JP2007050120A

JP2007050120A - チャンネルブラシ式ブラシロール及びブラシロール用チャンネルブラシ

Info

Publication number: JP2007050120A
Application number: JP2005237655A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Murayama; 正勝村山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】被洗浄体の表面を傷付ける虞の少ないチャンネルブラシ式ブラシロール５を提供する。
【解決手段】円筒状の回転体６の外周に、長尺のチャンネルブラシ１が所定の間隔をもって装着されてなるチャンネルブラシ式ブラシロール５において、チャンネルブラシ１が、長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し芯線を包有する長尺のチャンネルと、芯線と該チャンネルとの間に挟着される毛材とを備えてなり、チャンネルブラシ式ブラシロール５の外周面において、毛材先端の密度が全周に亘って２５本／ｃｍ²以上、２５０本／ｃｍ²以下である帯状円周領域が存在するようにする。
【選択図】図９

Description

本発明は、被洗浄面に付着した塵埃を除去するためのチャンネルブラシ式ブラシロール（本明細書ではこれを「ブラシロール」と略称する場合がある。）と、そのブラシロールに用いられるブラシロール用チャンネルブラシ（本明細書ではこれを「チャンネルブラシ」と略称する場合がある。）に関する。

従来、被洗浄面に付着した塵埃を除去するために、毛材を有するチャンネルブラシを回転シャフトに装着する形式のブラシロールが使用されている（例えば、特許文献１〜１１参照）。この様な形式のブラシロールは構成が簡素で安価な上に、使用に伴って毛材が磨耗した場合でもその交換が容易であることから、様々な分野で用いられている。例えば、液晶ガラスの洗浄、各種基板の研磨や洗浄工程において、チャンネルブラシを用いたブラシロールが使用されている。

図１は、従来のチャンネルブラシの構成を模式的に示す図である。図１のチャンネルブラシ１０１は、長尺の芯線１０２と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、芯線１０２を包有する長尺のチャンネル１０３と、芯線１０２とチャンネル１０３との間に挟着される毛材１０４とを備えてなる。

図２は、従来のチャンネルブラシの製造手順を説明するための図であり、芯線及びチャンネルの長尺方向に対して垂直方向の断面を示している。図２に示すように、概Ｕ字型のチャンネル１０３上に、毛材１０４をチャンネル１０３の長尺方向に交差する向きに並べて配置し、その上から芯線１０２を押し付けて、毛材１０４をＵ字型に２つ折りしながらチャンネル１０３の溝内に埋め込む。次いで、チャンネル１０３の開放された左右の端縁を挟圧することにより、チャンネル１０３の両端縁が毛材１０４の根元を挟着し、チャンネルブラシ１０１が形成される。

図３は、従来のチャンネルブラシを用いたブラシロールの一例である、直線型ブラシロールの構成を模式的に示す図である。図３の直線型ブラシロール１０５は、円筒状の回転シャフト１０６の外周面上に長手方向に沿って平行に形成された複数本（図では１６本）の溝１０７に対して、図１のチャンネルブラシ１０１が各々装着されてなる。

図４は、従来のチャンネルブラシを用いたチャンネルブラシ式ブラシロールの別の例である、螺旋型ブラシロールの構成を模式的に示す図である。図４の螺旋型ブラシロール１０８は、図１のチャンネルブラシ１０１と同様の構成を有し、且つ、より長尺に形成されたチャンネルブラシ１０１’が、円筒状の回転シャフト１０９の外周面に沿って螺旋状に巻回され、装着されてなる。

図３の直線型ブラシロール１０５や図４の螺旋型ブラシロール１０６は、各種の洗浄装置に装着されて、その毛材先端が洗浄対象物の被洗浄面に接触するように配置され、円筒形状の軸回りに回転されることによって、洗浄が行なわれる。

図５は、従来の直線型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。図５においては、例えばアルミニウム製の円筒状基体のように、円筒形状を有する洗浄対象物Ｓの円周表面を被洗浄面として、これを図３の直線型ブラシロール１０５を用いて洗浄する場合の洗浄手順の一例を示している。洗浄対象物Ｓは、洗浄装置の把持・駆動機構（図示省略）によって把持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ１の方向に）回転される。直線型ブラシロール１０５は、その軸方向が円筒形状の軸方向と略直交する向きに、且つ、その毛材先端が洗浄対象物Ｓの円周表面に接するように配設された状態で、洗浄装置の支持・駆動機構（図示省略）によって支持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ２の方向に）回転されるとともに、洗浄対象物Ｓの軸方向に沿って相対的に（例えば、図中の上下方向に）駆動されることにより、洗浄が行なわれる。

図６は、従来の螺旋型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。図６においても図５の場合と同様、円筒形状を有する洗浄対象物Ｓの円周表面を被洗浄面として、これを図４の螺旋型ブラシロール１０８を用いて洗浄する場合の洗浄手順の一例を示している。洗浄対象物Ｓは、洗浄装置の把持・駆動機構（図示省略）によって把持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ３の方向に）回転される。螺旋型ブラシロール１０８は、その軸方向が円筒形状の軸方向と略直交する向きに、且つ、その毛材先端が洗浄対象物Ｓの円周表面に接するように配設された状態で、洗浄装置の支持・駆動機構（図示省略）によって支持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ４の方向に）回転されるとともに、洗浄対象物Ｓの軸方向に沿って相対的に（例えば、図の平面に対して直交する方向に）駆動されることにより、洗浄が行なわれる。

なお、図５及び図６に示す洗浄手順はあくまでも一例であり、洗浄対象物Ｓの形状、洗浄対象物Ｓとブラシロール１０５，１０８との相対的な配置、洗浄対象物Ｓやブラシロール１０５，１０８の回転方向や駆動方向等に応じて、様々な変形例が存在する。

実用新案登録第３０８７１２８号公報実用新案登録第３０９９７１７号公報実用新案登録第３０８８５６６号公報特開２００４−３３６８５号公報特開２００３−２７５０２５号公報特開２００３−３４４号公報特開２００２−２９１５３２号公報特開２００１−３４６６２９号公報特開２００１−３３３８１９号公報特開２００１−１０５０２０号公報特開２００１−５１９４号公報

しかしながら、特許文献１〜１１に記載の技術に代表される、従来のチャンネルブラシを用いたブラシロールは、柔らかい被洗浄面を有する洗浄対象物に用いた場合、その被洗浄面を傷付けてしまう場合があった。これは、例えばアルミニウム製の円筒状基体を洗浄する場合のように、被洗浄面の平滑性に高い精密さが求められる分野においては、とりわけ大きな課題となっていた。そのため、アルミニウム製の円筒状基体のブラシ洗浄には、植え込み型のブラシロールが多く用いられている。

その原因は明らかではないが、例えば図５及び図６に示す洗浄手順の例に明らかなように、ブラシロール１０５，１０８の毛材先端が離散的にまとまった状態で存在し、これが洗浄対象物Ｓの被洗浄面に対して脈動的に打ち付けられ、被洗浄面に不均一な力を加えてしまうためと考えられる。また、毛材先端の離散を防ぐために密着巻きとした場合には、外周面上の毛材密度を低くすることが出来ず、被洗浄面と毛材が当接したときの毛材の逃げ代が少ないために被洗浄面を傷付けてしまう場合があった。

以上の背景から、従来のチャンネルブラシ式ブラシロールの簡素な構成をできるだけ生かしつつ、洗浄対象物の被洗浄面を傷付ける虞の少ないブラシロール及びチャンネルブラシが求められていた。

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたものである。即ち、本発明の目的は、簡素な構成を有し、洗浄対象物の被洗浄面を傷付ける虞の少ない、チャンネルブラシ式ブラシロール及びブラシロール用チャンネルブラシを提供することである。

本発明者らは鋭意検討の結果、従来のチャンネルブラシ式ブラシロールの構成において、毛材先端の密度をブラシロールの外周面の全周に亘って一定の範囲内とすることにより、毛材先端が被洗浄面に対して脈動的に打ち付けられるのを防ぎ、洗浄対象物の被洗浄面を傷付ける虞が低減されることを見出した。また、従来のチャンネルブラシの毛材の広がり角を一定の値以上に調整すること、更には、チャンネルの外周に対して従来よりも太い芯材を用いることによって、上述の利点を有するチャンネルブラシ式ブラシロールを容易に実現できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明の要旨は、円筒状の回転体の外周に、長尺のチャンネルブラシが装着されてなるチャンネルブラシ式ブラシロールにおいて、該チャンネルブラシが、長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、該芯線と該チャンネルとの間に挟着される毛材とを備えてなり、該チャンネルブラシ式ブラシロールの外周面において、毛材先端の密度が全周に亘って２５本／ｃｍ²以上、２００本／ｃｍ²以下である帯状円周領域が存在することを特徴とする、チャンネルブラシ式ブラシロールに存する（請求項１）。

ここで、チャンネルブラシが回転体の外周に螺旋状に装着されてなるのが好ましい（請求項２）。

また、チャンネルブラシが回転体の回転軸と略平行に複数装着されてなるのも好ましい（請求項３）。

また、本発明の別の要旨は、円筒状の回転体の外周に所定の間隔をもって装着されることによりブラシロールを形成し得る長尺のチャンネルブラシにおいて、長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、二つ折りにされて該チャンネルと該芯線との間に挟着される毛材とを備えてなるとともに、長尺方向と垂直な断面上における該毛材の広がり角が２０°以上であることを特徴とする、ブラシロール用チャンネルブラシに存する（請求項４）。

また、本発明の別の要旨は、円筒状の回転体の外周に所定の間隔をもって装着されることによりブラシロールを形成し得る長尺のチャンネルブラシにおいて、長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、二つ折りにされて該チャンネルと該芯線との間に挟着される毛材とを備えてなるとともに、長尺方向と垂直な断面上における、該チャンネルの外側周長に対する該芯線の全周長の比率が４０％以上であることを特徴とする、ブラシロール用チャンネルブラシに存する（請求項５）。

本発明によれば、簡素な構成を有し、洗浄対象物の被洗浄面を傷付ける虞の少ない、チャンネルブラシ式ブラシロール及びブラシロール用チャンネルブラシが提供される。

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。

［Ｉ．第１実施形態］
［Ｉ−１．チャンネルブラシ］
図７（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第１実施形態に係るチャンネルブラシの構成を模式的に示す図であり、図７（ａ）はチャンネルブラシ１の上方斜視図、図７（ｂ）はチャンネルブラシ１をその長尺方向に対して直交する平面で切断した断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示すチャンネルブラシ１は、概ね直線的な長尺の形状を有し、図１のチャンネルブラシ１０１と同様、長尺の芯線２と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、芯線２を包有する長尺のチャンネル３と、芯線２とチャンネル３との間に挟着される毛材４とを備えてなる。

チャンネルブラシ１の形状や寸法は特に制限されず、併用される回転シャフトや洗浄装置等の形状、洗浄対象物の種類等に応じて定めればよい。
具体的に、チャンネルブラシ１の長さ（長尺方向の寸法）は、通常５０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上、また、通常２０００ｍｍ以下、好ましくは１０００ｍｍ以下の範囲である。
チャンネルブラシ１の高さ（チャンネルの屈曲部から毛材先端までの寸法）は、通常２０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上、また、通常１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下の範囲である。
チャンネルブラシ１のチャンネルの幅（図７（ａ）におけるチャンネル外周の左右方向の幅）は、通常２．４ｍｍ以上、好ましくは２．４ｍｍ以上、また、通常１３．０ｍｍ、好ましくは５．０ｍｍ以下の範囲である。

本実施形態のチャンネルブラシ１は、長尺方向と垂直な断面上における毛材４の広がり角が、通常２０°以上である点を特徴としている。ここで、長尺方向と垂直な断面上における「毛材の広がり角」とは、図７（ｂ）のθで表わされる、チャンネル３の折り返し部分と毛材４の先端とが形成する最大角度のことをいう。毛材４の広がり角は、中でも３０°以上が好ましく、更には３５°以上が好ましい。毛材４の広がり角が上記範囲を満たすことにより、チャンネルブラシ１をブラシロールに用いた場合に、ブラシロールの外周面上で毛材４の先端密度が均一になり易くなるので好ましい。なお、この毛材の広がり角は、チャンネルブラシの断面形状や側面形状を、目視や拡大鏡、顕微鏡、写真等の手法で観察することにより測定される。

図８は、図７（ａ），（ｂ）に示すチャンネルブラシ１の製造手順を説明するための図であり、芯線２及びチャンネル３の長尺方向に対して垂直方向の断面を示している。図８に示すように、概Ｕ字型のチャンネル３上に、毛材４をチャンネル３の長尺方向に交差する向きに並べて配置し、その上から芯線２を押し付けて、毛材４をＵ字型に２つ折りしながらチャンネル３の溝内に埋め込む。次いで、チャンネル３の開放された左右の端縁を挟圧することにより、チャンネル３の両端縁が毛材４の根元を挟着し、チャンネルブラシ１が形成される。

芯線２の素材は特に限定されないが、腐食性液体と接触した場合に錆び難いステンレス鋼を用いることが好ましい。
芯線２の断面形状は任意であるが、通常は円形である。
芯線２の長さ（長尺方向の寸法）は、目的とするチャンネルブラシ１の長さに応じて調整される。
芯線２の太さ（断面の直径）は、後述するようにチャンネル３の幅との関係で規定されるが、通常０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の範囲である。

チャンネル３の素材は特に限定されないが、通常はメッキ鋼板やステンレス鋼が用いられる。中でも、腐食性液体と接触した場合に錆びやメッキの剥がれが起こりにくいステンレス鋼が好ましい。
チャンネル３の形状は任意であるが、通常は長尺の平板をその長尺方向に沿ってチャンネル形状に加工したものを使用する。
チャンネル３の長さ（長尺方向の寸法）は、目的とするチャンネルブラシ１の長さに応じて調整される。
チャンネル３の厚みも任意であるが、通常０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲である。
チャンネル３の外側周長（図８の矢印Ａで示される長さ。詳細は後述する。）は、後述するように芯線２の太さとの関係で規定されるが、通常５．０ｍｍ以上、４０．０ｍｍ以下の範囲である。

毛材４の素材は特に限定されないが、通常、洗浄には安価で耐久性のあるナイロン、ポリプロピレン等が用いられる。中でもナイロンが好ましい。
毛材４の長さは目的とするチャンネルブラシ１の用途や形状等によって異なるが、通常２０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上、また、通常１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下の範囲である。
毛材４の太さも目的とするチャンネルブラシ１の用途や形状等によって異なるが、通常０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲である。
毛材４の本数も目的とするチャンネルブラシ１の用途等によって異なるが、チャンネルブラシ１の長尺方向の単位長さ当たり、通常５０本／ｃｍ以上、好ましくは１００本／ｃｍ以上、また、通常５００本／ｃｍ以下、好ましくは３００本／ｃｍ以下の範囲である。

本実施形態のチャンネルブラシ１は、長尺方向と垂直な断面上における、チャンネル３の外側周長（図８の矢印Ａで示される辺の長さ）に対する芯線２の全周長（図８の矢印Ｂで示される周の長さ）の比率が、通常４０％以上である点を特徴としている。従来のチャンネルブラシにおいては、チャンネルの外側周長に対する芯線の全周長の比率は、通常３５％以下である。これに対して本発明では、チャンネル３の外側周長に対する芯線２の全周長の比率を従来よりも大きく設定することにより、チャンネルブラシ１の形成時に毛材の先端が自然に広がり、上述の広がり角が達成されることになる。このチャンネル３の外側周長に対する芯線２の全周長の比率は、上述の様に通常４０％以上であるが、中でも４５％以上が好ましく、更には５０％以上が好ましい。なお、この比率は、チャンネルブラシの断面形状や側面形状、またはチャンネルブラシを分解した場合の断面形状や側面形状を、目視や拡大鏡、顕微鏡、写真等の手法で観察することにより測定される。

［Ｉ−２．ブラシロール］
図９（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第１実施形態に係るブラシロール（直線型ブラシロール）の構成を模式的に示す断面図であり、図９（ａ）はその長手方向に垂直な断面図、図９（ｂ）はその長手方向に沿った断面図である。図９（ａ），（ｂ）に示す直線型ブラシロール５は、円筒状の回転体である回転シャフト６の外周に、直線状に形成された第１実施形態のチャンネルブラシ１が、回転シャフト６の回転軸に沿った方向に複数、平行に装着されてなる。

回転シャフト６の素材は特に限定されないが、通常はステンレス鋼、アルミニウム合金、各種プラスチック等が用いられる。中でもステンレス鋼が好ましい。
回転シャフト６の長さ（長尺方向の寸法）は、ブラシロール５の目的や用途に応じて調整されるが、通常５０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上、また、通常２０００ｍｍ以下、好ましくは１０００ｍｍ以下の範囲である。
回転シャフト６の直径も任意であるが、通常２０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の範囲である。
回転シャフト６が中空の筒状形の場合、その筒壁の厚み（肉厚）も任意であるが、通常２．０ｍｍ以上、７．０ｍｍ以下の範囲である。なお、場合によっては中実管も用いてもよい。

更に、回転シャフト６の外周面上には、その長手方向に沿って平行に、複数の溝７が形成され、この溝７に図７（ａ），（ｂ）のチャンネルブラシ１が各々装着されてなる。具体的に、個々の溝７の内周は、チャンネルブラシ１のチャンネル部分の外周と同じ形状で、且つ、若干大きい寸法を有するように形成される。そして、個々の溝７に対してチャンネルブラシ１のチャンネル部分をスライドさせながら嵌め込むことにより、チャンネルブラシ１のチャンネル部分の外周が溝７の内周と密着し、チャンネルブラシ１が回転シャフト６の外周面上に固定されて、直線型ブラシロール５が形成されるようになっている。

図９（ａ），（ｂ）に示す本実施形態の直線型ブラシロール５では、回転シャフト６の外周面上に均等な間隔で１６本の溝７が形成され、各々の溝７にチャンネルブラシ１が装着されているが、溝７の本数や間隔（即ち、装着されるチャンネルブラシ１の本数や間隔）はこれに制限されるものではなく、任意に変更することが可能であるが、ブラシロール外周面の毛材先端の密度が均一になるようにすることが好ましい。また、溝７の間隔（即ち、チャンネルブラシ１の装着間隔）は概ね均等とすることが好ましい。溝７の間隔があまりに不均等である場合には、溝７にチャンネルブラシ１を装着した場合に、毛材先端の密度にばらつきが生じるので好ましくない。

本実施形態の直線型ブラシロール５は、その外周面において、毛材先端の密度が全周に亘って２５本／ｃｍ²以上、２５０本／ｃｍ²以下である帯状円周領域が存在することを特徴としている。これは言い換えれば、毛材先端が直線型ブラシロール５の外周面全体に亘って一定の密度範囲内に存在することを意味する。上述の帯状円周領域は、直線型ブラシロール５の外周面の少なくとも一部に存在していればよいが、通常は、直線型ブラシロール５の毛材先端が洗浄対象物の被洗浄面と接触する領域全体に広がって存在していることが好ましい。この帯状円周領域内の毛材先端の密度は、好ましくは２００本／ｃｍ²以下、更に好ましくは１５０本／ｃｍ²以下である。また、好ましくは５０本／ｃｍ²以上、更に好ましくは８０本／ｃｍ²以上である。

なお、毛材の長さには通常ばらつきがあるため、毛材の最先端の位置のみに基づいてブラシロールの外周面を規定するのは困難である。よって、本明細書におけるブラシロールの「外周面」とは、ブラシロールの使用時に毛材先端を洗浄対象物の被洗浄面と接触させて回転させた場合における、被洗浄面と毛材との接触面によって規定される円周面を指すものとする。但し、ブラシロールの使用時におけるブラシロールと洗浄対象物との相対配置が特定できない場合には、平均長の９０％の長さの毛材によって規定される円周面を指すものとする。毛材先端の密度は、まず上述の基準でブラシロールの外周面を特定し、その外周面の一定面積内における毛材先端の数を、目視や拡大鏡、顕微鏡、写真等の手法で観測することにより算出される。

図１０は、本発明の第１実施形態に係る直線型ブラシロール５を用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。図１０においても、図５の場合と同様、例えばアルミニウム製の円筒状基体のように、円筒形状を有する洗浄対象物Ｓの円周表面を被洗浄面として、これを本実施形態の直線型ブラシロール５を用いて洗浄する場合の洗浄手順の一例を示している。洗浄対象物Ｓは、洗浄装置の把持・駆動機構（図示省略）によって把持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ１の方向に）回転される。直線型ブラシロール５は、その軸方向が円筒形状の軸方向と略直交する向きに、且つ、その毛材先端が洗浄対象物Ｓの円周表面に接するように配設された状態で、洗浄装置の支持・駆動機構（図示省略）によって支持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ２の方向に）回転されるとともに、洗浄対象物Ｓの軸方向に沿って相対的に（例えば、図中の上下方向に）駆動されることにより、洗浄が行なわれる。

ここで、図１０から明らかなように、本実施形態の直線型ブラシロール５では、毛材先端がその外周面全体に亘って一定の密度以上で存在しているので、洗浄時にこれを回転させても、毛材先端が洗浄対象物Ｓの被洗浄面に対して一様に接触し、被洗浄面に加わる力も均一なものとなる。よって、毛材先端が被洗浄面に対して脈動的に打ち付けられるのを防ぐことができ、その結果、洗浄対象物Ｓの被洗浄面を傷付ける虞が低減される。

［II．第２実施形態］
［II−１．チャンネルブラシ］
図１１は、本発明の第２実施形態に係るチャンネルブラシの構成を模式的に示す斜視図である。図１１に示すチャンネルブラシ１’は、図７（ａ），（ｂ）に示す第１実施形態のチャンネルブラシ１と同様、長尺の芯線２と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、芯線２を包有する長尺のチャンネル３と、芯線２とチャンネル３との間に挟着される毛材４とを備えてなる。そして、図１１に示すチャンネルブラシ１’は、第１実施形態のチャンネルブラシ１よりも長尺に形成されるとともに、毛材先端が外方に突出するように、チャンネル部分が螺旋状に巻回されてなる。その他の構成については、第１実施形態のチャンネルブラシ１と同様である。特に、長尺方向と垂直な断面上における毛材の広がり角は、第１実施形態のチャンネルブラシ１と同様、上記規定の特徴を満たすように調整されている。

チャンネルブラシ１’の長さ（長尺方向の寸法）は、その目的や用途に応じて調整されるが、通常５００ｍｍ以上、好ましく１０００ｍｍ以上、また、通常２０ｍ以下、好ましくは１０ｍ以下の範囲である。長さが長すぎると、回転シャフトに装着する際に不便があるため、この場合には適宜、分割して使用されることがある。
チャンネルブラシ１’が形成する螺旋の内径は、後述する回転シャフトの外径との関係で決定されるが、通常２０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上、また、通常２００ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以下の範囲である。
チャンネルブラシ１’が形成する螺旋の平均巻回ピッチ（チャンネルブラシの螺旋軸方向に沿った隣接チャンネルブラシ間の平均距離）は、その目的や用途に応じて調整され、チャンネルブラシの幅にもよるが、通常２．０ｍｍ以上、好ましくは４．０ｍｍ以上、また、通常４０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下の範囲である。

更に、本実施形態のチャンネルブラシ１’は、上述した第１実施形態の直線型ブラシロール５と同様、その外周面において、毛材先端の密度が全周に亘って通常２５本／ｃｍ²以上、中でも５０本／ｃｍ²以上、更には８０本／ｃｍ²以上、通常２５０本／ｃｍ²以下、中でも２００本／ｃｍ²以下、更には１５０本／ｃｍ²以下である帯状円周領域が存在するように調整されている。この構成によって、本実施形態のチャンネルブラシ１’を後述する回転シャフトに装着して螺旋状ブラシロールとした場合に、毛材先端の密度が本発明で規定する範囲を満たすブラシロールが得られることになる。ブラシロールの外周面の特定手法や、毛材先端の密度の算出方法は、第１実施形態の場合と同様である。

本実施形態のチャンネルブラシ１’は、第１実施形態のチャンネルブラシ１と同様の手法で作製した直線状のチャンネルブラシを、螺旋状に巻回することによって製造することが可能である。芯線２及びチャンネル３の長尺方向の寸法や毛材４の本数は、目的とするチャンネルブラシ１’の長尺方向の寸法に応じて適宜調整すればよい。その他の芯線２、チャンネル３、毛材４の素材や寸法等は、基本的に第１実施形態のチャンネルブラシ１の場合と同様である。特に、長尺方向と垂直な断面上における、チャンネル３の外側周長に対する芯線２の全周長の比率が、上記規定の特徴を満たすように調整するのがよい。

［II−２．ブラシロール］
図１２（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第２実施形態に係るブラシロール（螺旋型ブラシロール）の構成を模式的に示す断面図であり、図１２（ａ）はその長手方向に垂直な断面図、図１２（ｂ）はその長手方向に沿った断面図である。図１２（ａ），（ｂ）に示す螺旋型ブラシロール８は、円筒状の回転体である回転シャフト９の外周上に、螺旋状に形成された第２実施形態のチャンネルブラシ１’が装着されてなる。

回転シャフト９の材料、形状、寸法等は、第１実施形態の直線型ブラシロール５の回転シャフト６と基本的に同様であるが、回転シャフト９の外周面は回転シャフト６のように溝を有さず、基本的に平滑な円周面として形成される。また、回転シャフト９の外周面の外径は、第２実施形態のチャンネルブラシ１’の螺旋内周面の内径よりも若干小さめに設定される。この回転シャフト９の外周面に、チャンネルブラシ１’の螺旋内周面を被せてスライドさせることにより、回転シャフト９の外周にチャンネルブラシ１’が圧着されて固定され、螺旋型ブラシロール８が作製される。ここで、チャンネルブラシ１’の毛材先端の密度が上記のように調整されているので、得られる螺旋型ブラシロール８の毛材先端の密度も、本発明で規定する範囲を満たすことになる。
また、第１実施形態の直線型ブラシロール５の回転シャフト６と同様に、螺旋状の溝を設けた回転シャフトを使用してもよい。この場合には、螺旋型ブラシロール８の螺旋内周面の内径を溝底部の内径より若干大きく製作して、ネジにナットを挿入する要領でブラシロールを回転シャフトに装着する。

図１３は、本発明の第２実施形態に係る螺旋型ブラシロール８を用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。図１３においても、図１０の場合と同様、例えばアルミニウム製の円筒状基体のように、円筒形状を有する洗浄対象物Ｓの円周表面を被洗浄面として、これを本実施形態の螺旋型ブラシロール８を用いて洗浄する場合の洗浄手順の一例を示している。洗浄対象物Ｓは、洗浄装置の把持・駆動機構（図示省略）によって把持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ３の方向に）回転される。螺旋型ブラシロール８は、その軸方向が円筒形状の軸方向と略直交する向きに、且つ、その毛材先端が洗浄対象物Ｓの円周表面に接するように配設された状態で、洗浄装置の支持・駆動機構（図示省略）によって支持され、円筒形状の軸回りに（即ち、図中の矢印Ｒ４の方向に）回転されるとともに、洗浄対象物Ｓの軸方向に沿って相対的に（例えば、図の平面に対して直交する方向に）駆動されることにより、洗浄が行なわれる。

ここで、図１３から明らかなように、本実施形態の螺旋型ブラシロール８でも、毛材先端がその外周面全体に亘って一定の密度以上で存在しているので、洗浄時にこれを回転させても、毛材先端が洗浄対象物Ｓの被洗浄面に対して一様に接触し、被洗浄面に加わる力も均一なものとなる。よって、毛材先端が被洗浄面に対して脈動的に打ち付けられるのを防ぐことができ、その結果、洗浄対象物Ｓの被洗浄面を傷付ける虞が低減される。

［III．その他］
以上、本発明の第１及び第２の実施形態に係るチャンネルブラシ及びブラシロールについて説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変形を加えて実施することが可能である。

例えば、第１及び第２の実施形態のチャンネルブラシ１，１’は、上述の毛材の広がり角に関する特徴と、チャンネルの外側周長に対する芯線の全周長の比率に関する特徴の双方を満たしていたが、少なくとも一方の特徴を満たすものであればよい。

また、第１実施形態のブラシロール５において、回転シャフト６の外周上の溝７は、軸方向に沿って直線状に形成されていたが、溝の形状はこれに限られるものではなく、軸方向に対して斜め方向に形成されていてもよく、また、曲線状に形成されていても良い。この場合、溝に装着されるチャンネルブラシは、溝の形状に応じて予め成形されていてもよいが、チャンネル部分が多少の弾力を有する場合には、直線型のチャンネルブラシを溝に沿って挿入することにより、溝の形に合わせて変形させながら装着してもよい。また、上述したように、溝の本数や間隔は任意に調整することが可能である。

また、第１実施形態のブラシロール５では、回転シャフト６の外周上に形成された溝７にチャンネルブラシ１を装着するように構成されていたが、チャンネルブラシを回転シャフトの外周上に装着する手法は溝を用いた手法に限定されるものではない。例えば、回転シャフトの外周上にガイドレールや取付金具等を設け、これにチャンネルブラシを装着するように構成しても良い。更には、回転シャフトの外周面を平滑に形成し、この面上にチャンネルブラシを直接接着するように構成しても良い。

また、第２実施形態のブラシロール８では、予め螺旋状に成形したチャンネルブラシ１’を回転シャフト９に圧着するように構成されていたが、直線状のチャンネルブラシを回転シャフトの外周上に直接巻き付けながら、螺旋状に成形するように構成しても良い。

また、第１及び第２の実施形態のブラシロール５，８は、何れも本発明の規定を満たすチャンネルブラシ１，１’を用いて構成されていたが、本発明のブラシロールは、本発明のチャンネルブラシを用いて構成されるものには制限されない。上述した毛材の先端密度の規定を満たす限り、本発明のブラシロールは、従来公知の任意のチャンネルブラシを用いて実現することが可能である。但し、製造の容易さや効率の面からは、本発明のチャンネルブラシを用いて本発明のブラシロールを構成することが好ましい。

また、図１０及び図１３に示す洗浄手順はあくまでも一例であり、本発明のブラシロールを用いた洗浄手順はこれらの図の例に制限されるものではない。例えば、図１０及び図１３では円筒状の洗浄対象物Ｓの軸方向に対してブラシロール５，８の軸方向が略直交するように洗浄対象物とブラシロールを配置していたが、洗浄対象物Ｓとブラシロール５，８とを略平行に配置してもよい。その他にも、洗浄対象物の形状や、洗浄対象物とブラシロールとの相対的な配置、洗浄対象物やブラシロールの回転方向や駆動方向等に応じて、様々な変形を加えることが可能である。何れの場合も、ブラシロールの毛材先端が洗浄対象物の被洗浄面に接触した状態で、ブラシロールを回転させることにより洗浄を行なうものであれば構わない。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

規格番手＃２チャンネル（ステンレス鋼製、幅２．４ｍｍ、高さ３．０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍ）、直径１．５ｍｍのステンレス製芯線、及び、直径０．１ｍｍのナイロン製毛材を用いて、チャンネルブラシを製作した。このチャンネルブラシの毛材の密度は、チャンネルの長尺方向の密度が２９０本／ｃｍ、長尺方向と垂直な断面上における該毛材の広がり角が約４０°であった。

このチャンネルブラシを用いて、毛材先端を外側に向けて螺旋巻きし、概ね図１１に示す形状の螺旋型チャンネルブラシを製作した。螺旋内周面の内径は２８．０ｍｍ、チャンネルの平均螺旋ピッチは約５ｍｍとした。

この螺旋型チャンネルブラシを、直径３４．０ｍｍ、肉厚６．４ｍｍのステンレス製パイプに５ｍｍ間隔で幅３．５ｍｍ、深さ３．５ｍｍの螺旋状の溝を設けた回転シャフトに装着して、概ね図１２に示す形状の螺旋型ブラシロールを製作した。製作したブラシロールの外周面における毛材先端の密度は約１４０本／ｃｍ²であった。

このブラシロールを用いて、アルミニウム製の円筒状基体の洗浄テストを実施した。使用した基体は５０本で、何れも外径３０．０ｍｍ、肉厚０．７９ｍｍ、長さ３４６．０ｍｍの鏡面切削管で、脱脂洗浄を施したものである。洗浄テストは、図１０に示した方式で、ブラシロールと基体の接触部近傍に純水を振りかけながら行なった。ブラシロールの回転数は７５０ｒｐｍ、基体の回転数は３００ｒｐｍ、当り代は７ｍｍ、回転シャフト軸の円筒状基体に対する相対移動速度は３ｍ／秒、純水の振り掛け量は１Ｌ／分の条件で行なった。

洗浄テストの後、基体を乾燥して目視検査を実施した結果、キズ等のブラシ起因欠陥が見られた基体は５０本中０本であり、良好な結果であった。

本発明は、被洗浄面に付着した塵埃を清掃するためにチャンネルブラシ式のブラシロールが使用されている各種の分野、例えば、アルミニウム製の円筒状基体の洗浄工程等の分野において、好適に使用することが可能である。

従来のチャンネルブラシの構成を模式的に示す図である。従来のチャンネルブラシの製造手順を説明するための断面図である。従来のチャンネルブラシを用いたブラシロールの一例である、直線型ブラシロールの構成を模式的に示す図である。従来の直線型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。従来のチャンネルブラシを用いたチャンネルブラシ式ブラシロールの別の例である、螺旋型ブラシロールの構成を模式的に示す図である。従来の螺旋型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第１実施形態に係るチャンネルブラシの構成を模式的に示す図であり、（ａ）はチャンネルブラシの上方斜視図、（ｂ）はチャンネルブラシをその長尺方向に対して直交する平面で切断した断面図である。本発明の第１実施形態に係るチャンネルブラシの製造手順を説明するための断面図である。（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第１実施形態に係るブラシロール（直線型ブラシロール）の構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）はその長手方向に垂直な断面図、（ｂ）はその長手方向に沿った断面図である。本発明の第１実施形態に係る直線型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。本発明の第２実施形態に係るチャンネルブラシの構成を模式的に示す斜視図である。（ａ），（ｂ）は何れも、本発明の第２実施形態に係るブラシロール（螺旋型ブラシロール）の構成を模式的に示す断面図であり、（ａ）はその長手方向に垂直な断面図、（ｂ）はその長手方向に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係る螺旋型ブラシロールを用いた洗浄手順の一例を説明するための図である。

符号の説明

１，１’ チャンネルブラシ
２芯線
３チャンネル
４毛材
５直線型ブラシロール
６回転シャフト
７溝
８螺旋型ブラシロール
９回転シャフト
１０１，１０１’ チャンネルブラシ
１０２芯線
１０３チャンネル
１０４毛材
１０５直線型ブラシロール
１０６回転シャフト
１０７溝
１０８螺旋型ブラシロール
１０９回転シャフト

Claims

円筒状の回転体の外周に、長尺のチャンネルブラシが装着されてなるチャンネルブラシ式ブラシロールにおいて、
該チャンネルブラシが、長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、該芯線と該チャンネルとの間に挟着される毛材とを備えてなり、
該チャンネルブラシ式ブラシロールの外周面において、毛材先端の密度が全周に亘って２５本／ｃｍ²以上、２５０本／ｃｍ²以下である帯状円周領域が存在する
ことを特徴とする、チャンネルブラシ式ブラシロール。
該チャンネルブラシが該回転体の外周に螺旋状に装着されてなる
ことを特徴とする、請求項１記載のチャンネルブラシ式ブラシロール。
該チャンネルブラシが該回転体の回転軸と略平行に複数装着されてなる
ことを特徴とする、請求項１記載のチャンネルブラシ式ブラシロール。
円筒状の回転体の外周に装着されることによりブラシロールを形成し得る長尺のチャンネルブラシにおいて、
長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、該チャンネルと該芯線との間に挟着される毛材とを備えてなるとともに、
長尺方向と垂直な断面上における該毛材の広がり角が２０°以上である
ことを特徴とする、ブラシロール用チャンネルブラシ。
円筒状の回転体の外周に装着されることによりブラシロールを形成し得る長尺のチャンネルブラシにおいて、
長尺の芯線と、断面が概Ｕ字状に屈曲し、該芯線を包有する長尺のチャンネルと、該チャンネルと該芯線との間に挟着される毛材とを備えてなるとともに、
長尺方向と垂直な断面上における、該チャンネルの外側周長に対する該芯線の全周長の比率が４０％以上である
ことを特徴とする、ブラシロール用チャンネルブラシ。