JPH02152772A - 可撓性研磨工具、工具使用方法および工具形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可撓性研磨工具および特にシリンダ内面を仕
上げするのに理想的な回転研磨ブラシまたはホーン（砥
石）に関するものである。更に、また本発明はこのよう
な工具を形成する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、エンジンシリンダ壁のようなシリンダ内面をク
リーニングまたは仕上げしたりする回転研磨工具はエン
ジン修復またはエンジン初期製造の双方に使用されてい
る。このようなシリンダの壁には潤滑油の適正な保持お
よび分布を可能にする特別な表面仕上げが要求される。

エンジン修復においては、潤滑油保持仕上げする前にシ
リンダ壁またはバルブシート壁に堆積した塗料または堆
積物を除去する必要がある。この目的のための特別研磨
工具の例としては、米国特許第３，３８４，９１５号お
よび同第３，８７１，１３９号に記載されているものが
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような研磨砥石または研磨ブラシは、可撓性のナイ
ロンブリストル（剛毛）の先端に研磨材料の丸い拡大球
形体を設けたものを使用している。

丸みのあるフィラメントブラシでは加工材との初期接触
が点接触となり、研磨材含有素子は摩耗して平坦になる
。平坦側面を、研磨または仕上げすぺき内面に適正に位
置決めすることができるならば、単位時間当たりの作業
量が向上し、かつシリンダ内部およびバルブポートのよ
うな端縁の仕上げまたはクリーニングを適正に行うこと
ができることを本願人は見出した。従って、本発明の目
的は、作業効率のよいまた信頼性の高い仕上げをおこな
うことができる研磨工具を得るにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による可撓性回転研磨
工具は回転駆動するハブを設ける。このハブに固いが可
撓性のある研磨材含有プラスチックモノフィラメントの
剛毛（ブリストル）タフトを取付、これらモノフィラメ
ントを半径方向に突出させ、次いで工具の回転方向から
離れる方向に延在させて渦巻き状をなすようにし、各フ
ィラメントの末端が隣接のタフトの末端に重なり合い、
隣接剛毛タフトにより半径方向に弾性的に支持されるよ
うにする。剛毛モノフィラメントを曲げてハブの周方向
に延在させ、好適には、ナイロンとし、約４０％の研磨
材料を含有させる。フィラメントは矩形または若干楕円
断面形状のものとすることができ、これによりモノフィ
ラメントの幅広側面は工具面を形成する。この工具は多
（の用途があるが、特に内燃エンジンのようなシリンダ
内面に周方向に圧縮されるようにする。この目的のため
の回転工具はパリとりを行うとともに、シリンダボート
のようなボンブーとの端縁の適切な仕上げを行う。本発
明はこのような表面を仕上げまたは研磨する方法だけで
なく、工具および交換可能なタフトの形成方法をも含む
ものである。

〔実施例〕

次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図に本発明による可撓性研磨工具またはホーン２０
を示す。この工具はハブ２２を有し、第１図で見て時計
方向に工具を回転させるためのアーバにハブを取付ける
。ハブには半径方向に突出する一連の溝形部２３を設け
、これら溝形部に、研磨材を含有させたプラスチックモ
ノフィラメントのタフト即ちふさ、細条または列を配置
する。タフトまたは細条の端部を溝形部２３に挿入し、
所定位置にロックする。

図示のように、周方向に等間隔離して配列した８個のタ
フトまたは列を第１図の工具に示し、第３図に示すよう
に、各タフトは、−群の研磨性モノフィラメント２６を
有し、これらモノフィラメントを溝形部材２７に収容し
、保持ロンドまたはワイヤ２８の周りに折り曲げ、鳩尾
形状の溝形部材を形成して溝形部２３に端部を摺動嵌合
させる。タフトまたは列を形成する個々のフィラメント
は、矩形断面のプラスチックフィラメントとすると好適
であり、各フィラメントに３０％以上および好適には、
約４５％の研磨性材料を含有させる。大部分のフィラメ
ントの平坦側面を加工材の軸線に平行にする。

第１および３図に示すように、フィラメントは溝形部材
２７から対称的に延在させ、３０で示すようにフレアを
付ける。しかし、溝形部材２７から出た直後にはフィラ
メントを共通の方向に螺旋状の湾曲部３２を有する。こ
の湾曲の曲率は、工具の回転方向から離れる方向に指向
させる。タフトの下流域側のフィラメントは、上流域側
のフィラメント３４よりも長い範囲にわたり湾曲させる
。フィラメント端部３６は工具の周面がほぼ円形となる
ようにトリムする。フィラメントの曲率およびトリミン
グによりタフトの上流域側のフィラメントは下流域側の
フィラメントよりも若干短くなる。従って、フィラメン
トは徐々に湾曲し、内端では半径方向に指向し、次いで
外端で周方向に指向する。このことにより、加工材に対
向するフィラメントの対向面は加工材に沿って掃過効果
を有するようになる。

このような研磨材含有プラスチックフィラメントは比較
的硬いが可撓性を有し、また部分的に加熱し次いで冷却
することによりこのような曲率にセットすることができ
る。各タフトは湾曲した整合ダイス間に位置決めし、所
要の湾曲を得るようにし、または工具全体を第２図に示
すように周方向に制限してフィラメントを所要の曲率に
曲げてから部分的に加熱するようにする。冷却するとフ
ィラメントは図示の湾曲状態にセットされる。

第２図に示すように、エンジンブロックシリンダのよう
な円筒形表面４０に挿入した工具は周方向に制限され、
各フィラメントの曲率は増大する。

この状態で工具を矢印４１の方向に回転すると、シリン
ダの内面をきれいに仕上げる。工具をこのようなシリン
ダ内に押し込めて反時計方向に回転するとき、湾曲した
タクトは隣接のタフトのフィラメントに重なり合い、第
４図に示すようにフィラメント７１ｉ４３を生ずる。下
層フィラメント層４４は上層フィラメント４５を加工材
に押し付けるばねまたはクツションとして作用し、表面
４０に圧着するこのようなフィラメントの平坦面の掃過
作用を得ることができる。

第４図には、ボート４７を示し、このようなボート内で
のフィラメント屈曲部４８が、シリンダに開口するボー
トの端縁を適正に仕上げすることがわかる。更に、第４
図には工具をアーバ４９に取り付けて示し、このアーバ
４９は矢印５０で示すように往復移動し、シリンダ内部
を特別のまたはパターン化したスクラッチ仕上げするこ
とができるようにする。

フィラメントの平坦面およびフィラメントの研磨材含有
量を増大することにより、本発明による工具は、上述の
特許に記載されている丸いフィラメントまたは研磨砥石
を使用する従来の回転ブラシよりも単位時間当たりの加
工量が増大する。

第４および５図に示すように、加工材を掃過するフィラ
メントの平坦側面は面接触し、従って、作業面との研磨
接触を最大にし、単位時間当たりの作業量を増大させる
ことができる。フィラメントの圧縮したばね作用により
フィラメントの平坦側面を加工材に掛合させ、このよう
な掃過作用を発生する。

工具の一方の端部をシリンダに挿入し、工具を両方向に
回転してボートの両端、シートの溝孔、孔、等の符号４
７で示すような部分の掃過仕上げを容易にする。

第６図に示すように、工具２０は矢印５２の方向に回転
させて平坦面５３をフィラメントの設定曲率部により符
号５５で示すように平坦掛合させて仕上げする。ハブを
加工面に一層接近させることにより加工面に対する圧力
をより多く加え、フィラメントをより一層撓ませ、隣接
のタフトの相互作用によりクツションまたばばね作用を
向上させることが簡単にできる。

第７図には、矢印５８の方向に回転し、コーナー５９を
研磨仕上げする工具２０を示す。湾曲状態にセットした
フィラメント部分がコーナー５９から離れるとき、半径
方向フィラメント部分のようには元の位置に弾発的に復
帰しない。フィラメントが加工材に掛合しないとき半径
方向フィラメントの過剰な弾発復帰または撓みは工具の
回転の一部にわたり継続し、このことはフィラメントを
破断させることになる。第７図において、工具はコーナ
ー５９のまわりを移動し、滑らかな半径を形成しまたパ
リ取りを行って仕上げする状態を示す。

第８図には、本発明による好適なフィラメントの拡大断
面図を示す。このようなフィラメントを符号６０で示し
、２個の大きい平坦側面６１および６２並びに端縁６３
および６４を有する。フィラメントの平坦側面は工具の
軸線にほぼ平行に歯間させる。

例えば、加工材に接触する大きな面積を得るよう加工材
を掃過するのは外方または前面指向拡大平坦側面であり
、丸みのあるフィラメントまたは研磨材の球形体で得ら
れる点接触を回避することができる。

本発明のようなフィラメントの大きな断面積および形状
によれば、従来の丸いフィラメントよりも研磨材を多く
充填することができる。このようなフィラメントはナイ
ロン製のマトリックスとし、研磨鉱物を３０％、好適に
は、約４５％含有させるとよい。研磨材としては例えば
、酸化アルミニュウムまたはシリコンカーバイドまたは
多結晶ダイヤモンドのような変種の研磨材を使用するこ
とができる。

好適な実施例においては、矩形フィラメントを厚さの少
なくとも２倍の幅を有するものとして構成したり、また
厚さの３〜４倍の幅を存するものとして構成することも
できる。特に有用であることを本願人が見出したフィラ
メントの特別な寸法は幅が０．０９０インチ（２，２８
６閣）、厚さが０．０４５インチ（１，１４６ｍｍ）で
ある。

他のフィラメントの断面形状としては、本発明のプリセ
ット湾曲工具において、第９図に示す楕円断面形状のフ
ィラメント６６を使用することもできる。第９図のフィ
ラメントは大きい範囲にわたる長袖を有する。

普通の丸いフィラメント６７を本発明によるプリセット
湾曲工具に使用することもできる。第１１図には三角形
断面のフィラメント６８を、第１２図には方形断面のフ
ィラメント６９を示す。

いずれにせよ、このように形成したフィラメントおよび
タフトには渦巻き状のプリセット湾曲を持たせ、加工面
がフィラメントの先端よりも側面にくるようにフィラメ
ントを湾曲させる。

第３図に示すように、本発明工具は、タフトが摩耗した
とき、容易に交換して渦巻き状の湾曲をフィラメントに
与えることができる。

上述したところは、本発明の好適な実施例を説明したに
過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることが
できること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による回転工具のシリンダに挿入する
前の端面図、 第２図は、第１図の工具をシリンダに挿入した後の収縮
状態を示す端面図、 第３図は、交換可能なタフトまたは細条の拡大端面図、 第４図は、シリンダ内の工具がフィラメントにより内面
を掃過しまたポートの端縁に掛合する状態を示す部分縦
断面図、 第５図は、フィラメントの重なり合う状態およびシリン
ダ内部を掃過する状態を示す拡大部分断面図、 第６図は、平坦表面の仕上げ、パリ取りまたは調整に使
用する工具の端面図、 第７図は、コーナ一部分で作業する工具を示す端面図、 第８図は、本発明に使用する好適な研磨材含有フィラメ
ントの拡大横断面図、 第９乃至１２図は、他の形式のフィラメントの第８図と
同様の拡大横断面図である。 ２０・・・研磨工具　　　　２２・・・ハブ２３・・・
溝形部　　　　　２６・・・モノフィラメント２７・・
・溝形部材　　　　２８・・・保持ロンドまたはワイヤ
３０・・・フレア　　　　　３２・・・湾曲部３４・・
・上流域側フィラメント ３６・・・フィラメント端部 ４０・・・円筒形表面　　　４３・・・フィラメント層
４４・・・下層フィラメント層 ４５・・・上層フィラメント層 ４７・・・ボート　　　　　４８・・・フィラメント屈
曲部４９・・・アーバ　　　　　５３・・・平坦面５９
・・・コーナー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハブと、このハブに取り付けて突出させた硬くしか
   も屈曲可能な研磨材含有プラスチックフィラメントを有
   する剛毛とを具え、この剛毛を半径方向に突出させ、次
   いで周方向に湾曲させ、従って、工具面において剛毛が
   周方向に延在する構成としたことを特徴とする可撓性研
   磨工具。 ２、前記剛毛の先端を重なり合わせ、湾曲方向に隣接の
   剛毛により弾性的に支持する構成とした請求項１記載の
   可撓性研磨工具。 ３、前記湾曲方向を工具の所要の回転方向から離れる方
   向とした請求項２記載の可撓性研磨工具。 ４、このような湾曲を渦巻き形状にした請求項３記載の
   可撓性研磨工具。 ５、各フィラメントは平坦側面を有し、各フィラメント
   の湾曲はこの平坦側面が加工材に対向する構成とした請
   求項４記載の可撓性研磨工具。 ６、各フィラメントは厚さの少なくとも２倍の幅を有す
   るものとして構成した請求項５記載の可撓性研磨工具。 ７、各フィラメントには、少なくとも３０重量％の研磨
   材料を含有させた請求項６記載の可撓性研磨工具。 ８、各フィラメントには、約４５重量％の研磨材料を含
   有させた請求項６記載の可撓性研磨工具。 ９、研磨材を含有する平坦モノフィラメントの配列を有
   し、各モノフィラメントは半径方向に延在させ、次に周
   方向に湾曲させてモノフィラメントの側面が加工材に対
   向する構成とした回転工具。 １０、各モノフィラメントに平坦側面を設け、この平坦
   側面が加工材に対向するようモノフィラメントを湾曲さ
   せた請求項９記載の回転工具。 １１、各モノフィラメントは矩形断面を有するものとし
   て構成し、約３０〜４０重量％の研磨材料を含有させた
   請求項１０記載の回転工具。 １２、金属シリンダ内面を研磨する方法において、ハブ
   に取り付けて突出させた硬くしかも屈曲可能な研磨材含
   有プラスチックフィラメントを具え、このフィラメント
   を半径方向に突出させ、次いで周方向に湾曲させて延在
   させた回転工具をシリンダ内面に挿入し、この挿入によ
   り前記フィラメントの曲率を増大させ、次いで前記ハブ
   を回転させ、フィラメントの周方向に湾曲した部分によ
   りシリンダ内面を周方向に掃過させることを特徴とする
   研磨工具使用方法。 １３、研磨材含有プラスチックフィラメントのタフトを
   形成し、前記フィラメントを渦巻き形状の曲率に曲げ、
   各タフトの湾曲が同一方向に延在するよう前記タフトを
   ハブに組合せたことを特徴とする研磨工具形成方法。 １４、フィラメントは曲げる前に加熱し、次いでこの曲
   げ状態に冷却セットする請求項１３記載の研磨工具形成
   方法。 １５、半径方向に延在する研磨材含有フィラメントのタ
   フト列をハブに組合せ、フィラメントを加熱し、各フィ
   ラメントが共通の方向に湾曲するようフィラメントを拘
   束し、各フィラメントに一定の曲率を与えるようフィラ
   メントう冷却することを特徴とする研磨工具形成方法。 １６、フィラメントをトリミングして円形工具面を形成
   するステップを有する請求項１５記載の研磨工具形成方
   法。