(57)【要約】【課題】  多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いた場合でも効率よく製造でき、かつ、各種タイプのものを製造可能なブラシ状砥石を提供すること。【解決手段】  ブラシ状砥石１において、線材シート２は、第１の線材群１０と、第２の線材群２０と、これらの線材群１０、２０の根元部分１１、２１を連結する第１および第２の連結シート３０、４０とからなる。第１および第２の線材群１００は、連結シート３０、４０が断面Ｕ字形状に折り曲げられたことにより同一方向に揃えられた状態で砥材保持体３に保持されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた、多数本の線状砥材と、該多数本の線状砥材の根元部分を保持する砥材保持体とを有するブラシ状砥石において、
前記多数本の線状砥材は、根元部分が可撓性の連結部材に接着固定されて当該連結部材から各々、所定方向に延びた第１の線材群と第２の線材群とからなり、
当該第１および第２の線材群は、前記連結部材を変形させた状態で前記根元部分が前記砥材保持体に保持されていることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項２】
請求項１において、前記無機長繊維は、アルミナ質長繊維、炭素長繊維、炭化珪素長繊維、またはガラス長繊維のいずれかであることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第１および第２の線材群は、先端側が互いに反対側に延びるような向きで前記線状砥材が扁平に配置され、
前記連結部材は、当該扁平に配置された第１および第２の線材群双方の根元部分と重なった状態で当該根元部分と接着固定されたシートであることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項４】
請求項３において、前記連結部材は、前記第１および第２の線材群双方の根元部分を両側から挟むように当該根元部分と接着固定された一対のシートであることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項５】
請求項３または４において、前記砥材保持体は、前記多数本の線状砥材の根元部分が挿入固定される砥材保持用凹部を備え、
前記第１および第２の線材群は、前記連結部材がＵ字状あるいはＶ字状に折り曲げられたことにより同一方向に延びた状態に揃えられていることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項６】
請求項３または４において、前記砥材保持体では、前記多数本の線状砥材の根元部分が挿入固定される砥材保持用凹部が半径方向外側に向けて周溝状に開口し、
前記連結部材は、前記第１および第２の線材群が同一方向に延びるようにＵ字状あるいはＶ字状に折り曲げられているとともに、前記線状砥材が外周側に向けて放射状に延びるように円環状に曲げられ、
この状態で、前記多数本の線状砥材の根元部分が前記砥材保持用凹部内に保持されていることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項７】
請求項５または６において、前記砥材保持用凹部の開口縁に相当する位置に前記連結部材が位置し、
前記砥材保持用凹部は、開口縁に対するカシメにより開口部が狭められて前記複数の線状砥材の根元部分を内側に保持していることを特徴とするブラシ状砥石。
【請求項８】
請求項５または６において、前記砥材保持用凹部は、開口縁に対するカシメにより開口部が狭められて前記複数の線状砥材の根元部分を内側に保持し、
前記連結部材の折り曲げ部分の内側には、抜け止め部材が配置されていることを特徴とするブラシ状砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリ取り並びに表面仕上げ加工用などに用いられるブラシ状砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バリ取り、研磨作業に用いられるブラシとしては、従来、金属ワイヤー線材、砥粒入りナイロン線材などをブラシ状にしたものがある。しかしながら、金属ワイヤー線材は、ワークである金属と硬度が等しいため、研削力が無く、また、衝撃により加工を行うので、折損して飛び散り危険である。これに対して、砥粒入りナイロン線材は、砥材を含むため金属ワイヤー線材に比して研磨力はあるものの、腰が弱く、また、砥粒含有率が３０％であり、バリ取りや研磨の能力が不十分である。また、乾式加工では、熱によりナイロンが溶けてしまう一方、湿式加工では腰が弱いという問題点がある。さらに、金属ワイヤーブラシおよび砥粒入りナイロンブラシは、加工に伴いブラシが変形しやすいという問題点もある。このような理由から、従来のブラシでは、バリ取り、研磨作業（あるいは表面仕上げ加工）の自動化ができないという欠点があった。
【０００３】
ここに、近年、研削力が優れたブラシ状砥石として、多数本のアルミナ質長繊維の集合体をエポキシ樹脂等の樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いたものが案出されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような線材砥材は、砥材分が例えば７０％以上含まれているので、腰が強く、かつ、先端部に高い研磨力を有し、かつ、変形しない。従って、高精度のバリ取りや表面仕上げ加工が可能であり、かつ、このような加工の自動化も可能である。
【特許文献１】特開２０００―９４３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、金属ワイヤーブラシ、砥粒入りナイロンブラシといった従来のブラシは、線材中央部などを２方向に屈曲させ、その根元部分を固定することにより製造する。しかしながら、アルミナ質長繊維などの無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材は、屈曲性が弱いため、折り曲げると折れてしまう。このため、線状砥材の中央を二つ折りにし、この二つ折り部分を砥材保持体で保持してブラシ状砥石を製造することが不可能である。従って、アルミナ質長繊維などの無機長繊維を用いた線状砥材からブラシ状砥石を製造する際には、図５に示すように、砥材保持体２００の側に埋め込み孔２０１を形成しておき、線状砥材１００の基端部分１０１を揃えてから埋め込み孔２０１に埋め込んで接着剤で固定する方法を取らざるを得ない。このため、無機長繊維を用いた線状砥材１００を備えたブラシ状砥石は、製造するのに多大な手間がかかるとともに、このような線状砥材１００を用いて製造可能なブラシ状砥石は、そのタイプが限られてしまうという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いた場合でも効率よく製造でき、かつ、各種タイプのものを製造可能なブラシ状砥石を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた、多数本の線状砥材と、該多数本の線状砥材の根元部分を保持する砥材保持体とを有するブラシ状砥石において、前記多数本の線状砥材は、根元部分が可撓性の連結部材に接着固定されて当該連結部材から各々、所定方向に延びた第１の線材群と第２の線材群とからなり、当該第１および第２の線材群は、前記連結部材を変形させた状態で前記根元部分が前記砥材保持体に保持されていることを特徴とする。本発明において、「第１の線材群と第２の線材群」とは、各々別々の線状砥材で構成されている場合の他、シート状あるいは束状の線状砥材の中央に連結シートを接着固定し、その一方側を第１の線材群とし、他方側を第２の線材群とした場合も含む意味である。
【０００８】
本発明において、前記無機長繊維は、例えば、アルミナ質長繊維、炭素長繊維、炭化珪素長繊維、またはガラス長繊維である。
【０００９】
本発明において、前記第１および第２の線材群は、例えば、先端側が互いに反対側に延びるような向きで前記線状砥材が扁平に配置され、前記連結部材は、当該扁平に配置された第１および第２の線材群双方の根元部分と重なった状態で当該根元部分と接着固定されたシートである。このような構成にすれば、連結部材を折り曲げることにより、線状砥材の先端を所望の方向に向けることができるので、チャンネルブラシ、ホイールブラシ等のブラシ状砥石を製造することができる。
【００１０】
この場合、前記連結部材は、前記第１および第２の線材群双方の根元部分を両側から挟むように当該根元部分と接着固定された一対のシートであることが好ましい。このように構成すると、線状砥材の脱落を確実に防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記砥材保持体は、前記多数本の線状砥材の根元部分が挿入固定される砥材保持用凹部を備え、前記第１および第２の線材群は、例えば、前記連結部材がＵ字状あるいはＶ字状に折り曲げられたことにより同一方向に延びた状態に揃えられている。
【００１２】
本発明において、前記砥材保持体では、前記多数本の線状砥材の根元部分が挿入固定される砥材保持用凹部が半径方向外側に向けて周溝状に開口し、前記連結部材は、前記第１および第２の線材群とが同一方向に延びるようにＵ字状あるいはＶ字状に折り曲げられているとともに、前記線状砥材が外周側に向けて放射状に延びるように円環状に曲げられ、この状態で、前記多数本の線状砥材の根元部分が前記砥材保持用凹部内に保持されている構成を採用することもできる。
【００１３】
本発明において、前記砥材保持用凹部の開口縁に相当する位置に前記連結部材が位置し、前記砥材保持用凹部は、開口縁に対するカシメなどの方法により開口部が狭められて前記複数の線状砥材の根元部分を内側に保持していることが好ましい。このように構成すると、カシメによる応力に対して連結部材が緩衝材として機能するので、線状砥材が緩く曲がるだけであり、折れて抜けることがない。また、前記連結部材が位置している部分に対するカシメなどの方法で線状砥材を保持し、かつ、接着することが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記砥材保持用凹部は、開口縁に対する開口部が狭められて前記複数の線状砥材の根元部分を内側に保持している場合があり、この場合、前記連結部材の折り曲げ部分の内側には、抜け止め部材が配置されていることが好ましい。このように構成すると、カシメなどの方法で砥材保持用凹部の開口部を狭めて線状砥材を保持する構成を採用しても、線状部材が砥材保持用凹部から抜け落ちることがない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のブラシ状砥石は、アルミナ質長繊維などの無機長繊維を多数本、樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を備えているので、高い研磨力を有し、かつ、線状砥材が変形しない。従って、高精度のバリ取りや表面仕上げ加工が可能であり、かつ、このような加工の自動化も可能である。また、無機長繊維を用いた線状砥材は、屈曲性に乏しいので、それ自身を折り曲げて砥材保持体に保持させることはできないが、本発明では、線状砥材同士、それらの根元部分が可撓性の連結部材と接着固定されているので、この連結部材で変形させて線状砥材を所望の方向に向かせた状態で、根元部分を砥材保持体で保持することができる。従って、多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いた場合でも、ブラシ状砥石を効率よく製造でき、かつ、各種タイプのブラシ状砥石を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るブラシ状砥石の構成を示す説明図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示すブラシ状砥石に用いた線材シートの説明図、およびこの線材シートを砥材保持体に装着した状態の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、本形態のブラシ状砥石１は、チャンネルブラシであり、線材シート２と、線材シート２を保持する砥材保持体３とから構成されている。線材シート２は、第１の線材群１０と、第２の線材群２０と、これらの線材群１０、２０の根元部分１１、２１を連結する第１および第２の連結シート３０、４０（連結部材）とからなる。第１および第２の線材群１００は、連結シート３０、４０が断面Ｕ字形状に折り曲げられたことにより同一方向に延びた状態に揃えられている。
【００１８】
図２（Ａ）に示すように、線材シート２において、第１および第２の線材群１０、２０はいずれも、多数本のアルミナ質長繊維の集合体にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂マトリックスを含浸、硬化させた多数本の線状砥材１００を扁平に配置したものであり、第１および第２の線材群１０、２０のいずれにおいても、多数本の線状砥材１００が根元部分１１、２１を所定の間隔をあけた状態で先端側１２、２２を互いに反対側に延びるような向きで配置されている。
【００１９】
第１および第２の連結シート３０、４０は、第１および第２の線材群１０、２０の根元部分１１、２１を上下から挟むように重ねられた矩形の紙製、布製、ゴム製、あるいは可撓性樹脂製のシートであり、第１および第２の線材群１０、２０の根元部分１１、２１と重なる連結シート３０、４０の長辺側の端部部分３１、３２、４１、４２と、第１および第２の線材群１０、２０の根元部分１１、２１とは、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの接着剤で固定されている。
【００２０】
図２（Ｂ）に示すように、砥材保持体３は、断面Ｕ字形状に折り曲げられた金属板であり、その内側には溝状の砥材保持用凹部６０が形成されている。砥材保持用凹部６０の長さ寸法は線材シート２の長さ寸法と同一であり、溝幅は、線材シート２を第１および第２の連結シート３０、４０で断面Ｕ字形状に折り曲げて、この折り曲げ部分を差し込み可能な寸法である。砥材保持用凹部６０の深さ寸法は、線材シート２を折り曲げて装着した状態において、連結シート３０、４０の端部３１、３２、４１、４２が溝開口６１から上側に僅かに露出する寸法である。
【００２１】
このような構成の砥材保持体３および線材シート２を用いて、図１に示すブラシ状砥石１を製造するには、例えば、図２（Ｂ）に示すように、砥材保持体３および線材シート２を別々に断面Ｕ字形状に折り曲げ加工しておき、断面Ｕ字形状に折り曲げた線材シート２の内側に樹脂製あるいは金属製の芯材からなる抜け止め部材５０を挿入した後、線材シート２および抜け止め部材５０を砥材保持体３の砥材保持用凹部６０に対して差し込み、しかる後に、矢印Ａで示すように、砥材保持用凹部６０の開口縁に対するカシメ加工を行うことにより、溝開口６１を狭め、図１に示すブラシ状砥石１を製造する。また、必要に応じて、砥材保持用凹部６０の開口縁に対するカシメ加工で線材シート２を保持した上で接着固定してもよい。
【００２２】
また、砥材保持体３および線材シート２を用いて、図１に示すブラシ状砥石１を製造するには、平板状の金属板からなる砥材保持体３の上に線材シート２および抜け止め部材５０を重ね、この状態で、図２（Ｂ）に示すように、抜け止め部材５０を挟むように平板状の金属板からなる砥材保持体３、および線材シート２を一緒に断面Ｕ字形状に折り曲げ、しかる後に、砥材保持用凹部６０の開口縁に対するカシメ加工を行うことにより、溝開口６１を狭め、図１に示すブラシ状砥石１を製造してもよい。
【００２３】
このように本形態のブラシ状砥石１は、多数本のアルミナ質長繊維をエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などで固めた線状砥材１００を用いているので、研磨性が高く、かつ、線状砥材１００が変形することもないので、高精度のバリ取り用や表面仕上げ加工用に適し、かつ、これらの加工を自動化することができる。
【００２４】
また、本形態のブラシ状砥石１は、線材シート２を可撓性の連結シート３０、４０の部分で折り曲げるので、線材シート２を容易に二つ折りにして砥材保持体３に保持させることができる。従って、多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いた場合でも効率よく製造できる。
【００２５】
さらに、本形態のブラシ状砥石１では、砥材保持用凹部６０の開口縁に対するカシメ加工により狭められた溝開口６１では、砥材保持体３の開口縁が外側の第１の連結シート３０に当接している。このため、連結シート３０は、砥材保持体３と線材群１０、２０との間で緩衝材として働くため、線材群１０、２０が折れてしまうことがないので、線材シート２を砥材保持体３に対するカシメで固定することができる。また、砥材保持用凹部６０の開口縁に対するカシメ加工により狭められた溝開口６１では、第２の連結シート４０が線材群１０、２０の間で緩衝材として働く。そのため、線材群１０、２０が折れてしまうことがないので、線材シート２を砥材保持体３に対するカシメで固定することができる。
【００２６】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係るブラシ状砥石の構成を示す説明図である。
【００２７】
図３に示すように、本形態のブラシ状砥石１Ａは、図１に示すように構成したチャンネル型のブラシ状砥石１において砥材保持体３を円環状に曲げたホイールブラシであり、砥材保持体３では、多数本の線状砥材１０の根元部分が挿入固定された砥材保持用凹部６０が半径方向外側に向けて周溝状に開口している。また、砥材保持体３の内側では、図には表れていないが、実施の形態１で説明したように、連結シート３０、４０は、第１および第２の線材群１０、２０が同一方向に延びるようにＵ字状に折り曲げられているとともに、砥材保持体３と同様、線状砥材１０が外周側に向けて放射状に延びるように円環状に曲げられている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２８】
このような構成のホイール型のブラシ状砥石１Ａを製造するにあたっては、例えば、円盤状の上下のフランジ部７１の間で、図１に示すチャンネル型のブラシ状砥石１を円環状に曲げ加工した後、砥材保持体３の端部同士、および砥材保持体３と上下のフランジ部７１とを溶接する。
【００２９】
このように構成したブラシ状砥石１Ａは、回転中心軸７０周りに回転させて使用されるホイールブラシであり、このブラシでは、多数本のアルミナ質長繊維をエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などで固めた線状砥材１００を用いているので、研磨性が高く、かつ、線状砥材が変形しないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００３０】
［その他の実施の形態］
上記形態１、２で用いた線材シート２を利用すれば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すブラシ状砥石１Ｂ、１Ｃなどを構成することができる。図４（Ａ）に示すブラシ状砥石１Ｂでは、円柱状の砥材保持体９０の側面に複数の溝状の砥材保持用凹部９１が形成され、図４（Ｂ）に示すブラシ状砥石１Ｃでは、円柱状の砥材保持体９０の下端面に複数の溝状の砥材保持用凹部９２が形成されている。従って、図２（Ａ）に示す線材シート２を連結シート３０、４０の部分で２つ折りにして、この折り曲げ部分を砥材保持用凹部９１、９２の内部に挿入し、しかる後に、砥材保持用凹部９１、９２の開口縁への塑性加工あるいは接着剤により、線状砥材１００を砥材保持用凹部９１、９２に固定すればよい。
【００３１】
また、上記形態１、２で用いた線材シート２に代えて、第１の線材群と第２の線材群を各々小さな束状に形成するとともに、その根元部分を可撓性の連結部材で接着固定すれば、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すブラシ状砥石１Ｄ、１Ｅなどを構成することができる。図４（Ｃ）に示すブラシ状砥石１Ｄでは、円柱状の砥材保持体９０の側面に複数の穴からなる砥材保持用凹部９３が形成され、図４（Ｄ）に示すブラシ状砥石１Ｅでは、円柱状の砥材保持体９０の下端面に複数の穴からなる砥材保持用凹部９４が形成されている。従って、第１の線材群と第２の線材群を各々小さな束状２′に形成するとともに、その根元部分を可撓性の連結部材で接着し、次に、連結シートの部分で２つ折りにして、この折り曲げ部分を砥材保持用凹部９３、９４の内部に挿入し、しかる後に、砥材保持用凹部９３、９４の開口縁への塑性加工あるいは接着剤により、線状砥材１００を砥材保持用凹部９３、９４に固定すればよい。
【００３２】
さらに、上記形態では、無機長繊維としてアルミナ質長繊維を用いたが、炭素繊維、炭素化珪素繊維、ガラス繊維を用いることもできる。また、樹脂マトリックスとしては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂に替えて、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、抜け止め部材５０としては、金属製あるいは合成樹脂製の芯材の他、棒状のゴムを用いてもよい。
【００３３】
さらにまた、上記実施の形態１では、第１の線材群と第２の線材群とは、各々別々の線状砥材であったが、シート状あるいは束状の線状砥材の中央に連結シートを接着固定し、その一方側を第１の線材群とし、他方側を第２の線材群としてもよい。この場合、線状砥材の中央で折り曲がって折れることがあるが、そのような場合でも、第１の線材群、および第２の線材群はいずれも、根元部分が連結シートに接着されているので、線状砥材が脱落することはない。
【００３４】
なお、上記形態１、２では、第１の線材群、第２の線材群、および連結シートをＵ字形状に折り曲げたが、抜け止め部材を用いない場合には、第１の線材群、第２の線材群、および連結シートをＶ字形状に折り曲げてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のブラシ状砥石は、アルミナ質長繊維などの無機長繊維を多数本、樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を備えているので、高い研磨力を有し、かつ、線状砥材が変形しない。従って、高精度のバリ取りや表面仕上げ加工が可能であり、かつ、このような加工の自動化も可能である。また、線状砥材同士、それらの根元部分が可撓性の連結部材と接着固定されているので、この連結部材で変形させて線状砥材を所望の方向に向かせた状態で、根元部分を砥材保持体で保持することができる。従って、多数本の無機長繊維を樹脂マトリックスで硬化させた線状砥材を用いた場合でも、ブラシ状砥石を効率よく製造でき、かつ、各種タイプのブラシ状砥石を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るブラシ状砥石の構成を示す説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示すブラシ状砥石に用いた線材シートの説明図、およびこの線材シートを砥材保持体に装着した状態の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るブラシ状砥石の構成を示す説明図である。
【図４】本発明のその他の実施の形態に係るブラシ状砥石の説明図である。
【図５】従来のブラシ状砥石の線状砥材の固定方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ａ〜１Ｅ  ブラシ状砥石
２  線材シート
３  砥材保持体
１０、２０  線材群
３０、４０  連結シート（連結部材）
５０  抜け止め部材
６０  砥材保持用凹部
１００  線状砥材
【図１】
2005199371.tif 000003
【図２】
2005199371.tif 000004
【図３】
2005199371.tif 000005
【図４】
2005199371.tif 000006
【図５】
2005199371.tif 000007