JP5459648B2 - 直線状又は円盤状ブラシ材及び円筒状ブラシ並びに直線状又は円盤状ブラシ材の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、除雪用、水切り用又は清掃用などであって、特に重作業に使用することを目的とした直線状又は円盤状ブラシ材及び円筒状ブラシ並びに直線状又は円盤状ブラシ材の製造方法に関する。

従来除雪用、水切り用又は清掃用として、リング状又は筒状のスチールブラシが使用されている。前記スチールブラシは、スチール製の断面コ状のリング状スチールチャンネルに、波状に成形されたスチールブラシ素線を、２つ折りにし、該折り部内側にワイヤ芯線を挟み込み、前記スチールチャンネルをかしめて、スチールブラシ素線とスチールチャンネルを固定したスチールブラシがある（特許文献１）。

また杆状体に毛体の基部を固着し、前記杆状体を押さえ板の外周部に固定した回転ブラシも知られている（特許文献２）。
特開２００４−１９５１７１ 特開２００１−１７３７６

従来提案されている回転ブラシにおいて、杆状体に毛体を植設した構造であって（特許文献２）、特に除雪用、水切り用、又は金属表面清掃用などの重清掃作業に使用する場合には、杆状体の毛体が緩み又は脱抜する問題点があった。また毛体の基部を杆状体の開口縁で絞めつけても、毛体が緩んだり脱抜したり、毛体が折損し易い問題点があって、重清掃作業には不向きであった。

またチャンネルにスチールブラシ素線を２つ折りにして挿入し、その中央部に芯線を挟み込む構造も提案されているが（特許文献１）、芯線１本では不安定である。特に特許文献１のようにブラシ材を、軸へスパイラル状に巻きつけた場合に、芯線が１本だとスチールブラシをスチールチャンネルに結びつける力が弱く、緩んだり、外れたり、ブラシの繰り返し振動により、芯線が折損するおそれがあった。また芯線を多くすると（例えば３〜４本）、芯線により全体の重量が大きくなる問題点があった。

この発明は、スチールブラシ素線又はブラシ用合成樹脂線を一定厚さに直線状に揃えて積み上げ、その基部を合成樹脂処理して一体化した固体部とし、恰も合成樹脂板内へ、スチールブラシ素線を植設したようにすると共に、前記合成樹脂により固化した固体部を断面コ状のスチールチャンネル又は合成樹脂チャンネルに挿入した後、前記スチールチャンネル又は合成樹脂チャンネル壁を加圧して、スチールチャンネルにあっては内側へ掛止片を成形し、この掛止片を前記合成樹脂固化した固体部に加圧掛止させて、スチールブラシ素線と、スチールチャンネルとを確実に掛止固定又は合成樹脂チャンネルと一体化することにより、前記各種問題点を解決した。

また前記スチールチャンネルの開口部を夫々外側へ弧状に湾曲させて、チャンネルとスチールブラシ素線との当接力の局部集中化を緩和したので、スチールブラシ素線と、スチールチャンネルとの当接部の力が緩和され、スチールブラシ素線の折損を未然に防止することができる。

この発明のブラシ材及びブラシは、重清掃作業のブラシとして好適である。ここに重清掃作業とは、例えば毎分７００回転以上の高回転、２００ｍｍ以上の広い接地幅、清掃速度は毎時４０ｋｍ以上の各作業、又は組み合わせ作業をいう。

また使用方法は直進走行、回転走行であって、除去対象物の量が多く、マイナス２０℃以下における長時間継続作業等の清掃作業は前記重清掃作業といわれる。

即ちこの発明は、断面コ状の開口部を有する直線状又は断面コ状の開口部が外周側を向いたリング状スチールチャンネル内に多数のスチールブラシ素線の基部を挿入固定した直線状又は円盤状スチールブラシ材において、
前記スチールブラシ素線の基部は合成樹脂で固定された固体部とし、当該固体部が前記スチールチャンネル内に嵌入され、
前記スチールチャンネルの外側壁から内側へ突設された掛止片と掛止固定され、
前記スチールブラシ素線の前記スチールチャンネルの開口部付近に、合成樹脂固化剤を塗布し、
前記スチールチャンネルの開口部の両口縁部を外側へ湾曲させた
ことを特徴とする回転ブラシ用の直線状又は円盤状スチールブラシ材である。

また、前記リング状スチールチャンネルを用いた円盤状ブラシ材の複数枚を、回転軸に嵌装し、前記円盤状ブラシ材を当接して固定し、又は相互に所定間隔を保って固定したことを特徴とする円筒状スチールブラシであり、
前記直線状ブラシ材の複数本を、回転軸の回りに、同心円周上で、前記回転軸と平行かつ等間隔に支持させたことを特徴とする筒状スチールブラシである。

次にブラシ材の製造方法の発明は、
長さ同一の多数のスチールブラシ素線を揃えて、所定の厚さで直線状に並べて、前記スチールブラシ素線の基部側に溶融合成樹脂を被着浸透させた後、冷却固化することにより、前記スチールブラシ素線に固体部を設けてスチールブラシ素線帯とする工程と、
該スチールブラシ素線帯の前記固体部側を、別製した直線状又はリング状で外側へ開口したスチールチャンネル内に挿入固定して直線状ブラシ又は円盤状ブラシを形成する工程と、
前記スチールチャンネルの外側壁を加圧して、スチールチャンネルの内側へ掛止片を突出成形し、該掛止片を、前記スチールブラシ素線の固体部へ加圧掛止させる工程と、
前記スチールチャンネルの口部付近のスチールブラシ素線に合成樹脂固化剤を塗布する工程とを備える
ことを特徴とする直線状又は円盤状スチールブラシ材の製造方法である。

前記発明において、ブラシ材のスチールチャンネル近辺に合成樹脂固化剤を塗布したので、該部からワイヤブラシ素線の折損、脱落を防止することができる。

またスチールチャンネルに形成した掛止片は、その突出端がスチールワイヤ素線の合成樹脂固体部へ掛止しており、スチールブラシ素線が、スチールチャンネル外へ移動するような力が働くと、前記掛止片が固体部へ突きささるように働くので、スチールブラシ素線の固体部は、スチールチャンネル外へ抜け出すことが不可能となり、その脱抜を未然に防止することができる。

またスチールワイヤ素線のチャンネル当接部近辺へ合成樹脂固化剤を塗布浸透させることにより、該部へ変形力が局所的に集中するのを未然に防止し、スチールワイヤ素線の緩み又は折損を未然に防止することができる。

前記発明において、合成樹脂ブラシ線を用いた場合に、一端部を固化するには、溶融合成樹脂を被着し、又は合成樹脂線を加熱溶融して固体部を形成する。また合成樹脂チャンネルを用いる場合には、加熱して前記合成樹脂チャンネルと、合成樹脂線とを一体的に接着させることができる。

前記における合成樹脂としては、例えばポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリビニールアルコール又はシリコン樹脂など強靱かつ耐候性を要件とする。

前記合成樹脂固化剤は、例えばシリコンシーラントを用い、塗布部のスチールブラシ素線の塗布部を弾性固体部とするものである。

この発明は、スチールワイヤ素線の基部へ合成樹脂を被着浸透させ固化したので、該部は恰も鉄筋入り合成樹脂塊の如く強固となり、一体的連続固体部となって、スチールチャンネル内に挟着固定され、スチールワイヤ素線の緩み又は脱抜を未然に防止する効果がある。また合成樹脂ブラシ線の基部は合成樹脂接着剤又は加熱融着により固化部を形成したので、チャンネルと一体化できる効果がある。

また前記連続固体部に、スチールチャンネルの掛止片が当接掛止（スチールワイヤ素線に脱抜力が掛かると、掛止片は益々食い込む）して、固体部の緩み又は脱抜を防止し得る効果がある。

前記掛止片は、リング状チャンネルの全周又は直線状チャンネルの全長に亘って設けられているので、スチールワイヤ素線の固体部は安定して均等に固定され、全周同一強度で挟着固定され、局部的強弱を生じない効果がある。またチャンネルの開口部は、外側へ湾曲形成してあるので、スチールワイヤ素線が、外力を受けてチャンネルの開口部へ強圧当接しても、当接力は湾曲部で分散支持され、ワイヤの折損を未然に防止することができる効果がある。

またスチールブラシ素線に合成樹脂固化剤を塗布すれば、ワイヤ素線の基部付近に繰り返し振動応力が掛かる場合であっても、前記応力の局部的集中を防止し、スチールブラシ素線の緩み又は折損を防止し、折損した場合にもその飛散を防止する効果がある。

この発明の円盤状スチールブラシ材は、断面コ状で、開口部が外周側を向いたリング状スチールチャンネル内に、基部を合成樹脂で固化し、固体部とした多数のスチールブラシ素線を放射状に嵌入した後、前記スチールチャンネルの側壁を加圧し、該スチールチャンネル内へ掛止片を突設させ、前記固化したスチールブラシ材の固体部に加圧掛止させて前記スチールチャンネルと、前記スチールブラシ素線とを一体化する。ついで前記スチールチャンネル付近のスチールブラシ素線に合成樹脂固化剤を塗布して浸透させたものである。前記において、スチールブラシ素線の材質、直径、長さ及び量（本数）は従来使用していた寸法と量を用いることができるが、使途に応じスチールブラシ素線の材質、直径、長さ及び使用量を選択することができる。

前記スチールブラシ素線の基部を固定する合成樹脂は、スチールブラシ素線と親和性があって、強靱かつ耐久性、耐候性を有する熱可塑性合成樹脂（例えばポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、アクリル樹脂など）であれば、何れも使用することができる。

前記円盤状スチールブラシ材の複数枚を、回転軸に嵌装固定すれば、筒状回転ブラシができる。またリング状スチールチャンネルに代えて、直線状スチールチャンネルを用いれば直線状スチールブラシ材ができる。

前記スチールブラシ素線の基部を固化し、これをスチールチャンネルに嵌挿固定するには、前記スチールチャンネルの開口幅に合わせた厚さに、所定長さに切断したスチールブラシ素線を揃えて積み上げ、該スチールブラシ素線の基部側へ、溶融合成樹脂を押し出し被着し、浸透させてから冷却し、一体的合成樹脂固体部として、スチールブラシ帯とし、該スチールブラシ帯の固体部側をリング状のスチールチャンネル内へ順次嵌入する。ついで前記スチールチャンネルの側壁を、前記スチールブラシの固体部側へ加圧して、掛止片を形成すると共に、該掛止片端を前記固体部に加圧掛止させる。

次に、スチールチャンネル付近のスチールブラシ素線に、合成樹脂固化剤（例えばシリコンシーラント）を塗布し、浸透させてこの発明の円盤状スチールブラシ材を完成した。前記におけるスチールブラシ素線の材質、直径、長さ、数量等は、前記のように使途に応じ適宜選定する。

前記スチールチャンネルの開口部は、外側へ湾曲して形成し、スチールブラシ固体部の挿入を容易にすると共に、ブラシ使用時にスチールブラシ素線の変形による接触があっても、局部的に応力の集中がなく、その折損を未然に防止することができる。また合成樹脂固化剤によって、スチールブラシ素線の分離を防止し、その折損に際しては、折損片の飛散を防止している。

この発明の実施例を図１、２について説明すれば、波形に成形した多数のスチールブラシ素線２，２を所定厚さにして直線状に並べ、前記スチールブラシ素線２，２の基部側へ、ポリプロピレン樹脂を塗布浸透させてから冷却固化した固体部３とし、スチールブラシ帯１を成形する。

次に別製で断面コ状のリング状のスチールチャンネル４の外周部（コ状部）へ、前記スチールブラシ帯１の固体部３を嵌挿した後、前記スチールチャンネル４の側壁を加圧して、前記スチールチャンネル４の内側へ掛止片５を成形すると共に、該掛止片５の先端側を、前記スチールブラシ帯１の固体部３に加圧掛止させる。

次に前記スチールチャンネル４の外周部付近のスチールブラシ素線２にシリコンシーラント６を塗布浸透させれば、この発明の円盤状スチールブラシ材１０ができる。図中７は回転軸８と掛止するキーである。

前記実施例において、スチールチャンネル４のスチールブラシ素線２を嵌挿する断面コ状部は、開口側の両側壁が断面凸状に開口しているので、前記スチールブラシ素線が激しく振動する場合があっても、スチールブラシ素線２と、スチールチャンネル４とは、凸弧状部で接触することになり、スチールブラシ素線２を過度に屈曲させるおそれはない。

従ってスチールブラシ素線２が激しく振動しても、局部的支点で支持されることなく、曲面で支持されることになり、金属疲労その他折損原因の発生を制御することができる。換言すれば、スチールブラシ素線２の変形は弾性限度内の変形に留まり、折損はもとより永久変形を生じるおそれもない。

またコ状チャンネル内には、スチールブラシ素線２の固体部３が嵌挿され、掛止片５で掛止されているので、ブラシ素線に遠心力が加えられても、ブラシ素線が脱抜するおそれはない。

即ち遠心力がより大きく掛かるのは、スチールブラシ素線２の先端部であり、かつ固体部３は掛止片５で掛止され、しかも固体部３が遠心力を受けて飛び出そうとすると、掛止片５がより強く掛止する方向で掛止しているからである。従って、スチールブラシ素線２を切断しない限り、スチールブラシ素線２がスチールチャンネル４から抜け出すことはできない。

また合成樹脂固化剤をスチールチャンネル４の外周部付近のスチールブラシ素線２へ塗布することによって、スチールブラシ素線２の移動（振動）が適宜制御されるので、ブラシ作業によるスチールブラシ素線２の移動（振動）が殆どなく、該部には局部的に無理な力が加えられるおそれがない。従ってスチールチャンネル４に嵌挿されたスチールブラシ素線２がスチールチャンネル４付近で緩み又は折損、破断するおそれがなく、万一折損した場合には、該部で保持されて飛散を防止している。

この発明の他の実施例を図２について説明すると、台板９（又はコンベア）上へ所定長さに切り揃えたスチールブラシ素線２を所定厚さに積み上げる。例えば台板９と案内板１１とによって端を揃え、厚さを一定にすることができる。

次に前記スチールブラシ素線２の基部側（案内板１１側）へ、所定幅（例えば３ｃｍ〜５ｃｍ）に亘ってポリプロピレン樹脂を押し出し被着し、前記スチールブラシ素線２内へ浸透させた後冷却固化し、固体部３とする。この場合にポリプロピレン樹脂が十分浸透すれば、固形合成樹脂へ、素線端を植設したような外観となる。即ち外観上は、合成樹脂の固体部であるが、前記素線端が埋め込まれた状態となっている。

前記スチールブラシ素線２の所定量の基端部に固体部３を設けてスチールブラシ帯１を形成する。

次に別製のリング状のスチールチャンネル４を仮軸で支持させ、前記スチールチャンネル４へ、前記スチールブラシ帯１を一端から矢示１４のように挿入しつつ、スチールチャンネル４を矢示１９の方向に回転すれば、スチールチャンネル４へスチールブラシ帯１を容易に嵌挿セットすることができる。前記において、スチールチャンネル４にセットするスチールブラシ帯１の長さは決まっているので、予め切断しておくことができる。

前記のようにして、スチールチャンネル４へスチールブラシ帯１をセットしたならば、前記スチールチャンネル４の外側壁を加圧して掛止片５を突設し（図１）、この掛止片５と、スチールブラシ帯１の固体部３とを加圧掛止させる。次にスチールチャンネル嵌装付近のスチールブラシ帯１に、シリコンシーラント６を塗布浸透させれば、この発明の円盤状スチールブラシ材１０ができる。

前記円盤状スチールブラシ材１０の所定数を、回転軸８へ嵌装固定すれば（図３）、この発明の筒状回転ブラシ１５ができる。前記円盤状スチールブラシ材１０を複数枚密接して回転軸８へ固定し、又は所定間隔をおいて各スチールブラシ材１０を固定するなど、用途に応じ外観の異なるブラシを製造することができる。

この発明の他の実施例を図４について説明すると、断面コ状のリング状の合成樹脂チャンネル１６にブラシ用合成樹脂線１２の一端の固体部１３側を挿入し、前記合成樹脂チャンネル１６をブラシ用合成樹脂線１２側へ加圧して一体化し、円盤状ブラシ材１７を得た。

また加圧に際し、当該合成樹脂チャンネルの融点近辺に加熱することにより、前記ブラシ線と、チャンネルとを一体融着固定することもできる。図中２４はキー片である。

前記実施例において、直線状の合成樹脂チャンネル１８を用いれば、直線状ブラシ材２０を得ることができる。直線状ブラシ材２０は、回転軸２１の外周部へ、該回転軸２１の中心線と平行に嵌挿溝２２を設け、該嵌挿溝に前記直線状のブラシ材２０を嵌入固定すれば、筒状回転ブラシ２３を得ることができる（図７）。

前記実施例においては、ブラシ用合成樹脂線１２を使用するので、その固体部と、合成樹脂チャンネル１６とは容易に一体化し、ブラシ用合成樹脂線１２が合成樹脂チャンネル１６から脱抜するおそれはない。従って、長く、同一効率で使用することができる。

前記実施例において、合成樹脂チャンネル１６，１８の外側に、スチールチャンネル２６を嵌挿し、該スチールチャンネル２６の側壁に掛止片２７を設けて、合成樹脂チャンネル１６に加圧掛止すれば、前記合成樹脂チャンネル１６と、スチールチャンネル２６とを一体的に固定し、重作業に耐え得るブラシ材１７ａとすることができる（図４（ｃ））。前記スチールチャンネル２６は、断面Ｌ状のスチールチャンネル２つを向かい合わせて固定することもできる。

この発明の他の実施例を図５、６について説明すれば、断面コ状のリング状のスチールチャンネル２６にブラシ用合成樹脂線１２の固体部１３側を挿入し、前記スチールチャンネル２６の側壁を加圧して掛止片２７を切り出し、この掛止片２７を前記固体部１３に掛止させて、円盤状ブラシ材２５を得た。図中２８はキー片である。

また前記リング状のスチールチャンネル２６に代えて、直線状チャンネル２９を用いれば、直線状ブラシ材３０ができる。

（ａ）この発明の円盤状スチールブラシの実施例の一部を省略した縦断拡大図、（ｂ）同じく一部を省略した斜視図。 （ａ）同じくスチールブラシ素線を所定厚さに並べ基部に固体部を設けた一部を省略した平面図、（ｂ）同じく一部を省略した縦断拡大側面図、（ｃ）同じくスチールチャンネルへブラシ帯を巻きつける説明図。 （ａ）同じく円盤状ブラシ材の一部を省略した断面拡大図、（ｂ）同じく一部を省略した筒状ブラシの正面図。 （ａ）同じく他の実施例の一部を省略した断面拡大図、（ｂ）同じく一部を省略した斜視図、（ｃ）同じく他の実施例の一部断面拡大図。 （ａ）同じく他の実施例の一部を省略した断面拡大図、（ｂ）同じく一部を省略した斜視図。 （ａ）同じく一部を省略した他の実施例の平面図、（ｂ）同じく一部を省略した断面拡大図、（ｃ）同じく他の実施例の一部を省略した断面拡大図。 （ａ）同じく他の実施例の一部を省略した正面図、（ｂ）同じく一部を省略した断面図、（ｃ）同じくブラシ固定部の一部断面拡大図。

符号の説明

１ スチールブラシ帯
２ スチールブラシ素線
３ 固体部
４ リング状のスチールチャンネル
５ 掛止片
６ シリコンシーラント
７ キー
８ 回転軸
９ 台板
１０ 円盤状スチールブラシ材
１１ 案内板
１５ 円筒状ブラシ
１７，２５ 円盤状ブラシ材
２０，３０ 直線状ブラシ材
２３ 筒状回転ブラシ

Claims (4)

1. 断面コ状の開口部を有する直線状又は断面コ状の開口部が外周側を向いたリング状スチールチャンネル内に多数のスチールブラシ素線の基部を挿入固定した直線状又は円盤状スチールブラシ材において、
   前記スチールブラシ素線の基部は合成樹脂で固定された固体部とし、当該固体部が前記スチールチャンネル内に嵌入され、
   前記スチールチャンネルの外側壁から内側へ突設された掛止片と掛止固定され、
   前記スチールブラシ素線の前記スチールチャンネルの開口部付近に、合成樹脂固化剤を塗布し、
   前記スチールチャンネルの開口部の両口縁部を外側へ湾曲させた
   ことを特徴とする回転ブラシ用の直線状又は円盤状スチールブラシ材。
2. 請求項１記載のリング状スチールチャンネルを用いた円盤状ブラシ材の複数枚を、回転軸に嵌装し、前記円盤状ブラシ材を当接して固定し、又は相互に所定間隔を保って固定したことを特徴とする円筒状スチールブラシ。
3. 請求項１記載の直線状ブラシ材の複数本を、回転軸の回りに、同心円周上で、前記回転軸と平行かつ等間隔に支持させたことを特徴とする筒状スチールブラシ。
4. 長さ同一の多数のスチールブラシ素線を揃えて、所定の厚さで直線状に並べて、前記スチールブラシ素線の基部側に溶融合成樹脂を被着浸透させた後、冷却固化することにより、前記スチールブラシ素線に固体部を設けてスチールブラシ素線帯とする工程と、
   該スチールブラシ素線帯の前記固体部側を、別製した直線状又はリング状で外側へ開口したスチールチャンネル内に挿入固定して直線状ブラシ又は円盤状ブラシを形成する工程と、
   前記スチールチャンネルの外側壁を加圧して、前記スチールチャンネルの内側へ掛止片を突出成形させ、該掛止片を、前記スチールブラシ素線の固体部へ加圧掛止させる工程と、
   前記スチールチャンネルの口部付近のスチールブラシ素線に合成樹脂固化剤を塗布する工程とを備える
   ことを特徴とする直線状又は円盤状スチールブラシ材の製造方法。

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