JP4558154B2 - 偏心量調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の工具、例えば、サンダ、ポリッシャ等の電動工具に適用され、第１軸に対する第２軸の偏心量を調節可能な偏心量調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の偏心量調整装置は、第１軸と、第２軸と、位置決め手段とから構成される。第２軸は、第１軸の中心軸線と同軸の同軸位置と、この中心軸線から偏倚した偏倚位置間を移動可能であり、しかも、この第２軸は、第１軸に対して独立して回転可能である。位置決め手段は、第１軸に対する第２軸の移動量を調節することができる。
【０００３】
上述した構成を有する偏心量調整装置において、通常、第１軸は動力源としてのモータに連結され、第２軸は従動軸、即ち、サンディングパッド、ポリッシングパッド等のアタッチメントのための作動軸として作用する。ここで、偏心量調整装置により、第１軸に対する第２軸の偏心量を所定の長さに設定した状態で、モータを駆動させると、第２軸に取り付けられたアタッチメントは、自転しながら、第１軸の周りを公転して、回転運動と偏心運動とが組み合わされた複合運動、所謂、ランダムアクションを行う。
【０００４】
被加工物の加工作業は、被加工物の研磨効率の向上を主目的として行われる重研磨作業と、その精密な表面仕上げを主目的とした軽研磨作業とに大別され、ランダムアクションは、後者の軽研磨作業に適している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した先行技術の偏心量調整装置は、重研磨作業には不適切であり、汎用性に乏しかった。即ち、先行技術の偏心量調整装置においては、第２軸を第１軸と一体的に回転させることは不可能であり、アタッチメントの単純回転運動、所謂、シングルアクションを行うことはできない。
【０００６】
従って、重研磨作業を行う場合には、偏心量調整装置を、シングルアクション専用のアタッチメント取付装置に置き換えたり、シングルアクション専用のサンダ、ポリッシャ等を使用する必要があり、その結果、不便且つ不経済な問題を生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、第２軸を第１軸にロックするためのロック機構を備え、ランダムアクションのみならず、シングルアクションをも行うことができ、ロック機構の構造を極めて簡単にし、製造コストを低減でき、しかも、ロック機構の着脱作業が容易な偏心量調整装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の本発明は、第１軸（１）と、前記第１軸（１）の中心軸線と同軸の同軸位置、及び、前記中心軸線から偏倚した偏倚位置間を移動可能に配置され、且つ、前記第１軸（１）に対して独立して回転可能な第２軸（２）と、前記第１軸（１）に対する前記第２軸（２）の移動量を調節する位置決め手段（ＰＡ）と、前記第２軸（２）の中心軸線が前記第１軸（１）の中心軸線に一致した状態で、前記第２軸（２）を前記第１軸（１）にロックするロック機構（ＬＭ）とを備えた偏心量調整装置において、前記第２軸（２）は非円形状部分を有しており、前記ロック機構（ＬＭ）は、前記第２軸（２）の前記非円形状部分が合致する係合孔（３０ａ）を有するロックプレート（３０）と、前記ロックプレート（３０）を前記第２軸（２）のためのケーシング（３Ｙ）に着脱可能に取り付けるための取付具（Ｆ）とから構成されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る偏心量調整装置を、図１乃至図４を参照して詳述する。
【００１０】
本発明の偏心量調整装置は、第１軸１と、第２軸２と、位置決め手段ＰＡとからなる基本構成を有している。
【００１１】
第１軸１は駆動軸として作用するもので、電動工具のモータに連結される。この第１軸１は、その上部にネジ部１ａを有している。
【００１２】
第２軸２は、第１軸１の中心軸線と同軸の同軸位置、及び、上記中心軸線から偏倚した偏倚位置間を移動可能に配置されている。この第２軸２は、第１軸１に対して独立して回転可能である。第２軸２は、図２における上端部に、後述するロック機構ＬＭと協働する非円形状部分を有している。即ち、第２軸２の上端部は、対向する一対の平面部分２ｘ、２ｙを有している。従って、この第２軸２は、図１に示すように、所謂、小判状の端面を露呈している。この第２軸２には、サンディングパッド、ポリッシングパッド等のアタッチメント（図示せず）が取り付けられる。
【００１３】
位置決め手段ＰＡは、基板５と、回動体３と、偏心体４と、規制手段６と、調節機構１１とから構成されている。
【００１４】
基板５は、円盤状に形成され、ほぼ中央の位置に貫通孔５ａを有している。基板５の一方の面、即ち、図２において上面には、上向きの凹部５ｅが形成され、この凹部５ｅは、上記貫通孔５ａと連通している。基板５の他方の面、即ち、図２において下面には、下向きの凹部５ｆが形成され、この凹部５ｆもまた、上記貫通孔５ａと連通している。
【００１５】
基板５の上面且つ一方の側において、貫通孔５ａと同心円上に複数個のロック溝５ｂ…５ｂが形成されている（図１参照）。
【００１６】
基板５において、貫通孔５ａを基準として、ロック溝５ｂと反対側の位置に、長孔５ｄが形成されている。長孔５ｄは、後述する規制手段の一部を構成するもので、基板５の上面及び下面にそれぞれ形成された凹部５ｅ及び５ｆとそれぞれ連通している。この長孔５ｄは、基板５のほぼ直径方向に湾曲して伸びている。
【００１７】
また、基板５において、上記長孔５ｄの更に外側の位置には、複数個のバランスウェイト取付孔５ｈが形成されている。
【００１８】
回動体３は、支持部分３Ｘと、ケース部分３Ｙとからなるケーシングを備えている。
【００１９】
支持部分３Ｘは、基板５の貫通孔５ａ内に回動可能に嵌合されており、その中央部分には、ネジ孔３ｃが同軸心的に形成されている。尚、図２において、符号８は、支持部分３Ｘの抜け止めのために、これに嵌合されるＣ型リングである。
【００２０】
ケース部分３Ｙは、支持部分３Ｘの上端に一体的に形成され、基板５の上向き凹部５ｅ内に収められている。ケース部分３Ｙは、円筒状の内周面、即ち、ボア３ｆを有しており、このボア３ｆの中心軸線は、支持部分３Ｘの中心軸線から偏倚している。ケース部分３Ｙの底部には、長孔３ｂが形成されている。この長孔３ｂは、規制手段の一部を構成するもので、基板５の長孔５ｄに対応する位置に形成されており、これと同様に、ケース部分３Ｙの底部のほぼ円周方向に湾曲して伸びている。また、ケース部分３Ｙの中央部分を基準として、長孔３ｂと反対側の位置には、調節機構１１のための切欠き部３ａが形成されている。更に、ケース部分３Ｙの上端面において、切欠き部３ａ付近には、後述するロック装置ＬＭを取り付けるためのネジ穴３ｆ、３ｇが形成されている（図３（ｂ）参照）。
【００２１】
上述した第１軸１のネジ部１ａは、上記支持部分３Ｘのネジ孔３ｃに螺合されている。従って、第１軸１は、支持部分３Ｘと一体的に回動可能である。
【００２２】
偏心体４は、外周面に対して内周面が偏心した筒状に形成され、上記回動体３におけるケース部分３Ｙのボア３ｆ内に回動可能に収容されている。この偏心体４の内側には、ベアリング１５、１６が組み込まれている。
【００２３】
上述した第２軸２は、ベアリング１５、１６のそれぞれの内輪に取り付けられている。このように第２軸２は、第１軸１に対して独立して回転可能である。上述のように、回転体３は、ボア３ｆ内に第２軸２とベアリング１５、１６及び偏心体４が収納され、ケーシングとしても機能している。尚、図２において、符号１７は、下方のベアリング１６における外輪を偏心体４に保持するためのＣ型リングを示し、符号１８は、このベアリング１６における内輪を第２軸２に保持するためのＣ型リングを示す。また、符号７は、偏心体４を回動体３に保持するためのＣ型リングを示し、符号１９は、偏心体４と第２軸２との間をシールするオイルシールである。
【００２４】
偏心体４の一方の側には、下方に突出するようにしてピン６が取り付けられている。このピン６は、回動体３の長孔３ｂ及び基板５の長孔５ｄに通されている。このピン６は、これ等長孔３ｂ及び５ｄと協働して、基板５に対する回動体３の回動位置に応じて、回動体３に対する偏心体４の回動位置を規制する規制手段を構成する。尚、基板５の凹部５ｆ内には、一対の突起５ｇ、５ｇが内側に向けて突出しており、これ等の間に、Ｃ型リング８の端部が配置されている。従って、これ等突起によって、Ｃ型リング８の廻り止めが施され、従って、Ｃ型リング８が不適切に回転移動して、ピン６に干渉することが未然に回避される。
【００２５】
調節機構１１は、基板５に対する回動体３の回動位置を選択的に調節するもので、ホルダ１２と、ロックボタン１３と、コイルバネ２１と、ロックボール１４と、基板５に設けられた上記ロック溝５ｂ…５ｂとから構成される。
【００２６】
ホルダ１２は、回動体３の切欠き部３ａにボルト２０、２０によって締め付けられている（図１参照）。このホルダ１２は、切欠き部３ａと向かい合う部分に貫通孔１２ｅを有している。
【００２７】
ロックボタン１３は、ホルダ１２内に摺動可能に収容されるボール拘束部分１３ａと、このボール拘束部分１３ａの先端面に一体的に形成され、ホルダ１２の貫通孔１２ｅから外側に突出する操作部分１３ｂとから構成される。ボール拘束部分１３ａは、操作部分１３ｂ側の位置に傾斜面１３ｄを有しており、この傾斜面１３ｄは後述するロックボール１４に当接可能である。即ち、ボール拘束部分１３ａは、その長さ方向に亘って実質的に同一の外径を有する円柱状部分と、その前方に形成された截頭円錐状部分、換言すれば、テーパ状部分とから構成され、そのテーパ状部分の外径は、操作部分１３ｂの外径よりも大きい。また、この円柱状部分は、ホルダ１２の対応する内面によって案内されるように構成される。ボール拘束部分１３ａは、その後端部内側にバネ収容穴１３ｃを有している。勿論、ボール拘束部分１３ａに上記筒状部分を設けることなく、傾斜面１３ｄを有する上記テーパ状部分のみからボール拘束部分１３ａを構成してもよい。
【００２８】
コイルバネ２１は、ホルダ１２内に配置され、一端をボール拘束部分１３ａのバネ収容穴１３ｃ内に配置し、他端を回動体３側に当接させている。従って、ロックボタン１３はコイルバネ２１による弾性力により、図２において矢印Ｍ方向に移動して、ボール拘束部分１３ａの先端面がホルダ１２に当接し、これにより、ロックボタン１３はロック状態に保持される。コイルバネ２１に抗して、ロックボタン１３を、図２において矢印Ｌ方向に押し込むことにより、傾斜面１３ｄを有するテーパ状部分は回動体３側に近接し、これにより、ロックボタン１３はロック解除状態に置かれる。
【００２９】
ロックボール１４は、単一の鋼球からなり、ホルダ１２内においてロックボタン１３の下方に配置されている。ロックボタン１３がロック状態に置かれているとき、ロックボール１４は、基板５のロック溝５ｂ…５ｂのうちの何れか１つに選択的に収められ、この状態において、ロックボール１４は傾斜面１３ｄを有するテーパ状部分に当接する。従って、コイルバネ２１に抗して、ロックボタン１３を押し込み、これをロック解除状態にすれば、傾斜面１３ｄを有するテーパ状部分と操作部分１３ｂとの半径における差に対応する距離だけ、ロックボール１４の変位が許容され、これにより、ロックボール１４がロック溝５ｂから離脱可能になる。
【００３０】
尚、図２に示すように、基板５のバランスウェイト取付孔５ｈには、バランスウェイトとしてのボルト１０及びナット９がそれぞれ取り付けられている。また、上述した調節機構１１のホルダ１２もバランスウェイトとして作用する。従って、ボルト１０及びナット９、並びに、ホルダ１２の組合せにおいて、装置全体の回転バランスが調整可能である。
【００３１】
また、図１及び図３（ｂ）において、符号５ｃはロック溝５ｂ…５ｂに対応する切欠部を示し、図４において、符号ｍは偏心量に関する目盛りを示す。図４から明らかなように、位置決め手段ＰＡにおいては、０ｍｍから１０ｍｍまで、２ｍｍ毎に偏心量を６段階に調節することが可能である。
【００３２】
本発明の偏心量調整装置は、上述した基本構成を有しているが、この偏心量調整装置は、更に、第２軸２を第１軸１にロックするためのロック装置ＬＭを備えている。
【００３３】
このロック装置ＬＭは、ロックプレート３０と、取付具Ｆとから構成されている。
【００３４】
ロックプレート３０は、第２軸２のためのケーシング、即ち、回動体３のケース部分３Ｙにおける上端面の形状に実質的に対応するように、円盤状に形成されている。ロックプレート３０の中央には、係合孔３０ａが形成されている。この係合孔３０ａは、上述した第２軸２の非円形状部分が合致するように、その一対の平面部分２ｘ、２ｙにそれぞれ対応する一対の平面部分３０ａｘ、３０ａｙを有している（図３（ａ）参照）。従って、この係合孔３０ａも、第２軸２の非円形状部分と同様に、所謂、小判状に形成されている。
【００３５】
ロックプレート３０は、更に、一対の貫通孔３０ｂ、３０ｃを有している。これ等貫通孔３０ｂ、３０ｃは、回動体３におけるケース部分３Ｙのネジ穴３ｆ、３ｇにそれぞれ対応している。
【００３６】
図３（ｂ）は、第１軸１に対する第２軸２の偏心量が０ｍｍの状態、換言すれば、第２軸２の中心軸線が第１軸１の中心軸線に一致した状態を示しており、この状態において、ロックプレート３０は、その係合孔３０ａ内に第２軸２の非円形状部分を嵌め込むようにして、回動体３のケース部分３Ｙにおける上端面に載置される。
【００３７】
取付具Ｆは、一対のネジ３１、３２から構成される。即ち、ネジ３１、３２は、ロックプレート３０が上述したようにしてケース部分３Ｙにおける上端面に載置された状態で、そのロックプレート３０の貫通孔３０ｂ、３０ｃを貫通して、ケース部分３Ｙのネジ穴３ｆ、３ｇにそれぞれ螺合可能である。
【００３８】
次に、本発明の偏心量調整装置の使用方法を以下に説明する。
【００３９】
先ず、サンディングパッド、ポリッシングパッド等のアタッチメントにランダムアクションをさせて、被加工物の精密な表面仕上げを主目的として行われる軽研磨作業を行う場合には、図３（ｂ）に示すように、ロック機構ＬＭを取り外した状態で、偏心量調整装置を使用する。
【００４０】
ここで、第１軸１と第２軸２との偏心量を調節するためには、先ず、ロックボタン１３を、図２における矢印Ｌ方向に押し込み、この状態で、基板５に対して回動体３を所定の角度だけ回動させる。即ち、ロックボタン１３を押し込むことにより、ロックボール１４はロック溝５ｂから離脱可能な状態に置かれ、ここで、基板５に対して回動体３を、図３（ｂ）において矢印Ｔ方向又はＳ方向に回動させると、ロックボール１４は係合状態にあったロック溝５ｂから離脱し、回動角度に対応した他のロック溝５ｂに係合する。
【００４１】
このように基板５に対して回動体３を回動させると、偏心体４は、規制手段６、３ｂ、５ｄの規制下において、回動体３内を回動する。第２軸２の中心軸線は偏心体４の中心軸線に対して偏倚しているため、偏心体４が回動することによって、第１軸１に対する第２軸２の偏心量が調節される。通常は、１つのロック溝５ｂからこれに隣接する他のロック溝５ｂへの１ピッチＰ分（図３（ｂ）参照）の回動体３の回動操作により、第１軸１に対する第２軸２の偏心量が２ｍｍずつ変化するように設定されている。
【００４２】
偏心量の調節後、ロックボタン１３の押圧を解除すれば、コイルバネ２１によってロックボタン１３は再びロック状態に保持され、従って、ロックボール１４のロック溝５ｂへの係合状態が確保され、換言すれば、基板５に対して回動体３がロックされる。
【００４３】
従って、モータを駆動させることにより、第２軸２に取り付けられたアタッチメントは、自転しながら、第１軸１の周りを公転して、回転運動と偏心運動とが組み合わされた複合運動を行い、精密な表面仕上げを行うことができる。
【００４４】
尚、ロックボタン１３がロック状態に置かれているときに、ロックボール１４は、図２に示すように、ロックボタン１３の傾斜面１３ｄに当接している。従って、仮に、ボール拘束部分１３ａ及びロックボール１４の製造工程において、寸法誤差が生じ、例えば、これ等の部材の外径が適正値よりも大きい場合であっても、その寸法誤差に応じた距離だけ、ロックボタン１３がコイルバネ２１に抗して引っ込められ、基板５に対する回動体３適切な回動動作並びにロック状態及びロック解除状態への切換動作が確保される。
【００４５】
その結果、ボール拘束部分１３ａ及びロックボール１４の製造工程において非常に厳しい寸法管理を適用する必要がなく、製造コストを低廉に維持できる。
【００４６】
図２には、ボール拘束部分１３ａの傾斜面１３ｄがロックボール１４に当接するのみならず、この傾斜面１３ｄを有するテーパ状部分の先端部がホルダ１２の内面と当接する形態が示されているが、ロック状態において、このテーパ状部分の先端部をホルダ１２の内面に当接させることなく、傾斜面１３ｄとロックボール１４との当接のみを維持するように構成することも可能である。このように構成すれば、仮に、ボール拘束部分１３ａ及びロックボール１４の製造工程において、寸法誤差が生じ、これ等の部材の外径が適正値よりも小さい場合であっても、その寸法誤差に応じた距離だけ、ロックボタン１３がコイルバネ２１によって押し出され、基板５に対する回動体３適切な回動動作並びにロック状態及びロック解除状態への切換動作が確保される。
【００４７】
また、ロックボタン１３のテーパ状部分、ロックボール１４、及び、ロック溝５ｂを形成する基板５の部分の何れかが摩耗した場合であっても、テーパ状部分とロックボール１４との上述した接触構造を採用することによって、このような摩耗による寸法変化を吸収でき、従って、ロックボタン１３やロックボール１４を交換することなく、長期間に亘って装置を使用でき、耐久性が向上する。
【００４８】
一方、サンディングパッド、ポリッシングパッド等のアタッチメントにシングルアクションをさせて、被加工物の研磨効率の向上を主目的として行われる重研磨作業を行う場合には、上述と同様の方法で、基板５に対して回動体３を回動させて、第１軸１に対する第２軸２の偏心量が０ｍｍの状態、換言すれば、第２軸２の中心軸線が第１軸１の中心軸線に一致した状態の保持する。
【００４９】
次いで、ロックプレート３０を、その係合孔３０ａ内に第２軸２の非円形状部分を嵌め込むようにして、回動体３のケース部分３Ｙにおける上端面に載置する。ここで、一対のネジ３１、３２を、ロックプレート３０の貫通孔３０ｂ、３０ｃに貫通させ、更に、ケース部分３Ｙのネジ穴３ｆ、３ｇにそれぞれ螺合する。
【００５０】
即ち、ケース部分３Ｙに取り付けられたロックプレート３０によって、ケース部分３Ｙに対する第２軸２の回転が阻止される。このケース部分３Ｙは第１軸１と一体的に回転するため、第２軸２は、その中心軸線が第１軸１の中心軸線に一致した状態で、第１軸１にロックされ、これと一体的に回転する。これにより、アタッチメントのシングルアクションがもたらされ、研磨効率の良い作業が可能になる。
【００５１】
上述したロックプレート３０の着脱は、取付具Ｆとしてのネジ３１、３２の締め付け、または、取外しによって容易に行われる。従って、ランダムアクションとシングルアクションとの切替えが極めて容易に行われる。
【００５２】
上述した実施形態においては、０ｍｍから１０ｍｍまで、２ｍｍ毎に偏心量を６段階に調節することが可能であるものとして説明したが、この偏心量の単位及び段階数は任意に変更可能である。
【００５３】
ロック機構ＬＭは、第２軸２の中心軸線が第１軸１の中心軸線に一致した状態で、第２軸２を第１軸１にロックするものとして説明したが、第２軸２が第１軸１に対して所定の距離だけ偏倚した状態で、第２軸２を第１軸１にロックするように構成してもよい。
【００５４】
第２軸２の上端部と、ロックプレート３０の係合孔３０ａとはそれぞれ小判状に形成されたものとして説明したが、これ等は非円形状であればよく、例えば、三角形、四角形、六角形等の多角形状であってもよい。
【００５５】
また、ロックプレート３０は、円盤状の形状を有しているものとして説明したが、その形状は任意である。
【００５６】
更に、取付具Ｆは、一対のネジ３１、３２からなるものとして説明したが、ロックプレート３０をケース部分３Ｙに着脱可能に取り付けることができるものであればよく、例えば、Ｃ型リングや割ピン等を用いてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の本発明の偏心量調整装置によれば、第２軸を第１軸にロックするためのロック機構を備え、第２軸に非円形状部分を形成し、ロック機構を、第２軸の非円形状部分が合致する係合孔を有するロックプレートと、ロックプレートを第２軸のためのケーシングに着脱可能に取り付けるための取付具とから構成しているので、ロック機構の構造を極めて簡単にし、製造コストを低減でき、しかも、ロック機構の着脱作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏心量調整装置を示す平面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】図１の偏心量調整装置におけるロック機構と、同装置からロック機構を取り外した状態を示す平面図
【図４】図１の偏心量調整装置の底面図
【符号の説明】
１ 第１軸
２ 第２軸
３ 回動体（ケーシング）
３Ｙ ケース部分
ＰＡ 位置決め手段
ＬＭ ロック機構
３０ ロックプレート
３０ａ 係合孔
Ｆ 取付具

Claims (1)

1. 第１軸と、前記第１軸の中心軸線と同軸の同軸位置、及び、前記中心軸線から偏倚した偏倚位置間を移動可能に配置され、且つ、前記第１軸に対して独立して回転可能な第２軸と、前記第１軸に対する前記第２軸の移動量を調節する位置決め手段と、前記第２軸の中心軸線が前記第１軸の中心軸線に一致した状態で、前記第２軸を前記第１軸にロックするロック機構とを備えた偏心量調整装置において、
   前記第２軸は非円形状部分を有しており、
   前記ロック機構は、前記第２軸の前記非円形状部分が合致する係合孔を有するロックプレートと、前記ロックプレートを前記第２軸のためのケーシングに着脱可能に取り付けるための取付具とから構成される
   ことを特徴とする偏心量調整装置。

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