(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、ブラシの長寿命化を実現することができるブラシ装置を提供すること。【解決手段】モータ(6)により回転する駆動軸(8)の先端にブラシ部材(10)を設け、駆動軸を回転軸方向に摺動自在に軸支しつつブラシ部材と同期回転するブラシカバーによりブラシ部材を覆う。【選択図】図２
2010264540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を回転させる回転駆動源と、
前記駆動軸と連結され、回転軸方向に延びる毛束からなるブラシ部材と、
前記ブラシ部材を前記回転軸方向に移動させる駆動手段と、
前記ブラシ部材の外周を覆い、前記ブラシ部材の先端部が突出可能に開口した筒形状をなしており、前記駆動軸を回転軸方向に摺動自在に軸支しつつ、前記ブラシ部材と同期回転するブラシカバーと、
前記駆動手段による前記ブラシ部材の移動とは独立して固定されており、前記ブラシカバーを回転自在に支持する支持手段と、
を備えることを特徴とするブラシ装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、基部と、該基部に対して移動する可動部を有し、該可動部に前記回転駆動源が連結されており、前記基部に対し前記回転駆動源、前記駆動軸、及び前記ブラシ部材を一体に移動させるものであり、
前記支持手段は、前記駆動手段の基部に固定されていることを特徴とする請求項１記載のブラシ装置。
【請求項３】
ロボットアームのアーム先端に取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載のブラシ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク材に付着したスラグやスパッタ等の不純物を除去するブラシ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス溶接やアーク溶接を行うと、スラグやスパッタ等がワーク材に付着し、その後の工程における溶接や塗装等の品質を悪化させる原因となるため、一般には、当該スラグ及びスパッタに対して、ハンマで叩く、ブラシで擦る、グラインダで削る等の除去作業を行っている。
ここで、ブラシによる除去作業には、モータで回転する金属ブラシからなるブラシ装置等が使用される。
【０００３】
しかし、ブラシ装置における金属ブラシの毛丈が回転軸方向に長いと、回転による遠心力により先端が回転軸に垂直な方向へと拡がってしまい、ワーク材に対して適切に力をかけられないという問題がある。なお、金属ブラシの毛束の途中をワイヤ等で縛ることでブラシの拡がりを防ぐ構成もあるが、使用によりワイヤが移動する等して、確実にブラシの拡がりを抑えられるものではない。
【０００４】
一方、遠心力で拡がらない程度に金属ブラシの毛丈を短くすると、摩耗による寿命が短いために交換頻度が高くなり、作業効率が悪化するという問題がある。
そこで、モータにより回転するブラシホルダの外周部分にて、保持筒に収容されたブラシを複数本備え、減速機付きモータ（第１のスライド機構の一部）によりブラシの毛丈調整を行うバリ取り用のブラシ装置が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１４７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、モータ及びシリンダに加え、減速機付きモータというアクチュエータを追加する必要があり、構造及び制御の複雑化、装置の大型化等を招くという問題がある。
さらに、特許文献１におけるブラシ部は、モータにより回転するブラシホルダの外周部分にて、保持筒に収容されたブラシを複数本備えた構成であり、部品点数も多くブラシ部が大型で、これによっても装置の複雑化、大型化を招く。また、ブラシ部が大型化すれば、ワーク材の狭い部位等にブラシ先端を当てることが困難となり、金属ブラシの使用範囲が限定されるという問題もある。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、コンパクトな構成で、ブラシの長寿命化を実現することのできるブラシ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１のブラシ装置では、駆動軸を回転させる回転駆動源と、前記駆動軸と連結され、回転軸方向に延びる毛束からなるブラシ部材と、前記ブラシ部材を前記回転軸方向に移動させる駆動手段と、前記ブラシ部材の外周を覆い、前記ブラシ部材の先端部が突出可能に開口した筒形状をなしており、前記駆動軸を回転軸方向に摺動自在に軸支しつつ、前記ブラシ部材と同期回転するブラシカバーと、前記駆動手段による前記ブラシ部材の移動とは独立して固定されており、前記ブラシカバーを回転自在に支持する支持手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２のブラシ装置では、請求項１において、前記駆動手段は、基部と、該基部に対して移動する可動部を有し、該可動部に前記回転駆動源が連結されており、前記基部に対し前記回転駆動源、前記駆動軸、及び前記ブラシ部材を一体に移動させるものであり、前記支持手段は、前記駆動手段の基部に固定されていることを特徴としている。
請求項３のブラシ装置では、請求項１または２において、ロボットアームのアーム先端に取り付けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段を用いる本発明の請求項１のブラシ装置によれば、駆動軸を介して回転するブラシ部材に、当該ブラシ部材を覆うブラシカバーを設けることで、ブラシ部材の毛丈が長い場合にも、回転による遠心力によりブラシが拡がるのを抑えることができる。当該ブラシカバーは、ブラシ部材と同期回転することから、ブラシを傷めることなくブラシの拡がりを抑えることができる。
【００１１】
また、ブラシ部材は駆動手段により軸方向に移動可能で、且つブラシカバー内を摺動可能であることから、摩耗等によりブラシ部材の毛丈が短くなったときにも、駆動手段によりブラシ部材を移動させて、ブラシ先端をブラシカバーから突出させることができる。これにより、毛丈の長いブラシを良好に長期間使用することができ、ブラシ部材の交換頻度を減らし、作業効率を向上させることができる。
【００１２】
また、当該カバー部材は、支持手段によりブラシ部材の移動と独立して固定されるものであり、特にアクチュエータ等の装置を追加する必要もなく、コンパクトな構成とすることができる。
請求項２のブラシ装置によれば、駆動手段が基部と可動部を有し、当該可動部に回転駆動源が連結され、回転駆動源、駆動軸、及びブラシ部材を一体に移動させる一方、支持手段が基部に固定された構成であることで、全体としてシンプルな構成とすることができ、よりコンパクトな構成とすることができる。
【００１３】
請求項３のブラシ装置によれば、ロボットアームに接続することで、ブラシ装置を用いたスラグ、スパッタ除去作業を良好に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るブラシ装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るブラシ装置の要部拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係るブラシ装置において金属ブラシの毛丈が短縮した際の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１には本発明に係るブラシ装置の概略構成図が示されており、同図に示すように、ブラシ装置１は主に、押圧機構２（駆動手段）、アーム部４、モータ６（回転駆動源）、駆動軸８、ブラシ部材１０、カバー支持部材１２（支持手段）、ブラシカバー１４から構成されている。なお、当該ブラシ装置１は、例えば図示しないロボットアームの先端に取り付けられるツール部材である。
【００１６】
押圧機構２は、基部２０の一側にエアシリンダ２２を介して可動部２４が連結されており、基部２０の他側にはロボットアームの先端と接続される接続部２６が形成されている。そして、当該押圧機構２は、エアシリンダ２２への空気圧を調整することで、図１の白抜き矢印で示すように、エアシリンダ２２の軸方向に沿って可動部２４を移動させるものである。
【００１７】
押圧機構２の可動部２４の一側には、エアシリンダ２２の軸方向、即ち可動部２４の移動方向に延びたアーム部４が設けられている。
アーム部４の先端にはブラケット２８を介して、モータ６が設けられている。
モータ６の一側からは、当該モータ６により回転する駆動軸８が延びている。当該駆動軸８の外周面の一部には、当該駆動軸８の軸方向に長く当該軸方向と垂直に突出した板状のキー部３０が形成されている。
【００１８】
さらに、駆動軸８の先端には、当該駆動軸８と一体に回転するブラシ部材１０が設けられている。
つまり、上記モータ６は上記押圧機構２による移動方向を回転軸方向として、キー部３０を含めた駆動軸８を介してブラシ部材１０を回転させる駆動源である。
以下、ブラシ装置１の先端側の構成について詳しく説明する。
【００１９】
ここで図２、３を参照すると、図２には本発明に係るブラシ装置の要部拡大断面図、図３には図２のＡ−Ａ線に沿う断面図が示されており、以下上記図１に加え図２、３に基づき説明する。
図２に示すように、ブラシ部材１０は、回転軸方向に延びる金属線の毛束３２が上記駆動軸８の先端に接続されている結束部３４にて結束されて構成されている。なお、当該ブラシ部材１０は、駆動軸８から取り外して新しいブラシ部材１０に交換が可能である。
【００２０】
カバー支持部材１２は、図１に示すように上記押圧機構２の基部２０の外周部にて固定され、可動部２４からアーム部４、モータ６、駆動軸８、及びブラシ部材１０の移動を許容するよう、即ち当該移動に対し独立してこれら各部を覆い、ブラシ部材１０に向かって段階的に窄んだ円筒形状をなしている。
また、当該カバー支持部材１２の先端部の内周には支持筒部３６が形成されている。そして、当該支持筒部３６の内周側にてボールベアリング３８を介し、ブラシカバー１４が回転自在に支持されている。
【００２１】
ブラシカバー１４は、ブラシ部材１０の回転軸方向に延び、ブラシ部材１０を覆う筒形状をなしている。当該ブラシカバー１４の軸方向一側面は、ブラシ部材１０の先端が外側へと突出可能に開口している。一方、ブラシカバー１４の軸方向他側面には上記駆動軸８及びキー部３０に対応した断面形状の軸孔４０が穿設されている。
当該ブラシカバー１４は、軸孔４０にて駆動軸８及びキー部３０を軸方向に摺動自在に軸支している一方、キー部３０を介して駆動軸８の回転が伝達されて当該ブラシ部材１０と同期回転するよう構成されている。
【００２２】
以下このように構成された本発明に係るブラシ装置の作用及び効果について説明する。
ブラシ装置１は、ロボットアームの作動により、ワーク材においてスラグ及びスパッタの付着した対象箇所へと運ばれ、ブラシ部材１０の先端が当該対象箇所に接触する。そして、ブラシ部材１０は、押圧機構２の作動によりワーク材へ押圧されつつ、上記モータ６により高速回転されることで、スラグ及びスパッタの除去を行う。
【００２３】
当該ブラシ部材１０の毛束３２の先端部は、回転による遠心力により毛束３２が拡がらない程度にブラシカバー１４から突出している一方、突出していない毛束３２部分はブラシカバー１４に覆われていることから、毛丈が長いときでも毛束３２の拡がりを抑えることができる。また、ブラシカバー１４は、ブラシ部材１０と同期回転することから、毛束３２とブラシカバー１４とが接触しても、毛束３２を傷つけることもない。
【００２４】
さらに、図４を参照すると、ブラシ装置において金属ブラシの毛丈が短縮したときの要部拡大図が示されている。
同図に示すように、除去作業によりブラシ部材１０の毛束３２先端が摩耗して毛丈が短縮した場合には、上記押圧機構２によりブラシ部材１０をワーク材Ｗ側に移動させることで、ブラシカバー１４から常に毛束３２を突出させることができる。なお、このような毛束３２の突出量は、例えば除去作業の積算時間に応じて押圧機構２による移動量を制御したり、センサ等で検出した毛束３２の突出量に応じて行うことで一定量に維持することができる。
【００２５】
これらのことから、毛丈の長い金属ブラシを良好に長期間使用することができ、ブラシ部材１０の交換頻度を減ることで、作業効率を向上させることができる。
また、ブラシ装置１は、押圧機構２の可動部２４にモータ６が連結され、モータ６、駆動軸８、及びブラシ部材１０を一体に移動させる一方、カバー支持部材１２が基部２０に固定された構成であり、特にアクチュエータ等の装置を追加することもなく、全体としてシンプルでコンパクトな構成とすることができる。
【００２６】
また、ブラシ装置１の先端側は、ブラシカバー１４はブラシ部材１０の外周を覆っているだけの構成であることから、ブラシ装置１の先端部分を細くでき、ワーク材の狭い部位にも良好にブラシ先端を当接させることができる。
以上のことから、本発明に係るブラシ装置は、コンパクトな構成で、ブラシの長寿命化を実現することができる。
【００２７】
以上で本発明に係るブラシ装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、駆動軸８に板状のキー部３０を形成することで、駆動軸８の回転力をブラシカバー１４へと伝達しているが、ブラシカバーをブラシ部材と同期回転させる構成はこれに限られるものではない。例えば、駆動軸の外周とブラシカバーの軸孔とをスプライン嵌合する構成でもよい。さらに、駆動軸とブラシカバーとの間で回転力の伝達を行う構成ではなく、ブラシ部材の結束部外周にキー部やスプラインを形成して、ブラシ部材の結束部とブラシカバーとの間で回転力を伝達するような構成としても構わない。
【００２８】
また、上記実施形態におけるブラシ装置１は、スラグ、スパッタの除去作業に使用するものであるが、当該ブラシ装置の用途はこれに限られず、バリ取り作業等のようにワーク材を研磨する金属ブラシにも適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ブラシ装置
２  押圧機構（駆動手段）
４  アーム部
６  モータ（回転駆動源）
８  駆動軸
１０  ブラシ部材
１２  カバー支持部材（支持手段）
１４  ブラシカバー
３０  キー部
３２  毛束
３４  結束部
３６  支持筒部
３８  ボールベアリング
４０  軸孔
【図１】
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【図２】
2010264540.tif 000004
【図３】
2010264540.tif 000005
【図４】
2010264540.tif 000006