JP2006345907A - 捻りブラシ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 線材固定装置への金属線材の取付けが容易で、しかも金属線材の張力を微妙に調整することができる構成の捻りブラシ製造装置を提供する。
【解決手段】 金属線材の一方の端部を挟着する第１挟持機構１０を設けた第１線材支持機構５と、金属線材の他方の端部を挟着する第２挟持機構２０を設けた第２線材支持機構４とを並設するとともに前記第１挟持機構５を回転可能に設定し、複数本の金属線材５０を第１線材支持機構５及び第２線材支持機構４の間に配置して各端部を第１挟持機構１０及び第２挟持機構２０に挟着させ、金属線材５０間に短尺な複数本のブラシ毛５１を直交状に装着して前記第１挟持機構１０を回転させ、前記回転により複数本の金属線材５０を捻らせることによってブラシ毛５１を金属線材５０に固着するとともに螺旋状に配設してなるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、捻りブラシ製造装置に関するものである。

複数本の芯線の間に毛材を井桁状に配列して設け、芯線にねじりを加えて形成される捻りブラシが知られている（特許文献１参照）。
このような捻りブラシは、複数本の金属線材の両端をそれぞれ挟持機構に取り付け、複数本の金属線材間にブラシ毛を配置して、一方の挟持機構を回転駆動して金属線材を捻ることによりブラシ毛を金属線材に挟着固定して製造されている。
特開平７−２４６１１４号

捻りブラシは、研磨、研削、バリ取りをするワークの材質や寸法に応じて金属線材の材質、太さ、密度等を変えたり、金属線材間におけるブラシ毛の配置を変えたりして、さまざまな種類の捻りブラシが製造されているが、金属線材の材質、太さ、密度等を変えたり、金属線材間におけるブラシ毛の配置を変えたりしたときに、各挟持機構への金属線材の固定に時間がかかる。

また、挟持機構を回転駆動して捻りブラシを製造するときに、金属線材の張力を微妙に調整して、金属線材間に捻りむらが出ないようにしなければならない。しかし従来の捻りブラシ製造装置では金属線材の張力を微妙に調整することは難しく、捻りブラシを製造するためには熟練が必要で、しかも、手間がかかるため捻りブラシ製造装置の改善が望まれていた。

本発明は、前記課題を解決するもので、金属線材の材質、太さ、密度等を変えたり、金属線材間におけるブラシ毛の配置を変えたりしたときに、各挟持機構への金属線材の取付けが容易で、しかも金属線材の張力を微妙に調整することができる構成の捻りブラシ製造装置を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、金属線材の一端部を挟着する第１挟持機構を設けた第１線材支持機構と、金属線材の他端部を挟着する第２挟持機構を設けた第２線材支持機構とを並設するとともに前記第１挟持機構を回転可能に設定し、複数本の金属線材を第１線材支持機構及び第２線材支持機構の間に配置して各端部を第１挟持機構及び第２挟持機構に挟着させ、金属線材間に短尺な複数本のブラシ毛を直交状に装着して前記第１挟持機構を回転させ、前記回転により複数本の金属線材を捻らせることによってブラシ毛を金属線材に固着するとともに螺旋状に配設してなることを特徴とする捻りブラシ製造装置である。

また、請求項２記載の発明は、第１線材支持機構は第１挟持機構と、該第１挟持機構を回転させる駆動装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の捻りブラシ製造装置である。

また、請求項３記載の発明は、第２線材支持機構は第２挟持機構と、第１挟持機構及び第２挟持機構に挟着させる金属線材の張力を調整する張力調整機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の捻りブラシ製造装置である。

また、請求項４記載の発明は、各挟持機構は相互に対向して近接離反する第１、第２挟持部材を有し、前記第１、第２挟持部材は各一端側を開閉する方向に他端側で回動可能に軸支され、各挟持部材間にコイルバネを掛け渡して互いの一端側が離反する方向の弾性力を付与し、該コイルバネを挿通して両挟持部材を連結する結合部材を有し、互いの一端側を近接して金属線材を挟着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の捻りブラシ製造装置である。

また、請求項５記載の発明は、請求項３の張力調整機構は、第２挟持機構を一端に固定して軸方向に移動可能なシリンダ軸を前記第２挟持機構が第１挟持機構に対して離反する方向に付勢するように構成するとともに、前記シリンダ軸にはレバーを可動的に連結して前記レバーの操作により前記シリンダ軸を軸方向に移動させるようにして、前記第２挟持機構が第１挟持機構に対して近接離反するように構成したことを特徴とする捻りブラシ製造装置である。

本発明では、金属線材の材質、太さ、密度等を変えたり、金属線材間におけるブラシ毛の配置を変えたりしても、金属線材の端部を挟着する第１、第２挟持機構への金属線材の取付けが容易で、しかも第１、第２挟持機構間に挟着される金属線材の張力を微妙に調整して、金属線材間に捻りむらが出ないようにすることができる。

以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る捻りブラシ製造装置の平面図、図２は図１の正面図、図３（ａ）は図１の右側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図に示す同符号は同じものを示している。

図１〜図３において、捻りブラシ製造装置１の作業テーブル２上の一端側には、捻りブラシ５３の芯線としての金属線材５０の一端部を挟着する第２挟持機構２０を設けた第２線材支持機構４の基台４ａがレバー３の回動操作により取り付け位置を調整可能に固定されている。また、作業テーブル２上の他端側には、金属線材５０の他端部を挟着する第１挟持機構１０を設けた第１線材支持機構５の減速機５ａが固定されており、作業テーブル２上には線材支持機構４と線材支持機構５が並設されている。

線材支持機構４は、四角筒状のケース部４ｂを上部に設けた基台４ａと、基台４ａの上部のケース部４ｂの左右に貫通して軸方向に移動可能に設けられたシリンダ軸６およびガイド軸７と、シリンダ軸６の減速機５ａ側の一端に設けられ、相互に対向して近接離反する一対の挟持部材２３，２４からなる挟持機構祖面挟持部２１ａとで構成されている。

また、線材支持機構５は、駆動装置としての減速機５ａと、減速機５ａの出力軸５ｂに取り付けられ、相互に対向して近接離反する一対の挟持部材１３，１４からなる挟持機構１０とで構成されている。挟持機構１０の回転軸１０ａは挟持部材１３の後端側に延設されており、減速機５ａの出力軸５ｂに直結されて同軸に取り付けられている。減速機５ａは後述するが、減速機５ａに回転動力を与えて減速機５ａを駆動装置として機能させるクラッチモータ６０、クラッチモータ６０の動力伝達機構４０、クラッチモータ６０の動力伝達状態を調整するリンク機構６５、リンク機構６５の操作用のペダル６７等を付属しており、減速機５ａは回転可能かつ減速可能に構成されている。なお、実施例では回転装置としてクラッチモータ６０、減速機５ａを使用したが、電動モータを速度制御するようにして使用してもよい。

また、挟持機構１０と挟持機構２０は、金属線材５０の各端部を挟着する挟持部１１，２１を前面１２，２２に有しており、両挟持機構１０，２０により挟持される金属線材５０の両端部となる位置に、各前面１２，２２を向い合わせにした状態で離間して設置されている。

したがって、複数本の金属線材５０を線材支持機構４及び線材支持機構５の間に配置して、金属線材５０の一端部を挟持機構１０が挟着し、他端部を挟持機構２０に挟着させて、金属線材５０，５０間に短尺な複数本のブラシ毛５１を直交状に装着して挟持機構１０を回転させ、その回転により複数本の金属線材５０を捻ることによりブラシ毛５１を金属線材５０に固着するとともに螺旋状に配設して捻りブラシ５３を製造することができる。

ガイド軸７は基台４ａから突出している減速機５ａ側の一端で、シリンダ軸６と連結されている。基台４ａの上部に設けられた四角筒状のケース部４ｂ内においては、ケース部４ｂの左右に貫通しているシリンダ軸６の途中には、フランジ部材６ｂが取り付けられている。フランジ部材６ｂにはシリンダ軸６に直交して交差軸６ｃが突出して設けられ、この交差軸６ｃに廻り止め用のローラ６ｄが軸支されている。また、ケース部４ｂの内側の側壁には、ローラ６ｄの上側面が当接して案内されるガイドレール４ｃがシリンダ軸６に平行に設けられており、ローラ６ｄがガイドレール４ｃの下面に案内されて移動するように構成されている。したがって、フランジ部材６ｂ、ローラ６ｄ、ガイドレール４ｃは、シリンダ軸６が移動する際の廻り止めとして機能する。

また、ガイド軸７は基台４ａから突出している他端側にコイルバネ８が嵌合して取り付けられている。ガイド軸７の一端は、シリンダ軸６に連結されているので、シリンダ軸６に連動して平行に移動する。また、ガイド軸７は、通常、コイルバネ８により、シリンダ軸６の一端に取り付けられた挟持機構２０を挟持機構１０に対して離反する方向に付勢しており、図１に示す初期位置に設定するとともに、この初期位置に復帰可能な状態を維持して挟持機構２０の挟持機構１０方向への移動を規制する。

また、基台４ａの上部には、ブラケット９が固定されている。ブラケット９には、固定軸９ａが突出して設けられ、また、基台４ａから減速機５ａ側に突出しているシリンダ軸６の一端には、操作軸６ａが突設されている。そして、固定軸９ａには、この固定軸９ａを支点として回転可能にレバー３０が取り付けられている。レバー３０は中央部に長孔３１が設けられており、シリンダ軸６の上部に突設されている操作軸６ａが遊嵌されて、支点である固定軸９ａと反対側に設けられた操作部３２を手動操作してシリンダ軸６を移動操作したり、シリンダ軸６の移動を規制して、挟持機構２０の挟持機構１０に対する近接離反状態を調整することができる。

動力伝達機構４０は入力軸４１に同軸に固定されたプーリ４２と出力軸４３に同軸に固定されたプーリ４４とがベルト４５で連結されたもので、動力伝達機構４０の入力軸４１はクラッチモータ６０の出力軸６１に同軸に固定されている。また、動力伝達機構４０の出力軸４３は減速機５ａの入力軸５ｃに同軸に固定されている。

クラッチモータ６０の操作アーム６２、長短のシャフト６３，６４は、リンク機構６５を構成していて、シャフト６４の駆動軸６６にはペダル６７が軸支されている。ペダル６７を操作して駆動軸６６の回転角度を設定することで、リンク機構６５を制御して、図示しないクラッチ機構により動力伝達機構４０の入力軸４１とクラッチモータ６０の図示しない出力軸６１とを連結し、または遮断するように設定することができる。このようにペダル６７の操作によりクラッチ機構を制御して、クラッチモータ６０の動力伝達状態を調整できるので、動力伝達機構４０の入力軸４１とクラッチモータ６０の出力軸が連結されたときには、動力伝達機構４０の出力軸４３の回転状態を調整して、減速機５ａの回転状態を調整することができる。したがって、ペダル６７の操作により減速機５ａの出力軸５ｂに取り付けられた挟持機構１０の回転を停止したり、回転速度を調整することができる。

次に、図４（ａ），（ｂ）、および、図５（ａ），（ｂ）を参照して、挟持機構１０と挟持機構２０の構造について説明する。図４（ａ）は挟持機構の断面図、図４（ｂ）は挟持機構の分解斜視図、図５（ａ）は挟持機構の前面図、図５（ｂ）は挟持機構の前面図である。

挟持機構１０は、相互に対向して近接離反する第１、第２挟持部材１３，１４を有している。第１挟持部材１３は長手方向の後部に回転軸１０ａを延設して外形Ｌ字形状であり、第２挟持部材１４は直方体形状である。

挟持部材１３の上部の前側には、係合凹部１１ｂを有する溝部材１５ａが設けられている。また、挟持部材１３の底部の奥側には、３辺の側壁がコ字状に連続するコ字状壁部１３ａが設けられている。コ字状壁部１３ａにおいて、対向する壁面１３ｂ，１３ｂには孔１３ｃ，１３ｃが設けられている。

また、挟持部材１４の前部には、前記係合凹部１１ｂと嵌合する係合凸部１１ａを有する凸部材１５ｂが設けられている。挟持部材１４の奥側には、挟持部材１３のコ字状壁部１３ａによる溝部１３ｄに嵌合する突出片１４ａが延設され、この突出片１４ａには、突出方向に交差して水平に孔１４ｂが設けられている。

そして、挟持部材１３の溝部１３ｄに挟持部材１４の突出片１４ａを嵌合して、孔１３ｂ，１４ｂ，１３ｂの順に軸部材１６を嵌合して、挟持部材１３と挟持部材１４を後端で回動可能に軸支して係合凸部１１ａと係合凹部１１ｂを開閉可能に組み立てる。

また、挟持部材１３と挟持部材１４には上下に貫通して孔１３ｅ，１４ｅが設けられており、孔１３ｅの下からボルト１７を挿入して孔１３ｅの上から突出したボルト１７のシャフト１７ａにコイルバネ１７ｂを遊嵌し、この状態で孔１４ｅ内に挿入して孔１４ｅの上から突出したシャフト１７ａの先端にナット１７ｃを取り付けて挟持機構１０の組み立てが完了する。

こうして、挟持機構１０は、挟持部材１３の孔１３ｅと挟持部材１４の孔１４ｅとの間にコイルバネ１７ｂを掛け渡して互いの一端側が離反する方向の弾性力を付与し、ボルト１７が孔１３ｅ，コイルバネ１７ｂ，孔１４ｅを挿通してナット１７ｃを取り付けることにより、挟持部材１３と挟持部材１４は、ボルト１７とナット１７ｃよりなる結合部材により連結されるとともに、各一端側を開閉する方向に他端側で軸部材１６を中心に回動可能に軸支される。そして、挟持機構１０は、ナット１７ｃを締め付けることで、挟持部材１３と挟持部材１４が軸部材１６を中心に回動して、係合凹部１１ｂと係合凸部１１ａの開閉により挟持部１１の締め付け状態が調整される。

挟持機構２０の構造は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、挟持部２１の挟持構造が挟持機構１０と異なるが、その他の構造は、挟持機構１０と略同様であるのでここでは簡略に説明する。

挟持機構２０は、挟持部材２３の孔２３ｅと挟持部材２４の孔２４ｅとの間にコイルバネ１７ｂを掛け渡して互いの一端側が離反する方向の弾性力を付与し、ボルト１７が孔２３ｅ，コイルバネ１７ｂ，孔２４ｅを挿通してナット１７ｃを取り付けることにより、挟持部材２３と挟持部材２４は各一端側を開閉する方向に他端側で軸部材１６を中心に回動可能に軸支される。そして、挟持機構２０は、ナット１７ｃを締め付けることで、挟持部材２３と挟持部材２４が軸部材１６を中心に回動して、綾目模様や網目模様等の滑り留め加工がなされた祖面挟持部２１ａ，２１ｂの開閉による挟持部２１の締め付け状態が調整される。

また、図１，図２に示すように、ナット１７ｃには、操作ハンドル２９ａを有する筒型スパナ２９が装着されていて、操作ハンドル２９ａの回動操作によりナット１７ｃを操作することができる。挟持機構２０は、筒型スパナ２９の操作ハンドル２９ａの回動操作によりナット１７ｃを締め付けることで、挟持部材２３と挟持部材２４が軸部材１６を中心に回動して、挟持部２１の締め付け状態を調整できる。

前記した挟持機構１０、挟持機構２０の構造が異なっているのは、挟持機構１０の挟持部１１は、複数本の金属線材を環状に束ねて挟着されるので、その係合凸部１１ａと係合凹部１１ｂとの係合状態は上下に深く係合するように形成してある。また、挟持機構の２０の挟持部２１は、捻りブラシの製造時に、複数本の金属線材を横に並べて金属線材が横並びに挟着された状態で捻られるようにするもので、金属線材の装着時には、挟持部２１の上下の高さは金属線材１本分であるから、祖面挟持部２１ａ，２１ｂの圧接により多数の金属線材を横に並べて保持されるものである。なお、前記した挟持機構１０の係合凸部１１ｂの当接面には、綾目模様や網目模様等の滑り留め加工をしておくとよい。

次に、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、捻りブラシ製造装置１の動作について説明する。図６（ａ）に示すように２本の金属線材５０を束ねて挟持機構１０の挟持部１１へ前面１２から挿し込み、挟持機構１０のナット１７ｃを締め付けることで、挟持部１１の締め付け状態を調整して挟持部１１へ２本の金属線材５０の一端を係止する。

その後、レバー３０の操作部３２を操作して、挟持機構２０を挟持機構１０へ近づけるようにシリンダ軸６を移動させる。そして、２本の金属線材５０の他端を挟持機構２０の挟持部２１へ前面２２から挿し込み、筒型スパナ２９の操作ハンドル２９ａの回動操作によりナット１７ｃを締め付けることで、挟持部２１の締め付け状態を調整して挟持部２１へ２本の金属線材５０の他端を係止する。

こうして２本の金属線材５０を線材支持機構４及び線材支持機構５の間に配置して各端部を挟持機構１０及び挟持機構２０に挟着させる。そして、２本の金属線材５０の間に短尺な多数のブラシ毛５１を挿し込んで、２本の金属線材５０間に短尺な複数本のブラシ毛５１を直交状に装着して、ペダル６７の操作により減速機５ａの出力軸５ｂに取り付けられた挟持機構１０を回転させる。

挟持機構１０が挟持部１１を中心に回転して２本の金属線材５０を捻ることによりブラシ毛５１を２本の金属線材５０間に固着するとともに螺旋状に配設していくが、金属線材５０が捻れにより短尺になって挟持機構２０が挟持機構１０に向って移動しようとする際に、捻られる２本の金属線材５０間に捻りむらができないようにレバー３０の操作部３２を操作して、挟持機構２０の挟持機構１０に対する近接離反状態を調整して、金属線材５０の張力を微妙に調整することで、２本の金属線材５０間の捻れ状態を調整する。こうして挟持機構１０を回転させて金属線材５０の張力を微妙に調整しながら、金属線材５０を捻ることによりブラシ毛５１を金属線材５０に挟着固定して図６（ｄ）に示すような捻りブラシ５３を形成する。

前述したように捻りブラシ製造装置１により、束ねた金属線材５０の一端を挟持機構１０の挟持部１１へ保持し、また、金属線材５０の他端を挟持機構２０の挟持部２１へ保持してペダル６７の操作により減速機５ａを駆動することで、前記捻りブラシ５３の他にも、金属線材の太さを変えたり、金属線材間におけるブラシ毛の配置を変えたりして、さまざまな種類の捻りブラシを製造することができる。

例えば、前述したように捻りブラシ製造装置１を使用して図６（ｂ）に示すように４本の金属線材５０の上２本と下２本の間に短尺な複数本のブラシ毛５１を金属線材５０と直交して配列して、金属線材５０を捻ることによりブラシ毛５１を金属線材５０に固着するとともに螺旋状に配設して捻りブラシ５３を形成したり、また、図６（ｃ）に示すように４本の金属線材５０の上１本と中２本の間および金属線材５０の中２本と下１本の間にそれぞれブラシ毛５１を同一方向に金属線材５０と直交して配列して、金属線材５０を捻ることによりブラシ毛５１を金属線材５０に固着するとともに螺旋状に配設して捻りブラシ５３を形成することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、クレームに記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。

本発明に係る捻りブラシ製造装置の平面図である。 図１の正面図である。 （ａ）は図１の右側面図である。 （ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は挟持機構の断面図である。 （ｂ）は挟持機構の分解斜視図である。 （ａ）は第１線材支持機構の前面図である。 （ｂ）は第２挟持機構の前面図である。 （ａ）〜（ｄ）は捻りブラシの製造過程の説明図である。

符号の説明

１ 捻りブラシ製造装置
２ 作業テーブル
３，３０ レバー
４ 第２線材支持機構
４ａ 基台
４ｂ 四角筒状のケース部
４ｃ ガイドレール
５ 第１線材支持機構
５ａ 減速機
５ｂ 減速機５ａの出力軸
５ｃ 減速機５ａの入力軸
６ シリンダ軸
６ａ 操作軸
９ａ 固定軸
６ｂ フランジ部材
６ｃ 交差軸
６ｄ ローラ
７ ガイド軸
８ コイルバネ
９ ブラケット
１０ 第１挟持機構
１０ａ 回転軸
１１，２１ 挟持部
１１ａ，２１ａ 係合凸部
１１ｂ，２１ｂ 係合凹部
１２，２２ 前面
１３，２３ 第１挟持部材
１３ａ コ字状壁部
１３ｂ 壁面
１３ｃ，１３ｅ，１４ｂ，１４ｅ，２３ｅ，２４ｅ 孔
１３ｄ 溝部
１４，２４ 第２挟持部材
１４ａ 突出片
１５ａ 溝部材
１６ 軸部材
１７ ボルト
１７ａ シャフト
１７ｂ コイルバネ
１７ｃ ナット
２０ 第２挟持機構
２９ 筒型スパナ
２９ａ 操作ハンドル
３１ 長孔
３２ 操作部
４０ 動力伝達機構
４１ 入力軸
４２，４４ プーリ
４３，６１ 出力軸
４５ ベルト
５０ 金属線材
５１ ブラシ毛
５３ 捻りブラシ
６０ クラッチモータ
６２ 操作アーム
６３，６４ シャフト
６５ リンク機構
６６ 駆動軸
６７ ペダル

Claims (5)

1. 金属線材の一端部を挟着する第１挟持機構を設けた第１線材支持機構と、金属線材の他端部を挟着する第２挟持機構を設けた第２線材支持機構とを並設するとともに前記第１挟持機構を回転可能に設定し、複数本の金属線材を第１線材支持機構及び第２線材支持機構の間に配置して各端部を第１挟持機構及び第２挟持機構に挟着させ、金属線材間に短尺な複数本のブラシ毛を直交状に装着して前記第１挟持機構を回転させ、前記回転により複数本の金属線材を捻らせることによってブラシ毛を金属線材に固着するとともに螺旋状に配設してなることを特徴とする捻りブラシ製造装置。
2. 第１線材支持機構は第１挟持機構と、該第１挟持機構を回転させる駆動装置とを有することを特徴とする請求項１に記載の捻りブラシ製造装置。
3. 第２線材支持機構は第２挟持機構と、第１挟持機構及び第２挟持機構に挟着させる金属線材の張力を調整する張力調整機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の捻りブラシ製造装置。
4. 各挟持機構は相互に対向して近接離反する第１、第２挟持部材を有し、前記第１、第２挟持部材は各一端側を開閉する方向に他端側で回動可能に軸支され、各挟持部材間にコイルバネを掛け渡して互いの一端側が離反する方向の弾性力を付与し、該コイルバネを挿通して両挟持部材を連結する結合部材を有し、互いの一端側を近接して金属線材を挟着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の捻りブラシ製造装置。
5. 請求項３の張力調整機構は、第２挟持機構を一端に固定して軸方向に移動可能なシリンダ軸を前記第２挟持機構が第１挟持機構に対して離反する方向に付勢するように構成するとともに、前記シリンダ軸にはレバーを可動的に連結して前記レバーの操作により前記シリンダ軸を軸方向に移動させるようにして、前記第２挟持機構が第１挟持機構に対して近接離反するように構成したことを特徴とする捻りブラシ製造装置。

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