JP7276805B2 - ブラシカバー及び研磨ブラシ - Google Patents
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Description
ブラシカバーは、例えば、シート状又はフィルム状の紙類材料を筒状(円筒状又は角筒状)に形成することで構成される。紙類材料は、薄くて丈夫なものであるとよい。厚すぎると、ブラシカバーの重量が増すからである。また、丈夫さ、すなわち一定の強度が求められるのは、ブラシカバーが、ブラシ毛材の広がりを抑制し、かつ、仮にブラシ毛材が折れた場合にも、折れたブラシ毛材の飛散を防止する役割を果たすためである。このような紙類材料としては、金属や合成樹脂に比べて安価かつ加工容易な材料、例えば、洋紙、和紙又はセロハンなどを選択可能であるが、この中でも和紙がよい。和紙は、紙の繊維同士の結合が疎であるため、ブラシ毛材による研磨に悪影響を与えないからである。また、紙類材料として、薄くて丈夫な特性に加えて、粘着性を有するものを用いてもよく、そのようなものとして、例えばマスキングテープを使用することができる。ブラシカバーの厚さは、紙類材料の素材によって異なるが、例えば線材束の短径の0.2倍以上1.0倍未満であれば、ブラシ毛材の広がりの抑制と折れた場合の飛散の抑制とを図る観点で有益となる。なお、ブラシカバーの厚さを調整することによって、研磨ブラシとしてのブラシの腰の強さを調整できる。
紙類材料に代えて、不織布を用いてもよい。ただし、この場合も、重量を考慮し、薄いものが用いられるとよい。
ブラシ毛材としては、金属材料、無機長繊維又は合成樹脂繊維などからなる線材を用いることができ、軽量化を図る観点からは、砥粒を含まない軽量材質を用いるとよい。ブラシ毛材は、例えば、樹脂を含浸した後硬化させた無機長繊維からなる線材である。その一例を挙げると、アルミナ長繊維などの無機長繊維の集合糸にバインダー樹脂を含浸した後、硬化させたものである。
ブラシ束は、ブラシ毛材を複数本有する。このようなブラシ束は、ブラシ毛材を二本以上束ねてなる毛束を複数有し、かつ、この複数の毛束を集合的に配置してなるものであってもよい。ブラシ束又は毛束に含まれるブラシ毛材は、1種類の線材からなるものであってもよいし、複数種類の線材からなるものであってもよい。例えば、樹脂を含浸した後で硬化させた無機長繊維からなる線材と、紙類材料又は合成樹脂からなる線材とを組み合わせたものであってもよい。毛束の数は、2以上であればよく、好ましくは4以上である。複数の毛束は、研磨ブラシの回転中心を中心として環状に配置されるとよい。例えば、毛束の数が4個である場合は毛束の中心を90度ずつずらして配置し、また、毛束の数が5個である場合は毛束の中心を72度ずつずらして配置すればよい。
保持部材は、ブラシ束の基端側を保持する。ブラシ束の先端側は、自由端側であり、使用時にワークに接触される。保持部材は、例えば、金属製の円筒状又は円柱状からなる。保持部材は、例えば接着剤を利用して、ブラシ束の基端側を保持部材に固着する。ブラシ束が複数の毛束を有するものである場合、保持部材は、例えば、各毛束の基端側を個々に又はいくつかをまとめて挿入可能な複数の保持部を有するとよい。毛束は、基端側が保持部に挿入され、保持部の内壁に接着剤で固着される。このような保持部は、保持部材の端面に形成された穴状又は溝状の部位とすることができる。この穴の形状としては、毛束の形状に対応させるように、円形、楕円形、長円形、四角形、三角形、星形など、公知な形状を選択できる。溝の形状としては、直線状、曲線状、ギザギザな形状、折れ線状、広がった部分と狭くなった部分が連続する形状など、公知の形状を選択できる。溝状の保持部に複数の毛束を挿入する場合、複数の毛束を離間させて保持することも可能であるし、連続して保持することも可能であるし、この両者を組み合わせることも可能である。また、保持部材は、軸付きのもの(いわゆるエンド型)であってもよいし、軸なしのもの(いわゆるカップ型)のいずれであってもよい。なお、本明細書において、保持部材の端面とは、円柱状の保持部材においては断面が円を示す面でブラシ束の基端側を挿入する側の面をいい、保持部材の側面とは、円柱状の保持部材の断面が円を示す面を底面とした場合の側面をいう。円筒状の保持部材においても同様に定義するものとする。
ブラシカバーは、ブラシ束の外周を覆う。ブラシ束が複数の毛束を有する場合、ブラシカバーは、各毛束の外周寄りの部分を、ブラシの全周にわたって覆う。すなわち、ブラシカバーは、この複数の毛束の各外周部分のうち、ブラシ束の外周を構成する部分を覆う。ここで、ブラシ束の外周を構成する部分は、ブラシ束全体としてみたときに、その全体構成(ブラシ)としての外周側に位置するブラシ毛材によって構成される部分であり、当該ブラシ毛材は、各毛束の外周を構成するブラシ毛材の一部となる。ブラシカバーは、各毛束の中心寄りの部分には対向しない。すなわち、ブラシカバーは、複数の毛束の各外周部分のうち、ブラシ束の外周を構成する部分以外の部分には対向しない。したがって、複数の毛束中の、ブラシ束の外周寄りの部分のブラシ毛材は、その自由端をブラシカバーによって広がることを抑制される一方、ブラシカバーに対向しないブラシ束の中心寄りの部分のブラシ毛材は、外部から力を加えられた際にその自由端がブラシカバーに抑制されずに動くことが可能となる。このような構成のため、ブラシの調整が容易に可能となる。ここで、ブラシの調整とは、ブラシの腰の強さや、ブラシ毛材の動きを抑制したり、抑制しなかったりすることによってブラシ束に特徴的な挙動をもたらすことを可能とすることを含む。
・ブラシ本体について
繊維径15ミクロンの無機長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた線材を、断面が短径0.5mm、長径1mmの楕円形状となるよう集合させた後、硬化させ、ブラシ毛材用の線材束とした。線材を線材束として集合させる際に撚りを加えることもでき、実施例1では30mmに1回撚られた線材束とした。この線材束を研磨に適した長さである100mmにカットした後、束ねてブラシ束の毛束とした。束ねる本数としては、40本以上80本以下が好適であるが、実施例1では60本とした。毛束は5つ用意した。
幅50mmの弱粘性接着剤が塗布された市販のマスキングテープを用いてブラシ束の外周全周を覆うように2周巻くことで、ブラシカバーを作製した。ブラシ束中、5つの毛束の外周寄りの部分をブラシカバーと接着した。ブラシカバーの厚さは0.2mmで、毛束の延在方向の重なった部分の長さは5mmであった。
以上のようにして作成された研磨ブラシをマシニングマシンのシャンクに取り付け、ワークに対して研磨試験を行なった。研磨試験では、研削液を使用しなかった。
実施例1と異なる点は、ブラシカバーに接着させる毛束の数である。具体的には、本実施例では、ブラシ束中、5つの毛束のうち、1つの毛束のみ、その外周寄りの部分をブラシカバーと接着した。
実施例1と異なる点は、ブラシ束に含まれるブラシ毛材の材料である。具体的には、本実施例では、繊維径15ミクロンの無機長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた線材を、30mmに1回撚った断面が短径0.5mm、長径1mmの楕円形状とした後、硬化させた線材48本と、市販の和紙を30mmに1回撚って作成した断面が短径0.5mm、長径1mmの楕円形状の線材12本をそれぞれ集合させ、100mmにカットした後、束ねてブラシ束の毛束とした。
実施例2-2と異なる点は、ブラシカバーに接着させる毛束の数である。具体的には、本実施例では、ブラシ束中、5つの毛束のうち、1つの毛束のみ、その外周寄りの部分をブラシカバーと接着した。
実施例2-2と異なる点は、ブラシ束に含まれるブラシ毛材の本数を逆にしたことである。具体的には、本実施例では、ブラシ束の毛束に含まれる無機長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた線材と市販の和紙からなる線材を集合させる際の本数について、前者を12本、後者を48本とした。
実施例1と異なる点は、マスキングテープを巻く回数である。具体的には、本実施例では、マスキングテープを1周巻きとした。その結果、ブラシカバーの厚さは0.1mmとなった。
実施例1と異なる点は、マスキングテープを巻く回数である。具体的には、本実施例では、マスキングテープを4周巻きとした。その結果、ブラシカバーの厚さは0.5mmとなった。
実施例1と異なる点は、マスキングテープに縦横0.5mmの略長方形の穴を開けたことである。
実施例5では、保持部材をいわゆるエンド型として構成した。これに伴い、実施例1とはブラシ本体及びブラシカバーが異なっている。具体的には以下のとおりである。
繊維径15ミクロンの無機長繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた線材を、断面が短径0.5mm、長径1mmの楕円形状となるよう集合させた後、硬化させ、ブラシ毛材用の線材束とした。線材を線材束として集合させる際に撚りを加え、実施例5では30mmに1回撚られた線材束とした。この線材束を研磨に適した長さである30mmにカットした後、束ねてブラシ束とした。束ねる本数は20本とした。ブラシ束は1つ用意した。
幅20mmの弱粘性接着剤が塗布された市販のマスキングテープを用いてブラシ束の外周全周を覆うように2周巻くことで、ブラシカバーを作製した。ブラシカバーの厚さは0.2mmであった。
実施例1と異なる点は、ブラシカバーに代えて、アルミ製ブラシホルダを保持部材の側面にねじ止めして取り付け、それによりブラシホルダ付き研磨ブラシを作成した点である。
実施例1と異なる点は、ブラシカバーをつけない研磨ブラシとした点である。
実施例5と異なる点は、ブラシカバーに代えて、アルミ製ブラシホルダを使用した点である。具体的には、比較例3では、アルミ製ブラシホルダに、ブラシ束が接着固定された保持部材をかぶせて挿入後、保持部材をねじで固定し、それによりブラシホルダ付き研磨ブラシを作成した点である。
実施例5と異なる点は、ブラシカバーをつけない研磨ブラシとした点である。
実施例1、2-1~2-4、3-1~3-2、4及び5並びに比較例1~4に係る研磨ブラシについて、上述の研磨試験を行った。研磨試験の結果について、以下の表1に示す。また、表1で使用した評価基準(評価項目及び評価方法)を表2に示す。
評価項目は、試験後にワーク表面に発現した目立った傷跡の有無、ブラシの腰、ブラシ束又は毛束の腰、試験時に折れたブラシ毛材の飛散を防止できたか、の4項目とした。
試験後にワーク表面に発現した目立った傷跡の有無については、目視にて確認した。
ブラシ束又は毛束の腰の強さ、およびブラシの腰の強さについては、それぞれブラシ束又は毛束、およびブラシの先端を平滑な鉄板状にブラシ束の延在方向に平行な方向に5Nの力を手で加えた状態のまま金属板上で5mm移動させ、その感触を確認した。
飛散防止については、マシニングマシンに研磨ブラシを取り付け、摩耗試験時の飛散の有無を記録した。
Claims (14)
- 研磨ブラシのブラシカバーであって、
ブラシ毛材を二本以上束ねてなる毛束の外周ではなく、
前記毛束を複数、集合的に配置してなるブラシ束の外周を覆い、かつ、
紙類材料又は不織布からなると共に、砥粒を含まず、
ワークとの接触により前記ブラシ毛材の消耗とともに消耗される、ブラシカバー。 - 前記ブラシ束の外周の少なくとも一部に接着剤によって接着される、請求項1に記載のブラシカバー。
- 前記ブラシ束は、先端側がワークと接触可能に構成されており、
当該ブラシカバーは、前記ブラシ束の外周の少なくとも基端側部分に接着剤によって接着される、請求項2に記載のブラシカバー。 - 前記ブラシ束は、先端側がワークと接触可能に構成され、かつ、基端側が保持部材により保持されており、
当該ブラシカバーは、前記保持部材に接着剤によって接着される、請求項1又は2に記載のブラシカバー。 - 前記ブラシ束では、前記複数の毛束の各々の中心が、前記研磨ブラシの回転中心を中心として、環状に配置される、請求項1に記載のブラシカバー。
- 当該ブラシカバーは、前記複数の毛束の各外周部分のうち、前記ブラシ束の外周を構成する部分に接触する、請求項5に記載のブラシカバー。
- 当該ブラシカバーは、前記複数の毛束の各外周部分のうち、前記ブラシ束の外周を構成する部分以外の部分には対向しない、請求項5又は6に記載のブラシカバー。
- 前記各毛束は、先端側がワークと接触可能に構成され、かつ、基端側が保持部材により保持されており、
当該ブラシカバーは、
前記保持部材と、
前記複数の毛束の各外周部分のうち、前記ブラシ束の外周の基端側を構成する部分と、
の少なくとも一方に接着剤によって接着される、請求項5から7のいずれか一項に記載のブラシカバー。 - 当該ブラシカバーは、筒状に形成されている、請求項1から8のいずれか一項に記載のブラシカバー。
- 前記紙類材料は、その原料となる繊維として、樹の幹、樹の皮及びセルロースナノファイバーの少なくとも一つを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のブラシカバー。
- 前記紙類材料は、無機短繊維を添加されている、請求項1から10のいずれか一項に記載のブラシカバー。
- 当該ブラシカバーの外周面には、文字、図形、記号及び絵の少なくとも一つが印刷されている、請求項1から11のいずれか一項に記載のブラシカバー。
- 前記ブラシ束と、
前記ブラシ束の外周を覆う請求項1から12のいずれか一項に記載のブラシカバーと、を備えた、研磨ブラシ。 - プログラム制御された自動機械に取り付けて使用することができる、請求項13に記載の研磨ブラシ。
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