JP3209364U - 研磨ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの側端部全体、特に、厚さが比較的薄い側端部のエッジ部分およびその内方側領域の研磨も十分に行うことができる研磨ブラシを提供する。【解決手段】回転しながらワークの研磨を行う円板状の研磨ブラシ１０であって、略円形の板状基部１２と、板状基部の外縁から径方向外方に向かって延び且つ周方向に離間して配置された複数の研磨部１４とを備え、研磨部には、研磨部の径方向外端から径方向内方に向かって研磨ブラシの表面に平行に延び研磨部の全幅にわたる不連続面１８が形成されている。研磨ブラシは、同一形状を有する複数枚の研磨ブラシ部材を積層することにより構成され、隣接する研磨ブラシの境界面が不連続面とされている。【選択図】図３

Description

本考案は研磨ブラシに関し、詳細には、回転しながらワークを研磨する研磨ブラシに関する。

モータ等によって回転させられワークを研磨する研磨ブラシが知られている（例えば、特許文献１）。

実開平４−８３５６８号明細書

このような従来の研磨ブラシでは、研磨を行う研磨部は厚さ方向に一体的に形成され、研磨ブラシの先端は矩形の断面形状を有している。そして、このような研磨ブラシＢを使用して、ワークＷの側端部、特に、厚さが比較的薄い側端部、を研磨しようとすると、研磨ブラシＢの断面矩形の先端面が、図１に示すように、ワークＷの側端面Ｗ１に当接することになる。

この結果、ワークＷの側端面Ｗ１は研磨されるが、ワークＷの側端部の側端面Ｗ１以外の部分、例えば、側端面Ｗ１とワークの上下の面との間の稜線部分（エッジ部分）およびその内方側領域には、研磨ブラシの研磨部が当接せず、これらの部分の研磨を十分に行うことができない、という問題があった。

本考案はこのような、問題を解決するためになされたものであり、ワークの側端部全体、特に、厚さが比較的薄い側端部のエッジ部分およびその内方側領域の研磨も十分に行うことができる研磨ブラシを提供することを目的としている。

本考案によれば、
回転しながらワークの研磨を行う円板状の研磨ブラシであって、
略円形の板状基部と、
前記板状基部の外縁から径方向外方に向かって延び且つ周方向に離間して配置され複数の研磨部と、を備え、
前記研磨部には、前記研磨部の径方向外端から径方向内方に向かって前記研磨ブラシの表面に平行に延び前記研磨部の全幅にわたる不連続面が形成されている、
ことを特徴とする研磨ブラシが提供される。

このような構成を備えている研磨ブラシは、ワークの研磨を行う研磨部の先端（径方向外端部）に、径方向内方に向かって前記研磨ブラシの表面に平行に延びる前記研磨部の全幅にわたる不連続面が形成されている。この結果、研磨部の先端が、厚さ方向に分割可能な構成となる。

このため、このような研磨ブラシでワークの側端部、特に、厚さが比較的薄い側端部を研磨するときには、研磨部の先端がワークの側端部に当接すると、研磨部の先端部は不連続面を境に複数の部分に別れ、すなわち割れる。そして、複数の部分に割れた部分がワークの側端部を上下から挟み込み、ワーク側端部の上方側および下方側のエッジ部分に当接する。この結果、これらエッジ部分、さらにはエッジ部分の内方側領域も研磨される。

本考案の他の好ましい態様によれば、前記研磨部の径方向外方の端部が、矩形の平面形状を有している。

本考案の他の好ましい態様によれば、前記研磨部の径方向外方の端が弧状形状を有している。

このような構成によれば、回転すなわち周方向に移動する研磨部の先端が弧形状とされているので、研磨部の先端が周方向に移動しながらワーク側端に接触する際にワーク側端に対して滑りやすくなる。その結果、不連続面が入った先端部が円滑に複数に割れ、ワーク側端部を挟み込みやすくなる。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記不連続面が、前記研磨部の径方向全長にわたって形成されている。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記不連続面が、一の前記研磨部に複数、形成されている。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記不連続面が、一の前記研磨部に２以上形成され、
前記研磨部が、前記２以上の不連続面により、厚さ方向に略均等に分割されている。

本考案の他の好ましい態様によれば、
同一形状を有する複数枚の研磨ブラシ部材を積層することにより構成され、
隣接する研磨ブラシの境界面が前記不連続面とされている。

このような構成によれば、相対的に厚さが薄く製造が容易である研磨ブラシ部材を積層することによって研磨ブラシを製造できるので、研磨ブラシの製造コストを低減できる。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記研磨部のショアＡ硬度が５０〜９０°である。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記研磨部が不織布又は発泡ポリウレタン樹脂で形成され、
開口率が１０〜７０％である。

本考案によれば、ワークの側端部、特に、厚さが比較的薄い側端部のエッジ部分およびその内方側領域の研磨も十分に行うことができる研磨ブラシが提供される。

従来技術の研磨ブラシによるワーク研磨の状態を示す模式的な側図面である。 本考案の好ましい実施形態の研磨ブラシとワークの関係を示す模式的な平図面である。 本考案の好ましい実施形態の研磨ブラシの研磨部の一部を示す斜視図である。 本考案の好ましい実施形態の研磨ブラシとワークの関係を示す模式的な側図面である。 本考案の好ましい実施形態の研磨ブラシによるワーク研磨時の研磨部の状態を模式的に示す側図面である。 本考案の他の実施形態の研磨ブラシによるワーク研磨を示す模式的な平図面である。

以下、図面に沿って、本考案の第１の実施形態の研磨ブラシについて説明する。図２は、本考案の好ましい実施形態の研磨ブラシ１０およびワークＷを示す模式的な平図面である。

研磨ブラシ１０は、比較的、薄いワークの側面部を研磨するのに適しており、中心軸Ａを中心に回転しながら、外周面でワークＷの研磨を行う円板状の研磨ブラシである。

図２に示されているように、研磨ブラシ１０は、略円形の板状基部１２と、板状基部１２の外縁から径方向外方に向かって延び且つ周方向に等しい角度間隔、離間して配置され複数の研磨部１４とを備えている。本実施形態では、研磨ブラシ１０は、直径が１００〜５００ｍｍ程度とされている。

本実施形態の研磨ブラシ１０では、板状基部１２と各研磨部１４とが一体的に構成されている。例えば、不織布や発泡ポリウレタン樹脂を円板形状に成型した後、この円板の外周部分に一定の角度間隔で同一形状の切欠き部１６を複数、設けることで、複数の研磨部１４が形成される。研磨部１４は、細長い矩形形状を有し、径方向外方の端部が矩形の平面形状を有している。

上記材料で形成された研磨部１４は、表面に開孔を有しているため、スラリーの保持性を高めることができる。そして、スラリーの保持性を高めることにより、スラリーの使用量を抑制しつつ、スラリーを片寄り無く拡散させて研磨ムラを抑制することができる。特に、板状基部１２および研磨部１４を、不織布に発泡ポリウレタンを含浸した樹脂含浸不織布で形成することにより、高い研磨レートを得ることができ、耐用寿命を長くすることができ、かつワークの平坦性を向上させることができる。

研磨部１４の径方向の長さは適宜選択することができるが、研磨ブラシ１０全体の半径に対して１０〜９０％とされることが好ましい。また、図２に示すように、全ての研磨部１４が、同一の径方向長さを有する構成でも良いが、例えば領域に応じて研磨部１４の径方向長さを変化させてもよい。

板状基部１２と各研磨部１４のショアＡ硬度は、５０°〜９０°であることが好ましい。ショアＡ硬度を５０°以上とすることにより、適度な研磨レートが得られることや研磨圧による研磨布の変形を低減できるという効果が得られる。
また、ショアＡ硬度を９０°以下とすることにより、研磨部１４が、適度に撓み被研磨物の形状に追従しやすくなるという効果が得られる。

この結果、研磨部１４のショアＡ硬度が上記範囲内にあると、より高い研磨レートを得ることができ、研磨ブラシの寿命をより長くすることができると共に、十分に高いワークの平坦性を確保できる。ショアＡ硬度は、バネを介して厚さ４．５ｍｍ以上の試験片（材料が４．５ｍｍ未満の厚さである場合は、厚さが４．５ｍｍ以上になるまで研磨布を重ねて試験片を得る。）表面に押針（測定子）を押し付け３０秒後の押針の押し込み深さから求められる。これを３回行って相加平均からショアＡ硬度が求める。

板状基部１２と各研磨部１４の開孔率は１０〜７０％の範囲、２０〜５０％の範囲であることがより好ましい。板状基部１２と各研磨部１４の開孔率が１０％未満であると、板状基部１２と各研磨部１４が十分にスラリーを保持することが出来ず、また、板状基部１２と各研磨部１４の弾力性が強くなり被研磨物への追従性が低下して未研磨部が多く発生する。一方で、板状基部１２と各研磨部１４の開孔率が７０％を超えてしまうと、板状基部１２と各研磨部１４が摩耗しやすくなり、製品寿命が短くなる傾向にある。

開孔率を測定する方法としては、まず板状基部１２と各研磨部１４を採取しマイクロスコープ（ＶＨ−６３００、ＫＥＹＥＮＣＥ製）にて約１．３ｍｍ四方の範囲を１００倍に拡大して観察した。次いで得られた画像を画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ Ｖ２０ＬＡＢＶｅｒ．１．３、ニコン製）を用いて二値化処理して開孔の数及び各々の開孔の面積を確認し、開孔の面積の総和から１．３ｍｍ四方の範囲における開孔の面積割合を開孔率（％）として算出した。測定はランダムに選んだ５カ所に対して行い、その相加平均を本実施例にかかる開孔率（％）とした。

板状基部１２と各研磨部１４は、砥粒成分を含有しないことが好ましい。砥粒成分を含有する場合、板状基部１２と各研磨部１４の脆性が向上する傾向にあり、特に、各研磨部１４の付け根部分が破損しやすい傾向にある。砥粒成分としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウム、鉄、アルミニウム、シリカ、ダイヤモンドおよびその他公知の砥粒成分が該当する。

本実施形態の研磨ブラシ１０は、研磨ブラシ１０と同一の平面形状を有する、同一厚さの薄い４枚の研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄを、各研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄの研磨部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄおよび切欠き部１６が厚さ方向の整列するように配向して積み重ねることによって構成されている。

従って、研磨ブラシ１０の各研磨部１２は、図３の部分拡大図に示されているように、積層された研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄによって構成されることなる。

この結果、各研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄは隣接する研磨ブラシ部材同士が結合(連結)されず、隣接する研磨ブラシ部材間に、分離(剥離)可能な不連続面１８が形成されることになる。この不連続部１８は、研磨ブラシ１０の研磨部１４において、研磨部１４の径方向外端から径方向内方に向かって延びることになる。

このような構成によって、各研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄの径方向外方部分を構成する研磨部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄは、外周部が径方向外方から押されると、それぞれが独立して研磨ブラシ１０の厚さ方向外方に動き、互いに離れた状態をとることができる。

次に、研磨ブラシ１０によるワーク研磨について説明する。
図４は、研磨作業に入る前の研磨ブラシ１０およびワークＷを示す模式的な側図面である。図５は、研磨ブラシ１０が、ワークＷの研磨すべき側端面Ｗ１に接触した状態を示す模式的な側図面である。

図４に示されているように、研磨ブラシ１０は、例えば、比較的、薄いワークの側面部を研磨する際に使用される。
使用時には、図４に示されているように、研磨ブラシ１０は、固定リング２０で上下から挟持され、ＸＹＺの三軸方向に移動可能な回転軸Ａに固定される。

回転軸Ａを回転駆動させながらワークＷに向けて移動させ、回転する研磨部１４の外周面をワークＷの側端面Ｗ１に当接させて、ワークＷの側端面Ｗ１を研磨する。

上述したように、本実施形態の研磨ブラシ１０では、各研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄの径方向外方部分を構成する研磨部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄは、外周部が径方向外方から押されると、独立して研磨ブラシ１０の厚さ方向外方に動き、互いに離れた状態をとることができる。

このため、研磨部１２の外周面がワークＷの側端面Ｗ１に当接すると、図５に模式的に示されるように、上方の研磨部１４ａは、他の研磨部１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄから分かれワークＷの側端面Ｗ１の上端のエッジ部Ｗ２およびその内方領域Ｗ３を覆うように湾曲する。一方、下方の研磨部１４ｄは、他の研磨部１４ａ、１４ｂ、および１４ｃから分かれワークＷの側端面Ｗ１の下端のエッジ部Ｗ４およびその内方領域Ｗ５を覆うように湾曲する。

この結果、厚さが比較的薄いワークＷの側端部Ｗ１と、側端面Ｗ１のエッジ部分Ｗ２、W４およびその内方側領域（ワーク上下面の縁部近傍領域）Ｗ３、W５とを同時に研磨することができることになる。

次に、本考案の第２実施形態の研磨ブラシ３０について説明する。
本考案の第２実施形態の研磨ブラシ３０は、基本的な構成は、第１実施形態の研磨ブラシ１０と同一である。研磨ブラシ１０との相違点は、研磨部の先端（径方向外方端）の形状である。

具体的には、第１実施形態の研磨ブラシ１０の研磨部１４の径方向外方の端部は、矩形の平面形状を有しているが、第２実施形態の研磨ブラシ３０では、図６に示されているように、研磨部３４の径方向外方の端部３５が円弧状の平面形状を有している。

このように、第２実施形態の研磨ブラシ３０は回転方向すなわち周方向に移動する研磨部の先端が円弧形状とされている結果、研磨部３４の先端に、周方向（研磨ブラシの回転方向）に配向された角部（平面視での角部）が存在しない。この結果、研磨部３４の先端が周方向に移動しながらワークＷの側端面Ｗ１に接触する際にワークＷの側端面Ｗ１に対して滑りやすくなり、不連続面が設けられた先端部が円滑に複数に割れ、ワークの側端部を挟み込みやすくなる

また、研磨部の先端が、円弧以外の弧状形状(例えば、楕円形状、放物線形状、双曲線形状等)の平面形状を有するようにしても良い。さらに、研磨部の先端面が、厚さ方向に弧状に湾曲したもの、あるいは、研磨部の先端が半球等の曲面によって構成される三次元形状を有する者であっても良い。

本考案は、上記実施形態に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲の記載の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

上記実施形態の研磨ブラシ１０は、同一厚さの薄い４枚の研磨ブラシ部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄを積み重ねることによって構成されているが、各研磨ブラシ部材の一部分を隣接する研磨ブラシ部材と接着剤等で結合させた構成でもよい。

１０：研磨ブラシ
１２：板状基部
１４：研磨部
１６：切欠き部
１８：不連続面
W：ワーク
W１：（ワークの）側端面

Claims (9)

1. 回転しながらワークの研磨を行う円板状の研磨ブラシであって、
   略円形の板状基部と、
   前記板状基部の外縁から径方向外方に向かって延び且つ周方向に離間して配置され複数の研磨部と、を備え、
   前記研磨部には、前記研磨部の径方向外端から径方向内方に向かって前記研磨ブラシの表面に平行に延び前記研磨部の全幅にわたる不連続面が形成されている、
   ことを特徴とする研磨ブラシ。
2. 前記研磨部の径方向外方の端部が矩形の平面形状を有している、
   請求項１に記載の研磨ブラシ。
3. 前記研磨部の径方向外方の端が弧状形状を有している、
   請求項１に記載の研磨ブラシ。
4. 前記不連続面が、前記研磨部の径方向全長にわたって形成されている、
   請求項１に記載の研磨ブラシ。
5. 前記不連続面が、一の前記研磨部に複数、形成されている、
   請求項１に記載の研磨ブラシ。
6. 前記不連続面が、一の前記研磨部に２以上形成され、
   前記研磨部が、前記２以上の不連続面により、厚さ方向に略均等に分割されている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の研磨ブラシ。
7. 同一形状を有する複数枚の研磨ブラシ部材を積層することにより構成され、
   隣接する研磨ブラシの境界面が前記不連続面とされている、
   請求項２または３に記載の研磨ブラシ。
8. 前記研磨部のショアＡ硬度が５０〜９０°である
   請求項２または３に記載の研磨ブラシ。
9. 前記研磨部が不織布又は発泡ポリウレタン樹脂で形成され、
   開口率が１０〜７０％である
   請求項２または３に記載の研磨ブラシ。

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