JP2002253341A - カップ型回転ブラシ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量で安価に製作できるとともに、研磨作業の
際における作業者の疲労の軽減及びエヤーツールや電動
工具に加わる負担も軽減できるカップ型を提供すること
にある。 【解決手段】所定の長さに切断された化学繊維束を筒状
に引き揃えた状態で、その基端部３ｂのみを溶着して一
体に形成したブラシ束３と、熱硬化性樹脂材料によって
成形され、前記ブラシ束３の基端部３ｂを埋設した円板
状のベース２とからなることを特徴とするカップ型回転
ブラシにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動工具、エア
ーツール等に装着して高速回転させ、金属、非鉄金属等
の表面を研磨するカップ型回転ブラシ及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属の加工表面や溶接部を研磨して仕上
げ加工したり、金属表面に発生したバリや錆を研磨して
除去する工具として、優れた研磨能力と良好な仕上げ面
が得られるカップ型回転ブラシが多く使用されている。

【０００３】一般に、カップ型回転ブラシのブラシ部を
形成するワイヤは、ばね鋼線が用いられている。また、
ブラシ部を保持固定する外椀、内椀及びこれらを結合す
るカシメリング、さらにはワイヤを固定するリングは、
すべて金属によって形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、回転ブラシ自
体の重量が大であり、エアーツールや電動工具のスピン
ドルに装着して金属表面を研磨加工する際の作業者の疲
労が大であるとともに、エヤーツールや電動工具に加わ
る負担も大きいという問題がある。また、カップ型回転
ブラシは、回転中に遠心力によってブラシ部を形成する
ばね鋼線からなるワイヤが広がってワイヤの側面が被研
磨面に接触するため、研磨能力が極端に低下するという
問題もある。

【０００５】また、この種の回転ブラシは消耗品であ
り、ブラシが磨耗した場合には廃棄して新しいものと交
換している。すなわち、従来の回転ブラシは、多数本の
ワイヤを複数本ずつ引き揃え、あるいはバラのまま、二
つ折りしてリングに引っ掛けて放射状に配置し、これを
外椀と内椀との間に介在させた状態でナット等の加締め
部材によって加締め固定して一体に構成している。

【０００６】従って、ワイヤと外椀や内椀とを分解でき
ないため、ワイヤが磨耗した場合には回転ブラシの全体
を廃棄しており、ワイヤが磨耗しても何ら損傷のない外
椀や内椀、ナットも廃棄する結果となり、資源の無駄に
なり、廃棄物の増加につながっている。

【０００７】また、ブラシ部にナイロンフィラメントあ
るいはポリアミド系、ポリエステル系の溶融した合成樹
脂に砥粒を混入した材料を押出し成形によって繊維状に
成形された化学繊維の集合体を使用したものにおいて
も、外椀や内椀及びナットは金属によって形成されてい
るため、ブラシ部が磨耗して廃棄する場合においても、
金属部分と合成樹脂部分が存在するため、ゴミの分別が
難しいという問題もある。

【０００８】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、軽量で安価に製作で
きるとともに、研磨作業の際における作業者の疲労の軽
減及びエアーツールや電動工具に加わる負担も軽減でき
るカップ型回転ブラシ及びその製造方法を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述した目
的を達成するために、請求項１は、所定の長さに切断さ
れた化学繊維束を筒状に引き揃えた状態で、その基端部
のみを溶着して一体に形成したブラシ束と、熱硬化性樹
脂材料によって成形され、前記ブラシ束の基端部を埋設
した円板状のベースとからなることを特徴とするカップ
型回転ブラシにある。

【００１０】請求項２は、請求項１の化学繊維束は、溶
融した合成樹脂に砥粒を混入した材料を押出し成形によ
って繊維状に成形された化学繊維の集合体であることを
特徴とする。

【００１１】請求項３は、請求項１のベースは、その中
心部にエアーツールや電動工具のスピンドルと固定され
る装着孔を有していることを特徴とする。

【００１２】請求項４は、所定の長さに切断された化学
繊維束を筒状に引き揃えた状態で、その基端部のみを溶
着して一体に結合してブラシ束を形成する第１の工程
と、前記ブラシ束の少なくとも基端部を金型のキャビテ
ィに収納する第２の工程と、前記金型のキャビティに熱
硬化性樹脂を注入したのち硬化させ、前記ブラシ束の基
端部を埋設するベースを成形する第３の工程とからなる
カップ型回転ブラシの製造方法にある。

【００１３】前記構成によれば、熱硬化性樹脂のベース
と化学繊維のブラシ束の２部品から構成されるため、構
造的に簡単であるとともに、軽量である。例えば、３イ
ンチのカップ型回転ブラシを例として説明すると、外椀
や内椀及びナットは金属によって形成された回転ブラシ
は、重量が平均３０２ｇであるのに対し、この発明の回転
ブラシは、平均７４ｇであり、約１／４と軽量となり、作
業者の負担を大幅に軽減できる。また、回転ブラシの回
転中にブラシ束には遠心力が働くが、ブラシ束の基端部
は溶着された上にベースに一体に埋設されているため、
ブラシ毛の脱毛を防止でき、またブラシ束がベースから
抜けることはなく、安全性に優れている。

【００１４】また、回転ブラシは、研磨作業によって徐
々に磨耗し、ブラシ束が短くなって使用不能になるが、
回転ブラシはベースと摩耗したブラシ束であるため、廃
棄するにしても、その量は僅かであり、資源の無駄及び
廃棄物を削減することができるとともに、ゴミとして廃
棄する場合の分別処理が容易となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１６】図１はカップ型回転ブラシを示し、（ａ）
は側面図、（ｂ）は縦断側面図、（ｃ）は平面図、図２
はカップ型回転ブラシを製造する金型の縦断側面図、図
３は金型にブラシ束を収納し、熱硬化性樹脂を注入した
状態の縦断側面図である。

【００１７】図1に示すように、カップ型回転ブラシ１
は、熱硬化性樹脂材料によって成形されたベース２と、
このベース２に基端部が固定されたブラシ束３の２部品
から構成されている。ベース２は円板状で、中心部には
エアーツールや電動工具のスピンドルに螺合固定するた
めの雌ねじ４ａを有する装着孔４及びこの装着孔４と同
心的に六角ナット形状の凸部５が設けられている。な
お、ベース２の装着孔４の内周面には必ずしも雌ねじ４
ａを設ける必要はなく、エアーツールに装着する場合に
は単なる孔でもよい。

【００１８】ブラシ束３は、ナイロンフィラメントある
いはポリアミド系、ポリエステル系の溶融した合成樹脂
に砥粒を混入した材料を押出し成形によって繊維状に成
形された化学繊維からなるブラシ毛３ａの集合体であ
り、各ブラシ毛３ａの内部に砥粒が混入されていると共
に表面にも砥粒が露出している。このブラシ毛３ａを多
数本引き揃えて所定の長さに切断して両端を揃えたもの
である。

【００１９】さらに、ブラシ束３の基端部３ｂは熱溶着
されており、ブラシ毛３ａの脱毛を防止すると同時にブ
ラシ製作時におけるブラシ毛のばらつき、飛散を防止し
ている。

【００２０】そして、ブラシ束３の基端部３ｂは後述す
る製造方法によってベース２に埋設されてベース２とブ
ラシ束３が一体に形成され、回転ブラシ１が構成されて
いる。

【００２１】このように構成された回転ブラシ１は、ベ
ース２が合成樹脂材料であり、ブラシ束３も砥粒入りの
化学繊維ブラシ毛であるため、金属をまったく使用して
いないため軽量である。この回転ブラシ１は、エアーツ
ールや電動工具のスピンドルをベース２の装着孔４の雌
ねじ４ａに螺合することにより簡単に取付けられる。そ
して、電動工具によって回転ブラシ１を高速回転させ、
ブラシ束３の先端部もしくは側部を被研磨面に対して接
触することにより、砥粒入りの化学繊維ブラシ毛によっ
て被研磨面を研磨することができる。

【００２２】回転ブラシ１の回転中にブラシ束３には遠
心力が働くが、ブラシ束３の基端部３ｂは熱溶着されて
一体に固められているため、ブラシ毛３ａの脱毛を防止
でき、また、ブラシ束３の基端部３ｂはベース２に埋設
された状態で固着されているためブラシ束３がベース２
から抜けることはなく、安全性に優れている。

【００２３】また、回転ブラシ１は、研磨作業によって
徐々に磨耗し、ブラシ束３が短くなって使用不能になる
が、回転ブラシ１はベース２と摩耗したブラシ束３であ
るため、廃棄するにしても、その量は僅かであり、資源
の無駄及び廃棄物を削減することができる。

【００２４】ベース２を成形する熱硬化性樹脂材料は、
例えば、熱硬化性ポリウレタンエラストマーを使用して
いる。すなわち、イソシアネート末端プレポリマー（日
本ポリウレタン工業株式会社商品名：コロネート４３７
０）とグリコール系硬化剤（日本ポリウレタン工業株式
会社商品名：ニッポラン４０３８）の２液混合である。

【００２５】イソシアネート末端プレポリマー（Ｃ−４
３７０）は、 外観…透明液体 ＮＣＯ含量…１５．０％ 粘度…１６００ｍｍ^２／ｓ（２５℃） グリコール系硬化剤（Ｎ−４０３８）は、 外観…透明液体 水酸基価…１２３３ｍｇKOH／ｇ 粘度…１００ｍPa・ｓ（２５℃） であり、成形条件は次のとおりである。

【００２６】配合比率…Ｃ−４３７０／Ｎ−４０３８＝
１００／１５（重量比） 液温度…２５℃ 金型温度…８０℃ 硬化時間…８０℃×２０分 である。

【００２７】次に、カップ型回転ブラシ１の製造する金
型を図２及び図３に基づいて説明する。金型１１は、下
型１２と中間型１３及び上型１４とに３分割されてい
る。そして、下型１２と中間型１３とは嵌合部１２ａで
嵌合位置決めされ、中間型１３と上型１４とは嵌合部１
４ａで嵌合位置決めされている。

【００２８】下型１２の上面部には円板状の凹部１５が
設けられ、この凹部１５の中央開口は上型１４に下方に
向かって突設された凸部１６の下面部によって閉塞され
ている。さらに、凹部１５の外周開口の一部は中間型１
３の内周部によって閉塞されている。従って、下型１２
と中間型１３及び上型１４とに囲まれる第１のキャビテ
ィ１７が形成されている。凹部１５の中央部における底
部には六角ナット形状の凹部によって第２のキャビティ
１８が形成されている。

【００２９】また、下型１２の下面部には円板状の凹部
１９が設けられ、この凹部１９にはねじ軸コア２０を有
するコア部材２１が回転自在に収納されている。このコ
ア部材２１のねじ軸コア２０は第１及び第２のキャビテ
ィ１７，１８の中心部を貫通して上型１４の凸部１６に
当接している。

【００３０】さらに、上型１４の凸部１６の外周面は下
方に向かって先細りのテーパ面１６ａに形成され、中間
型１３の内周面も下方に向かって先細りのテーパ面１３
ａに形成され、両テーパ面１６ａと１３ａ間には逆円錐
筒状の間隙部２２が設けられている。また、下型１２の
外周壁の一部には第１のキャビティ１７に連通する樹脂
注入ポート２３が設けられている。

【００３１】次に、金型１１を用いてカップ型回転ブラ
シ１を製造する方法について説明する。上型１４を取り
外し、基端部３ｂを熱溶着したブラシ束３を、そのブラ
シ毛３ａを上向きにした状態で、中間型１３の内周面に
セットする。このとき、ブラシ束３の基端部３ｂが第１
のキャビティ１７の略中間の高さに位置するように第１
のキャビティ１７の底面に上向き突起を設けてもよく、
ブラシ束３の基端部３ｂに下向き突起を設けてもよい。
次に、上型１２の凸部１６をブラシ束３の内部に挿入し、
上型１４と中間型１３との嵌合部１４ａを嵌合すると、
ブラシ束３はテーパ面１６ａと１３ａ間の逆円錐筒状の
間隙部２２に介在された状態にセットされる。

【００３２】ブラシ束３をセットした金型１１を恒温槽
等に入れ、金型１１を約８０℃に加温する。一方、イソシ
アネート末端プレポリマー（Ｃ−４３７０）を１００ｇ
とグリコール系硬化剤（Ｎ−４０３８）を１５ｇとから
なる熱硬化性樹脂材料をカップに投入し、約３０秒間、手
撹拌する。撹拌後、減圧容器に入れて脱泡する。

【００３３】脱泡処理が終了した熱硬化性樹脂材料を注
入器等に入れ、金型１１の樹脂注入ポート２３から熱硬
化性樹脂材料を第１及び第２のキャビティ１７，１８に
注入する。

【００３４】第１及び第２のキャビティ１７，１８に注
入された熱硬化性樹脂材料は第１及び第２のキャビティ
１７，１８の隅々まで行き渡って充填されると共に、ブ
ラシ束３の基端部３ｂ付近のブラシ毛３ａ相互間の隙間
にも充填され、ブラシ束３の基端部３ｂが熱硬化性樹脂
材料に埋設される。

【００３５】金型１１に対する熱硬化性樹脂材料の注入
が終了した後、金型１１を恒温槽等に入れ、約２０分間加
熱すると、熱硬化性樹脂材料は硬化してベース２となり、
このベース２にブラシ束３の基端部３ｂが埋設された状
態となる。

【００３６】下型１２と中間型１３を分離すると、カッ
プ型回転ブラシ１が露出し、最後にねじ軸コア２０を有
するコア部材２１を回しながらねじ軸コア２０をベース
２から抜き取ると、ベース２に雌ねじ４ａを有する装着
孔４が開口し、ベース２は下型１２から取り外される。

【００３７】このようにして製作されたカップ型回転ブ
ラシ１は、ブラシ束３の基端部３ｂが熱溶着されて一体
に固められているため、ブラシ毛３ａの脱毛を防止で
き、また、ブラシ束３の基端部３ｂはベース２に埋設さ
れた状態で固着されているためブラシ束３がベース２か
ら抜けることはなく、安全性の高い回転ブラシ１が得ら
れる。しかも、この発明のカップ型回転ブラシ１は、従
来の金属製のカップ型回転ブラシと比較してその重量が
約１／４となり、研磨作業の際における作業者の疲労を
大幅に軽減できるとともに、エアーツールや電動工具に
加わる負担も軽減できる。

【００３８】さらに、ブラシ束３が摩耗して廃棄するに
しても、その量は僅かであり、資源の無駄及び廃棄物を
削減することができるとともに、回転ブラシ１がすべて
合成樹脂系で形成されているため、ゴミとして廃棄する
場合においてもゴミの分別に迷うこともない。

【００３９】なお、前記実施形態においては、熱硬化性
樹脂材料としてイソシアネート末端プレポリマー（Ｃ−
４３７０）とグリコール系硬化剤（Ｎ−４０３８）を使
用したが、この実施形態に限定されるものではなく、適宜
変更可能であり、また、金型に対して注入器によって注
入したが、流し込んでもよい。また、金型の形状は、一例
を示しただけであり、限定されるものではなく、適宜変
更可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、熱硬化性樹脂材料からなるベースと化学繊維からな
るブラシ束の２部品で構成されるため、軽量で安価に製
作できるとともに、研磨作業の際における作業者の疲労
の軽減及びエアーツールや電動工具に加わる負担も軽減
できるという効果がある。

【００４１】また、カップ型回転ブラシは回転中にブラ
シ束には遠心力が働いて広がり、被研磨面にブラシ毛の
先端のみならず側面も接触するが、ブラシ毛全体に砥粒
が混入されているため研磨能力を発揮し、従来のワイヤ
からなるブラシ毛のカップ型回転ブラシには得られない
作用効果がある。

【００４２】さらに、ブラシ束の基端部は熱溶着されて
一体に固められているため、回転中にブラシ束には遠心
力が働いてもブラシ毛の脱毛を防止でき、また、ブラシ
束の基端部はベースに埋設された状態で固着されている
ためブラシ束がベースから抜けることはなく、安全性に
優れている。

【００４３】また、回転ブラシは、研磨作業によって徐
々に磨耗し、ブラシ束が短くなって使用不能になるが、
回転ブラシはベースと摩耗したブラシ束であるため、廃
棄するにしても、その量は僅かであり、資源の無駄及び
廃棄物を削減することができる。さらに、回転ブラシが
すべて合成樹脂系で形成されているため、ゴミとして廃
棄する場合においてもゴミの分別に迷うこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態のカップ型回転ブラ
シを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は縦断側面図、
（ｃ）は平面図。

【図２】同実施形態のカップ型回転ブラシを製造する金
型の縦断側面図。

【図３】同実施形態の金型にブラシ束を収納し、熱硬化
性樹脂を注入した状態の縦断側面図。

【符号の説明】

１…回転ブラシ ２…ベース ３…ブラシ束 ３ｂ…基端部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の長さに切断された化学繊維束を筒
   状に引き揃えた状態で、その基端部のみを溶着して一体
   に形成したブラシ束と、 熱硬化性樹脂材料によって成形され、前記ブラシ束の基
   端部を埋設した円板状のベースと、 からなることを特徴とするカップ型回転ブラシ。
2. 【請求項２】 前記化学繊維束は、溶融した合成樹脂に
   砥粒を混入した材料を押出し成形によって繊維状に成形
   された化学繊維の集合体であることを特徴とする請求項
   １記載のカップ型回転ブラシ。
3. 【請求項３】 前記ベースは、その中心部にエアーツー
   ルや電動工具のスピンドルと固定される装着孔を有して
   いることを特徴とする請求項１記載のカップ型回転ブラ
   シ。
4. 【請求項４】 所定の長さに切断された化学繊維束を筒
   状に引き揃えた状態で、その基端部のみを溶着して一体
   に結合してブラシ束を形成する第１の工程と、 前記ブラシ束の少なくとも基端部を金型のキャビティに
   収納する第２の工程と、前記金型のキャビティに熱硬化
   性樹脂を注入したのち硬化させ、前記ブラシ束の基端部
   を埋設するベースを成形する第３の工程と、からなるカ
   ップ型回転ブラシの製造方法。