JP2012125897A - オービタルサンダ - Google Patents

Abstract

【課題】バランサの径方向への突出を抑制して全体のコンパクト化を達成する。
【解決手段】モータ３を備えた本体２に、モータ３の駆動により回転するスピンドル７と、そのスピンドル７の偏心位置にあってスピンドル７の回転に伴って円軌跡運動する偏心軸７Ａとを設けて、本体２から下向きに突出させた偏心軸７Ａに、ボールベアリング１５，１８を介してベース５を連結すると共に、偏心側と反対側へ突出するバランサ２９を設けたオービタルサンダ１において、バランサ２９を、ボールベアリング１５の上方で偏心軸７Ａに連結すると共に、外側部材３２の下端が上下方向でボールベアリング１５の中心とベース５の下面との間に位置するまで下方へ突出させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを備えた本体の下方に、モータの回転によってオービタル運動するベースを備えたオービタルサンダに関する。

オービタルサンダは、特許文献１に開示の如く、モータを備えた本体の下方に回転軸を突出させ、その回転軸の下端に設けた偏心軸に軸受を介してベースを連結することで、モータの駆動に伴う回転軸の回転でベースをオービタル運動（円軌跡運動）させ、ベースの底面に張設したサンディングペーパー等で被研磨材を研磨可能となっている。
また、このオービタルサンダにおいては、偏心軸の下端に、偏心側と反対側に突出するバランサが設けられている。このバランサは、ベースのオービタル運動と同時に回転して遠心力を発生させることで、本体の振動を低減するものである。

特開平６−２２６７０９号公報

特許文献１のようなオービタルサンダにおいては、バランサが偏心軸の半径方向へ大きく突出することになるため、偏心軸とベースとの連結部分が大型化し、全体のコンパクト化を阻害するおそれがある。

そこで、本発明は、バランサの径方向への突出を抑制して全体のコンパクト化を達成できるオービタルサンダを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータを備えた本体に、モータの駆動により回転する回転軸と、その回転軸の回転中心からの偏心位置にあって回転軸の回転に伴って円軌跡運動する偏心軸とを設けて、本体から下向きに突出させた偏心軸に、軸受を介してベースを連結すると共に、偏心側と反対側へ突出するバランサを設けたオービタルサンダであって、バランサを、軸受の上方で偏心軸に連結すると共に、下端が上下方向で軸受の中心とベースの下面との間に位置するまで下方へ突出させたことを特徴とするものである。
ここで「回転軸」とは、ギヤによる減速がある製品の場合は最終軸の回転軸となるスピンドルを、ギヤによる減速がない（いわゆる「モータ直結」）製品の場合はモータ軸を言う。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、ベースにおける軸受の保持部を上方へ突出する円筒形状として、バランサの下方への突出部分の内面を、保持部の外面に合致して近接する平面視円弧状としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、バランサの突出部分の外面を平面視円弧状とすると共に、ベースの上面に、突出部分の外面に近接する立ち上げ部を外側内面に有し、突出部分の回転軌跡に合わせたリング状となる凹部を形成したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、偏心軸の下端に、軸受を保持するリテーナを取り付ける一方、ベースにおけるリテーナとの対向部分に逃がし孔を穿設して、リテーナの下面をベースの下面よりも上方に位置させたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、リテーナを皿ネジによって偏心軸へ取り付けると共に、リテーナにおける皿ネジの貫通孔を、皿ネジの頭部が嵌合するテーパ部と、皿ネジのネジ部が貫通する等径部とからなる段付形状としたことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、軸受をバランサを挟んだ上下位置に２つ設けて、バランサを上下の軸受にそれぞれ当接させたことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項６の構成において、上側の軸受を、下向きの開口縁がベースの上面に取り付けられるベアリングリテーナによって保持させると共に、ベアリングリテーナの平面視形状を、内面がバランサの突出部分の外面に近接する円形としたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、バランサを下方向に伸ばすことで径方向への寸法を抑えることができる。よって、バランサの径方向への突出を抑制して全体のコンパクト化が達成可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、軸受の保持部とバランサの突出部分とを円弧状で近接させたことで、径方向に無駄なスペースがなくなってコンパクト化に寄与できる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、凹部の形成により、バランサに下方への突出部分を設けてもベースとの間隔が大きくならず、上下方向でもコンパクト化を維持することができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、ベースに設けるパッドとリテーナとの接触が防止されると共に、リテーナを設けてもベースから突出することがない。また、逃がし孔によってリテーナのネジ止め等も容易に行える。
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加えて、リテーナの強度を確保しつつ、上下方向でのコンパクト化を損なうことがない。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかの効果に加えて、バランサを軸受間のスペーサとして利用できると共に、軸受を２つ設けても上下方向の寸法を最小限に抑えることができる。
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果に加えて、径方向に無駄なスペースがないコンパクトな構成で上側の軸受を保持することができる。

オービタルサンダの縦断面図である。 図１における偏心軸部分の拡大図である。 スピンドル及びベースの分解斜視図である。 スピンドル及びバランサの斜視図である。

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、オービタルサンダの一例を示す縦断面図で、オービタルサンダ１は、モータ３を下向きに収容する本体２の下方に、平面視矩形状のベース５を備えてなる。本体２を形成するハウジング６の下部には、モータ３の出力軸４と平行に回転軸としてのスピンドル７が、上端をニードルベアリング８に、中間をボールベアリング９にそれぞれ軸支されて下方へ突出し、スピンドル７に設けたギヤ１０が出力軸４のピニオンと噛合している。こうしてスピンドル７の上端をニードルベアリング８で軸支したことで、出力軸４との間の軸間距離が短くなり、コンパクト化に寄与できる。１１はハウジング６の側面に突設されてスイッチ１２及びトリガー１３を備えたハンドル、１４は粉塵の排出ノズルである。

また、図２にも示すように、スピンドル７においてハウジング６から突出する下部分は、上部分の回転中心から偏心する偏心軸７Ａとなっており、偏心軸７Ａの下端には、軸受としてのボールベアリング１５を介してベース５の中央部が回転可能に連結されている。このボールベアリング１５は、ベース５の中央部に突設した円筒形状のボス１６内に保持されている。
一方、ベース５の上面には、平面視円形で深皿状のベアリングリテーナ１７が設けられている。このベアリングリテーナ１７は、ボールベアリング１５の上方で偏心軸７Ａを軸支する上側の軸受としてのボールベアリング１８を上側中央部で保持するもので、開口を下向きにした姿勢で開口縁が複数のネジ１９，１９・・によってベース５に固着されている。

２０は、偏心軸７Ａの下端に皿ネジ２１によって取り付けられてボールベアリング１５の下端を保持するリテーナで、リテーナ２０における皿ネジ２１の貫通孔２２は、皿ネジ２１の頭部が嵌合するテーパ部２３と、ネジ部が貫通する等径部２４とからなる段付形状となっている。これによってリテーナ２０の厚み（強度）を確保しつつ皿ネジ２１をリテーナ２０の下面に突出させないようにしている。
また、ベース５におけるリテーナ２０との対向部分には、皿ネジ２１のねじ込みを容易とする逃がし孔２５が穿設されている。但し、逃がし孔２５があってもリテーナ２０の下面はベース５の下面よりも上方に位置するように設定されている。

さらに、ベース５の下面には、ベース５と略同形状のパッド２６が設けられて、ベース５上で長手方向の両端に設けたクランプ機構２７，２７によってパッド２６の下面にサンディングペーパーを張設可能となっている。
一方、ハウジング６の下端開口とベアリングリテーナ１７を含むベース５の上面との間は、蛇腹筒状のラバースリーブ２８が架設されて、ラバースリーブ２８によってベース５の偏心軸７Ａ回りでの回転を規制している。

そして、偏心軸７Ａにおけるボールベアリング１５，１８の間には、バランサ２９がキー３０によって結合されている。このバランサ２９は、図３にも示すように、偏心軸７Ａに結合される内側部材３１と、その内側部材３１に連結される外側部材３２との２部材を組み合わせて形成されている。
まず内側部材３１は、比重が比較的小さいアルミニウム（比重２．７）製で、偏心軸７Ａに外装されてキー３０によって偏心軸７Ａと一体に結合される筒部３３と、その筒部３３から互いに異なる半径方向へ突設される一対のアーム３４，３４とを備えている。ここでは両アーム３４，３４間の角度は略９０°となっている。

次に、外側部材３２は、内側部材３１よりも比重が大きい真鍮（比重８．４）製で、平面視が円弧状となって、その上面にアーム３４，３４がネジ３５，３５によって連結されて、下向きの突出部分となっている。この状態で、外側部材３２の下端は、下側のボールベアリング１５の中心とベース５の下面との間に位置するようになっている。３６は、アーム３４と外側部材３２との間に介在された樹脂製のスペーサである。
また、外側部材３２におけるアーム３４，３４の間は、両端よりも上方に突出する肉厚部３７となっている。この外側部材３２は、バランサ２９の偏心軸７Ａへの組み付け状態で、偏心軸７Ａの偏心側と反対側に突出して、外面がベアリングリテーナ１７の内面に近接し、内面がボス１６の外面に近接するものとなる。

こうしてボールベアリング１５，１８の間にバランサ２９が配置されることで、バランサ２９の筒部３３が上下のボールベアリング１５，１８にそれぞれ当接し、ボールベアリング１５，１８間の間隔を保持するスペーサとして機能するようになっている。また、ベース５の上面には、外側部材３２の回転軌跡に合わせたリング状で、外側内面が外側部材３２の外面に合致して近接する立ち上げ部３９となる凹部３８が凹設されている。この立ち上げ部３９にベアリングリテーナ１７の開口縁がいんろう結合されて、ベアリングリテーナ１７の取付精度を確保している。

以上の如く構成されたオービタルサンダ１においては、トリガー１３を押し込んでモータ３を駆動させると、出力軸４が回転し、これと噛合するスピンドル７が回転する。よって、偏心軸７Ａがスピンドル７の回転中心に対して円軌跡運動し、ベース５もラバースリーブ２８によって自身の回転を規制された状態で円軌跡運動（オービタル運動）を行う。このベース５のオービタル運動により、パッド２６の下面に張設したサンディングペーパーで被研磨材を研磨可能となる。

このオービタル運動の際、バランサ２９がベース５と反対側で回転運動することになるため、遠心力が発生してベース５のオービタル運動に伴う振動が低減される。ここで、バランサ２９は前述のように外側部材３２が上下方向へ突出して必要な質量を確保しているので、径方向へ過大とならず、ベアリングリテーナ１７を含む偏心軸７Ａ部分をコンパクトに収めることができる。

このように、上記形態のオービタルサンダ１によれば、バランサ２９を、ボールベアリング１５の上方で偏心軸７Ａに連結すると共に、下端が上下方向でボールベアリング１５の中心とベース５の下面との間に位置するまで下方へ突出させたことで、バランサ２３を下方向に伸ばすことで径方向への寸法を抑えることができる。よって、バランサ２３の径方向への突出を抑制して全体のコンパクト化が達成可能となる。

特にここでは、ベース５におけるボールベアリング１５の保持部を上方へ突出する円筒形状のボス１６として、バランサ２９の外側部材３２の内面を、ボス１６の外面に合致して近接する平面視円弧状としているので、径方向に無駄なスペースがなくなってコンパクト化に寄与できる。
また、バランサ２９の外側部材３２の外面を平面視円弧状とすると共に、ベース５の上面に、外側部材３２の外面に近接する立ち上げ部３９を外側内面に有し、外側部材３２の回転軌跡に合わせたリング状となる凹部３８を形成したことで、バランサ２９に下方へ突出する外側部材３２を設けてもベース５との間隔が大きくならず、上下方向でもコンパクト化を維持することができる。

さらに、偏心軸７Ａの下端に、ボールベアリング１５を保持するリテーナ２０を取り付ける一方、ベース５におけるリテーナ２０との対向部分に逃がし孔２５を穿設して、リテーナ２０の下面をベース５の下面よりも上方に位置させているので、リテーナ２０とパッド２６との接触が防止されると共に、リテーナ２０を設けてもベース５から突出することがない。また、逃がし孔２５によってリテーナ２０のネジ止め等も容易に行える。
加えて、リテーナ２０を皿ネジ２１によって偏心軸７Ａへ取り付けると共に、リテーナ２０における皿ネジ２１の貫通孔２２を、皿ネジ２１の頭部が嵌合するテーパ部２３と、皿ネジ２１のネジ部が貫通する等径部２４とからなる段付形状としたことで、リテーナ２０の強度を確保しつつ、上下方向でのコンパクト化を損なうことがない。

一方、ボールベアリング１５，１８をバランサ２９を挟んだ上下位置に２つ設けて、バランサ２９を上下のボールベアリング１５，１８にそれぞれ当接させたことで、バランサ２９をボールベアリング１５，１８間のスペーサとして利用できると共に、ボールベアリング１５，１８を２つ設けても上下方向の寸法を最小限に抑えることができる。
そして、上側のボールベアリング１８を、下向きの開口縁がベース５の上面に取り付けられるベアリングリテーナ１７によって保持させると共に、ベアリングリテーナ１７の平面視形状を、内面がバランサ２９の外側部材３２の外面に近接する円形としたことで、径方向に無駄なスペースがないコンパクトな構成でボールベアリング１８を保持することができる。

なお、偏心軸の軸受はボールベアリングに限らず、ニードルベアリング等の他のタイプの軸受も採用可能であるし、軸受は上下２つでなく、一つの軸受で偏心軸とベースとを連結するものであってもよい。
また、バランサの形態も、上述のように内側部材と外側部材との２部材を組み合わせる他、下端が軸受の中心とベースの下面との間に突出する構造であれば、これより多い数の部材を組み合わせたり、逆に複数の部材に分割しない一体型のものであったりしても差し支えない。
さらに、リテーナの取付も皿ネジ以外で行ったりしてもよいが、この場合もリテーナの下面はベース下面より上方とするのが望ましい。但し、逃がし孔やリテーナ、凹部は省略可能である。

その他、オービタルサンダの構造も上記形態に限らず、例えば偏心しないスピンドルの下端に偏心スリーブを外装して偏心軸を形成し、これにベースを連結したり、ハウジングとベースとの間にラバースリーブに代えて棒状のフットを架設したり等、適宜変更可能である。また、ベースの円軌跡運動に自身の回転が加わるランダムオービタルサンダであっても本発明は適用可能である。

１・・オービタルサンダ、２・・本体、３・・モータ、４・・出力軸、５・・ベース、６・・ハウジング、７・・スピンドル、７Ａ・・偏心軸、８・・ニードルベアリング、９，１５，１８・・ボールベアリング、１６・・ボス、１７・・ベアリングリテーナ、２０・・リテーナ、２１・・皿ネジ、２２・・貫通孔、２３・・テーパ部、２４・・等径部、２５・・逃がし孔、２６・・パッド、２９・・バランサ、３１・・内側部材、３２・・外側部材、３３・・筒部、３４・・アーム、３８・・凹部、３９・・立ち上げ部。

Claims (7)

1. モータを備えた本体に、前記モータの駆動により回転する回転軸と、その回転軸の回転中心からの偏心位置にあって前記回転軸の回転に伴って円軌跡運動する偏心軸とを設けて、前記本体から下向きに突出させた前記偏心軸に、軸受を介してベースを連結すると共に、偏心側と反対側へ突出するバランサを設けたオービタルサンダであって、
   前記バランサを、前記軸受の上方で前記偏心軸に連結すると共に、下端が上下方向で前記軸受の中心とベースの下面との間に位置するまで下方へ突出させたことを特徴とするオービタルサンダ。
2. 前記ベースにおける前記軸受の保持部を上方へ突出する円筒形状として、前記バランサの下方への突出部分の内面を、前記保持部の外面に合致して近接する平面視円弧状としたことを特徴とする請求項１に記載のオービタルサンダ。
3. 前記バランサの突出部分の外面を平面視円弧状とすると共に、前記ベースの上面に、前記突出部分の外面に近接する立ち上げ部を外側内面に有し、前記突出部分の回転軌跡に合わせたリング状となる凹部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のオービタルサンダ。
4. 前記偏心軸の下端に、前記軸受を保持するリテーナを取り付ける一方、前記ベースにおける前記リテーナとの対向部分に逃がし孔を穿設して、前記リテーナの下面を前記ベースの下面よりも上方に位置させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のオービタルサンダ。
5. 前記リテーナを皿ネジによって前記偏心軸へ取り付けると共に、前記リテーナにおける前記皿ネジの貫通孔を、前記皿ネジの頭部が嵌合するテーパ部と、前記皿ネジのネジ部が貫通する等径部とからなる段付形状としたことを特徴とする請求項４に記載のオービタルサンダ。
6. 前記軸受を前記バランサを挟んだ上下位置に２つ設けて、前記バランサを上下の前記軸受にそれぞれ当接させたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のオービタルサンダ。
7. 上側の前記軸受を、下向きの開口縁が前記ベースの上面に取り付けられるベアリングリテーナによって保持させると共に、前記ベアリングリテーナの平面視形状を、内面が前記バランサの突出部分の外面に近接する円形としたことを特徴とする請求項６に記載のオービタルサンダ。

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