JP3063944B2 - 研磨方法および研磨工具 - Google Patents

研磨方法および研磨工具

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は研磨方法および研磨工具
に関する。さらに詳しくは、自動車の塗装における水研
作業に適用される研磨方法および研磨工具に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の塗装作業においては、いわゆる
水研作業により、上塗り塗料の定着性をよくするととも
に、その表面あらさをサブミクロン程度にして塗膜の鏡
面仕上げがなされている。
【0003】この水研作業には、図6乃至図8に示す研
磨部1を有する研磨工具が用いられている。図6に示す
例では、エアモーターまたは電気モーターMの駆動軸2
の先端2aに連結部材3の中心が接続され、この連結部
材3の一端3aにパッド4および研磨エレメント5を有
する研磨部材6の研磨エレメント5が設けられている面
とは反対側に設けられている軸部材7の先端部7aが、
例えばボールベアリング8を介して回転可能に接続さ
れ、他端3bにこの研磨部材6と同重量を有するカウン
ターウエイト9が接続されてなるものである。そして、
図6に示す研磨部1を有する研磨工具による研磨は、モ
ーターMにより連結部材3を回転させ、その回転運動に
より研磨部材6を水膜が形成された塗膜の表面を回転さ
せることによりなされる。この回転の際には、研磨部材
6には自転が生じないので、研磨部材6は公転運動のみ
を行う。すなわち、研磨部材6は、いわゆるオービタル
運動を行う。なお、図6において、rはオービタル半径
を示す。
【0004】図7に示す例では、エアモーターまたは電
気モーターMの駆動軸2の先端2aに連結部材3の一端
3aが接続され、他端3bに研磨部材6の研磨エレメン
ト5が設けられた面とは反対側に設けられた軸部材7の
先端部7aが、例えばボールベアリング8を介して回転
可能に接続されるとともに、モーターMと研磨部材6と
の間に防振ゴムからなるケーシング10を設けて、モー
ターMの駆動軸2、連結部材3および研磨部材6に設け
られている軸部材7を覆ってなるものである。そして、
図7に示す研磨部1を有する研磨工具による研磨も、図
6に示す研磨工具と同様にしてなされる。
【0005】図8に示す例では、エアモーターまたは電
気モーターMの駆動軸2の先端2aに研磨部材6が直結
されてなるものである。そして、図8に示す研磨部1を
有する研磨工具による研磨は、モーターMにより研磨部
材6を水膜が形成された塗膜の表面を自転させることに
よりなされる。
【0006】しかしながら、図6乃至図8に示す研磨部
1を有する研磨工具は、それぞれ次のような欠点を有し
ている。
【0007】すなわち、図6に示す例では、遠心力のバ
ランスを取るためにカウンターウエイト9を設けている
が、その取付け位置は、構造上の制約から研磨部材6と
同一レベルとすることはできない。そのため、図9に示
すように、偶不つりあいが生ずる。それとともに、研磨
部材6にはこの偶不つりあいによる微小振動が発生す
る。その結果、研磨性能が低下し塗膜面の品質が低下す
るという問題が生ずる。なお、図9中の矢符は遠心力の
作用方向を示す。
【0008】ところで、研磨に関しては、研磨面の速度
を上げると塗膜面の研磨品質が向上することが知られて
いる。したがって、研磨品質を向上させるために、研磨
速度を上げる必要がある。ここで、研磨面の速度を上げ
る方法としては、オービタル半径r(図6参照)を大き
くする方法と、モーターMの回転数を上げる方法とがあ
る。しかしながら、オービタル半径rを大きくした場合
には、前述の偶不つりあいが増大し、かえって塗膜面の
研磨品質を低下させることになる。また、モーターMの
回転数を上げた場合には、現状でもベアリングの許容最
大回転数近くの7000RPM程度の高速回転で回転が
なされているため、これ以上回転数を増大させればベア
リング寿命の著しい低下や損傷という別の問題が生ず
る。
【0009】図7に示す例では、ケーシング10に防振
ゴムが用いられているので、耐久性に問題がある。ま
た、カウンターウエイト9を用いないで研磨部材を公転
させているので、研磨部材6による遠心力の悪影響を小
さくする必要上から、オービタル半径は図6に示す研磨
工具より小さくなり、そのため、研磨面の速度を大きく
できず、研磨品質の向上がなしえないという問題もあ
る。
【0010】図8に示す工具では、研磨部材6が自転し
ているために、研磨面の中心部と周辺部では速度が異な
り、均一な研磨品質が得られないという問題がある。
【0011】このように、従来より用いられている研磨
工具はそれぞれ問題を有しているので、研磨特性が改善
された研磨工具あるいは研磨方法の出現が望まれてい
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、オービタル半
径が大きくされ、それにより研磨品質も向上されてなる
研磨方法および研磨工具を提供することを目的としてい
る。
【0013】
【0014】
【0015】
【課題を解決するための手段】 本発明の研磨工具は、偶
数個の研磨部材と保持部材と駆動手段と自転規制手段と
を備えてなり、前記研磨部材には、その研磨面と反対側
の面に軸部材が設けられ、前記研磨部材は、前記保持部
材に基準点に関する遠心力がつりあう位置関係において
回転可能に保持され、前記保持部材が駆動手段により前
記基準点を中心として回転可能とされ、前記自転規制手
段により前記研磨部材の自転が規制されている研磨部を
有することを特徴とする。
【0016】本発明の研磨工具においては、2個の研磨
部材が用いられ、その軸部材が直線状保持部材の両端部
に回転可能に保持され、前記保持部材が、駆動手段によ
りその中点を中心として回転可能とされていたり、4個
の研磨部材が用いられ、その軸部材が十字状保持部材の
各先端部に回転可能に保持され、前記保持部材が駆動手
段により、前記十字状保持部材の十字の交点を中心とし
て回転可能とされているのが好ましい。
【0017】
【0018】ここで、自転規制手段としては、例えば保
持部材の回転中心と同一回転中心を有する太陽歯車と、
研磨部材の軸部材に装着されている前記太陽歯車と同数
の歯数を有する研磨部材側歯車と、前記太陽歯車と前記
研磨部材側歯車との間に設けられている遊び歯車とから
なる歯車列が用いられる。
【0019】
【作用】本発明の研磨方法においては、偶数個の研磨部
材を基準点に関する遠心力がつりあうように配置して、
それらを同点を中心としてオービタル運動させているの
で、偶不つりあいが生じない。そのため、オービタル半
径を大きくすることができ、それに伴い研磨面の速度を
上げることができる。また、研磨部材には偶不つりあい
による振動も生じない。したがって、塗膜の研磨品質を
格段に向上することができる。その上、偶数個の研磨部
材により研磨を行っているので、一度に研磨できる面積
が増大し、研磨時間を短縮することができる。換言すれ
ば、研磨エレメントの寿命を長くすることができる。そ
のため、研磨エレメントの交換頻度を減少させることが
できる。
【0020】本発明の研磨工具は、研磨部材が保持部材
に基準点に関する遠心力がつりあう位置関係で保持さ
れ、そのため偶不つりあいが生じないので、オービタル
半径が大きい。したがって、モーターの回転数を従来よ
りも低回転数とすることができるので、回転部の寿命が
増大する。また、振動も少ないので操作性も向上する。
【0021】そして、自転規制手段が設けられている好
ましい実施例においては、研磨部材の自転が確実に防止
されるので、オービタル運動が明確となり研磨品質がよ
り一層向上する。
【0022】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【0023】図1は本発明の研磨工具の実施例1の研磨
部の概略図、図2は同平面図、図3は同実施例の研磨部
材の回転運動の説明図、図4は本発明の研磨工具の実施
例2の研磨部の平面図、図5は本発明の研磨工具の実施
例3の研磨部の概略図である。図1乃至図5において、
20,22は直線状保持部材、30は十字状保持部材、
40は歯車列、41は研磨部材側歯車、42は遊び歯
車、43は太陽歯車を示し、また図6乃至図8と同一符
号を付したものは同一または類似の要素を示す。
【0024】実施例1 本発明の実施例1の研磨工具は、図1および図2に示す
ように、パッド4とその片面に貼付されている研磨面を
構成するサンドペーパー等の研磨エレメント5とからな
る円盤状研磨部材6、6が対称に配置され、そのパッド
4,4の他面に垂設された軸部材7,7の先端部7a,
7aが、直線状保持部材20の両端20a,20bに対
称に保持され、その直線状保持部材20の中心(基準
点)OにモーターMの駆動軸2の先端2aが接続されて
なる研磨部1を有するものである。
【0025】この軸部材7、7の先端部7a、7aに
は、ボールベアリング8、8が装着され、そしてこのベ
アリング8、8のケーシングは直線状保持部材20の両
端部20a,20bに適宜手段により保持されている。
これにより軸部材7が直線状保持部材20に回転可能に
保持される。また、モーターMとしては、エアモーター
や電動モーターなどが用いられる。ここでは、このモー
ターMの駆動軸2の先端部2aは直線状保持部材20の
中心Oに直接接続されているが、直線状保持部材20の
中心Oに軸部材が垂設され、これが動力伝達機構を介し
てモーターMの駆動軸2と接続されてもよい。
【0026】ここで、研磨部材6のサイズについて説明
すると、研磨部材6の直径は70mm程度とされ、研磨
部材6,6の中心間距離は160mm程度とされてい
る。しかしながら、研磨部材6のサイズはこれに限定さ
れるものではなく、必要に応じて適宜調整される。
【0027】なお、研磨部1のその余の構成は、従来の
ものと同様とされているので、その詳細な説明は省略す
る。
【0028】実施例1にかかわる研磨工具の研磨部は前
述のごとく構成されているので、モーターMにより直線
状保持部材20が回転されると、この直線状保持部材2
0の先端20a,20bに回転可能に保持されている研
磨部材6も回転する。この回転運動においては、研磨部
材6には独自の回転力が付与されていないので、研磨部
材6は自転することなく公転運動のみを行う。すなわ
ち、オービタル運動を行う。図3はこのオービタル運動
の説明図であって、直線状保持部材20が90度回転し
た状態を示すものである。図3より明らかなように、研
磨部材6は自転していないことがわかる。
【0029】この回転運動における回転数は、オービタ
ル半径が従来のもの(5mm程度)と比較して80mm
程度と著しく大きくされているので、1500RPM程
度とされている。この回転数は従来の回転数(7000
RPM)と比較して著しく低いので、ベアリング等の回
転部の部材の寿命が著しく向上する。それに伴い、メン
テナンスの頻度も減少する。
【0030】駆動軸2により直線状軸部材20が回転さ
れると、研磨部材6A,6Bには遠心力が作用するが、
研磨部材6A,6Bは直線状保持部材20の基準点Oに
関して対称に配置されているので、両者の遠心力はバラ
ンスする。したがって、偶不つりあいは生じず、また回
転数が従来のものと比較して低いためにその遠心力も小
さいので安定した研磨がなし得る。
【0031】ここで、前記遠心力を考慮して、研磨部1
はこの遠心力に耐え得る剛性を有するものとされ、その
ため、例えば研磨部材6の中心に垂設されている軸部材
7の直径は、例えば15mm程度とされ、また高さは4
0mm程度とされている。
【0032】実施例2 本発明の実施例2の研磨工具は、基本的構造は実施例1
と同様であるが、図4に示すように、直線状保持部材2
0にかえて、十字状保持部材30を用い、そしそ、その
先端部30a,30b,30c,30dに4個の研磨部
材6,6,6,6が回転可能に保持され、またモーター
2の駆動軸2の先端2aが十字状保持部材30の十字の
交点Oに接続されている点が実施例1とは異なってい
る。
【0033】実施例2においても、十字状保持部材30
がモーター2により回転させられると、研磨部材6A,
6B,6C,6Dには遠心力が作用するが、研磨部材6
Aの遠心力は研磨部材6Bの遠心力とバランスし、研磨
部材6Cの遠心力は研磨部材6Dの遠心力とバランスす
る。したがって、実施例1と同様に、偶不つりあいは生
じず、また回転数が従来のものと比較して低いためにそ
の遠心力も小さいので安定した研磨がなし得る。
【0034】実施例3 本発明の実施例3の研磨工具は、図5に示すように、実
施例1と同様に、パッド4とその片面に貼付されている
サンドペーパー等の研磨エレメント5とからなる円盤状
研磨部材6,6が対称に配置され、そのパッド4,4の
他面に垂設された軸部材7,7の中間部が直線状保持部
材22の先端部22a,22bに保持されるとともに、
その先端部7a,7aに研磨部材側歯車41が設けら
れ、この直線状保持部材22の中心OにモーターMの駆
動軸2の先端部2aが接続されるとともに、研磨部材側
歯車41が遊び歯車42を介してモーターMの駆動軸2
の中間部に同心状に設けられている太陽歯車43に連結
されてなる歯車列40からなる研磨部1を有してなるも
のである。
【0035】ここで、直線状保持部材22による軸部材
7の保持は、軸部材7の中間部に嵌入されているベアリ
ング8のケーシングを直線状保持部材22の端部22
a,22bに適宜手段により保持することによりなされ
る。研磨部材側歯車41と太陽歯車43の歯数は、原則
として同一とされる。遊び歯車42の軸部材44は直線
状部材22側に延伸され、その先端部44aにはベアリ
ング45が装着されている。そして、そのベアリング4
5のケーシングは、直線状保持部材22に適宜手段によ
り保持されている。
【0036】なお、研磨部1のその余の構成は、実施例
1と同様とされているので、その詳細な説明は省略す
る。
【0037】実施例3にかかわる研磨工具は前述のごと
く構成されているので、モーターMにより直線状保持部
材22および太陽歯車43が回転させられると、研磨部
材6は実施例1の場合と同様に公転運動を行う。この場
合、実施例1と異なり、研磨部材6の運動が直線状保持
部材3および歯車列40の両者により規制されているの
で、研磨部材6の自転が確実に規制され公転運動がより
明確になされる。すなわち、太陽歯車43、遊び歯車4
2、42および研磨部材側歯車41、41からなる歯車
列40が、自転規制手段を構成する。
【0038】次に、このように構成された研磨工具によ
る研磨について説明する。
【0039】ステップ1:モーターMを駆動させ研磨部
材6をオービタル運動させる。
【0040】ステップ2:オービタル運動している研磨
部材6の研磨面を、水膜が形成されている塗装表面に押
し当てる。
【0041】ステップ3:研磨工具を適宜移動させなが
ら、塗装面全面を研磨する。
【0042】このようにして、塗装面の研磨がなされる
が、塗装面上で遠心力がバランスするように配置されて
いる偶数個の研磨部材6を用いて研磨を行っているの
で、偶不つりあいによる振動が発生せず、良好な研磨が
なしえる。
【0043】以上本発明を実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものでは
なく種々の改変が可能である。例えば実施例3では自転
規制手段として歯車列を用いたが、タイミングベルトに
置き換えることもできる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偶不つりあいが生じないので、それによる振動も発生し
ない。そのため、オービタル半径を著しく大きくするこ
とができる。したがって、振動による研磨品質の低下が
生じない。また、オービタル半径が大きいので、研磨面
の速度を上げることができる。その結果、研磨品質が格
段に向上する。
【0045】また、オービタル半径が著しく大きいの
で、従来よりも低回転数でも研磨面の速度を従来よりも
上げることができる。したがって、回転部に用いる部品
の寿命を長くすることができる。そのため、回転部の部
品の交換頻度を低下させることができる。
【0046】さらに、偶数の研磨部材を用いて研磨を行
っているので、一回当りの研磨エレメントの消耗量が半
減する。したがって、研磨エレメントの寿命も長くな
り、研磨エレメントの交換頻度も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の研磨工具の実施例1の研磨部の概略図
である。
【図2】同平面図である。
【図3】実施例1の研磨部材の回転運動の説明図であ
る。
【図4】本発明の研磨工具の実施例2の研磨部の平面図
である。
【図5】本発明の研磨工具の実施例3の研磨部の概略図
である。
【図6】従来の研磨工具の研磨部の概略図である。
【図7】従来の研磨工具の他の例の研磨部の概略図であ
る。
【図8】従来の研磨工具のさらに他の例の研磨部の概略
図である。
【図9】図6に示す従来例における偶不つりあいの説明
図である。
【符号の説明】
1 研磨部 2 駆動軸 4 パッド 5 研磨エレメント 6 研磨部材 7 軸部材 8 ボールベアリング 20,22 直線状保持部材 30 十字状保持部材 40 歯車列 41 研磨部材側歯車 42 遊び歯車 43 太陽歯車 M モーター r オービタル半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−172662(JP,A) 特開 平3−228563(JP,A) 実開 平6−83248(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 29/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偶数個の研磨部材と保持部材と駆動手段
    自転規制手段とを備えてなり、 前記研磨部材には、その研磨面と反対側の面に軸部材が
    設けられ、 前記研磨部材は、前記保持部材に基準点に関する遠心力
    がつりあう位置関係において回転可能に保持され、 前記保持部材が駆動手段により前記基準点を中心として
    回転可能とされ 前記自転規制手段により前記研磨部材の自転が規制され
    ている研磨部を有することを特徴とする研磨工具。
  2. 【請求項2】 2個の研磨部材が用いられ、その軸部材
    が直線状保持部材の両端部に回転可能に保持され、 前記保持部材が、駆動手段によりその中点を中心として
    回転可能とされていることを特徴とする請求項記載の
    研磨工具。
  3. 【請求項3】 4個の研磨部材が用いられ、その軸部材
    が十字状保持部材の各先端部に回転可能に保持され、 前記保持部材が駆動手段により、前記十字状保持部材の
    十字の交点を中心として回転可能とされていることを特
    徴とする請求項記載の研磨工具。
  4. 【請求項4】 前記自転規制手段が、保持部材の回転中
    心と同一回転中心を有する太陽歯車と、研磨部材の軸部
    材に装着されている前記太陽歯車と同数の歯数を有する
    研磨部材側歯車と、前記太陽歯車と前記研磨部材側歯車
    との間に設けられている遊び歯車とからなる歯車列であ
    ることを特徴とする請求項記載の研磨工具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101906268B1 (ko) * 2018-05-08 2018-10-10 한기수 가스용기 보온장치

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KR101906268B1 (ko) * 2018-05-08 2018-10-10 한기수 가스용기 보온장치

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