JP2002045235A

JP2002045235A - 平形カップブラシ

Info

Publication number: JP2002045235A
Application number: JP2000234399A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Awagakubo; 粟ケ窪真一
Original assignee: STATE KOGYO KK
Current assignee: STATE KOGYO KK
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨性能の向上を図ることができる構造の平
形カップブラシを提供すること。【解決手段】一定長に切断された多数の毛材１が平形
リング状に配列された毛材ブロック２と、リング状の樹
脂基盤３とからなる。樹脂基盤３が、前記毛材１の基端
部が埋没された植毛部５と、植毛部５に連なる繊維強化
部６と、下面の、円周方向で等間隔に設けられた、研磨
機取付台座と連結するための、複数個の突起部７とで構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円筒あるいは平
面研磨やバリ取り等の精密仕上げ加工に使用する平形カ
ップブラシに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この分野の平形カップブラシに
は、チャンネルブラシをリング状あるいはスパイラル状
にして金属製台座に溶接して作製した「チャンネル
型」、木盤やプラスチック盤あるいは金属盤に多数の小
孔をリング状にあけて、毛材束を植え込んで作製した
「植え込み型」、金属盤等に接着樹脂を塗りその上に切
断された毛材束をリング状に並べて植毛する「接着植毛
型」が知られている。これら従来の平形カップブラシ
は、何れも砥石やサンドペーパーに較べてあまり精度を
要求しないか、あるいは研磨の容易な材料にしか使用さ
れてこなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年、研磨
仕上げの自動化傾向やチタン材のような難研磨材の用途
拡大にともなって、ブラシ型研磨工具が見直されるよう
になったが、その一方、従来型のカップブラシに対する
不満も増大してきている。近年、ブラシ型研磨工具が見
直されてきている理由は、砥石やサンドペーパーに較べ
て、柔軟性があって著しく耐摩耗性に優れる点である。
一方、最大の欠点は、研磨性能が低いことであるが、近
年はこの問題ばかりでなく、使用済みブラシが金属台座
と毛材のような嵩張りのある異物複合体であるが故に、
焼却はもちろん埋め立てもやっかいであるという問題が
あった。

【０００４】平形カップブラシの研磨性能をあげるため
に一般的に考えられる手段の第１は、毛材の研磨性能を
あげることで、これには、毛材に含有させる砥粒をダイ
ヤモンドにするのが最も効果的である。しかしながら、
ダイヤモンド砥粒は、アルミナや炭化珪素のような一般
的な砥粒に較べて１００倍も高価であるから、「チャン
ネル型」や「植え込み型」のように毛材を折り曲げてか
ら先端を切断する（毛刈り）方式では、材料ロスが多
く、価格アップのため、市場には到底受け入れられな
い。

【０００５】平形カップブラシの研磨性能をあげる手段
の第２は、カップブラシの回転数をあげることである
が、これには安全性が最大の問題となる。即ち、「チャ
ンネル型」はブラシの動バランスをとるのが困難なこと
による振動破壊や溶接部の不良破壊の恐れがあり、一
方、「接着植毛型」は毛材の抜けや、台座との接着剥離
の可能性が高い。「接着植毛型」の場合、特に注意すべ
きは、毛材の抜けを防止しようとして植毛部の接着剤を
増やせば増やすほど、台座との接着剥離がおきやすくな
ることである。これは、単に接着力の問題でなく、台座
と接着剤の熱膨張率の差によって接着面に発生する剪断
力によるもので、高速研磨による摩擦熱が大きな影響を
及ぼす。

【０００６】平形カップブラシの研磨性能をあげる手段
の第３は、毛材の植毛密度をあげることであるが、「チ
ャンネル型」や「植え込み型」は製法上の限界がある
し、「接着植毛型」は剥離が心配でこれも限界がある。

【０００７】この発明は斯かる問題点に鑑みてなされた
もので、研磨性能の向上を図ることができる構造の平形
カップブラシを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的のもとになさ
れた請求項１の発明は、一定長に切断された多数の毛材
が平形リング状に配列された毛材ブロックと、リング状
の樹脂基盤とからなり、樹脂基盤が、前記毛材の基端部
が埋没された植毛部と、植毛部に連なる繊維強化部と、
下面の、円周方向で等間隔に設けられた、研磨機取付台
座と連結するための、複数個の突起部とで構成されてい
ることを特徴とする平形カップブラシである。

【０００９】また、請求項２の発明は、毛材ブロック
は、円周方向で複数のブロックに分割されている請求項
１に記載の平形カップブラシである。

【００１０】また、請求項３の発明は、ブロック間の分
割溝の幅が、０．５〜１０ｍｍとされている請求項２に
記載の平形カップブラシである。

【００１１】さらに、請求項４の発明は、植毛部は、毛
材の埋没深さが１〜１０ｍｍである請求項１に記載の平
形カップブラシである。

【００１２】また、請求項５の発明は、樹脂基盤の繊維
強化部は、厚さが１〜１０ｍｍである請求項１に記載の
平形カップブラシである。

【００１３】

【作用】このように構成されたこの発明の平形カップブ
ラシによれば、一定長に切断された毛材を植毛部に植毛
した構成であるので、「チャンネル型」や「植え込み
型」のように毛材の先端を平面に切り揃える毛刈りを必
要としない。したがって、毛材のロスがほとんどなく、
高価格ではあるが耐摩耗性に優れるダイヤモンド砥粒入
りの毛材の使用を可能にする。また、植毛部は、樹脂基
盤の引張り強度に優れた繊維強化部に一体となっている
ので、植毛密度をあげることができると共に、高速回転
によって毛抜けが生じたり、植毛部の剥離が生ずること
もなくすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
の図を参照して説明する。

【００１５】実施形態の平形カップブラシは、図１乃至
図３に示したように構成されており、多数の毛材１で構
成された毛材ブロック２と、円盤状の樹脂基盤３とで構
成されている。毛材ブロック２は、以下で説明するよう
に、一定長に切断された多数の毛材１が先端（自由端）
を平面内に揃えて平形リング状に配列されている。図１
に表れているように、この実施形態の毛材ブロック２
は、円周方向で複数（１６個）のブロック２ａに分割さ
れており、各ブロック２ａの間に分割溝４が形成されて
いる。

【００１６】一方、樹脂基盤３は、毛材ブロック２を構
成した毛材１のそれぞれの基端部が埋没されている植毛
部５と、この植毛部５に連なる繊維強化部６と、下面に
円周方向で等間隔に設けられた複数個の突起部７とが一
体に構成されている。突起部７は、図４に示されている
ように、研磨機取付台座８と連結するためのもので、小
円盤状をしており、中心に六角穴ボルト９をねじ込んで
結合できるようにねじ穴１０が形成されている。

【００１７】前記毛材１は、ナイロン１２を主成分とし
てダイヤモンド砥粒を１５重量％含有させたもので、太
さ０．５ｍｍ、長さ１５ｍｍとした。また、毛材ブロッ
ク２の形態は、前記のように複数のブロック２ａに分割
して、高さ１０ｍｍとし、各ブロック２ａの弧Ｌ（図
１）の長さを２０ｍｍ、分割溝４の幅は１．５ｍｍとし
た。

【００１８】そして、樹脂基盤３は、エポキシ系の樹脂
で成形し、植毛部５にはそれぞれの毛材１の基端部を５
ｍｍ埋没させた。また、繊維強化部６は、ＰＥＴ寒冷紗
を複数枚重ねてオーバーモールドして、厚さを５ｍｍに
構成した。下面の突起部７は、直径２０ｍｍ、高さ２ｍ
ｍで６個等間隔に形成した。

【００１９】上記のように構成した平形カップブラシ
は、図４に示したように、研磨機取付台座８のザグリ部
１１に樹脂基盤３に設けた突起部７を嵌め込んで、研磨
機取付台座８の裏面側から挿入した六角穴ボルト９を突
起部７のねじ穴１０に結合して簡単にかつしっかりと取
り付けることができる。平形カップブラシの偏心は、繊
維強化部６の中央孔１２と、研磨機取付台座８側の中心
突起１３の嵌合によって防止し、また、平形カップブラ
シと研磨機取付台座８の回転方向のずれは、突起部７と
ザグリ部１１の係合によって防止することができる。

【００２０】樹脂基盤３の繊維強化部６は、引張り強度
が回転の遠心力に耐えれば良いことから、必要最小限の
厚さとして、きわめて軽量にできるもので、上記のよう
に、研磨機取付台座８と平形カップブラシの一体性も高
いことから、高速回転時の動バランスは非常に取り易い
ものとできる。

【００２１】斯くして、毛材１にダイヤモンド砥粒を含
有させて研磨性能を高め、しかも、高速回転による毛材
１の抜けも植毛部５の剥離の危険性もないので、高速回
転の条件下で使用することができる。そして、毛材１の
植毛密度をあげて研磨性能を高めたブラシを構成するこ
ともできる。

【００２２】また、この実施形態の平形カップブラシ
は、軽量であり、しかも全て可燃物で構成されているの
で、使用済みのものは、研磨機取付台座８から簡単に取
り外すことができ、また焼却処分することができるの
で、環境問題にも貢献することができる。

【００２３】研磨性能をあげるために、研磨材料をブロ
ック２ａのように分割してリング状に配列することは、
砥石等では一般に知られている。しかしながら、ブラシ
の場合には単純にブロック化しても効果は発揮されずむ
しろ弊害がでることが多いものである。それは、研磨材
料が毛材という特殊な形態であることに起因している。

【００２４】検討した結果によれば、分割溝４の幅を
０．５ｍｍ未満にするとブロック化の効果があまり期待
できないことが分かった。また分割溝４の幅が１０ｍｍ
を超えると毛材１の打ち付け傷が発生し、研磨むらがひ
どくなることが分かった。好ましい幅は１〜５ｍｍ、最
も好ましい幅は１．５〜３ｍｍであった。一方、弧Ｌの
長さが８ｍｍ未満の場合は、ブロック２ａが全体として
斜めに寝てしまい研磨力が低下し、逆に６０ｍｍを超え
るとブロック化の効果が期待できないことが分かった。
好ましい長さＬは、１０〜４０ｍｍ、最も好ましくは１
５〜３０ｍｍであった。このように、毛材ブロック２の
形態の良好な範囲は狭いものであり、従来知られている
平形カップブラシの製法、構造では実現が困難であった
と推察される。

【００２５】毛材１の材質、長さ、太さ等についても検
討した。毛材１の材質は高分子重合体を使用することが
できるが、熱可塑性重合体が好ましく、耐折や耐摩耗性
を考慮すると、脂肪族およびメタ系芳香族のポリアミド
が最も好ましいことが分かった。長さは、５〜５５ｍｍ
とする必要があった。５ｍｍ未満ではブラシとしての機
能がなくなり、５５ｍｍを超えると回転の遠心力で毛倒
れが生じ、研磨機能が減少する。好ましくは１０〜３０
ｍｍであり、最も好ましくは１５〜２０ｍｍであった。
また、太さは、０．０５〜５ｍｍとする必要があった。
０．０５ｍｍ未満および５ｍｍ超ではブラシとしての機
能がなくなることが分かった。好ましくは０．１〜１ｍ
ｍであり、最も好ましくは０．２〜０．６ｍｍであっ
た。

【００２６】毛材１に含有させる砥粒は、ダイヤモンド
を始め、炭化珪素、アルミナ等どんな砥粒でも含有させ
ることが可能である。研磨性能の向上にダイヤモンドが
最適であるのは言うまでもない。含有量は、０〜５０重
量％である。使用の目的が洗浄や磨きの場合には砥粒を
含有させなくても良い。５０重量％を超えると、毛材１
が折れやすくなる。好ましくは１〜４０重量％、最も好
ましくは５〜３０重量％である。

【００２７】樹脂基盤３の樹脂は、接着力、耐熱性、硬
度、ガラス転位点が高い合成樹脂を使用する。好ましく
は熱硬化性樹脂であり、最も好ましくはエポキシ系樹脂
である。この樹脂基盤３に構成される植毛部５の深さ
は、１〜１０ｍｍの範囲が望ましい。１ｍｍ未満では毛
材１の抜けが発生する。１０ｍｍを超えるとダイヤモン
ド砥粒を含有させた毛材など高価な毛材を使用するとき
にコスト高となる。好ましくは２〜７ｍｍであり、最も
好ましくは３〜６ｍｍである。前記毛材の長さにはこの
植毛部５の部分の長さを含んでいる。したがって、毛材
ブロック２の高さは３〜５０ｍｍが好適な範囲となる。
３ｍｍ未満ではブラシとしての機能がなくなり、５０ｍ
ｍを超えると回転の遠心力で毛倒れが生じ、研磨機能が
減少する。好ましくは５〜３０ｍｍであり、最も好まし
くは７〜１５ｍｍである。

【００２８】樹脂基盤３の繊維強化部６に使用する強化
繊維は、強度、均一性、樹脂含浸性が重要である。織物
が好ましく、最も好ましくは寒冷紗である。２〜３枚／
ｍｍで重ねて配置するのが望ましい。繊維強化部６の厚
さは１〜１０ｍｍの範囲とする。１ｍｍ未満では遠心力
に耐える強度の保持が困難である。また、１０ｍｍは強
度上必要十分な厚さと言える。好ましくは２〜７ｍｍで
あり、最も好ましくは３〜６ｍｍである。

【００２９】最後に、樹脂基盤３の下面に設けた突起部
７は、複数個好ましくは３〜１６個が円周方向で等間隔
に配置され、直径を５〜５０ｍｍの範囲で設定する。５
ｍｍ未満では、研磨抵抗による剪断破壊の恐れがある。
５０ｍｍは強度上必要十分な大きさである。好ましくは
１０〜３０ｍｍであり、最も好ましくは１５〜２５ｍｍ
である。突起部７の高さは０．５〜１０ｍｍである。
０．５ｍｍ未満では研磨機取付台座８のザグリ部１１か
ら外れる恐れがある。１０ｍｍは強度上必要十分な高さ
である。好ましくは１〜５ｍｍであり、最も好ましくは
２〜３ｍｍである。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明の通り、請求項１の発明によ
れば、コスト高になることなく耐摩耗性に優れたダイヤ
モンド砥粒入りの毛材で構成することが可能で、しか
も、植毛部の毛抜けや剥離も生じないので、高速回転で
使用が可能で、研磨効率の向上を図ることのできる平形
カップブラシを提供することができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、砥石等で知られ
ている研磨効果の向上をブラシでも図ることができ、一
層研磨性能の向上した平形カップブラシを提供すること
ができる。

【００３２】請求項３の発明によれば、毛材ブロックを
分割した効果を確実にし、かつ、毛材特有の振動打ち傷
が発生したり、研磨むらが生じない平形カップブラシを
提供することができる。

【００３３】請求項４の発明によれば、毛材の抜けの発
生を防止すると共に、高価な毛材を使用した場合のコス
ト高を極力避けることのできる平形カップブラシを提供
することができる。

【００３４】そして、請求項５の発明によれば、遠心力
に耐えるのに必要十分な強度を備えた平形カップブラシ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の平形カップブラシの平面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って示した断面図である。

【図３】実施形態の平形カップブラシの底面図である。

【図４】実施形態の平形カップブラシを研磨機取付台座
に取り付けた状態の、図２と同様の断面図である。

【符号の説明】

１毛材２毛材ブロック２ａ分割されたブロック３樹脂基盤４分割溝５植毛部６繊維強化部７突起部８研磨機取付台座９六角穴ボルト１０ねじ穴１１ザグリ部１２樹脂強化部の中央孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定長に切断された多数の毛材１が平
形リング状に配列された毛材ブロック２と、リング状の
樹脂基盤３とからなり、樹脂基盤３が、前記毛材１の基端部が埋没された植毛部
５と、植毛部５に連なる繊維強化部６と、下面の、円周
方向で等間隔に設けられた、研磨機取付台座８と連結す
るための、複数個の突起部７とで構成されていることを
特徴とする平形カップブラシ。
【請求項２】毛材ブロック２は、円周方向で複数の
ブロック２ａに分割されている請求項１に記載の平形カ
ップブラシ。
【請求項３】ブロック２ａ間の分割溝４の幅が、
０．５〜１０ｍｍとされている請求項２に記載の平形カ
ップブラシ。
【請求項４】植毛部５は、毛材１の埋没深さが１〜
１０ｍｍである請求項１に記載の平形カップブラシ。
【請求項５】樹脂基盤３の繊維強化部６は、厚さが
１〜１０ｍｍである請求項１に記載の平形カップブラ
シ。