられ該マトリックス材料と効果的に相互に混合された前記研磨粒子(115)の量を最大にする形式の作動反復段階を実施することを含む請求項1又は2に記載の方法。
- 前記各段階が該段階によって形成されまたそれぞれが前記所望の可撓性剛毛(55)のうちの異なる1つの異なる付着部分(60)に実質的に除去不可能に取付けられた対応の複数の所望拡大形の研磨材小球(65)を有する所望数の積層体に対応して、所望回数反復される請求項1から3のうちの1項に記載の方法。
- 前記第1の塗布段階と前記効果的な不動化段階とが、各剛毛付着部分(60)を、前記少なくとも一部が半液状のマトリックス材料(85A)の薄層フィルムをその上に担持する通常は実質的に平坦なマトリックス被覆の拭き取り面と強制的に偏向され剛毛が曲がり剛毛付着部分がたわんだ係合状態に置き、各マトリックス被覆の剛毛付着部分が液体もしくは一部が液体の又は半液状のマトリックス材料の過剰部分を前記被覆された剛毛付着部分から取除くような程度にその周りが効果的に拭き取られそれにより剛毛に沿った流れを抑制するまで、各前記強制的に偏向された剛毛付着部分(60)と前記マトリックス被覆の拭き取り面との間に、相対的回転と回転運動(100)を生じさせる形式をとる請求項1から4のうちの1項に記載の方法。
- 前記第1の被膜を塗布する前に接合強化架橋段階が実施されこの段階は最初は非固体で加硫されていない可塑型の相互接合接着性結合材料(270)を前記複数の剛毛付着部分(60)のうちの各所望の剛毛付着部分(60)の外表面に塗布する形式であり、前記相互接合接着性結合材料もまた各前記所望の剛毛付着部分(60)を形成する材料(270)に対する第1の強い吸引力の親和性を有しまた付加的に前記第1の被膜として直後に続いて塗布される各前記第1の外側被膜及び薄膜の前記マトリックス材料(85A)に対する第2の強い吸引力の親和性を有することにより特徴づけられる形式である請求項1から5のうちの1項に記載の方法。
- 前記第1の被膜を塗布する前に前記複数の剛毛付着部分(60)の他の平滑な外表面を効果的に荒削りし傷付処理し、それにより接着のために利用可能な有用な表面積を効果的に増大させることを含む請求項1から6のうちの1項に記載の方法。
- 前記第1の被膜を塗布する前に、溶融可能な熱可塑性材料からなる複数の剛毛付着部分のうちの各所望の剛毛付着部分に変形及び拡大用の熱及び圧力を加えることにより、各所望の剛毛付着部分(60)を拡大したボール状の予備取付けの剛毛付着部分に効果的に拡大することを含む請求項1から7のうちの1項に記載の方法。
- 各剛毛付着部分(60)が剛毛(55)の先端部分である請求項1から8のうちの1項に記載の方法。
- 最初に複数の可撓性ナイロンプラスチックの剛毛(55)を含み次に続く段階が実施された後は複数の拡大した研磨用小球を担持する変形された可撓性ナイロンプラスチックの剛毛を含む可撓性研磨ホーン(50)を迅速かつ効率的に大量生産する方法であって、
最初に、複数の可撓性ナイロンプラスチックの剛毛(55)を集め剛毛取付け部分を剛毛保持基体(75)に対し所望の比較的均一の横方向の間隔をおきまた剛毛の先端部分(60)が剛毛の長さ方向に沿って基体から長手方向に間隔をおいて、剛毛保持基体(75)に対して効果的に固く取付ける段階と、
少なくとも半液体であるが硬化が制御可能な効果的に接着性のマトリックス材料(85A)を、各所望の剛毛(55)の各先端部分(60)に、被覆された剛毛の先端部分(60)の各々の天然保形特性によって一部が決定される所望の厚さの第1の外側被膜及び薄層として塗布し、効果的な不動化段階を実施し、各前記第1の外側被膜及び薄層が回転による拭き取りで圧力の作用のもとに薄くされそれにより実質的に効果的に不動化されるようになり、前記半液状のマトリックス材料(85A)が塗布されて前記第1の外側被膜及び薄層を担持する各剛毛先端付着部分(60)に対する液体の流れの物理的な位置の変位が続いて生じることがないようにし、細かに分割された粒子の研磨用粒子の通常は最初乾燥した添加の研磨用粒子(115)の一定量を、前記マトリックス材料(85A)が少なくとも一部が半液状の状態である間に前記マトリックス材料の各前記外側被膜及び薄層と接触により組合わせかつ結合させ、それにより前記研磨用粒子(115)を各前記マトリックス材料により効果的に拾い上げマトリックス材料と相互に混合して2相の複合研磨用マトリックス材料を生成する段階と、
前記被膜及び薄層を担持する各前記剛毛先端部分(60)に、前記外側被膜及び薄層を前記所望の剛毛先端部分(60)の各々の上に有する前記複合研磨用マトリックス材料を硬化し加硫するのに必要な特定の所要物理的条件を所望の度合で付与する段階と、
を含み、
前記方法が、高速で、大量生産で、複合して、多重剛毛変形作用で、所望数の可撓性剛毛先端部分(60)に対して複合して実施され、また前記第1の被覆段階と前記効果的な不動化段階とが前記剛毛先端と前記マトリックス材料との間の相対回転運動により一度で行われ、前記相対回転運動が前記マトリックス材料を前記1つの段階の間に前記マトリックス材料と接触する剛毛(55)の長手方向軸線に実質的に平行な軸線の周りに水平方向に往復動させることからなることを特徴とする可撓性研磨ホーンを生産する方法。 - 剛毛と基体を組立てる支持手段と、剛毛(55)の付着部分(60)を受けるマトリックス材料(85A)のための受け台(95A)と、マトリックス材料(85A)の被膜を担持する剛毛付着部分(60)を受け取り前記被膜が研磨粒子(115)の一部を効果的に拾い上げるようにする粒子の研磨材料(115)のための保持具(380)と、マトリックス材料(85A)と研磨粒子(115)との被膜を担持する剛毛付着部分(60)が所望の度合に硬化されまた加硫される硬化部署(130)とを含んでいる、請求項1又は10に記載の方法で可撓性研磨ホーンを迅速かつ効率的に大量生産する装置であって、受け台と剛毛(55)の付着部分(60)との間に相対回転運動を生じさせマトリックス材料(85A)を剛毛(55)に沿って変位しないように実質的に固定する、剛毛(55)の付着部分(60)とマトリックス材料(85A)との間の拭き取り係合をもたらす手段(165,170)が設けられ、該手段が、前記マトリックス材料と接触する剛毛(55)の長手方向軸線に実質的に平行な軸線の周りに、前記マトリックス材料の水平方向の往復運動を生じることを特徴とする可撓性研磨ホーンを生産する装置。
- マトリックス材料(85A)のための受け台(95A)がテーブル状であり剛毛付着部分(60)に対し動くことができる請求項11に記載の装置。
- 剛毛付着部分(60)をマトリックス材料担持テーブル(95A)に対して強制的に偏向させる手段(205A)が設けられ、剛毛の付着部分(60)がテーブル(95A)にほぼ沿って位置しマトリックス材料(85A)が塗布されるように剛毛(55)を曲げる請求項12に記載の装置。
- 剛毛付着部分(60)が研磨粒子を通過するにつれて剛毛(55)と基体(75)との組立て体を回転させる手段(160)が設けられ前記付着部分(60)が研磨粒子(115)に出入する浸漬運動を生じるようにする請求項11,12又は13に記載の装置。
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