JP5945679B2 - バリ取りブラシ用の研磨布紙保持具、及びこれを用いたバリ取りブラシ用のブラシ構成盤、並びにこれを積層して成るバリ取り用ブラシ - Google Patents

Description

本願発明は、金属や木工の機械加工において、加工後エッジに生じる微細突起片を削り取るためのバリ取り用のブラシの技術分野に関し、特に、外観円筒状のブラシを形成するための構成部材に関する。

ブラシ状研磨工具として、研磨布紙や研磨ブラシを外周に取り付けて円盤状に形成し、この円盤状の研磨ブラシを所定のピッチ（間隙）で同軸上に積層してロール状に形成した工具が従来から広く用いられている。
しかし、かかる構成の工具は、ブラシ毛材の材質や取付強度、さらにはブラシ取付ピッチの存在によって研磨筋や研磨面の不均質が発生していた。

これを解消して研磨品質の向上手段として、研磨布紙を回転軸に沿って螺旋状に配設する技術構成は既に知られており、過去にも様々な出願がなされている（例えば、特許文献１、２、３を参照）。

また、連続させて一連に形成した長尺研磨布を心材に螺旋巻き付けの煩雑さを解消する発明としては、研磨布を一層毎に偏位させて螺旋状に形成した研磨輪を、それぞれの断層線を一致させつつ多数個を積層することによって、あたかも回転軸の回りに一連に連続した螺旋状研磨布層を形成する発明が開示されている（例えば、特許文献４、５を参照。）。

特開平６−１５５３１５号公報 特開１９９４−１５５３１５号公報 特開２００４−１９５１７１号公報 特開２００８−１４２７９２号公報 特開２０００−３２６２３９号公報 実開昭６３−１５１２７２号公報

しかしながら、上記特許文献１、２、及び３で開示されているブラシは、研磨布紙の螺旋状配置による技術的な効果は既に認められていることであるが、実際の製造工程では、回転駆動軸に環装させる軸材に、一連で連続した１本材からなる長尺状の研磨布紙やブラシ毛結束材を、螺旋状に取り付けるものであるため、作業が非常に煩雑である。そのため、連続した研磨布紙の均一な加工精度や取り付け後の研磨ブラシの品質維持が難しく、生産性や製品コストの逓減に課題があった。このようなブラシ製品のバラツキを補うため、研磨機械における研磨対象物や研磨ブラシの方を旋回運動や搖動運動をさせたりして研磨処理の均質性の維持を図っているのが現状であった。

実際のバリ取り処理では、表面処理用の研磨布ブラシを細幅で高いアスペクト比の矩形状（短冊状又は条状）の研磨布紙を、回転軸環装用の円盤の回りの半径方向に延出させた状態で構成し、これを同軸上に多数積層して構成したものが主流であった。

また、特許文献４、５で開示されているブラシは、一層毎に螺旋状に配置したシートを多数個重ね合わせるごとによってあたかも一連に連続した螺旋とするものであるが、上下層に間隙も設けないで密に積層したものであった。その外観構造は、円筒状の周面をもったロール状をなすものであった。かかる構造であるため、研削・研磨を目的としているが、本来的には面を処理対象とし、その面を平滑に磨くことを目的とするものであった。このことは、金属加工時に切削エッジ部や稜部に生じる余分な突起状の細片であるバリの削除には難があった。すなわち、バリの突出方向は区々であるため、上記開示発明のような円筒状の周面の接触研磨では十分かつ効果的にバリのみを取り除くことはできなかった。むしろ円周面の接触により、バリが発生していない（又はバリ切削後の）エッジ部や角部をも不必要に研磨することになってしまい、かえって加工精度を狂わす恐れもあった。バリのみを取り除くことが製品精度を高める意味で重要なものである。

そこで、本願発明は、上記課題に着目してなされたものであり、短冊状（又は条状）の研磨布紙を螺旋状に連続させて配置することにより、効果的にバリのみを取り除くことを目的としたバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具、及びこれを用いたバリ取りブラシ用のブラシ構成盤、並びにこれを積層したバリ取りブラシの３つの範疇の発明を提供するものである。

上記の課題を解決するため本願発明にかかる３つの範疇として特定した発明は、以下のように構成している。

本願に係る１の発明であるバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具は、研磨布紙の厚さを超える厚さを有し、かつ中心部に回転駆動手段の回転軸へ環装するための貫通孔を有した円形又は正多角形の盤状のコア体と、該コア体の外周囲に、コア体の厚さ距離だけスラスト方向に食い違い移動させた１の断層部を境界とし、かつ、コア体の厚さだけ周回に沿った勾配をもって螺旋状に配置したフランジと、該フランジの上面側又は下面側の何れかを特定した研磨布紙を固着させる取付面と、から成り、前記コア体に研磨布紙を取付けた状態でスラスト方向に複数個を積層した場合に、隣接した研磨布紙の外周先端部がスラスト方向に所定の間隙を形成し得る厚さとしたことを特徴とする。
ここで、研磨布紙を固着する取付面は、フランジの上下面の何れかの面を特定するが、上下方向は、積層方向、又は前記スラスト方向に沿った方向として用いている。

また、上記の別形態として、研磨布紙の厚さを超える厚さを有し、かつ中心部に回転駆動手段の回転軸へ環装するための貫通孔を有した円形又は正多角形の盤状のコア体と、該コア体の外周囲に、コア体の厚さ距離だけスラスト方向に食い違い移動させた２の断層部を前記コア体外周囲に等間隔に周回させて配置すると共に、該断層部を境界とし、かつ、コア体の厚さだけ周回に沿った勾配をもって螺旋状に配置したフランジと、該フランジの上面側又は下面側の何れかを特定した研磨布紙を固着させる取付面と、から成り、前記コア体に研磨布紙を取付けた状態でスラスト方向に複数個を積層した場合に、隣接した研磨布紙の外周先端部がスラスト方向に所定の間隙を形成し得る厚さとしたことを特徴として構成してもよい。
なお、２箇所配置した上記断層部は、１８０度回転した対向位置となる。

また、上記コア体は、後述する発明の構成要素として、前記貫通孔を一致させて複数枚を積層（互いの盤面を当接させて積み重ねること。）させた場合の便益として、必要によりコア体の盤面の片面側又は両面側に位置決め手段を設けてもよい。その形態は適宜であるが、例えば、盤面を当接させた場合に適合し得る位置と形状をもった凹凸構造としてもよく、さらには固定と脱着を予定してクリック感のある嵌め合い構造としてもよい。

次に、本願に係る２の発明であるバリ取りブラシ用のブラシ構成盤は、上記研磨布紙保持具の取付面に、短冊状に形成した研磨布紙の多数枚を、その長手方向を前記コア体の半径方向に向けてかつその全周に渡って取り付けて構成したものである。ここで取り付ける研磨布紙はそれぞれ単独の短冊形状でも良いが、各研磨布紙を平行に配列してその一端側を連繋した形態の暖簾状とすることが好ましい。これによりコア体周囲の取付面の全周に渡っての取り付けを速やかに行うことができる。
なお、上記短冊状の研磨布紙の意義には、高いアスペクト比の長方形や平行四辺形の細片の他に、紐状などの線状材（又は条状材）を含むものである。

また、上記暖簾状の意義は、単独の研磨布紙の多数個を平行に並べてその一端側を連繋させて暖簾状にする製造工程から特定するものではなく、外観として暖簾状の形態をも含む概念である。例えば、帯状や矩形状をしたシート状の研磨布紙を長手方向の所定幅を残して、短手方向から所定幅をもって裁断して暖簾状にする工程などを含むものである。

次に、本願に係る３の発明であるバリ取り用ブラシは、上記１の発明の研磨布紙保持具を用いて構成した２の発明であるブラシ構成盤を用いて構成したものであり、以下のように構成している。

上記のブラシ構成盤を、互いの貫通孔及び断層部を一致させてスラスト方向に所望の長さまで多数個を積層連結させると共に、スラスト方向に隣接した研磨布紙の先端部が所定の間隙を形成した状態で積層連結して成る外観が略円筒状に構成している。その積層数により、回転軸に環装して取り付けた場合のブラシの幅が特定される。また、前記ブラシ構成盤の積層においては、前記位置決め手段を適用する構成としてもよい。

上記のように構成した本願にかかる発明は、以下のような効果を奏する。
すなわち、バリ取りブラシ用の研磨布紙保持具にあっては、コア体の厚さが研磨布紙の厚さを超える厚さを有しているため、研磨布紙を取り付けた状態でコア体を積層した場合、上下各層の取付面の間に適宜の間隙が形成されることとなる。

また、コア体の外周囲に、一体成形として又は別体固着として螺旋状に配設したフランジの取付面に研磨布紙を取り付けているため、コア体の回りに螺旋状に一周回させて成るブラシ構成盤を形成することができる。このブラシ構成盤を適宜の枚数だけ積層させることより、コア体の周囲に周回させて個別に取り付けた研磨布紙は、断層部を接続点として、あたかも一連に連続した研磨布紙を螺旋状に巻回させたような外観に形成することができる。

そして、積層させた各コア体の厚さが同じである場合、研磨布紙の螺旋配置は、等ピッチの螺旋となり、かつ上下方向に隣接する短冊状（線状を含む）の研磨布紙はコア体の略厚さ分の間隙があるため、それぞれ独立してかつ自由方向へ湾曲したり撓んだり又は屈曲（以下、「湾曲等」）させることができる。この自由方向の湾曲等は、研削対象であるバリに対して最適な研削力と研削方向をもって接触させることかでき、バリ以外の加工処理部分を傷つけることなく、不要なバリのみを適切に除去することができる効果を奏する。

実施例１のコア体を示す斜視図である。 実施例１のコア体を示す正面図である。 実施例１のコア体を示す正面図のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１のブラシ構成盤を示す斜視図である。 実施例１のブラシ構成盤を示す側面図である。 実施例１のブラシ構成盤の積層前（Ａ）と積層後（Ｂ）の断層部をそれぞれ示す側面である。 実施例１のブラシの一部を中心角約９０度で切欠いて示した斜視図である。 実施例２のコア体を示す斜視図である。 実施例２のコア体を示す側面図である。 実施例２のブラシ構成盤を示す側面図である。 実施例２のブラシを示す分解図である。 実施例２のブラシを示す斜視図である。

以下に、本願発明を実施するための第１の実施例（以下、「実施例１」）を図１から図７に基づいて説明する。
図示符号１は、実施例１にかかる研磨布紙保持具１であり、図１から図３を用いて詳細に説明する。ここで、この研磨布紙保持具１は、後述するように一条の研磨布紙３を一周回（約３６０度）分を取り付ける仕様であり、この仕様形態を「一条保持具１」と略称して以下の説明に用いる。

一条保持具１は、その上下方向（便宜上、図面準拠）に円形平面を形成した円盤状のコア体１０を基体とし、その外周囲には、所定幅をもって半径方向に延設したフランジ１５を一体的に形成している。

前記コア体１０の円形の盤面１１（本実施例では「円盤面」）の中心部には、後述するバリ取り用ブラシ（以下、「ブラシ」と略称。）４を回転駆動手段（図示省略）の回転軸５へ環装するための貫通孔１２を形成している。また、コア体１０には、該貫通孔１２を挟んで対称位置の上面には、位置決め手段として嵌合凹部１３と、これと嵌合する嵌合凸部１４を下面の反対側の対応する位置に形成している。

フランジ１５には、その１箇所において、コア体１０の厚さ距離ｔだけスラスト方向（厚さ方向又は図面上の上下方向）に食い違い状に移動（又は剪断移動）させた断層部１６を形成している。この断層部１６を境界として螺旋状（周方向に沿った傾斜）に１周回させている。この螺旋状の構成により、該断層部１６の一方の断層面１６ａから他方側の断層面１６ｂまで厚さ距離ｔだけ周に沿った勾配からなるフランジ面（フランジ１５の上下方向の面）を形成している。このフランジ面を後述する研磨布紙３の取付面１５ｓとしている。なお、この取付面１５ｓは、フランジ１５の上下方向の何れの面側としても良い。

上記コア体１０及びフランジ１５の材質は、金属、非金属、を問わないが、成形性と軽量化を目的として合成樹脂材で形成するのが好ましい。その形状としては、例えば、コア体１０の直径を約１００〜１８０ｍｍ、及び厚さを約６〜１２ｍｍ程度に設定する。

なお、本実施例で用いているコア体１０は円盤状としているが、本願発明の実現においては、これに限定するものでは無く、円形に近い正多角形（例えば、正８角形、正１２角形、正１６角形など）にしても良い。また、上記の位置決め手段は、順次の積層時において各断層部１６が速やかに上下一致させるためのものであると共に上下層間の結合力の確保をも目的としている。ただし、この位置決め手段は、必須の構成要素ではなく、上記断層部１６のずれた断層面１６ａ、１６ｂどうしの適合により位置決めを行うことも可能である。

次に、図示符号２は、ブラシ構成盤２であり、図４から図６を用いて説明する。ブラシ構成盤２は、上述した一条保持具１の取付面１５ｓに研磨布紙３を一周回に渡って取り付けて構成したものである。その外観は円盤状のブラシ盤を呈している。

取り付ける研磨布紙３は、長さに対して小幅の短冊状（条状）を成し、この多数枚をコア体１０の外周から円盤面と略同一面上を半径方向（又は放射方向）に張り出すようにして取り付けている。その短冊状材の張出長さは、適宜であるが、本実施例では、約３０〜１００ｍｍに設定している。本実施例で使用している研磨布紙３は、一般的な耐水性又は非耐水性のシート状の研磨布紙を裁断して加工して用いている。この研磨布紙の原材料は通常知られている炭化珪素、酸化アルミ二ウム、エメリー、ガーネットなどである。

本実施例で使用している研磨布紙３は、矩形状の一枚シート（図示省略）を、短手距離の中間点を長手方向に所定幅（数ｍｍ程度）を線状に残してこの部分を折り目部とし、長手方向の両側縁辺から所定間隔（例えば、約３〜７ｍｍ程度）で裁断して行き、前記中間点に残した折り目部で２つ折りにすることにより、一端部を連繋して連ねた暖簾状に形成している。そして、この暖簾状の研磨布紙３を、その連繋部を前記取付面１５ｓに接着剤やステップル（図示省略）を用いて固着させている。なお、この研磨布紙３を暖簾状とすることにより、取り付けの作業性の向上と確実性を図ることができる。

上記したようにコア体１０に対してフランジ１５の取付面１５ａに研磨布紙３を取り付けることにより、研磨布紙３はコア体１０の厚さ距離を１ピッチとする１周回の螺旋としてコア体１０の全周に渡って同じ長さでかつ等間隔で配置される。

次に、図示符号４は、バリ取り用ブラシ４（以下、「ブラシ」と略称。）であり、図７を用いて説明する。

該ブラシ４は、上記したブラシ構成盤２を必要な枚数を積層することにより、円柱状の外観形態（ロール状）を呈する。この積層は、前記コア体１０の円盤面１１に形成した互いの貫通孔１２を一致させると共に前記円盤面１１を当接させるものであり、このとき前記嵌合凹部１３と嵌合凸部１４とを嵌め合わせることにより、互いのコア体１０の固着と各層の断層部１６を上下方向で直線上に揃えることができる。

詳述すると図６（Ａ）、（Ｂ）に示したように、上下方向にずれた断層面からなる断層部１６の上層と下層とを一致させると共に、下層に位置する断層部１６の一方側の断層面１６ａと、上層に位置した断層部１６の他方側の断層面１６ｂとを同一面形で対面一致させる構成としている。これにより下層のフランジ１５の取付面１５ｓが断層部１６を介して、上層のフランジ１５の取付面１５ｓと略同一面上で連なり、この上層と下層とのそれぞれの取付面１５ｓ、１５ｓに個別に取り付けた研磨布紙３、３は、外観において断層部１６で途切れることなく一連に連続した一体の研磨布紙３の様相を呈し、かつ機能的にも連続した部材と同様の効果を奏する。

このように積層したコア体１０を心材としたブラシ構成盤２を多数枚積層することにより、あたかも連続した一連一体の研磨布紙３を回転軸の回りに一定のピッチでかつ、ピッチ間に所定の間隙を設けながら螺旋状に連続巻回させたロール状のブラシ４を形成することができる。該ブラシ４の軸幅（又はロール幅）はブラシ構成盤２の積層数により適宜に設定される。

また、この積層を上記嵌合凹部１３と凸部１４の密着嵌合により固定保持するようにしているため、ブラシ構成盤２の積層数の変更を容易に行うことができる。また部分的な磨耗に対しては、そのブラシ構成盤２のみを交換することもできる。

次に、本願発明を実施するための第２の実施例（以下、「実施例２」）について図８から図１２に基づいて説明する。本実施例は、一条保持具１が一周回を一連の研磨布紙３で取り付けた仕様であるのに対して、半周回（約１８０度）毎に一連の研磨布紙３を個別の取り付けた仕様である。この仕様形態を「二条保持具６」と略称して以下の説明に用いる。なお、実施例２の説明において、断層部１６の数以外は、実施例１と実施例２の構成要素が同様であるため、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図示表示６は、実施例２にかかる二条保持具６である。当該二条保持具６の特徴は、上述した断層部１６を対向する外周の２箇所に形成したことにある。これにより、二条用のコア体（以下、「二条コア体」）６０の周方向に沿って螺旋状に勾配をもった二条対応のフランジ（以下、「二条フランジ」）６１、６１を形成している。該二条フランジ６１は、二条コア体６０の外周の半周毎に独立したものとして構成している。

各二条フランジ６１、６１、の上下方向の面にはそれぞれ独立した（又は不連続の）取付面６１ｓ、６１ｓを形成している。この半周毎の二条フランジ６１は、二条コア体６０の厚さ距離ｔと略一致させて構成しているため、各取付面６１ｓ毎の周回に沿った勾配量（勾配の垂直成分）は、二条コア体６０の厚さ距離ｔとなる。

上記のように構成した二条コア体６０には、上記実施例１と同様に、半周毎の各取付面６１ｓ、６１ｓにそれぞれ半周分毎の研磨布紙７を取り付けて二条仕様のブラシ構成盤８を形成している。そして、このブラシ構成盤８の多数個を上記実施例１の場合と同様に積層して、あたかも連続した研磨布紙７を回転軸の回りに一定のピッチでかつ、ピッチ間に所定の間隙を設けながら一連に連続した二重螺旋を呈して成り、この積層によりロール状（又は円筒状）のバリ取り用のブラシ９を形成している。

かかる実施例２のブラシ構成盤８においては、半周毎に１ピッチ分の螺旋が形成されているため、二条コア体６０の厚さを実施例１と同じにした場合は、積層後のブラシ９の外観は螺旋ピッチが１／２ピッチとなる。また二条コア体６０の厚さを実施例１の場合の２倍とした場合は、同じピッチの螺旋を形成することができる。したがって、実施例２のように２個の対向する２個の断層部１６を有する二条コア体６０を、前記一条仕様のコア体10の２倍の厚さで形成した場合は、ブラシ構成盤８の個数を半分にして同一のロール幅をもったバリ取り用ブラシを形成することができ、部品点数を少なくすることができる。

１ 一条保持具（実施例１）
１０ コア体
ｔ 厚さ距離
１１ 円盤面
１２ 貫通孔
１３ 嵌合凹部（上面）
１４ 嵌合凸部（下面）
１５ フランジ
１５ｓ取付面
１６ 断層部
１６ａ 断層面（一方側）
１６ｂ 断層面（他方側）
２ ブラシ構成盤
３ 研磨布紙（一周分）
４ ブラシ（バリ取り用ブラシ）
５ 回転軸
６ 二条保持具（実施例２）
６０ 二条コア体
６１ 二条フランジ
６１ｓ 取付面（二条用）
７ 研磨布紙（半周分）
８ ブラシ構成盤（二条）
９ ブラシ（バリ取り用ブラシ）（二条）

Claims (9)

1. 研磨布紙の厚さを超える厚さを有し、かつ中心部に回転駆動手段の回転軸へ環装するための貫通孔を有した円形又は正多角形の盤状のコア体と、
   該コア体の外周囲に、コア体の厚さ距離だけスラスト方向に食い違い移動させた１の断層部を境界とし、かつ、コア体の厚さだけ周回に沿った勾配をもって螺旋状に配置したフランジと、
   該フランジの上面側又は下面側の何れかを特定した研磨布紙を固着させる取付面と、
   から成り、
   前記コア体に研磨布紙を取付けた状態でスラスト方向に複数個を積層した場合に、隣接した研磨布紙の外周先端部がスラスト方向に所定の間隙を形成し得る厚さとしたことを特徴としたバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具。
2. 研磨布紙の厚さを超える厚さを有し、かつ中心部に回転駆動手段の回転軸へ環装するための貫通孔を有した円形又は正多角形の盤状のコア体と、
   該コア体の外周囲に、コア体の厚さ距離だけスラスト方向に食い違い移動させた２の断層部を前記コア体外周囲に等間隔に周回させて配置すると共に、該断層部を境界とし、かつ、コア体の厚さだけ周回に沿った勾配をもって螺旋状に配置したフランジと、
   該フランジの上面側又は下面側の何れかを特定した研磨布紙を固着させる取付面と、
   から成り、
   前記コア体に研磨布紙を取付けた状態でスラスト方向に複数個を積層した場合に、隣接した研磨布紙の外周先端部がスラスト方向に所定の間隙を形成し得る厚さとしたことを特徴としたバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具。
3. 前記コア体が、
   その盤面の片面側又は両面側に、位置決め手段を有することを特徴とした請求項１、又は２記載のバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具。
4. 前記位置決め手段が、
   前記盤面の表裏で互いに適合し得る形状の凹凸構造であることを特徴とした請求項３記載のバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具。
5. 前記位置決め手段が、
   固着手段を兼ね備えたものであることを特徴とした請求項３、又は４記載のバリ取りブラシ用の研磨布紙保持具。
6. 請求項１から５のいずれか記載の研磨布紙保持具の取付面に、短冊状に形成した研磨布紙の多数枚を、その長手方向を前記コア体の半径方向に向けてかつその全周に渡って取り付けて成ることを特徴としたバリ取りブラシ用のブラシ構成盤。
7. 前記取付面へ取り付ける短冊状に形成した研磨布紙の多数枚が、
   各研磨布紙を平行に配列してその一端側を連繋した形態の暖簾状であることを特徴とした請求項６記載のバリ取りブラシ用のブラシ構成盤。
8. 請求項６、又は７記載のブラシ構成盤の多数個を、
   互いの貫通孔及び断層部を一致させてスラスト方向に所望の長さまで多数個を積層連結させると共に、スラスト方向に隣接した研磨布紙の先端部が所定の間隙を形成した状態で積層連結して成ることを特徴としたバリ取り用ブラシ。
9. 前記ブラシ構成盤の積層が、
   前記位置決め手段を適用したものであること特徴とした請求項８記載のバリ取り用ブラシ。

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