JP5539799B2 - 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、モータを備えた本体の下方に出力軸を突出させ、その出力軸にベースを偏心させた状態で連結することで、モータの駆動に伴う出力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、このようなオービタルサンダにおいては、特許文献１，２に開示の如く、出力軸とベースとの連結部分に、ベースの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２００８−５５５５９号公報 特開２００１−１７９５９１号公報

従来のオービタルサンダにおいては、バランサは亜鉛ダイカストや鉄系の焼結体等の単一の材料で作製されているため、バランサ全体の重量が重く、重心位置や重量についての設計自由度が低くなっている。よって、オービタルサンダに合わせて振動低減に必要な遠心力を発生させるためにバランサが大型化し、重量の増加を招くおそれがあった。

そこで、本発明は、バランサを大型化することなくバランサ全体の重量を軽くし、重心位置や重量の設計自由度を高めて振動低減に必要な遠心力を効果的に発生させることが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、バランサを、複数の部材を組み合わせて形成すると共に、複数の部材の少なくとも一部の組み合わせを、回転軸又は偏心軸の中心に近い部材よりも中心から遠い部材の方が比重が大きくなる材料でそれぞれ形成したオービタルサンダであって、複数の部材を、中心に近い内側部材と、中心から遠い外側部材として、外側部材に、偏心軸の軸方向で肉厚となる肉厚部を部分的に形成したことを特徴とするものである。
ここで「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、内側部材に、中心から互いに異なる半径方向に突出する一対のアームを設けて、アームに外側部材を結合し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、外側部材における一対のアームで挟まれる部分を肉厚部と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、内側部材を比重３以下の材料で、外側部材を比重６以上の材料でそれぞれ形成し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、バランサを大型化することなくバランサ全体の重量を軽くし、重心位置や重量の設計自由度を高めることができる。よって、重量の増加を招くことなく振動低減に必要な遠心力を効果的に発生させることができる。これは、遠心力が、重量×回転半径×角速度^２で定まるため、バランサを回転半径の大きい位置に設けると重量を小さくできるからである。
また、肉厚部の形成によって外側部材による重心位置や重量の設定を容易に行うことができる。
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、内側部材の重量を増加させることなく必要最小限の付加構成で外側部材と結合することができる。
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、設計自由度の向上に好適な比重の大小関係が容易に得られる。

オービタルサンダの縦断面図である。 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となっており、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。

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１８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１９，１９によってパッド１８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２０が架設されて、ラバースリーブ２０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２１がキー結合されている。このバランサ２１は、図３にも示すように、偏心軸７Ａに結合される内側部材２２と、その内側部材２２に連結される外側部材２３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２２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２５によって偏心軸７Ａと一体に結合される筒部２４と、その筒部２４から互いに異なる半径方向へ突設される一対のアーム２６，２６とを備えている。ここでは両アーム２６，２６間の角度は略９０°となっている。

次に、外側部材２３は、内側部材２２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２６，２６がネジ２７，２７によって連結されている。２８は、アーム２６と外側部材２３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２３におけるアーム２６，２６の間は、両端よりも上方に突出する肉厚部２９となっている。この外側部材２３は、バランサ２１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。

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２０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１８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２１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、外側部材２３が内側部材２２よりも比重が大きい真鍮製となっているため、振動低減に必要な遠心力が効果的に発生する。

このように、上記形態のオービタルサンダ１によれば、バランサ２１を、内側部材２２と外側部材２３とを組み合わせて形成すると共に、両部材を、偏心軸７Ａの中心に近い内側部材２２よりも中心から遠い外側部材２３の方が比重が大きくなる材料でそれぞれ形成したことで、バランサ２１を大型化することなくバランサ全体の重量を軽くし、重心位置や重量の設計自由度を高め、振動低減に必要な遠心力を効果的に発生させることができる。

特にここでは、内側部材２２に、偏心軸７Ａの中心から互いに異なる半径方向に突出する一対のアーム２６，２６を設けて、アーム２６，２６に外側部材２３を結合しているので、内側部材２３の重量を増加させることなく必要最小限の付加構成で外側部材２３と結合することができる。
また、外側部材２３における一対のアーム２６，２６で挟まれる部分を、偏心軸７Ａの軸方向で他の部分よりも肉厚となる肉厚部２９としたことで、肉厚部２９の形成によって外側部材２３による重心位置や重量の設定を容易に行うことができる。

なお、内側部材としてはアルミニウムに限らず、比重が３以下であれば、マグネシウム合金（比重１．８１）や樹脂（同１．５以下）等の他の材料も採用できる。同様に外側部材も、比重が６以上であれば、亜鉛ダイカスト（同６．６）、青銅（同８．４）等の真鍮以外の銅合金、鉄（同７．８５）、鉛（同１１．４）、タングステン合金（同１９．３）、高比重樹脂等の他の材料も採用できる。このように比重の小さい側で３以下、大きい側で６以上として材料を決定すれば、設計自由度の向上に好適な比重の大小関係が容易に得られる。

また、内側部材と外側部材との結合構造も、上記ネジによる以外に、インサート成形や圧入、かしめや溶着等、適宜選択可能である。勿論内側部材と外側部材とのそれぞれの具体的な構造も、スペーサをなくしたり、アームの数を増減したり、アームに変えて扇状の連結部としたり等、必要な遠心力等の条件に応じて適宜変更して差し支えない。

さらに、バランサは２部材に限らず、３以上の部材を組み合わせて作製することも可能である。この場合、少なくとも一部の部材の組み合わせに対して材料を変えて比重の大小関係を設定すれば足りる。例えば偏心軸の中心から離れるに従って徐々に比重が大きくなるように各部材の材料を決定したり、中心に近い複数の部材群と中心から遠い複数の部材群とで材料を変えて比重の大小関係を設定したり、中心に対して最内と最外との間に位置する複数の部材間で材料を変えて大小関係を設定したりすることが考えられる。
一方、内側部材や外側部材自体をそれぞれ複数に分割して作製することもできる。例えば上下の厚み方向に積層して結合される複数の板状体からなる構成とすれば、各部材において重量等の設定の自由度が高まる。

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、偏心軸を軸支するボールベアリングを一つにしたり、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。なお、バランサがモータ軸に設けられるオービタルサンダでは、複数の部材の比重の大小関係はモータ軸の中心に対して設定すればよい。

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、１８・・パッド、２１・・バランサ、２２・・内側部材、２３・・外側部材、２４・・筒部、２６・・アーム、２９・・肉厚部。

Claims (4)

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、前記回転軸又は前記偏心軸に、ベースと、偏心側と反対側へ突出するバランサとを設けて、前記バランサを、複数の部材を組み合わせて形成すると共に、前記複数の部材の少なくとも一部の組み合わせを、前記回転軸又は前記偏心軸の中心に近い部材よりも前記中心から遠い部材の方が比重が大きくなる材料でそれぞれ形成したオービタルサンダであって、
   前記複数の部材を、前記中心に近い内側部材と、前記中心から遠い外側部材として、前記外側部材に、前記偏心軸の軸方向で肉厚となる肉厚部を部分的に形成したことを特徴とするオービタルサンダ。
2. 前記内側部材に、前記中心から互いに異なる半径方向に突出する一対のアームを設けて、前記アームに前記外側部材を結合し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. 前記外側部材における前記一対のアームで挟まれる部分を前記肉厚部と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. 前記内側部材を比重３以下の材料で、前記外側部材を比重６以上の材料でそれぞれ形成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。

Images