(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の表面に存在する欠陥をブラッシングによって除去する場合に、前記製品の使用時に前記製品から分離する可能性のある欠陥が全て除去されたか判断するブラッシング評価方法であって、
ブラシの先端のブラッシング部位の表面に対する押し付け力であるブラシ押し付け力を演算し、
前記ブラシ押し付け力から、前記ブラッシング部位の表面に平行な接線方向ブラシ圧と前記ブラッシング部位の表面に垂直な法線方向ブラシ圧を演算し、
前記接線方向ブラシ圧が前記製品の使用時に前記ブラッシング部位の表面に作用する圧力よりも高く設定される判定値よりも高く、かつ、前記法線方向ブラシ圧が前記判定値よりも高い場合に、前記製品の使用時に前記製品から分離する可能性のある欠陥が全て除去されると判定する、
ことを特徴とするブラッシング評価方法。
【請求項２】
内側にボイドが存在することによって剥離しやすくなった製品の表面をブラッシングによって除去する場合に、内側にボイドが存在することによって前記製品の使用時に前記製品から剥離する可能性のある表面が全て除去されたか判断するブラッシング評価方法であって、
ブラシの先端の前記ブラッシング部位の表面に対する押し付け力であるブラシ押し付け力を演算し、
前記ブラシ押し付け力から、前記ブラッシング部位の表面に垂直な法線方向ブラシ圧を演算し、
前記法線方向ブラシ圧が前記製品の使用時に前記ブラッシング部位の表面に作用する圧力よりも高く設定される判定値よりも高い場合に、内側にボイドが存在することによって前記製品の使用時に前記製品から剥離する可能性のある表面が全て除去されると判定する、
ことを特徴とするブラッシング評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリ等をブラシを用いて除去するブラッシング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工で生じるバリ、成型時の合わせ面に生じるバリ、内側に存在するボイドや表面加工の不良によって剥離しやすくなった表面（以下、「剥離性表面」という。）といった、製品の表面に生じる各種欠陥（以下、総称して「表面欠陥」という。）は、使用時に作用する圧力（油圧、水圧等の外力）によって製品から分離し、これが可動部位に挟まったり流路を閉塞したりすると製品の動作不良の原因となる。このため、表面欠陥は、予めブラッシングによって除去しておくことが重要である。
【０００３】
ブラッシングは、特許文献１に開示されるように、機械又は作業者によって、表面欠陥が存在する部位に回転するブラシを押し付けることで行われる。そして、ブラッシングによって表面欠陥が取り除かれたかどうかの判断は、作業者がブラッシング部位を目視することで行われ、表面欠陥が残っている場合は再びブラッシングが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表面欠陥の中には残っていても問題がないものがある。例えば、あるバリを製品から分離させるのに要する圧力がσ１である場合に、製品使用中に当該バリに作用する圧力がσ２で、σ２がσ１よりも十分に低いとすると、このバリは製品使用中に分離することはなく、残っていても問題のないバリである。
【０００６】
しかしながら、従来の目視による判断方法では、ブラッシング後に残っている表面欠陥が、除去する必要のあるものなのか、残っていても問題のないものなのかの判断がつかなかったため、全ての表面欠陥がなくなるまでブラッシングを繰り返し行っており、ブラッシングに要する時間が長くなる原因となっていた。
【０００７】
また、剥離性表面は、目視によってはその存在を確認することが難しく、作業者の経験と勘に頼るしかないのが実情であった。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、製品使用時に問題となる表面欠陥がブラッシングによって全て除去されたかどうかを評価することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様によれば、製品の表面に存在する欠陥をブラッシングによって除去する場合に、前記製品の使用時に前記製品から分離する可能性のある欠陥が全て除去されたか判断するブラッシング評価方法であって、ブラシの先端のブラッシング部位の表面に対する押し付け力であるブラシ押し付け力を演算し、前記ブラシ押し付け力から、前記ブラッシング部位の表面に平行な接線方向ブラシ圧と前記ブラッシング部位の表面に垂直な法線方向ブラシ圧を演算し、前記接線方向ブラシ圧が前記製品の使用時に前記ブラッシング部位の表面に作用する圧力よりも高く設定される判定値よりも高く、かつ、前記法線方向ブラシ圧が前記判定値よりも高い場合に、前記製品の使用時に前記製品から分離する可能性のある欠陥が全て除去されると判定する、ことを特徴とするブラッシング評価方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、製品使用時に問題となる表面欠陥がブラッシングによって全て除去されたかどうかを評価することができるので、作業者の目視、経験によることなく、ブラッシングを効率的かつ適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】表面欠陥及びブラッシングを説明するための図である。
【図２】本実施形態に係るブラッシング及びその評価の手順を示したフローチャートである。
【図３】接線方向ブラシ圧及び法線方向ブラシ圧の演算方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、鋳造品であるワーク１に対して機械加工によって孔２、３を形成して得られる製品の断面図である。孔２と孔３が交差する部位には機械加工時にバリ４が発生している。また、ワーク１の鋳造時に生じたボイド５が、孔２が機械加工されることによって孔２の内側表面近くに存在しており、ボイド５に近い表面（以下、「剥離性表面」という。）６が剥離しやすくなっている。
【００１４】
これらバリ４、剥離性表面６といった表面欠陥は、ブラシ７を孔２、３に挿入し、ブラシ７を回転させることによって除去される。
【００１５】
図２は、本実施形態に係るブラッシング及びその評価の手順を示している。これを参照しながら本実施形態に係るブラッシング及びその評価の手順について説明する。
【００１６】
まず、ブラシ７をブラッシング部位に押し付けて回転させることで、ブラッシングが行われる（Ｓ１）。
【００１７】
次に、ブラッシング時に、ブラシ７の毛の先端がブラッシング部位の表面に押し付けられる力であるブラシ押し付け力Ｆが演算される（Ｓ２）。そして、ブラシ押し付け力Ｆから、ブラッシング部位の表面に対して平行な接線方向ブラシ圧σｔとブラッシング部位の表面に対して垂直な法線方向ブラシ圧σｎとが演算される（Ｓ３）。接線方向ブラシ圧σｔは主にバリ４の除去に寄与し、法線方向ブラシ圧σｎは主に剥離性表面６の除去に寄与する。
【００１８】
図３を参照しながらブラシ押し付け力Ｆ、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎの演算方法について説明する。
【００１９】
なお、ここでは、孔２にブラシ７を挿入し、孔２の内周面をブラッシングすることを想定している。また、以下の説明では、ブラシ７の芯径をｒ、孔２の内径をＲ、ブラシ７の毛の長さをＬ、ブラシ７の毛の直径をｄ、ブラシ７の毛のヤング率をＥ、ブラシ７の毛の断面係数をＩ、ブラシ７の毛の先端の座標を（ｘ’、ｙ’）、ブラシ押し付け力Ｆの孔２の内周面接線方向成分をＦｔ、ブラシ押し付け力Ｆの孔２の内周面法線方向成分をＦｎとする。
【００２０】
まず、孔２の内周面に接触して撓んだブラシ７の毛は、単純片持ちはりとみなすことができるので、ブラシ７の毛を通る曲線は次式（１）で表すことができる。
【００２１】
【数１】
0005613704.tif 000002
【００２２】
そして、ブラシ７の毛の先端と孔２の内周面との接触位置はこの曲線上の点なので、次式（２）が成立する。
【００２３】
【数２】
0005613704.tif 000003
【００２４】
次に、ブラシ７の毛の根本の座標（ｒ、０）からブラシ７の先端の座標（ｘ’、ｙ’）までの上記ブラシ７の毛を通る曲線に沿った距離は、ブラシ７の毛の長さＬに等しくなるので、次式（３）が成立する。
【００２５】
【数３】
0005613704.tif 000004
【００２６】
さらに、ブラシ７の毛の先端の座標（ｘ’、ｙ’）は、孔２の内周面（半径Ｒの円）上にあるので、次式（４）が成立する。
【００２７】
【数４】
0005613704.tif 000005
【００２８】
上記式（２）〜（４）を連立させて解くと、ブラシ押し付け力Ｆ及びブラシ７の毛の先端の座標（ｘ’、ｙ’）を求めることができる。
【００２９】
そして、これらの値を用いれば、ブラシ押し付け力Ｆの接線方向成分Ｆｔ及び法線方向成分Ｆｎを次式（５）、（６）により求めることができ、
【００３０】
【数５】
0005613704.tif 000006
【００３１】
【数６】
0005613704.tif 000007
【００３２】
さらに、これらを次式（７）、（８）に示すように、ブラシ７の毛の断面積πｄ２／４で割れば、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎを求めることができる。
【００３３】
【数７】
0005613704.tif 000008
【００３４】
【数８】
0005613704.tif 000009
【００３５】
ここでは、孔２の内周面をブラッシングする場合のブラシ押し付け力Ｆ、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎの演算方法について説明したが、その他の部位をブラッシングする場合もブラシ７の毛とブラッシング部位との幾何学的関係に基づき、ブラシ押し付け力Ｆ、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎを演算することができる。
【００３６】
図２に戻り、ブラッシング及びその評価の手順についての説明を続ける。
【００３７】
Ｓ４では、Ｓ３で演算した接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎがそれぞれ判定値よりも大きいか判断される。判定値は、製品使用時にブラッシング部位の表面に作用する圧力の誤差、変動、安全率等を加味して、製品使用時にブラッシング部位の表面に作用する圧力よりも大きな値に設定される。例えば、ブラッシング部位の表面に作用する圧力が０．５ＭＰａであれば、その３倍の１．５ＭＰａに設定される。
【００３８】
ブラッシングによって判定値よりも大きな接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎが作用することで、表面欠陥は殆ど除去され、また、ブラッシング後に表面欠陥が残っていたとしてもそれは製品使用時に製品から分離するものではなく、残っていても問題のない表面欠陥である。
【００３９】
したがって、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎがそれぞれ判定値よりも大きい場合は、製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が全て除去されるので、ＯＫ判定が出され（Ｓ５）、そうでない場合は製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が残るので、ＮＧ判定が出される（Ｓ６）。
【００４０】
このように、本実施形態に係るブラッシング及びその評価の手順によれば、製品使用時に問題となる表面欠陥がブラッシングによって全て除去されたかどうかを評価することができ、作業者の目視、経験によることなく、ブラッシングを効率的かつ適切に行うことが可能である（請求項１に対応する効果）。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４２】
例えば、上記実施形態では、製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が残っているかを判断するにあたり、接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎがそれぞれ判定値よりも大きいか判断しているが、ブラッシングがバリ４の除去のみを目的としているのであれば接線方向ブラシ圧σｔが判定値よりも大きいかどうかのみ判断するようにしてもよい。また、ブラッシングが剥離性表面６の除去のみを目的としているのであれば法線方向ブラシ圧σｎが判定値よりも大きいかどうかのみ判断するようにしてもよい。
【００４３】
このように、ブラッシングによって除去する表面欠陥が限定されている場合は、これに対応して接線方向ブラシ圧σｔ及び法線方向ブラシ圧σｎのいずれか一方を評価に用いるようにすることで、ブラッシングの評価手順を簡略化することができる（請求項２、３に対応する効果）。
【００４４】
また、上記実施形態では、ブラッシングを行った後に製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が残っているかを判断しているが、ブラッシングによって製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が残るかの判断をブラッシング前に行い、製品使用時に製品から分離する可能性のある表面欠陥が残らないと判断された場合にはブラッシングを行い、残ると判断された場合にはブラシの交換を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  ワーク
２  孔
３  孔
４  バリ（表面欠陥）
５  ボイド
６  剥離性表面（表面欠陥）
７  ブラシ
【図２】
0005613704.tif 000010
【図３】
0005613704.tif 000011
【図１】
0005613704.tif 000012