JPWO2016067346A1

JPWO2016067346A1 - 研磨ブラシ

Info

Publication number: JPWO2016067346A1
Application number: JP2016556068A
Authority: JP
Inventors: 松下　俊; 俊松下; 慶彦住吉
Original assignee: Xebec Technology Co Ltd; Taimei Chemicals Co Ltd
Current assignee: Xebec Technology Co Ltd; Taimei Chemicals Co Ltd
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: WO2016067346A1; DE112014007105T5; US20180304444A1; CN107073690B; JP6462711B2; CN107073690A

Abstract

研磨ブラシ（１）は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなる線状砥材（２１）を複数本束ねた砥材束（２２）と、複数の砥材束（２２）を保持する砥材ホルダ（２３）を有する。砥材ホルダ（２３）には円環状の砥材保持溝（２８）が形成されており、砥材保持溝（２８）には接着剤（２９）が充填されている。複数の砥材束（２２）は、互いに離間する状態でそれぞれの基端部分（２２ａ）が砥材保持溝（２８）に挿入され、接着剤（２９）によって砥材ホルダ（２３）に固定されている。砥材束（２２）の径寸法などが溝の幅よりも大きい場合でも、砥材束（２２）を溝に沿って変形させることにより砥材束（２２）を溝に挿入できる。

Description

本発明は、複数本の線状砥材を保持する砥材ホルダを有する研磨ブラシに関する。

かかる研磨ブラシは特許文献１に記載されている。同文献では、複数本の線状砥材は小分けされて複数の砥材束とされ、各砥材束が互いに離間する状態で砥材ホルダに保持されている。各砥材束は円形の断面形状を備え、砥材ホルダは各砥材束をそれぞれ保持する複数の保持穴を備える。各保持穴は円形であり、互いに離間して設けられている。各砥材束は、その基端部分が各保持穴に挿入されて保持穴内に充填された接着剤によって砥材ホルダに固定されている。

国際公開第２００４／００９２３９号

砥材束を、その断面形状と対応する形状の保持穴に保持する研磨ブラシでは、製造時に砥材束の径寸法が保持穴の内径寸法よりも大きかったり、砥材束の形状が保持穴の形状と違ったりすると、砥材束を保持穴に挿入することができなくなる。従って、研磨ブラシの製造時には、線状砥材を束ねた砥材束の径寸法や形状を、砥材ホルダに設けられた保持穴の内径寸法や形状に対応する所定の範囲以内に厳密に管理しなければならないという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、複数本の線状砥材を容易に砥材ホルダに保持できる研磨ブラシを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数本の線状砥材と当該複数本の線状砥材を保持する砥材ホルダとを有する研磨ブラシにおいて、前記砥材ホルダには、溝が形成されており、前記複数本の線状砥材は、それぞれの一方端部分が前記溝に挿入されて当該溝内に充填された接着剤によって前記砥材ホルダに固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数本の線状砥材は溝に挿入されて接着剤により固定されるので、複数本の線状砥材を砥材ホルダに保持させる際の形状を厳密に管理することなく、これらを砥材ホルダに保持できる。

本発明において、前記複数本の線状砥材は、小分けされて複数の砥材束とされ、各砥材束が互いに離間する状態で前記砥材ホルダに固定されているものとすることができる。このようにすれば、砥材束の径寸法や形状が溝の幅よりも大きい場合でも、砥材束を溝に沿って変形させることにより、砥材束の基端部分を溝に挿入できる。よって、砥材束の径寸法や形状にばらつきがある場合でも砥材束を砥材ホルダに保持できる。また、このようにすれば、砥材ホルダに保持された砥材束が互いに離間するので、研削加工時に切り粉が効率よく排出される。さらに、砥材ホルダに保持された砥材束が互いに離間しているので、放熱効果が高い。さらに、溝に線状砥材を隙間無く保持した場合と比較して、少ない砥材量で研磨ブラシを構成できる。

本発明において、前記溝は、回転中心軸を中心に形成された環状溝であり、前記複数の砥材束は、等角度間隔で前記環状溝に挿入されているものとすることができる。このようにすれば、カップ型の研磨ブラシやホイールブラシを容易に製造できる。

本発明において、各砥材束は、前記溝に挿入された当該砥材束の端部分における各線状砥材の長さ方向と直交する方向の断面形状が円形であるものとすることができる。このようにすれば、砥材束の径寸法を厳密に管理することなく、砥材束を砥材ホルダに保持することができる。

本発明において、各線状砥材は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させたものとすることができる。無機長繊維を用いた線状砥材は高硬度なので、少ない砥材量でも研磨ブラシの研削・研磨能力が向上する。

実施例１の研磨ブラシの斜視図である。研磨ブラシの分解斜視図である。研磨ブラシおよび研磨ブラシ本体の説明図である。実施例２の研磨ブラシの説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した研磨ブラシを説明する。以下の説明では、便宜上、図１の上下に対応させて、研磨ブラシの回転中心軸線方向を研磨ブラシの上下方向とする。

（実施例１）
図１は本発明を適用した研磨ブラシの説明図である。図２は図１に示す研磨ブラシをブラシケースと研磨ブラシ本体に分解した状態を示す分解斜視図である。図３（ａ）は研磨ブラシをねじによる固定部分で切断したときの横断面図であり、図３（ｂ）は研磨ブラシの底面図であり、図３（ｃ）は研磨ブラシ本体の縦断面図である。

図１に示すように、本例の研磨ブラシ１は、工作機械（研削機）のヘッドに連結されるシャンク５を備えたカップ状のブラシケース６と、このブラシケース６内に上側部分が挿入された研磨ブラシ本体７と、研磨ブラシ本体７をブラシケース６内の所定位置に固定するためのねじ８、９を備える。

ブラシケース６は、金属製であり、円筒状の周壁１１と、周壁１１の上端開口を封鎖する円形の上板１２を備える。シャンク５は上板１２の中央部分から上方に延びている。上板１２の下面の中央部分からは丸棒状の支軸１３が下方に延びている。支軸１３、シャンク５および周壁１１は同軸である。ブラシケース６の周壁１１には、回転中心軸線Ｌと平行に溝状に延びた案内孔１４、１５が設けられている。案内孔１４、１５は、回転中心軸線Ｌを挟む点対称位置に形成されている。本例では、ブラシケース６の周壁１１はアルミニウム製であり、支軸１３はステンレス製である。

図２に示すように、研磨ブラシ本体７は、複数本の線状砥材２１を束ねた砥材束２２と、複数の砥材束２２を保持する環状の砥材ホルダ２３を備える。砥材ホルダ２３は金属製である。砥材ホルダ２３の中心孔２４は支軸１３が貫通する軸孔となっている。砥材ホルダ２３には、回転中心軸線Ｌを挟む点対称位置に一対のねじ孔２５、２６が形成されている。図３（ａ）に示すように、ねじ孔２５、２６は、砥材ホルダ２３を半径方向に貫通している。

砥材ホルダ２３は、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、その下端面である砥材保持面２７に回転中心軸線Ｌを中心として形成された環状の砥材保持溝（溝）２８を備える。複数の砥材束２２は、互いに離間する状態でそれぞれの基端部分２２ａが砥材保持溝２８に挿入されており、砥材保持溝２８内に充填された接着剤２９によって砥材ホルダ２３に固定されている。接着剤２９は、シリコン樹脂系、エポキシ樹脂系などのものである。図３（ｂ）に示すように、本例では、各砥材束２２は円形に束ねられている。すなわち、各砥材束２２は、砥材保持溝２８に挿入される砥材束２２の端部分における各線状砥材２１の長さ方向と直交する方向の断面形状が円形である。また、複数の砥材束２２は等角度間隔で砥材保持溝２８に挿入されて固定されている。砥材束２２が砥材ホルダ２３に固定された状態では、砥材束２２は砥材ホルダ２３の砥材保持面２７から下方に突出する。

各線状砥材２１は、無機長繊維としてのアルミナ長繊維の集合糸に、シリコン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性のバインダー樹脂を含浸、硬化させたものである。バインダー樹脂としてはナイロン等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。本例では、集合糸は、繊維径が８〜５０μｍのアルミナ長繊維を２５０〜３０００本集合させたものである。集合糸の径は０．１ｍｍ〜２ｍｍである。なお、集合糸には撚りが加えられている場合もある。

ここで、砥材束２２は、その基端部分２２ａが砥材保持溝２８に挿入される際には、小分けされた複数本の線状砥材２１が単に寄せ集められて束ねられているだけである。小分けされて束ねられた複数本の線状砥材２１は、砥材保持溝２８内の接着剤２９により砥材ホルダ２３に固定される際に、接着剤２９によって砥材束２２として結束された状態となる。

ブラシケース６と研磨ブラシ本体７により研磨ブラシ１を構成する際には、まず、砥材ホルダ２３の中心孔２４（軸孔）に支軸１３を貫通させて、ブラシケース６の内側に研磨ブラシ本体７の上部（砥材ホルダ２３の側）を挿入する。次に、ブラシケース６の外周側から各案内孔１４、１５にねじ８、９を通して、砥材ホルダ２３のねじ孔２５、２６にねじ８、９をそれぞれ止める。この際、ねじ８、９の軸部の先端部が支軸１３の外周面に突き当たるまでねじ８、９を締め込む。これにより砥材ホルダ２３は、ねじ８、９を介して、ブラシケース６の支軸１３に固定される。なお、支軸１３の外周面のうち、ねじ８、９の先端部が当たる領域周辺は平坦面となっている。

（加工動作）
研磨ブラシ１を用いてワークに対してバリ取りや表面に対する研削・研磨加工を行う際には、シャンク５を工作機械のヘッドに連結して回転中心軸線Ｌ回りに回転させ、砥材束２２の自由端（下端）をワークの表面に押し当てる。ここで、加工動作によって砥材束２２を構成する線状砥材２１が磨耗して、ブラシケース６の下端縁６ａからの突出寸法が短くなった場合には、各案内孔１４、１５を介して砥材ホルダ２３に止められたねじ８、９を緩める。その後、ブラシケース６の内側において研磨ブラシ本体７を回転中心軸線Ｌの方向に移動させ、しかる後にねじ８、９を締める。これにより、ブラシケース６の内側における研磨ブラシ本体７の回転中心軸線Ｌの方向における位置を調整して、ブラシケース６からの線状砥材２１の自由端の突出寸法を調整する。

（作用効果）
本例によれば、砥材束２２は、その断面形状に対応する保持穴に挿入されるのではなく、砥材ホルダ２３に設けられた砥材保持溝２８に挿入されて、この砥材保持溝２８内に充填された接着剤２９によって固定される。従って、砥材束２２の径寸法などが砥材保持溝２８の幅よりも大きい場合でも、砥材束２２を砥材保持溝２８に沿って変形させることにより、砥材束２２の基端部分２２ａを砥材保持溝２８に挿入できる。よって、線状砥材２１を束ねた砥材束２２の径寸法にばらつきがある場合でも砥材束２２を砥材ホルダ２３に保持できる。

また、本例では、砥材ホルダ２３に保持された砥材束２２が互いに離間しているので、研削加工時に切り粉が効率よく排出される。また、砥材ホルダ２３に保持された砥材束２２が互いに離間しているので、放熱効果が高い。さらに、砥材保持溝２８に線状砥材２１を隙間無く保持した場合と比較して、少ない砥材量で研磨ブラシ１を構成できる。

さらに、本例では、各線状砥材２１は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させたものであり、高硬度なので、複数の砥材束２２を互いに離間する状態で砥材ホルダ２３に保持した場合でも研磨ブラシ１の研削・研磨能力が高い。

（実施例２）
図４（ａ）は本発明を適用した実施例２の研磨ブラシの説明図であり、図４（ｂ）は実施例２の研磨ブラシの砥材ホルダの斜視図である。なお、実施例２の研磨ブラシ５１は実施例１の研磨ブラシ１と対応する構成を備えるので、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、研磨ブラシ５１は、工作機構のヘッド（駆動装置）に連結されるシャンク５を備えるシャンク部材５２、シャンク部材５２の下側部分が貫通する環状の砥材ホルダ２３、シャンク部材５２の下端部分にねじ込まれた止めナット５３を備える。砥材ホルダ２３の外周側面は砥材保持面２７となっており、砥材保持面２７からは複数の砥材束２２が外周側に放射状に突出している。砥材ホルダ２３および砥材束２２は研磨ブラシ本体７を構成している。

シャンク部材５２は上方から下方に向かってシャンク５、鍔部５４およびボルト部５５を備える。ボルト部５５の外周面には止めナット５３に螺合する雄ねじが形成されている。シャンク部材５２は、鍔部５４よりも下側の部分が砥材ホルダ２３の中心孔２４（図４（ｂ）参照）に挿入され、ボルト部５５の下端部分が砥材ホルダ２３から下方に突出している。

砥材ホルダ２３は、その砥材保持面２７に回転中心軸線Ｌを中心として形成された環状の砥材保持溝（溝）２８を備える。複数の砥材束２２は、互いに離間する状態でそれぞれの基端部分２２ａが砥材保持溝２８に挿入されており、砥材保持溝２８内に充填された接着剤２９によって砥材ホルダ２３に固定されている。本例では、複数の砥材束２２は等角度間隔で砥材保持溝２８に挿入されて固定されている。各砥材束２２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなる線状砥材２１を複数本束ねたものである。各砥材束２２は円形に束ねられている。

止めナット５３は、砥材ホルダ２３から下方に突出するボルト部５５の下端部分に下方からねじ込まれている。止めナット５３は、シャンク部材５２の鍔部５４と止めナット５３によって砥材ホルダ２３を挟持する状態となるまでボルト部５５にねじ込まれており、これにより砥材ホルダ２３がシャンク部材５２に固定されている。

研磨ブラシ５１を用いてワークに対してバリ取りや表面に対する研削・研磨加工を行う際には、シャンク５を工作機械のヘッドに連結して回転中心軸線Ｌ回りに回転させ、砥材束２２の自由端（外周側の端）をワークの表面に押し当てる。なお、加工動作によって砥材束２２を構成する線状砥材２１が磨耗した場合には、止めナット５３を緩めてシャンク部材５２から外し、さらに砥材ホルダ２３をシャンク部材５２から取り外して、研磨ブラシ本体７だけを新たなものに交換する。

本例によれば、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
各実施例において、砥材保持溝２８は砥材ホルダ２３に複数設けることもできる。また、砥材保持溝２８は砥材保持面２７に直線状に設けることもできる。

上記の例では、複数の線状砥材２１は円形に束ねられているが、他の形状に束ねられていてもよい。例えば、複数の線状砥材２１は、砥材束２２として砥材保持溝２８に挿入される基端部分２２ａの断面形状が、楕円形、長方形、或いは、正方形となるように束ねられていてもよい。

また、上記の例では、複数本の線状砥材２１を小分けして複数の砥材束２２とし、各砥材束２２が互いに離間するように砥材ホルダ２３に固定されているが、複数本の線状砥材２１を小分けせずに環状に配列し、各線状砥材２１の一方端部分を砥材保持溝２８に挿入して砥材ホルダ２３に固定してもよい。この場合でも、複数本の線状砥材２１を砥材ホルダ２３に保持させる際の形状（複数本の線状砥材２１を配列した形状）を厳密に管理することなく、これらの線状砥材２１を砥材ホルダ２３に保持させることができる。

また、線状砥材２１は、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、ガラス繊維などの集合糸に樹脂を含浸、固化させたものを用いることができる。また、線状砥材２１は、ナイロン、砥粒入りナイロン、砥粒入りゴム、ステンレス鋼、真鍮からなるものなどを用いることもできる。また、砥材束２２の断面形状を四角形とすることもできる。

Claims

複数本の線状砥材と当該複数本の線状砥材を保持する砥材ホルダとを有する研磨ブラシにおいて、
前記砥材ホルダには、溝が形成されており、
前記複数本の線状砥材は、それぞれの一方端部分が前記溝に挿入されて当該溝内に充填された接着剤によって前記砥材ホルダに固定されていることを特徴とする研磨ブラシ。
請求項１において、
前記複数本の線状砥材は、小分けされて複数の砥材束とされ、各砥材束が互いに離間する状態で前記砥材ホルダに固定されていることを特徴とする研磨ブラシ。
請求項２において、
前記溝は、回転中心軸を中心に形成された環状溝であり、
前記複数の砥材束は、等角度間隔で前記環状溝に挿入されていることを特徴とする研磨ブラシ。
請求項２において、
各砥材束は、前記溝に挿入された当該砥材束の端部分における各線状砥材の長さ方向と直交する方向の断面形状が円形であることを特徴とする研磨ブラシ。
請求項１において、
各線状砥材は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させたものであることを特徴とする研磨ブラシ。