JP2002010833A - ロール型ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作が簡単で、コストダウンを図ることがで
きるとともに、軽量化を図ることが出来、取り扱いの容
易なリングブラシを提供することができる。 【解決手段】 リング部と、このリング部から放射状に
突出するブラシ部１３とからなるリングブラシ１１の前
記リング部を、軸方向と直交する面内で波形を成し、波
の周期が３６０゜に付き２周期以上として波状のリング
ブラシ１１を構成し、複数個の前記波状のリングブラシ
を軸１７の軸方向に積層してロール状に構成したロール
型ブラシであって、前記各リングブラシ１１の波の位相
を一致させて積層して隣り合う前記リング部相互を密着
させるとともに、前記軸１７の両端部に前記リング部の
波形状に倣った波形の接合面２１を有し、この接合面２
１をリング部に密着した状態で固定リング１９を前記軸
に固定し、軸１７に対して各リングブラシを回転不能に
固定したことを特徴とする。

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、金属、非鉄金属
等の表面を研磨したり、半導体ウェーハ、液晶基板等を
洗浄するロール型ブラシに関する。

【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、半導体ウェーハ、液晶基板等を洗浄する
ロール型ブラシが知られている。ロール型ブラシは、図
７及び図８に示すように、軸１と、この軸１に嵌合され
るリング部２およびこのリング部２から放射状に突出す
るブラシ部３とからなり、前記軸１の軸方向に積層され
る複数のリングブラシ４とから構成されている。

【０００３】そして、使用目的によって軸１に対してリ
ングブラシ４の枚数を増減でき、広い被研磨面あるいは
洗浄面を洗浄する場合には、リングブラシ４の枚数を増
加し、狭い被研磨面あるいは洗浄面を洗浄する場合に
は、リングブラシ４の枚数を減少することができるよう
になっている。ロール型ブラシは、その軸１を電動機械
の回転軸に装着して回転させ、ブラシ部の毛先を被研磨
面あるいは洗浄面に押し当てることにより、被研磨面を
研磨あるいは洗浄することができる。

【０００４】従って、軸１に対してリングブラシ４を回
転不能に嵌合させる必要があり、従来は軸１の外周面に
その軸方向にキー溝５を設ける一方、リングブラシ４の
リング部２の内周面に前記キー溝５に係合するキー６を
設けている。

【０００５】また、リング部２の外周面にブラシ部３を
固定する手段として、図９に示すように、リング部２の
外周面には多数の円形の凹部７を設けている。なお、こ
の凹部７はリング部２の外周面に複数列に配置してもよ
く、千鳥状に配置してもよい。そして、ブラシ部３を構
成するブラシ毛８は、一定の長さに切断された数十本の
束状であり、これを二つ折りし、その折曲部８ａに楔９
を掛止し、折曲部８ａとともに楔９を凹部７に圧入する
ことにより固定している。

【０００６】ここで、楔９としては、図１０（ａ）に示
すように、三角形の金属片、同図（ｂ）に示すように、
四角形の金属片、同図（ｃ）に示すように、金属鋼線を
三角形状に折曲した鋲あるいは同図（ｄ）に示すよう
に、金属鋼線をＵ字状に折曲した鋲である。これらの楔
９は少なくとも両肩幅が凹部７の内径よりも若干大きく
形成されていて、凹部７内に圧入したとき、凹部７の内
壁に食い込んで固定され、ブラシ毛８の脱毛を阻止する
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に構成されたリングブラシ４は、平板型であるととも
に、リング部２の外周面に凹部７を設け、この凹部７に
楔９によってブラシ毛８を固定した構造である。従っ
て、リング部２の軸方向の厚さよりブラシ部３の付け根
の部分は薄く、リング部２の軸方向の両端面はブラシ部
３より突出した構造である。

【０００８】従って、前述のように構成されたリングブ
ラシ４を複数個用意し、軸１の軸方向に嵌合して積層し
た場合、図８に示すように、隣り合うリングブラシ４の
リング部２相互が当接するため隣り合うリングブラシ４
のブラシ部３相互間に隙間ｇができてしまうという問題
がある。つまり、ロール型ブラシの軸方向の全長に亘っ
て均一なブラシ毛密度に構成することは不可能であっ
て、リングブラシ４の相互間のブラシ部３に粗の部分が
でき、ブラシとしての品質の低下となり、被研磨面に縞
模様の痕を残すことになり均一に研磨することができな
い。

【０００９】さらに、ロール型ブラシの軽量化を図るた
めに、軸１を円筒状に構成することが試みられている
が、軸１に対してリングブラシ４を回転不能に固定する
ために、軸１にキー溝を設けることは、肉厚をある程度
厚くする必要があり、軽量化に限度がある。

【００１０】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、製作が簡単で、コス
トダウンを図ることができるとともに、軽量化を図るこ
とが出来、取り扱いの容易なロール型ブラシを提供する
ことにある。

【００１１】

【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、リング部と、このリ
ング部から放射状に突出するブラシ部とからなるリング
ブラシの前記リング部を、軸方向と直交する面内で波形
を成し、波の周期が３６０゜に付き２周期以上として波
状のリングブラシを構成し、複数個の前記波状のリング
ブラシのリング部を軸の軸方向に積層してロール状に構
成したロール型ブラシであって、前記各リングブラシの
波の位相を一致させて積層して隣り合う前記リング部相
互を密着させるとともに、前記軸の両端部に前記リング
部の波形状に倣った波形の接合面を有し、この接合面を
リング部に密着した状態で固定リングを前記軸に固定
し、軸に対して各リングブラシを回転不能に固定したこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２は、請求項１の前記リング部の外
周面に間隔を存して多数の凹部を設け、前記ブラシ部を
構成するブラシ毛を二つ折りし、その折曲部に楔を掛止
し、前記凹部に前記折曲部とともに、楔を圧入してブラ
シ部を構成したことを特徴とする。

【００１３】請求項３は、請求項１の前記軸は、合成樹
脂材料または軽金属材料からなる円筒体であることを特
徴とする。

【００１４】請求項４は、請求項１の前記固定リング
は、合成樹脂材料または軽金属材料からなり、少なくと
も一方が軸に対して着脱可能であることを特徴とする。

【００１５】前記構成によれば、リングブラシによって
ロール型ブラシを組み立てる場合、まず、軸の基端部に
一方の固定リングをその接合面を内側（先端側）に向け
て嵌合し、固定リングを軸に固定する。次に、軸の先端
側からリングブラシのリング部を嵌合し、そのリング部
を固定リングの接合面に密着状態に接合する。この場
合、リング部は軸に対して回転自在であるため、リング
部を回して波形の位相を固定リングの位相と一致させ
る。

【００１６】このようにして複数枚のリングブラシを軸
の先端部から嵌合して各リングブラシの位相を一致させ
て積層したのち、軸の先端部にもう一方の固定リングを
嵌合する。この固定リングの接合面を最後に嵌合したリ
ングブラシのリング部の波形の位相に一致させて接合
し、一対の固定リングによって積層状態のリングブラシ
を軸方向に圧縮した状態で、固定リングの固定ねじを締
め付けて固定リングを軸に固定する。

【００１７】このように構成されたロール型ブラシは、
個々のリングブラシが波形であるため、隣り合うリング
ブラシのリング部が回転不能に結合された状態となり、
かつ一対の固定リングによって圧縮された状態であるた
め、軸に対してリングブラシが回転することはない。し
かも、ブラシ部はリング部の形状に沿って波状のうねり
を呈しており、このブラシ部もリング部と同様に側面視
でＳ字状に成形されている。このように形成されたリン
グブラシをその軸心を中心として回転させると、ブラシ
部の毛先は側面視で８の字状を描きながら回転すること
になる。つまり、リングブラシの毛先は被研磨面あるい
は洗浄面に対して連続したＳ字状を描くことになり、ブ
ラシ部の実際の幅よりも２倍以上の研磨幅を持つことに
なるとともに、ロール型ブラシの軸方向に亘って均一な
ブラシ毛密度に構成でき、被研磨面に対して縞模様の痕
を残すことなく、均一に研磨できる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１〜図６は第１の実施形態を示し、図１
はリングブラシ１１の斜視図である。リングブラシ１１
は、リング部１２と、このリング部１２の外周部に放射
状に突出されたブラシ部１３とから構成されている。リ
ング部１２は、加工性、軽量性及びコストを考えると、
ポリプロピレン等の合成樹脂材料が望ましいが、アルミ
ニウム等の軽金属材料によって形成してもよい。また、
ブラシ部１３は、半導体ウェーハ、液晶基板等を洗浄す
るブラシの場合には、ナイロン繊維等を使用するが、研
磨用のブラシの場合には鋼線、真鍮線、ステンレス線等
の金属細線が使用される。

【００２０】図２に示すように、リング部１２の外周面
には多数の円形の凹部１４が設けられている。リング部
１２の凹部１４にはブラシ部１３を構成するブラシ毛１
５が植毛されている。植毛手段としては、従来と同様
に、一定の長さに切断された数十本のブラシ毛１５を二
つ折りし、その折曲部１５ａに楔１６を掛止し、折曲部
１５ａとともに楔１６を凹部１４に圧入することにより
固定されている。

【００２１】リング部１２は、軸方向と直交する面内で
波形を成し、波の周期が３６０゜に付き、２周期に形成
されている。すなわち、図３にリング部１２を直線上に
展開して示すように、１８０゜で連続する円弧凸部ａと
円弧凹部ｂを１周期とすると、３６０゜で２ヵ所に円弧
凸部ａと円弧凹部ｂが構成されている。

【００２２】そして、図４（ａ）に示すように、リング
部１２を矢印Ａ方向から見ると、同図（ｂ）に示すよう
に、下向き円弧凸部に湾曲し、矢印Ｂ方向から見ると、
上向き円弧凸部に湾曲している。そして、湾曲部の境界
は連続した曲面に形成されている。したがって、リング
部１２を矢印Ｃ方向から側面視すると、同図（ｃ）に示
すようにＳ字状に成形されている。

【００２３】前述のように構成されたリングブラシ１１
を複数個用意し、図５に示すように、軸１７に嵌合して
積層することにより、ロール型ブラシ１８を構成するこ
とができる。図５において、軸１７は合成樹脂材料また
はアルミニウム等の軽金属材料からなる円筒状であり、
この軸１７の両端部には固定リング１９が着脱可能に固
定され、リングブラシ１１を保持している。

【００２４】両端部の固定リング１９は同一構造である
ため、その一方について説明すると、図６に示すよう
に、合成樹脂材料またはアルミニウム等の軽金属材料か
らなるリング体２０の片面にはリングブラシ１１のリン
グ部１２の波形形状に倣って波形の接合面２１が形成さ
れている。さらに、リング部１２の外周面にはその中心
方向に向かってねじ孔２２が穿設され、ねじ孔２２には
固定ねじ２３が螺合されている。

【００２５】従って、リングブラシ１１によってロール
型ブラシを組み立てる場合、まず、軸１７の基端部に一
方の固定リング１９をその接合面２１を内側（先端側）
に向けて嵌合し、固定ねじ２３を締め付けて固定リング
１９を軸１７に固定する。

【００２６】次に、軸１７の先端側からリングブラシ１
１のリング部１２を嵌合し、そのリング部１２を固定リ
ング１９の接合面２１に密着状態に接合する。この場
合、リング部１２は軸１７に対して回転自在であるた
め、リング部１２を回して波形の位相を固定リング１９
の位相と一致させる。

【００２７】このようにして複数枚のリングブラシ１１
を軸１７の先端部から嵌合して各リングブラシ１１の位
相を一致させて積層したのち、軸１７の先端部にもう一
方の固定リング１９を嵌合する。この固定リング１９の
接合面２１を最後に嵌合したリングブラシ１１のリング
部１２の波形の位相に一致させて接合し、一対の固定リ
ング１９によって積層状態のリングブラシ１１を軸方向
に圧縮した状態で、固定リング１９の固定ねじ２３を締
め付けて固定リング１９を軸１７に固定する。

【００２８】このように構成されたロール型ブラシは、
個々のリングブラシ１１が波形であるため、隣り合うリ
ングブラシ１１のリング部１２が回転不能に結合された
状態となり、かつ一対の固定リング１９によって圧縮さ
れた状態であるため、軸１７に対してリングブラシ１１
が回転することはない。

【００２９】しかも、リング部１２の外周縁部から突出
するブラシ部１３は、リング部１２の両側面と平行に突
出しており、このブラシ部１３はリング部１２の形状に
沿って波状のうねりを呈しており、このブラシ部１３も
リング部１２と同様に側面視でＳ字状に成形されてい
る。このように形成されたリングブラシ１１をその軸心
を中心として回転させると、ブラシ部１３の毛先１３ａ
は側面視で８の字状を描きながら回転することになる。
つまり、リングブラシ１１の毛先１３ａは被研磨面ある
いは洗浄面に対して連続したＳ字状を描くことになり、
ブラシ部１３の実際の幅よりも２倍以上の研磨幅を持つ
ことになるとともに、ロール型ブラシの軸方向に亘って
均一なブラシ毛密度に構成でき、被研磨面に対して縞模
様の痕を残すことなく、均一に研磨できる。

【００３０】なお、前記実施形態においては、軸の両端
部に一対の固定リングを着脱可能に設けたが、一方の固
定リングを軸と一体に構成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、軸に対して嵌合した複数個のリングブラシの両端部
をリング部の波形状に倣った接合面を有する固定リング
によって密着させることにより、各リングブラシを軸に
対して回転不能にすることができ、従来のように軸にキ
ー溝を設け、リング部にキーを設けて係合させる必要が
ない。従って、軸を筒状に形成し、肉薄にできることか
らロール型ブラシの軽量化を図ることができるととも
に、製作の容易化、コストダウンを図ることができる。

【００３２】しかも、ブラシ部はリング部の形状に沿っ
て波状のうねりを呈しているため、リングブラシをその
軸心を中心として回転させると、ブラシ部の毛先は側面
視で８の字状を描きながら回転することになる。従っ
て、軸に対して複数個のリングブラシを積層した場合、
隣り合うリングブラシ相互間に隙間が生じることがな
く、リングブラシの毛先は被研磨面に対して連続したＳ
字状を描き、毛先は被研磨面，洗浄面の常に異なる位置
に接することになり、被研磨面、洗浄面に対して縞模様
の痕を残すことなく、均一に研磨、洗浄ができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示すリングブラシ
の斜視図。

【図２】同実施形態を示し、リング部に対してブラシ部
の固定構造を示す断面図。

【図３】同実施形態のリング部を直線上に展開した説明
図。

【図４】同実施形態のリング部を示す、平面図及び側面
図。

【図５】同実施形態のロール型ブラシの側面図。

【図６】同実施形態の固定リングを示し、（ａ）は縦断
側面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線に沿う断面図。

【図７】従来のロール型ロールブラシを示す斜視図。

【図８】図７のＹ−Ｙ線に沿う断面図。

【図９】従来のブラシ部の固定構造を示し、（Ａ）はリ
ング部の断面図、（Ｂ）はＺ−Ｚ線に沿う拡大した断面
図。

【図１０】同実施形態の楔の種類を示す斜視図。

【符号の説明】

１１…リングブラシ １２…リング部 １３…ブラシ部 １４…凹部 １５…ブラシ毛 １９…固定リング ２１…接合面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング部と、このリング部から放射状に
   突出するブラシ部とからなるリングブラシの前記リング
   部を、軸方向と直交する面内で波形を成し、波の周期が
   ３６０゜に付き２周期以上として波状のリングブラシを
   構成し、 複数個の前記波状のリングブラシを軸の軸方向に積層し
   てロール状に構成したロール型ブラシであって、 前記各リングブラシの波の位相を一致させて積層して隣
   り合う前記リング部相互を密着させるとともに、前記軸
   の両端部に前記リング部の波形状に倣った波形の接合面
   を有し、この接合面をリング部に密着した状態で固定リ
   ングを前記軸に固定し、軸に対して各リングブラシを回
   転不能に固定したことを特徴とするロール型ブラシ。
2. 【請求項２】 前記リング部の外周面に間隔を存して多
   数の凹部を設け、前記ブラシ部を構成するブラシ毛を二
   つ折りし、その折曲部に楔を掛止し、前記凹部に前記折
   曲部とともに、楔を圧入してブラシ部を構成したことを
   特徴とする請求項１記載のロール型ブラシ。
3. 【請求項３】 前記軸は、合成樹脂材料または軽金属材
   料からなる円筒体であることを特徴とする請求項１記載
   のロール型ブラシ。
4. 【請求項４】 前記固定リングは、合成樹脂材料または
   軽金属材料からなり、少なくとも一方が軸に対して着脱
   可能であることを特徴とする請求項１記載のロール型ブ
   ラシ。