JP2023129310A - 調整可能なストロークデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】特別な工具もマシンの分解もなしにストロークを調整できるランダムオービタルマシンのためのストローク調整デバイスを提供する。【解決手段】ランダムオービタルマシンのための自動調整可能なストロークデバイスは、中心軸線と空洞を画成する壁とを備えたハウジングを有する。カウンタバランス軸アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に回転可能に配設される。カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が中心軸線に位置合わせされる。装着アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に配設される。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構を有する。ストロークアジャスタがカウンタウェイト軸を装着アセンブリに結合する。ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにする。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構のストローク半径をハウジングの中心軸線に対して可変に調整する。【選択図】図４

Description

本開示は、ポリッシャ、バフ研磨機、サンダーおよびマッサージ機を含む、ただしこれだけには限定されない、ランダムオービタルデバイスに関する。

本開示は、ポリッシングマシン、サンディングマシンおよびマッサージマシンなどの、しかしこれだけには限定されない、ランダムオービタルマシンのストロークを自動的にランダムに交互に切り替えるための装置に関する。これにより、ユーザは、ランダムオービタルマシンの規定されたランダムストロークを有することができる。

オートディテイリング業界および住宅建築業界では、塗装または乾式壁の不備を修正するために、ならびに艶出し剤およびワックスを塗布するために、ポリッシングマシンおよびサンディングマシンが日常的に使用されている。使用されている主なマシンは３種類あり、回転バフ研磨機、ランダムオービタルマシン、およびデュアルアクションマシンが含まれる。パッドのスピン方式がマシンごとに特有であり、異なる目的で使用されるので、工具にはそれぞれ役割がある。

制御された手法で塗装不良を除去するには、回転バフ研磨機が最も高速かつ最も効果的なマシンであり、結果も良好である。回転バフ研磨機に用いられる駆動ユニットはパッドに直接的に接続され、それぞれ互いに軸方向に位置合わせされている。塗装の傷を補修するために、回転バフ研磨機は、通常、傷の周りの塗装を十分に除去して表面を平らにするために使用される。しかし、傷の補修には、一般的な愛好家がもっているよりも高いスキルおよびマシン制御が必要である。こうした理由から、回転バフ研磨機は、非常に簡単に塗装を除去し過ぎ、スワールマークを引き起こすかまたは塗装を焦がすことによって仕上げに損傷を与えてしまうため、通常は、平均的ユーザに避けられている。

平均的ユーザの要求を満たすために、操作に経験および制御がさほど必要とされないランダムオービタルマシンが導入された。ランダムオービタルマシンには歯車箱が使用され、その歯車箱には、バッキングプレートに取り付けられたパッドを動かす特有の機構が２つ採用される。回転バフ研磨機とは異なり、ランダムオービタルマシンでは、パッドおよびバッキングプレートの中心回転軸が、マシンのドライブシャフトからオフセットするように配置される。このオフセットが、通常、「ストローク」と称される。その結果、バッキングプレートおよびパッドは、ドライブシャフトの周りを周回する円運動を行う。同時に、パッドは、アイドル軸受けに装着されているためランダムにスピンする。こうしたランダムなスピンは、パッドに加えられる圧力に応じて変化し、動力が直接的には供給されない。その結果、動力が供給されたスピン動作からの熱を発生させないため、研磨動作は塗装に焦げまたは切削を引き起こさない。したがって、ランダムオービタルマシンは、はるかに安全であり、塗装にスワールまたは焦げを劇的に引き起こしにくくなる。

ランダムオービタルマシンと同じく、デュアルアクションマシンでも、パッドおよびバッキングプレートの中心回転軸がドライブシャフトからオフセットするように配置される。こうしたストロークの結果、バッキングプレートおよびパッドは、ドライブシャフトの周りを周回する円運動を行う。しかし、デュアルアクションマシンの場合、パッドのスピンは動力が直接的に供給される。

ランダムオービタルマシンの本質にはマシンのストロークがある。ストロークは、ドライブシャフト軸とバッキング軸との間のオフセットによって決まる。オフセットまたはストロークが長いほど、バッキングプレートの回転軸がドライブシャフト軸からより遠くに配置される。オフセットを２倍したものがストロークの直径になる。したがって、「ストローク」は、ドライブシャフトの周りを周回するときのバッキングプレートの移動経路の直径を示す用語である。

ランダムオービタルマシンの多くは小ストロークマシンであり、つまり、そのマシンは、約６ｍｍ～１２ｍｍの間の測定値を有するストローク長を用いる。小ストロークマシンでは、パッドの移動がより小さくより狭い軌道に制限される。その結果、動作がより滑らかになる。小ストロークマシンはまた、バッキングプレートがより狭い経路でドライブシャフト回転軸の周りを周回するので、制御がより簡単である。より滑らかな動作のおかげで、振動が少なく移動が小さいため、マシンが保持しやすくなる。

大ストロークマシンでは、ドライブシャフトの周りでのバッキングプレートおよびパッドの軌道が大きいため、同じ毎分回転数（ＲＰＭ）を用いると、バッキングプレートの動きの毎分周回数（ＯＰＭ）が増大する。ストロークが大きいと、パッドの移動も大きくなり、そのことで、艶出し剤を広げより大きい面積を処理するのを助ける。さらに、塗装への切削動作が大きくなり、そのことで傷および塗装不良を補修できるようになる。小ストロークマシンは、通常、単に塗装を艶出しするだけであり、塗装を切削はせず、したがって、表面の不良を除去することができない。

小ストロークの欠点に対処する一方法はマシンのＲＰＭを増大させることであった。これはモータの回転数を増大させるが、マシンのストロークは同じままである。モータのＲＰＭ増大およびパッドのＯＰＭ増大に関連する寿命の課題もある。ＲＰＭを増大させるとモータに負担が掛かり、ＯＰＭを増大させるとパッドがより速く消耗する。

要約して言えば、長ストロークマシンも短ストロークマシンも当業界ではそれぞれ役割がある。したがって、必要とされるのは、特別な工具もマシンの分解もなしに短ストロークと長ストロークとの間でランダムに調整できるマシンである。最後に、必要とされるのは、作動中にマシンのストロークを調整する、コンパクトかつ単純かつ効果的な方法である。

本開示によると、ランダムオービタルマシンのための自動調整可能なストロークデバイスは、中心軸線と空洞を画成する壁とを有するハウジングを備える。カウンタウェイト軸アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に回転可能に配設される。カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が中心軸線に位置合わせされる。装着アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に配設される。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構を含む。ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸を装着アセンブリに結合する。ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにする。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構のストローク半径をハウジングの中心軸線に対して可変に調整する。ストロークアジャスタは、装着アセンブリのストロークを自動的に調整するドライブトレインを含む。カウンタウェイト軸アセンブリは、カウンタウェイト部を含む。このカウンタウェイト部は、ベースディスクに結合される。ベースディスクは、ハウジングに対して回転可能である。カウンタウェイト軸アセンブリは、ストロークアジャスタを収容するための穴を含む。ストロークアジャスタは、装着アセンブリを収容するための穴を含む。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構を結合するために、ベースディスクを貫通して延在する。ハウジングは、ストロークアジャスタのドライブトレインのギアに噛み合うリングギアを含む。

第２の実施形態によると、回転工具がハウジングとモータとを備える。モータは、ドライブトレインを含む。カウンタウェイト軸アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に回転可能に配設される。カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が中心軸線に位置合わせされる。装着アセンブリが少なくとも部分的に空洞の中に配設される。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構を含む。ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸を装着アセンブリに結合する。ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにする。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構のストローク半径をハウジングの中心軸線に対して可変に調整する。ストロークアジャスタは、装着アセンブリのストロークを自動的に調整するドライブトレインを含む。カウンタウェイト軸アセンブリは、カウンタウェイト部を含む。カウンタウェイト部は、ベースディスクに結合される。ベースディスクは、ハウジングに対して回転可能である。カウンタウェイト軸アセンブリは、ストロークアジャスタを収容するための穴を含む。ストロークアジャスタは、装着アセンブリを収容するための穴を含む。装着アセンブリは、ワーク取り付け機構を結合するために、ベースディスクを貫通して延在する。ハウジングは、ストロークアジャスタのドライブトレインのギアに噛み合うリングギアを含む。

本願明細書に提供されている説明から更なる適用分野が明らかになるであろう。この概要における説明および具体例は、例示のみを目的としたものであり、本開示の範囲を制限しようとするものではない。

本開示に記載の図面は、全ての可能な具現例ではなく、選択された実施形態のみの説明を目的としたものであり、本開示の範囲を制限しようとするものではない。

本開示による回転工具の斜視図である。 図１の工具の側面立面図である。 図１の正面図である。 調整可能なストロークデバイスの分解図である。 図２の線５－５に沿った断面図である。 図３の線６－６に沿った断面図である。 図３の線７－７に沿った断面図である。 図２の線８－８に沿った断面図である。 経路軌道が想像線で描かれた図８と同様の断面図である。 図８と同様の断面図である。 図８と同様の断面図である。

以下においては、添付の図面を参照して、複数の例示的実施形態をより詳細に説明する。

図を参照すると、自動調整可能なストロークデバイスを有する工具が示されており、参照符号１０が付されている。本工具は、モータ１２と、電源１４と、電源を起動および停止するためのスイッチ１６とを含む。電源は、コードとして示されているが、充電式電池とすることもできる。モータは、工具のヘッドハウジング２６の内部に位置付けられるピニオン１８を含む。ドライブトレインのヘッドハウジング２６は、ドライブトレイン２２を収容するための空洞を含む。ドライブトレイン２２は、ピニオン１８に噛み合うベベルギアを含む。ベベルギア２４は、自動調整可能なストロークデバイス３０に結合されている。ストロークデバイス３０は、ハウジング３２を介して、ヘッドハウジング２６の底部に装着されている。

調整可能なストロークデバイス３０は、カウンタバランスアセンブリ機構３４と、ワーク装着アセンブリ３６と、ストローク調整機構４０とを含む。ハウジング４２がカウンタバランスアセンブリ３４と、ワーク装着アセンブリ３６と、ストローク調整機構４０とを覆う。ハウジング４２は、これら要素を収容する空洞を画成する。

カウンタバランスアセンブリ３４は、軸４６に固定されたカウンタバランスウェイト４４を含む。軸４６は、その一端にベベルギア２４が固定される。軸４６の他端に、カウンタウェイト４４が固定されている。軸４６は、ベベルギア２４を軸４６上に保持するためのキー５０を収容するキー用凹部４８を含む。

カウンタウェイト４４は、全体として無限形状を有し、一対の穴５２、５４を有する。穴５２は、ストローク調整機構４０の軸受５６を収容している。穴５２、５４の間のウェブ５８は、軸４６のねじ部６０を収容するためのねじ穴を含む。穴５４を有するウェイト部６２は、プレート６６をカウンタウェイト４４のウェイト部６２に結合するための複数のファスナを収容する複数の穴６４をウェイト部６２に含む。プレート６６は円形であり、ストローク調整機構４０を収容するための穴６８を含む。

ストローク調整機構４０は、複数の歯７２を含む中空歯車７０を含む。歯車７０は、歯車７０の上端から突出する軸部７４を含む。軸部７４は、カウンタウェイト部４４の穴５２に嵌め込まれた軸受５６に収容される。円形ベース７６がプレート６６の穴の中に位置付けられる。ベース７６は、歯車７０の開口端の楕円形切欠き８０に嵌入する楕円形部分７８を含む。したがって、ベース７６は歯車７０に固定されるので、独立に回転しない。また、ベース７６をプレート６６に固定するために、穴８２はベースを貫通して延在する。歯車７０は、ワーク装着アセンブリ３６の軸受８６を収容する穴８４を含む。

ワーク装着アセンブリ３６は、軸部８８を含む。軸部は、軸受８６内に突出する軸９０を含む。また、ワーク固定部９２が歯車７０のベース７６の下方に突出する。

ハウジング４２は、一対の部分９６、９８を含む。ディスク状のハウジング部分９６は、穴１００を含む。穴１００は、カウンタバランスアセンブリ３４の軸４６を収容する軸受１０２を収容する。ハウジング部分９６は、ハウジング部分９８に固定される。ハウジング部分９８は環状であり、空洞１０４を画成する。環状ハウジング部分９８は、空洞１０４の内側の、ハウジング部分９８の内壁にリングギア１０６を含む。ハウジング部分９８は、その一端に溝１０８を含む。溝１０８は、カウンタウェイトアセンブリ３４のプレート６６を収容する。プレート６６は、ハウジング部分９８の溝１０８の中で回転する。

作動時、ピニオン１８を回転させるために、モータ１２が起動される。ピニオン１８は、ベベルギア２４を回転させる。軸４６に楔止されているベベルギア２４は、カウンタバランスアセンブリ３４を回転させる。カウンタバランスアセンブリ３４の回転に伴い、プレート６６がハウジング部分９８の中で回転される。ストローク調整機構４０は、その軸７４がカウンタウェイトの穴５２に、軸受５６を介して、位置付けられている。したがって、カウンタウェイトアセンブリ３４の回転に伴い、歯車７０は、リングギア１０６によって回転される。歯車７０は空洞の周囲を回転し移動する。プレート６６は歯車７０に固定されている。歯車７０は、歯車７０の中に位置付けられているワーク装着アセンブリ３６を位置決めする。

したがって、歯車７０の回転に伴い、ワーク装着アセンブリの軸９０も軸受８６の中で回転する。ワーク装着アセンブリ３６は、歯車７０とは異なる回転速度で、通常は歯車７０の回転速度より遅い回転速度で、回転する。したがって、カウンタバランスアセンブリ３４の回転に伴い、歯車７０は、ハウジング部分９８の空洞１０４の中でギアリング１０６に沿って回転される。このとき、ワーク装着アセンブリ３６は、歯車７０の中で回転される。ワーク装着アセンブリ３６に取り付けられたワーク１１０は、その経路全体にわたって回転しながら、自動的に調整される。したがって、カウンタウェイト軸およびワーク装着アセンブリの回転時に、ストロークが調整される。これにより、カウンタウェイト軸４６によって規定されたハウジングの中心軸線に対して、ワーク取り付け機構のストローク半径が可変に調整される。したがって、ストロークアジャスタは、図９Ａに示されている経路に沿って装着アセンブリのストロークを自動的に調整するドライブトレインとして機能する。

ワーク装着アセンブリ３６の回転は歯車７０の回転より遅いので、軸９０の軸線は、図９Ａの経路線に示されているように、リングギア１０６に沿った線に留まる。したがって、一時停止が起こるので、ワーク装着アセンブリ３６は、プレート６６のもう一方の側に移動する前に、リングギア１０６に沿ったやや直線状の平らな弧状経路をたどる。これは、現在の回転機械とは異なる。現在の回転機械では、ワーク装着アセンブリは経路の縁端部に達すると、当該機械のもう一方の側に狭い半径で戻る。これは、仕上げにピグテールまたはスワールを引き起こす。ユーザがこれらを取り除くには、本開示の線形効果に比べ、相当な作業量を必要とする。

各実施形態の上記説明は、例示および説明を目的として提供されている。網羅的であろうとするものでも、開示内容を制限しようとするものでもない。特定の一実施形態の個々の要素または特徴は、通常、その特定の実施形態に限定されず、場合によっては互換性があり、選択された一実施形態において、たとえそこに具体的に図示または説明されていなくとも、使用可能である。これは、多くの方法で変形もされ得る。このような変形例は、本開示からの逸脱とは見なされないものとし、このようなあらゆる変更は本開示の範囲内に含まれるものとする。

Claims (17)

1. ランダムオービタルマシンのための自動調整可能なストロークデバイスであって、
   中心軸線と空洞を画成する壁とを有するハウジングと、
   少なくとも部分的に前記空洞の中に回転可能に配設されたカウンタバランス軸アセンブリであって、前記カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が前記中心軸線に位置合わせされている、カウンタバランス軸アセンブリと、
   少なくとも部分的に前記空洞の中に配設された装着アセンブリであって、ワーク取り付け機構を含む装着アセンブリと、
   前記カウンタウェイト軸を前記装着アセンブリに結合するストロークアジャスタであって、前記ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、前記装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにし、前記装着アセンブリは、前記ワーク取り付け機構のストローク半径を前記ハウジングの前記中心軸線に対して可変に調整し、前記ストロークアジャスタは、前記装着アセンブリのストロークを自動的に調整するギアを含む、ストロークアジャスタと、
   を備えた、自動調整可能なストロークデバイス。
2. 前記カウンタバランス軸アセンブリは、カウンタウェイト部を含む、請求項１に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
3. 前記カウンタウェイト部は、ベースプレートに結合され、前記ベースプレートは、前記ハウジングに対して回転可能である、請求項２に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
4. 前記カウンタバランス軸アセンブリは、前記ストロークアジャスタを収容するための穴を含む、請求項１に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
5. 前記ストロークアジャスタは、前記装着アセンブリを収容するための穴を含む、請求項１に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
6. 前記装着アセンブリは、前記ワーク取り付け機構を結合するために、前記ベースプレートを貫通して延在する、請求項３に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
7. 前記ハウジングは、前記ストロークアジャスタの前記ギアに噛み合うリングギアを含む、請求項１に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
8. 回転工具であって、
   ハウジングおよびモータであって、前記モータはドライブトレインを含む、ハウジングおよびモータと、
   中心軸線と空洞を画成する壁とを有するハウジングと、
   少なくとも部分的に前記空洞の中に回転可能に配設されたカウンタバランス軸アセンブリであって、前記カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が前記中心軸線に位置合わせされている、カウンタバランス軸アセンブリと、
   少なくとも部分的に前記空洞の中に配設された装着アセンブリであって、ワーク取り付け機構を含む装着アセンブリと、
   前記カウンタウェイト軸を前記装着アセンブリに結合するストロークアジャスタであって、前記ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、前記装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにし、前記装着アセンブリは、前記ワーク取り付け機構のストローク半径を前記ハウジングの前記中心軸線に対して可変に調整し、前記ストロークアジャスタは、前記装着アセンブリのストロークを自動的に調整するギアを含む、ストロークアジャスタと、
   を備えた、回転工具。
9. 前記カウンタウェイト軸アセンブリは、カウンタバランス部を含む、請求項８に記載の回転工具。
10. 前記カウンタウェイト部は、ベースプレートに結合され、前記ベースプレートは、前記ハウジングに対して回転可能である、請求項９に記載の回転工具。
11. 前記カウンタバランス軸アセンブリは、前記ストロークアジャスタを収容するための穴を含む、請求項８に記載の回転工具。
12. 前記ストロークアジャスタは、前記装着アセンブリを収容するための穴を含む、請求項８に記載の回転工具。
13. 前記装着アセンブリは、前記ワーク取り付け機構を結合するために、前記ベースプレートを貫通して延在する、請求項１０に記載の回転工具。
14. 前記ハウジングは、前記ストロークアジャスタの前記ギアに噛み合うリングギアを含む、請求項８に記載の回転工具。
15. ランダムオービタルマシンのための自動調整可能なストロークデバイスであって、
    中心軸線と空洞を画成する壁とを有するハウジングと、
    少なくとも部分的に前記空洞の中に回転可能に配設されたカウンタバランス軸アセンブリであって、前記カウンタウェイト軸アセンブリの軸部が前記中心軸線に位置合わせされている、カウンタバランス軸アセンブリと、
    少なくとも部分的に前記空洞の中に配設された装着アセンブリであって、ワーク取り付け機構を含む装着アセンブリと、
    前記カウンタウェイト軸を前記装着アセンブリに結合するストロークアジャスタであって、前記ストロークアジャスタは、カウンタウェイト軸の回転時に、前記装着アセンブリがそのストロークを調整できるようにし、前記装着アセンブリは、前記ワーク取り付け機構のストローク半径を前記ハウジングの前記中心軸線に対して調整するので、前記軸の回転中に前記ワーク取り付け機構のほぼ直線状の移動経路部分をもたらすために、前記ワーク取り付け機構は一時停止する、ストロークアジャスタと、
    を備えた、自動調整可能なストロークデバイス。
16. 前記ストロークアジャスタは、前記装着アセンブリを収容するための穴を含む、請求項１８に記載の自動調整可能なストロークデバイス。
17. 前記装着アセンブリは、前記ストロークアジャスタより低速で回転する、請求項１６に記載の自動調整可能なストロークデバイス。

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