工業用ブラシとそれを用いた接合材残渣の除去方法

【課題】複数の部材を鑞付けや溶接などで接合して作られる機械部品の凹部内の接合材残渣や表面の落ち込んだコーナにある接合材残渣を効果的に除去できるようにすることを課題としている。
【解決手段】所定長さに切断されたピアノ線などの硬鋼線２を複数本束ねた工業用ブラシ１を回転させながらワーク（機械部品）１０の表面に形成された凹部１５の底に押し当て、このブラシの鋼線束３の先端で前記凹部１５の底に付着している接合材の残渣１６を擦り落すようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、付着物を効果的に擦り取ることができる工業用ブラシと、それを用いた接合材残渣の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１は第１、第２の２つの粉末成形体を焼結と同時に鑞付けして製造する自動変速機用のプラネタリキャリアを開示しており、そのプラネタリキャリアのように、複数の部材を炉中で鑞付けして作られる機械部品が知られている。
【０００３】
この種の機械部品は、図６に示すように、第１部材１１上に第２部材１２を位置決めして重ね、その第２部材１２に設けた鑞材セット孔１３に鑞材のチップ１４を入れた後、第１部材１１と第２部材１２を重ねた状態を維持して炉に導入し、炉内の熱で鑞材のチップ１４を溶かす方法で製造される。溶けた鑞材は、両部材１１、１２の接合面１１ａ、１２ａ間に流れ、その鑞材が加熱後の冷却により冷え固まって接合が完了する。
【０００４】
また、下記特許文献２に開示されるような工業用ブラシがバリ取り用ブラシとして知られている。
【特許文献１】特開２０００−１０９９０７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６の方法で鑞付けを行った部品は、第２部材１２に設けた鑞材セット孔１３が第１部材によって塞がれて表面に凹部が形成される。図７にその凹部を拡大して示す。この凹部１５の底には鑞材の滓が付着して残っており、その残渣１６が部品の使用中に衝撃などによって剥がれ落ちる心配がある。その残渣１６が剥がれ落ちると、部品が例えば前述のプラネタリキャリアの場合、剥落した残渣が異物として歯車間などに噛み込まれ、機能部品を傷つける虞がある。
【０００６】
凹部内に残存した異物の除去は、通常、凹部内にエアーを噴射する方法でなされるが、一般的な鑞材セット孔は直径が６〜７ｍｍ程度しかなく、その孔によって形成される小さな凹部の底に鑞材の残渣が付着しているため、エアーによる除去は十分な効果が望めない
。特に、凹部１５の内部は余剰鑞材が残って底部が図７に示すように不規則な形に盛り上がることが多く、このような場合には残渣はほとんど除去できていない。
【０００７】
また、前掲の特許文献２が開示しているようなブラシを使用して凹部内の鑞材残渣を除去することを試みたが、この方法でも残渣の効果的な除去はできなかった。
【０００８】
このために、残渣を完全に除去することが要求されるときにはエンドミルや研削砥石などで凹部の底に付着した残渣を削り取る方法を採っており、費やす手間と時間が多くなって部品のコストを高める原因となっている。
【０００９】
なお、残渣はアーク溶接などを行ったときにも発生し、その場合も上記と同様の問題が発生する。
【００１０】
この発明は、複数の部材を鑞付けしたり溶接したりして作られるワーク（機械部品）の表面にある接合材残渣、特に、凹部の底や落ち込んだコーナなどにある接合材残渣を効果的に除去できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、下記（１）〜（３）の工業用ブラシとそれを使用した下記（４）、（５）の接合材残渣の除去方法を提供する。
（１）所定長さに切断された硬鋼線を毛材として使用し、その硬鋼線を複数本束ねて鋼線束を形成し、この鋼線束の先端をワークに擦りつけるように構成された工業用ブラシ。
（２）前記硬鋼線としてピアノ線を用いた工業用ブラシ。
（３）前記鋼線束の直径を１０ｍｍ以下にした工業用ブラシ。
（４）機械のスピンドルに装着した上記工業用ブラシを回転させながらワークの表面に形成された凹部の底に押し当て、このブラシの鋼線束の先端で前記凹部の底に付着している接合材の残渣を擦り落す接合材残渣の除去方法。
（５）前記凹部が長孔によって形成され、前記ワークと回転中の工業用ブラシを前記凹部の長手方向に相対移動させて前記凹部の底を前記鋼線束の先端で擦る接合材残渣の除去方法。
（６）機械のスピンドルに装着した上記工業用ブラシを回転させながら２つの面が交わってワークの表面に形成されたコーナに押し当て、このブラシとワークを前記コーナに沿ってコーナの長手方向に相対移動させ、ブラシの鋼線束の先端で前記コーナの表面に付着している接合材の滓を擦り落す接合材残渣の除去方法。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の工業用ブラシとそれを用いた接合材残渣の除去方法は、腰の強い硬鋼線を毛材として使用し、その硬鋼線を複数本束ねた鋼線束の先端を凹部の底に擦りつけるので、毛材がブラシの押付圧に負けて屈曲したり、ブラシの回転によって大きくねじれたりすることがなく（毛材の逃げが起こらない）、凹部の底に付着した接合材の残渣を強く擦って強制的に剥がすことができる。
【００１３】
上記特許文献２が開示しているブラシは、毛材の腰が弱すぎて効果的な残渣除去ができない。また、毛材の表面に電着させたダイヤモンド砥粒などの高硬度砥粒による研削によって除去がなされるので、効率も悪い。切削や研削では冷え固まって凹部内に残存した余剰接合材も削ることになり、作業のロスが増えて効率が低下するが、この発明の方法によればこれらの問題も解決される。また、硬鋼線を用いたブラシは切削工具に比べると安価であり、残渣除去のコストも抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面の図１〜図５に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１は、ブラシの実施形態である。例示の工業用ブラシ１は、硬鋼線２を毛材として用いている。所定長さに切断された直線形状の硬鋼線２を複数本束ねて鋼線束３を形成し、この鋼線束３の先端をワークに擦りつけるように構成されている。
【００１５】
鋼線束３は、先端を筒状に形成したストレートな金属シャフトやストレートな金属スリーブなどを柄4として使用し、その柄の筒内に硬鋼線２の後端側を挿入し、筒部を外側からかしめたり、筒部と硬鋼線との間の隙間を充填材で埋めたりして柄４に植毛すると、図２に示すように、動力駆動の機械２０（図のそれはボール盤）のスピンドル２１に取り付けられた保持具２２で柄4を掴んでブラシ１を回転させることができる。
【００１６】
図３に示すように、複数本の硬鋼線２を結束リング５など（針金などの結束線でもよい）を用いて結束し、鋼線束３の一端側を直接保持具で把持しても構わないが、上述したような柄をつけるとチャックなどの保持具２２による保持を安定して行うことができる。
【００１７】
硬鋼線２は、ピアノ線が好ましい。ピアノ線の種類は特に問わない。直径φ１ｍｍ、長さ１００ｍｍのピアノ線については実用面で問題がないことを実験で確認したが、これよりも細い線や太い線を使用してもよい。直径φ０．５ｍｍ程度の細い線でも長さを短くすれば腰の強い毛材として使用することができる。また、線径の太い線はより腰の強い毛材として使用することができる。
【００１８】
硬鋼線２の使用本数は任意に設定してよいが、少なすぎると緻密な擦りつけが望み難くなって残渣の除去性能が低下し、多すぎると鋼線束の直径が大きくなりすぎてブラシの使用規制を受け易くなるので、これを考慮して適正な本数を組み合わせる。
【００１９】
鋼線束３の直径は、残渣を除去する凹部の直径よりも小さくする。その直径を例えば５ｍｍ程度にしたブラシは、一般的なサイズの鑞材セット孔によって形成される凹部（直径が６〜７ｍｍ程度の凹部）の残渣除去にも利用することができる。
【００２０】
この発明の方法による残渣の除去は、図２に示すように、ボール盤などの機械２０のスピンドル２１に装着された保持具２２でブラシ１を掴み、これを回転させながら機械のテーブル２３に予めセットされているワーク１０の表面の凹部１５に鋼線束３の先端側を挿入し、鋼線束３の先端を凹部１５の底に擦りつけて行う。
【００２１】
腰の強い硬鋼線２を毛材として用いているので、毛材の逃げ（ブラシの押付圧による屈曲やブラシの回転によるねじれ）が起こらず、付着した接合材の残渣を効果的に擦り落すことができる。このとき、凹部１５の直径との径差が小さいブラシ１を使用すると、凹部に挿入したブラシを横送りする必要がなく、作業の単純化、迅速化が図れる。
【００２２】
なお、図４に示すように、ワーク１０の表面の凹部１５が長孔によって形成されているときは、ブラシ１とワーク１０を凹部１５の長手方向に相対移動させて凹部の底の全域を擦る。外径Ｄを凹部の幅Ｗに近似させたブラシ１を凹部１５の底に押付け、このブラシ１を回転させながらワーク１０もしくはブラシ１に横方向への送りをかけると、一方向の相対移動のみで残渣除去の作業を完了することができる。
【００２３】
なお、図５に示すように、第１部材１１と第２部材１２の重ね部のコーナ（面１１ｂと１２bが交わって表面に形成されるコーナ）を溶接したワーク１０の場合、溶接部１７の表面に残渣（溶接滓）が付着している。この場合には、機械に装着したブラシ１を溶接部に押し当て、このブラシ１を回転させながらブラシとワーク１０をコーナに沿ってコーナの長手方向に相対移動させる方法で残渣を擦り落す。このときのブラシ１は、電動ドリルなどに装着して斜め上方（コーナ角の２等分する方向）からコーナに押し当てると真上から押し当てる場合に比べて回転バランスを保ち易い。
【００２４】
この発明の効果を確認するために、線径φ１．０ｍｍ、長さ１００ｍｍのピアノ線を１０本束ねてブラシを作った。
次に、２つの部材を炉中鑞付けして製造したプラネタリキャリアを準備し、一方の部材に設けられた鑞材セット孔が他方の部材によって塞がれてこのプラネタリキャリアの表面にできた凹部内の鑞材残渣を試作ブラシを使って除去した。
このときの残渣除去は、ワークのプラネタリキャリアをボール盤のテーブル上に固定し
、ボール盤のスピンドルに取り付けられたチャックでブラシを把持し、このブラシを回転させながら降下させてワークの凹部に挿入し、回転している鋼線束の先端を凹部の底に押し当てて擦る方法で行った。その結果、エアーの吹きつけでは全く除去できなかった凹部の底の鑞材の残渣を完全に除去することができた。なお、残渣の除去状態の評価は目視で行った。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明のブラシの一例を示す斜視図
【図２】図１のブラシを用いた残渣除去方法を示す図
【図３】この発明のブラシの他の例を示す斜視図
【図４】長孔で形成された凹部内の残渣の除去方法を示す斜視図
【図５】２面が交わってできるコーナの溶接部の残渣除去方法を示す斜視図
【図６】２つの部材を炉中鑞付けして製造するワークの一例を示す断面図
【図７】鑞材セット孔によって形成された凹部内の鑞材残渣を示す断面図
【符号の説明】
【００２６】
１工業用ブラシ
２硬鋼線
３鋼線束
４柄
５結束リング
１０ワーク
１１第１部材
１１ａ、１２ａ接合面
１１ｂ、１２ｂコーナを形成する面
１２第２部材
１３鑞材セット孔
１４鑞材のチップ
１５凹部
１６残渣
１７溶接部
２０機械
２１スピンドル
２２保持具
２３テーブル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さに切断された硬鋼線（２）を毛材として使用し、その硬鋼線（２）を複数本束ねて鋼線束（３）を形成し、この鋼線束の先端をワーク（１０）に擦りつけるように構成された工業用ブラシ。
【請求項２】
前記硬鋼線（２）としてピアノ線を用いた請求項１に記載の工業用ブラシ。
【請求項３】
前記鋼線束（３）の直径を１０ｍｍ以下にした請求項１又は２に記載の工業用ブラシ。
【請求項４】
機械（２０）のスピンドル（２１）に装着した請求項１、２又は３のいずれかに記載の工業用ブラシ（１）を回転させながらワーク（１０）の表面に形成された凹部（１５）の底に押し当て、このブラシの鋼線束（３）の先端で前記凹部（１５）の底に付着している接合材の滓を擦り落す接合材残渣の除去方法。
【請求項５】
前記凹部（１５）が長孔によって形成され、前記ワーク（１０）と回転中の工業用ブラシ（１）を凹部長手方向に相対移動させて凹部（１５）の底を前記鋼線束（３）の先端で擦るようにした請求項４に記載の接合材残渣の除去方法。
【請求項６】
機械（２０）のスピンドル（２１）に装着した請求項１、２又は３のいずれかに記載の工業用ブラシ（１）を回転させながら、２つの面（１１ｂ、１２ｂ）が交わってワーク（１０）の表面に形成されたコーナに押し当て、このブラシ（１）とワーク（１０）をコーナに沿ってコーナの長手方向に相対移動させ、ブラシの鋼線束（３）の先端で前記コーナの表面に付着している接合材の滓を擦り落す接合材残渣の除去方法。

【図１】