(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシ要素であって、
外縁と内縁とを有する中心部分と、
前記外縁から延在する複数の剛毛と、
前記内縁に配置された噛合い機構であって、同様の噛合い機構を備えた第２のブラシ要素と前記ブラシ要素とを噛合せるように構成された噛合い機構と、を含み
前記噛合い機構は、前記内縁から延在する少なくとも１つの受け領域と、前記内縁に沿って位置決めされた少なくとも１つの係合部材とから構成され、前記係合部材が、前記中心部分の外縁における厚さに対して増加した厚さを内縁に有しており、
前記ブラシ要素が前記第２のブラシ要素と隣接して位置決めされた際、一方のブラシ要素の前記係合部材の増加した厚さ部分が、対応する他方のブラシ要素の前記受け領域に噛合って両ブラシ要素間の相対的な円周方向の移動を抑制するよう構成されているブラシ要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にブラシに関し、特に研磨ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシは、多くの用途、たとえば、非常にさまざまな基材または加工表面の、ポリッシング、クリーニング、および研磨に使用される。そのようなブラシは、典型的には、基材と接触し、基材から材料を除去する研磨表面または研磨領域を有する。剛毛ブラシは、１つのタイプの研磨ブラシであり、回転剛毛ブラシは、ブラシが典型的には高い回転速度で回転しているときに基材と接触することによって材料を除去する。研磨粒子をブラシに加えて、それらの研磨特性を修正することができる。剛毛ブラシは、剛毛の表面上に、剛毛全体にわたって分散された、またはそれらの組合せの研磨粒子を有することができる。
【特許文献１】米国特許第５，４２，５９５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３１４，８２７号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７４４、８０２号明細書
【特許文献４】米国特許第４，７７０，６７１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，８８１，９５１号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９６４，８８３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，０１１，５０８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１６４，３４８号明細書
【特許文献９】米国特許第５，０１１，５０８号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の態様は、ブラシ要素に関する。ブラシ要素は、外縁と内縁とを有する略平面中心部分を含む。複数の剛毛が外縁から延在する。噛合い機構が、内縁に配置され、ブラシセグメントを第２のブラシセグメントと噛合せるように構成される。
【０００４】
本開示の別の態様は、ブラシ要素を製造する方法である。外縁と内縁とを有する略平面中心部分と、外縁から延在する複数の剛毛と、成形ブラシ要素を第２の成形ブラシセグメントと噛合せるように構成された、内縁に配置された噛合い機構と、を有するブラシ要素を成形するためのモールド構造を画定する。成形可能な材料を、圧力下で流れるのに十分に流動性になるまで加熱する。次に、その十分に流動性の状態の材料を、モールド構造内に射出して、ブラシ要素を形成する。
【０００５】
本開示の別の態様は、ブラシ要素に関する。ブラシ要素は、複数の噛合されたブラシセグメントを含む。各ブラシセグメントは、外縁および内縁、第１の側縁および第２の側縁を有する略平面中心部分を含む。各セグメントは、第１の側縁に配置された第１の側の取付け機構と、第２の側縁に配置された第２の側の取付け機構と、をさらに含む。各セグメントは、外縁から延在する複数の剛毛と、内縁に配置された噛合い機構と、をさらに含む。円形ブラシ要素が、隣接したブラシセグメントをそれらのそれぞれの取付け機構で噛合せることによって製造される。
【０００６】
本開示の別の態様は、回転ブラシアセンブリに関する。回転ブラシアセンブリは、少なくとも２つの隣接したブラシ要素を含む。各ブラシ要素は、複数の噛合されたブラシセグメントを含む。各ブラシセグメントは、外縁および内縁、第１の側縁および第２の側縁を有する略平面中心部分を含む。各ブラシセグメントは、第１の側縁に配置された第１の側の噛合い機構と、第２の側縁に配置された第２の側の噛合い機構と、をさらに含む。各ブラシセグメントは、外縁から延在する複数の剛毛と、内縁に配置された噛合い機構と、をさらに含む。複数のブラシセグメントは、噛合されて、円形形状を形成する。
【０００７】
本開示の別の態様は、ブラシアセンブリに関する。ブラシアセンブリは、第１のブラシ要素と、第２のブラシ要素を含む。各ブラシ要素は、内縁と外縁とを有し、第１の表面と第２の表面とを有する略平面部分を含む。各ブラシ要素は、また、外縁から外方に延在する複数の剛毛と、内縁に配置された噛合い機構と、各要素の第１の表面から延在する少なくとも１つの隆起部材と、を含む。空洞が、各隆起部材に対応し、各隆起部材が配置されたところと反対側の第２の表面上に配置される。噛合い機構は、協働して、第１および第２の要素が互いに対して回転しないようにする。第１の要素上の各隆起部材は、第２の要素上の対応する空洞内で受けられる。
【０００８】
本開示の別の態様は、成形ブラシ要素に関する。成形ブラシ要素は、内縁と外縁とを有する略平面部分を含む。平面部分は、また、第１の表面と第２の表面とを含む。複数の剛毛が外縁から外方に延在する。成形ブラシ要素は、また、内縁に配置された噛合い機構と、第１の表面から延在する複数の隆起部材と、各隆起部材に対応する空洞と、を含む。各空洞は、各隆起部材が配置されたところと反対側の第２の表面上に配置される。
【０００９】
本開示を、いくつかの図を通して同じ構造が同じ符号で指される添付の図を参照して、さらに説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、本開示を実施してもよい例示的な実施形態が例示として示されている添付の図面を参照する。他の実施形態を用いてもよく、また、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的または論理的変更を行ってもよいことが理解されるべきである。したがって、次の詳細な説明は、限定的な意味でとられるべきではなく、本開示の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。
【００１１】
一般に、本開示は、研磨ブラシ用ブラシ要素に関する。ブラシ要素は、剛毛を含む外側セクションと、多数のブラシ要素がブラシアセンブリに含まれるとき隣接したブラシ要素を噛合せるための噛合い機構を含む内側セクションと、を含む。個別のブラシ要素が、２つ以上の個別のブラシセグメントをさらに含むことができる。隣接したブラシセグメントが、セグメント取付け機構を使用してともに保持される。複数のブラシ要素を積重ねて、ブラシアセンブリを作ることができる。ブラシアセンブリを使用して、回転工具などの表面を調整することができる。
【００１２】
図１を参照すると、本開示によるブラシ要素の例示的な実施形態が示されている。ブラシ要素３０が、内縁３４と、外縁３６と、を有する略円形中心部分３２を含む。複数の剛毛３８が、外縁３６から外方に延在する。噛合い機構４２が内縁３４に配置される。噛合い機構４２は、成形ブラシ要素３０を隣接したブラシ要素と噛合せるように構成される。ブラシ要素は、単体の中心部分３２を有するように製造することができ、また、２つ以上のブラシセグメント８０、８２、８４、８６から製造することができる。隣接したブラシセグメント（たとえば、８０、８２）は、取付け機構（たとえば、図２の１０２）によってともに保持される。
【００１３】
ブラシ要素３０またはブラシセグメント８０は、成形可能なポリマー材料から製造することができ、これのいくつかの例を以下で説明する。あるいは、各ブラシ要素またはブラシセグメントは、当該技術において知られている他の技術によってキャストまたは製造することができる。ブラシ要素３０またはブラシセグメント８０の材料は、また、研磨粒子を含むことができる。粒子は、剛毛３８の表面上にあるか、剛毛３８全体にわたって分配することができる。望ましくは、ブラシ要素３０は、剛毛３８および中心部分３２が互いに連続しているように成形される。噛合い機構４２は、また、ブラシ要素３０の成形の間、内縁３４から外縁３６へのモールド材料フローを向上させるように構成されたモールドゲートインタフェースとして動作可能である（以下で説明されるように）。
【００１４】
１つの例示的な実施形態において、噛合い機構４２は、内縁３４にまたは内縁３４の近くに配置された係合部材（たとえば、６０）および受け領域（たとえば、４４）を含む。噛合い機構４２は、隣接した１つまたは複数のブラシ要素上の相補的な噛合い機構と係合して、ブラシ要素がブラシアセンブリに積重ねられたときブラシ要素が互いに対して回転しないようにする。
【００１５】
示された例示的な実施形態において、ブラシ要素３０は、内縁３４から中心部分３２内に延在する複数の受け領域４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８を含む。１つ以上の受け領域が、噛合い機構４２の一部を形成する。ブラシ要素３０は、内縁３４に沿って位置決めされた複数の係合部材６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４をさらに含む。一態様において、各係合部材は、内縁３４に沿って、２つの受け領域の間に位置決めされる。噛合い機構４２は、少なくとも１つの受け領域（たとえば、受け領域４４）と、少なくとも１つの係合部材（たとえば、係合部材６０）と、を含む。
【００１６】
噛合い機構４２に加えて、ブラシ要素は、また、隣接したブラシ要素の整列を助けるために、たとえばボスなどの隆起部分または隆起部材８５のアレイを含むことができる。各隆起部分８５は、隆起部分８５を有する表面と反対側の表面上に、対応する受け空洞（図示せず）を有する。各隆起部分８５は、隣接した要素のそれぞれの受け空洞内で受けられる。各隆起部分８５の、そのそれぞれの受け空洞内への係合は、剛毛パターンを作る際に隣接したブラシ要素の整列を助け（以下で説明されるように）、また、噛合い機構と協働して、隣接したブラシ要素の相対的な回転を防止する。望ましくは、隆起部分８５は、噛合い機構と同じ間隔で、各ブラシ要素の周りに半径方向に隔置される。噛合い機構を伴わずに、隣接したブラシ要素上の隆起部分および受け空洞を使用して、隣接した要素が互いに対して回転しないようにすることも可能である。
【００１７】
ブラシ要素３０は、複数のブラシセグメント８０、８２、８４、８６から構成することができる。各成形ブラシセグメント８０、８２、８４、８６は、互いに連続した剛毛３８および中心部分３２を含むことができる。図２を参照すると、ブラシセグメント８０の例示的な実施形態が示されている。ブラシセグメント８０は、ブラシセグメント８２、ブラシセグメント８４、およびブラシセグメント８６と同様である（図１に示されているように）。望ましくは、要素のブラシセグメントは一致する。ブラシセグメント８０は、略平面セグメント中心部分９２を含む（図３）。中心部分９２は、第１の側縁９４と第２の側縁９６との間に略円弧形に延在する。剛毛３８は、セグメント中心部分９２の外縁３６から半径方向に外方に延在する。噛合い機構４２は、セグメント中心部分９２の内縁３４に配置される。
【００１８】
隣接したブラシセグメントは、協働取付け機構１００、１０１によってともに保持される。ブラシセグメント８０、８６は、中心部分３２の側縁９４の近くで、第１の取付け機構１００によってともに保持される。ブラシセグメント８０、８２は、中心部分３２の側縁９６の近くで、第２の取付け機構１０１によってともに保持される。個別のブラシセグメントが、隣接したブラシセグメントに取付けられて、ブラシ要素を形成する。示された例示的な実施形態（図１および図２）において、ブラシセグメント８０、８２、８４、８６が、隣接した要素に取付けられて、ブラシ要素３０を形成する。たとえば、セグメント間でのシームの溶接または点接着などの、隣接したセグメントを保持するための付加的な方法も、取付け機構とともに加えることができる。
【００１９】
示された例示的な実施形態において、取付け機構１００、１０１は、ブラシセグメント８０を隣接したブラシセグメント８２、８６と動作可能に噛合せるように構成される。ブラシセグメント８０、８６をともに保持する取付け機構１００は、第１の保持領域１０３内で受けられた第１の取付け部材１０２を含む。ブラシセグメント８０、８２をともに保持する取付け機構１０１は、第２の保持領域１０５内で受けられた第２の取付け部材１０４を含む。当業者は、さまざまな適切な取付け機構を使用して、多数の隣接したブラシセグメントをともに保持して、ブラシ要素を形成することができることを認めるであろう。
【００２０】
図１３ａ〜ｃを参照すると、２つ以上のブラシ要素をブラシアセンブリ２００に形成することができる。ブラシアセンブリ２００は、典型的には、ブラシアセンブリを回転させる回転部材（図示せず）上に装着され、これは、次に、基材または加工表面と係合して、基材または加工表面から材料を除去するか他の方法で修正する。回転工具のハブアセンブリ（図示せず）も、ブラシ要素の噛合い機構に動作可能に連結することができ、したがって、ブラシアセンブリを回転工具と噛合せるための構成要素の必要をなくすか低減することができる。
【００２１】
ブラシアセンブリが回転しているとき、個別のブラシ要素が均一に回転することがしばしば望ましく、ブラシ要素間の相対的な回転は、基材上の最適とは言えない仕上げをもたらすことがある。本開示のブラシ要素は、隣接したブラシ要素間の相対的な回転をなくすために噛合い機構を含む。図１、図２、図２ａ、図１３、および図１３ａ〜１３ｄを参照すると、隣接したブラシ要素が、噛合い機構４２によって、互いに対して回転しないようにされる。各隣接したブラシ要素は、内縁３４からセグメント中心部分３２内に延在する相補的な噛合い機構を含む（たとえば、受け領域４４などの少なくとも１つの受け領域と、受け部材６２などの１つの係合部材と、を含む）。示された例示的な実施形態において、受け領域４４は、規則的な幾何学的形状であり、部分的に円形であるが、任意の適切な形状に変わることができる。受け領域４４のための他の適切な形状は、本出願を読んだ後、当業者には明らかになるであろう。
【００２２】
ブラシ要素３０（図１）は、内縁３４の周りに隔置された多数の受け領域４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８を含む。各受け領域４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８は、その対応する係合部材６０、６２、６４、６６、６８  ７０、７２、７４を受け保持する。多数のブラシセグメントを使用してブラシ要素を形成する場合、受け領域５６などの受け領域を２つの隣接したセグメントの間に形成することができる。受け領域５６は、隣接したディスクセグメント８０、８６の間に形成され、かつ隣接したディスクセグメント８０、８６内に延在する。同様に、受け領域４６は、隣接したディスクセグメント８０、８２内に延在し、かつ隣接したディスクセグメント８０、８２の間に形成される。
【００２３】
図２および図２ａを参照すると、噛合い機構の例示的な実施形態が示されている。噛合い機構４２は、内縁３４に沿って位置決めされた係合部材６２を含む。係合部材６２は、受け領域４４と受け領域４６との間に配置される。係合部材６２は、内縁１１２と、第１のコーナ１１４と、第２のコーナ１１６と、を含む。示された実施形態例において、第１のコーナ１１４および第２のコーナ１１６は、略直角コーナであるが、他の形状、たとえば半径を有するコーナであることができる。係合部材６２は第１の幅（Ｗ１）を有し、受け領域４４は内縁３４に沿って第２の幅（Ｗ２）を有する。示された実施形態例において、Ｗ１およびＷ２は幅がほぼ等しいが、当業者は、他の適切な機構を使用することができることを認めるであろう。図１を参照すると、ブラシ要素３０は、８の規則的に隔置された噛合い機構４２を含み、各受け領域および係合部材は、ほぼ等しい幅である。
【００２４】
図１３を参照すると、ブラシアセンブリ２００の例示的な実施形態の部分図が示されている。ブラシアセンブリ２００は、２つの隣接したブラシ要素３０ａ、３０ｂを含む。ブラシ要素３０ａ、３０ｂは、ブラシ３０ａの噛合い機構４２ａがブラシ要素３０ｂの噛合い機構４２ｂと協働して、ブラシ要素３０ａ、３０ｂの間の相対的な回転を抑制するように配向される。ブラシ要素３０ｂの係合部材６０ｂは、ブラシ要素３０ａの受け領域５８ａ内で受けられ、かつブラシ要素３０ａの受け領域５８ａによって保持される。ブラシ要素３０ａの係合部材６０ａは、ブラシ要素３０ｂの受け領域４４ｂ内で受けられ、かつブラシ要素３０ｂの受け領域４４ｂによって保持される。同様に、１つを超える噛合い機構が各隣接したブラシ要素上にあるとき、各ブラシ要素上の噛合い機構は、隣接したブラシ要素上のその対応する噛合い機構と協働して、係合し、かつブラシ要素が互いに対して回転しないようにする。
【００２５】
隣接したブラシ要素（たとえば、３０ａおよび３０ｂ）要素を、たとえば、接着剤、ファスナ、または他の適切な手段（当業者に知られている）を使用して、さらにともに固定することができる。このようにして、任意の数のブラシ要素３０をともに組立てて、所望の幅のブラシアセンブリ２００を提供してもよい。
【００２６】
図３を参照すると、ブラシセグメント８０の、図２の線３−３に沿った断面図が示されている。端縁部材６２は、内縁３４に配置された増加した厚さ部分１２８を含む。増加した厚さ部分１２８は、外縁３６における中心部分３２の厚さＴ２に対して、増加した厚さＴ１を有する。係合部材６２が、隣接したブラシ要素の間に生じるいかなる剪断力にも耐えるのに十分な強度であることが望ましい。望ましくは、増加した厚さ部分１２８は、外縁３６の近くの要素中心部分９２の厚さより５０％まで大きいが、それは、特定の噛合い機構によっては、より大きいことができる。端縁部材６２の増加した厚さ部分１２８は、第２のブラシ要素の対応する受け領域内に延在し、かつ、第２のブラシ要素に隣接して位置決めされたときブラシ要素を隣接したブラシ要素と噛合せるように動作する。各対応する噛合い機構は、係合して、各増加した厚さ部分１２８で隣接したブラシ要素を噛合せて、ブラシ要素間の相対的な円周方向の移動を抑制する。
【００２７】
図４を参照すると、ブラシセグメント８０の剛毛３８の一部（図２に示されているような）が示されている。剛毛３８は、セグメント中心部分９２と一体的である。剛毛３８は、外縁３６から半径方向に外方に延在する。示された実施形態例において、剛毛３８は、外縁３６の周りに円周方向に隔置され、かつセグメント中心部分９２の表面１３０と略同一平面上に延在する第１の剛毛列３８ａを含む。剛毛３８は、第１の剛毛列３８ａからずれた第２の剛毛列３８ｂをさらに含む。第２の剛毛列３８ｂは、外縁３６から半径方向に外方に延在し、かつ剛毛列３８ａに配置された剛毛の間に隔置される。
【００２８】
あるいは、ブラシセグメント８２は、１列の剛毛３８、または２を超える列の剛毛３８を含んでもよい。各剛毛３８は、剛毛根元１３２と、剛毛先端１３４と、を含む。各剛毛３８は、剛毛根元における外縁３６から延在する。示された例示的な実施形態において、隣接した剛毛根元の間の領域は、一般に丸いか丸みをつけられ、１３６で示されている。一般に丸い剛毛根元領域は、各剛毛３８がセグメント中心部分９２の外縁３６から延在する位置で増加した強度をもたらす。
【００２９】
図５〜８を参照すると、本開示によるブラシ要素で用いることができる剛毛断面のいくつかの実施形態例が示されている。図５を参照すると、１つの例示的な実施形態の断面領域が示されている。剛毛３８は、第１の直角端縁１４２と、第２の直角端縁１４４と、実質的に丸い端縁１４６と、実質的に丸い端縁１４８と、を有する実質的に矩形の断面を有する。剛毛３８は、円形、星形、半月形、四半月形（ｑｕａｒｔｅｒｍｏｏｎ）、楕円形、矩形、正方形、三角形、菱形、もしくは他の多角形形状、または形状の組合せを含む他の断面領域形状を有してもよい。他の例示的な断面形状が図６〜８に示されており、図６は、円形７００の断面を有する剛毛を示し、図７は、半円形部分７０３と、正方形部分７０４と、を含む断面を有する剛毛を示し、図８は、正方形７０１の断面を有する剛毛を示す。剛毛は、また、剛毛３８の長さに沿って一定の断面を有することができるが、また、剛毛の長さに沿って、一定でないまたは可変の断面を含むことができる。
【００３０】
剛毛３８は、剛毛の断面領域が根元１３２から離れて先端１３４に向かう方向に減少するようにテーパを付けてもよい。テーパ付き剛毛３８は、上で示されたものなどの任意の断面を有することができる。剛毛３８は、図９に示された、ブラシセグメント９２がワークピースに対して回転されるとき、曲げ応力を受ける。これらの曲げ応力は、剛毛３８の根元１３２で（外縁３６で）最大である。テーパ付き剛毛は、一般に、一定の断面領域の剛毛より曲げ応力に耐える。剛毛３８は、全長に沿ってテーパを有することができるか、根元１３２に隣接したテーパ付き部分と、剛毛３８の残りの一定の断面領域とを有することができる。テーパは、任意の適切な角度であることができる。さらに、ブラシセグメント８０は、剛毛３８の根元１３２とセグメント中心部分９２の外縁３６との間の移行部でフィレット半径を含むことができる。特定の剛毛設計は、当業者の知識の範囲内である。
【００３１】
剛毛３８は、外側の根元１３２から先端１３４まで測定された剛毛３８の長さを、剛毛の幅で割ったものと定義されたアスペクト比を有する。テーパ付き剛毛の場合、アスペクト比を定めるために、幅は、長さに沿った平均幅と定義する。非円形断面の場合、幅は、正方形断面のコーナ間の対角線などの、所与の平面における最長幅とする。剛毛３８のアスペクト比は、望ましくは少なくとも２であるが、より小さいことができる（いくつかの実施形態において、約５から１００、または、たとえば約５０から７５）。剛毛３８のサイズは、ブラシセグメント８０およびブラシ要素３０の特定の用途のために選択することができる。剛毛３８の幅は、中心部分９２の厚さと同じまたは異なることができる。１つの例示的な実施形態において、剛毛３８のすべてが同じ寸法を有する。あるいは、複数のブラシセグメント８０、８２、８４、８６を含むブラシ要素３０上の剛毛３８は、異なった長さ、幅、または断面領域などの異なった寸法を有してもよい。たとえば、ブラシセグメントが、短い剛毛のグループと、長い剛毛のグループとを有してもよい。さらに、各ブラシセグメントが異なった長さの剛毛を有するブラシ要素を形成するようにブラシセグメントを配列することが可能である。さらに、異なった剛毛を有する隣接したブラシセグメントを使用することが可能である。
【００３２】
剛毛３８の密度および配列は、ブラシセグメント８０およびブラシ要素３０が使用される特定の用途のために選択することができる。剛毛３８は、典型的には、中心部分３２の周囲または外縁３６の周りに均一に隔置されて配列される。あるいは、剛毛３８は、グループで、グループ間の空間を伴って配列することができ、また、中心部分３２の平面に、半径方向に外方以外に、すなわち、中心部分３２の半径に対してゼロでない角度で、配向することができる。したがって、ブラシセグメント８０は、剛毛３８を少しも含まない外縁３６の部分を有してもよい。剛毛は、中心部分３２の外縁３６の一部のみにわたって存在してもよい。剛毛３８は、必要に応じて、隣接した剛毛に接しても接しなくてもよい。
【００３３】
剛毛の材料、長さ、および構成は、剛毛３８が、不均一なまたは不規則なワークピースを磨くのを助けるのに十分に可撓性であるように選択することができる。いくつかの実施形態において、剛毛３８は、剛毛への損傷または実質的な永久的な変形を伴わずに、少なくとも２５度（いくつかの実施形態において、少なくとも４５度、少なくとも９０度、またはさらには約１８０度）曲がることができる。
【００３４】
剛毛３８を適切な構造で強化することが可能である。たとえば、強化繊維または強化ワイヤを剛毛モールドキャビティ内に配置し、成形可能なポリマーを強化ワイヤの周りに射出し、中に強化ワイヤまたは強化繊維が埋込まれた剛毛３８をもたらすことが可能である。
【００３５】
図１０〜１２は、中心部分３２に対してさまざまな配向の剛毛３８の例示的な実施形態を示す。図１０において、剛毛３８は、中心部分３２の外縁３６から実質的に半径方向に外方に延在する。図１１において、剛毛３８は、中心部分３２の外縁３６に対してγの角度で外方に延在する。図１２において、剛毛３８は、湾曲しており、中心部分３２の外縁３６から半径方向に外方に延在する。本開示によるブラシセグメントでの使用のための他の適切な剛毛構成は、本出願を読んだ後、当業者には明らかになるであろう。
【００３６】
図１３ａ〜１３ｂは、ブラシ要素３０ａおよびブラシ３０ｂをともに位置決めして、ブラシアセンブリ２００を形成する１つの例示的な実施形態を示す。図１３ａは、ブラシ要素３０ａを示し、ブラシ要素３０ａは、第１の主面２０２ａと、第２の主面２０２ｂ（図示せず）と、を含む。図１３ｂは、ブラシ要素３０ｂを示す。ブラシ要素３０ｂは、第１の主面２０４ａと、第２の主面２０４ｂ（図示せず）と、を含む。図１３ｃは、ブラシ要素３０ａと、ブラシ要素３０ｂと、を含むブラシアセンブリ２００の一実施形態を示す。いくつかの実施形態において、ブラシ要素３０ｂの端縁部材（たとえば、端縁部材６０ｂ）が、ブラシ要素３０ａの受け領域内に位置決めされる（たとえば、端縁部材６０ｂが受け領域４４ａ内に位置決めされる）。また、図１３ｄを参照する。ブラシ要素３０ｂの第１の主面２０４ａがブラシ要素３０ａの第２の主面２０２ｂに対して位置決めされる。ブラシ要素３０ａおよびブラシ要素３０ｂはともに固定される（たとえば、接着剤を使用して）。ブラシ要素３０ｂの端縁部材をブラシ要素３０ａの受け領域内に位置決めすること（または噛合せること）は、方向矢印２１２で示された、ブラシ要素３０ａとブラシ要素３０ｂとの間の移動（たとえば、円周方向の移動）をなくす。
【００３７】
ブラシアセンブリ内でブラシ要素の互いに対する配向を変えることによって、必要に応じて、多くの異なった剛毛パターンを達成することができる。図１および図２に示された実施形態例のブラシセグメントを使用して、４の異なったブラシパターンが可能である。図１４、図１５、図１６、および図１７は、図２のブラシセグメントを使用して作ることができる４の異なった剛毛パターンを示す。噛合い機構４２は、角度αの２倍である４５度の間隔で、内縁３２の周りで繰返す（図２）。角度αは、２２．５度であり、半径Ｒ１およびＲ２を中心とした噛合い機構４２の対称性を示す。半径Ｒ１は、ブラシセグメントの中心点Ｐから受け領域４４の中心線を通る。半径Ｒ２は、中心点Ｐから係合部材６０の中心線を通る。セグメント８０上の剛毛は、２列の交互の剛毛があるように配列される。示された実施形態例において、４のブラシセグメントがブラシ要素に形成された場合、各列は１０８の剛毛を有し、各ブラシ要素は、ブラシ要素の円周の周りに規則的に隔置された２１６の剛毛を有する。本明細書を読んだ後、当業者は、他の剛毛パターンが可能であり、１つのセグメントが多数の剛毛パターンまたは剛毛配列を形成することを可能にすることを理解するであろう。異なる剛毛パターンが、ワークピースまたは加工表面上に異なる仕上げ特徴を与えることができる。さらに、異なる剛毛パターンが、加工表面または基材上に異なる効果を与えてもよい。
【００３８】
図１４を参照すると、交互の剛毛パターン２２０の第１の例示的な実施形態を示す部分図が示されている。交互の剛毛パターン２２０は、ブラシ要素３０ｂの第１の主面２０４ａをブラシ要素３０ａの第２の主面２０２ｂに対して位置決めすることによって達成される。第１の剛毛パターンは、最初に、２つの隣接したブラシ要素を、それらのそれぞれの噛合い機構に対して一直線に並んでいるように配置することによって達成される。たとえば、図１、図２、および図１３を参照すると、第２のブラシ要素３０ａが第１のブラシ要素３０ｂ上に、それらのそれぞれの係合部材４４ｂ、６０ｂが一致して整列されるように配置される。剛毛パターン２２０は、第１のブラシ要素３０ｂを時計回り方向に２２．５度回転させて、係合部材６０ｂを受け領域５８ａと係合させることによって作られる。同じパターンを、また、第１のブラシ要素３０ｂを反時計回り方向に６７．５（角度β）度回転させることによって達成することができる。第１のブラシ要素３０ｂの剛毛は、各ブラシ要素の中心部分の間に半径方向にとられた平面において、第２のブラシ要素３０ａの剛毛と交互配置され重なる。
【００３９】
図１５を参照すると、第２の交互の剛毛パターン２２２が示されている。同じ開始点から、第２の剛毛パターン２２２は、第１のブラシ要素３０ｂを、第１の剛毛パターン２２０を作るのに用いられた整列から、反時計回り方向に２２．５度または時計回り方向に６７．５度回転させることによって達成される。このパターンにおいて、第１のブラシ要素３０ｂの剛毛は、各ブラシ要素の中心部分の間に半径方向にとられた平面において、第２のブラシ要素３０ａの剛毛と交互配置され重なるが、第１のパターンから約９０度だけずれた偏りまたは相対的な配向を有する（すなわち、第１のパターン２２０ａの長軸に沿った線ａ−ａは、パターン２２０ｂの長軸に沿った線ｂ−ｂから約９０度ずれている）。
【００４０】
図１６を参照すると、第３の剛毛パターンが示されている。第３の剛毛パターン２２４は、第１のパターン２２０を作るために行われたように、第１のブラシ要素３０ａおよび第２のブラシ要素３０ｂが一致した状態で始めることによって作られる。隣接した要素の回転が行われる前、第１のブラシ要素３０ｂは、その半径方向の中心線（図２の線Ｒ２）を中心として回転されるかひっくり返される。剛毛パターン２２４は、ひっくり返された第１のブラシ要素３０ｂを時計回り方向に２２．５度回転させて、噛合い機構を係合させることによって作られる。同じパターンを、また、第１のブラシ要素３０ｂを反時計回り方向に６７．５度回転させることによって達成することができる。各要素の中心軸（図２の点Ｐを通る）に沿って見られるように、第１のブラシ要素３０ｂの剛毛は、第２のブラシ要素３０ａの剛毛と一直線に並んでいる。この剛毛パターン２２４において、隣接した剛毛の交互の対の間の距離は変えられる。
【００４１】
図１７を参照すると、第２の一直線に並んだパターン２２６が、第１のブラシ要素３０ｂを、反時計回り方向に２２．５度または時計回り方向に６７．５度さらに回転させることによって作られる。この剛毛パターン２２６において、隣接した剛毛の交互の対の間の距離は、一般に一定である。
【００４２】
交互配置パターン２２０、２２２のみが望ましい場合、ブラシ要素は、整列を助け要素間の相対的な回転を防止するために隆起部分および受け空洞を含むことができる（先に説明されたように）。上述されたパターンを用いることによって、ブラシアセンブリを、説明されたパターンの１つ以上を含むように製造することができる。また、多数のパターンを１つのブラシアセンブリに用いることができる。当業者は、個別のブラシ要素上の噛合い機構間隔と剛毛パターンとの間の調和を作ることによって、他の繰返し剛毛パターンを作ることができることを理解するであろう。
【００４３】
本開示のブラシ要素およびブラシセグメントは、当該技術において知られているさまざまな技術、たとえば、射出成形、スタンピング、ダイカット、ステレオリソグラフィ（ｓｔｅｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、またはキャストを用いて製造することができる。射出成形を用いて本開示によるブラシまたはブラシセグメントを製造する場合、典型的には、成形可能なポリマー材料、たとえば、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、または熱可塑性エラストマーが使用される。射出成形された研磨ブラシを製造するための適切な材料は、当業者に知られており、それらの選択は、ブラシセグメントまたはブラシアセンブリが使用される用途による。ブラシセグメントおよびブラシ要素に使用することができる１つの特定の材料は、デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｉｎｃ．，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）によって、商品名「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）４０５６」、「ハイトレル５５２６」、「ハイトレル５５５６」、「ハイトレル６３５６」、「ハイトレル７２４６」、および「ハイトレル８２３８」（いずれも、登録商標）で販売されるものを含む、市販のセグメント化ポリエステルである。同様の群の熱可塑性ポリエステルが、ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって商品名「ライトフレックス（ＲＩＴＥＦＬＥＸ）」（登録商標）で販売されている。適切な熱可塑性エラストマーの例が、たとえば、米国特許第５，４２，５９５号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）［特許文献１］に記載されており、その開示全体を引用によりここに援用する。
【００４４】
ブラシ要素およびブラシセグメントは、また、研磨粒子を含むことができる。研磨粒子は、研磨表面または研磨部材（たとえば、剛毛）の表面上にあることができるか、全体にわたって分散させることができるか、それらの組合せであることができる。剛毛全体にわたって研磨粒子を含むことは、剛毛が、使用によって摩耗しサイズが低減された場合でも、剛毛の研磨特性が使用の間比較的一定のままであることを可能にする。研磨粒子は、当業者に知られており、ブラシ要素およびブラシセグメントにおける研磨粒子の選択および組入れは、加工表面の性質および他の作業条件を含むさまざまな要因による。特定の１つまたは複数の研磨粒子の選択は、当業者の知識の範囲内である。研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理された溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理された酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、炭化ホウ素、セリア、ケイ酸アルミニウム、立方晶窒化ホウ素、ざくろ石、シリカ、およびそれらの組合せが挙げられる。溶融酸化アルミニウムは、たとえば、ニューヨーク州トナワンダのエクソロンＥＳＫカンパニー（Ｅｘｏｌｏｎ  ＥＳＫ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｔｏｎａｗａｎｄａ，  ＮＹ）、およびマサチューセッツ州ノースグラフトンのワシントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ・コーポレーション（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  Ｍｉｌｌｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ  Ｃｏｒｐ．，  Ｎｏｒｔｈ  Ｇｒａｆｔｏｎ，  ＭＡ）から市販されている。適切なセラミック酸化アルミニウム研磨粒子としては、米国特許第４，３１４，８２７号明細書（ライタイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）［特許文献２］、米国特許第４，７４４、８０２号明細書（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））［特許文献３］、米国特許第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）［特許文献４］、米国特許第４，８８１，９５１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）［特許文献５］、米国特許第４，９６４，８８３号明細書（モリス（Ｍｏｒｒｉｓ）ら）［特許文献６］、米国特許第５，０１１，５０８号明細書（ウォールド（Ｗａｌｄ）ら）［特許文献７］、および米国特許第５，１６４，３４８号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ））［特許文献８］に記載されたものが挙げられ、これらの特許のすべての内容全体を引用によりここに援用する。アルファアルミナおよび希土類酸化物を含む適切なアルファアルミナベースのセラミック研磨粒子としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（Ｔｈｅ  ３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  ＭＮ）によって名称「キュービトロン（ＣＵＢＩＴＲＯＮ）３２１」（登録商標）で販売されるものが挙げられる。本開示に有用な粒子の他の例としては、固体ガラス球、中空ガラス球、炭酸カルシウム、ポリマーバブル、ケイ酸塩、アルミニウム三水和物（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｔｒｉｈｙｄｉｒａｔｅ）、およびムライトが挙げられる。研磨粒子は、バインダーと組合されると、ワークピース表面を磨くことができるブラシ要素をもたらす任意の微粒子材料（無機または有機）であることができる。研磨材料の選択は、意図された用途に部分的による。たとえば、��両から塗料を剥すため、ブラシ要素から研磨粒子を省くことが時には望ましい。塗料の下の表面を損傷しないように塗料を剥すとき、比較的軟質の研磨粒子を使用することが、時には望ましい。あるいは、金属ワークピースからばりを除去するため、アルファアルミナから製造されたものなどのより硬質の研磨粒子を使用することが典型的には望ましい。本開示のブラシ要素は、任意の研磨粒子を含む実施形態において、２つ以上のタイプおよび／またはサイズの研磨粒子を含んでもよい。
【００４５】
ここで使用されるように、研磨粒子という用語は、また、ともに結合されて研磨凝集体を形成する１つの研磨粒子を網羅する。いくつかの場合、コーティングを加えることは、研磨粒子の研磨特徴および／または処理特徴を向上させる。研磨凝集体の例は、たとえば、米国特許第５，０１１，５０８号明細書（ウォールド（Ｗａｌｄ）ら）［特許文献９］に見出され、これを引用によりここに援用する。
【００４６】
本開示のブラシ要素での使用に適した有機研磨粒子としては、熱可塑性ポリマーおよび／または熱硬化性ポリマーから形成されたものが挙げられる。本開示に有用な有機研磨粒子は、個別の粒子または個別の粒子の凝集体であってもよい。凝集体は、バインダーによってともに結合されて成形塊を形成する複数の有機研磨粒子を含んでもよい。
【００４７】
本開示のブラシ要素およびブラシセグメントを製造するために使用されるポリマー材料は、研削助剤をさらに含んでもよい。研削助剤は、その添加が、研磨の化学および物理プロセスに著しい効果を及ぼし、向上した性能をもたらす微粒子材料である。研削助剤の化学物質グループの例としては、ろう、有機ハロゲン化物化合物、ハロゲン化物塩、ならびに金属およびそれらの合金が挙げられる。有機ハロゲン化物化合物は、典型的には、研磨の間分解され、ハロゲン酸または気体ハロゲン化物化合物を放出する。そのような材料の例としては、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、およびポリ塩化ビニルなどの塩素化ろうが挙げられる。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、および塩化マグネシウムが挙げられる。金属の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、およびチタンが挙げられる。他の多種多様な研削助剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、黒鉛、および金属硫化物が挙げられる。
【００４８】
本開示のブラシ要素またはブラシセグメントは、たとえば射出成形によって製造することができる。射出成形技術は当該技術において知られている。本開示の方法によってブラシセグメントを製造するための例示的な射出成形装置２３０が、図１８に示されている。典型的には、加熱によって乾燥された後、成形可能なポリマーと、任意に研磨粒子と、を含むペレットの混合物が、ホッパー２４２内に入れられる。ホッパー２４２は、混合物を、一般にバレル２４８内にスクリュ２４６を含むスクリュインジェクタ２４４の第１の側または後側２５０内に供給する。スクリュインジェクタ２４４の反対側または前側２５２は、軟化された混合物をモールド２５６ａ、２５６ｂ内に通過させるためのノズル２５４を含む。インジェクタ２４４のバレル２４８は、加熱されて混合物を溶融し、回転スクリュ６６が、混合物をノズル２５４の方向に推進する。次に、スクリュ２４６は、直線状に前方に方向Ｂに移動されて、軟化された混合物の「ショット」を所望の圧力でモールド２５６ａ、２５６ｂ内に与える。間隙が、一般に、スクリュの前方端部とノズルとの間に維持されて、モールド内に射出されない軟化された材料の「クッション」領域を提供する。
【００４９】
モールド２５６ａ、２５６ｂは、所望のブラシセグメント構成の逆であるキャビティを収容する。したがって、モールド設計は、中心部分３２、剛毛３８、および穴、谷底（ｒｏｏｔｓ）、キー溝、またはねじ付きスタッドなどの任意の取付け手段のサイズおよび構成を含むブラシセグメント構成を考慮に入れる。図２０に見られるように、モールド部分２５６ａは、剛毛を形成するためのキャビティ２５８を含む。図２０に示された例示的なモールド実施形態は、２列の互い違いの剛毛を成形するように構成される。そのような剛毛配列が図２１に示されている。あるいは、たとえば、図２２に示されたモールド部分２５６ｃおよび２５６ｄを使用して、１列の剛毛１８、または望ましい１列構成の組合せを形成することができる。
【００５０】
上述されたペレットは、たとえば、次のように準備することができる。成形可能なポリマーをその融点より高く加熱し、次に、必要ならば、任意の研磨粒子を混合することができる。次に、結果として生じる混合物を連続ストランドに形成し、ストランドを冷却して、成形可能なポリマーを凝固させ、当該技術において知られているように適切な設備上でペレット化する。同様に、ポリマー材料への潤滑剤および／または他の添加剤を、ペレットの形成に含むことができる。次に、成形可能なポリマーと、研磨粒子と、任意の望ましい潤滑剤または他の添加剤と、を含むペレットを、ホッパー２４２内に入れて、上述されたようにスクリュ押出機２４４内に供給する。
【００５１】
ブラシセグメントが射出成形される条件は、たとえば、使用される射出成形機、ブラシセグメントの構成、ならびに成形可能なポリマーおよび研磨粒子の組成によって定められる。１つの例示的な方法において、成形可能なポリマーを、最初に、乾燥させるため７０℃．から１２０℃．の範囲内（いくつかの実施形態において、８０℃から１００℃．の範囲内）に加熱し、ホッパー２４２内に入れてスクリュ供給ゾーン内に重力供給する。スクリュインジェクタのバレル温度は、望ましくは約２００℃．から２５０℃．、より望ましくは約２２０℃．から２４５℃．である。モールドの温度は、望ましくは約５０℃から１５０℃．、より望ましくは約１００℃．から１４０℃．である。サイクル時間（混合物をスクリュ押出機内に導入してから、モールドを開けて成形ブラシセグメントを取出すまでの時間）は、望ましくは０．５から１８０秒、より望ましくは約５から６０秒である。射出圧力は、望ましくは、約６９０から６，９００ｋＰａ（１００から１０００ｐｓｉ）、より望ましくは約２０７０から４８３０ｋＰａ（３００から７００ｐｓｉ）である。射出成形のための特定の作業条件の選択は、当業者の知識の範囲内であり、特定の用途によっては、与えられた範囲例の外に変わることができる。
【００５２】
射出成形サイクルは、材料組成およびブラシセグメント構成による。ブラシセグメントを製造するための１つの実施形態例において、成形可能なポリマーおよび研磨粒子は、一般にブラシセグメント８０全体にわたって均一に分散される。そのような実施形態において、中心部分と、剛毛と、存在する場合は取付け手段と、を含むブラシセグメントを成形するために、ポリマー材料と研磨粒子との混合物の１つの挿入またはショットがある。あるいは、剛毛が研磨粒子を含有してもよいが、中心部分が研磨粒子を含有しない。そのような実施形態において、材料の２つの挿入またはショットがある。第１の挿入は、成形可能なポリマーと研磨粒子との混合物を含み、モールドの剛毛部分を主として充填する。第２の挿入は、研磨粒子を伴わずに成形可能なポリマー（第１の挿入の成形可能なポリマーと同じでも異なってもよい）を含み、モールドの中心部分および根元部分を充填する。同様に、中心部分および剛毛が研磨粒子を含有してもよく、根元が研磨粒子を含有しなくてもよい。この構成において、材料の２つの挿入またはショットがある。第１の挿入は、成形可能なポリマーと研磨粒子との混合物を含み、モールドの剛毛および中心部分の部分を主として充填する。第２の挿入は、成形可能なポリマー（第１の挿入の成形可能なポリマーと同じでも異なってもよい）のみを含み、モールドの取付け手段部分を主として充填する。１つを超えるショットを用いて、ブラシセグメントの異なった部分の、必要ならば色を変えることも可能である。３つ以上のショット、たとえば、剛毛、中心部分、および取付け手段ごとに１つを用いることも可能である。射出成形後、モールドを冷却して、成形可能なポリマーを凝固させる。次に、モールド半体を分離して、成形ブラシセグメントの取出しを可能にする。
【００５３】
図２３を参照すると、成形ブラシセグメント（たとえば、成形ブラシセグメント８０）の成形の間のモールドフローの一実施形態を示す図が示されている。噛合い機構４２は、ブラシセグメント８０の成形の間、内縁３４から外縁３６へのモールドフローを向上させるように構成された、内縁３４に配置されたモールドゲートインタフェースとして動作する。モールドフローラインが３００で示されている。ブラシセグメント８０の成形の間、実質的に等しい長さのモールドフローラインを有し、外縁３６への均一なモールドフローをもたらすことが望ましい。端縁部材６０、６２は、モールドゲートと直接噛合う。受け領域５８、５６、および４６は、モールドフローを方向づけるように動作し、外縁３６へのより均一なモールドフローをもたらす。さらに、モールドゲートにすぐ隣接した増加した厚さ部分１２８は、外縁３６へのモールドフローのさらなる均一性をもたらす。成形ブラシセグメント８０は、受け領域５８、４４、および４６の存在によって、成形のためにより少ない材料を必要とする。
【００５４】
図２４を参照すると、成形ブラシセグメントの成形の間モールドフローを最適化するための成形ブラシセグメント８０の実施形態例が示されている。成形ブラシセグメント８０ａは、開口部３１０、３１２、３１４をさらに含む。開口部３１０、３１２、３１４は、成形ブラシセグメント８０の成形の間、モールドフローのさらなる最適化をもたらす。開口部３１０、３１２、３１４は、フローベクトル３２０で示された、モールドフローのさらなる方向づけに備える。
【００５５】
図２５を参照すると、本開示のブラシセグメントを製造するためのモールド３５０の実施形態例が示されている。２つの異なったブラシセグメント３６０、３７０がモールド３５０上で製造される。ブラシセグメント３６０は湾曲した剛毛３５２を含む。ブラシセグメント３７０はまっすぐな剛毛を含む。典型的には、各ブラシセグメントは８インチ（２０３．２ｍｍ）の直径を有するが、本開示によって他のサイズにすることができる。各係合部材３５４、３７４は、それぞれのモールドゲート３５３、３７３とインタフェースする。モールドゲートを係合部材３５４、３７４の増加した厚さ部分に配置することによって、先に説明されたように、モールド内へのモールドフローが向上される。示された実施形態例のモールドはブラシセグメントを製造するが、モールドは、また、他の組合せ、たとえば、１つのブラシ要素、またはより多いもしくはより少ない同様のもしくは異なったブラシセグメントを製造するように設計することができる。
【００５６】
ここで図２６ａ〜ｂを参照すると、図３の図と同様の、８インチ（２０３．２ｍｍ）直径ブラシのブラシ要素の実施形態例の断面図が示されている。図２６ａを参照すると、約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の中心部分の厚さＴＣ１を含む、湾曲した剛毛を有するブラシ要素が示されている。増加した厚さ部分ＴＰ１（噛合い機構係合部材における）は約０．０９４インチ（２．３９ｍｍ）であり、係合部材の各側での約０．０２２インチ（０．５５９ｍｍ）の増加した厚さＴＩ１を備える。別の実施形態例において、図２６ａのブラシ要素は、より厚くすることができ、約０．０６２インチ（１．５７ｍｍ）の中心部分の厚さＴＣ１を含み、約０．１２０インチ（３．０５ｍｍ）の増加した厚さ部分ＴＰ１（噛合い機構係合部材における）、および係合部材の各側での約０．０１６インチ（０．４０６ｍｍ）の増加した厚さＴＩ１を備えることができる。図２６ｂを参照すると、約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の中心部分の厚さＴＣ２を含む、まっすぐな剛毛を有するブラシ要素が示されている。増加した厚さ部分ＴＰ２（噛合い機構係合部材における）は約０．０９４インチ（２．３９ｍｍ）であり、係合部材の各側での約０．０２２インチ（０．５５９ｍｍ）の増加した厚さＴＩ２を備える。別の実施形態例において、図２６ｂのブラシ要素は、より厚くすることができ、約０．０６２インチ（１．５７ｍｍ）の中心部分の厚さＴＣ２を含むことができる。増加した厚さ部分ＴＰ２（噛合い機構係合部材における）は約０．１２０インチ（３．０５ｍｍ）であり、係合部材の各側での約０．０１６インチ（０．４０６ｍｍ）の増加した厚さＴＩ２を備える。当業者は、本開示のブラシ要素およびブラシセグメントを、たとえば、剛毛のサイズおよび形状、ディスクの半径、中心部分の厚さなどのパラメータのさまざまな組合せで製造することができることを認めるであろう。上記（ｆｏｒｇｏｉｎｇ）例は、例示のためのものである。
【００５７】
先に説明されたように、本開示によるブラシ要素、ブラシセグメント、およびブラシアセンブリを使用して、表面を磨くことができる。表面を磨く方法の１つの実施形態例は、次のこと、すなわち、ワークピース表面の一部を除去すること、表面仕上げをワークピースに与えること、塗料もしくは他のコーティング、ガスケット材料、腐食、または他の異物を除去することを含むワークピース表面をクリーニングすること、または上記の何らかの組合せの１つ以上を含む。図１３ｂに示された１つの実施形態例において、ブラシアセンブリ２００は、取付け手段によってシャフトおよび適切な駆動手段に固定された複数のブラシ要素３０を含む。あるいは、要素３０を、市販の直角グラインダなどの適切な回転駆動手段に装着することができる。表面磨きは、当該技術において周知のように、水、潤滑剤、防錆剤、または他の適切な液体でのように、湿式または乾式であることができる。ブラシアセンブリ２００は、任意の適切な速度、望ましくは１５，０００ＲＰＭまでまたは１００ＲＰＭの低さの範囲内で回転させることができるが、必要に応じて、より高いまたはより低い速度を用いることができる。表面磨きは、典型的には約１００ｋｇまでおよび０．５ｋｇの小さい、ブラシアセンブリまたはブラシセグメント上の任意の適切な力で行うことができるが、より大きいまたはより小さい力を用いてもよい。剛毛３８が十分に可撓性かつ柔軟であり、多くの磨き作業下で、ワークピースに対する剛毛の接触が、先端１３４にすぐ隣接した剛毛の小さい部分だけでなく、剛毛の側部の実質的な長さに沿っていることに留意されたい。ここで説明された有機研磨粒子を使用することによって、または研磨粒子４１を省くことによって、成形ブラシセグメントまたはブラシアセンブリを使用して、ワークピース自体から著しい量の材料を除去することなく、ワークピース表面から、異物、たとえば、塗料、汚れ、砕片、油、酸化物コーティング、錆、接着剤、ガスケット材料などを除去することができる。
【００５８】
ここで、本開示を、そのいくつかの実施形態に関して説明した。先の詳細な説明および例は、理解を明確にするためにのみ示した。不要な限定がそれらから理解されるべきではない。本開示の範囲から逸脱することなく、説明された実施形態に多くの変更を行うことができることが、当業者には明らかであろう。たとえば、バッキングまたは剛毛を通る開口部などによる、当該技術において知られているような、作業の間、冷却剤、潤滑剤、およびクリーニング流体などの流体をワークピースに導入するための手段を、本開示による成形ブラシセグメントに設けてもよい。したがって、本開示の範囲は、ここで説明された厳密な詳細および構造に限定されるべきではないが、むしろ、特許請求の範囲の文言によって説明された構造、およびそれらの構造の均等物によって限定されるべきである。
【００５９】
特定の実施形態を説明の目的でここで示し説明したが、本開示の範囲から逸脱することなく、示され説明された特定の実施形態の代わりに、同じ目的を達成するように計算された非常にさまざまな代替のおよび／または等価な実現を用いてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。化学技術、機械技術、電気機械技術、電気技術、およびコンピュータ技術において熟練を有するものは、本開示を非常にさまざまな実施形態において実現してもよいことを容易に理解するであろう。本出願は、ここで説明された例示的な実施形態のいかなる適応または変更も網羅することが意図される。したがって、本開示は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが明らかに意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本開示によるブラシ要素の例示的な実施形態を示す平面図である。
【図２】本開示によるブラシセグメントの例示的な実施形態を示す平面図である。
【図２ａ】図２の噛合い機構の拡大平面図である。
【図３】線３−３に沿った、図２のブラシセグメントの断面図である。
【図４】図２のブラシセグメントの剛毛の一部を示す拡大図である。
【図５】本開示によるブラシセグメントの剛毛の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図６】本開示によるブラシセグメントの剛毛の別の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図７】本開示によるブラシセグメントの剛毛の別の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図８】本開示によるブラシセグメントの剛毛の別の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図９】表面と係合する図１のブラシ要素の部分立面図である。
【図１０】剛毛がブラシセグメントの半径に対して外方に延在する、本開示による成形ブラシセグメントの１つの例示的な実施形態を示す部分図である。
【図１１】剛毛がブラシセグメントの半径に対してある角度である、本開示によるブラシセグメントの別の例示的な実施形態を示す図である。
【図１２】ブラシセグメントの中心部分から延在する剛毛が湾曲した、本開示によるブラシセグメントの別の例示的な実施形態を示す図である。
【図１３】本開示によるブラシアセンブリの１つの例示的な実施形態を示す部分図である。
【図１３ａ】本開示によるブラシアセンブリの実施形態例の平面図である。
【図１３ｂ】本開示によるブラシアセンブリの実施形態例の平面図である。
【図１３ｃ】本開示によるブラシアセンブリの実施形態例の平面図である。
【図１３ｄ】図１３ｃのブラシアセンブリの断面図である。
【図１４】本開示によるブラシアセンブリの剛毛パターンの１つの例示的な実施形態を示す部分図である。
【図１５】本開示によるブラシアセンブリの剛毛パターンの別の例示的な実施形態を示す図である。
【図１６】本開示によるブラシアセンブリの剛毛パターンの別の例示的な実施形態を示す図である。
【図１７】本開示によるブラシアセンブリの剛毛パターンの別の例示的な実施形態を示す図である。
【図１８】本開示を実施するための方法に使用することができる例示的なモールド装置の概略図である。
【図１９】図１８のモールドの立面図である。
【図２０】図１９の線２０−２０に沿った、図１８のモールド部分の例示的な実施形態の断面図である。
【図２１】図１９のモールド部分の例示的な実施形態を示す図である。
【図２２】図２０のモールドによって製造されたブラシセグメントの別の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図２３】本開示によるブラシセグメントを製造する際の材料のフローを示すモールドフローラインを含む、例示的なディスクセグメントを示す部分図である。
【図２４】ブラシセグメントの成形の間のモールドフローの方向を示す、本開示によるブラシセグメントの別の例示的な実施形態を示す部分図である。
【図２５】本開示のブラシセグメントを製造するために使用することができるモールドの実施形態例の平面図である。
【図２６ａ】ブラシ要素の実施形態例の断面図である。
【図２６ｂ】ブラシ要素の実施形態例の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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