JP2017209738A - 電動研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い熟練度がなくとも所定の研磨品質を得る。【解決手段】この電動研磨装置10は、モータ13と、動力伝達機構部21と、ハウジング11とを備え、動力伝達機構部21が、モータ13が備えるモータ出力軸13aと噛合する中間ギヤ22と、一端側が中間ギヤ22に固定接続されるとともに、他端側が一端側の軸中心から逸れた位置に軸中心を有する偏心スピンドル23と、偏心スピンドル23の他端側に軸受を介して回転可能に取り付けられる内方側外歯歯車25と、ハウジング側に固定設置されるとともに内方側外歯歯車25と噛合する外方側内歯歯車26と、内方側外歯歯車25に接続して設けられる研磨パッド31とを有する。そして、内方側外歯歯車25が、偏心スピンドル23と外方側内歯歯車26との作用によって公転しながら自転するときに、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていく。【選択図】図2
Description
本発明は、電動研磨装置に関するものである。
従来から、偏心軸の作用によって研磨パッドに取り付けたバフ等の研磨手段が回転運動と偏心運動を組み合わせた動作を行うことで、研磨作業を行うようにした電動研磨装置が知られている。例えば、下記特許文献1には、操作性の向上や構造の簡略化、歯の損傷防止、ワーク表面の損傷防止を実現した電動研磨装置(研磨機)が開示されており、具体的な構成として、当該研磨機が、本体内に設けられたモータと、該モータにより回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルに対し偏心位置において回転可能に取り付けられた連結軸と、該連結軸に固定取り付けされた研磨パッド(研磨ディスク)とを備え、前記連結軸には同軸でサンギヤを固定し、前記本体には前記サンギヤと噛み合う、インターナルギヤを設けてなる研磨機であって、前記インターナルギヤを前記本体に対し回転可能に取り付けるとともに、前記本体には前記インターナルギヤの当該本体に対する回転を妨げる位置と、回転を許容する位置とに切り替え操作可能な係止機構を設けて構成されることが開示されている。
ところで、上掲した特許文献1に代表される従来の電動研磨装置(研磨機)では、駆動伝達部を構成する内方側外歯歯車(サンギヤ)と外方側内歯歯車(インターナルギヤ)との噛み合いによって、モータの回転駆動力を、研磨パッドの公転しながら自転する運動に変換している。そしてこのとき、内方側外歯歯車(サンギヤ)の任意の歯は、一定の軌跡を描くように構成されていた。すなわち、研磨パッドの任意の位置が一定の軌跡を描くように構成されていた。
このような構成の電動研磨装置において、研磨パッドの研磨手段取り付け面に大きな回転振れが存在していたり、バフ等の研磨手段の形状精度が低い場合には、研磨作業において、研磨手段の特定の領域が被研磨面に強く摺接してしまうことがある。上述のように、研磨パッドの任意の位置が一定の軌跡を描くように構成されていると、仮に電動研磨装置を位置移動させずに動作させた場合、この特定の領域が研磨する研磨領域は一定となり、他の研磨領域と比べて研磨量が著しく大きくなってしまう。
したがって、この研磨量のばらつきを低減させて研磨品質を高めるためには、操作者は電動研磨装置を好適に移動させながら研磨作業を行うことが必要になるが、仮に、操作者が電動研磨装置を好適に移動させることができなかった場合には、研磨量のばらつきによる研磨品質の低下が発生してしまう。さらに、この特定の領域が研磨する研磨領域は、研磨手段の摺接による温度上昇が周辺の領域と比較して大きくなることから、この温度上昇の不均一を起因とする研磨品質の低下が発生する虞もある。
本発明は、上述した従来技術に存在する種々の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、高い熟練度がなくとも所定の研磨品質を得ることが可能であるとともに、研磨量のばらつきを低減することができ、さらに、研磨領域の温度上昇を平準化することで温度上昇による研磨品質の低下を防止することが可能な、従来にはない新たな電動研磨装置を提供することにある。
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
本発明に係る電動研磨装置(10)は、駆動源となるモータ(13)と、前記モータ(13)からの駆動力を研磨手段に伝達する動力伝達機構部(21)と、装置(10)の外郭を構成するとともに前記モータ(13)と前記動力伝達機構部(21)を収納するハウジング(11)と、を備え、前記動力伝達機構部(21)が、前記モータ(13)が備えるモータ出力軸(13a)と噛合する中間ギヤ(22)と、一端側(23a)が前記中間ギヤ(22)に固定接続されるとともに、他端側(23b)が一端側(23a)の軸中心(α)から逸れた位置に軸中心(β)を有する偏心軸として構成される偏心スピンドル(23)と、前記偏心スピンドル(23)の他端側(23b)に軸受(24a,24b)を介して回転可能に取り付けられる内方側外歯歯車(25)と、前記ハウジング(11)側に固定設置されるとともに前記内方側外歯歯車(25)と噛合して設けられる外方側内歯歯車(26)と、前記内方側外歯歯車(25)に接続して設けられる前記研磨手段を取り付け可能な研磨パッド(31)と、を有して構成される電動研磨装置(10)であって、前記内方側外歯歯車(25)が、前記偏心スピンドル(23)と前記外方側内歯歯車(26)との作用によって公転しながら自転するときに、当該内方側外歯歯車(25)の任意の歯の軌跡の位置が、前記外方側内歯歯車(26)内を周回するごとにずれていくように構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電動研磨装置(10)では、前記内方側外歯歯車(25)の歯数が、前記外方側内歯歯車(26)の歯数の半分よりも大きい歯数であり、かつ、前記外方側内歯歯車(26)の歯数よりも小さい歯数であることが好適である。
さらに、本発明に係る電動研磨装置(10)では、下記数式の数値Aが、整数とならないように構成されていることが好適である。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
またさらに、本発明に係る電動研磨装置(10)では、前記数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成することができる。
本発明によれば、高い熟練度がなくとも所定の研磨品質を得ることが可能であるとともに、研磨量のばらつきを低減することができ、さらに、研磨領域の温度上昇を平準化することで温度上昇による研磨品質の低下を防止することが可能な電動研磨装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本実施形態に係る電動研磨装置を上面側から見た場合の図であり、この図では、上方側の部材を取り除いて内部構造が見える状態が示されている。また、図2は、図1中のA−A断面を示す図であり、本実施形態に係る電動研磨装置の縦断面左側面を示している。さらに、図3は、本実施形態に係る電動研磨装置の前面を示す外観図であり、図4は、本実施形態に係る電動研磨装置の後面を示す部分破断図である。またさらに、図5は、図2中のB−B断面を示す図であり、図6は、図2中のC−C断面を示す図であり、図7は、図2中のD−D断面を示す図である。さらにまた、図8は、図3中のE−E断面を示す図である。さらに、図9は、本実施形態に係る電動研磨装置が有する内方側外歯歯車が、偏心スピンドルと外方側内歯歯車との作用によって公転しながら自転するときに、当該内方側外歯歯車が有する1つの歯が辿る位置の軌跡を描いた図であって、当該歯が外方側内歯歯車内をほぼ3回周回した場合の軌跡が示されている。またさらに、図10は、本実施形態に係る電動研磨装置が有する内方側外歯歯車が、偏心スピンドルと外方側内歯歯車との作用によって公転しながら自転するときに、当該内方側外歯歯車が有する1つの歯が辿る位置の軌跡を描いた図であって、当該歯が外方側内歯歯車内を5回周回した場合の軌跡が示されている。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図1〜図4で示すように電動研磨装置の方向を定義した。ただし、この方向は、本実施形態に係る電動研磨装置の使用時の方向を示すものではなく、本実施形態に係る電動研磨装置は、あらゆる姿勢で使用することができる。つまり、図1〜図4で示した「前、後、上、下、左、右」の方向は、あくまで説明の便宜のために決定したものである。
本実施形態に係る電動研磨装置10は、装置の外郭を構成するハウジング11と、このハウジング11の前方に取り付けられる研磨パッド31とを有して構成されている。
ハウジング11は、図2に示すように、縦断面左側面視で概略T字形状をした外郭形状を備えている。本実施形態に係るハウジング11は、駆動源となるモータ13を収納するハウジング本体部11aと、このハウジング本体部11aの前方に取り付けられて、後述する動力伝達機構部21を収納するハウジング機構収納部11bと、ハウジング本体部11aから下方に延びて形成されることで操作者からの把持を受ける把持部として機能するハウジング把持部11cとによって構成されている。
本実施形態に係るハウジング11を構成するハウジング本体部11a、ハウジング機構収納部11b、ハウジング把持部11cについては、樹脂材料によって構成されているが、例えば、ハウジング機構収納部11bをアルミのダイカスト製品にて構成したり、各部材の表面にエラストマー等の弾性部材を設置したりするなど、操作性や安全性、耐久性等の向上のための様々な形態を採用することができる。
ハウジング把持部11cの内部には、最下方の位置に電力コード14が接続設置されており、不図示の外部電源からの電力を、この電力コード14を介して駆動源となるモータ13に対して供給できるようになっている。なお、本実施形態では、電力コード14を利用して外部電源から電力の供給を受けるようにした構成を例示したが、例えば、バッテリパック等をハウジング把持部11cの最下方の位置に接続できるようにして電力供給を受ける形式を採用しても良い。
ハウジング把持部11cの略中央位置の前方側には、駆動力調整ダイヤル15が設置されている。この駆動力調整ダイヤル15は、図4に示された制御盤16に対して電気的に接続されており、また、この制御盤16は、駆動源となるモータ13の回転数等を制御可能に構成されている。したがって、操作者が駆動力調整ダイヤル15のつまみを回転させると、つまみの回転量および回転方向に応じて制御盤16が電気制御信号を発信し、モータ13の回転数等の制御が可能となっている。つまり、操作者は、駆動力調整ダイヤル15を操作することで、所望の研磨作業を実行することが可能となっている。
ハウジング把持部11cの上部には、内部にスイッチ装置17が設置されるとともに、このスイッチ装置17に接続する操作ノブ18が、ハウジング把持部11cの上部前方に剥き出しの状態で設置されている。スイッチ装置17では、操作者が操作ノブ18を押し込むとON状態となり、モータ13への電力供給を許容して電動研磨装置10の運転が可能となる。一方、操作者が操作ノブ18の押し込みを解除すると、スイッチ装置17はOFF状態となり、モータ13への電力供給が遮断されて電動研磨装置10の運転が停止される。なお、スイッチ装置17には、押し込まれた操作ノブ18をそのままの押し込み状態で固定保持するための保持スイッチ19が設置されており、操作者が操作ノブ18を押し込んだ状態で、さらに保持スイッチ19を押し込むと、保持スイッチ19の保持機構が作用して操作ノブ18の押し込み状態が維持され、操作者が操作ノブ18から手指を放したとしても、スイッチ装置17のON状態が維持されるように構成されている。なお、操作ノブ18の押し込み状態を解除する場合には、再度、保持スイッチ19を押し込むことで操作ノブ18の固定状態が解除され、スイッチ装置17がOFF状態となる初期の運転停止状態に戻ることができる。
ハウジング本体部11aの内部に収納設置されるモータ13は、モータ軸13aを横(前後)方向に向けた状態で設置されている。モータ軸13aの前方側の軸端部には、ハスバ歯車13bが形成されている。そして、モータ13からの駆動力を不図示のバフ等の研磨手段を設置可能な研磨パッド31に伝達する動力伝達機構部21が、ハウジング本体部11aの前方側に設置されたハウジング機構収納部11bの内部に収納されており、モータ軸13aと、モータ13からの駆動力を研磨パッド31に伝達する動力伝達機構部21とは、モータ軸13aのハスバ歯車13bを介して駆動力伝達可能に接続されている。
本実施形態に係る動力伝達機構部21は、モータ13が備えるモータ出力軸13aに形成されたハスバ歯車13bと噛合する中間ギヤ22を備えている。この中間ギヤ22には、偏心スピンドル23が固定接続されている。偏心スピンドル23は、一端側(後端側)の主スピンドル軸部23aと、他端側(前端側)の偏心スピンドル軸部23bとが一体結合した軸体として構成されている。また、この偏心スピンドル23は、一端側(後端側)の主スピンドル軸部23aが中間ギヤ22に固定接続されるとともに、他端側(前端側)の偏心スピンドル軸部23bが一端側(後端側)の主スピンドル軸部23aの軸中心(符号αで示す軸中心線)から逸れた位置に軸中心(符号βで示す軸中心線)を有する偏心軸として構成されている。なお、この偏心スピンドル23については、図6においてより詳細に示されている。図6には、主スピンドル軸部23aの前方側の軸端表面と、偏心スピンドル軸部23bの軸方向に直交する方向の縦断面が示されている。
また、偏心スピンドル軸部23b、つまり、偏心スピンドル23の他端側(前端側)には、2つの軸受24a,24bを介して内方側外歯歯車25が取り付けられている。この内方側外歯歯車25は、2つの軸受24a,24bを介して偏心スピンドル軸部23bに取り付けられているので、偏心スピンドル軸部23bに対して回転可能な状態となっている。
内方側外歯歯車25の外方には、ハウジング機構収納部11bに固定設置されるとともに内方側外歯歯車25と噛合して設けられる外方側内歯歯車26が設置されている。これら内方側外歯歯車25と外方側内歯歯車26の詳細な設置状態が、図5に示されている。
さらに、内方側外歯歯車25の前方側には、バフ等の研磨手段を取り付け可能な研磨パッド31が接続固定されている。つまり、研磨パッド31は、内方側外歯歯車25とともに回転運動を行う部材である。研磨パッド31の後方側には、パッドシート32が設置されており、このパッドシート32は、研磨パッド31とともに回転運動を行うように構成されている。一方、パッドシート32のさらに後方側であって、回転運動を行うパッドシート32と接触する位置に、シールリング27が設置されている。このシールリング27は、ハウジング機構収納部11bの前方端部に接着等の手段で固定設置されている。したがって、ハウジング機構収納部11bに固定設置されるシールリング27と回転運動を行うパッドシート32とは、摺接可能な状態で設置されているので、両部材が協働してシール機能を発揮することができるようになっている。本実施形態に係る電動研磨装置10の場合、研磨パッド31に対してバフ等の研磨手段を取り付け、また、バフにはコンパウンド等の研磨剤を塗布して研磨作業を行うことが想定されるので、電動研磨装置10を動作させた場合には、研磨パッド31の周辺部位に多くの研磨粉や塵芥等が飛散することとなる。このような作業環境下で使用される電動研磨装置10のハウジング11内部に対して、研磨粉や塵芥等が侵入することを防止するために、シールリング27とパッドシート32とが機能を発揮することとなる。
またさらに、偏心スピンドル軸部23bの前方側の最先端部には、錘部材28が設置されている。本実施形態に係る偏心スピンドル23は、偏心した軸体として構成されているので、重量バランスの調整を図る必要がある。そこで、偏心スピンドル軸部23bが主スピンドル軸部23aに対して偏心した方向とは逆側に重量を付加できるように、錘部材28が設置されている。なお、本実施形態に係る錘部材28の形状については、図7にて詳細に示されているが、錘部材28の形状については、あらゆる形態を採用することができる。
さらにまた、図8には、本実施形態に係る研磨パッド31の取付状態が示されている。図8にて示されるように、本実施形態に係る研磨パッド31は、内方側外歯歯車25の前方側の端部に対してボルト33を用いて固定設置されている。このとき、内方側外歯歯車25の前方側の端部と研磨パッド31との間には、パッドシート32が挟み込まれており、シールリング27と摺接状態で回転運動を行うパッドシート32の安定した固定状態が実現されている。
以上、本実施形態に係る電動研磨装置10の主要な構成を説明したが、本実施形態に係る電動研磨装置10は、さらに有意な構成を備えている。すなわち、本実施形態に係る電動研磨装置10では、上述したように内方側外歯歯車25が偏心スピンドル23の偏心した偏心スピンドル軸部23bに対して回転可能な状態で取り付けられるとともに、内方側外歯歯車25が有する外歯歯車が、その外周側で回転不能な状態でハウジング機構収納部11bに固定設置された外方側内歯歯車26の内歯歯車と噛み合った状態で構成されている。したがって、本実施形態に係る内方側外歯歯車25は、偏心スピンドル23と外方側内歯歯車26との作用によって、公転しながら自転する運動を行うことになる。そして、本実施形態では、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくように構成されているのである。
そして、上記構成を実現するために、本実施形態に係る電動研磨装置10は、内方側外歯歯車25の歯数が、外方側内歯歯車26の歯数の半分よりも大きい歯数であり、かつ、外方側内歯歯車26の歯数よりも小さい歯数となるように構成されている。
またさらに、上記構成を実現するために、本実施形態に係る電動研磨装置10では、下記数式の数値Aが、整数とならないように構成される形態が採用されている。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
具体的には、本実施形態の場合、内方側外歯歯車25の外歯の歯数は41歯で構成されており、一方の外方側内歯歯車26の内歯の歯数は46歯で構成されている。かかる構成を、上記数式に当てはめると、
A=(46/(46−41))=9.2
となり、数値Aが整数とならない。数値Aが整数でない場合には、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになる。そして、研磨パッド31の研磨領域は、電動研磨装置10を位置移動せずに動作させた場合には、偏心スピンドル23の偏心した偏心スピンドル軸部23bの偏心量と、研磨パッド31に装着されたバフ等の研磨手段の直径によって規定されることとなるが、前述のように、研磨パッド31と接続する内方側外歯歯車25は、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになるので、バフ等の研磨手段の任意の位置は一定の箇所を研磨し続けることが無く、周回するごとに、すなわち自転するごとに必ず位置をずらしながら研磨が実行されることとなる。なお、本実施形態においては、数値Aが示す値のように、内方側外歯歯車25は、公転9.2回転毎に自転1回転を行うこととなる。
A=(46/(46−41))=9.2
となり、数値Aが整数とならない。数値Aが整数でない場合には、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになる。そして、研磨パッド31の研磨領域は、電動研磨装置10を位置移動せずに動作させた場合には、偏心スピンドル23の偏心した偏心スピンドル軸部23bの偏心量と、研磨パッド31に装着されたバフ等の研磨手段の直径によって規定されることとなるが、前述のように、研磨パッド31と接続する内方側外歯歯車25は、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになるので、バフ等の研磨手段の任意の位置は一定の箇所を研磨し続けることが無く、周回するごとに、すなわち自転するごとに必ず位置をずらしながら研磨が実行されることとなる。なお、本実施形態においては、数値Aが示す値のように、内方側外歯歯車25は、公転9.2回転毎に自転1回転を行うこととなる。
ここで、上記動作をより具体的に説明するために、図2、図5、図9および図10を参照する。ここでは、図5において符号S0で示した歯の辿る軌跡を例にとって、動作説明を行うこととする。まず、モータ13が有するモータ軸13aが前方に向かって右回りで回転駆動すると、中間ギヤ22は前方に向かって左回りで回転駆動するので、図5で描かれた内方側外歯歯車25は、紙面に対して反時計回り方向で公転するとともに、偏心スピンドル軸部23bを基準に見ると、内方側外歯歯車25は偏心スピンドル軸部23bに対して紙面の時計回り方向に回転(自転)を行うこととなる。このとき、内方側外歯歯車25の外歯の歯数は41歯で構成されており、一方の外方側内歯歯車26の内歯の歯数は46歯で構成されているので、内方側外歯歯車25が外方側内歯歯車26内で1公転すると、図5において符号S0で示した歯は、歯数の差が存在することから図5において紙面の時計回り方向にずれた位置で再び外方側内歯歯車26と噛み合うこととなる。かかる様子が図9において示されており、図5において符号S0で示した歯の辿る軌跡は、図9で示す符号S0の位置をスタート地点として、符号L1で示す軌跡を辿りながら符号S1の位置に移動することとなる。
そして、さらに内方側外歯歯車25が公転を行うと、図5において符号S0で示した歯は、内方側外歯歯車25が外方側内歯歯車26内で1公転するごとに、図9における符号S1の位置から符号L2、L3、L4、・・・、L9の軌跡を辿りながら符号S2、S3、S4、・・・、S9の位置へと移動を続ける。このとき、当該歯は、最初のスタート地点である符号S0の位置には重畳せず、反時計回り側に少しずれた符号S9で示す場所に位置することとなる。そしてさらに公転を行うと、当該歯は、符号L10、L11、L12、・・・、L18、・・・、L27の軌跡を辿りながら符号S10、S11、S12、・・・、S18、・・・、S27と位置移動を続ける。その後、符号S27の位置から更に同様の位置移動を行い、図10に示すように、外方側内歯歯車26内を合計5回周回すると、当該歯は最初のスタート地点である符号S0の位置に戻ることとなる。そして、以後も同様に位置移動を繰り返すことになる。なお、図9においては、理解を容易にするために、符号S27に続く当該歯の位置とその軌跡については図示を省略している。このとき、当該歯が符号S0の位置から次に符号S0の位置に移動する間に辿る軌跡L1〜L27・・・は、図10に示すように、重畳した軌跡を描かないようになっている。すなわち、当該歯が辿る軌跡L1〜L27・・・に対応する研磨パッド31の任意の位置の軌跡が重畳した軌跡を描かないことになる。
ここで、背景技術の欄で説明したように、従来技術に係る電動研磨装置では、研磨パッドの任意の位置が常に一定の軌跡を描くように構成されていたので、研磨手段の特定の領域が被研磨面に強く摺接している場合には、仮に電動研磨装置を移動させずに動作させると、この特定の領域が研磨する研磨領域は一定となり、他の研磨領域と比べて研磨量が著しく大きくなっていた。すなわち、研磨量に大きなばらつきが発生していた。したがって、良好な研磨品質を得るためには、電動研磨装置を好適に移動させながら動作させなければならず、その移動操作には高い熟練度が必要であった。しかしながら、本実施形態に係る電動研磨装置10のように研磨パッド31の任意の位置が描く軌跡がずれていくように構成されていれば、このような場合であっても、研磨量のばらつきが大きくならないので、電動研磨装置10の移動操作に高い熟練度を必要としない。したがって、本実施形態によれば、比較的容易に所望の研磨品質を得られる電動研磨装置の提供が可能となっている。
なお、本実施形態の場合、上述した数式における数値Aの小数点以下の値は、0.2となるように構成されている。したがって、本実施形態に係る電動研磨装置10では、上述したように、内方側外歯歯車25の1つの歯の軌跡が、外方側内歯歯車26内の5回の周回毎で重なるように研磨パッド31が回転運動を行うこととなる。発明者による実機での実験によって、数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成した場合の電動研磨装置10によれば、好適な研磨品質を得られることが実証されており、かかる条件での内方側外歯歯車25と外方側内歯歯車26の歯数の設定が好適であることが明らかとなっている。
以上、本実施形態に係る電動研磨装置10の好適な構成例を説明した。次に、本実施形態に係る電動研磨装置10自体の動作説明を行う。
操作者は、本実施形態に係る電動研磨装置10のハウジング把持部11cを利き手の手指にて把持するとともに、ハウジング本体部11aを利き手とは逆の手を添えることで、電動研磨装置10を好適に操作することができる。本実施形態に係る電動研磨装置10は、あらゆる姿勢で使用することができ。地平面に対して水平な床面に対して用いるだけではなく、鉛直方向に延びる壁面や天井面、複雑な曲面が集合した面に対しても、用いることができる。
研磨パッド31には、バフ等の研磨手段を取り付けることで研磨作業が可能となる。また、バフには、コンパウンド等の研磨剤を塗布することも可能である。このようにして、操作者による電動研磨装置10の動作準備が完了する。
次に、操作者が利き手側の指で操作ノブ18を押し込むと、スイッチ装置17はON状態となり、モータ13への電力供給が実施されて、モータ13が駆動を開始する。このとき、保持スイッチ19を利用することで、操作者が操作ノブ18から指を放したとしても操作ノブ18が固定され、スイッチ装置17のON状態が維持される状態とすることもできる。また、モータ13の駆動中もしくは駆動前に、操作者が駆動力調整ダイヤル15のつまみを回転させることで、モータ13の回転数等の制御を行うことが可能である。かかる調整は、研磨対象の条件等に応じて適宜変更することが可能である。
モータ13が駆動を開始すると、モータ13が備えるモータ出力軸13aが回転駆動される。モータ出力軸13aの前方側の軸端部には、ハスバ歯車13bが形成されており、このハスバ歯車13bには、動力伝達機構部21を構成する中間ギヤ22が噛合している。モータ出力軸13aの回転駆動によって中間ギヤ22が回転されると、この中間ギヤ22には、偏心スピンドル23が固定接続されているので、偏心スピンドル23も回転運動を行うこととなる。ここで、偏心スピンドル23は、一端側(後端側)の主スピンドル軸部23aが中間ギヤ22に固定接続されるとともに、他端側(前端側)の偏心スピンドル軸部23bが一端側(後端側)の主スピンドル軸部23aの軸中心(符号αで示す軸中心線)から逸れた位置に軸中心(符号βで示す軸中心線)を有する偏心軸として構成されている。したがって、中間ギヤ22とともに偏心スピンドル23の主スピンドル軸部23aが回転運動を行うと、主スピンドル軸部23aとは軸中心が逸れた偏心スピンドル軸部23bが公転運動を行うこととなる。
公転運動を行う偏心スピンドル軸部23bには、2つの軸受24a,24bを介して内方側外歯歯車25が取り付けられている。つまり、内方側外歯歯車25は、偏心スピンドル軸部23bに対して回転運動自在な状態で取り付けられている。また、内方側外歯歯車25の外方には、ハウジング機構収納部11bに固定設置されるとともに内方側外歯歯車25と噛合して設けられる外方側内歯歯車26が設置されている。さらに、内方側外歯歯車25には、研磨パッド31が固定接続されている。したがって、本実施形態に係る内方側外歯歯車25と研磨パッド31は、偏心スピンドル23と外方側内歯歯車26との作用によって、公転しながら自転する運動を行うことになる。
なお、研磨パッド31の駆動の際には、前述したように、研磨パッド31の後方側に固定設置されたパッドシート32と、ハウジング機構収納部11bの前方端部に固定設置されたシールリング27との摺接作用によって、ハウジング11内部へのシール性が発揮されるので、研磨粉や塵芥等がハウジング11内に侵入して装置に不具合を生じさせることを防止ししている。
また、偏心スピンドル軸部23bの前方側の最先端部に設置される錘部材28の作用によって、公転しながら自転する研磨パッド31の安定した運動状態が実現されることとなる。
さらに、本実施形態に係る電動研磨装置10では、下記数式の数値Aが、整数とならないように構成される形態が採用されている。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
例えば、本実施形態では、内方側外歯歯車25の外歯の歯数は41歯で構成されており、一方の外方側内歯歯車26の内歯の歯数は46歯で構成されている。かかる構成を、上記数式に当てはめると、
A=(46/(46−41))=9.2
となり、数値Aが整数とならない。数値Aが整数でない場合には、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになるので、研磨パッド31の任意の位置は、周回するごとに異なる軌跡を描くこととなる。すなわち、研磨パッド31の任意の位置は、自転毎に異なる軌跡を描くこととなる。また、本実施形態の場合、数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成した。この場合、研磨パッド31の任意の位置が描く軌跡は、自転5回転毎で重なるように運動することとなる。かかる構成は、好適な研磨品質を得られることが実証されており好ましい。
A=(46/(46−41))=9.2
となり、数値Aが整数とならない。数値Aが整数でない場合には、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくことになるので、研磨パッド31の任意の位置は、周回するごとに異なる軌跡を描くこととなる。すなわち、研磨パッド31の任意の位置は、自転毎に異なる軌跡を描くこととなる。また、本実施形態の場合、数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成した。この場合、研磨パッド31の任意の位置が描く軌跡は、自転5回転毎で重なるように運動することとなる。かかる構成は、好適な研磨品質を得られることが実証されており好ましい。
このように、本実施形態では、内方側外歯歯車25が公転しながら自転する運動を行う際に、当該内方側外歯歯車25の任意の歯の軌跡の位置が、外方側内歯歯車26内を周回するごとにずれていくように構成されている。そして、かかる構成を具体的に実現するために、下記数式の数値Aが、整数とならないように構成される形態が採用されている。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
また、数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成することが好ましいことが、実機による検証によって明らかとなっている。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数))
また、数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成することが好ましいことが、実機による検証によって明らかとなっている。
上記のような有意な構成を有する電動研磨装置10によれば、従来技術のように作業者が高い熟練度を有しない場合であっても、所定の研磨品質を得られることとなる。特に、本実施形態に係る電動研磨装置10によれば、研磨パッド31の任意の位置が自転毎に異なる軌跡を描くように公転しながら自転する運動を繰り返すことになるので、研磨パッド31に取り付けられる研磨手段の任意の位置が常に同じ領域を研磨してしまうといったことがない。したがって、研磨量のばらつきが大きくなってしまうという従来技術の課題が解消されることとなり、また、研磨領域の温度上昇の不均一を起因とする研磨品質の低下が発生する虞を低減することができるので、従来技術と比較してさらに研磨品質を向上させることが可能となっている。すなわち、本発明によれば、高い熟練度がなくとも所定の研磨品質を得ることが可能であるとともに、研磨量のばらつきを低減することができ、さらに、研磨領域の温度上昇を平準化することで温度上昇による研磨品質の低下を防止することが可能な、従来にはない新たな電動研磨装置10を提供することが可能となっている。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、内方側外歯歯車25の外歯の歯数が41歯で構成されており、一方の外方側内歯歯車26の内歯の歯数が46歯で構成されている場合を例示して説明を行った。しかしながら、この歯数については、本発明が取り得る一実施例に過ぎない。本発明では、上記した数式の数値Aが、整数とならないように構成される形態であれば、どのような歯数を採用しても良い。
また、例えば、上述した実施形態では、ハウジング11は、図2に示すように、縦断面左側面視で概略T字形状をした外郭形状を備えている場合を例示した。しかしながら、本発明の電動研磨装置のハウジング形状はどのようなものであっても良い。例えば、縦断面左側面視で概略逆L字形状をした外郭形状を備えているハウジングなど、あらゆる形態を採用することができる。
そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
10 電動研磨装置、11 ハウジング、11a ハウジング本体部、11b ハウジング機構収納部、11c ハウジング把持部、13 モータ、13a モータ軸、13b ハスバ歯車、14 電力コード、15 駆動力調整ダイヤル、16 制御盤、17 スイッチ装置、18 操作ノブ、19 保持スイッチ、21 動力伝達機構部、22 中間ギヤ、23 偏心スピンドル、23a 主スピンドル軸部、23b 偏心スピンドル軸部、24a,24b 軸受、25 内方側外歯歯車、26 外方側内歯歯車、27 シールリング、28 錘部材、31 研磨パッド、32 パッドシート、33 ボルト、α (主スピンドル軸部23aの)軸中心、β (偏心スピンドル軸部23bの)軸中心。
Claims (4)
- 駆動源となるモータと、
前記モータからの駆動力を研磨手段に伝達する動力伝達機構部と、
装置の外郭を構成するとともに前記モータと前記動力伝達機構部を収納するハウジングと、
を備え、
前記動力伝達機構部が、
前記モータが備えるモータ出力軸と噛合する中間ギヤと、
一端側が前記中間ギヤに固定接続されるとともに、他端側が一端側の軸中心から逸れた位置に軸中心を有する偏心軸として構成される偏心スピンドルと、
前記偏心スピンドルの他端側に軸受を介して回転可能に取り付けられる内方側外歯歯車と、
前記ハウジング側に固定設置されるとともに前記内方側外歯歯車と噛合して設けられる外方側内歯歯車と、
前記内方側外歯歯車に接続して設けられる前記研磨手段を取り付け可能な研磨パッドと、
を有して構成される電動研磨装置であって、
前記内方側外歯歯車が、前記偏心スピンドルと前記外方側内歯歯車との作用によって公転しながら自転するときに、当該内方側外歯歯車の任意の歯の軌跡の位置が、前記外方側内歯歯車内を周回するごとにずれていくように構成されていることを特徴とする電動研磨装置。 - 請求項1に記載の電動研磨装置において、
前記内方側外歯歯車の歯数が、前記外方側内歯歯車の歯数の半分よりも大きい歯数であり、かつ、前記外方側内歯歯車の歯数よりも小さい歯数であることを特徴とする電動研磨装置。 - 請求項1又は2に記載の電動研磨装置において、
下記数式の数値Aが、整数とならないように構成されていることを特徴とする電動研磨装置。
A=(外方側内歯歯車の歯数/(外方側内歯歯車の歯数−内方側外歯歯車の歯数)) - 請求項3に記載の電動研磨装置において、
前記数値Aの小数点以下の値が0.2となるように構成されていることを特徴とする電動研磨装置。
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