JP2009101465A - 自動磨き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを自動的に磨くことができかつ安定した質の磨きを実現可能な自動磨き装置を提供する。
【解決手段】自動磨き装置１００は、モーターＭの回転トルクの伝達経路を２系統に分岐させ、その１系統の駆動系には、リンク用回転体２、３１が設けられ、リンク棒６が、その一端６ａを前記リンク用回転体２、３１に、その他端６ｂをピニオン３に、揺動自在に取付けられており、その別系統の駆動系には、前記回転トルクを減殺する滑り機構２０が設けられ、該滑り機構２０が接続された滑り回転体４または該滑り回転体４と係合する係合回転体５に、スライド機構１０が固定され、該スライド機構１０のスライド台８にブラシ７が固定され、前記スライド台８はラック部８ｂを有しており、該ラック部８ｂは前記ピニオン３と噛合していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークをブラシにより自動的に磨く自動磨き装置に関する。

溶接されたワークには、溶接ビード部に小さな溶接スパッタが付着している。また、溶接ビード部近辺には、溶接熱による酸化皮膜（いわゆる、溶接焼けといわれて色が青色に変化した部位）ができる。この溶接スパッタや酸化皮膜は、ワーク本体から剥離して金属粉となることがある。そして、ワークが使用される機械（例えばエンジン）の軸受部や摺動部にこの金属粉が進入すると、この金属粉が軸受部や摺動部を焼損させる原因となることがある。

このため、この溶接スパッタや酸化皮膜は除去されなければならないが、従来はブラシを使った作業員による手作業でこの除去が行われていた。しかし、この手作業による溶接スパッタ除去は、質がばらついたりコストが増大する問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークを自動的に磨くことができかつ安定した質の磨きを実現可能な自動磨き装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の自動磨き装置を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、自動磨き装置１００は、
モーターＭの回転トルクの伝達経路を２系統に分岐させ、
その１系統の駆動系には、
リンク用回転体２、３１が設けられ、リンク棒６が、その一端６ａを前記リンク用回転体２、３１に、その他端６ｂをピニオン３に、揺動自在に取付けられており、
その別系統の駆動系には、
前記回転トルクを減殺する滑り機構２０が設けられ、
該滑り機構２０が接続された滑り回転体４または該滑り回転体４と係合する係合回転体５に、スライド機構１０が固定され、
該スライド機構１０のスライド台８にブラシ７が固定され、
前記スライド台８はラック部８ｂを有しており、該ラック部８ｂは前記ピニオン３と噛合していることを特徴とする。

上記構成により、モーターが回転を始めると、ブラシは起き上がった初期位置からワークの方へ倒れる。そして、ブラシはワークに一定荷重で押し付けられた状態で、往復直線運動をする。この動きは、歯ブラシによる歯磨き動作と良く似ている。さらにワークを自転させかつ磨き装置全体を直線移動させることにより、ワーク全長を磨くことが可能となる。そして、モーターの回転を逆転すると、ブラシはワークに当接している倒れた位置から起き上がって初期位置に戻る。以上のようにブラシの位置が非稼動時と稼動時とで異なるので、任意の太さのワークの表面を磨くことが可能となる。さらに、モーターの回転トルクの伝達経路を２系統に分岐させ、その１系統にブラシを往復動させる機能を持たせ、その別系統にブラシをワークに押し付ける機能を持たせている。これにより、構造が単純化された小型の自動磨き装置を提供することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、自動磨き装置１００は、
モーターＭと、該モーターＭにより回転駆動される回転軸１９と、該回転軸１９に固定された第１回転体１と、該第１回転体１に係合された第２回転体２、３１と、その一端６ａが該第２回転体２、３１にその他端６ｂがピニオン３に揺動自在に取付けられているリンク棒６と、前記ピニオン３と、
前記回転軸１９に装着されて前記回転軸１９の回転トルクを減殺する滑り機構２０と、該滑り機構２０が接続して減殺された回転トルクが伝達される第３回転体４と、該第３回転体４または該第３回転体４に係合する第４回転体５に固定されたスライド機構１０と、該スライド機構１０のスライド台８に固定されたブラシ７と、を備え、
前記スライド台８はラック部８ｂを有しており、該ラック部８ｂは前記ピニオン３と噛合していることを特徴とする。

請求項１に記載の自動磨き装置１００について、より具体的な１つの構成を表現したものである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の自動磨き装置の斜視図である。図２は、本発明の自動磨き装置の上面図である。図３は、本発明の自動磨き装置の正面図（Ａ視図）である。図４は、本発明の自動磨き装置の裏面図（Ｂ視図）である。図５は、図２におけるＣＣ断面図である。なお、同一機能を有する要素には、全図を通して同一参照番号を付している。

本発明の実施形態である自動磨き装置１００は、モーターＭの回転トルクの伝達経路を２系統に分岐させている。その１系統にブラシを往復動させる機能を持たせ、その別系統にブラシをワークに押し付ける機能を持たせている。

まず、その１系統の駆動系を説明する。図１、図２に示すように、モーターＭには回転軸１９が連結されており、回転軸１９はモーターＭの回転トルクを各歯車へ伝達する。回転軸１９は、ハウジング１１に固定されている平軸受１８内で回転自在に支持されている（図５参照）。そして、回転軸１９には第１歯車（第１回転体）１が例えば圧入等により固定されている。第１歯車１には第２歯車２が噛み合っており、モーターＭの回転が伝達される。第２歯車２は、軸部２ａを有しており、軸部２ａは、ハウジング１１に固定されている平軸受２８内で回転自在に支持されている。軸部２ａは、ハウジング１１を貫通して延びており、その先端には、分銅形の回転リンク体３１が例えば圧入等により固定されている。第２歯車２および回転リンク体３１は、一体となった回転体（第２回転体）を構成している。

回転リンク体３１には、リンク棒６の一端６ａが、ピン１６を介して揺動自在に取付けられている。リンク棒６の他端６ｂは、ピニオン３に同じくピン１６を介して揺動自在に取付けられている。ピニオン３は後述するスライド台８のラック歯と噛み合っている。

次に、その別系統の駆動系を説明する。図５に示すように、回転軸１９は、ハウジング１１を貫通して延びており、その先端１９ａには、ナット２６が取付けられている。ナット２６は、回転軸１９に圧入されたピン３５とナット２６との間に配置されているスリーブ２５を圧縮して回転軸１９に対して締結されている。

ピン３５とハウジング１１との間には、第３歯車（第３回転体）４がボールベアリング２７を介して回転軸１９上に設置されている。回転軸１９には、ボールベアリング２７の右側にスナップリング３４が装着されている。スナップリング３４により、第３歯車４およびボールベアリング２７が右側へ移動することが阻止される。

ナット２６と第３歯車４との間には、第１ワッシャ２３、圧縮スプリング２２、第２ワッシャ２４、滑り部材２１が配列されている。滑り部材２１は、円筒形状をしておりその中間部に円板状の平板部２１ａを有している。滑り部材２１には、回転軸１９、ナット２６、第１ワッシャ２３、圧縮スプリング２２、第２ワッシャ２４を経由して回転トルクが滑り摩擦の原理により伝達される。滑り部材２１は樹脂製であり、右端面に２つの爪２１ｄを有する。この２つの爪２１ｄは、第３歯車４に形成された溝４ｂにより滑り部材２１の回転方向に挟持されている。このため、滑り部材２１の回転力は確実に第３歯車４に伝達されることとなる。

しかし、滑り部材２１は、その平面部２１ｂにおいて第２ワッシャ２４の回転による摩擦力を受けて滑り摩擦の原理により連れ回りをする構造となっている。このため、回転軸１９からの回転トルクは、そのかなりの部分は減殺されてその一部のみが滑り部材２１へ伝達されることとなる。以上のように、滑り機構２０は、滑り部材２１、第１ワッシャ２３、圧縮スプリング２２および第２ワッシャ２４から構成されている。

そして、第３歯車４は、第４歯車５と噛み合っている。図６は、図２におけるＤＤ断面図である。図６に示すように、第４歯車５は、ハウジング１１に固定されている平軸受１２により回転自在に支持されており、ピン１３によりハウジング１１からの脱落が防止されている。第４歯車５には、スライド機構１０がボルト１５により固定されている。スライド機構１０は、雄形スライド９と雌形スライド（スライド台）８から成り、雌形スライド８は雄形スライド９に対して摺動可能な構造となっている。すなわち、雄形スライド９は凸状レール部９ａを有し、雌形スライド８は直線状溝部８ａを有しており、凸状レール部９ａと直線状溝部８ａが相互に摺動可能に係合している。なお、スライド機構１０を第３歯車４に固定するように設計することも可能であり、スライド８に凸状レール部を設けかつスライド９に直線状溝部を設けることも勿論可能である。

雌形スライド８には、歯ブラシ形状のブラシ７が、押え板３２およびボルト３３により固定されている。このため、ブラシ７は、雌形スライド８と一体なっている。ブラシ７は、ブラシ部７ａと柄部７ｂとから成る。そして、雌形スライド８は、ラック部８ｂを有しており、このラック部８ｂは、ピニオン３と噛み合っている。なお、図１を見ると、ピニオン３が第４歯車５と連結されているようにも見える。しかし、ピニオン３は、第４歯車５の軸部５ａに対して回動自在に取り付けられている。すなわち、ピニオン３と第４歯車５とは相互に独立しており、各要素の動きに相関関係は無い。

次に、ピニオン３およびラック部８ｂの動作を説明する。図７は、本発明の自動磨き装置のピニオン・ラック部の動作を説明するための図である。図７（ａ）は、リンク棒６が上死点位置にあるときの各要素の状態を示している。図７（ａ）に示すように、回転リンク体３１が時計方向に回転し始めると、リンク棒６が下降を始めピニオン３も時計方向に回転を始める。すると、ラック部８ｂは右方向へ移動を始める。そして、回転リンク体３１が時計方向に９０°回転すると、図７（ｂ）に示す状態となる。この状態においても、リンク棒６が下降を続けピニオン３が時計方向に回転を続けるため、ラック部８ｂはさらに右方向へ移動を続ける。

回転リンク体３１がさらに時計方向に９０°回転すると、リンク棒６が下死点位置に来て、図７（ｃ）に示す状態となる。この状態において、ラック部８ｂは右方向への移動を停止する。さらに、回転リンク体３１が時計方向に回転すると、リンク棒６が上昇を始めてピニオン３は反時計方向へ逆転を始めるため、ラック部８ｂはこれまでの移動方向とは逆の左方向へ移動を開始する。図７（ｃ）に示す状態から、さらに回転リンク体３１が時計方向に９０°回転すると、図７（ｄ）に示す状態となる。この状態においても、リンク棒６が上昇を続けピニオン３が反時計方向に回転を続けるため、ラック部８ｂはさらに左方向へ移動を続ける。さらに回転リンク体３１が時計方向に９０°回転すると、図７（ａ）に示す状態に戻る。この状態において、リンク棒６は上死点に位置するためラック部８ｂは左方向への移動を停止する。さらに、回転リンク体３１が時計方向に回転すると、ピニオン３は時計方向へ再逆転を始めるため、ラック部８ｂはこれまでの移動方向とは逆の右方向へ移動を開始する。後はこの繰り返しである。こうして、ラック部８ｂは、すなわちブラシ７は、往復直線動を繰り返すこととなる。

次に、自動磨き装置１００の作動を説明する。モーターＭが停止しているときは、ブラシ７は図３に示すＸ位置に位置している。モーターＭが回転を始めると、上記別系統において次の作動が起きる。すなわち、回転軸１９の回転トルクが滑り機構２０へ伝達される。滑り機構２０は、回転軸１９の回転トルクを減殺してこの減殺された回転トルクを、第３歯車４へさらには第４歯車５へ伝達する。第４歯車５には雄形スライド９が固定されているので、雄形スライド９および雌形スライド８は減殺された回転トルクによりゆっくりと矢印θ方向へ回動を始める。これにより、雌形スライド８に固定されたブラシ７は、上記１系統（第１歯車、第２歯車、リンク棒、ピニオン）によるラック部８ｂの移動にともなう直線動とともに、雄形スライド９による回動を始める。

このブラシ７の回動はワークＷにブラシ部７ａが当接するまで続行される。ブラシ部７ａがワークＷに当接すると、ワークＷに阻まれてブラシ７の回動は停止する。しかし、ブラシ７には減殺された回転トルクがθ方向に引き続き掛かるため、ブラシ部７ａには適度に軽い押付け力Ｆが掛かり、ブラシ部７ａが、一定の押付け力ＦでワークＷに押し付けられ続けることとなる。すなわち、ブラシ７は、ブラシ部７ａがワークＷに押し付けられ続けながら、ラック部８ｂの往復動にともなう直線往復動をすることとなる。このブラシ７の運動は、歯磨き動作と非常に良く似ている。なお、上記１系統（第１歯車、第２歯車、リンク棒、ピニオン）によるラック部８ｂの往復動にともなうブラシ７の往復動については、自動磨き装置の作動説明の前にすでに説明したので、その説明は省略する。

自動磨き作業を終える場合には、モーターＭを逆転させる。これにより、自動磨き機構は、逆の動きをすることとなる。このため、ブラシ７は、ワークＷから離れてθ方向と逆方向に回動してストッパ（図示せず）に当接するまで回動を続け、起き上がった位置に停止する。これにより、ブラシの位置が非稼動時と稼動時とで異なるので、任意の太さのワークの表面を磨くことが可能となる。

一方、ワークＷは、自動磨き装置１００とは別の装置により、モーターＭが回転を始めると自動的に自転を始める。また、自動磨き装置１００は、図２に示すように、ワークＷに対してワーク長手方向Ｚに相対的に移動することが可能な構造となっている。これにより、ワークＷの全表面を一定の質で自動的に磨くことが可能となる。
なお、第１〜第４歯車を、摩擦車またはプーリー・ベルトのような公知の回転力伝達手段に置換することも可能である。

本発明の自動磨き装置の斜視図である。 本発明の自動磨き装置の上面図である。 本発明の自動磨き装置の正面図（Ａ視図）である。 本発明の自動磨き装置の裏面図（Ｂ視図）である。 図２におけるＣＣ断面図である。 図２におけるＤＤ断面図である。 本発明の自動磨き装置のピニオン・ラック部の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 第１歯車
２ 第２歯車
３ ピニオン
４ 第３歯車
５ 第４歯車
６ リンク棒
７ ブラシ
８ 雄スライド（スライド台）
Ｍ モーター
Ｗ ワーク
１００ 自動磨き装置

Claims (2)

1. モーター（Ｍ）の回転トルクの伝達経路を２系統に分岐させ、
   その１系統の駆動系には、
   リンク用回転体（２、３１）が設けられ、リンク棒（６）が、その一端（６ａ）を前記リンク用回転体（２、３１）に、その他端（６ｂ）をピニオン（３）に、揺動自在に取付けられており、
   その別系統の駆動系には、
   前記回転トルクを減殺する滑り機構（２０）が設けられ、
   該滑り機構（２０）が接続された滑り回転体（４）または該滑り回転体（４）と係合する係合回転体（５）に、スライド機構（１０）が固定され、
   該スライド機構（１０）のスライド台（８）にブラシ（７）が固定され、
   前記スライド台（８）はラック部（８ｂ）を有しており、該ラック部（８ｂ）は前記ピニオン（３）と噛合していることを特徴とする自動磨き装置（１００）。
2. モーター（Ｍ）と、該モーター（Ｍ）により回転駆動される回転軸（１９）と、該回転軸（１９）に固定された第１回転体（１）と、該第１回転体（１）に係合された第２回転体（２、３１）と、その一端（６ａ）が該第２回転体（２、３１）にその他端（６ｂ）がピニオン（３）に揺動自在に取付けられているリンク棒（６）と、前記ピニオン（３）と、
   前記回転軸（１９）に装着されて前記回転軸（１９）の回転トルクを減殺する滑り機構（２０）と、該滑り機構（２０）が接続して減殺された回転トルクが伝達される第３回転体（４）と、該第３回転体（４）または該第３回転体（４）に係合する第４回転体（５）に固定されたスライド機構（１０）と、該スライド機構（１０）のスライド台（８）に固定されたブラシ（７）と、を備え、
   前記スライド台（８）はラック部（８ｂ）を有しており、該ラック部（８ｂ）は前記ピニオン（３）と噛合していることを特徴とする自動磨き装置（１００）。

Images