JP3498999B2 - 多機能研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多機能研磨装置に関
し、特に、装置本体に対する研磨部材の運動の種類を随
時に切り換えて、作用の異なる研磨処理を１台の装置で
実施できる多機能研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】研磨装置、特に手持形の研磨装置は、例
えば自動車車体外板の仕上げ作業や補修作業等、多様な
立体的広がりを有する物体表面を所望形状に研削したり
所望粗さに磨いたりする作業において、手軽に操作でき
ることから広く使用されている。この種の研磨装置は、
装置本体に対する研磨部材の運動の種類によって、異な
る研磨作用を物体表面に及ぼす幾つかの異なる形式の装
置に分類される。特に、作用面を板状研磨部材の軸方向
端面に有するとともに、研磨部材の軸を研磨装置の駆動
軸に対し偏心して配置し、研磨部材の作用面が一平面上
で所定の回転運動を行なうことにより研磨作用を生じる
形式のものは、一般に高能率の研磨装置として知られて
いる。このような偏心配置された研磨部材を備える研磨
装置では、駆動軸を中心に偏心距離を半径とした円軌道
に沿って移動する偏心軸線に対し、研磨部材が固定され
たものと自転するものとがある。本明細書では便宜的
に、前者をオービタル式研磨装置、後者をダブルアクシ
ョン式研磨装置と称し、また前者の研磨部材の動作をオ
ービタル動作、後者の研磨部材の動作をダブルアクショ
ン動作と称する。

【０００３】オービタル式及びダブルアクション式研磨
装置はいずれも、駆動軸に対して所定距離だけ偏心した
位置に研磨部材の軸を配置して構成される。研磨部材の
軸は、駆動軸の回転に伴って駆動軸の周りを公転運動す
る軸受に支持される。この軸受は通常、釣合い重り部分
を有して駆動軸に直結された釣合い部材に第１軌道輪が
固定され、第２軌道輪が研磨部材の軸に固定される。こ
のとき、第２軌道輪が第１軌道輪に対し自由回転可能な
状態では、第２軌道輪に支持された研磨部材等の各質量
部分の慣性により、第１軌道輪が公転すると同時に第２
軌道輪及び研磨部材は第１軌道輪に対して公転と同一方
向への自転を生じる。このような作用を利用して、研磨
部材に遊星（自公転）運動を行なわせるものがダブルア
クション式研磨装置であり、駆動軸から見た研磨部材の
自転運動を強制的に止め、研磨部材に公転運動のみ行な
わせるものがオービタル式研磨装置である。したがって
オービタル動作では、軸受の第２軌道輪は第１軌道輪に
対して公転の逆方向へ回転する。オービタル式研磨装置
において研磨部材の自転を止める機構は、一般に、装置
本体と研磨部材との間を研磨部材の偏心移動を可能にし
つつ連結する弾性部材から構成される。

【０００４】オービタル式研磨装置は、研磨部材が駆動
軸に対する公転運動のみを行なうので、比較的研磨量が
少なく、一般に物体表面の仕上げ加工に使用される。こ
れに対しダブルアクション式研磨装置は、研磨部材が駆
動軸に対する遊星運動を行なうので、比較的研磨量が多
く、荒研ぎや面取り等の荒加工に使用される。したがっ
て一般に作業者は、研磨作業の加工種類に応じてこれら
の異なる研磨装置を使い分けていた。

【０００５】加工種類に応じた研磨装置の使い分けに伴
う作業効率や経済性の低下を解消するために、研磨部材
のオービタル動作とダブルアクション動作とを随時に切
り換えて作業できる多機能の研磨装置に対する利用者の
要求は高く、幾つかの解決策が既に提案されている。例
えば、特開昭６０−１３５１７１号公報に開示される研
磨装置は、研磨部材の自転運動を強制的に止めるための
弾性支柱を、研磨部材に連結される作用位置と研磨部材
から離脱される非作用位置との間で移動させることによ
り、オービタル動作とダブルアクション動作との切り換
えを可能にしている。この装置は、弾性支柱を移動させ
るためのエアシリンダ装置を本体に組み込んでいる。ま
た、米国特許第４，９２４，６３６号では、ダブルアク
ション式研磨装置において、軸受を介して研磨部材を支
持する釣合い部材に対し、研磨部材の回転を止める構造
が開示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６０−１３５１
７１号公報に開示される研磨装置では、研磨部材とその
自転を係止する弾性支柱との連結部分を直接的に開閉す
るので、自転係止時に弾性支柱の連結部位すなわち研磨
部材に接触する先端部に応力が集中し易く、オービタル
動作での作業中に弾性支柱と研磨部材との連結が外れた
り、長期に使用するうちに弾性支柱の特に先端部が破損
したりする恐れがあった。また、弾性支柱と研磨部材と
は凹部及び凸部からなる噛み合い構造により連結される
が、研磨部材のトルクに対する充分な係止力を得るため
に凹部及び凸部は研磨部材の周縁部近傍に配置されるの
で、凹部と凸部とを正確に噛み合わせるための研磨部材
と弾性支柱との相対的位置合せが困難であった。さら
に、弾性支柱を移動させるためのエアシリンダ装置を搭
載するので、研磨装置の寸法及び重量が手持形装置とし
ては不適当なまでに増加する課題があった。

【０００７】米国特許第４，９２４，６３６号に開示さ
れる研磨装置は、ボルトによって偏心軸に取着される研
磨部材の交換を容易にするために、偏心軸を釣合い部材
に対して固定するものである。したがってこの研磨装置
では、研磨部材のオービタル動作を実現することはでき
ない。

【０００８】本発明の目的は、研磨部材の動作をオービ
タル動作とダブルアクション動作との間で容易かつ正確
に切り換え可能であって、装置の寸法及び重量の増加を
可及的に防止できる単純構造かつ耐久性に優れた切り換
え機構を有し、仕上げ加工と荒加工とを１台の装置で随
時に切り換えて実施できる多機能研磨装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、本体と、駆動軸を有して本体に支持され
る駆動部と、駆動軸に対し偏心した位置で自転可能に駆
動軸に連結されるとともに、駆動部の作動により駆動軸
を中心として公転運動する研磨部材と、研磨部材の自転
運動を選択的に解放及び係止できる係合手段とを具備し
た多機能研磨装置において、係合手段は、研磨部材に連
結される第１要素と、第１要素に対して回転する第２要
素とを備えて、研磨部材に同心配置される軸受手段と、
軸受手段の第２要素に固定的に連結されるとともに本体
に固定され、以て軸受手段を介して研磨部材に相対回転
可能に連結され、研磨部材の公転運動に伴って弾性変形
する弾性連結部材と、弾性連結部材と研磨部材との間に
配置され、軸受手段の第２要素のみに係合して研磨部材
の自転運動を解放する第１位置と、第２要素及び第１要
素の双方に係合して自転運動を係止する第２位置との間
で移動する係合部材とを具備したことを特徴とする多機
能研磨装置を提供する。

【００１０】本発明の１つの実施例によれば、軸受手段
は、半径方向に並置された一対の軌道輪を有する軸受を
具備し、軸受手段の第１要素は、軸受の第１軌道輪と、
駆動軸に対し偏心した位置で自転可能に駆動軸に連結さ
れるとともに第１軌道輪に固定される偏心軸とを備え、
偏心軸が研磨部材の自転軸線を有して研磨部材に連結さ
れる。同様に軸受手段の第２要素は、軸受の第２軌道輪
と、研磨部材の自転軸線を包囲して第２軌道輪と弾性連
結部材とに固定される環状支持部材とを備えることが好
ましい。

【００１１】本発明の他の実施例によれば、軸受手段
は、半径方向に並置された３つの軌道輪を有する複式軸
受を具備し、軸受手段の第１要素は、駆動軸に対し偏心
した位置で自転可能に駆動軸に連結される複式軸受の中
間軌道輪を備え、中間軌道輪が研磨部材の自転軸線を有
して研磨部材に連結される。同様に軸受手段の第２要素
は、複式軸受の外側軌道輪と、研磨部材の自転軸線を包
囲して外側軌道輪と弾性連結部材とに固定される環状支
持部材とを備えることが好ましい。

【００１２】弾性連結部材は、研磨部材の自転軸線を包
囲して軸方向に延びる弾性部分を有することができる。
或いは弾性連結部材は、研磨部材の自転軸線を包囲して
半径方向に延びる弾性部分を有することができる。係合
部材は、軸受手段の第１要素に設けた第１溝部と第１溝
部に対して整列可能に第２要素に設けた第２溝部との双
方に係合可能な凸部を備えることが好ましい。また、係
合部材を第１位置と第２位置とのそれぞれに位置決めす
る位置決め手段をさらに備えることは好都合である。

【００１３】

【作用】係合部材は第１位置において、軸受手段の第２
要素のみに係合する。このとき軸受手段の第１要素は、
第２要素に対し自由に回転する。したがって研磨部材
は、駆動軸を中心として公転運動すると同時に、研磨部
材の慣性により駆動軸に対し偏心した位置で自転運動す
る。このようにして研磨部材のダブルアクション動作が
得られる。係合部材を第２位置に配置すると、係合部材
は軸受手段の第２要素及び第１要素の双方に係合する。
それにより、第１要素は第２要素に固定的に連結され
る。したがって研磨部材は、軸受手段の第１要素及び第
２要素、並びに弾性連結部材を介し、自転運動に関して
本体に固定的に連結される。他方、弾性連結部材は弾性
変形により研磨部材の公転運動を許容する。このように
して研磨部材のオービタル動作が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明をその好
適な実施例に基づき詳細に説明する。全図を通して、同
一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。図面
を参照すると、図１及び図２は本発明の第１実施例によ
る多機能研磨装置１０を示す。多機能研磨装置１０は、
本体１２と、駆動軸１４を有して本体１２に支持される
駆動部１６と、駆動軸１４に対し偏心した位置で自転可
能に駆動軸１４に連結される研磨部材１８と、研磨部材
１８の自転運動を選択的に解放及び係止できる係合手段
２０とを備える。

【００１５】多機能研磨装置１０は、従来の研磨装置と
同様に手持ち作業に適した構成を有する。例えば本体１
２は、作業者が好ましくは片手で握持可能な握持部２２
を備える。また駆動部１６は、例えばエアモータ等の周
知の駆動装置からなる。駆動部１６に適用される駆動装
置としては、電動機や油圧モータ等も利用できるが、構
造が簡単で小形化及び軽量化が容易な点でエアモータが
好適に利用される。さらに研磨部材１８は、従来の手持
形研磨装置に使用可能な周知の部材であり、研磨布紙を
担持する円板状又は矩形板状のパッド部２４とパッド部
２４を支持する基部２６とを備える。

【００１６】駆動軸１４には、釣合い重り部分を有した
釣合い部材２８が固定される。釣合い部材２８は、駆動
軸１４の下方で駆動軸１４に対し距離ｄだけ偏心して軸
方向に延びる円筒状の凹部２９を備え、凹部２９内に第
１の軸受３０が配置される。第１の軸受３０は、好まし
くは転がり軸受であり、半径方向に並置された一対の軌
道輪を有する。この実施例では、第１の軸受３０の外輪
３０ａが釣合い部材２８の凹部２９に固定され、内輪３
０ｂには研磨部材１８を支持する偏心軸３２が固定され
る。したがって偏心軸３２は、駆動軸１４の軸線に平行
にかつ相互に距離ｄだけ離間して延びる軸線を有して、
第１の軸受３０を介して釣合い部材２８に回転可能に連
結される。研磨部材１８は、研磨装置１０の作動時に研
磨部材１８と偏心軸３２との間の相対移動が生じないよ
うに、偏心軸３２に強固に連結される。

【００１７】ここまでの構成は従来のオービタル式又は
ダブルアクション式研磨装置と同様であり、駆動部１６
の作動により、偏心軸３２及び研磨部材１８は駆動軸１
４を中心として公転運動する。前述のように、偏心軸３
２が釣合い部材２８に対して自由に回転する場合、偏心
軸３２及び研磨部材１８は公転運動と同時に自転運動を
生じる。

【００１８】多機能研磨装置１０は、研磨部材１８の自
転運動を選択的に解放及び係止できる係合手段２０とし
て、研磨部材１８に同心に取着される第２の軸受３４
と、本体１２に固定されるとともに第２の軸受３４を介
して研磨部材１８に相対回転可能に連結される弾性連結
部材３６と、弾性連結部材３６と研磨部材１８との間に
配置され、研磨部材１８の自転運動を解放する第１位置
とその自転運動を係止する第２位置との間で移動する係
合部材３８とを備える。係合手段２０の構成を、図３及
び図４を参照して以下に詳述する。

【００１９】第２の軸受３４は、好ましくは転がり軸受
であり、半径方向に並置された一対の軌道輪を有する。
図示実施例では、玉軸受からなる第２の軸受３４は、偏
心軸３２の外周面に固定される内輪４０と、環状支持部
材４２に固定される外輪４４とを備える。環状支持部材
４２は、内周面に軸受３４の外輪４４を支持するととも
に外周面に環状の係合部材３８を支持するスリーブ部４
６と、スリーブ部４６の一端から半径方向外方に延びる
フランジ部４８とを備える。

【００２０】弾性連結部材３６は、上端で例えば締着帯
５０によって本体１２に固定される円筒状の弾性部分５
２と、弾性部分５２の下端から半径方向内方に延長され
る環板状の剛性部分５４とを備える。弾性部分５２は、
好ましくはゴムからなり、偏心軸３２及び研磨部材１８
の公転運動に伴って弾性変形する（図１参照）。剛性部
分５４は、好ましくはアルミニウム等の金属材料からな
り、偏心軸３２の公転運動を弾性部分５２に確実に伝達
する。弾性部分５２と剛性部分５４とは、ボルト留め、
接着、溶接等の周知の方法によって固定できるが、好適
な実施例では弾性部分５２の射出成形時に剛性部分５４
をインサートすることによって両者が一体的に連結され
る。

【００２１】環状支持部材４２のフランジ部４８は、例
えばねじ５６によって弾性連結部材３６の剛性部分５４
に固定される。なお、剛性部分５４を省略して、弾性部
分５２を直接に環状支持部材４２のフランジ部４８に連
結することもできる（図８参照）。また、弾性連結部材
３６の弾性部分５２は、ベローズ状部材、複数の柱状部
材、複数のつる巻ばね等から構成することもできる。い
ずれの場合も、偏心軸３２及び研磨部材１８の公転運動
に追従して変形できるとともに、それらの自転運動を係
止可能な弾性力を有することが肝要である。また、回転
部分の振動を減衰するために、弾性連結部材３６の弾性
部分５２に粘弾性材料を用いることは好都合である。

【００２２】環状の係合部材３８は、内周面に少なくと
も１つのキー溝５８を備え、キー溝５８に例えばボルト
６０によってキー６２が固定される。環状支持部材４２
のスリーブ部４６は、その外周面にキー溝５８に対応し
て、キー６２が係合する少なくとも１つの溝６４を備え
る。これにより係合部材３８は、環状支持部材４２のス
リーブ部４６の外周面に沿って軸方向へのみ摺動可能に
スリーブ部４６に取着される。さらに係合部材３８は、
例えば止めねじ６６によって、スリーブ部４６の外周面
上で軸方向の所望位置に固定できる。

【００２３】偏心軸３２は、第２の軸受３４の内輪４０
に固定されるスリーブ部６８と、スリーブ部６８の一端
から半径方向外方に延長されるフランジ部７０とを備え
る。偏心軸３２のフランジ部７０は、環状支持部材４２
のスリーブ部４６との間に僅かな隙間を有して延び、そ
の外縁部に複数の切欠き７２を備える。切欠き７２は、
偏心軸３２の所定の自転位置で、環状支持部材４２のス
リーブ部４６の溝６４に対し軸方向へ整列配置されるよ
うになっている。環状支持部材４２の溝６４と偏心軸３
２の切欠き７２とを整列配置した状態で、係合部材３８
を環状支持部材４２のスリーブ部４６に沿って偏心軸３
２のフランジ部７０の方向へ移動させると、係合部材３
８のキー６２は偏心軸３２の切欠き７２に係合する。

【００２４】したがって係合手段２０によれば、係合部
材３８を、そのキー６２が環状支持部材４２の溝６４の
みに係合する第１位置（図３に実線で示す）に配置した
ときに、偏心軸３２及び研磨部材１８は自由に自転運動
を行うことができ、このとき研磨装置１０はダブルアク
ション式研磨装置として作用する。また、係合部材３８
を、そのキー６２が環状支持部材４２の溝６４と偏心軸
３２の切欠き７２との双方に係合する第２位置（図３に
破線で示す）に配置したときに、偏心軸３２及び研磨部
材１８は係合手段２０を介して弾性連結部材３６の作用
により自転運動を係止され、このとき研磨装置１０はオ
ービタル式研磨装置として作用する。ただし従来のオー
ビタル式研磨装置と同様に、自転運動の係止時にも、研
磨部材１８は釣合い部材２８に対し第１の軸受３０を介
して公転の逆方向へ回転する。

【００２５】上記構成を有する係合手段２０は、研磨部
材１８の偏心軸３２と弾性連結部材３６との間に第２の
軸受３４を配置し、第２の軸受３４の内輪４０と外輪４
４との相対移動を、それら内外輪に直接に固定された偏
心軸３２及び環状支持部材４２に選択的に係合する環状
の係合部材３８によって解放又は係止する構成としたの
で、係合部材３８のキー６２の個数を増やす等の方法に
よって自転係止時の係止部位への応力集中を容易に防止
することができる。また、係合部材３８を偏心軸３２に
近接して配置したので、キー６２の対応係止要素である
環状支持部材４２のキー溝５８と偏心軸３２の溝６４と
の位置合せが容易である。また、係合部材３８は第１位
置と第２位置との間を手作業で容易に移動できるので、
エアシリンダ等の駆動装置を研磨装置１０に搭載する必
要がなく、装置の小形化及び軽量化が促進される。な
お、偏心軸３２、第２の軸受３４、弾性連結部材３６の
剛性部分５４、係合部材３８、及び環状支持部材４２
を、ジュラルミン等のアルミニウム合金、硬質プラスチ
ック、セラミック等の軽量で機械的強度の高い材料から
形成することにより、係合手段２０の機械的強度を損な
うことなく研磨装置１０の軽量化がさらに促進される。

【００２６】上記構成において、偏心軸３２は、２つの
軸受３０，３４を同心に取着する観点から、軸方向へ２
つの部分３２ａ，３２ｂに分割されることが望ましい。
この場合、これらの部分３２ａ，３２ｂは例えばボルト
７４によって相互に固定される。また研磨部材１８は、
基部２６に形成されたねじ部７６又は別体のボルト（図
示せず）によって偏心軸３２に固定されるが、その場
合、多様なねじ部を有する研磨部材を偏心軸３２に取着
できるように、研磨部材１８と偏心軸３２との間にアダ
プタ７８を介在させることができる。このとき、研磨部
材１８はアダプタ７８に固定され、アダプタ７８が別体
のねじ８０やアダプタ自体に設けたねじ部８２（図５）
によって偏心軸３２に固定される。このように研磨部材
１８は、研磨装置１０の作動時には偏心軸３２に強固に
固定されるが、休止時には適宜、脱着や交換が可能なも
のである。

【００２７】本発明の研磨装置において、係合手段は、
上記以外の様々な構成を有することができる。例えば図
５に示すように、係合部材３８を第１位置及び第２位置
のそれぞれに固定する止めねじ６６の代わりに、ボール
プランジャ８４等の周知の固定手段を用いることができ
る。ボールプランジャ８４によれば、係合部材３８の第
１位置又は第２位置への固定作業がさらに容易になる。
またキー構造の代わりに、ピン、スプライン、噛み合い
クラッチ等の周知の係合構造も利用できる。

【００２８】さらに、偏心軸３２の周囲で軸方向へ移動
する係合部材３８の代わりに、図６（ａ），（ｂ）に示
すような半径方向へ移動する係合部材８６を用いること
もできる。係合部材８６は、断面略Ｔ字状の小片であ
り、環状支持部材４２に同心回転可能に取着された環状
受け部８８の内部に少なくとも１つ配置される。環状受
け部８８の底壁９０には、偏心軸３２を中心とする円弧
に交差して直線状に延びる溝９２が設けられ、係合部材
８６の底部９４が溝９２に嵌入される。係合部材８６の
半径方向延長部９６は、環状支持部材４２のスリーブ部
４６に設けた穴９８を貫通する。偏心軸３２のスリーブ
部６８には、環状支持部材４２のスリーブ部４６の穴９
８に対し半径方向へ整列可能な溝穴１００が設けられ
る。

【００２９】係合部材８６を図６（ｂ）の位置（第１位
置）に配置し、環状支持部材４２の穴９８と偏心軸３２
の溝穴１００とを整列させた後、環状受け部８８を半時
計方向（矢印で示す）へ回転すると、係合部材８６はそ
の底部９４が溝９２に沿って動くことにより半径方向内
方へ移動し、延長部９６が溝穴１００に進入する（第２
位置）。それにより、偏心軸３２及び研磨部材１８の自
転運動が係止される。係合部材８６を第１位置及び第２
位置のそれぞれに固定するために、環状受け部８８にボ
ールプランジャ１０２が配設される。また図６（ｂ）に
は、環状受け部８８と環状支持部材４２のフランジ部４
８とを連結するボルト（図示せず）を通す穴１０４が示
されている。

【００３０】図７（ａ），（ｂ）は、同様に半径方向へ
移動する他の係合部材１０６を示す。係合部材１０６
は、環状支持部材４２に固定された軌条部１０８に沿っ
て直接的に半径方向へ移動される。係合部材８６，１０
６のように、係合部材を第１位置と第２位置との間で半
径方向へ移動させる構成は、係合手段の軸方向寸法の低
減に寄与する。それにより、作業者の手元から研磨され
る物体表面までの距離が短くなり、研磨装置の作業性が
向上する。

【００３１】図８及び図９は、本発明の第２実施例によ
る多機能研磨装置１１０を示す。多機能研磨装置１１０
では、第１実施例の多機能研磨装置１０における第１の
軸受３０及び第２の軸受３４の代わりに、それらの作用
を１つの軸受で実現可能な複式軸受１１２が使用され
る。複式軸受１１２は、好ましくは転がり軸受であり、
半径方向に並置された３つの軌道輪を有する。また、駆
動軸１４に固定される釣合い部材１１４は、駆動軸１４
の下方で駆動軸１４に対し距離ｄだけ偏心して軸方向に
突出する円筒状の凸部１１５を備える。

【００３２】複式軸受１１２の内輪１１６は、釣合い部
材１１２の凸部１１５の外表面に固定される。複式軸受
１１２の外輪１１８は、環状支持部材４２のスリーブ部
４６の内表面に固定される。複式軸受１１２の中間輪１
２０は、駆動軸１４の軸線に平行にかつ相互に距離ｄだ
け離間して延びる軸線を有して、内輪１１６及び釣合い
部材１１２に対して回転する部材であり、第１実施例の
多機能研磨装置１０における偏心軸３２に相当する。し
たがって多機能研磨装置１１０では、研磨部材１８は複
式軸受１１２の中間輪１２０に固定的に連結される。な
お研磨部材１８は、複式軸受１１２の中間輪１２０のみ
によって支持されるので、中間輪１２０に充分な剛性を
付与するとともに、アンギュラ構造等のスラスト荷重に
耐える構造を複式軸受１１２に適用することが望まし
い。

【００３３】多機能研磨装置１１０は、弾性部分のみか
らなる弾性連結部材１２２を備える。なお、研磨装置１
１０における係合手段の構成は、複式軸受１１２及び弾
性連結部材１２２以外は実質的に図１の研磨装置１０と
同じである。弾性連結部材１２２の下端には、環状支持
部材４２のフランジ部４８が例えばねじ５６によって直
接に固定される。研磨部材１８はアダプタ１２４に固定
され、アダプタ１２４が例えばねじ８０によって複式軸
受１１２の中間輪１２０に固定される。アダプタ１２４
は、外縁部に軸方向へ延びる環状壁１２６を備える。ア
ダプタ１２４を複式軸受１１２に取着すると、環状壁１
２６は環状支持部材４２のスリーブ部４６の下方に僅か
な隙間を介して配置される。環状壁１２６の外表面に
は、複式軸受１１２の中間輪１２０及び研磨部材１８の
所定の自転位置で、環状支持部材４２のスリーブ部４６
の溝６４に対し軸方向へ整列配置される溝１２８が形成
される。

【００３４】したがって、係合部材３８を図示の第１位
置に配置し、環状支持部材４２の溝６４とアダプタ１２
４の溝１２８とを整列させた後、係合部材３８を環状支
持部材４２のスリーブ部４６に沿ってアダプタ１２４の
環状壁１２６の方向へ移動させると、係合部材３８のキ
ー６２はアダプタ１２４の溝１２８に係合する。図１の
研磨装置１０と同様に、係合部材３８を第１位置に配置
したときは、複式軸受１１２の中間輪１２０及び研磨部
材１８は自由に自転運動を行うことができ、このとき研
磨装置１１０はダブルアクション式研磨装置として作用
する。また、係合部材３８を、キー６２が環状支持部材
４２の溝６４とアダプタ１２４の溝１２８との双方に係
合する第２位置に配置したときに、中間輪１２０及び研
磨部材１８は弾性連結部材１２２の作用により自転運動
を係止され、このとき研磨装置１１０はオービタル式研
磨装置として作用する。このような構造によれば、釣合
い部材の軸方向寸法を低減できるので、作業者の手元か
ら研磨される物体表面までの距離が短くなり、研磨装置
の作業性が向上する。

【００３５】図１０及び図１１は、本発明の第３実施例
による多機能研磨装置１３０を示す。多機能研磨装置１
３０では、本体１２は釣合い部材２８を包囲しつつ軸方
向へ延びる略円筒状の延長部１３２を有する。そして延
長部１３２の下端と環状支持部材４２のフランジ部４８
との間に、駆動軸１４及び偏心軸３２に略直交して延び
る弾性連結部材１３４が配置される。弾性連結部材１３
４は弾性部分のみからなる環状の円板部材であり、その
外縁部及び内縁部で例えばねじ１３６及び１３８によっ
て延長部１３２及びフランジ部４８にそれぞれ固定され
る。

【００３６】好ましくは、弾性連結部材１３４に設けた
各ねじ１３６及び１３８の貫通穴１４０及び１４２への
応力集中を防止するために、金属等からなる環状の補強
部材１４４及び１４６が弾性連結部材１３４の外縁部及
び内縁部にそれぞれ配置される。また弾性連結部材１３
４は、波板状部材、複数の帯状部材、複数のつる巻ばね
等から構成することもできる。なお、研磨装置１３０に
おける係合手段の構成は、弾性連結部材１３４以外は実
質的に図１の研磨装置１０と同じである。

【００３７】このような構造によれば、例えば図８の研
磨装置１１０の複式軸受１１２を使用することにより、
釣合い部材２８の軸方向寸法をさらに低減することがで
きる。その場合、本体１２の延長部１３２によって釣合
い部材２８の周囲に充分な空間を形成できるので、釣合
い部材２８の釣合い重り部分を半径方向へ延長すること
により、確実な釣合い作用を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、研磨装置の本体に固定される弾性連結部材と回転駆
動される研磨部材との間に、研磨部材に固定的に連結さ
れる第１要素と弾性連結部材に固定的に連結される第２
要素とを備える軸受手段を研磨部材の自転軸線に同心配
置し、これら第１要素と第２要素との相対回転を係合部
材によって選択的に係止する構成としたので、係合部材
を研磨部材の自転軸線の近傍に配置でき、その結果、自
転係止時の係合部材への応力集中が軽減されるととも
に、第１要素及び第２要素に対する係合部材の位置決め
が容易になる。また、係合部材は第１位置と第２位置と
の間を手作業で容易に移動できるので、エアシリンダ等
の駆動装置を研磨装置に搭載する必要がなく、装置の小
形化及び軽量化が促進される。したがって本発明によれ
ば、研磨部材の動作をオービタル動作とダブルアクショ
ン動作との間で容易かつ正確に切り換え可能であって、
装置の寸法及び重量の増加を可及的に防止できる単純構
造かつ耐久性に優れた切り換え機構を有し、仕上げ加工
と荒加工とを１台の装置で随時に切り換えて実施できる
高性能の多機能研磨装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による多機能研磨装置の部
分断面正面図である。

【図２】図１の多機能研磨装置の部分断面側面図であ
る。

【図３】図１の多機能研磨装置の軸受手段と係合部材と
を示す拡大部分断面図で、中心線の右側が図１に対応
し、中心線の左側が図２に対応する。

【図４】図１の多機能研磨装置の係合手段を示す分解斜
視図である。

【図５】図１の多機能研磨装置の係合部材の変形例を示
す拡大部分断面正面図である。

【図６】図１の多機能研磨装置の係合部材の他の変形例
を示す図で、（ａ）図３に対応する拡大部分断面図、及
び（ｂ）線ｂ−ｂに沿った断面平面図、である。

【図７】図１の多機能研磨装置の係合部材のさらに他の
変形例を示す図で、（ａ）拡大部分断面正面図、及び
（ｂ）線ｂ−ｂに沿った断面平面図、である。

【図８】本発明の第２実施例による多機能研磨装置の部
分断面正面図である。

【図９】図８の多機能研磨装置の部分断面側面図であ
る。

【図１０】本発明の第３実施例による多機能研磨装置の
部分断面正面図である。

【図１１】図１０の多機能研磨装置の部分断面側面図で
ある。

【符号の説明】

１０，１１０，１３０…多機能研磨装置 １２…本体 １４…駆動軸 １６…駆動部 １８…研磨部材 ２０…係合手段 ２８…釣合い部材 ３０…第１の軸受 ３２…偏心軸 ３４…第２の軸受 ３６，１２２，１３４…弾性連結部材 ３８，８６，１０６…係合部材 ４０，１１６…内輪 ４２…環状支持部材 ４４，１１８…外輪 ６２…キー ６６…止めねじ ７２…切欠き ７８，１２４…アダプタ ８４，１０２…ボールプランジャ １１２…複式軸受 １２０…中間輪 １３２…延長部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 23/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体と、駆動軸を有して該本体に支持さ
   れる駆動部と、該駆動軸に対し偏心した位置で自転可能
   に該駆動軸に連結されるとともに、該駆動部の作動によ
   り該駆動軸を中心として公転運動する研磨部材と、該研
   磨部材の自転運動を選択的に解放及び係止できる係合手
   段とを具備した多機能研磨装置において、 前記係合手段は、 前記研磨部材に連結される第１要素と、該第１要素に対
   して回転する第２要素とを備えて、該研磨部材に同心配
   置される軸受手段と、 前記軸受手段の前記第２要素に固定的に連結されるとと
   もに前記本体に固定され、以て該軸受手段を介して前記
   研磨部材に相対回転可能に連結され、該研磨部材の公転
   運動に伴って弾性変形する弾性連結部材と、 前記弾性連結部材と前記研磨部材との間に配置され、前
   記軸受手段の前記第２要素のみに係合して該研磨部材の
   自転運動を解放する第１位置と、該第２要素及び前記第
   １要素の双方に係合して該自転運動を係止する第２位置
   との間で移動する係合部材、とを具備したことを特徴と
   する多機能研磨装置。
2. 【請求項２】 前記軸受手段は、半径方向に並置された
   一対の軌道輪を有する軸受を具備し、該軸受手段の前記
   第１要素は、該軸受の第１軌道輪と、前記駆動軸に対し
   偏心した位置で自転可能に該駆動軸に連結されるととも
   に該第１軌道輪に固定される偏心軸とを備え、該偏心軸
   が前記研磨部材の自転軸線を有して該研磨部材に連結さ
   れる請求項１に記載の多機能研磨装置。
3. 【請求項３】 前記軸受手段は、半径方向に並置された
   一対の軌道輪を有する軸受を具備し、該軸受手段の前記
   第２要素は、該軸受の第２軌道輪と、前記研磨部材の自
   転軸線を包囲して該第２軌道輪と前記弾性連結部材とに
   固定される環状支持部材とを備える請求項１又は２に記
   載の多機能研磨装置。
4. 【請求項４】 前記軸受手段は、半径方向に並置された
   ３つの軌道輪を有する複式軸受を具備し、該軸受手段の
   前記第１要素は、前記駆動軸に対し偏心した位置で自転
   可能に該駆動軸に連結される該複式軸受の中間軌道輪を
   備え、該中間軌道輪が前記研磨部材の自転軸線を有して
   該研磨部材に連結される請求項１に記載の多機能研磨装
   置。
5. 【請求項５】 前記軸受手段は、半径方向に並置された
   ３つの軌道輪を有する複式軸受を具備し、該軸受手段の
   前記第２要素は、該複式軸受の外側軌道輪と、前記研磨
   部材の自転軸線を包囲して該外側軌道輪と前記弾性連結
   部材とに固定される環状支持部材とを備える請求項１又
   は４に記載の多機能研磨装置。
6. 【請求項６】 前記弾性連結部材は、前記研磨部材の自
   転軸線を包囲して軸方向に延びる弾性部分を有する請求
   項１〜５のいずれか１つに記載の多機能研磨装置。
7. 【請求項７】 前記弾性連結部材は、前記研磨部材の自
   転軸線を包囲して半径方向に延びる弾性部分を有する請
   求項１〜５のいずれか１つに記載の多機能研磨装置。
8. 【請求項８】 前記係合部材は、前記軸受手段の前記第
   １要素に設けた第１溝部と該第１溝部に対して整列可能
   に前記第２要素に設けた第２溝部との双方に係合可能な
   凸部を備える請求項１〜７のいずれか１つに記載の多機
   能研磨装置。
9. 【請求項９】 前記係合部材を前記第１位置と前記第２
   位置とのそれぞれに位置決めする位置決め手段をさらに
   備える請求項１〜８のいずれか１つに記載の多機能研磨
   装置。