(57)【要約】【課題】線状工具を高速回転及び往復動させる線状工具盤に取り付けて硬質プラスチック等の高脆性材が高精度に研磨できる線状工具盤用線状ブラシを得る。【解決手段】張力に富んだ線状体（２）の両端部（２ｂ，２ｃ）を露出させ、該線状体（２）の長手方向中間部（２ａ）の外周に可撓性のブラシ材（３）を設け、前記線状体（２）の両端部（２ｂ，２ｃ）を、同軸に対向配置されて高速回転及び軸方向に往復動される線状工具盤のチャックに挟持可能とする。前記ブラシ材（３，３−１）は、耐磨耗性の樹脂繊維を編んで筒状、または帯状とし、該ブラシ材（３，３−１）を線状体（２）に挿通、又は螺旋状に巻いてその両端部を線状体２に固着する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力に富んだ線状体（２）の両端部（２ｂ，２ｃ）を露出させ、該線状体（２）の長手方向中間部（２ａ）の外周に可撓性のブラシ材（３）を設け、前記線状体（２）の両端部（２ｂ，２ｃ）を、同軸に対向配置されて高速回転及び軸方向に往復動される線状工具盤のチャックに挟持可能としたことを特徴とする線状工具盤用線状ブラシ。
【請求項２】
ブラシ材（３）は、耐磨耗性の樹脂繊維を編んで筒状とし、該ブラシ材（３）を線状体（２）に挿通してその両端部を線状体（２）に固着してなることを特徴とする請求項１記載の線状工具盤用線状ブラシ。
【請求項３】
ブラシ材（３−１）は、耐磨耗性の樹脂繊維を編んで帯状とし、該ブラシ材（３−１）を線状体（２−１）に螺旋状に巻き付けてその両端部（２−１ｂ，２−１ｃ）を線状体（２−１）に固着してなることを特徴とする請求項１記載の線状工具盤用線状ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状の工具を回転及び往復動させる線状工具盤に関し、特に該線状工具盤に適用される線状ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、板ガラス、硬質プラスチック等の高脆性資材の端面あるいは孔の周面を加工する工具盤として、線状工具を高速回転及び往復動させる線状工具盤を先に出願した。該線状工具盤は、線状工具が主として周方向の回転でワークを切削することになるため、板ガラスのような脆性のあるワークであっても、切り口縁部に切欠きが発生しなくなる。しかしながら、前記線状工具盤で加工されたワークは、端面が粗面になっているとともに、端面の縁部が鋭くなっているため、この部を研磨して端面を平滑にするとともに端面の端縁を面取りする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００８−２５３２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、線状工具盤に取り付けられ、該線状工具盤で加工されたワークの加工面を仕上げ加工する線状工具盤用線状ブラシを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、張力に富んだ線状体の両端部を露出させ、該線状体の長手方向中間部の外周に可撓性のブラシ材を設け、前記線状体の両端部を、同軸に対向配置されて高速回転及び軸方向に往復動される線状工具盤のチャックに挟持可能としたものである。
請求項２に係る発明は、前記ブラシ材を耐磨耗性の樹脂繊維で編まれた筒状とし、該ブラシ材を線状体に挿通してその両端部を線状体に固着したものである。
請求項３に係る発明は、前記ブラシ材を耐磨耗性の樹脂繊維で編んだ帯状とし、該ブラシ材を線状体に螺旋状に巻き付けてその両端部を線状体に固着したものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明は、張力に富んだ線状体の両端部が線状工具盤のチャックにより挟持されるので、線状体に大きな張力を付与してチャックで挟持することにより、線径の小さな線状体であっても、チャックを介して線状ブラシを安定して高速回転及び往復動させることができる。このため、線状ブラシをワークに形成された小径の孔あるいは細長い長孔に容易に挿通することができ、また、該線状ブラシを前記チャックにより高速回転及び往復動させることにより、前記ワークの孔あるいは長孔の内面及び縁部を容易に研磨することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、線状ブラシがチャックによって高速回転されると、円筒状のブラシ材が遠心力によって半径方向外方に広がるので、挿通時にブラシ材とワークの孔あるいは長孔との間に間隙が発生していても、該孔あるいは長孔の内面に円滑に接触し、該内面を平滑に仕上げるとともに、縁部を面取りすることになる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、帯状のブラシ材を線状体の長手方向中間部に螺旋状に巻き付けるようにしたので、この巻き付け力を調整することによって遠心力による半径方向外方への広がり量を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による線状ブラシの第１実施例を示す側面図である。
【図２】本発明による線状ブラシの第２実施例を示す側面図である。
【図３】本発明による線状ブラシの第３実施例を示す側面図である。
【図４】本発明が適用される線状工具盤の側面図である。
【図５】図４のV-V拡大断面図である。
【図６】線状ブラシによる研磨状態を示す側面図である。
【図７】図６のVII-VII拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は線状ブラシの第１実施例を示す。図１において、１は線状ブラシであり、線状体２を張力に富んだ資材、例えばピアノ線とし、該線状体２の長手方向中間部２ａの外周を筒状のブラシ材３により被覆し、線状体２の両端部２ｂ，２ｃを外部に露出させてなる。前記ブラシ材３は、耐磨耗性に富んだ樹脂繊維、例えばポリアミド樹脂繊維により筒状に編まれた紐とし、該紐を前記線状体２に挿通してその長手方向中間部２ａに位置させ、その両端部３ｂ，３ｃを絞って接着材により線状体２に固着する。なお、前記ブラシ材３の内径は線状体２よりも大径とし、両端部３ｂ，３ｃを除く中間部が線状体２に対して若干半径方向に移動（振れ）可能とする。また、前記外部に露出させた両端部２ｂ，２ｃは、後述する線状工具盤５（図４）のチャック１６ａ，１６ｂに挟持できる長さとする。
【００１１】
図２は線状ブラシの第２実施例を示す。図２において、１−１は線状ブラシであり、前述と同様の資材により形成された線状体２−１の長手方向中間部２−１ａの外周を帯状のブラシ材３−１により被覆する。該ブラシ材３−１は、耐磨耗性に富んだ樹脂繊維、例えばポリアミド樹脂繊維により細幅に編まれた帯とし、該帯を前記線状体２−１の両端部２−１ｂ，２−１ｃを除く長手方向中間部２−１ａに螺旋状に巻き、その両端部３−１ｂ，３−１ｃを接着材により線状体２−１に固着する。なお、前記ブラシ材３−１は、中間部３−１ａの巻き付けを緩めとし、線状ブラシ１−１が高速回転された際に、前記中間部３−１ａが遠心力で半径方向外方に膨らむようにする。その他は、前記第１実施例と同様とする。
【００１２】
図３は線状ブラシの第３実施例を示す。図３において、１−２は線状ブラシであり、張力に富んだ複数本の線材（ピアノ線）を撚って螺旋状の線状体２−２を形成し、   該線状体２−２を形成する際に、その長手方向中間部２−２ａで、短く切断された多数の耐磨耗性樹脂繊維、例えばポリアミド樹脂繊維の中間部を挟持固定し、各繊維が線状体２−２の長手方向中間部２−２ａから放射方向に突出するタワシ状のブラシ材３−２を形成する。その他は、前記第１実施例と同様とする。
【００１３】
図４において、５は線状工具３０、前記線状ブラシ１（１−１，１−２）が選択的に取り付けられる線状工具盤であり、以下の如くなっている。即ち、ベース６の後部（図４において右部）にコラム７を、左部にテーブル支持台８を起立固定する。前記コラム７の前部（図４において左部）は上下に分離され、各分離部の前面に上下方向に延びる往復リニアガイド９ａ，９ｂを固定し、各往復リニアガイド９ａ，９ｂにスライダ１０ａ，１０ｂを上下摺動可能に取り付けるとともに、上下のスライダ１０ａ，１０ｂを連結アーム１１により一体的に連結する。
【００１４】
前記コラム７の上部に往復動モータ（往復動装置）１２によって正逆回転される往復動ねじ１３を下方に向けて取付け、該往復動ねじ１３の下部に前記連結アーム１１を螺合さ、前記往復動モータ１２を正逆回転させることにより、往復動ねじ１３を介して連結アーム１１を上下に往復動、従って、上下のスライダ１０ａ，１０ｂを同期させて上下に往復動させる。本例では、２〜３秒毎に１００〜２００ｍｍのストロークで往復動されるようになっている。
【００１５】
前記上下のスライダ１０ａ，１０ｂにそれぞれヘッドケース１４ａ，１４ｂを固定し、各ヘッドケース１４ａ，１４ｂに上下のスピンドル１５ａ，１５ｂを互いに対向させて回転自在に取り付け、各スピンドル１５ａ，１５ｂの対向端部にそれぞれ線状工具３０を着脱可能に挟持するチャック１６ａ，１６ｂを取り付ける。前記各スピンドル１５ａ，１５ｂは中空にし、チャック１６ａ，１６ｂから軸方向外方に露出した線状工具３０の端部３０−１，３０−２が前記スピンドル１５ａ，１５ｂの軸心部を通過できるようにする。
【００１６】
前記各スピンドル１５ａ，１５ｂは、各ヘッドケース１４ａ，１４ｂに取り付けたスピンドルモータ（回転装置）１７ａ，１７ｂに連結され、該スピンドルモータ１７ａ，１７ｂによって同期して高速回転、本例では毎分３０００〜５０００回転で回転される。前記各ヘッドケース１４ａ，１４ｂに円筒状の工具サック１８ａ，１８ｂを各スピンドル１５ａ，１５ｂと同軸に配置して起立固定し、各スピンドル１５ａ，１５ｂから軸方向外方に露出した線状工具３０の上下端部３０−１，３０−２が前記工具サック１８ａ，１８ｂに嵌合できるようにする。
【００１７】
前記線状工具３０は、図５に示すように、抗張力を有する断面円形の心材（ピアノ線）３０ａの外周にダイヤモンド粒３０ｂを散在させて固着し、線径は約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、長さは上下のチャック１６ａ，１６ｂの間隔よりも所定量長い約５００ｍｍとなっている。前記各工具サック１８ａ，１８ｂのうち、上部の工具サック１８ａにテンション装置２０を取り付ける。該テンション装置２０は、上部の工具サック１８ａに沿って縦ガイド２１を延在配置し、該縦ガイド２１に線状工具３０の上端部３０−１を係脱可能に挟持する挟持具２２を上下摺動可能に取付け、該挟持具２２のケースに該挟持具２２を縦ガイド２１に沿って上下動させるテンションモータ２３を取付けてなる。
【００１８】
前記チャック１６ａ，１６ｂで挟持される線状工具３０は、以下の如くして張力が付与される。即ち、下部のチャック１６ｂで線状工具３０の下端部３０−２を挟持するとともに、上部のチャック１６ａを開作動させ、この状態で挟持具２２を作動させて線状工具３０の上端部３０−１を挟持し、次いで、テンションモータ２３を、例えば正回転させて挟持具２２を上方に移動させ、前記線状工具３０を上方に引っ張って所定の張力を付与する。次いで上部のチャック１６ａを閉作動させて前記上端部３０−１を挟持した後、前記挟持具２２を開作動させる。
【００１９】
前述したテーブル支持台８の上部に、前後、左右に移動されるテーブル２５を取り付ける。即ち、テーブル支持台８の上部にＹ軸モータ２６によって前後方向（図４において左右方向）に移動されるＹ軸移動台２７を取付け、該Ｙ軸移動台２７にＸ軸モータ２８によってＸ軸方向（図４において正背面方向）に移動されるテーブル２５を取り付ける。
【００２０】
そして、例えば、携帯電話のＬＣＤ保護レンズ、ＬＣＤ表示ガラス等を得るための素材板ガラスからなるワーク３１を加工する際には、前記テーブル２５に素材板ガラス、即ちワーク３１を多数積み重ね、これをクランプ３２でテーブルに押圧固定する。次いで、線状工具３０の上下端部３０−１，３０−２を上下のチャック１６ａ，１６ｂに挿通するとともに、上端部３０−１を上部の工具サック１８ａ内に挿通してテンション装置２０の挟持具２２に挿通する。次いで、下部のチャック１６ｂを作動させて線状工具３０の下端部３０−２を挟持した後、テンションモータ２３を一方向に回転（正回転）させて挟持具２２を上方に移動させ、線状工具３０を上方に引っ張る。次いで、上部のチャック１６ａを作動させて線状工具３０の上端部３０−１を挟持した後、前記挟持具２２を開作動させる。これにより、上下のチャック１６ａ，１６ｂ間の線状工具３０、つまり線状工具３０の中間部３０−３に所定の張力を付与する。
【００２１】
次いで、冷却液又は研削液をノズル３３からワーク３１の加工部に向けて吐出させつつ、スピンドルモータ１７ａ，１７ｂ起動させて線状工具３０を毎分３０００〜５０００回転で回転させるとともに、往復動モータ１２を起動させて前記線状工具３０を２〜３秒毎に１００〜２００ｍｍのストロークで上下に往復動させる。この状態でテーブル２５を作動させ、該テーブル２５に載置したワーク３１の該当する部位を線状工具３０の中間部３０−３に接触させる。
【００２２】
さすれば、前記ワーク３１は、前記線状工具３０による周方向の回転で主に切削されることになり、ワーク３１の切り口（端面）３１ａの縁部（図５）に厚さ（上下）方向の大きな切削負荷が加わらなくなる。この結果、高脆性のワークであっても、前記切り口３１ａの縁部に切欠きが発生しなくなる。しかも、低速で上下に往復動するので、線状工具３０の中間部３０−３の略全域がワーク３１に順次均等に接触し、線状工具３０が偏り磨耗したり、焼きつきを発生したりしなくなる。また、線状工具３０の中間部３０−３は、上下のチャック１６ａ，１６ｂにより所定の張力が付与されて高速回転するため、細い線状工具３０であっても加工時に捩れたり、曲がったりすることがなく、小径の孔、あるいは曲率半径の小さい曲面を高精度に加工することができる。
【００２３】
さらに、線状工具３０は、相対する上下のチャック１６ａ，１６ｂで挟持されるので、線状工具３０の長さを短くすることができ、図５に示すように、ワーク３１に外周から閉ざされた孔３４を加工する際に、上下のチャック１６ａ，１６ｂを係脱操作して線状工具３０をワーク３１の下孔３４ａに挿通するとともに、テンション装置２０を作動させて前記線状工具３０の中間部３０−３に所定の張力を付与する。次いで、前述と同様に、スピンドルモータ１７ａ，１７ｂ、往復動モータ１２、及びテーブル２５を作動させ、ワーク３１の内周部に例えば十字形の孔３４を形成する。これにより、外周から閉ざされた孔３４を迅速に加工することができる。
【００２４】
次に、前記加工されたワーク３１の切り口（端面）３１ａ、孔３４の内面３４ｂを研磨する際には、図６に示すように、上下のチャック１６ａ，１６ｂ、及びテンション装置２０を作動させ、線状状工具３０に換えて前述した線状ブラシ１（１−１，１−２）を線状工具盤１に取り付ける。この状態で、ノズル３３から研削液を前記ワーク３１の加工部に向けて吐出しつつ、前述と同様に、スピンドルモータ１７ａ，１７ｂ、往復動モータ１２、及びテーブル２５を作動させる。
【００２５】
さすれば、前記線状ブラシ１（１−１，１−２）がチャック１６ａ，１６ｂにより、緊張された状態で高速回転及び往復動し、ワーク３１の切り口３１ａ、孔３４の内面３４ｂを平滑に研磨するとともに、その縁部を面取りすることになる。
【符号の説明】
【００２６】
１（１−１，１−２）        線状ブラシ
２（２−１，２−２）        線状体
２ａ（２−１ａ，２−２ａ）  長手方向中間部
２ｂ，２ｃ（２−１ｂ，２−２ｂ、２−１ｃ，２−２ｃ）  端部
３（３−１，３−２）        ブラシ材
３ａ（３−１ａ）            中間部
３ｂ，３ｃ（３−１ｂ，３−１ｃ）  端部
５    線状工具盤
６    ベース
７    コラム
８   テーブル支持台
９ａ，９ｂ    往復リニアガイド
１０ａ，１０ｂ    スライダ
１１    連結アーム
１２    往復動モータ（往復動装置）
１３    往復動ねじ
１４ａ，１４ｂ    ヘッドケース
１５ａ，１５ｂ    スピンドル
１６ａ  １６ｂ    チャック
１７ａ，１７ｂ    スピンドルモータ（回転装置）
１８ａ  １８ｂ    工具サック
２０    テンション装置
２１    縦ガイド
２２    挟持具
２３    テンションモータ
２５    テーブル
２６    Ｙ軸モータ
２７    Ｙ軸移動台
２８    Ｘ軸モータ
３０    線状工具
３０−１    上端部
３０−２    下端部
３０−３    中間部
３０ａ    心材
３０ｂ    ダイヤモンド粒
３１      ワーク
３１ａ    切り口
３２      クランプ
３３      ノズル
３４      孔
３４ａ    下孔
３４ｂ    孔の内面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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