JP6559341B2 - バリ取り工具 - Google Patents

Description

本発明は、工作物に生じたバリを除去するためのバリ取り工具に関するものである。

従来より、工作物に生じたバリを除去するためにブラシが用いられている。例えば、工具の軸方向へ生成したバリは、筒型状のブラシを回転させ、これを対象箇所へ押し当てることで除去を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、角部のように工具の径方向のバリを除去するためには、傘型状のブラシを用いて除去を行う方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１４４６０４号公報 特開２０００−２３３３５０号公報

特許文献１の筒型状のブラシでは、階段のような段差形状を有する工作物に使用する場合、工具の回転軸の軸方向にしか効果がないため、径方向に生じているバリには適用が難しい。また、特許文献２の傘型状のバリ取り工具では、工具の径方向に生じているバリの除去には効果的であるが、ブラシ先端が段差の上段側面に接触し、段差の上段側面に損傷或いは打撃傷が生じてしまう場合がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、階段のような段差形状を有する工作物に生じている軸方向又は径方向のバリに対して、段差の上段側面を傷つけることなく、バリを除去する工具を提供することである。

本発明に係るバリ取り工具は、回転軸と、回転軸に一端部が固定されたブラシ部と、内周壁がブラシ部の外周に接して配置された環状のカラー部材と、カラー部材に取り付けられ、ブラシ部の先端である先端部側に配置された環状の砥石と、を備え、砥石の最大外径が、カラー部材の最大外径より小さいものである。

本発明のバリ取り工具は、内周壁がブラシ部の外周に接して配置された環状のカラー部材と、カラー部材に取り付けられ、ブラシ部の先端である先端部側に配置された砥石と、を備えている。そのため、段差形状を有する工作物の段差の上段側面へ工具が接触するような場合があってもカラー部材のみが接触し、ブラシ部が弾性変形して径方向へ移動する。その結果、ブラシ部が段差の上段側面と接触することがなく、段差の上段側面を保護でき、下段角部のバリ取りを行うことができる。

本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す上面図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す図３のカラー部材と上段側面Ｄとの接触部Ｈの拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す図５の砥石と下段角部Ｅとの接触部Ｉの拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物の段差上面のバリ取り加工の態様を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具を示す側面図である。以下、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具１００について、図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、バリ取り工具１００は、回転軸１０２と、回転軸１０２に一端部が固定された複数の弾性部材１０４からなるブラシ部１０１と、内周壁がブラシ部１０１の外周に接して配置された環状のカラー部材１０５と、カラー部材１０５に取り付けられ、ブラシ部１０１の先端である先端部側に配置された砥石１０６と、を備える。

回転軸１０２は、軸方向（上下方向）に延びる略円柱状の金属製部材であり、回転駆動装置のホルダに掴持され、軸心Ｌを中心として回転する。なお、回転軸１０２の形状は、略円柱状であるが、例えば、四角柱や六角柱等、軸断面が多角形である多角柱状であってもよい。

弾性部材１０４は、バリ取り工具１００の径方向への弾性を有するものが望ましく、例えばナイロン製の化学繊維が望ましい。但し、弾性部材１０４は、バリの除去を行う工作物の種類、形状などに応じて種々の材質のものを用いることができ、例えば、ポリプロピレン等の他の化学繊維、馬などの動物繊維、ワイヤ等の金属線、タンピコ等の植物繊維などを用いることができる。また、弾性部材１０４は、例えば、砥粒入ナイロン等、繊維に対して研磨剤を付着、練り込み、或いは混入させて形成した繊維であってもよい。研磨砥粒としては、例えば、炭化ケイ素、酸化アルミナ、ダイヤモンド素材等がある。また、弾性部材１０４は、単線であるが、撚り線で形成されてもよい。

ブラシ部１０１は、筒１０３を用いて複数の弾性部材１０４を束ねて形成され、一端部１０１ｂが回転軸１０２に固定される。ブラシ部１０１の先端部１０１ａは、自由端となるように形成されている。図１において、ブラシ部１０１の先端部１０１ａは、ほぼ平坦に形成されているが、用途によっては、テーパー状に形成されてもよく、放射状或いは傘状に形成されてもよい。

カラー部材１０５は、ブラシ部１０１が貫通する貫通孔１０７を有する環状に形成される。カラー部材１０５は、ブラシ部１０１における一端部１０１ｂと先端部１０１ａとの間に設けられ、カラー部材１０５の内周壁がブラシ部１０１の外周に接して配置される。カラー部材１０５は、接着剤を用いてブラシ部１０１に固定される。カラー部材１０５は、接触しても傷が生じない樹脂製もしくは被加工物よりも柔らかい材料が望ましい。このカラー部材１０５は、ブラシ部１０１の外径を覆うように取り付けられているため、弾性部材１０４をまとめる役割も兼ねている。

砥石１０６は、カラー部材１０５に取り付けられ、ブラシ部１０１の先端である先端部１０１ａ側に配置される。砥石１０６は、ブラシ部１０１が貫通する貫通孔１０８を有する環状に形成され、砥石１０６の最大外径は、カラー部材１０５の最大外径よりも小さい。砥石１０６は、テーパー面１０６ａを有し、テーパー面１０６ａと、回転軸１０２の軸心Ｌとのなす角度αは、２次バリが生じることを抑制のために、実加工の結果に基づいて２０°〜７０°の範囲に設定されている。砥石１０６は、例えば、テーパー面１０６ａにダイヤモンド砥粒及び立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）砥粒等を電着させた電着砥石或いはフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を結合剤として砥粒と混合させた混合材等により形成される。

図２は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す上面図である。図１のバリ取り工具１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図２に示すように、スクロール圧縮機に用いられる渦巻き羽の渦巻中心部２００の不適正圧縮損失低減を目的とした段差部への適用を例としてバリ取り工具１００の動作を説明する。

バリ取り工具１００は、接近軌跡Ａを通り、渦巻中心部２００の上段側面Ｄと下段角部Ｅとが交わる始点Ｆへ近づく。次に、バリ取り工具１００は、下段角部Ｅをバリ取りしながら下段角部バリ取り軌跡Ｂを通る。その後、バリ取り工具１００は、上段側面Ｄと下段角部Ｅとが交わる終点Ｇから退避軌跡Ｃを通って渦巻中心部２００から離れる。この時のバリ取りの加工条件は、例えば、回転軸１０２の回転数は１５００ｒｐｍ、工具径方向の切込は０．０５ｍｍ、軸方向の切込は０．０５ｍｍ、送り速度は１００ｍｍ／ｍｉｎである。

図３は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す図３のカラー部材と上段側面Ｄとの接触部Ｈの拡大図である。図３及び図４を用いて、バリ取り工具１００の接近軌跡Ａにおける動作を説明する。

バリ取り工具１００が、接近軌跡Ａを通り、渦巻中心部２００の始点Ｆへ近づくと、カラー部材１０５が、上段側面Ｄと接する。カラー部材１０５の最大外径が、ブラシ部１０１及び砥石１０６の最大外径よりも大きいためである。また、ブラシ部１０１は、工具の径方向へ弾性変形可能な弾性部材１０４で作られているため、カラー部材１０５が上段側面Ｄに接触すると同時に反力により上段側面Ｄと反対方向へ弾性変形する。このとき、図４に示すように、カラー部材１０５の外周部が上段側面Ｄと接するのみで、ブラシ部１０１及び砥石１０６は、上段側面Ｄと接することはない。

図５は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す斜視図である。図６は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物に対する加工の態様を示す図５の砥石と下段角部Ｅとの接触部Ｉの拡大図である。図５及び図６を用いて、バリ取り工具１００の下段角部バリ取り軌跡Ｂにおける動作を説明する。

バリ取り工具１００が、下段角部バリ取り軌跡Ｂに移行すると、カラー部材１０５が、上段面と下断面との段差を通るために上段側面Ｄから離脱する。そして、カラー部材１０５が、上段側面Ｄから離脱する際に、ブラシ部１０１の弾性変形反力により、砥石１０６が下段角部Ｅへ案内される。バリ取り工具１００が、下段角部バリ取り軌跡Ｂを移動している間、砥石１０６のテーパー面１０６ａが、回転しながら下段角部Ｅと接してバリ取りを行う。なお、下段角部バリ取り軌跡Ｂが下段角部Ｅの形状から外れていても、ブラシ部１０１の弾性変形の範囲内であれば、砥石１０６は、下段角部Ｅの形状に追従した軌跡をとることができる。

図２に示すように、バリ取り工具１００が、上段側面Ｄと下段角部Ｅとが交わる終点Ｇ近傍に近づいた時、カラー部材１０５が上段側面Ｄと接する。このとき接近時と同様に、ブラシ部１０１は、カラー部材１０５が上段側面Ｄに接触すると同時に反力により上段側面Ｄと反対方向へ弾性変形する。このブラシ部１０１の弾性変形に伴い、砥石１０６が下段角部Ｅから離脱する。その後、バリ取り工具１００は、終点Ｇから退避軌跡Ｃを通って渦巻中心部２００から離れると共にカラー部材１０５も上段側面Ｄから離脱する。

以上のように、ブラシ部１０１及びカラー部材１０５に取付けられた砥石１０６の最大外径が、カラー部材１０５の最大外径よりも小さいため、ブラシ部１０１及び砥石１０６の上段側面Ｄとの接触を気にすることなく、バリ取り工具１００は工具軌跡をとることができる。

すなわち、従来技術のカラー部材がないブラシでは、そのブラシ先端の自由端の打撃により渦巻側面を傷つけてしまう場合がある。しかし、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具１００は、カラー部材１０５が上段側面Ｄと接するので、ブラシ部１０１及び砥石１０６の接触により上段側面Ｄを損傷させることがない。なお、カラー部材１０５は、上段側面Ｄと接触するが、カラー部材１０５は、樹脂製もしくは被加工物よりも柔らかい材料であるため、接触による上段側面Ｄの損傷は気にする必要がない。

また、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具１００は、カラー部材１０５が、上段側面Ｄから離脱する際に、ブラシ部１０１の弾性変形反力により形状が戻るため、砥石１０６が下段角部Ｅに案内される。また、下段角部バリ取り軌跡Ｂが、下段角部Ｅの形状から外れていても、ブラシ部１０１の弾性変形の範囲内であれば、砥石１０６は、下段角部Ｅの形状に追従した軌跡をとることができる。また、砥石１０６による下段角部Ｅのバリ取り中も、ブラシ部１０１は、弾性変形するために下段角部Ｅに強く当たりすぎることはない。そのため、砥石１０６は、必要以上に下段角部Ｅを削りすぎることがなく、また、砥石１０６の破損を防止することができる。

図７は、本発明の実施の形態１に係るバリ取り工具による工作物の段差上面のバリ取り加工の態様を示す斜視図である。次に、段差上面Ｊのバリ取り加工を行う場合について図７を用いて説明する。

カラー部材１０５及び砥石１０６が、ブラシ部１０１における一端部１０１ｂと先端部１０１ａとの間に設けられており、ブラシ部１０１の先端部が自由端となる。このブラシ部１０１を段差上面Ｊへ軸方向の圧力を加えることで、段差上面Ｊに生じるバリを除去することができる。

以上のように、上段側面Ｄの保護を目的としたカラー部材１０５及び砥石１０６は、ブラシ部１０１における一端部１０１ｂと先端部１０１ａとの間に設けられているため、段差上面Ｊのような平面部のバリ取りを行うときに干渉が生じない。また、ブラシ部１０１の先端は、自由端を持つことができ、軸方向のバリ取りが可能となる。このように、１本の工具で下段角部Ｅ及び段差上面Ｊのバリ取りを行うことができるので、複数のブラシを必要とせず、工具の本数の削減が可能である。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態１に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、上記説明で用いた段差上面Ｊは平面形状であるが、その他のブラシ軸方向に加圧可能な形状であれば適用することができる。また、砥石１０６は、下段角部Ｅのみのバリ取りに限定されず、上段の角部等に適用することができる。

１００ バリ取り工具、１０１ ブラシ部、１０１ａ 先端部、１０１ｂ 一端部、１０２ 回転軸、１０３ 筒、１０４ 弾性部材、１０５ カラー部材、１０６ 砥石、１０６ａ テーパー面、１０７ 貫通孔、１０８ 貫通孔、２００ 渦巻中心部。

Claims (8)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に一端部が固定されたブラシ部と、
   内周壁が前記ブラシ部の外周に接して配置された環状のカラー部材と、
   前記カラー部材に取り付けられ、前記ブラシ部の先端である先端部側に配置された環状の砥石と、
   を備え、
   前記砥石の最大外径が、前記カラー部材の最大外径より小さいバリ取り工具。
2. 前記砥石が、前記回転軸の軸心に対して傾斜するテーパー面を有する請求項１に記載のバリ取り工具。
3. 前記テーパー面と、前記回転軸の軸心とのなす角度は、２０°〜７０°である請求項２に記載のバリ取り工具。
4. 前記カラー部材が、前記ブラシ部における前記一端部と前記先端部との間に設けられており、前記ブラシ部の前記先端部が、自由端となるように形成された請求項１〜３のいずれか１項に記載のバリ取り工具。
5. 前記カラー部材が、前記ブラシ部における前記一端部と前記先端部との間に設けられており、前記ブラシ部の前記先端部が、放射状に開くように構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載のバリ取り工具。
6. 前記カラー部材が、前記ブラシ部における前記一端部と前記先端部との間に設けられており、前記ブラシ部の前記先端部が、前記回転軸の軸心に対して傾斜するテーパー状に形成された請求項１〜３のいずれか１項に記載のバリ取り工具。
7. 前記砥石が、電着砥石からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリ取り工具。
8. 前記砥石が、結合剤と砥粒との混合材からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリ取り工具。

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