JP5668967B2 - ブラシ毛 - Google Patents

Description

本発明は、異なる種類のブラシ毛素材を超音波振動を用いて互いに接着させるブラシ毛に関するものである。前記本発明のブラシ毛は、異なる種類のブラシ毛素材であっても、短時間に接着することが可能であるとともに、接着剤を用いていないため、作業中に悪臭を発生することがない。

特開２００８−１２１２５号公報に記載されているブラシ毛素材は、合成樹脂素材と金属素材を一体化させることにより、両素材の良い所を合体したものである。異なる種類の材料は、接看剤を用いて接着することができる。しかし、素材が異なるだけでなく、異なる砥粒が入っているブラシ毛素材は、接着（接着剤による）、溶着、電着による接合が十分でなく、特に、接着剤による接着の場合、研磨または研削時に悪臭を発生するという欠点があった。

特開２００８―１２１２５号公報

前記従来のブラシ毛素材は、ブラシ毛となる素材の中、または周囲に、砥粒等の粉末が混入されている。前記ブラシ毛素材および砥粒は、異なった性質のものが混合されている。前記異なった物質どうしで、かつ、異なる砥粒の入ったブラシ毛素材は、溶着または電着を均一にすることが困難であった。

ブラシ毛素材は、接合に接着剤を使用すると、ワークとの間で、異臭を放すことが多い。作業者は、前記異臭を一日中嗅ぐことになり、気持ちが悪くなった。また、接着剤を使用せずに、異なった物質のブラシ毛素材に対する電着または溶着は、悪臭の問題をある程度解決することができるが、ブラシ毛素材の種類、ブラシ毛素材の中に入れる砥粒の種類、および砥粒の混入割合の種類が多く、二つのブラシ毛索材の接合面における接台強度に問題があった。

以上のような課題を解決するために、本出願人は、異なる性質のブラシ毛素材どうしを超音波振動によって接合すると、接合部が互いに溶け合い、接合強度を短時間に増加することができ、かつ、研磨または研削時にワークとの間に悪臭も発生しないことを見出した。また、本発明は、いがなるブラシ毛素材であっても、これらの周囲を合成樹脂製カバーリングで覆うことにより、異なる性質のブラシ毛素材を超音波振動によって互いに接合するブラシ毛素材を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明のブラシ毛は、第１の砥粒であるダイヤモンドが混入されている少なくとも一つの研削用ブラシ毛素材と、前記第１の砥粒と異なる第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの研磨用ブラシ毛素材と、前記研削用ブラシ毛素材と研磨用ブラシ毛素材の接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２のブラシ毛は、第１の砥粒であるダイヤモンドが混入されている少なくとも一つの金属製ブラシ毛素材と、前記第１の砥粒と異なる第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材と、前記金属製ブラシ毛素材と合成樹脂製ブラシ毛素材の接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部とから少なくとも構成されていることを持徴とする。

（第３発明）
第３発明のブラシ毛は、合成樹脂製カバーリングを施した、第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材と、合成樹脂製カバーリングを施した、少なくとも一つの第１の砥粒であるダイヤモンドが混入された金属製ブラシ毛素材と、前記合成樹脂製カバーリングを施した、前記合成樹脂製ブラシ毛素材および金属製ブラシ毛素材との間で、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明のブラシ毛において、合成樹脂製カバーリングで覆うブラシ毛素材は、動植物繊維、紙製、および金属ブラシ毛素材の周囲を覆っていることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明のブラシ毛において、前記合成樹脂製カバーリングは、パイブ状またはテープ巻きであり、互いに接する部分を超音波振動により溶着部とすることを特徴とする。

（第６発明）
第６発明のブラシ毛において、前記ブラシ毛素材は、丸線、三角線、四角線、波線の内の少なくともいずれか一つであることを特徴とする。

（第７発明）
第７発明のブラシ毛は、合成樹脂製からなる複数のブラシ毛素材単位を集合したＵ字状金具からなるセグメントブラシ、または筒型ブラシ毛と、前記セグメントブラシまたは筒型ブラシと少なくとも一つの側板との間に超音波振動により成形された溶着部とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ブラシ毛の材料および性質が異なっても、超音波振動と、僅かな加圧力を加えるだけで、短時間に接合されるため、接合強度が高く、被研磨または研削部材からの悪臭が発生することがないことを見出した。また、本発明のブラシ毛素材は、作業中に悪臭を発生しないため、作業者の健康管理または作業現場の環境を向上させることができる。

本発明によれば、いかなる種類のブラシ毛素材であっても、周りを合成樹脂製カバーリングによって覆うことにより、それぞれの接触面において、超音波振動による熱と僅かな加圧力で、高い強度の接合が短時間で可能であるとともに、作業時にブラシ毛素材とワークから悪臭を出さない。

（イ）から（ヌ）は本発明の第１実施例であり、合成樹脂素材および金属素材を貼り合わせたｌ本のブラシ毛素材を説明するための斜視図である。（実施例１） （イ）から（ニ）は本発明の第２実施例であり、合成樹脂素材に砥粒を混入した断面を説明するための図である。（実施例２） （イ）から（ホ）は本発明の第３実施例であり、紙を丸めた棒状体を作製し、カバーリングにより周囲を覆ったブラシ毛素材の例を説明するための図である。（実施例３） （イ）から（ホ）は本発明の第４実施例であり、紙を丸めた棒状体を捩じり、その後、縒って作成されたものの周囲をカバーリングしたブラシ毛素材を説明するための図である。（実施例４） 本発明の第５実施例であり、複数のカバーリングされたブラシ毛素材を互いの接触部で、超旨彼振動による溶着部が成形された状態を説明するための図である。（実施例５）

（第１発明）
第１発明のブラシ毛は、異なる性質の砥粒が混入された研削用ブラシ毛素材と研磨用ブラシ毛素材とが互いの接触面において超音波振動により、溶着部を成形して接着されている。前記研削用ブラシ毛素材は、第１の砥粒であるダイヤモンドが少なくとも混入されている。前記研磨用ブラシ毛素材は、第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが少なくとも混入されている。前記ブラシ毛素材は、たとえば、熱可塑性樹脂とすることが望ましい。前記二つの性質の異なる砥粒を混入したブラシ毛素材は、互いの接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされて溶着部となって成形される。また、前記超音波振動による溶着部は、摩擦熱を発生させる際に、加圧力を加えることが望ましい。

（第２発明）
第２発明のブラシ毛は、少なくとも一つの金属製ブラシ毛素材と、少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材とが一体に溶着されている。前記金属製ブラシ毛素材は、たとえば、研削用となる第１の砥粒であるダイヤモンドが混入されている。前記合成樹脂製ブラシ毛素材は、たとえば、研磨用となる前記第１の砥粒と異なる性質の第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている。前記異なる性質を有するブラシ毛素材は、超音波振動により、互いの接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部を成形する。第ｌ発明および第２発明のブラシ毛は、異なる性質のブラシ毛素材を接着剤等を使用することなく、超音波振動と加圧力のみで溶着するため、短時間で、かつ、研磨または研削中に異臭を発生することがない。

第１発明および第２発明におけるブラシ毛において、前記第１の砥粒は、ダイヤモンドを使用し、前記第２の砥粒は、シリコン系、または酸化セリウムであり、ダイヤモンド砥粒と比較して柔らかい物質を使用する。

（第３発明）
第３発明のブラシ毛は、合成樹脂製カバーリングを施した、合成樹脂製ブラシ毛素材および金属製ブラシ毛素材を超音波振動により一体に溶着したものである。すなわち、合成樹脂製カバーリングを施した少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材は、第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている。また、第１の砥粒であるダイヤモンドが混入された少なくとも一つの金属製ブラシ毛素材は、周囲を合成樹脂によりカバーリングが施されている。前記合成樹脂製カバーリングを施した、前記合成樹脂製ブラシ毛素材および金属製ブラシ毛素材とは、接触部において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部が短時間で成形される。前記ブラシ毛は、接着剤を使用していないため、作業中に、異臭を発生することがない。

（第４発明）
第４発明のブラシ毛は、動植物繊維、紙製、および金属ブラシ毛素材の周囲を合成樹脂製カバーリングが施されている。前記合成樹脂製カバーリングは、前記動植物繊維または紙製ブラシ毛素材および金属ブラシ毛の周囲を覆っているため、互いの接触面に発生する熱により短時間と僅かな加圧力で接着され、研磨または研削中に素材だけの臭いとなるため、異臭を少なくすることができる。紙製ブラシ毛素材は、紙を棒状に丸めたもの、紙を棒状に丸めたものを捩じったもの、前記捩じったものをさらに縒ったもの、前記紙素材をそれぞれ代えたもの等がある。

（第５発明）
第５発明のカバーリングは、ブラシ毛素材をパイプ状の筒に入れ、またはテープで周囲を巻いたものである。前記カバーリングは、互いに接する部分を超音波振動により摩擦熱を発生させて、溶着部とする。

（第６発明）
第６発明のブラシ毛素材は、丸線、三角線、凹角線、波線の内のいずれか少なくとも一つである。ブラシ毛素材の断面形状は、異なっていても、接触部において、超音波振動による摩擦熱を発生させることにより、溶着部を成形し、短時間でブラシ毛を作成することができる。

（第７発明）
第７発明のブラシ毛は、合成樹脂製からなる複数のブラシ毛素材単位を集合したＵ字状金具からなるセグメントブラシ、または筒型ブラシであっても、超音波振動による摩擦熱で溶着部を成形することができる。また、前記セグメンドブラシまたは筒型ブラシは、少なくとも一つの側板を利用することにより、これらの間において、超音波振動による溶着部が容易に成形される。

図１（イ）から（ヌ）は本発明の第１実施例であり、合成樹脂素材および金属素材を貼り合わせた１本のブラシ毛素材を説明するための斜視図である。図１（イ）に示されたブラシ毛素材は、金属素材１１と合成樹脂素材１２とが超音波振動によって互いに貼り合わされた溶着部１５が成形されて、一体化された１本の丸棒体になっている。

図ｌ（ロ）に示されたブラシ毛素材は、ほぼ板状の金属素材１１１の間、および他側に合成樹脂素材１２１がサンドイッチ状に超音波振動によって互いに貼り合わされた溶着部１５、１５′が成形されて、一体化された１本の丸棒体になっている。

図１（ハ）に示されたブラシ毛素材は、断面が１／４円からなる２本の金属素材１１２と、同じく断面がＩ／４円からなる研磨砥粒が内部に混入されている合成樹脂素材１３と、同じく断面が１／４円からなるダイヤモンド砥粒が内部に混入されている合成樹脂素材１４とからなり、前記２種類の合成樹脂素材１３、１４との間に、前記金属素材１１２が超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部１５、１５′が成形されて、一体化された１本の丸棒体になっている。前記合成樹脂素材１３、１４は、合成樹脂チップから所定の形状に成形する際に、ダイヤモンド砥粒、金属砥粒、岩石砥粒等、あるいはこれらのパウダーが混入される。

図１（ニ）に示されたブラシ毛素材は、長方形または板状の金属素材１１３と合成樹脂素材１２３とが超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部Ｉ５が成形されて、１本の方形状棒体になっている。

図１（ホ）に示されたブラシ毛素材は、ほぼ板状の金属素材１１３の間、および他側に合成樹脂素材１２３が超音波振動により互いにサンドイッチ状に貼り合わされた溶着部１５が成形されて、１本の方形状板体になっている。

図１（へ）に示されたブラシ毛素材は、断面が１／４角材からなる２本の金属素材１１４と、同じく断面が１／４角材からなる合成樹脂素材１２４とが超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部１５が成形されて、１本の方形状棒体になっている。

図１（ト）に示されたブラシ毛素材は、断面が三角形の金属素材１ｌ５と、同じく断面が三角形の合成樹脂素材１２５の一辺どうしが超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部１５が成形されて、１本の菱形状棒体になっている。

図１（チ）に示されたブラシ毛素材は、断面が三角形の合成樹脂素材１２６および同じく断面が三角形の金属素材１１６の４本が超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部１５が成形されて、方形状棒体になっている。

図１（リ）に示されたブラシ毛素材は、断面が５角形からなる金属素材１１７と、ほぼ同じ断面からなる合成樹脂素材ｌ２７の底部がそれぞれ超音波振動により互いに貼り合わされた溶者部１５が成形されて、１本の断面多角形の棒体になつている。

図１（ヌ）に示されたブラシ毛素材は、断面が台形からなる２本の金属素材１１８と、ほぼ同じ断面からなる合成樹脂素材１２８がそれぞれ超音波振動により互いに貼り合わされた溶着部ｌ５が成形されて、１本の断面多角形の棒体になっている。

図１（イ）から（ヌ）に示された合成樹脂製部材は、たとえば、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリマー、ポリエステル、ポリプラスティック、ピーク、芳香族ポリアミド系耐熱性繊維の少なくとも一つからなる。また、前記金属素材は、たとえば、鉄、銅、ピアノ線、ステンレス、チタン、アルミニウム等、これらの合金の少なくとも一つ、あるいは各種砥粒がある。前記超旨波振動による溶着装置は、市販のものを使用することができる。

図２（イ）から（ニ）は本発明の第２実施例であり、合成樹脂素材に砥粒を混入した断面を説明するための図である。図２（イ）に示されたブラシ毛素材は、断面半円形の合成樹脂素材１２と同じく断面半円形の金属素材１１とを互いに貼り合わせた超音波振動による溶着部が成形されて、一体化されたほぼ円形の棒体としたものである。

図２（ロ）に示されたブラシ毛素材は、断面半円形の合成樹脂素材２１の中に、砥粒、研削粒、香り砥粒等が混入されている。前記合成樹脂素材２１に混入する砥粒等は、形状、材質を研磨の目的に合ったものを選択することができる。また、図２（ロ）から（ニ）に示すように、前記合成樹脂素材２１から２３に混入する物質等は、砥粒２１、ダイヤモンド砥粒２２、砥粒とダイヤモンド砥粒の混合２３等、材質の種類および／またはその数を任意に選択することができる。

図３（イ）から（ホ）は本発明の第３実施例であり、紙を丸めた棒状体を作製し、カバーリングにより周囲を覆ったブラシ毛素材の例を説明するための図である。図３（イ）において、紙シート３１は、必要に応じて、接着剤３１を塗布または噴霧しておく。前記紙シート２１は、接着剤３１の代わりに水分を噴霧するだけでも良い。図３（ロ）において、前記紙シート３１は、さらに、必要に応じて、砥粒３１２等を散布する。

図３（ハ）において、前記紙シート３１は、丸められて図３（二）示す棒状体となる。図３（ホ）において、前記棒状体３６は、必要に応じて、複数本が纏められて、カバーリング３７が施される。前記カバーリングされた棒状体は、異なる種類の棒状体を入れることができる。また、前記棒状体は、紙製棒状体以外のものを入れたブラシ毛素材とすることも可能である。

図４（イ）から（ホ）は紙を丸めた棒状体を捩じり、その後、縒って作成されたものの周囲をカバーリングしたブラシ毛素材を説明するための図である。図４（ロ）および（ハ）において、紙シート３１を丸めて出来た棒状体３３を図４（ハ）のように捩じって、捩じり棒状体３３とする。図４（ニ）において、前記捩じられた棒状体３３は、少なくとも他の一本とともに縒られ、図４（ニ）のような捩じり縒り棒状体３４となる。前記捩じり縒られた棒状体３４は、複数本が纏められ、カバーリング３５によって束ねられる。

図５は本発明の第５実施例であり、複数のカバーリングされたブラシ毛素材を互いの接触部で、超音波振動による溶着部が成形された状態を説明するための図である。図５において、ブラシ毛素材５１１、５２１、５３１は、紙製棒状体、紙製捩じり部材、紙製捩じり縒り部材、合成樹脂製の単独または混合体からなり、必要に応じて、砥粒、香料等が混入されている。

また、前記各部材により構成されているブラシ毛素材５１１、５２１、５３１は、合成樹脂装部材からなるカバーリング５１、５２、５３が施されている。前記カバーリングされたブラシ毛素材５１１、５２１、５３１は、長手方向で、接触部分が超音波振動による溶着部５５を成形している。

本発明の第１実施例から第５実施例は、超音波振動による溶着部が成形される際に、僅かな加圧力を加えることにより、強い接着力を短時間で得ることができるとともに、研磨中に前記溶着部から悪臭を発生することがない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限足されるものではない。そして、本発明は、持許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。ブラシ毛素材となる紙の種類、厚さ、透きかた、形状、密度、捩じり方、縒り方等は、任意に選択することができる。また、紙の捩じり、または縒り方は、従来から使用されている機械により作製することができる。また、合成樹脂製部材は、熱可や性樹脂であることが望ましい。

１１、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８・・・金属素材
１２、１２１、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８・・・合成樹脂素材
１３・・・研磨砥粒が内部に混入されている合成樹脂素材
１４・・・ダイヤモンド砥粒が内部に混入されている合成樹脂素材
１５・・・超音波振動による溶着部
２１・・・合成樹脂素材
２２・・・ダイヤモンド砥粒
２３・・・混合された砥粒
３１・・・紙製シート
３１１・・・接着剤
３１２・・・砥粒
３２・・・棒状体
３３・・・捩じり
３４・・・縒り
３５・・・カバーリング
３６・・・棒状体
３７・・・カバーリング
５１、５２、５３・・・合成樹脂製カバーリンク
５１１、５２１、５３１・・・ブラシ毛素材
５５・・・超音波振動による溶着部

Claims (7)

1. 第１の砥粒であるダイヤモンドが混入されている少なくとも一つの研削用ブラシ毛素材と、
   前記第１の砥粒と異なる第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの研磨用ブラシ毛素材と、
   前記研削用ブラシ毛素材と研磨用ブラシ毛素材の接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とするブラシ毛。
2. 第１の砥粒であるダイヤモンドが混入されている少なくとも一つの金属製ブラシ毛素材と、
   前記第１の砥粒と異なる第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材と、
   前記金属製ブラシ毛素材と合成樹脂製ブラシ毛素材の接触面において、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部と、
   から少なくとも構成されていることを持徴とするブラシ毛。
3. 合成樹脂製カバーリングを施した、第２の砥粒であるシリコン系または酸化セリウムが混入されている少なくとも一つの合成樹脂製ブラシ毛素材と、
   合成樹脂製カバーリングを施した、少なくとも一つの第１の砥粒であるダイヤモンドが混入された金属製ブラシ毛素材と、
   前記合成樹脂製カバーリングを施した、前記合成樹脂製ブラシ毛素材および金属製ブラシ毛素材との間で、超音波振動による接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、互いに溶け合って貼り合わされた溶着部と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とするブラシ毛。
4. 前記合成樹脂製カバーリングは、動植物繊維、紙製、および金属ブラシ毛素材の周囲を覆っていることを特徴とする請求項３に記載されたブラシ毛。
5. 前記合成樹脂製カバーリングは、パイブ状またはテープ巻きであり、互いに接する部分を超音波振動により溶着部とすることを特徴とする請求項３に記載されたブラシ毛。
6. 前記ブラシ毛素材は、丸線、三角線、四角線、波線の内の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載されたブラシ毛。
7. 合成樹脂製からなる複数のブラシ毛素材単位を集合したＵ字状金具からなるセグメントブラシ、または筒型ブラシ毛と、
   前記セグメントブラシまたは筒型ブラシと少なくとも一つの側板との間に超音波振動により成形された溶着部と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載されたブラシ毛。

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