JP4377662B2 - ベルト式研削工具 - Google Patents

Description

本発明は、ローラに巻き掛けられたベルトを駆動してワークを研削するベルト式研削工具に関するものである。

航空機の翼構造等に対しては、設計上の理由から数多くのリベットが打鋲され、当該リベットに対しその頭部（ワーク）を研削する作業が行われる。とりわけ、翼構造等の隘路部に対する研削作業に際しては、細心の注意を払ってリベットの頭部以外の部位、即ち、当該リベットで打鋲された構造物の、表面処理や塗装などが施された部位を傷つけないようにする必要がある。これに加えて、この種の研削作業に際しては、粉塵に対する飛散防止対策、及び回転ベルト等に対する危険防止対策などが要求されている。
しかるに、主として精密機械部品の微細構造部位の面取加工を行うためのベルト式研磨工具が従来からある（特許文献１）。かかるベルト式研磨工具は、無端ベルトを駆動ローラと、互いに接近した位置に配置される一対のアイドルローラとに巻き掛け、無端ベルトの、これらアイドルローラによって支持される短いスパンの部分を面取部に接触させることにより、微細な面取加工を容易に行えるようにしたものであるが、このベルト式研磨工具には、面取加工を施す必要のない部位を傷つけないようにするための対策や、粉塵に対する飛散防止対策、及び回転ベルト等に対する危険防止対策などは特に採られていない。但し、用途が上述したベルト式研磨工具とは異なると推察される、例えばベルトグラインダの被研削材規制装置には、粉塵に対する飛散防止対策が、この装置を集じんカバーが覆う態様で施されている（特許文献２）。
特開２００１−１９１２４２ 特開平９−２２５８２９

解決しようとする問題点は、研削作業に際しては、特別の注意を払うことなく研削対象部位以外の部位を傷つけないように研削加工ができるようにすること。これに加えて、この種の研削作業に際して、粉塵の飛散を防止できるように、また、回転ベルト等に接触する危険を防止できるようにする点である。

本発明の請求項１に係るベルト式研削工具は、連結部材の基端側に設けた駆動プーリと前記連結部材の先端側に設けたアイドルプーリとの間に無端状ベルトを巻き掛けて回転させ前記アイドルプーリ部分で研削作業を行うベルト式研削工具において、前記アイドルプーリの支軸の両端にガイドローラをそれぞれ設け、該ガイドローラの外径を前記支軸の軸芯から前記ベルトの外表面までの距離の２倍に略等しくなるように設定し、更に、当該ガイドローラは、円板部材の片側を円錐台形状に加工するとともに、この円錐台の母線によって形成される面を凹状に加工したもので、これにより、ベルトの外表面、即ち被研削物と接触する砥粒面がガイドローラの両外端部を含む平面から突出しないように規制して、研削対象部位にベルトの外表面を接触させさえすれば、特別の注意を払うことなく研削対象部位以外の部位を傷つけずに研削加工ができるようになる。また、ガイドローラを設けることにより、研削加工面が傾斜したりダレを生じたりすることなく平らに研削可能になる。また、凹状面を指で押圧し易くして工具先端のフレを抑えつつ研削作業が行えるので、作業の効率化及び加工時間の短縮が図れる。

本発明の請求項２に係るベルト式研削工具は、前記ベルト式研削工具にフレキシブルチューブ及び吸塵管を取り付け、前記フレキシブルチューブのエア吐出口をアイドルプーリ近傍に配するとともに、前記吸塵管の粉塵吸込口を前記エア吐出口に対向させて前記アイドルプーリより基端側に配置するようにしたもので、従来例のように研削工具全体を覆う構成を採るのではなく、フレキシブルチューブのエア吐出口から吸塵管の粉塵吸込口に至るエアの流れに乗って、研削加工の際に生じた粉塵を吸塵管内に吸引するようにして、研削工具を手に持って作業するのに好適な構成を採ることにより、粉塵の飛散防止を図る。

本発明の請求項３に係るベルト式研削工具は、回転する無端状ベルトを略囲むようにして、且つ、前記エア吐出口から前記粉塵吸込口に向かう粉塵の流れを略囲むようにして接触防止ブラケットを前記フレームに着脱可能に取り付けるようにしたもので、回転するベルトとの接触による危険を防止することに加え、粉塵の流れを接触防止ブラケットで囲むことにより、吸塵の飛散対策を更に向上させるようにしたものである。

本発明のベルト式研削工具は、研削作業に際して、特別の注意を払うことなく研削対象部位以外の部位を傷つけないようにして研削加工ができる。これに加えて、この種の研削作業に際しては、粉塵の飛散を防止できるように、また、回転するベルト等に接触する危険を防止できるという利点がある。

本発明の実施形態に係るベルト式研削工具を図１〜３を参照して説明する。但し、図１（Ｂ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
本ベルト式研削工具１は、図１に示すように、フレーム２の円筒状本体の一方側に配設された駆動プーリ３と、この駆動プーリ３と離隔して配設されたアイドルプーリ４と、駆動プーリ３及びアイドルプーリ４に巻き掛けられた無端状ベルト（ベルト）５とで概略構成され、駆動プーリ３がフレーム２の本体内のエアモータ（図示せず）により回転駆動されるとともに、無端ベルト５を介してアイドルプーリ４が回転されるようになっている。そして、無端ベルト５の外表面には、リベット１５（図３参照）などの被研削物と接触する砥粒面が形成されており、かかる外表面を、アイドルプーリ４が巻き掛けられたところで被研削物に接触させることにより研削作業を行うものである。

ところで、アイドルプーリ４の部位には、図１（Ｂ）に示すように、アイドルプーリ４の支軸６の両端にワッシャ７を介して、図２に示すような、円板部材の片側を円錐台形状に加工した薄厚のガイドローラ８がそれぞれ軸着され、この支軸６にＥ型止輪９によって抜け止めされている。かかるガイドローラ８は、当該ガイドローラ８の外径が支軸６の軸芯から無端状ベルト５の外表面までの距離Ｌの２倍に略等しくなるように設定されており、無端状ベルト５の外表面がガイドローラ８の両外端部８ａを含む平面から突出しないように設定されている。

尚、本ベルト式研削工具１には、図１（Ａ）に示すように、フレーム２の円筒状本体から、無端状ベルト５が配設される側とは反対側に延出する態様で当該研削工具１の把手部１０が配設され、また、フレーム２には、駆動プーリ３を覆う態様で略Ｕ字状をなすカバー１１が配設されている。また、アイドルプーリ４の支軸６がプッシュロッド１２に支持される一方、このプッシュロッド１２がフレーム２に固定されたガイド筒１３から突出する態様で当該ガイド筒１３内に緩嵌されている。そして、このガイド筒１３内にはスプリング（図示せず）が配設され、このスプリングによりプッシュロッド１２はガイド筒１３から突出する方向に付勢されている。かかるスプリングの付勢状態において、上述した設定、即ち、無端状ベルト５の外表面がガイドローラ８の両外端部８ａを含む平面から突出しないようにする設定がなされている。

例えば図３に示すような外板１４ａにブラケット１４ｂをリベット１５で打鋲して、かかるリベット１５の頭部（ワーク）を、本ベルト式研削工具１を用いて研削する場合、本ベルト式研削工具１を手に持って、図３（Ｂ）のように外板１４ａの開口部（隘路部）１４ａ_１から挿入し、無端状ベルト５の外表面をアイドルプーリ４のところでリベット１５の頭部に接触させて研削作業を行えばよい。このとき、無端状ベルト５は、リベット１５の頭部に接触しスプリングの付勢状態に抗してガイドローラ８の両外端部８ａを含む平面に対し後退こそすれ突出することはない。したがって、リベット１５の頭部に無端状ベルト５の外表面を接触させさえすれば、特別の注意を払うことなくリベット１５の頭部以外の部位、例えば外板１４ａの内壁を傷つけずに研削加工ができる。また、ガイドローラ８により、手に持った本ベルト式研削工具１の倒れを規制できるので、研削に際してリベット１５の頭部の面が傾斜したりダレを生じたりすることなく平らに研削可能になる。

ところで、上記ガイドローラ８に代えて、図４の形状をなすガイドローラ１６を用いてもよい。かかるガイドローラ１６は、円板部材の片側を円錐台形状に加工し、更に、この円錐台の母線によって形成される面１６ａを凹状に加工したもので、凹状の面１６ａを設けることにより指で押圧し易くしたものである。
このようなガイドローラ１６を用いれば、図５に示すように、凹状の面１６ａを指で押圧して研削工具１の先端のフレを抑えつつ研削作業が行える。したがって、上述したような外板１４ａの内壁を傷つけずに研削加工ができることに加え、作業の効率化及び加工時間の短縮が図れる。

次に、本ベルト式研削工具１に対し粉塵の飛散防止対策を施したものを図６を参照して説明する。但し、図６（Ａ）は、その対策を施したベルト式研削工具１の正面図、同図（Ｂ）は、その対策を施したベルト式研削工具１の側面図である。
本ベルト式研削工具１は、その対策としてフレーム２の本体にフレキシブルチューブ１７及び吸塵管１８を取り付けている。即ち、エア吸入口を形成するフレキシブルチューブ１７の一方端１７ａをフレーム２の本体に係止させ、この一方端１７ａから無端状ベルト５に沿って略平行に延出して、この他方端１７ｂをアイドルプーリ４近傍に配するとともに、かかる他方端１７ｂに、本実施の形態ではノズル１７ｃを取り付けてエア吐出口を形成する。また、吸塵管１８をフレーム２の本体から延出する把手部１０に当該把手部１０に沿わせる態様で取り付け、上記ノズル１７ｃに対向させて吸塵管１８の粉塵吸込口１８ａを駆動プーリ３の側近傍に配置し、この吸塵管１８を吸引モータが付設された集塵配管（図示せず）に接続する。ところで、上記把手部１０の後端部には、エアモータを駆動するためのエアが供給されるエアホース１９が取り付けられており、エアモータの排気エアをフレキシブルチューブ１７の一方端１７ａから取り入れ、かかる排気エアがフレキシブルチューブ１７のノズル１７ｃから適宜な速度で吐出されるようになっている。

このようなフレキシブルチューブ１７及び吸塵管１８が取り付けられた本ベルト式研削工具１において、エアモータを駆動しリベット１５の頭部に無端ベルト５の外表面を接触させて研削加工を行うときには、フレキシブルチューブ１７のノズル１７ｃからエアが吐出し、この吐出エアとともに研削加工で生じた粉塵が図６（Ｂ）中の矢印で示す流れに乗って吸塵管１８の粉塵吸込口１８ａを介して当該吸塵管１８内に吸引されるようになるので、研削加工の際に生じた粉塵が飛散することがなくなる。これに加えて、かかる吐出エアが無端状ベルト５の、リベット１５の頭部との接触面を冷却する効果を与えるので、工具寿命の向上や研削加工面の品質を良好にする利点をももたらす。

次に、本ベルト式研削工具１に対し危険防止対策を施したものを図７，８を参照して説明する。但し、本ベルト式研削工具１には、上述のフレキシブルチューブ１７及び吸塵管１８が取り付けられており、したがって、危険防止対策に加え、粉塵の飛散防止対策を更に向上させたものになっている。尚、図７（Ａ）はこれらの対策を施したベルト式研削工具１の正面図、同図（Ｂ）はそのベルト式研削工具１の側面図であるが、図７には、フレキシブルチューブ１７が省略されている。
この対策用として用いるアルミ材の接触防止ブラケット２０は、図８（Ａ）に示す右ブラケット２１と図８（Ｂ）に示す左ブラケット２２とを組み合わせて構成される。このうち右ブラケット２１は、矩形状の底板２１ａと、この底板２１ａの一方の長辺縁に当該底板２１ａに垂直に立設された縦板２１ｂと、この縦板２１ｂの上端部から当該縦板２１ｂに垂直に張出された、底板２１ａより短い長辺を有する矩形状の天板２１ｃとで断面略コ字形状をなす部材であるが、天板２１ｃの、長辺に沿う一方端２１ｃ_１は、底板２１ａに対し突出されてオーバハング状態になっている。また、左ブラケット２２は、右ブラケット２１と略同様に、矩形状の底板２２ａと、この底板２２ａの一方の長辺縁に当該底板２２ａに垂直に立設された縦板２２ｂと、この縦板２２ｂの上端部で当該縦板２２ｂの一方端寄りのところに当該縦板２２ｂに垂直に張出された、底板２２ａより短い長辺を有する矩形状の天板２２ｃとで断面略コ字形状をなす部材であり、この左ブラケット２２には、底板２２ａの、天板２２ｃとの対向する面とは反対側の面にゴム材のラバー２３ａが貼着され、また、天板２２ｃの、底板２２ａとの対向する面とは反対側の面にゴム材のラバー２３ｂが貼着されている。

そして、接触防止ブラケット２０は、右ブラケット２１と左ブラケット２２とを、左ブラケット２２の底板２２ａの上に右ブラケット２１の底板２１ａを重ねてラバー２３ａが外側に表れるように、また、右ブラケット２１の天板２１ｃの上に左ブラケット２２の天板２２ｃを重ねてラバー２３ｂが外側に表れるように組み合わせられ、これにより、底板２２ａ（及び底板２１ａ）と、天板２２ｃ（及び天板２１ｃ）と、右ブラケット２１の縦板２１ｂ及び左ブラケット２２の縦板２２ｂとにより囲い込む空間が形成される。尚、右ブラケット２１と左ブラケット２２とが組み合わせられたとき、天板２１ｃの一方端２１ｃ_１は、図７に示すように突出する状態になり、加工時の安全性が図られている。この突出量を加工状況に合わせて調整することにより、加工時の安全性をさらに向上させることができる。

このような接触防止ブラケット２０は、図７に示すように取り付けられ、このうちの左ブラケット２２は右ブラケット２１に着脱可能に、また、右ブラケット２１はフレーム２に着脱可能に取り付けられる。本実施の形態では、これら右ブラケット２１及び左ブラケット２２を取り付けたときに、無端状ベルト５のうちの略半分で、駆動プーリ３側に位置するところを囲い込む態様に、且つ、図６（Ｂ）に示した、フレキシブルチューブ１７のノズル１７ｃから吸塵管１８の粉塵吸込口１８ａに向かう粉塵の流れのうちの略半分で、粉塵吸込口１８ａ側に位置するところを囲い込む態様になる。これにより、回転するベルト５との接触による危険を防止することができることに加え、粉塵の流れを接触防止ブラケット２０で囲むことにより、吸塵の飛散対策を更に向上させることができる。

なお、上述した実施の形態では、アイドルプーリ４と同軸で回転するガイドローラ８や１６を使用してベルト５により構造物の損傷を防止したが、アイドルプーリ４より基端側にガイドローラ８や１６の回転中心を持たせるようにしたクランク状の支軸を用い、この支軸をプッシュロッド１２に回転不能に連結し、ベルト５の先端部分をわずかにガイドローラ８や１６から突出させてもよい。突出させることにより研削最終段階において被研削材をより研削することができる。この他に、真っ直ぐな支軸とプッシュロッド１２に固定され回転しないガイドを用い、ガイド先端からベルト５を突出させるようにしてもよい。この際にはガイドの下面に軟質の保護材を貼付しガイドと被研削部材とが接触して被研削材が損傷するのを防ぐ。

研削作業のうちでも特に隘路部の研削作業に際しては、研削対象部位以外の部位を傷つけないように作業することが容易でない場合があり、このような場合に本ベルト式研削工具を用いれば、研削対象部位にベルトの外表面を接触させさえすれば、初心者でも研削対象部位以外の部位を傷つけずに、また、研削加工面が傾斜したりダレを生じたりすることなく熟練者並に研削できる。また、この種の研削作業に際しては、粉塵の飛散や回転ベルト等に接触する危険が伴うが、これらに対する対策が施された本ベルト式研削工具を用いれば、作業環境の向上などが図れて好ましいと言える。

本実施の形態に係るベルト式研削工具の構成図である。 図１のガイドローラの詳細図である。 図１のベルト式研削工具の使用例の説明図である。 図２のガイドローラとは異なる形態のガイドローラの構成図である。 図４のガイドローラが装着されたベルト式研削工具の使用例の説明図である。 粉塵の飛散防止対策を施したベルト式研削工具の構成図である。 危険防止対策等を施したベルト式研削工具の構成図である。 図７の接触防止ブラケットの構成図である。

符号の説明

１ ベルト式研削工具
２ フレーム
４ アイドルプーリ
５ 無端状ベルト
６ 支軸
８，１６ ガイドローラ
１６ａ 凹状面
１７ フレキシブルチューブ
１７ｂ 他方端（エア吐出口）
１８ 吸塵管
１８ａ 粉塵吸込口
２０ 接触防止ブラケット
２１ 右ブラケット
２２ 左ブラケット

Claims (3)

1. 連結部材の基端側に設けた駆動プーリと前記連結部材の先端側に設けたアイドルプーリとの間に無端状ベルトを巻き掛けて回転させ前記アイドルプーリ部分で研削作業を行うベルト式研削工具において、前記アイドルプーリの支軸の両端にガイドローラをそれぞれ設け、該ガイドローラの外径を前記支軸の軸芯から前記ベルトの外表面までの距離の２倍に略等しくし、前記ガイドローラは、円板部材の片側を円錐台形状に加工するとともに、この円錐台の母線によって形成される面を凹状に加工してなることを特徴とするベルト式研削工具。
2. 前記ベルト式研削工具にフレキシブルチューブ及び吸塵管を取り付け、前記フレキシブルチューブのエア吐出口をアイドルプーリ近傍に配するとともに、前記吸塵管の粉塵吸込口を前記エア吐出口に対向させて前記アイドルプーリより基端側に配置することを特徴とする請求項１に記載のベルト式研削工具。
3. 回転する無端状ベルトを略囲むようにして、且つ、前記エア吐出口から前記粉塵吸込口に向かう粉塵の流れを略囲むようにして接触防止ブラケットを前記フレームに着脱可能に取り付けてなることを特徴とする請求項２に記載のベルト式研削工具。

Images