JP2019126904A - 研磨装置およびその研磨加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、研磨装置およびその研磨加工方法に関する。【解決手段】本発明は毛の端部の加工技術に関し、具体的に研磨装置およびその研磨加工方法に関する。摺動モジュール１、伝動部材２および駆動部材３を含み、加工される串状毛付き薄片４は前記摺動モジュール１に取り付けられる。前記駆動部材３は、伝動部材２を介して摺動モジュール１を串状毛付き薄片４の軸方向に沿って運動させる。研削ホイール５をさらに含み、前記研削ホイール５のホイール表面に螺旋模様が設けられ、前記螺旋模様の両面はそれぞれ螺旋研削面Ａおよび螺旋研削面Ｂであり、該螺旋研削面ＡおよびＢの間にさらに螺旋移行面Ｃを有する。前記駆動部材３は研削ホイール５を回転させて、運動中の串状毛付き薄片４と接触させる。本発明の操作は簡単で、実用的で便利であり、研磨効率を高めることができる。【選択図】図１

Description

本発明は毛の端部の加工技術に関し、具体的には研磨装置およびその研磨加工方法に関する。

電動歯ブラシのブラシヘッドが使用時に回転するものは、比較的新しい歯ブラシである。電動歯ブラシのブラシヘッドは、いくつかの扁平な毛付き薄片が並列してなり、毛付き薄片は、多くの微細な毛を固定し、円形に並べてなる。

毛が一定の長さに加工、せん断されると、先端にせん断後の痕跡、例えば鋭い、鈍い、微細なバリなどがいつも残るため、研磨処理を行い、上記の存在する問題を解消する必要がある。そうしないと人体との接触部位がチクチク痛み、切り傷が生じる。

現在、よく知られた研磨処理の方式は、手動研磨および機械研磨の２種がある。手動研磨の方式は効率が低く、さらに研磨の効果は一定ではない。機械研磨の方式はいずれも毛付き薄片の毛を動かさず、単に研磨ホイールが上方で揺れ動き、回転して研磨する。この種の研磨方法は、１本の毛先における各面の研摩が不均一で、研磨後の毛先をボールヘッド状に形成するのが難しく、研磨効果は普通である。したがって、効率が低く、研磨効果が普通である問題を解決することができる研磨装置およびその研磨加工方法を見つける必要がある。

本発明の目的は、既存技術の欠陥および不足に対して、研磨装置およびその研磨加工方法を提供することである。

背景技術に存在する問題を解決するため、本発明が採用する技術案は以下の通りである。
研磨装置は、摺動モジュール１、伝動部材２、および駆動部材３を含み、毛４０３からなる毛付き薄片４０２を連ねて串状毛付き薄片４を形成し、前記摺動モジュール１に取り付ける。前記駆動部材３は、伝動部材２を介して摺動モジュール１を串状毛付き薄片４の軸方向に沿って運動させる。
研削ホイール５をさらに含み、前記研削ホイール５のホイール表面に螺旋模様６が設けられ、前記螺旋模様６の両面はそれぞれ螺旋研削面Ａ６０１および螺旋研削面Ｂ６０２である。
前記螺旋研削面Ａ６０１および螺旋研削面Ｂ６０２の間の夾角は８０°から１００°の間であり、該螺旋研削面Ａ６０１およびＢ６０２の間にさらに螺旋移行面Ｃ６０３を有する。
前記駆動部材３は、研削ホイール５を回転させて、運動中の串状毛付き薄片４と接触させ、毛付き薄片４０２は研削ホイール５により回転する。
毛４０３の柔軟性と、毛付き薄片４０２および研削ホイール５の相対運動の速度差を利用し、螺旋研削面は毛４０３端部の周囲に対して研削加工を行う。
毛４０３端部が螺旋研削面に接触する点の軌跡は、研削ホイール５の軸方向から見て螺旋インボリュートである。

比較的好ましくは、前記研削ホイール５は研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２を含む。前記研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２は、串状毛付き薄片４の軸方向に沿って前後に平行に設置される。

比較的好ましくは、前記螺旋研削面Ａおよび螺旋研削面Ｂの間の夾角は９０°である。

比較的具体的には、前記研削ホイール５の表面材質は金属合金の顆粒である。

比較的具体的には、前記摺動モジュール１は、固定台１０１、摺動台１０２、および摺動レール１０３を含み、加工される串状毛付き薄片４は固定台１０１に挟持される。前記固定台１０１の先端は引き外し可能であり、串状毛付き薄片４を取り外すのに便利である。該固定台１０１は摺動台１０２に取り付けられ、前記摺動台１０２は伝動部材２により摺動レール１０３上で直線運動する。前記摺動レール１０３は、串状毛付き薄片４の軸方向に平行に設置される。

比較的具体的には、前記伝動部材２は、駆動軸２０１、従動軸２０２、軸スリーブ２０３、ベルト２０４およびベルトプーリ２０５を含み、前記軸スリーブ２０３は駆動軸２０１および従動軸２０２の両側に取り付けられる。前記駆動軸２０１は駆動部材３により回転し、前記駆動軸２０１および従動軸２０２は平行に設置され、その間はベルトプーリ２０５およびベルト２０４により伝動され、前記ベルト２０４はさらに摺動モジュール１を摺動させる。

比較的具体的には、前記駆動部材３は、第１モータ３０１、第２モータ３０２、および第３モータ３０３を含み、前記第１モータ３０１は、伝動部材２を介して摺動モジュール１を串状毛付き薄片４の軸方向に沿って運動させる。前記第２モータ３０２は研削前ホイール５０１を回転させ、前記第３モータ３０１は研削後ホイール５０２を回転させ、前記第１モータ３０１、第２モータ３０２、および第３モータ３０３の回転速度はいずれも調節可能である。

比較的具体的には、前記串状毛付き薄片４は固定軸４０１と、固定軸４０１に連ねられたいくつかの毛付き薄片４０２とを含む。各毛付き薄片４０２は独立して自由に回転することができ、前記毛付き薄片４０２は円形で、毛４０３を固定し、並べてなる。

上記研磨装置を利用した研磨加工方法は、以下の工程を含む。
（１）第１モータ３０１が、伝動部材２を介して串状毛付き薄片４を串状毛付き薄片４の軸方向に沿って移動させる。
（２）第２モータ３０２が研削前ホイール５０１を回転させ、第３モータ３０３が研削後ホイール５０２を回転させる。前記研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２は平行に設置され、回転方向は反対であり、前記研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２の回転方向は、それぞれ串状毛付き薄片４の運動軌跡と接触する。
（３）前記串状毛付き薄片４は、軸方向に沿って移動する過程で、順次研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２を経過する。串状毛付き薄片４の毛の端部の両側は、それぞれ研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２の螺旋研削面と摩擦によって研削加工される。
（４）串状毛付き薄片４を取り外し、研磨加工が完了する。

比較的好ましくは、前記工程（３）および工程（４）の間に、さらに以下の工程を有する。
（５）前記第１モータ３０１が、伝動部材２を介して串状毛付き薄片４を最初の経路に戻し、前記串状毛付き薄片４を再度研磨加工処理する。

比較的あることとして、前記工程（２）〜（３）は、以下の工程で代替することもできる。
（６）第２モータ３０２が研削ホイール５を正方向に回転させ、回転方向は串状毛付き薄片４の運動軌跡と接触する。
（７）前記串状毛付き薄片４は軸方向に沿って研削ホイール５を経過し、串状毛付き薄片４の毛の端部の一側は、研削ホイール５の螺旋研削面と摩擦によって研削加工される。
（８）前記第２モータ３０２が研削ホイール５を反対方向に回転させ、前記串状毛付き薄片４を軸方向に沿って最初の経路に戻し、再度研削ホイール５を経過させる。串状毛付き薄片４の毛の端部の他側は、研削ホイール５の螺旋研削面と摩擦によって研削加工される。

動作原理
串状毛付き薄片の各毛付き薄片は、いずれも固定軸上で独立して自由に回転することができる。研削ホイールが回転して毛と接触すると、螺旋研削面の力の伝達により、毛付き薄片が回転する。毛付き薄片の毛は柔軟性を有し、毛の端部および螺旋研削面の間の相対運動は速度差を有し、研削ホイールは毛の端部に対して研削加工を行う。説明する必要があることとして、毛の端部が螺旋研削面に接触する点は固定されて変化しないというものではない。研削ホイールの駆動回転および毛付き薄片の受動回転に伴って、毛の端部が螺旋研削面に接触する点の軌跡は、研削ホイールの軸の俯瞰方向から見て螺旋インボリュートである。まさに毛の端部の接触点の漸次変化により、最終的に毛の端部を半球状に加工することができる。

本発明の有益な効果は以下の通りである。
毛付き薄片における毛の端部の鋭い、鈍い、微細なバリを高効率で研削加工することができることを保証するため、本発明は串状毛付き薄片および研削ホイールの間の相対運動により、毛付き薄片の毛の端部を研削処理する。このうち独特な螺旋研磨面の設計により、毛先端部をボールヘッド状に研磨する優良な効果に達することができ、さらに毛付き薄片上の毛はほとんど漏れがない。人工研削および既存技術における機械研削に対して、効率または効果に関わらず、いずれも顕著に向上する。

図１は、実施例１における研磨装置の構造概要図である。 図２は、実施例１における研磨装置の構造分離概要図である。 図３は、串状毛付き薄片の構造概要図である。 図４は、実施例２における研磨装置の構造概要図である。 図５は、座標系の概要図である。 図６は、串状毛付き薄片の軸方向の概要図である。 図７は、毛の端部が螺旋研削面に接触する点の軌跡の概要図である。

以下、図を組み合わせて、本発明についてさらに説明する。

本発明の目的、技術案および利点をより明確にするため、以下、図および発明を実施するための形態を組み合わせて、本発明についてさらに詳細に説明する。しかし、本発明の保護範囲は実施例のどのような形式にも制限されない。

本発明における研磨装置の基本構造、研削方法および原理について、発明の概要の一部ですでに記載および説明した。以下に、図を組み合わせて、どのようにして毛の端部を半球状に加工するかについて、２つの異なる方式の好ましい実施例を詳述する。
実施例１
図１〜３に示すように、単独の１本の極細毛を挟持して加工することはできないため、効率を高め、問題を解決するため、事前に多くの上記毛付き薄片を固定軸に連ねることで、加工される串状毛付き薄片を形成する。串状毛付き薄片全体を本発明の研摩装置に取り付けて加工し、これにより単一の毛先端部に対する研摩を達成する。

研削ホイール５の左右両端には、それぞれ１組の摺動モジュール１が設けられ、摺動モジュール１は固定台１０１、摺動台１０２、摺動レール１０３、固定台１０１の一端を引き外す牽引モジュール１０４を含む。加工される串状毛付き薄片４の固定軸４０１は固定台１０１に挟持され、取り外す必要があるときに、同様の引き出す操作を採用する。２組の摺動モジュール１を設置して、２つの串状毛付き薄片４を同時に加工することができ、効率がより高くなる。

図１〜３において、駆動軸２０１とつながるベルト２０４の下方に第１モータ３０１が設けられ、駆動軸２０１が回転して、ベルトプーリ２０５およびベルト２０４により従動軸２０２を動かし、ベルト２０４は密着した摺動台１０２を摺動レール１０３上で移動させる。本実施例において、固定台１０１における串状毛付き薄片４は、定速で、反対方向に回転する２つの研削前ホイール５０１および研削後ホイール５０２を前後して経過する。研削前、後ホイールは金属合金の研摩ホイールであり、研削ホイール５の表面に螺旋模様６を有し、これにより毛先端部を研削する。串状毛付き薄片４が研削ホイール５を経過するとき、毛付き薄片４０２の先端部は加工、研削され、同時に毛付き薄片４０２は回転する。研削前ホイール５０１の回転方向は研削後ホイール５０２と反対であるため、毛付き薄片４０２上の毛の端部の両面をそれぞれ加工することができる。例えば、毛付き薄片４０２が研削前ホイール５０１により研削されるときの回転方向は上向きであり、このとき毛の端部の下側が研削処理され、一方で、毛付き薄片４０２が研削後ホイール５０２を経過するときには、回転方向は下向きであり、このとき毛の端部の上側が研削処理される。このように、摺動モジュール１の駆動下で、２つの研削ホイール５の加工、研磨により、毛付き薄片４０２が２回加工され、このように毛の先端部の上下の２つの位置がそれぞれ加工され、最終的にボールヘッド状の端部が形成される。

毛先端部の研摩の要求がより高い場合、第１モータ３０１が反対方向に回転して、摺動モジュール１を最初の経路に戻すように制御することができる。すなわち上記加工、研磨を１回繰り返すことで、非常に良好な研磨効果に達することができる。このような状況は、毛先端部の研摩に対して死角が無く、いくつかの極細で、軟らかい毛の加工に適用することができる。他に、第１モータ３０１、第２モータ３０２、および第３モータ３０３の回転速度は調節可能であり、異なる直径および長さの毛を調整することができる。研削前、後ホイールおよび串状毛付き薄片の間の相対運動の速度を制御することで、研削効果を最も好ましくすることを保証する。

実施例２
本実施例および実施例１の違いは次の通りである。図４に示すように、研削ホイール５の数量は１つで、第２モータ３０２により制御し、固定台１０１における串状毛付き薄片４は定速で回転する１つの研削ホイール５のみを経過する。串状毛付き薄片４が摺動モジュール１の駆動により、一端からもう一端に移動するとき、研削ホイール５は毛付き薄片４０２の毛の端部の一側しか研削加工することができない。このため、用いる措置は、串状毛付き薄片４が最初の経路に戻るとき、第２モータ３０２が研削ホイール５を逆回転するように制御することであり、毛の端部のもう一端も研削加工することができることを保証することができる。このように１度の往復運動により、毛は最終的にボールヘッド状の端部を形成する。

以下、研削加工過程における、毛の端部および螺旋研削面の接触点の軌跡について記載する。串状毛付き薄片４の移動方向をＸ軸とし、研削ホイール５の軸方向をＺ軸として座標系を構築するものであり、図５に示す通りである。図６は串状毛付き薄片の軸方向の概要図であり、その拡大部分における、螺旋模様６の両面はそれぞれ螺旋研削面Ａ６０１および螺旋研削面Ｂ６０２であり、該螺旋研削面ＡおよびＢの間にさらに螺旋移行面Ｃ６０３を有する。毛付き薄片４０２が回転して、毛４０３のＺ、Ｙ軸方向の研削を実現するのと同時に、毛４０３は研削ホイール５表面で螺旋インボリュートの方向に沿って軌跡を形成するものであり、図７に示す通りである。毛４０３端部は螺旋研削面の作用下でＸ、Ｙ軸方向の研削を実現し、最終的に毛先端部を球状に加工することを実現する。

動作原理
串状毛付き薄片の各毛付き薄片は、いずれも固定軸上で独立して自由に回転することができる。研磨ホイールが回転して毛付き薄片と接触すると、螺旋研削面の力の伝達により、毛付き薄片が回転する。毛付き薄片上の毛は柔軟性を有し、毛の端部および螺旋研削面の間の相対運動は速度差を有し、研削ホイールは毛の端部に対して研削加工を行う。説明する必要があることとして、毛の端部が螺旋研削面に接触する点は固定されて変化しないというものではない。研削ホイールの駆動回転および毛付き薄片の従動回転に伴って、毛の端部が螺旋研削面に接触する点の軌跡は、研削ホイールの軸の俯瞰方向から見て螺旋インボリュートである。まさに毛の端部の接触点の漸次変化により、最終的に毛の端部を半球状に加工することができる。

毛付き薄片における毛の端部の鋭い、鈍い、微細なバリを高効率で研削加工することができることを保証するため、本発明は串状毛付き薄片および研削ホイールの間の相対運動により、毛付き薄片の毛の端部を研削処理する。このうち独特な螺旋研削面の設計により、毛先端部をボールヘッド状に研磨する優良な効果に達することができ、さらに毛付き薄片上の毛はほとんど漏れがない。人工研削および既存技術における機械研削に対して、効率または効果に関わらず、いずれも顕著に向上する。

本発明の操作は簡単で、実用的で便利であり、研磨効率を高め、均等で死角が無い研磨効果に達した。

以上の発明を実施するための形態は、本発明の技術案を説明するものであり、制限するものではない。当業者が本発明の技術案に対して行うその他の修正または置換は、本発明の技術案の趣旨および範囲を逸脱しなければ、いずれも本発明の特許請求の範囲内に包含されるべきである。

１ 摺動モジュール
１０１ 固定台
１０２ 摺動台
１０３ 摺動レール
１０４ 牽引モジュール
２ 伝動部材
２０１ 駆動軸
２０２ 従動軸
２０３ 軸スリーブ
２０４ ベルト
２０５ ベルトプーリ
３ 駆動部材
３０１ 第１モータ
３０２ 第２モータ
３０３ 第３モータ
４ 串状毛付き薄片
４０１ 固定軸
４０２ 毛付き薄片
４０３ 毛
５ 研削ホイール
５０１ 研削前ホイール
５０２ 研削後ホイール
６ 螺旋模様
６０１ 螺旋研削面Ａ
６０２ 螺旋研削面Ｂ
６０３ 螺旋移行面Ｃ

Claims (11)

1. 摺動モジュール、伝動部材、および駆動部材を含み、毛からなる毛付き薄片を連ねて串状毛付き薄片を形成し、前記摺動モジュールに取り付け、前記駆動部材は、伝動部材を介して摺動モジュールを串状毛付き薄片の軸方向に沿って運動させる研磨装置であって、
   研削ホイールをさらに含み、前記研削ホイールのホイール表面に螺旋模様が設けられ、
   前記螺旋模様の両面はそれぞれ螺旋研削面Ａおよび螺旋研削面Ｂであり、前記螺旋研削面Ａおよび螺旋研削面Ｂの間の夾角は８０°から１００°の間であり、
   該螺旋研削面ＡおよびＢの間にさらに螺旋移行面Ｃを有し、前記駆動部材は前記研削ホイールを回転させて、移動中の前記串状毛付き薄片と接触させ、前記毛付き薄片は前記研削ホイールにより回転し、毛の柔軟性と、前記毛付き薄片および前記研削ホイールの相対運動の速度差を利用し、前記螺旋研削面は前記毛の端部の周囲に対して研削加工を行い、
   前記毛の端部が螺旋研削面に接触する点の軌跡は、研削ホイールの軸方向から見て螺旋インボリュートであることを特徴とする研磨装置。
2. 前記研削ホイールが研削前ホイールおよび研削後ホイールを含み、前記研削前ホイールおよび研削後ホイールは、前記串状毛付き薄片の軸方向に沿って前後に平行に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の研摩装置。
3. 前記螺旋研削面Ａおよび螺旋研削面Ｂの間の夾角が９０°であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
4. 前記研削ホイールの表面材質が金属合金の顆粒であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
5. 前記摺動モジュールは、固定台、摺動台、および摺動レールを含み、
   加工される前記串状毛付き薄片は前記固定台に挟持され、前記固定台の先端は引き外し可能なことで串状毛付き薄片を取り外すのに便利に構成され、
   該固定台は前記摺動台に取り付けられ、前記摺動台は伝動部材により摺動レール上で直線運動し、前記摺動レールは、前記串状毛付き薄片の軸方向に平行に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
6. 前記伝動部材は、駆動軸、従動軸、軸スリーブ、ベルトおよびベルトプーリを含み、
   前記軸スリーブは前記駆動軸および前記従動軸の両側に取り付けられ、
   前記駆動軸は前記駆動部材により回転し、前記駆動軸および前記従動軸は平行に設置され、その間はベルトプーリおよびベルトにより伝動され、
   前記ベルトはさらに前記摺動モジュールを摺動させることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
7. 前記駆動部材は、第１モータ、第２モータ、および第３モータを含み、
   前記第１モータは、伝動部材を介して摺動モジュールを串状毛付き薄片の軸方向に沿って運動させ、
   前記第２モータは研削前ホイールを回転させ、
   前記第３モータは研削後ホイールを回転させ、
   前記第１モータ、第２モータ、および第３モータの回転速度はいずれも調節可能であることを特徴とする、請求項２に記載の研磨装置。
8. 前記串状毛付き薄片は固定軸と、固定軸に連ねられたいくつかの毛付き薄片とを含み、
   各毛付き薄片は独立して自由に回転することができ、前記毛付き薄片は円形で、毛を固定し、並べてなることを特徴とする、請求項１に記載の研磨装置。
9. 請求項７に記載の研磨装置を利用した研磨加工方法であって、以下の工程
   （１）第１モータが、伝動部材を介して串状毛付き薄片を串状毛付き薄片の軸方向に沿って移動させる；
   （２）第２モータが研削前ホイールを回転させ、第３モータが研削後ホイールを回転させ、前記研削前ホイールおよび研削後ホイールは平行に設置され、回転方向は反対であり、前記研削前ホイールおよび研削後ホイールの回転方向は、それぞれ串状毛付き薄片の運動軌跡と接触する；
   （３）前記串状毛付き薄片は、軸方向に沿って移動する過程で、順次研削前ホイールおよび研削後ホイールを経過し、串状毛付き薄片の毛の端部の両側は、それぞれ研削前ホイールおよび研削後ホイールの螺旋研削面と摩擦によって研削加工される；
   （４）串状毛付き薄片を取り外し、研磨加工が完了する；
   を含むことを特徴とする方法。
10. 前記工程（３）および工程（４）の間に、さらに以下の工程
    （５）前記第１モータが、伝動部材を介して串状毛付き薄片を最初の経路に戻し、前記串状毛付き薄片を再度研磨加工処理する；
    を有することを特徴とする請求項９に記載の研磨加工方法。
11. 前記工程（２）〜（３）は、以下の工程
    （６）第２モータが研削ホイールを正方向に回転させ、回転方向は串状毛付き薄片の運動軌跡と接触する；
    （７）前記串状毛付き薄片は軸方向に沿って研削ホイールを経過し、串状毛付き薄片の毛の端部の一側は、研削ホイールの螺旋研削面と摩擦によって研削加工される；
    （８）前記第２モータが研削ホイールを反対方向に回転させ、前記串状毛付き薄片を軸方向に沿って最初の経路に戻し、再度研削ホイールを経過させ、串状毛付き薄片の毛の端部の他側は、研削ホイールの螺旋研削面と摩擦によって研削加工される；
    で代替することもできることを特徴とする、請求項９に記載の研摩加工方法。