JP6478196B1 - ブラシ構造及びコイルブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】チャネルブラシの交換作業が容易であるとともに、チャネルブラシを安定して強固に支持でき、各種のブラシ処理におけるムラが生じ難いブラシ構造を提供する。【解決手段】芯材１１と、巻回されたチャネルブラシ２２が芯材１１の外周面１２に着脱可能に装着されたコイルブラシ２１と、を備え、芯材１１の外周面１２には、軸方向に延びる溝部１５を備え、コイルブラシ２１には、巻回されたチャネルブラシ２２を横断して形成されて溝部１５と嵌合可能な凸条部２５と、芯材１１の外周面１２に当接する内周面２７と、が備えられ、内周面２７がチャネルブラシ２２におけるチャネルの底部からなり、底部がそれぞれ芯材１１の外周面１２に当接している。【選択図】図２

Description

本発明は、チャネルブラシが巻回されたコイルブラシを着脱可能に芯材に装着したブラシ構造と、このブラシ構造に好適なコイルブラシに関する。

従来、回転駆動されるロール体等にチャネルブラシを巻回して構成されたロールブラシが各種の分野で多用されている。このようなロールブラシでは、チャネルブラシを巻回しつつチャネルの底部をロール体の外周面に溶接することで、チャネルブラシを固定していた。

この溶接構造では、劣化したチャネルブラシを交換する際、ロールブラシ全体を作業場所まで搬送し、溶接されている劣化したチャネルブラシをロール体から取り外し、さらに溶接部を滑らかに除去し、その後で、新たなチャネルブラシを巻回しつつ溶接する作業が必要であった。そのため、劣化したチャネルブラシの交換作業は手間を要するものであった。

これに対し、下記特許文献１には、チャネルブラシをロール体に溶接せずに固定するロールブラシが提案されている。このロールブラシでは、チャンネルブラシを密着螺旋巻きしたコイルブラシをロール体に固定する際、チャネル端面との係合部を有する制動フランジをコイルブラシの軸方向の端部に配置し、この制動フランジをロール体に固定して構成されている。

特開２００１−３４６６２９号公報

しかしながら、従来の溶接構造の場合、チャネルブラシを交換するのに手間を要し、特にロールブラシの使用場所とチャネルブラシの交換場所とが離間している場合には、顕著に手間を要していた。
また特許文献１等のようにチャネルブラシを溶接せずに固定するブラシ構造の場合には、中間部分が安定して支持固定されていないため、使用時にチャネルブラシに撓みや歪み等が生じ易く、例えば研磨や洗浄等のブラシ処理にムラが生じ易いという問題点があった。

そこで本発明では、チャネルブラシの交換作業が容易であるとともに、チャネルブラシを安定して強固に支持できて各種のブラシ処理におけるムラが生じ難いブラシ構造と、このブラシ構造に好適なコイルブラシと、を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のブラシ構造は、芯材と、巻回されたチャネルブラシが芯材の外周面に着脱可能に装着されたコイルブラシと、を備え、芯材の外周面には、軸方向に延びる溝部を備え、コイルブラシには、巻回されたチャネルブラシを横断して形成されて上記溝部に嵌合可能な凸条部と、芯材の外周面に直接当接する内周面と、を備え、コイルブラシの内周面はチャネルブラシにおける複数回巻回されたチャネルの底部からなり、コイルブラシの凸条部は、複数回巻回されたチャネルの底部からなる内周面に軸方向に横断するように複数のチャネルの底部に接合されて複数の底部間を連結しており、コイルブラシの凸条部が芯材の溝部に嵌合するとともに前記チャネルの底部がそれぞれ前記芯材の外周面に当接して構成されている。

上記課題を解決する本発明のコイルブラシは、チャネルの底部を内側にして複数回巻回されたチャネルブラシと、複数回巻回されたチャネルの底部からなる内周面に軸方向に横断するように複数の底部に接合されて該複数の底部間を連結する補強用の凸条部と、を備えている。

上記目的を達成する本発明のコイルブラシは、チャネルの底部を内側にして複数回巻回されたチャネルブラシと、複数回巻回されたチャネルの底部からなる内周面に軸方向に配置され、横断する複数の底部に接合された補強用の凸条部と、を備えている。

本発明のブラシ構造によれば、チャネルブラシを巻回したコイルブラシが芯材の外周面に着脱可能に装着されているので、チャネルブラシを芯材から容易に取り外したり装着したりできることに加え、芯材の外周面には軸方向に延びる溝部を備え、コイルブラシには溝部に嵌合可能な凸条部と、外周面に当接する内周面と、を備えているので、チャネルブラシが芯材に溶接されていなくても、コイルブラシを芯材の外周面に安定して支持することができる。

特に、コイルブラシの内周面がチャネルブラシにおけるチャネルＸの底部からなり、内周面を構成するチャネルの底部がそれぞれ芯材の外周面に直接当接しているので、各チャネルを芯材の外周面で強固に支持することができ、使用時にチャネルブラシに撓みや歪み等が生じることを防止できる。

よって、本発明によれば、チャネルブラシの交換作業が容易であるとともに、チャネルブラシを安定して強固に支持でき、各種のブラシ処理におけるムラが生じ難いブラシ構造を提供することが可能である。

本発明のコイルブラシによれば、複数回巻回されたチャネルブラシにおけるチャネルの底部からなる内周面に、補強用の凸条部が軸方向に配置され、凸条部が横断する複数のチャネルの底部が凸条部に接合されている。
そのため複数回巻回されたチャネルブラシにおけるチャネルの各部位間を、凸条部により互いに連結することができ、コイルブラシ全体が強固に一体化される。これにより複数回巻回されたチャネルブラシにおけるチャネルの剛性が向上し、チャネルが容易に弾性変形することを防止でき、使用時にチャネルブラシの形状を安定して維持できる。
また複数回巻回されたチャネルブラシが凸条部により一体化されると、コイルブラシを芯材に着脱する際に取り扱い易く、さらに凸条部を利用して芯材に安定して装着し易くできるため、コイルブラシの取換作業などを容易に行うことができる。

本発明の実施形態に係るブラシ構造を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るブラシ構造の分解側面図である。 本発明の実施形態に係るブラシ構造の芯材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態に係るブラシ構造のコイルブラシを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はコイルブラシを構成するチャネルブラシの断面図である。 本発明の実施形態に係るブラシ構造を回転駆動体に装着した例を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。
本実施形態のブラシ構造は、図１及び図２に示すように、芯材１１と、芯材１１の外周面１２に着脱可能に装着されたコイルブラシ２１と、芯材１１の軸方向両端部に装着された端部プレート３１と、を備えている。

芯材１１は、図２及び図３に示すように、金属等から厚肉の略リング形状に形成されている。芯材１１の中心部には、回転駆動体等が固定される固定部として、軸方向に貫通する貫通孔１３が設けられている。また、芯材１１の両側面には端部プレート３１を固定するための固定部１４が設けられている。芯材１１の外周には、コイルブラシ２１を支持するための外周面１２が設けられている。外周面１２は軸方向に傾斜した面であってもよいが、ここでは軸方向に一定の円形断面が連続した面となっている。

外周面１２の互いに離間した周方向の複数位置には、軸方向に延びる溝部１５が設けられている。溝部１５は芯材１１の少なくとも一方の端部から連続して軸方向に平行に設けられている。各溝部１５は一定断面形状で軸方向に連続しており、後述するコイルブラシ２１の凸条部２５に対応した幅及び深さを有している。

コイルブラシ２１は、図２及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、長尺のチャネルブラシ２２を複数回巻回して形成されている。コイルブラシ２１はディスク形状を有している。ここでディスク形状とは、例えばコイルブラシ２１の毛材２６の先端からなる外周の直径よりも、軸方向の厚みが小さい形状、好ましくは外周の半径よりも軸方向の厚みが小さい形状であってもよく、例えばチャネルブラシ２２の巻回数が１０周以下に形成されていてもよい。この実施形態ではらせん状に５周以下巻回して形成されている。
本実施形態では、芯材１１の軸方向の厚みもコイルブラシ２１の軸方向の厚みと同等に形成されており、コイルブラシ２１を芯材１１に装着した状態でもディスク形状を呈している。

チャネルブラシ２２は、図４（ｂ）に示すように、底部２３ａと底部２３ａの両側の側部２３ｂとを有する断面略コ字状のチャネル２３が、長手方向に連続し、このチャネル２３に各種の毛材２６が保持されて、底部２３ａとは反対側の開口から外向きに突出した状態で配置されている。毛材２６は用途に応じて適宜選択でき、各種のブラシに使用される線材、布剤、スポンジ等を用いることが可能である。

本実施形態のコイルブラシ２１は、図２及び図４（ａ）に示すように、チャネルブラシ２２を芯材１１の外周面１２に対応する直径の中空部を設けて巻回して形成されている。詳細には、チャネル２３の底部２３ａを内側にして一対の側部２３ｂが外側を向くように巻回されている。巻回されたチャネル２３の底部２３ａは、軸方向に互いに隣接して略円筒状に配置されることでコイルブラシ２１の内周面２７を形成している。

内周面２７は、芯材１１の外周面１２に対応する形状を有しており、芯材１１の外周面１２に対して軸方向に挿脱可能であり、かつ、挿入した状態では内周面２７が芯材１１の外周面１２に略全体で当接可能な形状を呈している。
さらに内周面２７には、周方向の複数箇所に内側に向けて突出して芯材１１の溝部１５と嵌合可能な凸条部２５が設けられている。凸条部２５は、巻回されたチャネルブラシ２２の底部２３ａに対して横断するように、軸方向に沿って設けられている。凸条部２５は、それぞれ芯材１１の外周面１２に設けられた溝部１５に嵌合することで、芯材１１にコイルブラシ２１が周方向に支持される。

凸条部２５は、断面略長方形のフラットバーにより形成されている。フラットバーからなる凸条部２５は、コイルブラシ２１の軸方向の厚みに応じた長さを有し、芯材１１の溝部に対応した幅及び厚みを有している。本実施形態では、この凸条部２５はコイルブラシ２３の補強用としても設けられている。具体的には凸条部２５は複数回巻回されたチャネル２３の底部２３ａからなる内周面２７に軸方向に配置された状態で、巻回されたチャネルブラシ２２を横断する部位において、横断する複数の底部２３ａ、好ましくは全てのチャネル２３の底部２３ａに溶接により接合されている。

このようなコイルブラシ２１は、芯材１１に対して軸線を合わせて軸方向に相対移動させることで、装着及び離脱することが可能である。装着時には、各凸条部２５を芯材１１の各溝部１５に端部側から挿入して嵌合するとともに、各凸条部２５間の内周面２７を、即ち、各凸条部２５間のチャネル２３の底部２３ａを、それぞれ芯材１１の外周面１２に当接させて装着することができる。
本実施形態においては、コイルブラシ２１を芯材１１に装着した状態で、凸条部２５間に配置されたチャネル２３の底部２３ａの略全長が、巻回された各周毎に直接芯材１１の外周面１２に当接している。

端部プレート３１は、芯材１１の軸方向両側の端部に装着されて、コイルブラシ２１の各端部をそれぞれ支持するものである。この端部プレート３１は、中心部に設けられた芯材１１の貫通孔１３に対応する貫通孔３３と、貫通孔３３の外周側に設けられた芯材１１との固定部３４と、固定部３４の外周側に芯材１１の外周面１２より外側に突出して設けられ、外周面１２に装着されたコイルブラシ２１のチャネル２３と軸方向に当接してコイルブラシ２１の端部を支持する軸方向支持部３２と、を有している。

コイルブラシ２１が装着された芯材１１の両端にこの端部プレート３１が装着されることで、コイルブラシ２１が軸方向に支持され、軸方向の移動が確実に阻止される。
また各端部プレート３１の外周側で、コイルブラシ２１の毛材２６の中腹を軸方向両側から挟んで保持することができる。
なおコイルブラシ２１のチャネル２３における巻端部、即ち、チャネル２３の端部プレート３１と当接する部位では、チャネル２３が長手方向に対して直交方向に切断されていてもよいが、チャネル２３が長手方向に対し端部プレート３１に沿って斜めに切断されていてもよい。

このようなブラシ構造は、例えば図５に示すように、軸回りに回転駆動される回転駆動体４１を芯材１１の貫通孔１３に貫通させて固定し、回転駆動体４１により回転駆動して使用することができる。
回転駆動体４１に固定するコイルブラシ２１の数は、用途や回転駆動体４１の形状等に応じて適宜設定することができる。例えば上述のようなブラシ構造を１組固定してディスクブラシとして使用してもよい。また図５のように、上述のようなブラシ構造を複数組、同軸上に互いに隣接させて固定して、ロールブラシとして使用してもよい。
これらの用途は何ら限定されるものではなく、例えば研磨や洗浄等のブラシ処理であってもよい。

以上のような本実施形態のブラシ構造によれば、チャネルブラシ２２を巻回したコイルブラシ２１が芯材１１の外周面１２に着脱可能に装着されているので、チャネルブラシ２２を芯材１１から容易に取り外したり装着したりすることができる。そのため従来の溶接構造のロールブラシなどのように、チャネルブラシ２２が劣化して新たなチャネルブラシ２２に交換する際、溶接部位を除去したり溶接したりする手間が不要である。例えば端部プレート３１を離脱させてチャネルブラシ２２からなるコイルブラシ２１を軸方向に移動させることで、芯材１１から取り外したり新たなコイルブラシ２１を装着したりすることができる。そのためチャネルブラシ２２の交換作業を容易に行うことができる。

さらに本実施形態のブラシ構造では、芯材１１の外周面１２に軸方向に延びる溝部１５を備え、コイルブラシ２１には溝部１５に嵌合可能な凸条部２５と、外周面１２に当接する内周面２７と、を備えているので、チャネルブラシ２２が芯材１１に溶接されていなくても、コイルブラシ２１を芯材１１の外周面１２に安定して支持することができる。

特に、コイルブラシ２１の内周面２７がチャネルブラシ２２におけるチャネル２３の底部２３ａからなり、内周面２７を構成するチャネル２３の底部２３ａがそれぞれ芯材１１の外周面１２に直接当接しているので、各チャネル２３を芯材１１の外周面１２で強固に支持することができ、使用時にチャネルブラシ２２に撓みや歪み等が生じることを防止できる。
従って、チャネルブラシ２２の交換作業が容易であるとともに、チャネルブラシ２２を安定して強固に支持でき、各種のブラシ処理におけるムラが生じ難いブラシ構造を実現することが可能である。

また、この実施形態のブラシ構造では、芯材１１の軸方向両端部には、コイルブラシ２１の端部を保持する端部プレート３１が装着されているので、芯材１１の軸方向に延びる溝部１５に凸条部２５を嵌合させて周方向に支持されたコイルブラシ２１を、軸方向に確実に支持することができる。

またこの実施形態のブラシ構造では、芯材１１が軸回りに回転駆動される回転駆動体４１に固定されているので、コイルブラシ２１を回転駆動することができる。その際、コイルブラシ２１の内周面２７に設けられた凸条部２５が、芯材１１の軸方向に延びる溝部１５に嵌合しているので、コイルブラシ２１を安定して回転駆動させてブラシ処理を行うことができる。

この実施形態のブラシ構造では、コイルブラシ２１がディスク形状を有している。そのため、図５に示すように、複数のコイルブラシ２１を軸方向に隣接配置して回転駆動体４１に固定することで軸方向の長さが長いロールブラシを構成することができる。このように軸方向の長さが長いロールブラシを構成した場合、軸方向に隣り合うコイルブラシ２１間に隙間が形成されないため、コイルブラシ２１の数に応じて軸方向に連続した任意の長さのロールブラシを容易に構成することができる。

一方、単数のコイルブラシ２１を回転駆動体４１に固定することで、軸方向の長さが短いディスクブラシを構成することもできる。このように軸方向の長さが短いディスクブラシを構成した場合、コイルブラシ２１の幅が狭くても、チャネル２３の底部２３ａが直接芯材１１の外周面１２に当接して支持されているので、使用時に軸方向の力が作用した際チャネルブラシ２２の各部に倒れ方向の変形が生じることを防止できる。

従って、本実施形態のブラシ構造は、ディスクブラシからロールブラシまで、長さの異なる各種のブラシに共通に使用することが可能であり、用途の自由度を向上できるブラシ構造を実現することが可能である。

また本実施形態のコイルブラシ２１によれば、複数回巻回されたチャネルブラシ２２におけるチャネル２３の底部２３ａからなる内周面２７に、補強用の凸条部２５が軸方向に配置され、凸条部２５が横断する複数のチャネル２３の底部２３ａが凸条部２５に接合されている。
そのため複数回巻回されたチャネルブラシ２２におけるチャネル２３の各部位間を凸条部２５により互いに連結することができ、コイルブラシ２１全体を強固に一体化できる。これにより複数回巻回されたチャネルブラシ２２におけるチャネル２３の剛性が向上し、チャネル２３が容易に弾性変形することを防止でき、使用時にチャネルブラシ２２の形状を安定して維持できる。
また複数回巻回されたチャネルブラシ２２が凸条部２５により一体化されると、コイルブラシ２１を芯材１１に着脱する際に取扱い易く、さらに凸条部２５を利用して芯材２１に安定して装着できるため、コイルブラシ２１の取換作業などを容易に行うことができる。

なお本発明のブラシ構造は、上記実施形態に限定されるものではなく、その発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記実施形態では、一つの芯材１１に対して一つのコイルブラシ２１を装着し、芯材１１の軸方向の厚みとコイルブラシ２１の軸方向の厚みとを対応させて、軸方向の長さが短いディスク形状を呈する例について説明したが、これらの構成は変更可能である。例えば単数の芯材１１に対して複数のコイルブラシ２１が装着されてもよい。また軸方向の厚みが厚く形成されていてもよい。

上記実施形態では、芯材１１を回転駆動体４１に固定するために貫通孔１３を設けた例について説明したが、回転駆動体４１を固定するための手段は何ら限定されない。突起、ねじ等、各種の固定のための手段を用いることが可能である。
上記実施形態では、長尺のチャネルブラシ２２を複数回巻回してコイルブラシ２１を形成したが、チャネルブラシ２２を１回巻回させてコイルブラシとすることも可能である。

１１ 芯材
１２ 外周面
１３ 貫通孔
１４ 固定部
１５ 溝部
２１ コイルブラシ
２２ チャネルブラシ
２３ チャネル
２３ａ 底部
２３ｂ 側部
２５ 凸条部
２６ 毛材
２７ 内周面
３１ 端部プレート
３２ 軸方向支持部
３３ 貫通孔
３４ 固定部
４１ 回転駆動体

Claims (4)

1. 芯材と、巻回されたチャネルブラシが前記芯材の外周面に着脱可能に装着されたコイルブラシと、を備え、
   前記芯材の外周面には、軸方向に延びる溝部を備え、
   前記コイルブラシには、巻回された前記チャネルブラシを横断して形成されて前記溝部と嵌合可能な凸条部と、前記芯材の外周面に直接当接する内周面と、を備え、
   前記コイルブラシの内周面は、前記チャネルブラシにおける複数回巻回されたチャネルの底部からなり、
   前記コイルブラシの凸条部は、複数回巻回された前記チャネルの底部からなる前記内周面に軸方向に横断するように前記複数のチャネルの底部に接合されて該複数の底部間を連結し、
   前記コイルブラシの凸条部が前記芯材の溝部に嵌合するとともに前記チャネルの底部がそれぞれ前記芯材の外周面に当接している、ブラシ構造。
2. 前記芯材の軸方向両端部には、前記コイルブラシの端部を支持する端部プレートが装着されている、請求項１に記載のブラシ構造。
3. 前記コイルブラシが、直径より細い軸方向の厚みのディスク形状を有している、請求項１又は２に記載のブラシ構造。
4. 前記芯材は、前記軸回りに回転駆動される回転駆動体に固定されている、請求項１乃至３の何れかに記載のブラシ構造。

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