JP5238488B2 - ブラシ状砥石 - Google Patents
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Description
本発明は、バリ取り並びに研削加工用のブラシ状砥石に関するものである。
自動車用部品、航空機用部品などに使用される精密部品は、エンドミル、ドリル、ダイス、タップなどのツールを用いて、主にＮＣ旋盤、ＮＣフライス、マシニングセンター、ロボット、専用工作機械などの自動機により精密かつ高精度に製造される。また、電子機器のフレームなどはマグネシウムやアルミニウムのダイキャスト品により製造される。これらのワークに対しては、砥粒入りナイロンブラシ、真鍮ブラシ、ワイヤーブラシなどを用いて加工痕、ツールマーク、バリなどを除去する研削加工が行われている。しかしながら、砥粒入りナイロンブラシ、真鍮ブラシ、ワイヤーブラシは、砥粒含有率が低いこと、硬度が低いこと、腰が弱いことに起因して研削力が弱く、研削を効率よく行えないという問題点がある。
そこで、本願出願人は、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、ガラス繊維の集合糸にバインダー樹脂を含浸、硬化させた線状体を複数本、ホルダに保持したブラシ状砥石を提案している。このような無機長繊維を用いたブラシ状砥石であれば、高硬度であり、かつ、腰が強いので、研削能力が高く、寿命も長い（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−９４３４４号公報
しかしながら、特許文献１に開示のブラシ状砥石であっても、表面に凹凸を有するワークの場合、ブラシ状砥石をワークの表面に沿って動かしただけでは、凹部の隅々までバリ取りや研削を行うことができない。かといって、ブラシ状砥石をワークに強く当てた状態でブラシ状砥石を動かすと、ブラシ状砥石に用いた無機長繊維は、高硬度であるが故に折れが多発するという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、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の高い硬度を保持しながら、線状砥材の折れを防止可能なブラシ状砥石を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、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が複数本、外周側面が円周面になっているホルダに保持され、前記無機長繊維のうち、前記線状砥材の先端部で露出している部分によってワークを研削する回転式のブラシ状砥石において、前記無機長繊維は、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、およびガラス繊維のうちの何れかであり、前記複数本の線状砥材は各々、基端側から先端側の少なくとも一箇所で周方向の同一方向に湾曲していることを特徴とする。
本発明において、前記複数本の線状砥材は各々、基端側から先端側の全体にかけて湾曲していることが好ましい。
本発明のブラシ状砥石では、線状砥材の先端部をワークに押し当てた状態でワークと相対移動させ、ワークを研削する。ここで、線状砥材は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、実質的に砥材として機能する無機長繊維の密度が高く、かつ、高硬度であり、腰も強い。従って、本発明のブラシ状砥石は、高い研削能力を有する。また、本発明では、ブラシ状砥石が停止している状態でも線状砥材が湾曲した状態にあり、湾曲方向に向かっては容易に変形する。それ故、本発明に係るブラシ状砥石では、線状砥材が直線的に延びているブラシ状砥石と比較して、線状砥材は、先端部のワークに対する当たりが柔らかく、かつ、過大な力が加わったときに変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。
本発明において、前記複数本の線状砥材は各々、前記ホルダの外周側面から放射状に延び、かつ、周方向の同一方向に湾曲している構成を採用することができる。
本発明において、前記複数本の線状砥材は、複数の束になって前記ホルダに保持されていることが好ましい。このように構成すると、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高いなどの利点がある。また、複数本の線状砥材を小分けしてホルダに固定した構造であるため、線状砥材の抜けを防止できる。それ故、本発明に係るブラシ状砥石は安全性が高いという利点がある。
本発明において、前記複数本の線状砥材は、前記ホルダの一方側端面あるいは外周側面に形成された周溝内に周方向の全体にわたって保持されている構成を採用してもよい。
本発明において、前記複数本の線状砥材は、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えていることが好ましい。このように構成すると、線状砥材に過大な力が加わったときに変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。
本発明において、前記ホルダから軸線方向に回転駆動軸が延びていることが好ましい。このように構成すると、駆動軸を駆動装置に連結するだけでブラシ状砥石を駆動することができる。
本発明において、前記無機長繊維としては、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、ガラス繊維などを用いることができる。
１ ブラシ状砥石
２ 線状砥材
５ ホルダ
２０ 砥材束
５１ ホルダの軸穴
５３ 埋め込み穴
５５ 回転駆動軸
５７ ホルダの外周側面
５９ ホルダの一方側端面
Ｗ ワーク
２ 線状砥材
５ ホルダ
２０ 砥材束
５１ ホルダの軸穴
５３ 埋め込み穴
５５ 回転駆動軸
５７ ホルダの外周側面
５９ ホルダの一方側端面
Ｗ ワーク
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図面において、各部材の構成を認識しやすいように、線状砥材や砥材束の数などを減らして表わしてある。
［実施の形態１］
図１(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)は、本発明の実施の形態１に係るブラシ状砥石の斜視図、平面図、およびこのブラシ状砥石に用いた線状砥材の断面を模式的に示す説明図である。図１(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
図１(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)は、本発明の実施の形態１に係るブラシ状砥石の斜視図、平面図、およびこのブラシ状砥石に用いた線状砥材の断面を模式的に示す説明図である。図１(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
本形態において、線状砥材２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ーン樹脂、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てもよい。集合糸として、例えば、繊維径が８〜５０μｍのアルミナ長繊維を２５０〜３０００本、集合させたものを用い、集合糸の径は、０．１mm〜２mmである。集合糸としては、撚りが加えられていないものが用いられている。
本形態のブラシ状砥石１において、ホルダ５の外周側面５７には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。なお、砥材束２０にした状態でも、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけての全体が周方向の一方側、例えば、時計周りＣＷに向けて湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も時計周りＣＷに湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)に示すように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取りや表面を平坦にするための研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図１(Ａ)、(Ｂ)に示すように、軸線Ｌ周りに、線状砥材２の湾曲方向とは反対方向(反時計周りＣＣＷ)に回転させ、ブラシ状砥石１の外周側に配置されたワークＷの表面に線状砥材２の先端側を接触させる。その結果、ブラシ状砥石１において線状砥材２の先端部で露出している無機長繊維は、実質的な砥材としてワークＷのバリや凹凸を切削し、研削する。研削作業を行う際、回転運動に限らず、ワークＷの表面に沿って、往復動作、オシレーション動作、揺動、これらの動作を組み合わせた動きを行わせることもある。さらに、ブラシ状砥石１をワークＷに接近する方向および離間する方向に移動させる動きを組み合わせることもある。
このようなブラシ状砥石１を製造するにあたって、湾曲した線状砥材２を形成するには、まず、例えば、直径が１０μｍ〜１５μｍのアルミナ長繊維の単糸を１０００本、無撚の状態のまま扁平に束ねて連続的に巻き取った集合糸(ストランド)のボビンをクリールにセットする。次に、ボビンから集合糸を引き出して、エポキシ樹脂などのバインダー樹脂にディッピングして、バインダー樹脂を含浸し、次に、絞りローラで余剰なバインダー樹脂を除去しながら、円筒状あるいは円柱状の巻き取りローラの周面に重なり合わないように巻き取る。その際、集合糸に印加されたテンションにより、集合糸を構成する各アルミナ長繊維の位置がずれて、集合糸は、断面楕円形状あるいは断面長丸形状に変形する。次に、バインダー樹脂を固化させると、巻き取りローラの周面に沿って湾曲した線状砥材２を形成することができ、かかる線状砥材２において、その断面は、線状砥材２の湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状となる。次に、巻き取りローラの外周面に巻回されている線状砥材２を、巻き取りローラの軸線方向に切断することにより、線状砥材２を巻き取りローラから剥がした後、線状砥材２を所望の長さに切り揃える。次に、湾曲方向を揃えた状態のまま、所定本数の線状砥材２を束ねた後、一方の端部をホルダ５の埋め込み穴５３に挿入し、エポキシ樹脂系やシリコーン樹脂系などの接着剤などでホルダ５に固定する。
このような製造方法によれば、湾曲した線状砥材２を効率よく形成でき、かつ、巻き取りローラの外径寸法を変えれば、所望の曲率で湾曲した線状砥材２を形成できる。また、巻き取りローラの外形形状を楕円あるいは長丸にすれば、曲率が位置により変化した形状、あるいは一部に直線部分をもって湾曲した線状砥材２を形成することもできる。
以上説明したように、本形態のブラシ状砥石１では、線状砥材２の先端部をワークＷに押し当てた状態でワークＷと相対移動させ、ワークＷを研削する。ここで、線状砥材２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、実質的に砥材として機能する無機長繊維の密度が高く、かつ、高硬度であり、腰も強い。それ故、本形態のブラシ状砥石１は高い研削能力を有する。
また、本形態のブラシ状砥石１において、複数本の線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて湾曲した状態にあり、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状を有している。このため、線状砥材２は、湾曲方向と直交する方向には極めて高い剛性を有しているのに対して、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、本形態のブラシ状砥石１では、線状砥材２が直線的に延びているブラシ状砥石１と比較して、線状砥材２は、先端部のワークＷに対する当たりが柔らかく、かつ、過大な力が加わったときに変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。
また、線状砥材２は、砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されているため、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高い。このため、本形態のブラシ状砥石１は研削性に優れている。従って、精密加工部品に対するバリ取り、研削加工などを効率よく、かつ、高い精度で行うことができる。また、線状砥材２は、少ない本数で高い研削性能が得られることから、ブラシ状砥石１のコストを低減できる。さらに、多数本の線状砥材２を小分けしてホルダ５に固定した構造であるため、線状砥材２の抜けを防止できる。それ故、本形態のブラシ状砥石１は安全性が高いという利点がある。
［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記実施の形態１では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例１］
図２(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例１に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。なお、本形態および後述する参考例および実施の形態は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。図２(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、回転駆動軸５５が連結されている。
図２(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例１に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。なお、本形態および後述する参考例および実施の形態は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。図２(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、回転駆動軸５５が連結されている。
本形態のブラシ状砥石１において、ホルダ５の外周側面５７には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて軸線Ｌ方向の一方側に湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も軸線Ｌ方向の一方側に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)を参照して説明したように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取りや表面に対する研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図２(Ａ)、(Ｂ)に示すように、例えば、反時計周りＣＣＷに回転させ、ブラシ状砥石１の外周側に配置されたワークＷの表面に線状砥材２の先端側を接触させる。その結果、ブラシ状砥石１において線状砥材２の先端部で露出している無機長繊維は、ワークＷのバリや凹凸を切削し、研削する。
このように構成したブラシ状砥石１でも、実施の形態１と同様、線状砥材２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、高硬度であり、高い研削能力を有する。また、複数本の線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて湾曲した状態にあり、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状を有している。このため、線状砥材２は、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、線状砥材２は、先端部のワークＷに対する当たりが柔らかく、ワークＷ表面の凹凸などに当たって過大な力が加わったときでも変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。さらに、線状砥材２が砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されているので、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高いなどの効果を奏する。
［参考例１の変形例］
上記参考例１では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例１では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例２］
図３(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例２に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。図３(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１、２と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、回転駆動軸５５が連結されている。
図３(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例２に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。図３(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１、２と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、回転駆動軸５５が連結されている。
本形態のブラシ状砥石１において、ホルダ５の外周側面５７には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて軸線Ｌ方向の一方側に湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も軸線Ｌ方向の一方側に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)を参照して説明したように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１は、参考例１のブラシ状砥石１よりも線状砥材２が長く、線状砥材２の先端部は、軸線Ｌに略平行に延びている。従って、本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取りや表面に対する研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図３(Ａ)、(Ｂ)に示すように、軸線Ｌ周りに、例えば、反時計周りＣＣＷに回転させ、軸線Ｌ方向に表面(被研削面)を向けたワークＷを線状砥材２の先端側で研削する。
このように構成したブラシ状砥石１でも、実施の形態１と同様、線状砥材２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、高硬度であり、高い研削能力を有する。また、複数本の線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて湾曲した状態にあり、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状を有している。このため、線状砥材２は、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、線状砥材２は、先端部のワークＷに対する当たりが柔らかく、ワークＷ表面の凹凸などに当たって過大な力が加わったときでも変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。さらに、線状砥材２が砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されているので、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高いなどの効果を奏する。
［参考例２の変形例］
上記参考例２では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例２では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［実施の形態２］
図４(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の実施の形態２に係るブラシ状砥石の斜視図および平面図である。図４(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(
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２が複数本、金属製のホル
ダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されるようになっている。
図４(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の実施の形態２に係るブラシ状砥石の斜視図および平面図である。図４(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(
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２が複数本、金属製のホル
ダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されるようになっている。
ホルダ５は、軸線Ｌ方向に複数、例えば３つ配置されている。また、３つのホルダ５の外周側面５７の各々には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。本形態では、３つのホルダ５のうち、隣接するホルダ５の間では、線状砥材２の保持位置が周方向でずれている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２は、３つのホルダ５のいずれにおいても、基端側から先端側にかけて周方向の一方側、例えば、時計周りＣＷに向けて湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も時計周りＣＷに湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)に示すように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取りや表面に対する研削などを行う際には、実施の形態１と同様、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図４(Ａ)、(Ｂ)に示すように、ブラシ状砥石１を反時計周りＣＣＷに回転させ、ブラシ状砥石１の外周側に配置されたワークＷの表面を線状砥材２の先端側で研削する。
本形態では、３つのホルダ５を３段に重ねた構造になっていたが、１つのホルダ５において、周方向に等角度間隔に形成された埋め込み穴５３の列を軸線Ｌ方向にずれた位置に複数、形成してもよい。また、ホルダ５の数は、２つあるいは４つ以上であってもよい。
［実施の形態２の変形例］
上記実施の形態２では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記実施の形態２では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例３］
図５(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例３に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。図５(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(
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２が複数本、金属製のホル
ダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
図５(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例３に係るブラシ状砥石の斜視図および側面図である。図５(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(
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２が複数本、金属製のホル
ダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
ホルダ５は、軸線Ｌ方向に３つ配置されている。３つのホルダ５の各々において、外周側面５７には、等角度間隔で複数の埋め込み穴５３が形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。本形態では、３つのホルダ５のうち、隣接するホルダ５の間では、線状砥材２の保持位置が周方向でずれている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２は、３つのホルダ５のいずれにおいても、基端側から先端側にかけて軸線Ｌ方向の一方側に湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も軸線Ｌ方向の一方側に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)に示すように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取り研削や表面研削などを行う際には、参考例１と同様、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図５(
Ａ)、(Ｂ)に示すように、ブラシ状砥石１を反時計周りＣＣＷに回転させ、ブラシ状砥石
１の外周側に配置されたワークＷの表面を線状砥材２の先端側で研削する。
Ａ)、(Ｂ)に示すように、ブラシ状砥石１を反時計周りＣＣＷに回転させ、ブラシ状砥石
１の外周側に配置されたワークＷの表面を線状砥材２の先端側で研削する。
本形態では、３つのホルダ５を３段に重ねた構造になっていたが、１つのホルダ５において、周方向に等角度間隔に形成された埋め込み穴５３の列を軸線Ｌ方向にずれた位置に複数、形成してもよい。また、ホルダ５の数は、２つあるいは４つ以上であってもよい。
［参考例３の変形例］
上記参考例３では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例３では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例４］
図６は、本発明の参考例４に係るブラシ状砥石の側面図である。図７は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図６に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
図６は、本発明の参考例４に係るブラシ状砥石の側面図である。図７は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図６に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
ホルダ５は、２つが軸線Ｌ方向に対になって配置されている。また、２つのホルダ５の外周側面５７の各々には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。このため、複数本の線状砥材２は、砥材束２０としてホルダ５の外周側面５７から放射状に延びている。本形態では、２つのホルダ５のうち、隣接するホルダ５の間では、線状砥材２の保持位置が周方向でずれている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２は、対をなす２つのホルダ５の一方側では、基端側から先端側にかけて軸線Ｌ方向の一方側に湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も軸線Ｌ方向の一方側に湾曲している。これに対して、対をなす２つのホルダ５の他方側では、基端側から先端側にかけて軸線Ｌ方向の他方側に湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も軸線Ｌ方向の他方側に湾曲している。従って、２つのホルダ５に保持された複数本の線状砥材２は、先端部同士が互いに接近する方向に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)に示すように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取り研削や表面研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図６に示すように、ブラシ状砥石１を軸線Ｌ周りに回転させ、ブラシ状砥石１の外周側に配置されたワークＷの表面を線状砥材２の先端側で研削する。
また、図７に示すように、軸体Ｗ１１に雄ネジＷ１２を形成した後、この雄ネジＷ１２に対する仕上げ加工に本形態のブラシ状砥石１を用いれば、ネジ山やネジ溝を効率よく仕上げ加工することができる。
また、本形態では、２つのホルダ５を共通の回転駆動軸５５にネジによって固定してあるので、線状砥材２が磨耗して短くなったときには、２つのホルダ５を近づけて、線状砥材２の先端部同士の位置関係を調整することができる。
本形態では、２つのホルダ５を２段に配置して、位置関係を調整可能な構造を採用したが、１つのホルダ５において、周方向に等角度間隔に形成された埋め込み穴５３の列を軸線Ｌ方向にずれた位置に２列、形成し、各列の埋め込み穴５３に対して、先端部同士が互いに接近する方向に湾曲する向きに複数本の線状砥材２を保持させてもよい。
［参考例４の変形例１］
上記参考例４では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例４では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になって複数のホルダ５に保持されている構成を採用したが、複数のホルダ５の各々において、外周側面５７に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例４の変形例２］
上記参考例４では、２つのホルダ５に保持された複数本の線状砥材２の先端部が対峙している構成であったが、図８に示すように、図６に示す状態より、２つのホルダ５を近接させて、２つのホルダ５に保持された複数本の線状砥材２が互いに交差している構成を採用してもよい。この場合には、ワークＷ２１において、所定の間隔を隔てて対向する突起Ｗ２２の内面を同時に仕上げ加工することができる。
上記参考例４では、２つのホルダ５に保持された複数本の線状砥材２の先端部が対峙している構成であったが、図８に示すように、図６に示す状態より、２つのホルダ５を近接させて、２つのホルダ５に保持された複数本の線状砥材２が互いに交差している構成を採用してもよい。この場合には、ワークＷ２１において、所定の間隔を隔てて対向する突起Ｗ２２の内面を同時に仕上げ加工することができる。
［参考例５］
図９(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例５に係るブラシ状砥石の平面図および側面図である。図１０は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図９(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
図９(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例５に係るブラシ状砥石の平面図および側面図である。図１０は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図９(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
本形態のブラシ状砥石１において、ホルダ５の軸線Ｌ方向の一方側端面５９には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。この状態で、線状砥材２は、軸線Ｌ方向に延びている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけてホルダ５の一方側端面５９の内側から外側に向けて湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も内側から外側に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)を参照して説明したように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取り研削や表面研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図９(Ａ)、(Ｂ)に示すように、例えば、反時計周りＣＣＷに回転させ、軸線Ｌ方向に表面(被研削面)を向けたワークＷを線状砥材２の先端側で研削する。
このように構成したブラシ状砥石１でも、実施の形態１と同様、線状砥材２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、高硬度であり、高い研削能力を有する。また、複数本の線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて湾曲した状態にあり、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状を有している。このため、線状砥材２は、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、線状砥材２は、先端部のワークＷに対する当たりが柔らかく、ワークＷ表面の凹凸などに当たって過大な力が加わったときでも変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。さらに、線状砥材２が砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されているので、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高いなどの効果を奏する。
また、本形態のブラシ状砥石１は、図１０(Ａ)に示すように、ワークＷ３１に形成した雌ネジＷ３２に対する仕上げ加工、図１０(Ｂ)に示すように、ワークに形成した穴Ｗ３４の内周面に対する仕上げ加工、図１０(Ｃ)に示すように、ワーク５に形成した交差穴Ｗ３６、Ｗ３７の交差部分のバリ取り加工などを行うのに適している。
［参考例５の変形例］
上記参考例５では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の一方側端面５９に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例５では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の一方側端面５９に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［参考例６］
図１１(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例６に係るブラシ状砥石の平面図および側面図である。図１２は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図１１(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
図１１(Ａ)、(Ｂ)は、本発明の参考例６に係るブラシ状砥石の平面図および側面図である。図１２は、本形態のブラシ状砥石の使用例を示す説明図である。図１１(Ａ)、(Ｂ)に示すブラシ状砥石１も、実施の形態１と同様、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された構造を有している。ホルダ５は、軸線Ｌ方向に貫通する軸穴５１が中央に形成された円筒状であり、側方から止められたネジ(図示せず)によって、軸穴５１に挿入された回転駆動軸５５がホルダ５に連結されている。
本形態のブラシ状砥石１において、ホルダ５の軸線Ｌ方向の一方側端面５９には、複数の埋め込み穴５３が等角度間隔で形成されている。複数の埋め込み穴５３の各々には、複数本の線状砥材２が砥材束２０(線状砥材２の集合体)として丸く束ねられた状態で基端側がシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系などの接着剤により固定されている。この状態で、線状砥材２は、軸線Ｌ方向に延びている。なお、砥材束２０にした状態で、複数の線状砥材２は各々、独立した状態にある。
ここで、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけてホルダ５の軸線Ｌ方向の一方側端面５９の外側から内側に向けて湾曲しており、それに伴い、砥材束２０全体も内側に湾曲している。また、線状砥材２は、図１(Ｃ)を参照して説明したように、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えている。
本形態のブラシ状砥石１を用いてワークＷに対してバリ取り研削や表面研削などを行う際には、駆動軸５５を研削機の駆動装置に連結した状態で、図１１(Ａ)、(Ｂ)に示すように、軸線Ｌ周りに、例えば、反時計周りＣＣＷに回転させ、軸線Ｌ方向に表面(被研削面)を向けたワークＷを線状砥材２の先端側で研削する。
また、本形態のブラシ状砥石１は、図１２(Ａ)に示すように、ワークＷ４１に形成した雄ネジＷ４２に対する仕上げ加工、図１２(Ｂ)に示すように、軸状のワークＷ４３の外周面に対する仕上げ加工などを行うのに適している。
このように構成したブラシ状砥石１でも、実施の形態１と同様、線状砥材２は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、高硬度であり、高い研削能力を有する。また、複数本の線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけて湾曲した状態にあり、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長丸形状を有している。このため、線状砥材２は、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、線状砥材２は、先端部のワークＷに対する当たりが柔らかく、ワークＷ表面の凹凸などに当たって過大な力が加わったときでも変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。さらに、線状砥材２が砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されているので、研削加工時における切り粉が効率よく排出され、かつ、放熱効果が高いなどの効果を奏する。
［参考例６の変形例］
上記参考例６では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の一方側端面５９に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
上記参考例６では、複数本の線状砥材２が複数の砥材束２０になってホルダ５に保持されている構成を採用したが、ホルダ５の一方側端面５９に周溝が形成され、この周溝の周方向の全体にわたって複数本の線状砥材２が保持されている構成を採用してもよい。
［他の実施の形態］
上記形態のいずれにおいても、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけての全体が湾曲している構成であったが、例えば、図１３(Ａ)、(Ｂ)、および図１４に示すように、線状砥材２が基端側から先端側の一箇所で湾曲している構成を採用してもよい。このようなブラシ状砥石１を製造するにあたっては、まず、アルミナ長繊維(アルミナ長繊維の単糸)を１０００本、無撚の状態のまま扁平に束ねて連続的に巻き取った集合糸(ストランド)をエポキシ樹脂などのバインダー樹脂にディッピングして、バインダー樹脂を含浸する。次に、例えば、角部分がＲになっている角形ローラの周面に重なり合わないように巻き取った後、バインダー樹脂を固化させ、しかる後に、線状砥材２を切り出す。
上記形態のいずれにおいても、線状砥材２はいずれも、基端側から先端側にかけての全体が湾曲している構成であったが、例えば、図１３(Ａ)、(Ｂ)、および図１４に示すように、線状砥材２が基端側から先端側の一箇所で湾曲している構成を採用してもよい。このようなブラシ状砥石１を製造するにあたっては、まず、アルミナ長繊維(アルミナ長繊維の単糸)を１０００本、無撚の状態のまま扁平に束ねて連続的に巻き取った集合糸(ストランド)をエポキシ樹脂などのバインダー樹脂にディッピングして、バインダー樹脂を含浸する。次に、例えば、角部分がＲになっている角形ローラの周面に重なり合わないように巻き取った後、バインダー樹脂を固化させ、しかる後に、線状砥材２を切り出す。
上記形態のいずれにおいても、アルミナ長繊維(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２が複数本、金属製のホルダ５に保持された例を説明したが、無機長繊維として、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、あるいはガラス繊維を用いたブラシ状砥石１に本発明を適用してもよい。
上記形態のいずれにおいても、線状砥材２が砥材束２０として小分けされた状態でホルダ５に固定されている構成、あるいは線状砥材２を砥材束２０として小分けせずに周溝に固定した構成であったが、線状砥材２を１つの束にしてホルダ５に保持させたブラシ状砥石１に本発明を適用してもよい。
上記形態のいずれにおいても、線状砥材２に用いた集合糸では、撚りが加えられていないものが用いられていたが、撚りを加えた集合糸を用いて線状砥材２を構成してもよい。また、湾曲した線状砥材２に対して、直線的に延びて湾曲していない線状砥材が一部、含まれている構成であってもよい。
本発明のブラシ状砥石において、線状砥材は、無機長繊維の集合糸に樹脂を含浸、固化させてなるため、実質的に砥材として機能する無機長繊維の密度が高く、かつ、高硬度であり、腰も強いので、高い研削能力を有する。また、線状砥材が湾曲した状態にあり、湾曲方向に向かっては容易に変形する。従って、本発明に係るブラシ状砥石では、線状砥材が直線的に延びているブラシ状砥石と比較して、線状砥材は、先端部のワークに対する当たりが柔らかく、かつ、過大な力が加わったときに変形して過大な力を吸収するため、折れることがない。
Claims (8)
- 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が複数本、外周側面が円周面になっているホルダに保持され、前記無機長繊維のうち、前記線状砥材の先端部で露出している部分によってワークを研削する回転式のブラシ状砥石において、
前記無機長繊維は、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、炭素繊維、窒化珪素繊維、およびガラス繊維のうちの何れかであり、
前記複数本の線状砥材は各々、基端側から先端側の少なくとも一箇所で周方向の同一方向に湾曲していることを特徴とするブラシ状砥石。 - 前記複数本の線状砥材は各々、基端側から先端側の全体にかけて湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のブラシ状砥石。
- 前記複数本の線状砥材は各々、前記ホルダの外周側面から放射状に延び、かつ、周方向の同一方向に湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシ状砥石。
- 前記ホルダは、当該ホルダの軸線方向に複数、配置され、
当該複数のホルダの各々に前記複数本の線状砥材が保持されていることを特徴とする請求項３に記載のブラシ状砥石。 - 前記複数本の線状砥材は、複数の束になって前記ホルダに保持されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のブラシ状砥石。
- 前記複数本の線状砥材は、前記ホルダの外周側面に形成された周溝内に周方向の全体にわたって保持されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のブラシ状砥石。
- 前記複数本の線状砥材は、湾曲方向に短軸を向けた断面楕円形状あるいは断面長円形状を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のブラシ状砥石。
- 前記ホルダからは軸線方向に駆動軸が延びていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のブラシ状砥石。
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