JP6371297B2 - タフト形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシシールで使用するためのブリストルタフト（ｂｒｉｓｔｌｅ ｔｕｆｔｓ）を形成するための装置に関する。

ブラシシールは、一般的に、一方の端部において保持されており且つ他方の端部において自由である多数のブリストル（整列したワイヤ又は繊維を備える）を含む。こうしたブリストルシールの既知の製造方法の１つが、何らかの手段によって一時的に一体状に保持されている既知の本数のブリストルを含むタフト（ｔｕｆｔ）（即ち、束）を作ることである。後続の製造プロセス中に、ブラシシールを形成するために、個々のタフトが、前方プレートと後方プレートとの間に配置される。ブラシシールを組立て終わると、タフトを一体状に保持する一時的な手段が、既知の本数のブリストルを有する均一なブラシツールに提供するために、適切な方法で取り除かれる。

本発明は、ブラシシール内で使用するためのマルチフィラメントタフト（ｍｕｌｔｉ−ｆｉｌａｍｅｎｔ ｔｕｆｔｓ）を形成する装置であり、この装置は、一列に整列したワイヤ又は繊維のスケイン（ｓｋｅｉｎ）の一方の端部を保持するための支持体と、そのスケインの端部を受け入れるように寸法決定されている接着剤リザーバとを含み、その支持体とリザーバが相対的に移動可能であり、それにより、接着剤がワイヤ又は繊維をその端部において接着してタフトを形成することができるように、その端部を接着剤リザーバ内に挿入することができる。この装置は、さらに、ワイヤ又は繊維が支持体によって保持された後にワイヤ又は繊維を所定の長さに切断するためのカッタを含む。

したがって、本発明の実施態様が、ワイヤ又は繊維が一方の端部において保持されており且つ他方の端部では自由であるタフトを提供するように構成されている。これは、典型的にはブリストルがその全長に沿って一体状に保持される既存の製造方法よりも有利である。本発明の実施態様は、改良された自動製造方法を提供し、及び、改良されたタフトフィラメント保持を提供する。したがって、本発明の実施態様は、熟練したオペレータの存在に対する依存を減少させるか又は不要にする。

用語「スケイン」は、本明細書では、ワイヤ又は繊維が中に一列に整列しているワイヤ又は繊維の長いマルチフィラメントを意味する。

カッタは、接着前、接着後又は接着中に、スケインを切断するためのものであってもよい。カッタは、典型的には、支持体によってスケインが固定状態に保持されている最中にスケインを所望の長さに切断するように構成されているだろう。

支持体は固定されており、リザーバは、この支持体に対して相対的に移動可能であるだろう。このことは、位置合わせされており且つ移動可能である接着剤リザーバ／リザーバガイドの中への浸漬によって、調整された且つ反復可能な形でワイヤが一体状に接着される前に、固定されたワイヤのスケインの端部を、その装置が整列させ、支持し、把持し、及び、形成することを可能にするという点で、有利である。リザーバ／支持体の引っ込み時に、過剰な接着剤がスケインから拭き取られるだろう。例えば、過剰な接着剤は、リザーバの穴によってスケインから拭き取られるだろう。

支持体はクランプを備えていてもよい。各々のクランプは、スケインを把持するように配置されるだろう。クランプは、互いに対向するジョー（ｊａｗ）によって実現されるだろう。例えば、これらのジョーは、スケインの縦軸線に対して実質的に垂直である方向に相対的に移動可能であるように構成されるだろう。一方又は両方のジョーが、スケインを受け入れて一列に整列させるように構成されているノッチを備えているだろう。閉じた状態では、１つ又は複数のノッチが、スケインが中に保持される穴を画定するだろう。ジョーは、閉じた状態において、重なり合うように構成されており、及び、例えば、噛み合いプロファイルを備えているだろう。

支持体は複数のクランプを備えるだろう。各々のクランプは、閉じた状態で、異なる穴を画定するだろう。例えば、第１のクランプは、閉じた整列状態の形にスケインのフィラメントを概ね集めるように構成されており、及び、第２のクランプは、所望の横断面サイズ及び／又は形状にフィラメントを拘束するように構成されているだろう。

リザーバは、スケインの端部を受け入れるための穴を有し、及び、この穴の横断面は、その端部の横断面よりも５０％まで大きい。スケインは、軸線に対して概ね平行に整列するように保持されており、この場合にリザーバはその軸線に沿って対向するだろう。あるいは、これに対する代替案として、リザーバは実質的に垂直方向に延び、支持体は、その端部をリザーバ内に挿入するために実質的に９０°にわたって回転可能であるだろう。

１つ又は複数の放射ランプが、その端部に塗布された接着剤を硬化させるために備えられるだろう。この放射ランプはその装置上に備えられるだろうし、及び、例えば支持体上に備えられるだろう。

この装置は、さらに、互いに平行なワイヤ又は繊維のスケインを支持体に対して前進させるための機構も含むだろう。例えば、この装置は、スケインをその軸線に沿って前進させるための機構を含むだろう。制御手段が、各々の形成されたタフトが支持体によって解放された後にスケインを断続的に前進させるために備えられるだろう。

カッタは、スケインの縦軸線に沿って移動可能だろう。したがって、切断されるタフトの長さは調節可能であるだろう。カッタは、さらに、スケインに対するカッタの最適な位置合わせを容易にするために、垂直方向と水平方向に移動可能だろう。

本発明は、この装置によって製造されたタフトを含む。ワイヤは金属であるだろう。繊維は、炭素繊維を含む任意の非金属繊維であるだろう。

本発明を上記において定義してきたが、本発明は、上述した特徴又は後述の説明で言及する特徴のあらゆる発明的な組合せを含む。

本発明は様々な形で実施されることが可能であり、及び、以下では、特定の実施形態が、添付図面を参照しながら、具体例によって説明される。

タフト形成装置の概略的な側面図である。 図１の装置の平面図である。 矢印Ａにおける図１の装置の接着剤ヘッド（ｇｌｕｅ ｈｅａｄ）の端面図である。 代替案の接着剤ヘッド構成の一方の側を上方から見た図である。 線ＩＶ−ＩＶによる図４の概略的な断面図である。 本発明の実施形態で使用するためのカッタと支持体と接着剤ヘッドとの概略的な３次元図である。

タフト形成装置が全体的に１０で示されている。この装置は、基部プレート１１と、１２で全体的に示されている前進機構と、カッタ機構１３と、支持体１４と、接着剤ヘッド１５とを備える。要素１２−１５が、スケイン１６のための経路に沿って互いに間隔を置いて配置されている。要素１２−１５は、スケインが使用時にそれに沿って保持される共通軸線に対して概ね位置合わせされている。特に、前進機構１２と支持体１４と接着剤ヘッド１５とのスケイン係合部分が、上記共通軸線に対して偏心している。

スケインは、典型的には、複数の整列したフィラメントから形成されており、及び、特に、個々の材料が、個々のブラシシールが使用されることを意図されている環境にしたがって選択される。スケインは、同様に、炭素繊維のような非金属材料の整列した繊維又は糸（ｙａｒｎ）で形成されることが可能である。個別のワイヤ又は繊維が１７で示されているが、特定の実施形態では１つのタフト毎に多数のワイヤが存在するであろうことが理解されるだろう。

前進機構１２は、ガイド支持体１８とグリッパヘッド（ｇｒｉｐｐｅｒ ｈｅａｄ）を備える。グリッパヘッド１９は、スキーム（ｓｃｈｅｍｅ）１６を把持及び解放することが可能な、全体的に２０で示されているジョーを有する。グリッパヘッド１９ａ、１９ｂは、ガイド支持体１８ａ、１８ｂ、１８ｃに対して相対的に移動可能である。グリッパヘッド１９ａ、１９ｂは、グリッパヘッド１９の一斉の移動を駆動するために、平行滑動グリッパテーブル３０に連結されることがある。グリッパヘッドは、使用時において、スケイン１６を接着剤ヘッド１５に向かう方向に前進させるために平行移動する前に、グリッパジョー２０を閉じることによってスケインに係合するように構成されることがある。グリッパジョー２０は、グリッパヘッド１９ａ、１９ｂがその初期位置に戻る前に、そのグリッパジョー２０の平行移動の終了時においてスケイン１６を解放し、及び、その移動の間はスケイン１６がガイド支持体１８によって支持される。固定グリッパ２５も備えられており、この固定グリッパ２５は、グリッパヘッドがその始動位置に戻る間にスケイン１６の偶発的な逆向き移動を防止するために、グリッパヘッド２０の平行移動後にスケインを把持する。さらに、（さらに詳細に後述するように）スケイン１６は支持体１４によって係合されることがある。グリッパヘッドの一回の移動が、単一のタフトを形成するために必要とされる距離だけ、スケインを平行移動させるように、グリッパヘッド１９の平行移動が調節されることが可能である。

代替案の実施形態では、例えば、グリッパヘッド１９ａのジョー２０ａが閉じ且つグリッパヘッド１９ｂのジョー２０ｂが開き、及び、グリッパヘッド１９ａが、グリッパヘッド１９ｂの開いたジョー２０ｂの中を通してスケイン１６を左から右に前進させることが回避されることが可能であるように、グリッパヘッド１９ａ、１９ｂが経路に沿って互いに相対的に移動可能であるだろう。その次に、グリッパヘッド１９ｂがその初期位置に戻るために、これらのジョー２０ａが閉じ、及び、グリッパヘッド１９ｂのジョー２０ａが開く。このようにして、スケイン１６は、グリッパヘッド１９ａ、１９ｂの間の距離だけ前進させられる。好都合であることに、この距離は、意図したタフトの長さに近似しているだろう。採用随意に、こうした構成においてはガイド支持体１８が省略されることがある。

カッタ機構１３は、その最も単純な形態では、１対の機械的はさみであることが可能であるが、しかし、レーザー又は他の適切な切断装置であることも可能である。幾分か驚くべきであるが、本出願人は、タフトの中の個々の繊維の望ましくない溶接を回避する上で、機械的な切断機構が最も効果的であるということを発見している。後述するように、カッタ１３は、ワイヤ１７をタフトのために長さに切断するために、適切な瞬間にスケイン１６を切断する。

カッタ機構１３は、タフトの長さが調節されることを可能にするために、支持体１４に対して相対的に移動可能であるだろう。有利なことに、このことが、スケイン１６を移動させる必要なしにタフトの長さが調節されることを可能にする（このことが、繊維の誤整列の可能性を低減させるだろう）。整列ブロック４２が、切断場所においてスケイン１６を支持し及び／又は整列させるために、カッタ機構１３の付近に備えられるだろう。このブロック４２は、スケイン１６が中を通される穴４４を備えているだろう。このブロックは、さらに、挿入部（図示されていない）を受け入れるためのスロット４６も備えるだろう。この挿入部は、スロット４６内に挿入部が配置される時に、穴４４と位置合わせされる（典型的には同軸である）穴を備えている。したがって、このスロットと挿入部は、様々なサイズ及び／又は形状のスケイン１６を受け入れるために、整列ブロック４２を迅速に再構成するために使用されるだろう。

前進させられるスケイン１６は移動して、支持体１４の開閉可能なジョーの中に入り、これによってスケイン１６の端部２１が支持体１４の右側に突き出る。図６に最も適切に見てとれるように、支持体１４は、スケイン１６を保持するための多段クランプ締め付け構成を備えているだろう。第１のクランプ３２が、スケインの繊維を一体状に集めて保持するために備えられており、一方、第２の形状クランプ３４が、スケイン端部２１の接着の前に、タフトの所望の横断面サイズ及び形状の形にスケイン１６をより厳密に形成するように構成されるだろう。クランプ３２と形状クランプ３４の両方には、スケインに係合するように構成されている端部プロファイルが備えられている。この端部プロファイルは、互いに対向する１対のノッチ３９及び４０と１対のノッチ３７及び３８とを備え、これらのノッチは、その閉じ状態では、スケイン１６が中に保持されることになる穴を形成する。クランプ３２のノッチ３９、４０によって形成される穴の直径が、形状クランプ３４のノッチ３７、３８によって形成される穴の直径よりも大きいことが好ましい。クランプ３２、３４のジョーが適正に整合することを確実なものにするために、これらのジョーは、さらに、相互嵌合する端部プロファイルを備えるだろう。図６の例では、クランプの相互嵌合特徴要素は、第１のクランプ部材３２ａ上のタブ４２と、反対側に位置したクランプ部材３２ｂ内の相補的な凹み４１とを備える。形状クランプ３４は、閉じ状態においてジョーが（重ね継手の形で）重なり合うように、それぞれのクランプ番号３４ａ、３４ｂ上の、互いに反対側に位置した段付きの凹み３５、３６の形状の相互嵌合特徴要素を備えている。作動中は、クランプ３２は、形状クランプ３４の端部よりも前にクランプ３２の端部がスケイン１６に接触するように、形状クランプ３４を先導するように配置されている。１つの特定の実施形態では、クランプ３２と形状クランプ３６は、共通の作動機構によって作動させられ、及び、クランプ３２の端部は、形状クランプ３４を閉じるための作動機構の後続の動作を可能にするために、閉じた後に圧縮されることが可能であるように弾力性があるだろう。例えば、クランプ３２は、ばねを介して作動機構に取り付けられているだろう。

接着剤ヘッド１５は、端部２１に対向しており且つ端部２１を受け入れるように位置合わせされている開放端の接着剤リザーバ２２を有する。これは、支持体１４又は接着剤ヘッド１５の一方又は両方を移動させることによって実現されることが可能である。平面図では、接着剤ヘッド１５は、リザーバ２２内に端部２１が位置しており且つ接着剤で被覆される、点線で示されている接着位置に移動させられ終わっている。支持体１４が移動しなければならない場合には、スケイン１６が、その移動の前に切断されなければならず、及び、支持体１４は、スケインを再び拾い上げるために右から左に移動しなければならないだろう。あるいは、両方のジョー２０が開かれて、スケインが中を通して引っ張られることを可能にすることができ、及び、この場合には、グリッパヘッド１８、１９の相互間の間隔がより小さくされることが可能である。

従来においては紫外線であってもよい放射ランプ２３は、接着剤ヘッド１５によって端部２１に適用された接着剤を硬化させるために配置されている。接着剤が硬化させられて、スケインが切断されると、支持体１４のクランプ３２、３４のジョーがタフトを解放し、この結果としてタフトが位置決めクレードル（ｌｏｃａｔｉｎｇ ｃｒａｄｌｅ）４９の中に落下し、この位置決めクレードル４９は、例えば、タフトを正確に位置決めするために、Ｖ字形の凹みのような凹み４９を備えるだろう。その次に、タフトは、適切な自動機構によってクレードル４９から取り外されるだろう。タフトが支持体１４のジョーからクレードル４９の中に正確に解放されることを確実なものにするために、直立したワイパピン（ｗｉｐｅｒ ｐｉｎ）５０が備えられることがある。各々のピンはスケイン１６の側方に配置されており、及び、スケインの垂直位置の上方にある端部にクレードル４９から上方に延びる。少なくともクランプ３２、３４のジョーのノッチ３９及び４０、３７及び３８が、開放状態において、その作動方向に（スケイン１６の縦軸線に対して横断方向に）ピン５０を越えて移動する。クレードル４９からの取り外しの後に、その結果として得られるタフトが、その後でブラシシールの形に製造するために、成形具又はカセットの中に入れられることが可能である。

図４と図５は、代替案の実施形態を示す。この場合には、接着剤ヘッド１５は、基部プレート１１内の開口部２４の下方に配置されている。接着剤ヘッドは、基部プレート１１に対してその接着剤ヘッドが相対的に上昇又は下降させられることが可能であるように、ラムのシャフト上に取り付けられている。この場合には、支持体１４は、端部２１が接着剤ヘッドに対して露出させられることが可能であるように、概ね１８０°にわたって回転するように取り付けられている。この構成は、接着剤が滴下する可能性を小さくするという利点を有する。

リザーバ２２の開口部のサイズが、タフトの端部のサイズを基本的に決定するだろう。したがって、この開口部の横断面がタフトの端部の横断面に比べて多くとも５０％は大きいことが好ましい。

上記のように本発明を１つ又は複数の実施形態に関連して説明してきたが、添付されている特許請求項で定義されている本発明の範囲からの逸脱なしに、様々な変化又は変更が加えられることが可能であるということが理解されるだろう。

Claims (9)

1. ブラシシールに使用するためのマルチフィラメントタフトを形成する装置であって、
   整列したワイヤ又は繊維のスケインの端部を保持するための支持体と、
   前記スケインの端部を受け入れるように寸法決定されている接着剤リザーバと、
   を含み、
   前記支持体と前記リザーバが相対的に移動可能であり、それにより、前記接着剤が前記ワイヤ又は繊維を前記端部において接着して前記タフトを形成することができるように、前記端部を前記接着剤リザーバ内に挿入することができ、
   さらに、前記装置は、前記ワイヤ又は繊維が支持体によって保持された後に前記ワイヤ又は繊維を所定の長さに切断するカッタを含み、
   前記リザーバは、前記端部を受け入れるための穴を有し、
   前記穴の横断面は、前記端部の横断面よりも５０％まで大きい、
   装置。
2. 前記カッタは、接着前、接着後又は接着中に、前記スケインを切断するためのものである、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記スケインは、軸線と実質的に平行に整列するように保持されており、
   前記リザーバは前記軸線に沿って対向する、
   請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記リザーバは実質的に垂直方向に延び、
   前記支持体は、前記端部を前記リザーバの中に挿入するために実質的に９０°にわたって回転可能である、
   請求項１又は２に記載の装置。
5. 前記端部に適用された前記接着剤を硬化させるための１つ又は複数の放射ランプをさらに含む、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 互いに平行なワイヤ又は繊維のスケインを前記支持体へ前進させるための機構を含む、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記支持体は少なくとも１つのクランプを備える、
   請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. 前記支持体は、
   前記スケインのフィラメントを密集整列状態の形に集めるように構成されている第１のクランプと、
   予め決められた横断面サイズ及び形状の両方又は一方にフィラメントを拘束するように構成されている第２のクランプと、
   を備える、
   請求項７に記載の装置。
9. 前記カッタは前記スケインの縦軸線に沿って移動可能である、
   請求項１から８のいずれかに記載の装置。

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