JP3063872B2 - 研磨機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は研磨機に関し、詳しく
は、研磨ディスクが回転運動と偏心運動の組合せ運動、
いわゆるオービタル運動を行わせるようにした研磨機に
関する。

【０００２】

【従来技術】従来、この種の研磨機は、本体内に設けら
れたモータと、該モータにより回転駆動されるスピンド
ルと、該スピンドルに対し偏心位置において回転可能に
取付けられた連結軸と、該連結軸に固定取付けされた研
磨ディスクとを備え、前記連結軸には同軸でサンギヤを
固定し、前記本体には前記サンギヤと噛み合う、該サン
ギヤよりも歯数の多いインターナルギヤを固定した構造
のものが知られており、このような構造では、研磨デイ
スクが連結軸を中心とする自転すなわち回転運動と、ス
ピンドルを中心とする公転すなわち偏心運動との組合せ
運動を行うこととなっている。

【０００３】ところで、このような研磨機では、スピン
ドルの回転は減速されて研磨デイスクの連結軸に伝達さ
れることとなっているが、研磨デイスクはサンギヤとイ
ンターナルギヤとの噛み合いにより強制的に回転させら
れるものであるから、運動量が大きく、このため研磨デ
イスクによるワークの研磨量が大きく、すなわち重切削
となるため、柔らかい材料の研磨には不向きであり、ま
た仕上げ研磨の用途には利用できない欠点を有してい
た。

【０００４】このため、特開昭第６２−１８１８６６号
公報では、インターナルギヤをサンギヤに対し軸方向に
動かすことにより、サンギヤのインターナルギヤに対す
る噛み合いを解除し、研磨デイスクがフリー回転可能と
して、ワーク押し当て時における研磨デイスクの運動量
を小さくする構成が提案されている。また、特開昭第６
２−２２８３６３号公報では、インターナルギヤを本体
の底部から取り外すことで、同様に研磨デイスクをフリ
ー回転可能とする構成が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭第６２−１８１
８６６号公報の研磨機では、インターナルギヤをサンギ
ヤに対し軸方向に動かすことによりこれらのギヤ相互の
噛み合いと解離とを行うものであるため、本体内にイン
ターナルギヤの上下移動のためのスペースが必要とな
り、研磨機の高さ寸法が大きくなって操作性が悪く、ま
たインターナルギヤをサンギヤに対し噛み合い方向に動
かした場合、これらの歯同士が上下方向であたって、噛
み合いが円滑に行われず、また歯の損傷をきたす恐れが
ある欠点を有している。

【０００６】また、特開昭第６２−２２８３６３号公報
の研磨機では、切削モードに応じてインターナルギヤの
取り外しあるいは組付けを行う面倒な作業が必要であ
り、また、このような操作のために、底部を特別な構造
としなければならない欠点を有している。

【０００７】さらに、これらの両公報に共通して、イン
ターナルギヤをサンギヤに対し非噛み合い状態とする
と、研磨デイスクが完全にフリーとなって、空転状態で
はスピンドルとほぼ同じ回転数に達してしまうため、研
磨デイスクに取り付けた研磨紙が飛散しやすく、また、
このように高速回転状態の研磨デイスクをワークに押し
つけると、ワークが傷つき、良好な仕上げ面が得られな
くなる欠点が有る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の研磨機は、本体内に設けられたモータと、
該モータにより回転駆動されるスピンドルと、該スピン
ドルに対し偏心位置において回転可能に取付けられた連
結軸と、該連結軸に固定取付けされた研磨ディスクとを
備え、前記連結軸には同軸でサンギヤを固定し、前記本
体には前記サンギヤと噛み合う、インターナルギヤを設
けてなる研磨機であって、前記インターナルギヤを前記
本体に対し回転可能に取り付けるとともに、前記本体に
は前記インターナルギヤの当該本体に対する回転を妨げ
る位置と、回転を許容する位置とに切り替え操作可能な
係止機構を設けて構成される。また、前記インターナル
ギヤと前記本体の間には、前記インターナルギヤの回転
を摩擦力により減速させる減速機構を設けることが好ま
しい。

【０００９】

【作用】本発明の研磨機によれば、係止機構によりイン
ターナルギヤを本体に対し係止すると、サンギヤのイン
ターナルギヤまわりの強制回転を伴う偏心回転運動が得
られ、研磨ディスクにより、ワークの重切削が可能とな
る。また、係止機構によるインターナルギヤの係止を解
除すると、研磨デイスクがフリー回転可能となり、この
状態で研磨ディスクをワークに押し当てると、ワークと
の間に作用する摩擦力により、研磨ディスクの回転がさ
らに抑制され、すなわち運動量が小さくなって、仕上げ
切削が可能となる。

【００１０】また、インターナルギヤと本体の間に、イ
ンターナルギヤの回転を摩擦力により減速させる減速機
構を設けることにより、係止機構によるインターナルギ
ヤの係止を解除されて、研磨デイスクがフリー回転可能
となり、空転状態にあっても、その回転は減速機構の摩
擦力によりスピンドルの回転数以下に抑制される。

【００１１】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面を参照して説明
すると、図１及び図２に縦断面図及び平面図でそれぞれ
示した中空の本体１０は、その前部に操作者の一方の手
により本体１０を下方に押圧するための押圧ハンドル１
２を、また、後部には他方の手により把持される把持ハ
ンドル１４を備えており、この把持ハンドル１４の下部
には本体１０の上部中央に縦置き状態で配置されたモー
タ１６の起動停止を行うためのスイッチ１８が設けられ
ている。

【００１２】モータ１６のモータ軸２０は本体１０に対
し上下の軸受２２（図は下方のもののみを示す）を介し
て支承されており、モータ軸２０には下側の軸受２２の
上部において、ファン２４がモータ軸２０とともに回転
可能に取付けられている。モータ軸２０は下側の軸受２
２を貫通して本体１０内をさらに下方に延出しており、
この延出端部２０ａには歯２６が一体で形成されてい
る。

【００１３】上記モータ軸２０の延出端部２０ａの後方
には、該延出端部２０ａの歯２６と噛み合う、これより
も大径の歯車２８を固着したスピンドル３０が上下方向
で配置されており、このスピンドル３０は歯車２８の上
下部においてそれぞれ軸受３２，３４により回転可能に
支承されており、その下部３０ａは拡径状に形成されて
軸受３４の下方に突出している。また、軸受３４の下面
は本体１０にねじ３６を介して固定されたプレート３８
により支持されている。

【００１４】スピンドル３０の下部３０ａ内には、当該
下部３０ａの下面において開口する大径の第１の軸穴４
０と、これより上方に連続する小径の第２の軸穴４２と
が、当該スピンドル３０の軸心に対し所定の距離偏心し
た位置において、形成されており、これらの軸穴４０，
４２には、下部に研磨ディスク４４をねじ４５を介して
取り付けた連結軸４６が同軸で回転可能に取付けられて
いる。すなわち、連結軸４６は上記大径の軸穴４０内に
突入する大径部４６ａとこの大径部４６ａの上部に一体
形成された小径部４６ｂとを有しており、大径部４６ａ
と軸穴４０との間及び小径部４６ｂと軸穴４２との間に
は軸受４８，５０が介在され、大径部４６ａ側の軸受４
８の下面は、軸穴４０の内周面に嵌着された止め輪５２
により支持されている。また、このスピンドル３０の下
部３０ａの外周にはバランスウエイト５４が圧入されて
いる。

【００１５】また連結軸４６の大径部４６ａには、上記
軸受４８と研磨ディスク４４との間においてサンギヤ５
５が同軸で一体回転可能に取付けられている。一方、こ
のサンギヤ５５を下方から取り囲んで形成された本体１
０の底部１０ａにはサンギヤ５５と噛み合うインターナ
ルギヤ５６が図３に示すように、上記スピンドル３０と
同軸で回転可能に嵌入保持されている。

【００１６】ここで、上記本体１０の底部１０ａはその
上方に位置する部分１０ｂに対しねじ５７を介して取り
外し可能となっており、この部分１０ｂは上記スピンド
ル３０の軸受３４の支持部を含んでスピンドル３０の下
部３０ａをバランスウエイト５４とともに上方から取り
囲む形状をなしており、底部１０ａと協同して、スピン
ドル３０の下部３０ａ、バランスウエイト５４、サンギ
ヤ５５及びインターナルギヤ５６を収容する空所５８を
形成しており、サンギヤ５５とこの下部に位置する底部
１０ａの上面との間には環状のフェルトからなる防塵シ
ール５９が介在されており、底部１０ａ下方からの空所
５８への研磨屑等の侵入が防止されている。また、この
空所５８を形成する本体１０の部分１０ｂは底部１０ａ
との接合部において、インターナルギヤ５６の上方への
移動を規制する段部１０ｂ１を形成している。

【００１７】また、上記インターナルギヤ５６の外周面
はこれに対面する底部１０ａの内周面に対し摺接してお
り、インターナルギヤ５６に対し常に所定の摩擦力が作
用するように設定されている。

【００１８】さらに、インターナルギヤ５６の上面に
は、図３に示すように、相互間に溝６１をそれぞれ形成
する突部６０〜６０が円周方向等間隔で配置されてお
り、これらの各突部６０は図４に示すように、当該イン
ターナルギヤ５６の矢印で示した回転方向に傾斜面６０
ａを、またこれと反対方向に垂直面６０ｂを有してい
る。

【００１９】本体１０の側部には上記各溝６１に対し係
合するストッパーピン６２を備えたインターナルギヤ係
止機構６４が設けられており、この係止機構６４の構成
を以下図５を参照して説明する。

【００２０】本体１０の底部１０ａの上方に位置する部
分１０ｂの側部には、ストッパーピン６２を上下摺動可
能に案内する、下方が開口した案内溝６６が設けられて
おり、この案内溝６６の上部には、ストッパーピン６２
を常にインターナルギヤ５６の上面に向けて付勢するス
プリング６８が収容されている。また、案内溝６６の外
側には、隔壁１０ｂ２を隔てて、操作者により回転操作
可能な切替つまみ７０の収容部７２が形成されており、
切替つまみ７０は収容部７２内において上記本体１０の
ほぼ中心部に向かう水平方向の軸のまわりに回転可能と
なっている。この切替つまみ７０には図２に示したよう
に、これより半径方向外側に突出する操作ハンドル７１
が付設されており、操作者はこの操作ハンドル７１を介
して後述する切替操作が可能となっている。また、収容
部７２を形成する部分１０ｂの底壁及びその下部に接合
する底部１０ａの部位には、スチールボール７４を切替
つまみ７０の外周部に向けて圧着させるスプリング７６
の装着穴７８が上下方向に形成されており、また、切替
つまみ７０にはその外周の直径方向に対向する部位に、
スチールボール７４が係合可能な一対の球面状の凹所８
０，８１が形成されている。さらに、切替つまみ７０の
外周には凹所８０，８１間を連結する、これらよりも浅
い断面円弧状の環状溝８２が形成されている。

【００２１】ストッパーピン６２の下端部は、上記イン
ターナルギヤ５６の各溝６１に合致する形状を有してお
り、上部には上記隔壁１０ｂ２を通って切替つまみ７０
の裏面側に形成された円形溝８４に突入する水平方向の
ピン８６が固着されている。図４に示すように、円形溝
８４は上記球面状の凹所８０，８１を通る直径方向の中
心線Ｃ上において、切替つまみ７０に対し偏心した位置
を中心として形成されている。ここで、ピン８６はスト
ッパーピン６２を下方に付勢するスプリング６８の付勢
力により、切替つまみ７０の回転位置にかかわらず常に
円形溝８４の最下部の周面に当接するものであり、図４
に示したように、円形溝８４に近接する側の凹所８０に
スチールボール７４が係合した状態では、ストッパーピ
ン６２の下端部がスプリング６８の付勢力によりインタ
ーナルギヤ５６の対応する溝６１に係合し、一方、円形
溝８４に対し遠い側の凹所８１にスチールボール７４が
係合した状態では、ストッパーピン６２の下端部が溝６
１に対し離脱してその上方に位置するように設定されて
いる。

【００２２】次に上記実施例の作用に関し説明すると、
まず、インターナルギヤ係止機構６４の切替つまみ７０
を操作ハンドル７１により、円形溝８４に近接する側の
凹所８０にスチールボール７４が係合した回転位置に位
置させ、ストッパーピン６２の下端部がスプリング６８
の付勢力によりインターナルギヤ５６の対応する溝６１
に係合した状態となして、モータ１６を把持ハンドル１
４のスイッチ１８の操作により始動させると、モータ軸
２０の回転が歯車２６，２８を介してスピンドル３０に
伝達される。このスピンドル３０の回転に伴って、連結
軸４６及びその下部に取り付けた研磨ディスク４４がス
ピンドル３０を中心とする公転すなわち偏心運動を行
い、同時に上記のように位置固定されたインターナルギ
ヤ５６に対するサンギヤ５５との噛み合いにより、連結
軸４６を通じて研磨ディスク４４に自転運動すなわち回
転運動が減速状態で強制的に与えられる。なお、この場
合の回転運動の減速比は通常約２０分の１に設定され、
例えば、スピンドル３０の回転数を６０００ｒｐｍとし
た場合、研磨ディスク４４は約３００ｒｐｍで回転す
る。この状態で、操作者が一方の手で把持ハンドル１４
を把持し、他方の手で押圧ハンドル１２を下方に押さ
え、研磨ディスク４４をワークに押し当てると、研磨デ
ィスク４４の偏心運動と強制的な回転運動との組合せに
よる大きな運動量でのワークの切削すなわち荒削りを行
うことができる。

【００２３】次に係止機構６４の切替つまみ７０を操作
ハンドル７１により回転させ、凹所８０をスチールボー
ル７４との係合から離脱させると、スチールボール７４
は切替つまみ７０の外周に設けられた凹所８０よりも浅
い環状溝８２との係合状態で円滑に回転する。切替つま
み７０が１８０°回転して、円形溝８４から遠い側の凹
所８１にスチールボール７４が係合すると、ストッパー
ピン６２がスプリング６８に抗してピン８６を介して上
昇され、ストッパーピン６２の下端部がインターナルギ
ヤ５６の対応する溝６１から離脱する。

【００２４】これによって、インターナルギヤ５６がフ
リー回転可能となり、研磨ディスク４４がスピンドル３
０を中心とする公転すなわち偏心運動と、インターナル
ギヤ５６を伴う慣性力による回転運動との組合せ運動を
行う。ここで、先に述べたように、インターナルギヤ５
６の外周面はこれに対面する底部１０ａの内周面に対し
摺接して、インターナルギヤ５６に対し常に所定の摩擦
力が作用するように設定されおり、このため、同インタ
ーナルギヤ５６さらには研磨ディスク４４の空転時の回
転がスピンドル３０以下の回転数に抑制され、研磨ディ
スク４４の高速回転に伴う研磨ディスク４４に付設する
研磨紙の飛散あるいはワークに押し当てた際のワーク表
面の急激な削り込みによる損傷を防止することができ
る。

【００２５】次いで、研磨ディスク４４をワークに押し
当てると、研磨ディスク４４の回転はワークとの当接に
よる摩擦力によってさらに抑制される。つまり、研磨デ
ィスク４４は偏心運動と、抑制された回転運動との、運
動量の小さな組合せ運動によるワークの切削すなわち仕
上げ削りを行うことができる。

【００２６】また、この状態からインターナルギヤ係止
機構６４の切替つまみ７０をさらに回転させ、円形溝８
４に近接する側の凹所８０にスチールボール７４を再び
係合させると、ストッパーピン６２がスプリング６８の
付勢力によりインターナルギヤ５６の対応する溝６１に
向けて動かされ、これと係合して、インターナルギヤ５
６の係止状態を再び得ることができる。ここで、例えば
ストッパーピン６２がその移動時において溝６１と整合
していなかった場合には、突部６０の上面に突き当たっ
た状態となるが、インターナルギヤ５６がさらに回転す
ると、ストッパーピン６２は突部６０の傾斜面６０ａの
案内作用を伴って、スプリング６８の付勢力により、隣
接する溝６１に確実に係合し、インターナルギヤ５６を
再び係止できる。

【００２７】すなわち、本実施例のインターナルギヤ係
止機構６４では、ストッパーピン６２の下降タイミング
が合わず、突部６０の上面に突き当たった状態となった
としても、このような当接はスプリング６８を介して行
われるものであるから、ストッパーピン６２の下端部の
山部への突き当たりにともなう相互の損傷さらには切替
つまみ７０に加わる衝撃を防止でき、また、切替つまみ
７０を凹所８０がスチールボール７４に係合する位置ま
で回しておけば、ストッパーピン６２は突部６０の斜面
６０ａの案内作用を伴って、スプリング６８の付勢力に
より、隣接する溝６１に自然かつ確実に係合し、インタ
ーナルギヤ５６の係止を確実に行うことができるもので
ある。

【００２８】

【発明の効果】本発明の研磨機によれば、研磨ディスク
の強制回転を伴うワークの重切削と、研磨デイスクの慣
性力による回転を伴うワークの仕上げ切削を、係止機構
の切替えによるインターナルギヤの係止、解放を伴って
行うものであるので、下記の効果を奏する。 ａ）インターナルギヤはサンギヤと常に噛み合い状態に
保たれるものであるから、本体内にインターナルギヤを
上下方向に動かすためのスペースを設ける必要がなくな
り、研磨機の全体高さを低くできるため、操作性が向上
する。 ｂ）インターナルギヤを取り外すための特別な構造が不
要であるので、構造が簡略化される。 ｃ）インターナルギヤとサンギヤとを相互の噛み合い及
び離脱のために動かす必要がなくなるので、インターナ
ルギヤとサンギヤの歯同士の突き当たりと、それに伴
う、歯の損傷を防止できる。

【００２９】加えて、インターナルギヤと本体の間に、
インターナルギヤの回転を摩擦力により減速させる減速
機構を設けることにより、研磨デイスクの回転は減速機
構の摩擦力により空転状態でもスピンドルの回転数以下
に抑制されるので、研磨ディスクに付設する研磨紙の飛
散あるいはワークに押し当てた際のワーク表面の急激な
削り込みによる損傷を防止できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による研磨機の部分縦断面
図。

【図２】図１の平面図。

【図３】図１のIII - III 線断面図。

【図４】インターナルギヤ係止機構によるインターナル
ギヤの係止状態を示す説明図。

【図５】図４に示したインターナルギヤ係止機構の本体
への取り付け構造を示す要部の部分断面図。

【符号の説明】

１０ 本体 １６ モータ ３０ スピンドル ４４ 研磨ディスク ４６ 連結軸 ５５ サンギヤ ５６ インターナルギヤ ６４ インターナルギヤ係止機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 23/03

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内に設けられたモータと、該モータ
   により回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルに対
   し偏心位置において回転可能に取付けられた連結軸と、
   該連結軸に固定取付けされた研磨ディスクとを備え、前
   記連結軸には同軸でサンギヤを固定し、前記本体には前
   記サンギヤと噛み合う、インターナルギヤを設けてなる
   研磨機であって、前記インターナルギヤを前記本体に対
   し回転可能に取り付けるとともに、前記本体には前記イ
   ンターナルギヤの当該本体に対する回転を妨げる位置
   と、回転を許容する位置とに切り替え操作可能な係止機
   構を設けたことを特徴とする研磨機。
2. 【請求項２】 前記インターナルギヤと前記本体の間に
   は、前記インターナルギヤの回転を摩擦力により減速さ
   せる減速機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載
   の研磨機。