JP3172710U

JP3172710U - 手動研磨装置

Info

Publication number: JP3172710U
Application number: JP2011006123U
Authority: JP
Inventors: 孝二斎藤
Original assignee: 株式会社エレックス新潟
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2021-10-19

Abstract

【課題】研磨ヘッドを３次元空間内に自在に移動可能に保持するとともに研磨ヘッドの重さをエアダンパーなどで緩和することで楽に研磨ヘッドを動かせるように構成した手動研磨装置において、薄い研磨対象物でも容易に保持でき、また、研磨対象物の固定を効率よく行える手動研磨装置を提供する。
【解決手段】手動研磨装置として、研磨ヘッドが装着可能に形成される、駆動手段により回転駆動されるヘッド部１０と、該ヘッド部を先端に保持する、リンク機構及び/又はスライド機構により先端部が３次元空間内を自在に移動可能に形成されるヘッド保持部２０と、該ヘッド保持部に設けられ、前記ヘッド保持部先端の下方への移動に対して弾性変形することで上方向かう力を付与する弾性体からなる重量緩和部と、研磨対象を載置する上面に複数の穴が設けられたテーブル５０と、該テーブルの下面側から空気を吸い込む吸引装置を有する空気吸引部とを設ける。
【選択図】図１

Description

本考案は回転駆動する研磨ヘッドを３次元空間中に自在に移動可能に保持し、手動で研磨ヘッドを動かすことで研磨対象を研磨する装置に関する。

金属加工で生じるバリを取る方法として、グラインダーを作業者が手に持ってバリを削る方法や、バリを取る対象物をベルトコンベアで運びながら回転する研磨ブラシなどでバリを取る自動バリ取り機を用いることが一般的である。しかし、グラインダーで行う作業は作業者が重いグラインダーを持ち続ける必要があり、作業者が疲れてしまうという問題がある。自動バリ取り機はこのような問題は生じないが、高額であるので導入しにくく、スペースも取るという問題がある。

ところで、主に石材研磨においては、下記特許文献１、２等に示されるように回転する研磨ヘッドを上下にスライドするスライド機構の先端に設けるとともに、スライド機構を水平面上で移動可能に保持するリンク機構の先端に設けることで、研磨ヘッドを３次元空間内で移動可能に保持し、エアダンパーなどで下方への荷重を支持することで研磨ヘッド部分の重さを緩和する構造を有する手動式の研磨装置が使用されている。このような研磨装置であれば作業者が重い研磨ヘッド部分を軽く操作することができ、また、比較的低額でコンパクトなものを製造することができるので、バリ取り装置においても同様の構造を採用することが考えられる。

実開昭５６−８３３５８号公報実開昭５１−７６８９１号公報

ところで石材の研磨においては、石材に厚みがあるのでチャックで挟むことで容易に固定することができるが、金属のバリ取りにおいて対象物が薄い板体のようなものの場合、研磨面がチャックの邪魔にならないように固定することは容易ではない。また、チャックによる固定は研磨対象の交換に手間取り作業効率が悪い。これはバリ取りに限られず薄い金属板表面を手作業で研磨する場合も同様の問題が生じる。
本考案は、このような問題に鑑み、研磨ヘッドを３次元空間内に自在に移動可能に保持するとともに研磨ヘッドの重さをエアダンパーなどで緩和することで楽に研磨ヘッドを動かせるように構成した手動研磨装置において、薄い研磨対象物でも容易に保持でき、また、研磨対象物の固定を効率よく行えるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本考案は次のような構成を有する。
請求項１に記載の考案は、回転することで対象物を研磨する研磨ヘッドが装着可能に形成される、駆動手段により回転駆動されるヘッド部と、前記ヘッド部を先端に保持する、リンク機構及び/又はスライド機構により先端部が３次元空間内を自在に移動可能に形成されるヘッド保持部と、前記ヘッド保持部に設けられ、前記ヘッド保持部先端の下方への移動に対して弾性変形することで上方向かう力を付与する弾性体からなる重量緩和部と、研磨対象を載置する上面に複数の穴が設けられたテーブル部と、前記テーブル部の下面側から空気を吸い込む吸引装置を有する空気吸引部とを有する手動研磨装置である。
請求項２に記載の考案は、前記手動研磨装置において、前記テーブル部に設けられる複数の穴は、穴の設けられる一部の範囲において他の範囲に比較して穴が密に配置されたものである。
請求項３に記載の考案は、前記手動研磨装置において、前記研磨ヘッドは回転中心軸を貫く貫通孔が形成され、当該貫通孔上面近傍には内周側に突出する板状の張り出し部が設けられ、上面の当該貫通孔に近接する位置に1以上の凸部及び／又は凹部が形成されるものであって、前記ヘッド部は回転軸が鉛直下方を向くものであり、下端面には、前記研磨ヘッドを装着した状態で少なくとも前記貫通孔に相対する位置に磁性体又は磁石が固定されるとともに、前記凸部及び／又は凹部に係合する凹部及び／又は凸部が設けられるものである。
請求項４に記載の考案は、前記手動研磨装置において、前記吸引装置と前記テーブル部との間に粉塵を遮るフィルターが設けられるものである。

請求項１に記載の考案は、研磨対象をテーブル部に載置し空気吸引部で空気を吸い込むことで研磨対象はテーブル部の複数の穴からの吸引力によってテーブル面に吸い付けられるので、薄い研磨対象でも簡易に固定することができ、また、吸引装置のスイッチのオンオフの切り替えで着脱が可能であり、上面からの研磨であるので研磨対象の姿勢が問われず、さらに、研磨対象の高さが同じで、テーブル部の穴の設けられた範囲に収まれば複数の研磨対象も同時に固定できるので研磨対象の固定や交換をチャックによる固定に比較して効率よく行うことができる。
請求項２に記載の考案は、テーブル部に設けられる穴の一定範囲の密度が高く形成されることで、吸着する面積が小さく吸着力が弱くなる研磨対象を穴の密度の高い範囲に置くことで強く吸着させることができる。従って、小さな研磨対象から大きな研磨対象まで吸着力に大きな差を生じさせることなく、手作業で様々な研磨対象をしっかりと固定させた状態で研磨することができる。また、全体の穴の密度を高くすると吸着対象に覆われない穴が増えることになり、その分テーブル下面と上面の圧力差が小さくなるので吸着力が低下することになるが、一定範囲のみ穴の密度を変える場合は大きな吸着対象の場合は穴の密度の高い範囲を覆える場合が多く、穴の総数自体も少ないので、全体の穴の密度を高くする場合に比較して吸着力の低下が生じないという利点も有する。
請求項３に記載の考案は、研磨ヘッドの貫通孔を通り、貫通孔の張り出し部を下方から支持する出っ張りを有する、ヘッド部の磁性体又は磁石に吸着する磁石又は磁性体からなる留め具を用いることで研磨ヘッドを簡単に固定することができる。即ち、研磨ヘッドの上面の凸部や凹部をヘッド部の凹部や凸部に係合させた状態で、当該留め具を研磨ヘッドの下方から貫通孔に挿入してヘッド部に吸着させれば、研磨ヘッドはヘッド部に固定できるので、簡単かつ短時間での固定が可能となる。研磨ヘッドは研磨時に上方から研磨対象を押し付けるように研磨するので、このような固定方法によっても研磨ヘッドが外れることはない。そして、研磨ヘッドを取り外す際には、研磨ヘッドを引き下ろすことで、留め具とヘッド部との吸着が解けるので、迅速に研磨ヘッドを取り外すことができる。従って、本考案によれば研磨ヘッドの着脱を効率的に行うことができる。
請求項４に記載の考案は、粉塵を遮るエアフィルターを設けることで、テーブル部の穴を通じて吸引される、研磨により生じる粉塵を室内に撒き散らすことを防止でき、また、吸引装置が粉塵を吸い込まないので吸引装置のメンテナンスも容易に行うことができる。

実施形態に係る手動研磨装置の斜視図である。実施形態に係る手動研磨装置の右側面図である。ヘッド部近傍の研磨ヘッドを取り外した状態を示す分解斜視図である。（ａ）はヘッド部の研磨ヘッドを取り外した状態を示す分解正面図であり、（ｂ）はヘッド部の研磨ヘッドを取り付けた状態を示す正面図である。（ａ）は研磨ヘッドが上がった状態を示すカバーを外した平行リンクアーム部分の側面図であり、（ｂ）は研磨ヘッドが下がった状態を示すカバーを外した平行リンクアーム部分の側面図である。テーブル部の穴の配置を示す図である。図１におけるＡ−Ａ断面図である。

以下、本考案の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に本実施形態に係る手動研磨装置Xの斜視図を示し、図２に手動研磨装置Ｘの右側面図を示す。手動研磨装置Ｘは研磨ユニット、テーブルユニット、制御ユニットから構成される。
研磨ユニットは、ヘッド部１０、ヘッド保持部２０とから構成される。ヘッド部１０は、鉛直下方に回転軸を向けたモーター１１、モーター１１の回転軸先端に設けられる先端に研磨ヘッドＨを着脱可能に保持するホルダー１２、モーター１１の側面に固定されるリング体からなるハンドル１３とから構成される。研磨ヘッドＨは上面にホルダー１２に係合する軸部が設けられ下端側は円盤状で下端面にナイロンブラシ、研磨布、バフなどが設けられ、この回転する下端面により研磨対象を研磨するものである。研磨ヘッドＨは必要に応じて適宜交換することができる。また、モーター１１はインバーターにより回転速度を変えることができる。

図３に、ヘッド部１０近傍における研磨ヘッドＨを取り外した状態を表す分解斜視図を示し、図４（ａ）にこの状態のヘッド部１０の正面図を示す。また、図４（ｂ）に図４（ａ）の状態から研磨ヘッドＨを取り付けた状態の正面図を示す。なお、図４（ａ）（ｂ）において、研磨ヘッドＨは縦断面図として表している。研磨ヘッドＨは、下面にドーナツ状に形成される研磨部Haと、これを下面に固定する円盤状の固定部Hｂとから構成される。固定部Ｈｂは中心が扁平な円柱状に形成され、これを中心にリブが放射に設けられている。固定部Ｈｂの中央には回転中心軸を貫くように貫通孔Ｈ1が設けられるとともに、貫通孔H1の上面近傍は内周全周に渡って内側にやや突出するドーナツ状の張り出し部Ｈ1aが形成されている。また、固定部Hｂの上面には、貫通孔H１を挟んで２箇所に凹部H2が形成されている。固定部Ｈｂはプラスチックなどの非磁性体により形成される。
ヘッド部１０のホルダー１２は鉄製の円板１２ａと、円板1２ａ下面に固定される２つの凸部１２ｂとから構成される。各凸部１２ｂは、研磨ヘッドＨの各凹部Ｈ２に嵌る形状及び位置に設けられる。また、研磨ヘッドＨの固定には、留め具Ｓが用いられる。留め具Ｓは磁石により形成され、研磨ヘッドＨの貫通孔Ｈ１の張り出し部Ｈ１ａの内径を通る大きさで、張り出し部Ｈ１ａの厚さとほぼ同じ高さを有する円筒部Ｓ1と、円筒部Ｓ１の下面に形成される、貫通孔Ｈ１の内径より小さく、かつ、張り出し部Ｈ１ａの内径よりも大きな外径を有するフランジ部Ｓ２とから構成される。
研磨ヘッドＨをホルダー１２に固定する場合は、図５（ｂ）に示すように、研磨ヘッドＨの凹部Ｈ２にホルダー１２の凸部１２ｂを嵌めいれ、研磨ヘッドＨの貫通孔Ｈ１の下方から留め具Ｓを挿入して、磁石からなる留め具Ｓをホルダー１２の鉄製の円板１２ａに吸着させる。これにより、研磨ヘッドＨの張り出し部Ｈ１ａが留め具ＳのフランジＳ２に下方から支持されるので、研磨ヘッドＨをホルダー１２に固定することができる。研磨ヘッドＨをホルダー１２から取り外す場合は、研磨ヘッドＨを持って下方に引っ張れば、留め具Ｓとホルダー１２との吸着が解け、研磨ヘッドＨを容易に取り外すことができる。この際、研磨ヘッドＨの固定部Ｈｂは非磁性体で形成されているので、留め具Ｓが吸着せず、留め具Ｓも容易に取り出すことができる。

ヘッド保持部２０は、後部右側に設けられる鉛直に立った棒体により形成される旋回軸２１、旋回軸２１を回転軸として基端側が回動可能に固定される水平な棒体からなり、先端上部に鉛直な回転軸が設けられる水平アーム２２、水平アーム２２の先端の回転軸に基端側が回動可能に設けられる平行リンクアーム２３とから構成される。なお、平行リンクアーム２３はカバー２３ａに覆われている。図５（ａ）（ｂ）にカバーを外した平行リンクアーム２３の側面図を示す。なお、図５（ａ）は平行リンクアーム２３の先端を上げた状態を示し、図５（ｂ）は平行リンクアームの先端を下げた状態を示す。平行リンクアーム２３は図に示すような４つのリンクからなる平行リンクであり、水平アーム２２の回転軸側のリンク２２ａは鉛直方向に固定されるので、これに対向する先端側のリンク２２ｂはリンク２２ａに平行に円弧を描いて上下に移動する。そして先端側のリンク２２ｂにヘッド部１０のモーター１１が固定されるのでモーター１１は図５（ａ）（ｂ）に示すように、上方位置、下方位置のいずれにおいても常に回転軸を鉛直下方に向けた状態を維持することができる。ヘッド保持部２０はこのような構成を有するので、水平アーム２２と平行リンクアーム２３の２つの鉛直な軸による回動により平行リンクアームの先端は水平面内を自在に移動することができ、平行リンクアーム２３の平行リンク機構により平行リンクアームの先端は上下に自在に移動できる。従って、平行リンクアームの先端に設けられるヘッド部１０は３次元空間内を自在に移動することができる。

また、図５（ａ）（ｂ）に示すように平行リンクアーム２３の下辺を構成するリンク２３ｃの水平アーム２２側と、上辺を構成するリンク２３ｄの先端側とにかけてエアダンパー３０が設けられる。図５（ａ）（ｂ）に示されるように平行リンクアーム２３の先端が下がるとエアダンパー３０は圧縮されるので、平行リンクアーム２３先端を上方に持ち上げる力を付与する。これによりヘッド部１０の重量が緩和されることとなる。即ち、エアダンパー３０は重量緩和部を構成する。なお、エアダンパー３０はヘッド部１０に研磨ヘッドを固定した状態で図５（ａ）の位置近傍でヘッド部１０の重さとエアダンパー３０の引張り力とのバランスがとられ安定する程度の力のものが採用される。

テーブルユニットは、筐体４０、テーブル５０、空気吸引部６０とから構成される。筐体４０は直方体状の箱体であり上面にテーブル５０を保持し、内部に空気吸引部６０及び制御ユニットを保持する。テーブル５０は上面が平らなウレタン製の板体であり筐体４０の上面に水平に固定されている。テーブル５０の材質は高い摩擦係数が得られば、ウレタンの他、シリコン等種々の材料を用いることができる。図６にテーブル５０の平面図を示す。図に示すようにテーブル５０には、複数の貫通した穴５１が設けられている。この穴５１は、図に示すように領域Ｃ及び領域Ｂに共通する長方形状の領域部分の穴のが他の領域に比べてより密なるように配置されている。

図７に図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。空気吸引部６０は筐体４０内に設けられ、吸引口６１、流路６２、排気口６３、吸引ブロア６４、エアフィルター６５を有する。図５は空気吸引部６０の横断面図であるが、上方位置においては右後方に設けられる吸引口６１以外は上面は気密的に閉じられている。同様に下方位置は全面に気密的に閉じられている。これらの閉じられた空間により流路６２が形成される。吸引口６１の上方はテーブル５０の下面に位置する。テーブル５０の下面は外周が気密的に閉じられ扁平な空間が形成されている。エアフィルター６５は吸引口６１の前方側に設けられるポリエステル等の繊維を直方体状に形成したものである。エアフィルター６５は図２に示す開閉可能に形成されたエアフィルター交換口６５aより取り出して交換することができる。吸引ブロア６４は、筐体４０の左後方に設けられる遠心式のブロアであり吸引装置を構成する。吸引ブロア６４もインバーターにより回転速度を変えることができる。排気口６３は筐体４０の左側面に設けられる、吸引ブロア６４の排出部に連通する複数の穴が設けられた板体により形成される。

制御ユニットは空気吸引部６０の吸引ブロア６１のオンオフ及び回転数の調整、ヘッド部１０のモーター１１のオンオフ及び回転数の調整を行うものであり、筐体４０前面に設けられる操作パネル７１と図示しない筐体内部に設けられる制御装置とによって構成される。

次に、以上のような構成を有する手動研磨装置Ｘの使用方法について説明する。なお、ヘッド部１０には適当な研磨ヘッドが既に装着されているものとする。まず使用者は、研磨対象をテーブル５０の上に置き、操作パネル７１を操作して吸引ブロア６４を作動させて研磨対象を吸着させる。この際、必要に応じて複数の研磨対象をテーブル５０に載置することもできる。なお、研磨対象が小さい場合は図６に示す研磨対象Ｓ1のように、穴５１が密に配置された範囲に載置する。これにより、小さな研磨対象でも接する穴５１の数が多くなるので、強い力で吸着させることができる。もし、穴５１が密に配置された範囲がなければ、図６に示す研磨対象Ｓ2のように接触する穴５１の数が少なくなり十分に吸着させることが困難になる場合が生じる。その後、吸引ブロア６４の回転数を調節することで吸着力を調節する。
次に、操作パネル７１を操作してヘッド部１０のモーター１１を作動させるとともに、モーター１１の回転数を適当なものに調節する。そして、ヘッド部１０のハンドル１３を持ってヘッド部１０を動かし研磨ヘッドを研磨対象の表面に当てて研磨を行う。研磨に際して生じる削りかすが粉塵となってテーブル５０の穴５１から吸い込まれるが、これらは空気吸引部６０のエアフィルター６５により取り除かれるので、排気口６３からこれらの粉塵が排出されることがない。研磨が完了すればハンドル１３を離し、操作パネル７１を操作してヘッド部１０のモーター１１を止めると共に吸着ブロア６４も止めて、研磨対象を取り去り作業は完了する。
このように、本実施形態に係る手動研磨装置Ｘは、研磨対象をテーブル５０に載置し、吸引ブロア６４を作動させるだけで研磨対象の固定が完了し、複数の研磨対象も同時に載置できるので作業効率がよく、また、小さな研磨対象でも穴５１の穴が密に配置された範囲に載置することで十分な力で吸着でき、種々の大きさの研磨対象に柔軟に対応することができる。

なお、ここではリンク機構を用いてヘッド部を３次元空間内を自在に移動できるように構成しているが、ヘッド部を３次元空間内で自在に移動可能とする保持は種々の方法が考えられ、先端が平面上を自在に移動できるリンクの先端に上下にスライドするスライド機構を設けたり、ＸＹレールの移動部分にさらに上下にスライドする機構を設けたり等、公知の種々の方法を採用することができる。

Ｘ手動研磨装置
１０ヘッド部
１１モーター
１２ホルダー
１２ｂ凸部
１３ハンドル
２０ヘッド保持部
２１旋回軸
２２水平アーム
２３平行リンクアーム
３０エアダンパー
４０筐体
５０テーブル
５１穴
６０空気吸引部
６４吸引ブロア
６５エアフィルター
７１操作パネル
Ｈ研磨ヘッド
Ｈ１貫通孔
Ｈ２張り出し部
Ｈ３凹部
Ｓ留め具

Claims

回転することで対象物を研磨する研磨ヘッドが装着可能に形成される、駆動手段により回転駆動されるヘッド部と、
前記ヘッド部を先端に保持するリンク機構及び/又はスライド機構により先端部が３次元空間内を自在に移動可能に形成されたヘッド保持部と、
前記ヘッド保持部に設けられ、前記ヘッド保持部先端の下方への移動に対して弾性変形することで上方向かう力を付与する弾性体からなる重量緩和部と、
研磨対象を載置する上面に複数の穴が設けられたテーブル部と、
前記テーブルの下面側から空気を吸い込む吸引装置を有する空気吸引部と
を有する手動研磨装置。
前記テーブル部に設けられる複数の穴は、穴の設けられる一部の範囲において他の範囲に比較して穴が密に配置されるものである請求項１に記載の手動研磨装置。
前記研磨ヘッドは回転中心軸を貫く貫通孔が形成され、当該貫通孔上面近傍には内周側に突出する板状の張り出し部が設けられ、上面の当該貫通孔に近接する位置に1以上の凸部及び／又は凹部が形成されるものであって、
前記ヘッド部は回転軸が鉛直下方を向くものであり、下端面には、前記研磨ヘッドを装着した状態で少なくとも前記貫通孔に相対する位置に磁性体又は磁石が固定されるとともに、前記凸部及び／又は凹部に係合する凹部及び／又は凸部が設けられる
請求項１又は２に記載の手動研磨装置。
前記吸引装置と前記テーブル部との間に粉塵を遮るエアフィルターが設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載の手動研磨装置。