JP3078247B2 - 回転ブラシ装置 - Google Patents

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、ワークの表面に
生じたばり等の除去あるいは表面研磨を行うための回転
ブラシ装置に関し、詳しくはブラシの毛先調整及び研磨
圧を一定に維持することが可能なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数本のセグメントブラシをブラ
シホルダーに取付けて垂下させ、ブラシホルダーを回転
させることによって、ワークに対する研磨を行うように
したものがある。このようなものでは、高速回転させた
ときの各セグメントブラシの芯振れを防止するために、
各セグメントブラシの先端部を整列板の整列孔に通すよ
うにして、セグメントブラシの先端部を拘束しておく必
要がある（特開平６ー１７０７１９号等）。セグメント
ブラシが芯振れを起こすと、ワークに対する研磨圧が安
定せず、加工が不均一になってしまうからである。

【０００３】こうしたことから、芯振れ防止をより強化
するために、ブラシホルダーと整列板との間に、さらに
規制板を配置するようにしたものも開発された（特開平
８ー３１７６０８号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに規制板を設けたものにおいても、ブラシホルダーの
回転速度が高まると、遠心力の作用によってブラシは規
制板の上下で太鼓状に膨らむ（腰折れ）傾向にあり、所
定の研磨圧が得られないことがわかった。特に、細仕上
げ加工が要求される場合には、ブラシ毛の線径が細いも
のが使用されるのであるが、細径のものは腰折れが生じ
やすく、したがって上記の問題は一層生じやすい。

【０００５】セグメントブラシの外周部分に樹脂を被覆
させて、ブラシ自体の強化を図ったものもあるが、加工
時に樹脂が削り取られ、これがワークに付着したり周辺
に飛散したりする、という問題を生じるため、完全な対
策とは言い難い。

【０００６】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて開
発工夫されたものであり、その目的とするところは、ブ
ラシの研磨圧を安定させることができる回転ブラシ装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１の発明は、ブラシホルダーの外周面には薄
板プレートが架設されかつこの薄板プレートを介して所
定本数のブラシが垂下して取り付けられる一方、前記ブ
ラシはそのほぼ全周でかつほぼ全長に亘る範囲が保持筒
内にそれぞれ収容され、また前記保持筒には上端から軸
方向に沿って所定長さ範囲に亘って形成されかつ前記薄
板プレートを摺動可能に差し込むスリットが形成されて
おり、前記ブラシホルダーが前記保持筒に対して軸方向
へ相対的に移動可能とすることで、前記ブラシが前記保
持筒先端から露出する毛先長さの調整が可能となってい
ることを特徴とするものである。

【０００８】また請求項２の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、前記各ブラシはブラシホルダーの下面に磁
石によって吸着されてそれぞれの取付けがなされている
ことを特徴とするものである。

【０００９】さらに請求項３の発明は、請求項１または
２記載のものにおいて、前記各保持筒にはブラシホルダ
ーの相対的な移動動作を案内するための少なくとも一つ
のスリットが高さ方向に沿って形成されるとともに、こ
れらスリットの開口方向は保持筒の径方向に対して偏位
して設定されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の作用及び効果】請求項１の発明によれば、ブラ
シホルダーが保持筒に対して軸方向へ相対的に移動する
ことによって、ブラシが保持筒の先端から露出する長さ
（毛先長さ）を調整することができる。そして、ブラシ
は所定長さ範囲にわたって保持筒内に収容されているた
め、遠心力の作用を受けてもブラシは保持筒によって軸
方向に沿った姿勢に保持され、従来のように途中で腰折
れを生じることがない。したがって、ワークに対し所定
の研磨圧を作用させることができ、もって均一な研磨が
可能となる。しかも、長尺なブラシであっても使用に耐
えることから、長期にわたって使用でき、ブラシの交換
サイクルを長くすることができる。

【００１１】また、請求項２の発明によれば、各ブラシ
はブラシホルダーに対して磁石によって吸着されている
ため、取付け・取り外しが容易に行えるようになってい
る。したがって、ブラシの交換等の作業を短時間で完了
させることができる。

【００１２】さらに請求項３の発明のように、保持筒に
スリットを設けてブラシホルダーの昇降動作を案内する
ようにしたものでは、研磨作業中にこのスリットからブ
ラシの毛がはみ出す虞がある。その対策として、スリッ
トは保持筒の放射方向に開口するのではなく、径方向か
ら偏位させて開口するようにしたため、遠心力を受けて
もブラシの毛がスリットからはみ出すことはない。した
がって、このことによっても安定した研磨が実現され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】

−第１実施形態− 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示すものである。

【００１４】図において、１，２は上下一対の基盤であ
り、共にリング状に形成されている。また、上下の両基
盤１，２の内周縁寄りの対称位置には、それぞれ一対の
通し孔１Ａ，２Ａが貫通しており、これらの間にはそれ
ぞれガイドシャフト３のねじ軸部３Ａが通され、この両
ガイドシャフト３によって両基盤１，２間が連結されて
いる。

【００１５】そして、上下の基盤１，２のうち上側に配
置された基盤１の上面中央部には回転ブラシ装置の駆動
軸４が接続されている。この駆動軸４は図示しないモー
タに接続されて高速回転可能であるとともに、微調整用
の昇降モータ（図示しない）にも接続されて昇降可能で
もある。さらに、上下の基盤１，２の外周縁寄りの位置
には等角度毎に複数個の差し込み孔１Ｂ，２Ｂが貫通し
ており、それぞれには後述するセグメントブラシ５を収
容する保持筒６の両端部がそれぞれ貫通して嵌め込まれ
ている。また、保持筒６の下端部は次述する硬質リング
２６に当接固定され、上端部は上側の基盤１の外周面側
からねじ込まれたスクリュー７によって締付け固定され
ている。さらに、各差し込み孔２Ｂの下側には、高速回
転する各セグメントブラシ５によって下側の基盤２が摩
耗しないように、硬質リング２６が嵌め込まれている。

【００１６】次に、各セグメントブラシ５を保持するた
めのブラシホルダー８について説明する。ブラシホルダ
ー８は上側の基盤１の下面側において同心に配され、基
盤１より小径に形成されている。そして、その中央部に
はリング状をなす本体部９が備えられており、この本体
部９には前記両ガイドシャフト３を相対的にスライド可
能に貫挿する一対の貫通孔１０が対称位置に貫通してい
る。但し、図１に示されるように、ブラシホルダー８の
外周面からはガイドシャフト３に対して調整用のセット
スクリュー１３がねじ込まれており、ブラシホルダー８
とガイドシャフト３とのスライド動作に所定の摺動抵抗
が付与されるようにしてあり、常にはセットスクリュー
１３の調整によって手動によって強制的に上げ下げされ
ない限り、ブラシホルダー８が自重で下降してしまうこ
とはないようになっている。

【００１７】なお、ガイドシャフト３には下側の基盤２
の上面においてウレタン樹脂よりなるストッパ１４が嵌
着されていて、ブラシホルダー８と当接可能とされるこ
とによって、ブラシホルダー８のストローク位置を規制
している。

【００１８】また、本体部９の外周面には複数の突部１
７が一定間隔毎に放射状に突出しており、隣接する各突
部１７の間には薄板プレート１５が架設され、それぞれ
の端部がねじ１６によって取り付けられている。そし
て、薄板プレート１５の中間部にはこの薄板プレート１
５を挟み込むようにして組み付けられる装着筒体１８が
配されている。この装着筒体１８は基体１８Ａとこれに
組み合わされる連結体１８Ｂとからなり、薄板プレート
１５を挟み込んだ状態で、ねじによって共締めされるこ
とによって組付けがなされている。装着筒体１８全体は
ほぼ短円柱状に形成されるとともに、保持筒６が外嵌可
能に形成されている。

【００１９】一方、保持筒６はこの実施形態では合成樹
脂材によって上下両方向へ開口する円筒状に形成されて
いるが、上端側、つまり上側の基盤１Ａから突出する側
はキャップ１９によって閉止されている。また、保持筒
６にはその中心を挟んだ対称位置に一対のスリット２０
が貫通して形成されている。両スリット２０は保持筒６
の上端から軸方向に沿って所定長さ範囲にわたって形成
されており、これらは保持筒６が装着筒体１８へ嵌め込
まれたときに薄板プレート１５に差し込まれることで、
ブラシホルダー８が保持筒６に沿って相対的に昇降可能
となっている。また、各セグメントブラシ５は上記した
保持筒６内にほぼ隙間のない状態で収容可能であり、そ
れぞれは多数本のブラシ素線の上端部を金属製のブラシ
ヘッド２１によって束ねた構成となっている。各ブラシ
素線は例えばナイロン等に研磨剤を含有させて形成した
ものであり、約２００〜３００ｍｍ程度の長さのものが
使用されている。さらに、各セグメントブラシ５は装着
筒体１８の下面に取り付けられた永久磁石よりなるキャ
ッチャー２２によってブラシヘッド２１部分が吸着可能
となっている。

【００２０】次に、上記のように構成された第１実施形
態の作用効果を具体的に説明する。ワークに対する研磨
を行う場合には、上記した回転ブラシ装置の下方にワー
クをセットし、保持筒６から露出する各ブラシの先端を
ワーク表面に押し当てる。この状態で、図示しないモー
タによって駆動軸４を回転させると、上側の基盤が回転
し、かつこれとガイドシャフト３を介して連結されてい
る下側の基盤が連動して回転する。これによって、各セ
グメントブラシ５は駆動軸４周りに回転しワークの表面
研磨がなされる。

【００２１】この場合、各セグメントブラシ５には高速
回転に伴って遠心力が作用し、またワークに所定の研磨
力を付与するために押し当てられてワークからの反力が
作用していることから、これらは各セグメントブラシ５
は前記したように途中の高さ位置で外側へ膨れ出すよう
な力として作用する。しかし、本実施形態では各セグメ
ントブラシ５は保持筒６によってそのほぼ全長にわたっ
て収容されているため、上記のような膨出が規制され、
保持筒６に沿った真っ直ぐな姿勢に矯正されている。し
たがって、ワークに対して所期の研磨圧を付与すること
ができるため、研磨品質の安定化を図ることができる。
また、このことは腰折れの生じやすい細い毛のブラシの
場合に特に有効であるため、精度の高い仕上げが要求さ
れるものに有益である。さらに、ブラシは長尺になって
も真っ直ぐな姿勢が保たれるため、従来よりも長尺なブ
ラシを使用することができ、ブラシ交換サイクルを長く
することができる。

【００２２】次に、セグメントブラシ５の毛先長さの調
整を行う場合について説明する。研磨作業が継続する
と、経時的にブラシの毛先が摩耗し保持筒６から露出す
るブラシの毛先長さが短くなる。その場合にも、ワーク
に対する一定の研磨圧を確保するために、図示しない昇
降用モータによって駆動軸４を下降させ、上側の基盤以
下の全体を下降させる。すなわち、ブラシの摩耗程度は
加工するワークによって異なるため、予め摩耗時期まで
の加工回数を設定しておく。そして、図示しないカウン
ターが加工回数をカウントし設定回数になれば、駆動軸
４を所定寸法だけ下降させるものである。または、実公
平７ー４８３７０号に開示されるようにして行うことも
できる。すなわち、研磨圧が変化する前後においてブラ
シを回転駆動するモータの負荷電流値を測定し、この変
化量に基づいて移動制御装置が駆動軸４を所定寸法だけ
下降させるものである。これによって、各セグメントブ
ラシ５の毛先先端は常にワークの表面に所定の接触圧を
もって接することができる。

【００２３】保持筒６から各セグメントブラシ５の毛先
長さが許容寸法より短くなった場合には、手動にてブラ
シホルダー８を強制的に押し下げる。すると、ブラシホ
ルダー８は各薄板プレート１５とスリット２０の摺動を
通じて下降し、これと連動して各セグメントが保持筒６
内をこれに沿って下降するため、再度各セグメントブラ
シ５の毛先を保持筒６先端から所望長さだけ露出させる
ことができる。

【００２４】こうして、摩耗が進行しても本実施形態に
よれば、最終的にキャッチャー２２は図１にＸで示す範
囲にわたって移動することができるため、広範囲に毛先
調整が可能となる。

【００２５】−第２実施形態− 第２実施形態では、保持筒６のスリット２０を変更した
ものである。すなわち、第１実施形態では両スリット２
０を保持筒６の径方向に沿って開口するようにしたのに
対し、第２実施形態では中心から共にオフセットさせた
位置に開口させている。このようにすることで、各セグ
メントブラシ５に図示矢印方向へ遠心力が作用した場合
にも、ブラシがスリット２０から外方へはみ出してしま
う事態を解消でき、したがって各セグメントブラシ５の
研磨面積が一定に確保され、研磨むらが解消できる。

【００２６】−第３実施形態− 第１，第２実施形態では保持筒６にスリット２０を形成
してこれに沿ってブラシホルダー８を昇降させるように
したが、第３実施形態ではこれに代えて保持筒６の外周
にリング状の磁石２５を配したブラシホルダー８Ａを設
け、このブラシホルダー８Ａと共に磁石２５を昇降させ
ることによって、磁力によってブラシヘッド２１（鉄
製）を連動させ、もって各セグメントブラシ５を昇降さ
せるようにしたものである。

【００２７】ー第４実施形態ー 第１、第２実施形態では保持筒６にスリット２０を一対
形成したが、スリットは必ずしも一対設ける必要はな
く、一条のみ設ける形式であっても所期の目的を達成す
ることができる。すなわち、本体部９の各突部１７から
はそれぞれ同方向へ向けて一枚の薄板プレート１５が取
り付けられ、対応する保持筒６のスリット２０に挿入さ
れている。但し、各スリット２０は保持筒６の衷心から
偏心した位置に開口している。

【００２８】なお、本発明は種々の変更が可能であり、
次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。

【００２９】第１実施形態では、ブラシホルダー８を
手動によって下降させて毛先長さの調整を行うようにし
たが、ブラシホルダー８を毛先の摩耗程度に応じて機械
的に下降させるようにすることも可能である。

【００３０】各セグメントブラシ５は永久磁石によっ
てブラシホルダー８に吸着するようにしたが、ソレノイ
ドを使用した電磁式のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転ブラシ装置の断面図

【図２】ブラシホルダーと保持筒を示す分解斜視図

【図３】基盤の平面図

【図４】ブラシホルダーの破断図

【図５】第２実施形態の保持筒を示す平断面図

【図６】第３実施形態の要部を示す断面図

【図７】第４実施形態の要部を示す断面図

【符号の説明】

１，２…上下基盤 ３…ガイドシャフト ５…セグメントブラシ ６…保持筒 ８…ブラシホルダー １５…薄板プレート ２０…スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 13/14 B24B 9/00 B24B 29/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシホルダーの外周面には薄板プレー
   トが架設されかつこの薄板プレートを介して所定本数の
   ブラシが垂下して取り付けられる一方、前記ブラシはそ
   のほぼ全周でかつほぼ全長に亘る範囲が保持筒内にそれ
   ぞれ収容され、また前記保持筒には上端から軸方向に沿
   って所定長さ範囲に亘って形成されかつ前記薄板プレー
   トを摺動可能に差し込むスリットが形成されており、前
   記ブラシホルダーが前記保持筒に対して軸方向へ相対的
   に移動可能とすることで、前記ブラシが前記保持筒先端
   から露出する毛先長さの調整が可能となっていることを
   特徴とする回転ブラシ装置。
2. 【請求項２】 前記各ブラシはブラシホルダーの下面に
   磁石によって吸着されてそれぞれの取付けがなされてい
   ることを特徴とする請求項１記載の回転ブラシ装置。
3. 【請求項３】 前記各保持筒にはブラシホルダーの相対
   的な移動動作を案内するための少なくとも一つのスリッ
   トが高さ方向に沿って形成されるとともに、これらスリ
   ットの開口方向は保持筒の径方向に対して偏位して設定
   されていることを特徴とする請求項１または２記載の回
   転ブラシ装置。