(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ブラシ作業部は、前記複数本のブラシ毛を各々自由に移動可能な非拘束状態で保持する第1の形態、又は前記複数本のブラシ毛をU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態のいずれか一方を有することを特徴とする請求項1に記載の研掃ブラシ。
前記樹脂パイプは、前記樹脂パイプの他端部から突出する前記ブラシ作業部の突出量に合わせて切断可能であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1に記載の研掃ブラシ。
前記樹脂パイプは、剛性が高い硬質樹脂パイプ、又は柔軟性が高い軟質樹脂パイプの少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1に記載の研掃ブラシ。
【背景技術】
【0002】
一般に、金属の加工表面や溶接部を研磨して仕上げ加工したり、金属表面に発生したバリや錆を研磨して除去する工具として、優れた研磨能力と良好な仕上げ面が得られる回転ブラシが多く使用されている(特許文献1参照)。しかしながら、この種の従来の回転ブラシでは、金属パイプの内周面部への研磨・研削・バリとり・サビ取り・ペンキ剥離などのブラッシング加工を施すことができない。
【0003】
そこで、パイプ内を清掃するブラシの一例として、例えば、ピアノ線の断面形状を三角形にした三角線を捩じった複数本のワイヤの両端を束ねることでブラシ本体を形成したブラシが開発されている。このブラシは、ブラシ本体の軸心部に金属棒の支軸を配置し、この支軸の両端にそれぞれ三角線を捩じった複数本のワイヤの両端を束ねている。各ワイヤの両端間の中間部分は、支軸から離れる方向に放射状に湾曲されている。
【0004】
このブラシの使用時には、パイプの内径とほぼ同じ直径のブラシ本体をパイプに挿通し、ブラシ本体の基端部を電気ドリル等に取り付けて回転させる。あるいは、ブラシ本体をパイプの軸方向に往復させることもある。これにより、ブラシの三角線ワイヤの角部を金属パイプの内周面部へ当接させて削ることで、金属パイプの内周面部へのブラッシング加工を施す構成になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
パイプ内を清掃する従来のブラシは、金属線の三角線ワイヤが放射状に膨張する状態に拡開する形状になっているため、ブラシの外径は物理的にパイプなどの内径よりも小径でなければ作業をすることは出来ない。作業を行い易くするためには、パイプ内径とブラシ外径とのクリアランスを大きくとることが必要になる。そのため、パイプの内面加工においてパイプの内面全体にブラシを均等に接触させることが難しく、均等に加工をするには、豊富な経験が必要になる。さらに、パイプの内面にブラシの三角線ワイヤの角部を接触させているので、パイプの内面と、ブラシとの接触部は、点接触になるため、作業効率が低い。
【0007】
また、上記従来構成の金属線を利用したブラシは、ブラシの外径を変化させる事は出来ない。さらに、挿入後、ブラシをパイプの加工箇所まで挿入するまでの間にパイプの内面に多くのキズをつけてしまう可能性があるので、精密な加工には適さず、需要は限られている。
【0008】
また、ブラシ本体の軸心部に金属棒の支軸を配置しているので、ブラシ本体の剛性が高く、例えば湾曲した曲管などのパイプの内面加工を施すことはできない。
【0009】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、パイプ内にブラッシング加工を施す作業を簡単に行うことができるうえ、作業効率が高く、精密な加工に適する研掃ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一局面の態様は、
加工対象のパイプの内部に挿入され、前記パイプの内周面部へのブラッシング加工を施す研掃ブラシであって、砥粒入り樹脂フィラメントからなるブラシ毛を複数本束ねたブラシ毛束と、前記ブラシ毛束を収容する樹脂パイプと、前記ブラシ毛束の一端部と前記樹脂パイプの一端部とを固定する固定部と、前記樹脂パイプの他端部から前記ブラシ毛束の他端部を突出させた突出部によって形成されたブラシ作業部とを具備
し、前記加工対象のパイプの内部に前記ブラシ作業部を挿入した状態で、前記ブラシ作業部を軸回り方向に回転させ、前記ブラシ毛束を拡開させる方向に変形させながら軸方向に移動させることで前記パイプの内周面部へのブラッシング加工を施すことを特徴とする研掃ブラシである。
そして、上記構成の研掃ブラシでは、金属パイプ内にブラシ作業部を挿入したのち、主にブラシ作業部を回転操作することで金属パイプ内にブラッシング加工を施す作業を行う。このとき、ブラシ作業部を高速で回転操作することでブラシ作業部のブラシ毛束を遠心力でパイプの径方向に拡開させることができ、金属パイプの内周面部全体にブラシ毛を当接させることができる。これにより、金属パイプの内周面部への研磨・研削・バリとり・サビ取り・ペンキ剥離などのブラッシング加工を簡単に行うことができるようにしたものである。
【0011】
好ましくは、前記ブラシ作業部は、前記複数本のブラシ毛を各々自由に移動可能な非拘束状態で保持する第1の形態、又は前記複数本のブラシ毛をU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態の少なくともいずれか一方を有する。
好ましくは、前記固定部は、金属ケースを有し、前記金属ケースは、前記ブラシ毛束の前記一端部と前記樹脂パイプの一端部とを一体的にかしめ固定する。
好ましくは、前記樹脂パイプは、前記樹脂パイプの他端部から突出する前記ブラシ作業部の突出量に合わせて切断可能である。
好ましくは、前記樹脂パイプは、剛性が高い硬質樹脂パイプ、又は柔軟性が高い軟質樹脂パイプの少なくともいずれか一方である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、パイプ内にブラッシング加工を施す作業を簡単に行うことができるうえ、作業効率が高く、精密な加工に適する研掃ブラシを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
[第1の実施の形態]
(構成)
図1および
図2は、本発明の第1の実施の形態を示す。
図1は、研掃ブラシ1の全体の概略構成を示す縦断面図、
図2(A),(B)は、研掃ブラシ1の使用状態の一例を示すもので、
図2(A)は、加工対象の金属パイプ2の内部に研掃ブラシ1を挿入した状態を示す要部の縦断面図、
図2(B)は
図2(A)のIIB−IIB線断面図である。
【0015】
本実施形態の研掃ブラシ1は、加工対象の金属や、非鉄金属などの筒体を始めとする金属パイプ2の内周面部へのブラッシング加工を施すことができる工具である。研掃ブラシ1は、
図1に示すようにブラシ毛3aを複数本束ねたブラシ毛束3と、樹脂パイプ4と、固定部5と、ブラシ作業部6とを具備する。ブラシ毛3aは、樹脂材料、例えばナイロンと研磨砥粒(グリット)をブラシ用のフィラメントとして加工した「N−GRIT」「エヌグリット」(登録商標)などによって形成された砥粒入り樹脂フィラメントからなる。
【0016】
本実施形態のブラシ毛3aの素材は、ナイロンとシリコンカーバイトグリット、またはナイロンとアルミニウムオクサイドをミキシングし、ブラシ用フィラメントとして押し出し加工したものである。このブラシ毛3aは、母材のナイロンに混入されているグリットの鋭いエッジが、無作為にあらゆる面に固定されているため、どんな形状の作業面も確実にとらえ、研磨性能を発揮することが確認されている。さらに、本実施形態のブラシ毛3aは、耐熱性(融点217°c)に優れた砥粒入り樹脂線であり、狭部作業など摩擦熱の放出が難しい場所の作業にも耐えることができ、接触面への溶着を防止することができる。
【0017】
樹脂パイプ4は、ブラシ毛束3を収容する外皮パイプである。この樹脂パイプ4は、剛性が高い硬質樹脂パイプ、例えばABS樹脂によって形成されている。固定部5は、ブラシ毛束3の一端部と樹脂パイプ4の一端部とを固定する金属ケース7を有する。この金属ケース7は、有底円筒状のケース本体7aと、このケース本体7aの底部7bに固定された丸棒の軸部8とを有する。金属ケース7のケース本体7aには、ブラシ毛束3の一端部と樹脂パイプ4の一端部とを一体的にかしめ固定するかしめ固定部7cを有する。
【0018】
ブラシ作業部6は、樹脂パイプ4の他端部(金属ケース7との固定端部とは反対側の端部)からブラシ毛束3の他端部を突出させた突出部9によって形成されている。突出部9に配置されているブラシ毛束3は、複数本のブラシ毛3aを各々自由に移動可能な非拘束状態で保持する第1の形態で保持されている。したがって、本実施形態のブラシ作業部6では、複数本のブラシ毛3aが各々自由に移動可能になっている。
【0019】
(作用)
次に、上記構成の研掃ブラシ1の作用について説明する。本実施の形態の研掃ブラシ1の使用時には、
図2(A)に示すように、加工対象の金属パイプ2の一端側の開口端から研掃ブラシ1を挿入する。このとき、研掃ブラシ1のブラシ作業部6側から金属パイプ2の一端側の開口端に挿入する。なお、このとき使用される研掃ブラシ1のブラシ作業部6の外径は、金属パイプ2の内径よりも小さいことが好適である。
【0020】
金属パイプ2内にブラシ作業部6を挿入したのち、ブラシ作業部6を主に回転操作することで金属パイプ2内にブラッシング加工を施す作業を行う。これにより、金属パイプ2の内周面部への研磨・研削・バリとり・サビ取り・ペンキ剥離などのブラッシング加工を簡単に行うことができる。なお、ブラシ作業部6を軸方向に往復動作させることも可能である。
【0021】
また、ブラシ作業部6を例えば、8000rpm程度に高速で回転操作する場合には、
図2(A),(B)に示すようにブラシ作業部6のブラシ毛束3を遠心力でパイプ2の径方向に拡開させることができる。このとき、ブラシ毛束3の各ブラシ毛3aは、樹脂パイプ4との連結部の端面位置から放射状に広がる。これにより、ブラシ毛束3の突出部9の各ブラシ毛3aの突出端部がパイプ2の内周面部2aに線接触する状態に弾性変形する。そのため、金属パイプ2の内周面部2aの軸方向の広い範囲に亙りブラシ毛3aを当接させることができる。これにより、金属パイプ2の内周面部2aへの研磨・研削・バリとり・サビ取り・ペンキ剥離などのブラッシング加工を簡単に行うことができる。
【0022】
(効果)
そこで、上記構成の研掃ブラシ1では次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の研掃ブラシ1では、砥粒入り樹脂フィラメントからなるブラシ毛3aを複数本束ねたブラシ毛束3を設け、樹脂パイプ4の端部から突出させた突出部9によってブラシ作業部6を形成している。そして、ブラシ作業部6を例えば、8000rpm程度に高速で回転操作することで、金属パイプ2の内周面部2aの全体にブラシ毛3aを当接させることができる。これにより、金属パイプ2の内周面部2aへの研磨・研削・バリとり・サビ取り・ペンキ剥離などのブラッシング加工を簡単に行うことができる。
【0023】
また、本実施形態ではブラシ毛束3を樹脂パイプ4に収容している。そのため、ブラシ作業部6の回転時に、ブラシ作業部6以外のブラシ毛束3の振れ止めに金属ではなく靭性の高い樹脂パイプ4を使用していることで、ブラシ作業部6の回転時に加工部以外の部分を傷つけることを防ぐことができる。
【0024】
さらに、本実施の形態では、金属パイプ2の内径よりもブラシ作業部6の外径が小さい研掃ブラシ1を使用することにより、金属パイプ2の内部に研掃ブラシ1を挿入する作業を簡単に行うことができる。さらに、ブラシ作業部6を例えば、8000rpm程度に高速で回転操作することで、ブラシ作業部6のブラシ毛束3を遠心力でパイプ2の径方向に拡開させることができる。これにより、ブラシ毛束3の突出部9の各ブラシ毛3aの突出端部側の側面部分がパイプ2の内周面部2aに線接触する状態に弾性変形する。このとき、パイプ2の内周面部2aと線接触する状態に弾性変形する各ブラシ毛3aの側面部分によってパイプ2の内周面部2aの広い範囲をブラッシング加工することができ、ブラッシング加工の作業効率を高めることができる。
【0025】
また、ブラシ作業部6のブラシ回転数を上げることにより、遠心力でブラシ作業部6のブラシ毛束3が放射状に広がり、パイプ2の内径の大きなものまで加工できる。このとき、ブラシ作業部6の長さに比例して、ブラシ作業部6の先端が大きく広がるので、一本の研掃ブラシ1で多くの内径サイズのパイプ2に適応させることができ、経済性が大幅に向上する。
【0026】
さらに、樹脂パイプ4は、この樹脂パイプ4から突出するブラシ作業部6の突出量に合わせて切断することができる。これにより、樹脂パイプ4から突出するブラシ作業部6の突出量を任意に調整することができる。また、ブラシ作業部6の摩耗により、ブラシ作業部6の突出量が小さくなった場合には、樹脂パイプ4の先端を切断することで、ブラシ作業部6の突出量をブラシ作業部6の摩耗の前のもとの長さに簡単に戻すことができる。これにより、必要なブラシ作業部6の長さを確保することができ、使用寿命を延長できる。
【0027】
また、
図2(A),(B)に示すように被加工物である金属パイプ2の側面に外側から横穴10を開けたとき、必ず金属パイプ2の横穴10の開口部の端縁部にパイプ2の内部側に突出する交差バリ11ができる。この横穴10の開口部の端縁部からパイプ2の内部側に突出する交差バリ11も本実施の形態の研掃ブラシ1で掻き取り除去することができる。
【0028】
さらに、
図3に示すように被加工物である金属パイプ2の側面の横穴10の開口部の外側から本実施の形態の研掃ブラシ1のブラシ作業部6を差し込み、高回転を与えてもよい。この場合も
図4に示すようにブラシ作業部6の各ブラシ毛3aが放射状に広がるため、回転させながら手前に引き抜くことで、ブラシ作業部6の各ブラシ毛3aが直接、交差バリ11に絡まり、交差バリ11を掻き取り除去することができる。さらに、交差バリ11の掻き取り屑は、作業後、ブラシ作業部6を横穴10の開口部から引き抜く際に、ブラシ毛3aに付着したまま金属パイプ2の外部に取り去ることができる。
【0029】
[第2の実施の形態]
(構成)
図5および
図6は、本発明の第2の実施の形態を示す。本実施の形態は、第1の実施の形態(
図1および
図2参照)の研掃ブラシ1の構成を次の通り変更した変形例である。なお、
図5および
図6中で、
図1および
図2と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0030】
本実施の形態の研掃ブラシ21は、複数本のブラシ毛3aを束ねたブラシ毛束3をU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態のブラシ作業部22を設けたものである。本実施形態のブラシ作業部22は、
図5に示すように樹脂パイプ4の他端部(金属ケース7との固定端部とは反対側の端部)からブラシ毛束3の他端部を突出させた突出部9の部分がU字状に折り曲げられている。
【0031】
(作用)
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の研掃ブラシ21の使用時には、
図6に示すように金属パイプ2の内部に研掃ブラシ21を挿入した状態で、ブラシ作業部22を例えば、8000rpm程度に高速で回転操作する。これにより、ブラシ作業部22のブラシ毛束3を遠心力でパイプ2の径方向に拡開させることができる。そのため、ブラシ毛束3の突出部9の各ブラシ毛3aの突出端部側の側面部分がパイプ2の内周面部2aに線接触する状態に弾性変形する。このとき、パイプ2の内周面部2aに線接触する状態に弾性変形する各ブラシ毛3aの側面部分によってパイプ2の内周面部2aの広い範囲をブラッシング加工することができ、ブラッシング加工の作業効率を高めることができる。
【0032】
(効果)
そこで、本実施の形態の研掃ブラシ21でも第1実施形態の研掃ブラシ1と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態のようなU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態のブラシ作業部22では、作業中にブラシ作業部22のブラシ毛が金属パイプ2の側面の横穴10の開口部から外に飛び出すことがない。そのため、交差バリの除去を効率よく作業することができる。
【0033】
なお、ブラシ作業部の形状は、第1実施形態の研掃ブラシ1のように複数本のブラシ毛3aを各々自由に移動可能な非拘束状態で保持する第1の形態のブラシ作業部6や、第2実施形態の研掃ブラシ21のようにブラシ毛束3をU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態のブラシ作業部22に限定されるものではない。使用箇所によりどのような形状でも製作可能である。
【0034】
[第3の実施の形態]
(構成)
図7は、本発明の第3の実施の形態の研掃ブラシ31の全体の概略構成を示す縦断面図である。なお、
図7中で、
図1および
図2と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0035】
本実施形態の研掃ブラシ31は、樹脂パイプ4を柔軟性が高い軟質樹脂パイプ32によって形成したものである。軟質樹脂パイプ32は、例えば塩化ビニルによって形成されている。
【0036】
(作用・効果)
次に、上記構成の研掃ブラシ31の作用・効果について説明する。本実施の形態の研掃ブラシ31は、樹脂パイプ4を柔軟性が高い軟質樹脂パイプ32によって形成したので、研掃ブラシ31の柔軟性を高めることができる。そのため、研掃ブラシ31の本体全体を湾曲させることができるので、湾曲型の金属パイプの内周面もブラッシング加工することが可能になる。
【0037】
したがって、従来は薬剤によるエッチング加工で行っていた湾曲型の金属パイプの内周面のブラッシング加工もエッチング加工を行うことなく簡単にブラッシング加工を行うことができる。その結果、装置全体の費用削減等大きな経済効果が得られる。
【0038】
本実施形態の作業例としては、
(1)材料(S48C)のクランクシャフトの内径公差バリ取り、研磨
(2)材料(FC材)のカムシャフトの内径公差バリ取り、研磨
(3)材料(FCD材)のパワーステアリングのギアケース部品の内面バリ取り
(4)材料(ADC12)のピストンの内面バリ取り、研磨
(5)材料(ADC12)のトランスミッションの内径公差バリ取り、研磨
(6)材料(FGD450)の油圧バルブの内径バリ取り、研磨
(7)材料(ADC12)のエアシリンダの内径バリ取り、研磨
(8)材料(SUS・アルミ・鉄)の各種金属パイプの内径研磨
などがある。
【0039】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。例えば、樹脂材とミキシングする砥粒の種類は対象部位に応じて適宜選択的に選別することが可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]砥粒入り樹脂フィラメントからなるブラシ毛を複数本束ねたブラシ毛束と、前記ブラシ毛束を収容する樹脂パイプと、前記ブラシ毛束の一端部と前記樹脂パイプの一端部とを固定する固定部と、前記樹脂パイプの他端部から前記ブラシ毛束の他端部を突出させた突出部によって形成されたブラシ作業部とを具備することを特徴とする研掃ブラシ。
[2]前記ブラシ作業部は、前記複数本のブラシ毛を各々自由に移動可能な非拘束状態で保持する第1の形態、又は前記複数本のブラシ毛をU字状に折り曲げた拘束状態で保持する第2の形態のいずれか一方を有することを特徴とする[1]に記載の研掃ブラシ。
[3]前記固定部は、金属ケースを有し、前記金属ケースは、前記ブラシ毛束の前記一端部と前記樹脂パイプの一端部とを一体的にかしめ固定するかしめ固定部を有することを特徴とする[1]または[2]に記載の研掃ブラシ。
[4]前記樹脂パイプは、前記樹脂パイプの他端部から突出する前記ブラシ作業部の突出量に合わせて切断可能であることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれか1に記載の研掃ブラシ。
[5]前記樹脂パイプは、剛性が高い硬質樹脂パイプ、又は柔軟性が高い軟質樹脂パイプの少なくともいずれか一方であることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれか1に記載の研掃ブラシ。