JPH0493167A - 接着軟質研磨仕上工具とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に次に示すように接着軟質研磨仕上工
具とその製造方法、特にフィラメントの改良された分布
と密度を有し、特に自動又はロボット工学用途に適する
低コスト、軽量エンドブラシ（ｅｎｄ　ｂｒｕｓｈ）型
研磨工具に関する。

光浬廊り１最 エンドブラシ又は仕上工具は、フィラメント束をシャン
クのカップ中でヘアピンのように折り返し、シャンクの
カップ中にフィラメント束を固定するアンカーとしてリ
ング、スリーブ、ピン又はキーを利用してしばしば製造
される。これは、フィラメントの不均一な分布と密度を
生じ、かつまた通常ブラシ面のトリミング及びカップの
リップのクリンプ加工又はスェージ加工のような二次作
業を必要とする。このような内部アンカーは、フィラメ
ントの不均一分布を生じさせることとは全く別にそれ自
体自然に工具の動釣合に影響することになる。機械的ア
ンカー又はキーを用いるブラシ又は工具の例は、米国出
願第２９８２９８３号、第３３１２９９３号及び第２４
２１６４７号明細書に見ることができる。

後の二つの特許明細書に示されるようにはんだ又は接着
剤をキー又は他のアンカーと共に使用することができ、
米国特許第２９８２９８３号の好ましい接着剤はエポキ
シ樹脂である。多くの接着剤系は、粘稠ずぎ、使用する
のが困難でかなりの硬化時間が必要である。好ましいフ
ィラメントが研磨剤を多量に充填したポリアミドのよう
なプラスチックである場合、フィラメントを接着剤で金
属又はプラスチックシャンクにアンカーの助けとそれに
伴う問題なしに均一に接着させることば困難である。

接着剤は、容易に計量することができ、シャンクのカッ
プの底部に適用した場合、カップの底部を均一な深さに
均一に覆う低粘度液であるべきである。更に、接着剤は
、エポキシのような二液系であってはならず、迅速に硬
化しなければならない。

このような工具の製造方法は、工具面のトリミング又は
フィラメント束のシャンクへの固定を有利にするシャン
クの修正のような二次的作業なしに工具を迅速に製作し
組み立てることができるものでなければならない。

発貝−Ｑ要絢 接着軟質研磨仕上げ工具とその製造方法は、プラスチッ
ク又は金属のカップ形シャンクを含む。

均一長さの軟質の研磨剤充填ナイロンモノフィラメント
を円筒形束に形成する。液状瞬間シアノアクリレート接
着剤の計測量をシャンクのカップ部の底に入れ、モノフ
ィラメントの束をカップのリップ上に取り付けた分割じ
ょうごを経て押具板（ｐｕｓｈｅｒｐｌａｔｅ）により
一群として端の方から押し込み、束の一端したがって各
モノフィラメントを均一に接着剤中に押し込み、次いで
接着剤が迅速に硬化するようにする。モノフィラメント
は、まっすくであることが好ましいが、ややけん縮を与
えても波状であってもよく、また断面形状及び研磨剤充
填が異ってもよい。得られたブラシ又は仕上工具は、フ
ィラメントの改良された分布及び密度と、最終トリミン
グ作業なしで平坦な−様な面とを有する低コスト軽量工
具である。工具は、自動又はロボット工学的仕上作業に
理想的に適する。

前記及び関連目的を達成するために、この発明は、以下
に十分に説明し特に特許請求の範囲に指摘する特徴から
なり、以下の説明及び添付図面ばこの発明の詳細な説明
例を述べるが、これらは、この発明の原理が用いられる
種々の仕方の数例だげを示すものである。

ＩＬＬじへ桝匁聚凱 最初に第１図及び第２図によって、この発明に従う軟質
仕上工具２０を説明する。該工具は、カップ形シャンク
２２に挿入され、シャンクのカップの底面に液状瞬間接
着剤２３により接着された研磨剤充填モノフィラメント
２１の円筒形束からなる。

第３図から分かるように、シャンク２２は、動カニ具の
コレットによりつかむことができる軸方向に突出する円
筒形テーパ２５を備える。コレット−に部は、カップ２
６に形成され、カップ２６は、上部リップ２８を有する
環状スカー１〜２７と、シャンクの軸に垂直に延在する
平らな円形底壁２９とをそなえる。

カップ形部の底は、３０に示すようにテーパにテーパを
つしノられる。

次に、第４図によって研磨剤充填プラスチックモノフィ
ラメント２１の円筒形束は、前記束に予備集成し、予備
集成した場合、束は、束の軸に垂直な円形端面３３及び
３４をそなえることが分かる。各同長に切りそろえられ
ている前記モノフィラメントを束に形成した後、それを
弾性テープ又は紙ハンド３５によりそのような円筒束形
状に一時的に保つことができる。

第５図から分かるように、シャンクのカップ部の底壁２
９は、液状瞬間接着剤２３の計測量が均一に分布される
。次いで、液状瞬間接着剤が面３４でモノフィラメント
の各と係合してフィラメントをシャンクに接着するよう
に、モノフィラメントの円筒形束をシャンクのカップの
内部に押し込む。その場合、束の反対端面３３が第１図
及び第２図に示すように引き続きトリミングすることな
く工具の作業面になる。

次に、第６図によってこの発明の工具を組み立てる好ま
しい形を示す。シャンク２２は、テーパ２５を収容する
孔３９を備えることができるジグ３８に支持される。ジ
グは、シャンクが垂直直立位置に支持されることを確実
にするようにテーバ付き円すい支持面４０を備える。次
いで、液状瞬間接着剤２３の計測量をカップ形部の底に
入れる。次いて、分割案内じょうご４２をカップ形部２
６のリップ２８の頂部に置く。案内じょうごは、シャン
クのリップ２８上に取り付けられる肩４４へとテーパー
の付いた円ずい内面４３を有する。肩においては、円す
い面の内径は、シャンクのカップの内径に等しい。

次いで、モノフィラメントの円筒形束２１をしようご内
に置き矢印４７で略図的に示されるような適当な直線作
動器により押具板４６により押し下げられる。この仕方
で束２１の端面３４は、液状接着剤２３中に押し入れら
れ、該接着剤は、シャンクのカップ形部の底壁に束の各
モノフィラメントを迅速に接着させる。接着剤の低粘度
のためにいくらかの接着剤は面３４でモノフィラメント
間に浸透して各モノフィラメントの内側端部を隣接モノ
フィラメントに接着させる。

適当な圧力限界により押具板４６を引っ込ませることが
できる。次いで、分割じょうごを取り除き、完成した接
着軟質研磨仕上工具を支持シダから取り出すことができ
る。

第１〜６図に見られる工具の例においてシャンクは、金
属である。しかし、第７図の例においてシャンク５０は
、金属シャンクの重量の約３分の１であるプラスチック
製である。シャンクの構成は、その他の点で同一で、こ
れでも液状瞬間接着剤２３の計測量を用いてフィラメン
ト束をシャンクに接着させ、工具を第６図と本質的に同
じ仕方で製造することができる。

プラスチックシャンクは、束をカップの内部に押し入れ
る際、プラスチック材料がカップ壁におけるフープ応力
を吸収する十分な強度を有しさえすればナイロンのよう
な非脆性のプラスチックでつくることができる。第７図
に見られるような軽量工具は、回転のためのトルクが小
さくてずみ、ロボットの腕の先端に取り付けた場合、軽
量により工具のいっそう迅速でいっそう正確な位置決め
が可能となる。

第８図に、かなり大きい直径の円筒形ナイロン研磨剤鉱
物充填モノフィラメン１−５２を用いるこの発明に従う
工具の作業面を示す。シャンク５４は、プラスチック又
は金属でよい。示される従来のナイロン研磨剤鉱物充填
モノフィラメントは、直径が約０．１１４　ｃｍ　（０
，０４５インチ）で約３０重里％の研磨剤鉱物が充填さ
れる。

第９図にいっそう小さい直径のナイロン研磨剤鉱物充填
モノフィラメン１〜５６といっそう小さいシャンク５８
を用いるやや小さい工具を示す。第９図においてモノフ
ィラメントの直径は、第８図の直径の約半分でよい。

第１０図において一般に長方形のモノフィラメント６０
を再び金属又はプラスデックシャンク６２中に設けて用
いるこの発明に従う小さい仕上工具を示す。「回転研磨
工具及びそのためのフィラメント」という発明の名称の
米国特許出願第　　　　号明細書に詳細に記載するよう
に、前記長方形モノフィラメントは、約０．１１４　ｘ
ｏ、２２９　ＣＩ以上（０，０４５ＸＯ，０９０インチ
以」二）であることができ、モノフィラメントの形状の
ため、約４５重量％までの増加した研磨剤充填を得るこ
とができる。また、フィラメントの長方形性質は、フィ
ラメン１〜の剛性をかなり増加させる。増加した研磨剤
充填と長方形フィラメントをいっそう密に充填しうるご
とのために、第１０図の工具は、作業面にいっそう研磨
性の材料を与える。

第１１図に見られるように、モノフィラメント６４の好
ましい形状は、まっすぐなモノフィラメントである。し
かし、第１２図に示すようにこの発明に従う研磨仕上工
具は、けん縮又は波形のモノフィラメント６５でつくる
ことができる。けん縮又は波形のモノフィラメントはモ
ノフィラメントの密度を減少させるが、それにもかかわ
らずそれは工具の作業面にわずかに無秩序な角度のモノ
フィラメント端６６を与え作業面にややいっそう攻撃的
作用を与える。

第１３図において代表的な丸いモノフィラメン１−５２
を示し、その直径はもぢ論変えうる。第１４図に三角形
モノフィラメント６８を示す。第１５図に正方形又は長
方形モノフィラメント７０を、第１６図に長方形モノフ
ィラメン１−６０を示す。前記形状のいずれをもこの発
明で用いることができる。

工具の好ましい形において、研磨剤充填ナイロンモノフ
ィラメントを用いるが、他のプラスチックを前記研磨剤
充填あり及びなしの両方で用いることができる。他の型
のプラスチックの例は、アラミド、ポリエステル及びポ
リプロピレンである。

第１７図は、研磨剤充填なしのプラスチックモノフィラ
メント７２を示し、このフィラメントはこの発明の方法
により瞬間液状接着剤と開示された方法を用いてエンド
ブラシをつくることができる。また、研磨剤非充填フィ
ラメントも第１４〜１６図に示す断面形状を有すること
ができる。

液状瞬間接着剤としては、低粘度又は高流動性のシアノ
アクリレ−１・を用いるのが好ましい。接着剤をカップ
の底壁に適用する場合、それが第５図に示すように底壁
を均一に覆うことが重要である。

この発明で有用なのは、次の式を有するアルキルシアノ
アクリレートである。

Ｎ ／ ＣＩｌ□　＝　Ｃ ＼ ＯＯＲ Ｒ＝　　ＣＨ３ Ｃ２Ｈ５ Ｃ＋ｔ１７など 好ましいシアノアクリレート接着剤は、次の式を有する
アルコキシアルキルシアノアクリレ−１−である。

Ｎ ／ ＣＨ２＝　　ＣＨ ＼ ０ＯＲ Ｒ＝　　ＣＨ３０Ｃ２１１Ｓ ＣｚＨｓ　　−ＯＣｚｌｌｓ 適当な接着剤は、米国コネチカット州、ニューイントン
（Ｎｅｉｖｉｎｇｔｏｎ）のロクタイト・コーポレーシ
ョン（Ｌｏｃｔｉｔｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から
商標５ＵＰＥＲＢＯＮＤＥＲ＠４９５又は商標ＢＬＡＣ
Ｋ　ＭＡＸで市販される。５ＵＰＥＲＢＯＮＤＥＲは、
ロクタイト・コーポレーションの登録商標である。ＢＬ
ＡＣＫ　ＭＡＸ　もロクタイト・コーポレーションの商
標である。

プラスチックモノフィラメント用研磨剤充填材料として
は、酸化アルミニウム又は炭化ケイ素のような従来の研
磨剤鉱物を用いることができる。

しかし、多結晶ダイヤモンド又は立方晶系の窒化ホウ素
のようないっそう新しい研磨剤鉱物を用いることかでき
る。

これで単純で容易に製造しうる接着軟質研磨仕上工具が
提供されることが分かる。それにかかわらず、木工具は
、「ヘアピン」アンカーずなわぢリング、スリーブ又は
固定ピンを用いる工具に比べて相当の利点を有する。後
者がなりれば、内部固定又は機械的デバイスによる妨害
かないので、充填材料のいっそう均一・な分布か得られ
、工具光りいっそう多量の充填材料が得られる。

また、本製造方法は、最終の費用のかかる１〜リミング
作業なして平坦仕」−げの工具面を有する工具を製造す
ることも可能にする。明らかに、多結晶ダイヤモンドの
ようないっそう新しい研磨剤材料を用いる程、トリミン
ク作業はいっそう費用がかかる。ｌ・リミング作業がな
げれば、前記の高価な充填材料のむだかない。この発明
では、材料が一度に切断され、カップ形シャンクに圧入
される。

不同は、すべてシャンクのカップの内側に埋められ、瞬
間接着剤によりしっかりと保持される。

更に、内部固定がなく接着剤とフィラメント材料が一様
に分布することにより回転振れ又は真円でない状態の問
題を避けて良好な同心性が得られる。いっそう良好な動
釣合は、加工物」−にチャフ、跳ね返り又は不連続なあ
とを残さない。また、このようななめらかな作業は、駆
動電動機の寿命を延ばし、工具をロボット作業に対して
いっそう有効にもする。

また、前述のように、この発明の軽量プラスチックシャ
ンク形は、トルクが小さくてすみ、ロボット腕によりい
っそう容易、かつ迅速に位置調整される。

シャンク内部でフィラメントに対する機械的固定を避け
ることは、フィラメントのひずみと、このようなひずみ
によって多くの場合起こる破壊又は使用中の早期破壊を
も防止する。

単純化された本製造方法は、著明なまっずぐな及びけん
棒形の丸形、並びに長方形、平形、だ円形、正方形及び
多くの他の形状のような種りの進歩した研磨フィラメン
ト形の使用を可能にする。

ごの発明を若干の好ましい例について述べたが、この明
細書を読んで理解すれば、他の当業者が同等の変更及び
修飾を考えるのは明らかである。この発明は、このよう
なすべての同等の変更と修飾を含み、次の特許請求の範
囲によってのめ限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う仕上げ工具の一部を切除した
断面立面図、 第２図は、作業面を示す第１図の上から見た工具の平面
図、 第３図は、シャンクの軸方向断面図、 第４図は、フィラメントの予備集成切断束の立面図、 第５図は、シャンクのカップの底に入れられた液状接着
剤を示すシャックの断面図、 第６図は、束とシャンクの組立を示す部分断面図、 第７図は、軽量プラスチックシャンクの使用を示す第１
図と同様な断面図、 第８図は、束が異なる寸法のフィラメントで形成された
工具を示す第２図と同様な平面図、第９図は、第２図の
ように同一寸法のフィラメントを用いたいっそう小さい
工具の同様な平面図、第１０図は、異なる型のフィラメ
ントを備える工具の面を示す第９図と同様な平面図、 第１１図は、束の形成に用いうるまっすぐな１本のフィ
ラメントの図、 第１２図は、束の形成に用いろる波状又は若干けん縮さ
れたフィラメントの同様な図、 第１３〜１６図は、この発明で用いうる種々の型のフィ
ラメントの拡大断面図、 第１７図は、エンドブラシを形成するためにこの発明の
方法で用いうる包理研磨剤を有しないプラスチックモノ
フィラメントの同様な断面図である。 ２０・・・軟質仕上工具　　　２１・・・モノフィラメ
ント２２・・・シャンク　　　　　２３・・・液状瞬間
接着剤２５・・・テーパ　　　　　　２６・・・カッ７
゜２７・・・環状スカート２８・・・上部リップ３０・
・・テーパー　　　　　３３．３４山円形端面３５・・
・弾性テープ又は紙ハンド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カップ形シャンク中に固定したプラスチックモノフ
   ィラメント束を有するカップ形シャンクと、各モノフィ
   ラメントの一端をシャンクのカップの底に固定する瞬間
   接着剤の薄層よりなる接着軟質仕上工具。 ２、前記接着剤がシアノアクリレートである請求項１記
   載の工具。 ３、前記接着剤がアルキルシアノアクリレートである請
   求項２記載の工具。 ４、前記接着剤がアルコキシアルキルシアノアクリレー
   トである請求項３記載の工具。 ５、前記シャンクがプラスチックである請求項１記載の
   工具。 ６、前記シャンクが金属である請求項１記載の工具。 ７、前記モノフィラメント束が均一長さのモノフィラメ
   ントからなる請求項１記載の工具。 ８、前記プラスチックモノフィラメントがナイロン、ポ
   リプロピレン、アラミド及びポリエステルよりなる群か
   ら選ばれたプラスチックでつくられたものである請求項
   １記載の工具。 ９、前記モノフィラメントがまっすぐである請求項１記
   載の工具。 １０、前記モノフィラメントがけん縮している請求項１
   記載の工具。 １１、前記プラスチックモノフィラメントが横断面が丸
   い請求項１記載の工具。 １２、前記プラスチックモノフィラメントが横断面が多
   角形である請求項１記載の工具。 １３、プラスチックモノフィラメントの測定束を形成す
   ること、カップ付シャンクを支持すること、液状接着剤
   が前記カップ付シャンクのカップ部の内部の底を完全に
   覆うように前記底に前記接着剤の計測量を入れること及
   び接着剤の硬化前にすべてのモノフィラメントが束の一
   端で接着剤と接触するように前記束をシャンクのカップ
   部内に迅速に押し入れることの段階からなる請求項１記
   載の仕上工具の製造方法。 １４、前記モノフィラメントが鉱物研磨剤を約３０重量
   ％充填される請求項１３記載の方法。 １５、前記液状接着剤がシアノアクリレートである請求
   項１３記載の方法。 １６、前記接着剤がアルキルシアノアクリレートである
   請求項１５記載の方法。 １７、前記接着剤がアルコキシアルキルシアノアクリレ
   ートである請求項１５記載の方法。 １８、未硬化形の前記接着剤が低粘度を有してシャンク
   のカップ部の底を完全に覆う請求項１５記載の方法。 １９、シャンクがプラスチックである請求項１３記載の
   方法。 ２０、シャンクが金属である請求項１３記載の方法。 ２１、前記プラスチックモノフィラメントが研磨剤充填
   ナイロンである請求項１３記載の方法。 ２２、前記プラスチックモノフィラメントが横断面が丸
   い請求項１３記載の方法。 ２３、前記プラスチックモノフィラメントが横断面が多
   角形である請求項１３記載の方法。 ２４、前記プラスチックモノフィラメントが横断面が長
   方形である請求項１３記載の方法。 ２５、前記モノフィラメントが約４５重量％の研磨剤鉱
   物を含有する請求項２４記載の方法。 ２６、前記束が各同じ長さに切断された複数のモノフィ
   ラメントで形成される請求項１３記載の方法。 ２７、前記プラスチックモノフィラメントがナイロン、
   ポリプロピレン、アラミド及びポリエステルよりなる群
   から選ばれたプラスチックで作られたものである請求項
   １３記載の方法。