JP7420331B2 - ブラシユニット、ブラシユニット体及び研磨ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、回転又は回動させながら被研磨物に当接させることで、被研磨物の研磨加工を行う研磨ブラシと、この研磨ブラシを構成するブラシユニット及びブラシユニット体に関するものである。

従来から、毛材束の端面の一方を樹脂にて固着成形したセグメントブラシが知られている（特許文献１）。

特許文献１のセグメントブラシは、毛材部の取付け及び取外しが行えるブラシ担体において、毛材部の毛材束の保持に金属金具を用いないことによって、ブラシ担体の重量を軽減させることができると共に、金属金具のスペースが不要になることによって、毛材が増量でき、研磨時間の短縮を図ることができるものであった。

実用新案登録第３０９０９２０号公報

しかしながら、毛材束の長手方向はブラシ担体の毛材束固定面に対して垂直方向に延びていることから、被研磨物の衝突や、遠心力等によって回転中心から離れる方向に毛材が広がることとなり、毛材部の交換頻度を減らすことに関する貢献は少ないものであった。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、金属金具を使用しないことにより製造コストの低減を図ることができると共に、毛材の広がりを防ぐことによって交換頻度を減らして一層製造コストの低減を図ることができるブラシユニット及びブラシユニット体と、このブラシユニット体を備えた研磨ブラシを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、請求項１の発明は、複数個のブラシユニットを略円形状に連結してブラシユニット体を形成すると共に、回転及び／又は回動しながら被研磨物に当接させる研磨ブラシを構成するブラシユニットであって、前記ブラシユニットは、複数本の毛材を束ねたブラシ部と、前記ブラシ部の一端を樹脂にて溶着固定した基台と、を有し、前記基台は、その厚みが中心側に対して外周側が厚くなる平面にて形成されており、前記略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、前記ブラシ部は、前記毛材が前記基台から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されていると共に、先端側が中心側に向って傾斜して形成されていることを特徴としている。

請求項１のブラシユニットは、ブラシ部の一端が樹脂にて溶着固定されていることから、金属金具を必要とせず、製造コストを低減させることができる。また、ブラシ部の毛材が基台から延設している部分の毛丈の長さを中心側に対して外周側が短くなるようにすることによって、毛材の広がりを防ぐことができ、交換頻度を減らすことにより一層製造コストの低減を図ると共に、長期間に亘り製品性能を維持することができる。

請求項２の発明は、複数個のブラシユニットを略円形状に連結してブラシユニット体を形成すると共に、回転及び／又は回動しながら被研磨物に当接させる研磨ブラシを構成するブラシユニットであって、前記ブラシユニットは、複数本の毛材を束ねたブラシ部と、前記ブラシ部の一端を樹脂にて溶着固定した基台と、を有し、前記基台は、ブラシ部を構成する毛材の長手方向上方から見た場合に略扇形状又は略三角形状であり、前記略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、前記ブラシ部は、前記毛材が前記基台から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されていると共に、先端側が中心側に向って傾斜して形成されており且つ、基台とブラシ部との固定面は、中心側に向かい傾斜して形成されていると共に、前記ブラシ部の先端面は研磨ブラシの回転軸又は回動軸に対する垂直面と略平行な平面となるように形成されていることを特徴としている。したがって、簡易な構造によって毛材の広がりを防ぐことができ、交換頻度を減らすことにより一層製造コストの低減を図ることができる。また、ブラシユニットを略円形状に配置する際の位置決めが容易になると共に、隣り合うブラシユニット間の隙間が小さくなり、毛材の広がりを防ぐことができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２のブラシユニットにおいて、略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、基台の側面に、隣接するブラシユニットに着脱可能に連結する固定手段が形成されていることを特徴としている。したがって、略円形状のブラシユニット体を容易に製造することができる。

請求項４の発明は、ブラシユニット体の発明であって、請求項１～３のいずれか１項に記載のブラシユニットを複数個有し、該複数個のブラシユニットが略円形状に連結されてなることを特徴としている。したがって、金属金具を必要とせず、毛材の広がりを防ぐことができ、交換頻度を減らすことにより一層製造コストの低減を図ることができるブラシユニット体を提供することができる。

請求項５の発明は、研磨ブラシの発明であって、請求項４に記載のブラシユニット体を有することを特徴としている。したがって、金属金具を必要とせず、毛材の広がりを防ぐことができ、交換頻度を減らすことにより一層製造コストの低減を図ることができる研磨ブラシを提供することができる。

請求項１、２、４及び５の発明は、金属金具を必要とせず、簡易な構造によって毛材の広がりを防ぐことができ、交換頻度を減らすことにより一層製造コストの低減を図ることができる。また、請求項２の発明は、ブラシユニットを略円形状に配置する際の位置決めが容易になると共に、毛材の広がりを防ぐことができる。また、請求項３の発明は、略円形状のブラシユニット体を容易に製造することができる。

本発明に係るブラシユニットを示す斜視図 本発明に係る研磨ブラシ（ブラシユニット体）を示す斜視図 本発明に係る研磨ブラシ（ブラシユニット体）を示す図２のＡ－Ａ断面図 本発明に係る研磨ブラシの使用状態の一例を示す斜視図 本発明に係るブラシユニットの他の実施形態を示す斜視図 本発明に係るブラシユニット体の他の実施形態を示す斜視図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。図１は、本発明に係るブラシユニットを示す斜視図である。この図を用いて本発明のブラシユニットについて以下に説明する。

本発明に係るブラシユニット１は、複数本の毛材２ａを束ねたブラシ部２と、基台３とを有している。基台３は、ブラシ部２の長手方向から見た場合に略扇形状で形成されており、ブラシ部２の一端が樹脂にて溶着固定されている。

図１の毛材２ａは、波付きの鋼線を使用した場合を示しているが、直毛であってもよい。また、鋼線以外では砥粒入りの毛材、合成繊維の毛材、ＳＵＳ等の金属毛材を適用することができる。また、毛材２ａの断面形状は、円形断面、三角形断面、多角形断面等、種々の断面形状を適用することができる。また、毛材２ａの線径は、０．１ｍｍ～１．５ｍｍの範囲が好ましい。

基台３は、ブラシ部２の長手方向から見た場合に略扇形状としたが、略三角形状、略多角形状、略円形状等、種々の形状を適用することができる。略扇形状または略三角形状とした場合は、基台の側面を各々当接させてブラシユニットを略円形状に配置することができるため、位置決めが容易となり、製造時間を短縮することができる。また、隣り合うブラシユニット間の隙間が小さくなるため、毛材の広がりを防止できると共に、毛量が増加するため研磨力を向上させることができる。また、基台３の材質として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することにより、基台３の製作時に、同時にブラシ部２の一端を、該熱硬化性樹脂によって溶着固定することができる。

ブラシユニット１は、後述するように、複数個のブラシユニット１、１・・・を略円形状に連結させたブラシユニット体を形成した場合に、ブラシ部２の毛材２ａが基台３から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されている。

図２は、本発明に係る研磨ブラシ（ブラシユニット体）を示す斜視図であり、図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。これらの図を用いて本発明に係る研磨ブラシ（ブラシユニット体）について説明する。尚、本発明におけるブラシユニット体とは、複数個のブラシユニット１、１・・・を略円形状に連結させたものを意味しており、図２及び図３における研磨ブラシ５は、ブラシユニット体４を兼ねている。また、本明細書における略円形状とは、円環状を含む語句として用いている。

研磨ブラシ５（ブラシユニット体４）は、複数個のブラシユニット１、１・・・の基台３、３・・・が略円盤形状の取付け治具６にボルト７ａ及びナット７ｂと、取付け治具６に形成されているネジ孔６ａを使用して円環状に連結されている。尚、ナット７ｂは、基台３の底面に埋め込まれて固定されている。また、取付け治具６は金属で形成されており、後述する研磨機に装着される。ここで、ブラシユニット１、１・・・を連続的に隣接させることで、隣り合うブラシ部間に隙間が生じにくくなり、効率良く研磨をすることができる。一方で、隣り合うブラシユニット間に隙間を設けた場合は、研磨により生じた金属カス等のゴミが、隙間を通り外部に排出し易くなるため、研磨ブラシのメンテナンス頻度を軽減することができる。本実施例では、ブラシユニット１を１２個使用してブラシユニット体４を形成しているが、２個以上であればブラシユニット体４を形成することが可能であり、製造工程の簡略化を考慮し適宜個数を選択できる。

ブラシユニット体４は、毛材２ａが基台３から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されている。また、基台３とブラシ部２との固定面は、中心側に向かい傾斜して形成されている（ｈ＜Ｈ）と共に、ブラシ部２の先端面Ｘは研磨ブラシの回転軸又は回動軸Ｙに対する垂直面と略平行な平面となるように形成されている。また、ブラシ部２は、先端側が中心側に向って傾斜して形成されている。これらのブラシユニット体の特徴的な構成によって、被研磨物の衝突や、遠心力等によって回転中心から離れる方向に毛材が広がるのを防ぐことができ、ブラシユニット１の交換頻度を減らすことにより製造コストの低減を図ると共に、長期間に亘り製品性能を維持することができる。また、基台３の厚みは外周側が厚く（高さＨ）なるように設計されているため、遠心力等により毛材が外周側に押圧される力を強固に支えることができる。

尚、ブラシ部２の傾斜角度αは、１０度～３０度の範囲が好適である。また、固定面の傾斜角度βも、１０度～３０度の範囲が好適である。実施例では、固定面に対して毛材が略垂直となるように形成されているが、其々の角度は特に限定されるものではない。ここで、ブラシ部２の傾斜角度α及び固定面の傾斜角度βは、角度が大きくなるほど、毛材が回転中心から離れる方向に広がることをより防止できるが、例えば４５度より大きく設計した場合は、被研磨物に対して毛材が逃げるよう当接しやすくなり、研磨力の低下が懸念される。また、毛材の毛丈は内周側に対して外周側がより短くなるため、毛材の切れや摩耗による製品寿命を外周側の短い毛丈に合わせることとなり、交換頻度の増加に繋がる恐れがあることからも、其々の角度を４５度以下に設計することが好ましい。

図４は、本発明に係る研磨ブラシの使用状態の一例を示す斜視図である。この図に示すように、研磨ブラシ５は、研磨機８に装着され、図面上、時計回り（黒塗り矢印）に回転し、被研磨物９は、図面上、右から左に移動（白抜き矢印）して被研磨物９の側面が研磨される。尚、図示していないが図面手前側にも研磨機が設置されており、被研磨物９の両側面が同時に研磨される。研磨ブラシ５は、１分間に６００回転するように回転数が設定されている。また、被研磨物９の送り速度は、１分間に１６ｍ～２７ｍの範囲で設定されている。研磨の仕方として、被研磨物９に油等を塗布した状態で研磨する湿式の場合と、被研磨物９に油等を塗布しない状態で研磨する乾式の場合があるが、本発明に係る研磨ブラシ５は両方の場合で使用することができる。

使用時の研磨ブラシ５は、被研磨物５から受ける力と回転による遠心力等によって回転中心から離れる方向に毛材が広がることとなるが、ブラシ部２は、当初から先端側を中心側に向って傾斜させているので、毛材２ａの広がりを極力抑えることができ、倒れにくくなるので、研磨ブラシの製品寿命を長くすることができ、被研磨物５の製造コストを低減させることができる。

図５は、本発明に係るブラシユニットの他の実施形態を示す斜視図であり、図６は、本発明に係るブラシユニット体の他の実施形態を示す斜視図である。図５に示すブラシユニット１１は、基台１３の一方の側面に凸片１３ａが形成されており、他方の側面に凹片１３ｂが形成されている。この凸片１３ａと凹片１３ｂの所定位置にはネジ孔１６ａが形成されている。複数本の毛材１２ａを束ねたブラシ部１２等、その他の構成は図１で説明したブラシユニット１と同様なので説明は省略する。

図５で示したブラシユニット１１を複数個使用して、隣合うブラシユニット１１の凸片１３ａと凹片１３ｂとを重ね合わせると共に、凸片１３ａ及び凹片１３ｂのネジ孔１６ａに凸片１３ａの底面側からボルト（図示せず）が螺合することによって固定され、図６に示す円環状のブラシユニット体１４が形成される。即ち、凸片１３ａが凹片１３ｂ片がブラシユニット体１４を形成するための固定手段として機能している。ブラシユニット体１４は、図２及び図３に示すブラシユニット体４と比較して取付け治具６を必要としないことから、研磨ブラシの重量を軽量にすることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。

本発明に係るブラシユニット、ブラシユニット体及び研磨ブラシは、被研磨物の研磨加工時に利用される。

１、１１ ブラシユニット
２、１２ ブラシ部
２ａ、１２ａ 毛材
３、１３ 基台
４、１４ ブラシユニット体
５ 研磨ブラシ
６ 取付け治具
６ａ、１６ａ ネジ孔
７ａ ボルト
７ｂ ナット
８ 研磨機
９ 被研磨物
Ｘ ブラシ部の先端面
Ｙ 回転軸又は回動軸
１３ａ 凸片
１３ｂ 凹片

Claims (5)

1. 複数個のブラシユニットを略円形状に連結してブラシユニット体を形成すると共に、回転及び／又は回動しながら被研磨物に当接させる研磨ブラシを構成するブラシユニットであって、
   前記ブラシユニットは、
   複数本の毛材を束ねたブラシ部と、
   前記ブラシ部の一端を樹脂にて溶着固定した基台と、を有し、
   前記基台は、その厚みが中心側に対して外周側が厚くなる平面にて形成されており、
   前記略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、前記ブラシ部は、前記毛材が前記基台から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されていると共に、先端側が中心側に向って傾斜して形成されていることを特徴とするブラシユニット。
2. 複数個のブラシユニットを略円形状に連結してブラシユニット体を形成すると共に、回転及び／又は回動しながら被研磨物に当接させる研磨ブラシを構成するブラシユニットであって、
   前記ブラシユニットは、
   複数本の毛材を束ねたブラシ部と、
   前記ブラシ部の一端を樹脂にて溶着固定した基台と、を有し、
   前記基台は、ブラシ部を構成する毛材の長手方向上方から見た場合に略扇形状又は略三角形状であり、
   前記略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、前記ブラシ部は、前記毛材が前記基台から延設している部分の毛丈の長さが、中心側に対して外周側が短くなるように形成されていると共に、先端側が中心側に向って傾斜して形成されており且つ、基台とブラシ部との固定面は、中心側に向かい傾斜して形成されていると共に、前記ブラシ部の先端面は研磨ブラシの回転軸又は回動軸に対する垂直面と略平行な平面となるように形成されていることを特徴とするブラシユニット。
3. 略円形状のブラシユニット体を形成した場合に、基台の側面に、隣接するブラシユニットに着脱可能に連結する固定手段が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシユニット。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のブラシユニットを複数個有し、該複数個のブラシユニットが略円形状に連結されてなることを特徴とするブラシユニット体。
5. 請求項４に記載のブラシユニット体を有することを特徴とする研磨ブラシ。

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