JP5520799B2 - オービタルサンダ - Google Patents

Description

本発明は、モータを備えた本体の下方に、モータの回転によってオービタル運動するベースを備えたオービタルサンダに関する。

オービタルサンダは、特許文献１に開示の如く、モータを備えた本体の下方に回転軸を突出させ、その回転軸の下端に設けた偏心軸に上下２つの軸受を介してベースを連結することで、モータの駆動に伴う回転軸の回転でベースをオービタル運動（円軌跡運動）させ、ベースの底面に張設したサンディングペーパー等で被研磨材を研磨可能となっている。
また、このオービタルサンダにおいては、偏心軸の下端に、偏心側と反対側に突出するバランサが設けられている。このバランサは、ベースのオービタル運動と同時に回転して遠心力を発生させることで、本体の振動を低減するものである。

特開平６−２２６７０９号公報

特許文献１のオービタルサンダにおいては、バランサが偏心軸の下端に位置することで、ベースを含む偏心運動部分の重心が下側の軸受の下端よりも下側に位置している。よって、ベースのオービタル運動に伴って発生する遠心力を片持ち支持する格好となり、偏心軸とベースとの間に傾き（偶方向のがたつき）が生じて振動を発生させるおそれがある。

そこで、本発明は、ベースのオービタル運動に伴う偏心軸とベースとの間の傾きを効果的に抑制して振動を低減できるオービタルサンダを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータを備えた本体に、モータの駆動により回転する回転軸と、その回転軸の回転中心からの偏心位置にあって回転軸の回転に伴って円軌跡運動する偏心軸とを設けて、本体から下向きに突出させた偏心軸に、上下２つの軸受を介してベースを連結すると共に、偏心側と反対側へ突出するバランサを設けたオービタルサンダであって、ベースの重心位置を上下２つの軸受の間に設定したことを特徴とするものである。
ここで「２つの軸受の間」とは、各軸受の中心間を言う。また「回転軸」とは、ギヤによる減速がある製品の場合は最終軸の回転軸となるスピンドルを、ギヤによる減速がない（いわゆる「モータ直結」）製品の場合はモータ軸を言う。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、バランサを下側の軸受の上方に設けたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、バランサの外側部分を下向きに折曲形成したことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、バランサを上下２つの軸受の間で偏心軸にキー結合すると共に、キーの上下端と上下２つの軸受との間にクリアランスを設定したことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、キーを、偏心軸の軸方向から見て偏心方向の直線上に位置するように配置したことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、偏心軸の下端に、下側の軸受を保持するリテーナをネジ止めすると共に、ネジを回転軸の回転中心に設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、ベースの重心位置の設定により、ベースのオービタル運動に伴う偏心軸とベースとの間の傾きを効果的に抑制して振動の発生を低減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、下側の軸受をベースの下端近くに位置させることができる。よって、上下２つの軸受間の距離を確保して偏心軸の好適な両持ち支持が可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、バランサの重心位置をベースの重心位置に合わせることができ、より安定したオービタル運動が可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、キーの組み付け時に軸受と干渉して軸受を傾かせることがなく、バランスの悪化が生じない。
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加えて、キーによるバランスの悪化を防止できる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかの効果に加えて、リテーナによるバランスの悪化を防止することができる。

オービタルサンダの縦断面図である。 図１における偏心軸部分の拡大図である。 スピンドル及びベースの分解斜視図である。 スピンドル及びバランサの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、オービタルサンダの一例を示す縦断面図で、オービタルサンダ１は、モータ３を下向きに収容する本体２の下方に、平面視矩形状のベース５を備えてなる。本体２を形成するハウジング６の下部には、モータ３の出力軸４と平行に回転軸としてのスピンドル７がボールベアリング８に軸支されて下方へ突出して、スピンドル７の上端に設けたギヤ９が、出力軸４のピニオンと噛合している。１０はハウジング６の側面に突設されてスイッチ１１及びトリガー１２を備えたハンドル、１３は粉塵の排出ノズルである。

また、図２にも示すように、スピンドル７においてハウジング６から突出する下部分は、上部分の回転中心から偏心する偏心軸７Ａとなっている。この偏心軸７Ａの下端には、ボールベアリング１４を介してベース５の中央部が回転可能に連結されている。ベース５の上面には、ボールベアリング１５を保持するベアリングリテーナ１６が複数のネジ１７，１７・・によって固着されている。このボールベアリング１５は、ボールベアリング１４の上方で偏心軸７Ａを軸支するものである。１８は、偏心軸７Ａの下端にネジ１９によって取り付けられてボールベアリング１４の下端を保持するリテーナで、ネジ１９はスピンドル７の回転中心に同軸で螺合している。

さらに、ベース５の下面には、ベース５と略同形状のパッド２０が設けられて、ベース５上で長手方向の両端に設けたクランプ機構２１，２１によってパッド２０の下面にサンディングペーパーを張設可能となっている。
一方、ハウジング６の下端開口とベアリングリテーナ１６を含むベース５の上面との間は、蛇腹筒状のラバースリーブ２２が架設されて、ラバースリーブ２２によってベース５の偏心軸７Ａ回りでの回転を規制している。

そして、偏心軸７Ａにおけるボールベアリング１４，１５の間には、バランサ２３がキー結合されている。このバランサ２３は、図３にも示すように、偏心軸７Ａに結合される内側部材２４と、その内側部材２４に連結される外側部材２５との２部材を組み合わせて形成されている。
まず内側部材２４は、比重が比較的小さいアルミニウム（比重２．７）製で、偏心軸７Ａに外装されてキー２６によって偏心軸７Ａと一体に結合される筒部２７と、その筒部２７から互いに異なる半径方向へ突設される一対のアーム２８，２８とを備えている。ここでは両アーム２８，２８間の角度は略９０°となっている。

ここで、キー２６の上下端とボールベアリング１４，１５との間には、図２に示すクリアランスＣがそれぞれ生じる設定となっている。このクリアランスＣにより、キー２６の組み付け時にボールベアリング１４，１５が傾いたりするおそれが防止される。また、キー２６は、偏心軸７Ａの軸方向から見て偏心方向の直線上に位置するように配置されて、バランスの維持を図っている。

次に、外側部材２５は、内側部材２４よりも比重が大きい真鍮（比重８．４）製で、平面視が半円形状となって、その上面にアーム２８，２８がネジ２９，２９によって連結されている。３０は、アーム２８と外側部材２５との間に介在された樹脂製のスペーサである。
また、外側部材２５におけるアーム２８，２８の間は、両端よりも上方に突出する肉厚部３１となっている。この外側部材２５は、バランサ２３の偏心軸７Ａへの組み付け状態で、偏心軸７Ａの偏心側と反対側に突出してベアリングリテーナ１６の内側に位置するものとなる。

こうしてボールベアリング１４，１５の間にバランサ２３が配置されることで、ベース５の重心位置Ｐは、ボールベアリング１４，１５の間（両者の中心間）に位置するようになっている。特にここではバランサ２３の内側部材２４に対する外側部材２５の取付形態により、バランサ２３の全体形状が下方へ折れ曲がった格好となるため、バランサ２３の重心をベース５の重心位置Ｐと一致させることができる。
また、下側のボールベアリング１４の上方にバランサ２３が位置することで、ボールベアリング１４をベース５の下端近くに位置させることが可能となっている。

以上の如く構成されたオービタルサンダ１においては、トリガー１２を押し込んでモータ３を駆動させると、出力軸４が回転し、これと噛合するスピンドル７が回転する。よって、偏心軸７Ａがスピンドル７の回転中心に対して円軌跡運動し、ベース５もラバースリーブ２２によって自身の回転を規制された状態で円軌跡運動（オービタル運動）を行う。このベース５のオービタル運動により、パッド２０の下面に張設したサンディングペーパーで被研磨材を研磨可能となる。

また、このオービタル運動の際、バランサ２３がベース５と反対側で回転運動することになるため、遠心力が発生してベース５のオービタル運動に伴う振動が低減される。特にここでは、ベース５の重心位置Ｐがボールベアリング１４，１５の間に位置しているので、オービタル運動に伴ってベース５に発生する遠心力に対して両持ちで支持できる格好となり、偏心軸７Ａとベース５との間の傾き（偶方向のがたつき）が効果的に抑えられる。

このように、上記形態のオービタルサンダ１によれば、ベース５の重心位置Ｐを上下２つのボールベアリング１４，１５の間に設定したことで、ベース５のオービタル運動に伴う偏心軸７Ａの傾きを効果的に抑制して振動の発生を低減することができる。
特にここでは、下側のボールベアリング１４の上方にバランサ２３を設けているので、ボールベアリング１４をベース５の下端近くに位置させることができる。よって、ボールベアリング１４，１５の間の距離を確保して偏心軸７Ａの好適な両持ち支持が可能となる。
また、バランサ２３の外側部分を下向きに折曲形成しているので、バランサ２３の重心位置をベース５の重心位置Ｐに合わせることができ、より安定したオービタル運動が可能となる。

さらに、ここではバランサ２３を上下のボールベアリング１４，１５の間で偏心軸７Ａにキー結合すると共に、キー２６の上下端とボールベアリング１４，１５との間にクリアランスＣをそれぞれ設定しているので、キー２６の組み付け時にボールベアリング１４，１５と干渉してボールベアリング１４，１５を傾かせることがなく、バランスの悪化が生じない。
加えて、キー２６を偏心軸７Ａの軸方向から見て偏心方向の直線上に位置させたり、リテーナ１８を取り付けるネジ１７を出力軸４の回転中心に設けたりしているので、キー２６やリテーナ１８によるバランスの悪化を防止できるようになっている。

なお、偏心軸の軸受はボールベアリングに限らず、ニードルベアリング等の他のタイプの軸受も採用可能である。
また、バランサの形態も、上述のように内側部材と外側部材との２部材を組み合わせる他、これより多い数の部材を組み合わせたり、逆に複数の部材に分割しない一体型のものであったりしても差し支えない。さらに、キー結合やリテーナの採用は任意で、これ以外の構造を採用してバランサや軸受を支持させてもよい。

その他、オービタルサンダの構造も上記形態に限らず、例えば偏心しないスピンドルの下端に偏心スリーブを外装して偏心軸を形成し、これにベースを連結したり、ハウジングとベースとの間にラバースリーブに代えて棒状のフットを架設したり等、適宜変更可能である。また、ベースの円軌跡運動に自身の回転が加わるランダムオービタルサンダであっても本発明は適用可能である。

１・・オービタルサンダ、２・・本体、３・・モータ、４・・出力軸、５・・ベース、６・・ハウジング、７・・スピンドル、７Ａ・・偏心軸、８、１４、１５・・ボールベアリング、１６・・ベアリングリテーナ、１７・・ネジ、２０・・パッド、２３・・バランサ、２４・・内側部材、２５・・外側部材、２６・・キー。

Claims (6)

1. モータを備えた本体に、前記モータの駆動により回転する回転軸と、その回転軸の回転中心からの偏心位置にあって前記回転軸の回転に伴って円軌跡運動する偏心軸とを設けて、前記本体から下向きに突出させた前記偏心軸に、上下２つの軸受を介してベースを連結すると共に、偏心側と反対側へ突出するバランサを設けたオービタルサンダであって、
   前記ベースの重心位置を前記上下２つの軸受の間に設定したことを特徴とするオービタルサンダ。
2. 前記バランサを下側の前記軸受の上方に設けたことを特徴とする請求項１に記載のオービタルサンダ。
3. 前記バランサの外側部分を下向きに折曲形成したことを特徴とする請求項２に記載のオービタルサンダ。
4. 前記バランサを前記上下２つの軸受の間で前記偏心軸にキー結合すると共に、前記キーの上下端と前記上下２つの軸受との間にクリアランスを設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のオービタルサンダ。
5. 前記キーを、前記偏心軸の軸方向から見て偏心方向の直線上に位置するように配置したことを特徴とする請求項４に記載のオービタルサンダ。
6. 前記偏心軸の下端に、下側の前記軸受を保持するリテーナをネジ止めすると共に、前記ネジを前記回転軸の回転中心に設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のオービタルサンダ。

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