JP3205051U

JP3205051U - 研磨ユニット、バリ取り装置、研磨装置、バリ取りロボット、研磨ロボット

Info

Publication number: JP3205051U
Application number: JP2016001833U
Authority: JP
Inventors: 保上野
Original assignee: 有限会社大和技研
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2026-04-20

Abstract

【課題】研磨力の調整が自在な研磨ユニットおよび研磨装置を提供する。【解決手段】バリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニット１０であって、回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸と、主軸に固定される太陽体と、研磨材を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星体と遊星体を回転自在に支持する支持部材を備え、支持部材５０は、主軸２０に回転自在に支持され、太陽体３０から遊星体４０に回転運動が伝達されることで、主軸の回転によって遊星体が自転し、且つ、遊星体と支持部材との間の摩擦抵抗又は研磨材７０による回転研磨時に遊星体に付加される回転抵抗によって支持部材が連れ廻りをして、遊星体が主軸の周囲を公転する。【選択図】図１

Description

本考案は、遊星歯車機構を用いた研磨ユニット、研磨装置、バリ取り装置、バリ取りロボット、研磨ロボットに関する。

金属製品、特に板金加工製品、プレス加工製品の縁部には、不要なささくれた突起、いわゆるバリ、プレスバリが発生する。バリは作業者にとっても、製品の使用者にとっても危険であり、美観も損ねる。そのためバリ取り作業は、製品製造において必須の工程である。また金属製品の場合、表面仕上げも製品のデザイン上極めて大切な部分であり、例えばヘアライン加工と呼ばれる精密な研磨が必要になる場合もある。上記に挙げたバリ取りや研磨といった作業は、一つ一つの製品の形状や材質が異なるため、万能なバリ取り装置、研磨装置というものは存在せず、熟練工の技に頼る場合も多い。

図６（Ａ）に、従来のバリ取り装置の例について概念図を示す。従来のバリ取り装置２１０は、主に回転駆動装置１４０と研磨輪（フラップホイール）２２０等を備える。研磨輪（フラップホイール）２２０とは、研磨のための砥材を紙や布の表面に固着させた研磨布を放射状に束ねたものや、ワイヤがホイール径方向放射状に植え込まれたブラシ様の研磨材を意味する。研磨作業を行っている間に、新たな研磨面が露わになるため一般には製品寿命が長く、また研磨対象（ワーク）の形状による制約が少ないため、自動化にも適すると言われている。作業者は、回転する研磨輪（フラップホイール）をワーク２００に当て、バリ取りを行う。しかし実際には長時間作業を行うと、研磨布が束ねられた形のフラップホイールは、砥粉が剥がれ落ちてしまい布だけが残る状態になり、ブラシ様のフラップホイールは、ワイヤが片側に寝てしまう寝癖がついて研磨力が落ち、バリ取りの役目を果たさなくなってしまうため消耗が激しい。

また図６（Ｂ）に、ペーパーディスクと呼ばれる研磨材の例を示す。ペーパーディスク２４０は、短冊状の研磨布２４５を円周方向に重ねたものであり、絶えず新しい砥粒が露出し研磨力が変化しにくいという長所を持つ。また研磨クズによる目詰まりを起こすことも少ない。しかし研磨材とワークの接触面積が大きいため摩擦抵抗が大きく、例えば携帯式電動工具であるサンダに取り付けて研磨作業をする際に、押しつけ圧の調整が難しいという欠点を持つ（図６（Ｃ）参照）。

このような欠点を解消するためブラシ状の研磨材が考案されている（図６（Ｄ）参照）。図６（Ｄ）上図は、ブラシ状研磨材の正面図であり、図６（Ｄ）下図は、ブラシ状研磨材の下面図である。合成樹脂製のブラシ部分に砥粒が練り込まれており、例えば図６（Ｅ）で示すように、サンダ２５０に研磨材７０を取り付け、ワーク２００に押し当てて、バリ取りをおこなう。目詰まりを起こすこと無く、安定した研磨力が発揮できる。またブラシ状の研磨材を、ワークに対して多方向から当てて研磨、バリ取りをするために、遊星機構を使用して研磨材を自転させつつ公転もさせる研磨、バリ取り装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０９２４７２号公報

しかし、通常の遊星機構では、太陽歯車、遊星歯車、内歯車が互いに運動を束縛するので、研磨抵抗等により公転が止まってしまうと当然自転も止まってしまう。そのため、研磨材７０をワーク２００に押し当てる押し当て圧の調整が難しく、したがって研磨力の調整が困難である。本考案は、斯かる実情に鑑み、押しつけ圧の調整、研磨力の調整が自在な研磨ユニットおよび研磨装置を提供しようとするものである。

（１）本考案は、バリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸と、前記主軸に固定される太陽体と、研磨材を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星体と前記遊星体を回転自在に支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記主軸に回転自在に支持され、前記太陽体から前記遊星体に回転運動が伝達されることで、前記主軸の回転によって前記遊星体が自転し、且つ、前記遊星体と前記支持部材との間の摩擦抵抗又は前記研磨材による回転研磨時に前記遊星体に付加される回転抵抗によって前記支持部材が連れ廻りをして、前記遊星体が前記主軸の周囲を公転することを特徴とする研磨ユニットを提供する。

上記（１）に記載する考案によれば、遊星体に接続される研磨材が太陽体から力を伝達されて自転することで研磨力を発揮するとともに、連れ廻りにより主軸の周囲を公転することで、ワークに対して多方向から研磨できる。ただし通常の遊星機構と異なり、自転と公転を同時に束縛する内歯車機構が存在しないため、研磨材のワークへの押しつけ圧が高く公転速度がゼロになる場合でも、自転速度をゼロにする束縛条件が無く、研磨力がゼロにならない可能性が残るという優れた効果を奏する。結果として、研磨材の押しつけ圧の調整が容易になることも、本考案の大きな長所である。

（２）本考案は、前記支持部材には、複数の前記遊星体が回転自在に支持され、前記太陽体から前記遊星体へ力を伝達する中間体を少なくとも一つ備えることを特徴とする上記（１）に記載の研磨ユニットを提供する。

上記（２）に記載する考案によれば、少なくとも一つの遊星体に対して中間体を経由して主軸の回転運動が伝達できるので、その遊星体に接続した研磨材は、中間体を経由しない他の遊星体に接続した研磨材と逆方向に回転する。他の遊星歯車と逆回転をする遊星歯車が少なくとも一つあるために、ワークのバリに対して、異なる回転方向から研磨力を与えることができる研磨材を複数備えることになるので、より効果的にバリを除去することができる効果を奏する。

（３）本考案は、前記研磨材が、遊星体の軸方向に延びる複数の線材を有し、前記線材の先端を被研磨物に当接させて研磨することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の研磨ユニットを提供する。

研磨材がディスク状（平面状）であると、ワークとの接触面積が大きくなり、ワークと研磨材の間の摩擦係数が大きくなってしまう。摩擦係数が大きいと、押しつけ圧が大きい場合に摩擦力が大きくなって研磨材の回転が止まりやすくなってしまう。すなわち研磨材がディスク状であると、研磨材の押しつけ圧の調整が難しくなる。上記（３）に記載する考案によれば、研磨材がブラシ状なので、ワークとの接触面積が小さくなり、摩擦係数も小さく、よって研磨材の押しつけ圧の調整が容易になるという優れた効果を奏する。

（４）本考案は、前記太陽体が傘体であり、前記主軸の軸方向と前記遊星体の軸方向が垂直であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の研磨ユニットを提供する。

上記（４）に記載する考案によれば、研磨材を接続した遊星体の回転方向を主軸の回転方向と垂直に変更することができるので、複数のホイール状研磨材で同一平面内にあるワークを研磨することができるようになるという優れた効果を奏する。

（５）本考案は、前記研磨材が、遊星体の径方向に延びる複数の線材を放射状に有することを特徴とする上記（４）に記載の研磨ユニットを提供する。

上記（５）に記載する考案によれば、ホイール状の研磨材を使用することができるようになるので、多様な形状、材質のワークに対してバリ取り研磨が可能になるという優れた効果を奏する。

（６）本考案は、遊星機構を備えた研磨ユニットであって、遊星体の運動を束縛するリング体が存在しないことを特徴とする研磨ユニットを提供する。

効果的なバリ取りのためには、ワークに対して研磨材が多方向からあてられることが必要である。そのため、研磨材を自転させ、且つ、公転させる遊星機構が研磨装置に組み込まれる例は従来から存在した。しかし純粋な意味での遊星機構においては、例えば遊星歯車機構であれば、太陽歯車、遊星歯車、内歯車の三者が存在し、互いに運動を束縛している。したがって遊星歯車に研磨材を接続している場合、ワークへの押しつけ圧が高まったために、摩擦抵抗で公転が止まると、自転も止まってしまう。上記（６）に記載する考案によれば、リング体が存在しないため、研磨材の自転運動と公転運動が独立である。したがって研磨材のワークへの押しつけ圧が高くなって公転運動が制限される場合でも、リング体による束縛条件が無いため自転運動は続き、研磨力がゼロにならない可能性が残るという優れた効果を奏する。結果として、研磨材の押しつけ圧の調整が容易になることも、本考案の大きな長所である。

（７）本考案は、バリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸と、前記主軸に固定され、内周に遊星体が転接するリング体と、研磨材を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星体と前記遊星体を回転自在に支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記主軸に回転自在に支持され、前記リング体から前記遊星体に回転運動が伝達されることで、前記主軸の回転によって前記遊星体が自転し、且つ、前記遊星体と前記支持部材との間の摩擦抵抗又は前記研磨材による回転研磨時に前記遊星体に付加される回転抵抗によって前記支持部材が連れ廻りをして、前記遊星体が前記リング体の内側を公転することを特徴とする研磨ユニットを提供する。

上記（７）に記載する考案によれば、遊星体に接続される研磨材が、リング体から回転運動を伝達されて自転することで、研磨力を発揮するとともに、連れ廻りにより主軸の周囲を公転することで、ワークに対して多方向から研磨できるという優れた効果を奏する。

（８）本考案は、遊星機構を備えた研磨ユニットであって、遊星体の運動を束縛する太陽体が存在しないことを特徴とする研磨ユニットを提供する。

上記（８）に記載する考案によれば、通常の遊星機構と異なり、自転と公転を同時に束縛する太陽体が存在しないため、研磨材の自転運動と公転運動が独立である。研磨材のワークへの押しつけ圧が高く公転速度がゼロになる場合でも、太陽体による束縛条件が無いため、自転速度をゼロにする束縛条件がなく、研磨力がゼロにならない可能性が残るという優れた効果を奏する。結果として、研磨材の押しつけ圧の調整が容易になることも、本考案の大きな長所である。

（９）本考案は、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットを備えることを特徴とするバリ取り装置を提供する。

上記（９）に記載する考案によれば、公転により多方向から研磨材が当たるため、効果的にバリ取りができ、且つ、研磨材の公転運動と自転運動が独立なため、公転運動が制限されても研磨力が保持される可能性のあるバリ取り装置が実現できるという優れた効果を奏する。結果として、研磨材の押しつけ圧の調整が自在になることも、本考案の大きな長所である。

（１０）本考案は、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットを備えることを特徴とする研磨装置を提供する。

上記（１０）に記載する考案によれば、公転により多方向から研磨材が当たるため、効果的に研磨ができ、且つ、研磨材の公転運動と自転運動が独立なため、公転運動が制限されても研磨力が保持される可能性のある研磨装置が実現できるという優れた効果を奏する。結果として、研磨材の押しつけ圧の調整が自在になることも、本考案の大きな長所である。

（１１）本考案は、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットを備えることを特徴とするバリ取りロボットを提供する。

上記（１１）に記載する考案によれば、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットは、着脱が容易であり、メンテナンス性に優れ、また研磨材の押し付け圧の調整も自在であることから、ロボットアームに取り付けてバリ取りを自動化するバリ取りロボットが実現できるという極めて優れた効果を奏する。

（１２）本考案は、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットを備えることを特徴とする研磨ロボットを提供する。

上記（１２）に記載する考案によれば、上記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の研磨ユニットは、着脱が容易であり、メンテナンス性に優れ、また研磨材の押し付け圧の調整も自在であることから、ロボットアームに取り付けて研磨を自動化する研磨ロボットが実現できるという極めて優れた効果を奏する。

本考案によれば、遊星体に接続される研磨材が太陽体から力を伝達されて回転することで研磨力を発揮するとともに、連れ廻りにより主軸の周囲を公転することで、ワークに対して多方向から研磨できる。ただし通常の遊星機構と異なり、自転と公転を同時に束縛するリング体機構が存在しないため、研磨材のワークへの押しつけ圧が高い場合において公転速度がゼロになる場合でも、自転速度をゼロにする束縛条件が無く、研磨力がゼロにならない可能性が残るという優れた効果を奏する。

（Ａ）本考案に係る第一実施形態である研磨ユニットの断面図である。（Ｂ）研磨ユニットの上面図である。（Ｂ）本考案に係る第二実施形態である研磨ユニットの断面図である。（Ｂ）研磨ユニットの上面図である。（Ａ）本考案に係る第三実施形態である研磨ユニットの断面図である。（Ｂ）研磨ユニットの下面図である。（Ａ）本考案に係る第四実施形態であるバリ取り装置の説明図である。（Ｂ）ロボットアームに研磨ユニットを取り付けたバリ取りロボットの説明図である。（Ａ）本考案に係る実施形態についての変形実施例である研磨ユニットの断面図である。（Ｂ）研磨ユニットの説明図である。（Ａ）従来のバリ取り装置の概念図である。（Ｂ）ペーパーディスク研磨材の説明図である。（Ｃ）ペーパーディスク研磨材を使用したバリ取り作業の説明図である。（Ｄ）ブラシ状研磨材の説明図である。（Ｅ）ブラシ状研磨材を使用したバリ取り作業の説明図である。

以下、本考案の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図５は考案を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本考案に係る第一実施形態である研磨ユニットを説明する説明図である。図１（Ａ）は断面図であり、図１（Ｂ）が上面図である。図１（Ａ）で示すように、研磨ユニット１０はバリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、外部の回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸２０と、主軸２０に固定される太陽歯車３０と、太陽歯車３０から力を伝達され、研磨材７０を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星歯車４０と、遊星歯車４０を回転自在に支持する支持部材５０を備える。支持部材５０は主軸２０に回転自在に支持され、太陽歯車３０から遊星歯車４０に回転運動が伝達されることで、主軸２０の回転によって遊星歯車４０が自転し、且つ、遊星歯車４０と支持部材５０との間の摩擦抵抗によって支持部材５０が連れ廻りをして、遊星歯車４０が主軸２０の周囲を公転する。遊星歯車４０の中心軸である研磨材固定軸８０には、ブラシ状の研磨材７０が着脱自在に固定され、遊星歯車４０は支持部材５０において、深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。また支持部材５０は、主軸２０に対して深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。研磨時の反力を遊星歯車４０が受けることで、上記摩擦抵抗と同様に、支持部材５０の公転が促される効果を生じる。

なおここで、ブラシ状の研磨材と表現する研磨材は、遊星歯車４０の軸方向に延びる複数の線材を有し、線材の先端を研磨対象（ワーク）に当接させて研磨することを特徴とする。ブラシ状の研磨材としては、例えば３Ｍ（ＴＭ）社製のロロック（ＴＭ）ブリッスルディスクと呼ばれる砥粒を配合した一体成型の樹脂研磨ブラシが考えられる。もちろん金属製のワイヤーブラシやセラミックブラシであっても良い。また研磨材として、ペーパーディスク、すなわち短冊状の研磨布を円周方向に重ねたものを使用しても良い（図６（Ｂ）参照）。

言葉を換えれば、本第一実施形態に係る研磨ユニットは、遊星歯車機構を備えた研磨ユニットであって、遊星歯車の運動を束縛する内歯車が存在しないことを特徴としている。

図１（Ｂ）を参照して、研磨ユニット１０の動作を説明する。主軸２０の回転により、主軸２０に固定された太陽歯車３０が回転する。太陽歯車３０と遊星歯車４０は噛み合って力が伝達されるため、遊星歯車４０も研磨材固定軸８０を中心に回転する。さて研磨材固定軸８０は、深溝玉軸受け６０で支持部材５０に支持されている。深溝玉軸受け６０は、ラジアル方向にも小さいながらも摩擦力が存在するので、研磨材固定軸８０には太陽歯車３０の接線方向にも力がかかる。この力により支持部材５０は主軸２０の回転に従って、いわゆる連れ廻り現象を起こして、回転する。よって主軸２０と太陽歯車３０が、図１下図のように、主軸軸方向上側から見て反時計回りに回転すると、それぞれの遊星歯車４０は、各々の研磨材固定軸８０を中心に反時計回りに自転し、同時に支持部材５０ごと、主軸２０の周囲を反時計回りに公転する。

遊星歯車４０に接続される研磨材は、太陽歯車３０から力を伝達されて自転することで研磨力を発揮するとともに、連れ廻りにより主軸２０の周囲を公転することで、ワークに対して多方向から研磨できる。ただし通常の遊星歯車機構と異なり、固定される内歯車のような、自転と公転を同時に束縛する機構が存在しないため、研磨材７０のワークへの押しつけ圧が高く公転速度がゼロになる場合でも、自転速度がゼロになる束縛条件が無く、研磨力がゼロにならない可能性が残る、すなわち研磨材の押しつけ圧、すなわち研磨力の調整が容易であるという優れた効果を奏する。また逆に、研磨材が摩擦抵抗を受けて遊星歯車４０の自転速度が落ちる場合には、遊星歯車４０の公転、すなわち支持部材５０の回転に、太陽歯車３０からの力が振り向けられ、多方向からのワークの研磨につながる。つまり本実施形態に係る研磨ユニット１０によれば、どの程度の押しつけ力で研磨するかによって、またどのようなワークかによって、自転と公転のバランスを自らとりながら研磨を続けることができるという極めて高い効果を奏する。

本第一実施形態にかかる研磨ユニットは、研磨材が同時に自転と公転をすることで優れたバリ取り、研磨が可能になる遊星歯車機構を採用していながら、太陽歯車、遊星歯車、内歯車という３者間の噛み合わせという複雑な構造を省略しているため、構造が簡素で製造が容易、且つ、安価である。また外部の回転駆動装置との接続は、主軸２０への保持だけで良いため着脱が容易であるという長所を有するため、マシニングセンタやドリルツールなど様々な回転ツールに取り付け可能である。またメンテナンスも容易であるため、製造ライン中に本研磨ユニットを備えた研磨装置が導入しやすいというメリットも有する。これらの長所から本研磨ユニットの自動交換も実現しやすいと考えられる。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本考案に係る第二実施形態である研磨ユニットを説明する説明図である。図２（Ａ）が断面図であり、図２（Ｂ）が上面図である。図２（Ａ）で示すように、研磨ユニット１０は、外部の回転駆動装置からの回転運動が伝達される主軸２０と、主軸２０に固定される太陽歯車（かさ歯車）９０と、太陽歯車（かさ歯車）９０から力を伝達される少なくとも一つの遊星歯車（かさ歯車）１００と、遊星歯車（かさ歯車）１００を回転自在に支持し、主軸２０に対しても回転自在な支持部材５０から主に構成される。遊星歯車（かさ歯車）１００の中心軸である研磨材固定軸８０には、ホイール型研磨材１１０が着脱自在に固定され、遊星歯車４０は支持部材５０において、深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。また支持部材５０は、主軸２０に対して深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。本第二実施形態に係る研磨ユニット１０によれば、ホイール型研磨材１１０を接続した遊星歯車（かさ歯車）１００の回転方向を主軸２０の回転方向と垂直に変更することができるので、複数のホイール状研磨材１１０によって、同一平面内にあるワークが研磨可能になるという優れた効果を奏する。

なおここで、ホイール型研磨材と表現する研磨材は、遊星体の径方向に延びる複数の線材又は研磨布を放射状に有することを特徴とする。

図２（Ｂ）を参照して、研磨ユニット１０の動作を説明する。主軸２０の回転により、主軸２０に固定された太陽歯車（かさ歯車）９０が回転する。太陽歯車（かさ歯車）９０と遊星歯車（かさ歯車）１００は噛み合って力が伝達されるため、遊星歯車（かさ歯車）１００も研磨材固定軸８０を中心に回転する。ただし第一実施形態と異なり、主軸２０の回転軸方向と研磨材固定軸８０の回転軸方向は垂直の関係にある。

さて研磨材固定軸８０は、深溝玉軸受け６０で支持部材５０に支持されている。深溝玉軸受け６０は、ラジアル方向にも小さいながらも摩擦力が存在するので、研磨材固定軸８０には太陽歯車（かさ歯車）９０の接線方向にも力がかかる。この力により支持部材５０は主軸２０の回転に従って、いわゆる連れ廻り現象を起こして、回転する。よって主軸２０と太陽歯車（かさ歯車）９０が、図２（Ｂ）のように、反時計回りに回転すると、それぞれの遊星歯車（かさ歯車）１００は、各々の研磨材固定軸８０を中心にホイール型研磨材１１０の軸方向外側から見て時計回りに自転すると同時に、支持部材５０は主軸方向上側から見て、主軸２０を中心にして反時計回りに公転する。

遊星歯車（かさ歯車）１００に接続される研磨材７０は、太陽歯車（かさ歯車）９０から力を伝達されて自転することで研磨力を発揮するとともに、連れ廻りにより主軸２０の周囲を公転することで、ワークに対して多方向から研磨できる。ただし通常の遊星歯車機構と異なり、固定される内歯車のような、自転と公転を同時に束縛する機構が存在しないため、ホイール型研磨材１１０のワークへの押しつけ圧が高く公転速度がゼロになる場合でも、自転速度がゼロになる束縛条件が無く、研磨力がゼロにならない可能性が残る、すなわち研磨力の調整が容易であるという優れた効果を奏する。また逆に、研磨材が摩擦抵抗を受けて遊星歯車（かさ歯車）１００の自転速度が落ちる場合には、遊星歯車（かさ歯車）１００の公転、すなわち支持部材５０の回転に、太陽歯車（かさ歯車）９０からの力が振り向けられ、多方向からのワークの研磨につながる。つまり本実施形態に係る研磨ユニット１０によれば、どの程度の押しつけ力で研磨するかによって、またどのようなワークかによって、自転と公転のバランスを自らとりながら研磨を続けることができるという極めて高い効果を奏する。

また一度公転し始めると、遊星歯車４０を支持する支持部材５０には慣性が生じるので、その慣性を研磨に活かすことが可能である。例えば、研磨対象（ワーク）から研磨材７０を離して公転を促し、十分公転速度が速くなったところで研磨材７０をワークに接触させて研磨し、公転速度が遅くなった時に再び離して公転を促すといった手順を繰り返すことで、小さな研磨力を維持したまま、多方向からのバリ取りを効率よく進めることが可能になる。すなわち本考案に係る実施形態である研磨ユニットは、ワークに過度の負担を掛けることなく、効果的に研磨、バリ取りをすることが可能である。

本第二実施形態によれば、ホイール状の研磨材を使用することができるようになるので、多様な形状、材質のワークに対してバリ取り研磨が可能になるという優れた効果を奏する。

図３（Ａ）は、本考案に係る第三実施形態である研磨ユニットを説明する説明図である。上図が断面図であり、図３（Ｂ）が下面図である。図３（Ａ）で示すように、研磨ユニット１０はバリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、外部の回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸２０と、主軸２０に固定され、自身の内側に設けられた遊星歯車４０に回転運動を伝達する内歯車１２０と、研磨材７０を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星歯車４０と、遊星歯車４０を回転自在に支持する支持部材５０を備える。支持部材５０は、主軸２０に回転自在に支持され、内歯車１２０から遊星歯車４０に回転運動が伝達されることで、主軸２０の回転によって遊星歯車４０が自転し、且つ、遊星歯車４０と支持部材５０との間の摩擦抵抗によって支持部材５０が連れ廻りをして、遊星歯車４０が内歯車１２０の内側を公転する。

遊星歯車４０の中心軸である研磨材固定軸８０には、ブラシ状の研磨材７０が着脱自在に固定され、遊星歯車４０は支持部材５０において、深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。また支持部材５０は、主軸２０に対して深溝玉軸受け６０で回転自在に支持されている。

言葉を換えれば、本第三実施形態に係る研磨ユニットは、遊星歯車機構を備えた研磨ユニットであって、遊星歯車の運動を束縛する太陽歯車が存在しないことを特徴としている。

図３（Ｂ）で、研磨ユニット１０の動作を説明する。主軸２０の回転により、主軸２０に固定される内歯車１２０が回転する。内歯車１２０と遊星歯車４０は噛み合って力が伝達されるため、遊星歯車４０も研磨材固定軸８０を中心に回転する。さて研磨材固定軸８０は、深溝玉軸受け６０で支持部材５０に支持されている。深溝玉軸受け６０は、小さいながらも摩擦力が存在するので、研磨材固定軸８０には回転軸の接線方向にも力が働く。この力により支持部材５０は主軸２０の回転に従って、いわゆる連れ廻り現象を起こして、回転する。よって主軸２０と内歯車１２０が、図３下図のように、主軸軸方向下側から見て反時計回りに回転すると、それぞれの遊星歯車４０は、各々の研磨材固定軸８０を中心に反時計回りに自転し、同時に支持部材５０ごと、主軸２０の周囲を反時計回りに公転する。

図４（Ａ）は、本考案に係る第四実施形態であるバリ取り装置を説明する説明図である。バリ取り装置１５０は、主に回転駆動装置１４０と、回転駆動装置１４０の回転運動を伝達するＶベルト１６０およびＶベルト車１７０と、研磨ユニット１０を備える。研磨ユニット１０には、研磨材７０が少なくとも１つ備えられている。研磨ユニット１０を固定する主軸２０は、Ｖベルト車１７０に対して自在に上下動させることができる。また回転駆動装置１４０等を保持する筐体１８０は、支柱２３０に対して自在に回転できる。したがってワーク２００に、回転する研磨材７０を適切な高さ、場所に当てることで、バリ取りを行うことができる。

また変形実施例として研磨ユニット１０を、サンダ（図６（Ｅ）参照）に取り付けることも考えられる。押しつけ圧を自在に変えられる本考案に係る研磨ユニットのメリットを活かして、効果的にバリ取りを行うことができる。

尚、本考案の研磨ユニット、バリ取り装置、研磨装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態に係る研磨ユニットを、ロボットアームの先端に取り付けて、バリ取り、研磨を自動化する装置とすることが考えられる。図４（Ｂ）に産業用ロボットのロボットアーム２３７の先端部へ、本考案の第一実施形態に係る研磨ユニット１０を取り付けた例を示す。

フィードバック制御により回転速度を保つ電気モーターに掛かる負荷は、駆動電流を測定することで容易に推定できる。したがって測定された駆動電流を用いて、負荷の原因となる押しつけ圧を容易に調整することが可能である。前述のように、本考案に係る研磨ユニットは、構造が簡単でメンテナンス性も良く、着脱も容易であることから、本変形実施例のようにバリ取りロボット、研磨ロボットを構成することが容易であり、生産ラインに組み込んでの自動化に好適である。研磨材の自転、支持部材の公転について、それぞれ回転速度を常時モニターして、研磨力を調整することも考えられる。

なお、従来のバリ取り装置においては、研磨布や研磨輪（フラップホイール）が柔らかいため撓んでしまい、効果的な研磨をしている際の、研磨材とワークとの距離を正確に測定することはできない。しかし本考案に係る研磨ユニットに、研磨材として例えば図６（Ｂ）に示すペーパーディスクや、図６（Ｄ）に示すブラシ状研磨材のような比較的硬質な研磨剤を用いれば、研磨材とワークの距離をレーザー測長器などで測定することで距離が確定し、距離から研磨力を推定することが可能である。この特徴も、研磨ユニット１０をロボットに適用する際の大きな長所である。

また例えば、変形実施例として、図５のような中間歯車１３４を有する場合が考えられる。図５（Ａ）は、研磨ユニット１０の断面図を示す。研磨ユニット１０の基本的な構成は、第一実施形態と類似するが、主軸２０には、太陽歯車３０と同軸に太陽歯車１３２が設けられており、太陽歯車１３２と噛み合わされるように中間歯車１３４が配置され、さらに遊星歯車１３６が備えられている。中間歯車回転軸１３８は、支持部材５０に回転自在に支持される。

図５（Ｂ）を参照して、研磨ユニット１０の動作を説明する。主軸２０の回転により、主軸２０に固定された１３２が回転する。太陽歯車１３２と中間歯車１３４は噛み合って力が伝達されるため、中間歯車１３４は中間歯車回転軸１３８を中心に回転する。中間歯車１３４は、さらに遊星歯車１３６と噛み合って動力を伝達するので、最終的には、遊星歯車１３６に固定された研磨材７０が回転する。なお中間歯車回転軸１３８は、研磨材固定軸８０と同様に、深溝玉軸受け６０で支持部材５０に支持されている。

さて、遊星歯車１３６と他の遊星歯車４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを比較すると、遊星歯車１３６は、他の遊星歯車とは逆回転をすることがわかる。すなわち遊星歯車１３６は、中間歯車１３４が太陽歯車１３２との間に介在するために、伝えられる動力の向きが,他の遊星歯車とは逆になるわけである。このように他の遊星歯車と逆回転をする遊星歯車が少なくとも一つあるために、ワークのバリに対して、異なる回転方向から研磨力を与えることができる研磨材を複数備えることになるので、より効果的にバリを除去することができる効果を奏する。

図５には、第一実施形態への適用例を示したが、他の実施形態でも同様な変形実施例が考えられる。なお各実施形態に記載した変形実施例については、他の実施形態にも適用が可能である。

また例えば各実施形態について、上記では歯車の噛み合いで力を伝達する遊星歯車機構を例示したが、本考案はこれに限定されない。例えば周面が平坦となる摩擦接触によって動力を伝達するローラタイプの機構であっても良い。つまり、太陽ローラ、リングローラ、傘ローラ等を組み合わせても、本考案を実現することが可能である。またベルト伝動機構によって回転運動を伝達しても良い。

１０研磨ユニット
２０主軸
３０太陽歯車
４０遊星歯車
５０支持部材
６０深溝玉軸受け
７０研磨材
８０研磨材固定軸
９０太陽歯車（かさ歯車）
１００遊星歯車（かさ歯車）
１１０ホイール型研磨材
１２０内歯車
１３０筐体
１３２太陽歯車
１３４中間歯車
１３６遊星歯車
１３８中間歯車回転軸
１４０回転駆動装置
１５０バリ取り装置
１６０Ｖベルト
１７０Ｖベルト車
１８０筐体
２００ワーク
２１０従来のバリ取り装置
２２０研磨輪（フラップホイール）
２３０支柱
２３５産業用ロボット
２３７ロボットアーム
２４０ペーパーディスク
２４５研磨布
２５０サンダ

Claims

バリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、
回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸と、
前記主軸に固定される太陽体と、
研磨材を着脱自在に保持する少なくとも一つの遊星体と
前記遊星体を回転自在に支持する支持部材を備え、
前記支持部材は、前記主軸に回転自在に支持され、
前記太陽体から前記遊星体に回転運動が伝達されることで、前記主軸の回転によって前記遊星体が自転し、且つ、前記遊星体と前記支持部材との間の摩擦抵抗又は前記研磨材による回転研磨時に前記遊星体に付加される回転抵抗によって前記支持部材が連れ廻りをして、前記遊星体が前記主軸の周囲を公転する
ことを特徴とする研磨ユニット。
前記支持部材には、複数の前記遊星体が回転自在に支持され、
前記太陽体から前記遊星体へ力を伝達する中間体を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項１に記載の研磨ユニット。
前記研磨材は、遊星体の軸方向に延びる複数の線材を有し、前記線材の先端を被研磨物に当接させて研磨することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨ユニット。
前記太陽体が傘体であり、前記主軸の軸方向と前記遊星体の軸方向が垂直であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨ユニット。
前記研磨材は、遊星体の径方向に延びる複数の線材を放射状に有することを特徴とする請求項４に記載の研磨ユニット。
遊星機構を備えた研磨ユニットであって、遊星体の運動を束縛するリング体が存在しないことを特徴とする研磨ユニット。
バリ取り装置又は研磨装置に取り付ける研磨ユニットであって、
回転駆動装置の回転運動が伝達される主軸と、
前記主軸に固定される、内周に遊星体が転接するリング体と、
研磨材を着脱自在に保持する少なくとも一つの前記遊星体と
前記遊星体を回転自在に支持する支持部材を備え、
前記支持部材は、前記主軸に回転自在に支持され、
前記リング体から前記遊星体に回転運動が伝達されることで、前記主軸の回転によって前記遊星体が自転し、且つ、前記遊星体と前記支持部材との間の摩擦抵抗又は前記研磨材による回転研磨時に前記遊星体に付加される回転抵抗によって前記支持部材が連れ廻りをして、前記遊星体が前記リング体の内側を公転する
ことを特徴とする研磨ユニット。
遊星機構を備えた研磨ユニットであって、遊星体の運動を束縛する太陽体が存在しないことを特徴とする研磨ユニット。
請求項１から請求項８のいずれか一の請求項に記載の研磨ユニットを備えることを特徴とするバリ取り装置。
請求項１から請求項８のいずれか一の請求項に記載の研磨ユニットを備えることを特徴とする研磨装置。
請求項１から請求項８のいずれか一の請求項に記載の研磨ユニットを備えることを特徴とするバリ取りロボット。
請求項１から請求項８のいずれか一の請求項に記載の研磨ユニットを備えることを特徴とする研磨ロボット。