JP4215877B2 - 工作具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、サンダー、ポリッシャ、ソーなどの偏心機構を有する工作具の偏心距離調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２９および図３０に、従来の可搬式回転研磨具（以下、単に研磨具と言う）の構造の一例を示した。
この研磨具２００は、ハンドル２０２付きのボデー２０１に、モータ２０３を組込んで本体部Ｖとし、その駆動軸２０３ａに研磨部Ｗを軸嵌させている。
研磨部Ｗは、図３０に示したように、駆動軸２０３ａに回転盤２０４を固定し、その前面の回転中心から所定距離離れた偏心位置に、研磨パッド２０５の偏心軸２０６を回転自在に組付けている。
研磨パッド２０５の前面には、各種の研磨布・紙やバフ等の研磨材２０７が着脱自在に取り付けられる。図２９の２０８は、研磨部Ｗの回転バランスを取る為のバランスウエイトである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、研磨パッド２０５を、駆動軸２０３ａの偏心位置に、かつ、それ自体が回転自在に取付けるタイプの研磨具は、当業界で、「ダブルアクションサンダー」または「ランダムアクションサンダー」と呼ばれている。
また、偏心距離の２倍の長さをｍｍ単位で表した数値を、「オービットダイヤ」と称しており、市販品の多くは、この値を５前後の一定の値に設定している。
【０００４】
研磨具２００の研磨特性を、研磨対象物の性状や、研磨目的、研磨作業の進行度合等に応じて変えたい時には、研磨材を異なった種類のものに取替えるか、モータ２０３の回転数を増減させていた。
そして、研磨特性に大きく関与する「オービットダイヤ」も、必要に応じて変えたい場合には、「オービットダイヤ」の値が夫々相異する複数種類の研磨具を、予め、手元に用意して置く他無かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研磨材の取替作業にはかなりの手間・暇を要するし、複数種類の研磨材を常時保管して置く必要がある。その上、望みの品番の研磨材が常に容易に入手できるとは限らない。
また、「オービットダイヤ」の値が異なる複数台の研磨具を用意しておくのは、購入費や保管場所などの点で甚だ不合理である。
さらに、モータの回転数を変える方法は、その可変範囲と、変えたことによる効果に自づから限度がある。
【０００６】
ところが、「オービットダイヤ」を可変にする機構を、研磨具に付加することができれば、面倒な研磨材の取替えを要せずに、極簡単な操作で、研磨特性をより効果的に変えられるはずである。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、このような偏心機構を有する工作具の駆動軸と偏心軸との偏心距離を、零（ゼロ）に設定する場合も含めて、任意に変更可能とし、併せて、偏心距離の変更に伴って研磨部の回転バランスが崩れるのを防ぐ為の、バランスウエイト連動機構も付設した偏心機構を有する工作具の偏心距離調節装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための発明による偏心機構を有する工作具の偏心距離調節装置は、駆動モータの駆動軸の回転力を偏心軸によって従動側の回転部材または往復部材に伝達する偏心機構を有する工作具に設けられるものであって、
前記駆動モータの駆動軸の駆動力によって回転する回転盤と、
前記回転盤の回転軸から所定距離だけ離れた位置に回動自在に設けられる偏心盤と、
前記偏心盤の回動中心から所定距離離れた位置に軸方向に設けられる偏心軸と、
前記偏心盤を所定の回動位置に固定することで、前記駆動軸と前記偏心軸との偏心距離を調節可能な固定手段と
を備える構成とした。
また、前記偏心盤から所定距離だけ離れた位置に、前記偏心盤の回動に伴って所定の弧状軌跡を描いて連動するバランスウエイトを設ける構成とした。
【０００９】
前記弧状軌跡は、次の手順Ａ〜Ｄに従って設けることが望ましい。
Ａ．前記駆動軸とともに一体に回転する前記回転盤、前記偏心盤、前記偏心軸、前記固定手段その他の独立部材の各重心位置を求める。
Ｂ．前記駆動軸の回転軸を含み、かつ、前記独立部材の各重心（前記駆動軸の回転軸上に位置するものを除く。）を含まない平面によって、前記独立部材の各重心を、偏心軸側重心群と、前記偏心軸と反対側の重心群（以下、非偏心軸側重心群という。）とに区分する。
Ｃ．前記偏心軸側重心群および前記非偏心軸側重心群のそれぞれの合成重心を求める。
Ｄ．前記偏心盤の回動時に、前記偏心軸側重心群の合成重心と前記非偏心軸側重心群の合成重心との間に以下の関係、
Ｗ1・Ｌ1＝Ｗ2・Ｌ2
ただし、Ｗ1：前記偏心軸側重心群の合成重心にかかる重量
Ｌ1：前記偏心軸側重心群の合成重心と前記駆動軸の回転軸との距離
Ｗ2：前記非偏心軸側重心群の合成重心にかかる重量
Ｌ2：前記非偏心軸側重心群の合成重心と前記駆動軸の回転軸との
距離
を満たすように、前記バランスウエイトの前記弧状軌跡を定める。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１実施例を図１〜図９に示す。第１実施例は、本発明の偏心距離調整装置をエアモータ式のダブルアクションサンダー（ポリッシャ）に適用したものである。
図１および図２に示すように、サンダー１０は、本体部１０１と、研磨部１０２とからなる。本体部１０１は、吸気管２ａおよび排気管２ｂを設けたボデー３内に、回転駆動源としてのエアモータ１が内蔵されている（図２参照）。４はモータ１の駆動軸、５はエアースイッチ、７はカバー体、８は止環である。
【００１１】
図２に示すように、研磨部１０２には、駆動軸４に連結される取付軸１１ａに回転盤１１が固定される。回転盤１１の軸方向には、偏心軸１５がベアリング１６を介して回転自在に取り付けられる。偏心軸１５の先端部には、円盤状の研磨パッド１２が回転自在に取り付けられており、この研磨パッド１２の前面に研磨布・紙、バフ等の研磨材１２ａが脱着自在に取り付けられる。モータ１が作動すると、研磨材１２ａの中心が所定の円の軌跡を描きながら回転し、被加工面を切削する。
なお、回転盤１１の回転中心ａ（駆動軸４の中心）と、偏心軸１５の中心ｃとの間の距離（偏心距離）の２倍が「オービットダイヤ」である（図６〜図８参照）。
【００１２】
また、研磨部１０２には、駆動軸４と偏心軸１５との間の偏心距離（「オービットダイヤ」）を変えることによって、研磨具１０の研磨特性を任意に変化させるための偏心距離調節装置Ａ１が設けられている。
【００１３】
図２に示すように、偏心距離調節装置Ａ１には、回転盤１１の軸方向端面に偏心盤１３が設けられる。回転盤１１の端面に円形のガイド凹部１４が形成され、このガイド凹部１４に円盤状の偏心盤１３が回動自在に挿入されている。回転盤１１が回転すると、偏心盤１３が回転盤１１の中心軸周りを旋回する。
また、偏心盤１３の回動中心から所定距離離れた位置には、偏心軸１５が固定される。偏心盤１３の回動にともなって駆動軸４と偏心軸１５との偏心距離が変化することになる。
【００１４】
回転盤１１の内部には、偏心盤１３の回動位置を調節可能な固定手段Ｂ１が設けられる。固定手段Ｂ１は、図２および図３に示すように、ウオームホイール１７とウオーム１８を有する。偏心盤１３の背面にウオームホイール１７が同心状に取り付けられている。ウオームホイール１７に噛合するウオーム１８は、回転盤１１の内部に組付けられる。
そして、図２に示すように、ウオーム１８の一方の軸端を、回転盤１１の外側に露出させ、この端面に、ウオーム１８の回動用レンチ（図示略）を挿嵌させる六角孔（回動部）１８ａを設けている。
【００１５】
ウオーム１８を回転させると、図３に示すように、偏心盤１３がガイド凹部１４の内面に摺接しながら回動し、偏心軸１５が所定の円の軌跡上に移動する。この結果、駆動軸４と偏心軸１５との間の偏心距離が変化する。すなわち、ウオーム１８の位置を所定位置に設定することで偏心距離が調節される。
【００１６】
偏心距離調節装置Ａ１には、「偏心距離」の変化を、研磨具１０の使用者が確認できるように、その表示手段が設けられる。即ち、図４に示すように、回転盤１１と偏心盤１３の夫々の上面には、偏心盤１３を回動操作した時の、「偏心距離」、従って、「オービットダイヤ」の値の変化に対応した数値目盛と、これらの目盛を指し示す指標１９とが刻印される。なお、回転盤１１の上面は、研磨パッド１２で覆われてしまうので、この表示手段は、カバー体７の外面等に設けてもよい。
目盛が０（ゼロ）を示す時には、駆動軸４と偏心軸１５との偏心距離が０（ゼロ）となり、両者の軸心が一致する。一方、目盛が６を示すときには、駆動軸４と偏心軸１５との距離が最大となる。また、目盛６の位置を超えて偏心盤１３をさらに回動すると、偏心距離が次第に小さくなり、０（ゼロ）の位置に戻る。
【００１７】
ここで、駆動軸４と偏心軸１５との距離を変化させる方法としては、駆動軸４と偏心軸１５との軸中心を結ぶ直線上にいずれかの軸をスライド移動させる方法も考えられる。しかしながら、本発明において、このように円盤形の偏心盤に偏心軸を設ける構成とした理由は、以下の通りである。
▲１▼ 回転盤と偏心盤との接触面積を大きく取れるため、振動等を受けても、偏心距離がズレにくい。
▲２▼ 回転盤と偏心盤との間にほとんど隙間が形成されないため、切削屑などの異物が両者の間の隙間に侵入することがない。
▲３▼ 偏心軸が円弧状の軌道を移動するので、偏心盤に遠心力が作用しても、偏心軸の位置がズレにくい。
▲４▼ 耐久性が良好で、信頼性が高くなる。
【００１８】
次に、サンダー１０に付設されるバランスウエイト連動機構について説明する。
円盤状の研磨パッド１２は、初期設定ではその取付軸である偏心軸１５の周りの回転バランスが保たれている。しかし、固定手段Ｂ１を回動操作して、「偏心距離」を零（ゼロ）の状態から次第に増して行くと（図４参照）、研磨部１０２としての全体の回転バランスは次第に大きく崩れて行くことになる。
【００１９】
そこで、このようなバランスの崩れを、偏心距離調節装置の操作に連動して自動的に阻止する為の、バランスウエイト連動機構を付設することが、殊に、「偏心距離」を大きく取れるようにした工作具に必要になる。
【００２０】
図５〜図９にサンダー１０に付設されるバランスウエイト連動機構Ｃ１の構成を示す。
図５に示すように、バランスウエイト連動機構Ｃ１は、偏心盤１３と一体に回動するウオームホイール１７に円柱形のバランスウエイト２１が取り付けられている。バランスウエイト２１の上面には、クランクピン２２が固定され、このクランクピン２２がウオームホイール１７に回転自在に取り付けられている。
一方、バランスウエイトの下面には、係止ピン２３が固定される。係止ピン２３は、回転盤１１の内部底面１１ｂに形成される弧状のガイド溝２４に嵌合している。
【００２１】
偏心盤１３が回動すると、クランクピン２２に追随してバランスウエイト２１が連動する。このとき、バランスウエイト２１の運動方向は、係止ピン２３とガイド溝２４によって規制される。すなわち、偏心盤１３の回動に伴って、係止ピン２３がガイド溝２４に沿って図５矢印ｓ方向に動くときには、バランスウエイト２１は、偏心盤１３から離れる方向に円弧状の軌道を描きながら移動する。また、係止ピン２３がガイド溝２４に沿って矢印ｔ方向へ動くときには、バランスウエイト２１は、偏心盤１３へ引き寄せられる方向に円弧状の軌道を描きながら移動する。
【００２２】
ここで、クランクピン２２および係止ピン２３の取付位置と、ガイド溝２４の形状については、偏心盤１３の回動時にバランスウエイト２１が円弧状の軌跡に沿って連動するように、次の手順Ａ〜Ｄに従って定めることができる。
Ａ．駆動軸４とともに一体に回転する独立部材（回転盤１１、研磨パッド１２、研磨材１２ａ、偏心盤１３、偏心軸１５、ベアリング１６、ウオームホイール１７、ウオーム１８、バランスウエイト２１、クランクピン２２および係止ピン２３）の各重心位置を求める（図２および図５参照）。
Ｂ．図９に示すように、駆動軸４の回転軸Ｐを含み、かつ、前記独立部材の各重心（駆動軸４の回転軸Ｐ上に位置する重心を除く。）を含まない平面Ｈによって、前記独立部材の各重心を、偏心軸側重心群と、偏心軸１５と反対側の重心群（以下、非偏心軸側重心群という。）とに区分する。
なお、図９には、各独立部材の重心位置は示されないが、ベアリング１６の重心は、駆動軸４の回転軸Ｐ上に位置するため、上記重心群のいずれにも含まれない。また、回転盤１１は、偏心盤１３を収納するガイド凹部１４を有するため、その重心は、回転軸Ｐからズレた位置になる。
Ｃ．偏心軸側重心群および非偏心軸側重心群のそれぞれの合成重心Ｗ１、Ｗ２を求める。ただし、説明の便宜上、図５〜図９では、偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１が偏心軸１５の重心に一致し、非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２がバランスウエイト２１の重心に一致する場合を示している。
Ｄ．偏心盤１３の回動時に、偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１と非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２との間に以下の関係、
Ｗ1・Ｌ1＝Ｗ2・Ｌ2
ただし、Ｗ1：偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１にかかる重量
Ｌ1：偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１と駆動軸４の回転軸Ｐとの距離
Ｗ2：非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２にかかる重量
Ｌ2：非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２と駆動軸４の回転軸Ｐと
の距離
を満たすように、クランクピン２２および係止ピン２３の取付位置と、ガイド溝２４の形状を選定する。
すなわち、このような関係を満たす結果、偏心盤１３の回動時にバランスウエイト２１が円弧状の軌跡を描いて移動し、回転盤１１の回転バランスの中心を駆動軸４の回転軸Ｐ上に一致させて研磨パッド１２の無駄な振動等を防止する。
【００２３】
次に、サンダー１０の使い方と、偏心距離調節装置Ａ１およびバランスウエイト連動機構Ｂ１の作用について説明する。
まず、図４に示したように、指標１９が目盛の０（ゼロ）を指し、「偏心距離」（「オービットダイヤ」）０（ゼロ）となる位置に偏心盤１３を回動させた状態では、図６に示すように、偏心軸１５の取付中心ｃは、回転盤１１の回転中心ａに合致している。
【００２４】
このとき、図６に示すように、バランスウエイト２１の軸心（重心）は、クランクピン２２と係止ピン２３とを結ぶ線上に位置し、係止ピン２３は、ガイド溝２４内の一端側に当接する。そして、この状態で、研磨部１０２の重心が回転盤１１の回転中心ａ、つまり、駆動軸４の軸心に合致する。
【００２５】
従って、本体部１０１のモータ１を起動させると、駆動軸４の周りに回転バランスが取られて研磨部１０２は、静粛に回転し、研磨材１２ａは穏やかに研磨作動する。
研磨具１０のボデー３を握り、研磨材１２ａを研磨対称物に当接させて行う研磨作業の仕方は、従来の研磨具のそれに準ずるので、説明は省く。
【００２６】
次に、図７は、偏心盤１３を、回転盤１１に対して、矢示ｆ方向に回動させて、「オービットダイヤ」の値を〈４〉に設定した状態を示している。
偏心盤１３の回動に伴って、クランクピン２２は、バランスウエイト２４を矢示ｇ方向に押しやる。バランスウエイト２１のこの動きに伴って、その下面に突設した係止ピン２３は、回転盤１１のガイド溝２４内を、図示の位置に移動し、バランスウエイト２１をこの位置に固定する。
【００２７】
これによって、図７の状態では、駆動軸４の周りに同心状に、云わば、定位置回転していた研磨材１２ａが、偏心軸１５を中心として自転するとともに、「偏心距離」を旋回半径とする旋回運動を行うようになり、効果的な研磨を行うことが可能になる。
また、「偏心距離」が変化しても、図７の位置にバランスウエイト２１を変位させることによって、研磨材１２ａを、回転バランスが良好に取れた状態で、駆動軸４の周りに円滑に偏心回転（旋回動）させることができる。
【００２８】
図８は、偏心盤１３を、回転盤１１に対して、矢示ｆ方向に回動させて、「偏心距離」をさらに増大させた状態を示している。
このとき、偏心盤１３の回動に連動して、バランスウエイト２１は、研磨部１０２の回転バランスの崩れを阻止すべく、クランクピン２２によって図示の如く更に押しやられ、研磨部１０２は、新たな回転バランスの崩れを阻止される。
【００２９】
このようにして、本実施例のサンダー１０によれば、偏心盤１３を適宜に回動操作するたげで、「偏心距離」、即ち、「オービットダイヤ」を、極めて簡単・迅速に、所望の値に変えることができる。しかも、偏心軸の移動による回転バランスの崩れが防止されるので、作業性が損なわれることがない。
【００３０】
これによって、研磨具１０２の研磨特性、別言すれば、研磨材１２ａの研磨軌跡を、研磨対称物の性状や研磨目的、研磨の進行度合等に応じて、幅広く変化させることができる。
その為、冒頭に述べたように、必要に応じて、研磨具の研磨特性を変えたい時に、従来のように、極めて面倒で手間・暇の掛かる、研磨材１２ａを別の種類のものに取替える作業を行わなくて済むようになる。
【００３１】
例えば、研磨の開始時から、仕上用の細かい研磨材１２ａを取付けて置き、始めは、「偏心距離」を長くすることによって、研磨材１２ａの研磨効率の低さを十分に補った状態で粗研磨を行い、研磨が進むに連れて、「偏心距離」を短くして行けば、研磨材１２ａの種類を途中で取替える従来方法に比べて、はるかに少ない労力と短い時間で、所望の研磨精度に仕上げることができる。
この場合、研磨材粒の粒度が荒い研磨布・紙を使わないので、荒い研磨粒が、研磨面を深く傷付ける心配が無くなるという付随的な効果も得られる。
【００３２】
また、研磨パッド１２にバフを取付けて、塗装面を磨く場合に、傷が目立ち易い濃色の塗装面には、「偏心距離」を小さくし、目立ち難い淡色の塗装面には、「偏心距離」をなるべく大きくして、研磨効果を高めるといった臨機応変の切替操作を、殆ど瞬時に行うことができる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施例を図１０に示す。第２実施例は、偏心盤１３の固定手段Ｂ２を、フリーナット３１、３３およびボルト３２により構成したものである。
すなわち、第２実施例の固定手段Ｂ２は、回転盤１１の内部にフリーナット３１、３３が設けられ、これらのナット孔にボルト３２が嵌合している。回転盤１１の外側に突出するボルト３２の先端部には摘み３４が固定される。
【００３４】
この固定手段Ｂ２のボルト３２を、摘み３４によって、左右いずれかの方向に回転させれば、偏心盤１３を所望の方向に所定角度だけ回動させることができる。
第２実施例の固定手段Ｂ２によると、構造が簡素で、かつ、レンチ等の道具を用いなくとも、所定の回動位置に偏心盤１３を迅速に切り替えることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３実施例を図１１および図１２に示す。
第３実施例は、固定手段Ｂ３をピン構造にしたものである。回転盤１１の軸方向の端部にフランジ３５が摺動自在に取り付けられる。フランジ３５には、回転盤１１の外周側面に対し摺動自在に移動ウエイト３６ａが設けられる。回転盤１１の外周側面には、フランジ３５に摺動自在に固定ウエイト３６ｂが固定されている。
偏心盤１３の上面に固定される補助板１３ａは、円弧状の係止溝１３ｂを有しており、この係止溝１３ｂには、移動ウエイト３６ａの上面に延びる係止ピン３８が挿入される。偏心盤１３を回動させると、係止ピン３８が係止溝１３ｂに規制されて移動ウエイト３６ａと固定ウエイト３６ｂの円周方向距離が所定の長さに調節される。なお、移動ウエイト３６ａおよび固定ウエイト３６ｂは、後述する第４実施例の移動ウエイトおよび固定ウエイトと同様に両者の組み合わせによって回転バランスを調節するようになっている。
固定ウエイト３６ａの内部には、固定ピン３７およびコイルスプリング３８が収納されている（図１２参照）。固定ピン３７の一端は、コイルスプリング３８の付勢力によってフランジ３５の位置決め孔Ｈに挿入される。また、固定ウエイト３６ｂの上面に突出する固定ピン３７の他端には、レバー３９がスナップリング３９ａによって取り付けられる。
偏心距離を調節する場合、図１２の矢印方向にレバー３９を押し下げると、固定ピン３７がコイルスプリング３８の付勢力に逆らって上方に移動し、ピン先端が位置決め孔Ｈから外れる。次いで、この状態で固定ピン３７が所定の位置決め孔Ｈに切り替わるまで、偏心盤１３を回動させる。固定ピン３７の先端が所定の位置決め孔Ｈに達すると、コイルスプリング３８の付勢力によってピン先端が位置決め孔Ｈ内に押し込まれ、偏心盤１３が所定の回動位置にロックされる。
【００３６】
第３実施例によると、レバー３９を押して偏心盤１３を回す操作によりきわめて簡単に、偏心距離の切り替えを行うことができる。また、所定の位置決め孔Ｈに固定ピン３７が嵌まるため、偏心盤１３の回動位置が振動等を受けてもズレることはない。
【００３７】
なお、第３実施例の構成において、偏心盤１３にフランジ３５を設けた理由は、回転盤１１に対して固定ピン３７を軸方向に配置するためである。固定ピン３７を回転盤１１の径方向に配置すると、回転盤１１の回転時に固定ピン３７が遠心力の影響を受けやすくなり、また、回転盤１１に固定ピン３７を取り付ける場合に固定ピン３７の先端が回転盤１１の外周側面に突出しやすくなる。このため、回転盤１１の径方向に固定ピン３７を配置する構成としては、例えば、ドライバ等でピンの先端部を押してピンとピン孔との嵌合を解除するような構成が採用されることになり、偏心距離の切り替え操作に手間がかかりやすくなる。
これに対し、フランジ３５に位置決め孔Ｈを設け、回転盤１１の軸方向に固定ピン３７を配置する構成にすると、ピン先端にレバー等を取り付けやすくなり、偏心距離の切り替え操作が容易になる。
【００３８】
図１３および図１４に第３実施例の変形例を示す。
図１３に示す例は、レバー３９に代えて、固定ピン３７の端部に大径部３９ｂを設けたものである。コイルスプリング３８の付勢力によって大径部３９ｂがガイド３６の上面に押し付けられている。
偏心距離を切り替える場合、大径部３９ｂを摘んで、図１３矢印方向に持ち上げると、固定ピン３７が位置決め孔Ｈから外れる。
【００３９】
また、図１４に示す例は、レバー３９に代えて、固定ピン３７の先端に押上具３９ｃを設けたものである。押上具３９ｃの先端部は、弧状にカーブした転がり面Ｍとなっている。図１４の状態から押上具３９ｃを上方へ持ち上げると、転がり面Ｍがガイド３６の上面に乗り上げて、押上具３９ｃがガイド３６の上面に対して起立状態となり、固定ピン３７を持ち上げる。
このように上記変形例においても、特別な道具を使用することなく、作業者が素手で迅速かつ確実に偏心距離の切り替えを行うことができる。
【００４０】
次に、本発明の第４実施例を図１５〜図２０に示す。第４実施例は、バランスウエイト連動機構Ｃ４に２個のバランスウエイト（固定ウエイト４１および移動ウエイト４３）を使用したものである。
図１５に示すように、回転盤１１の底部に、半円形の固定ウエイト４１および移動ウエイト４３が設けられる。固定ウエイト４１は、回転盤１１の内部底面１１ｂに固定されている。移動ウエイト４３は、固定ウエイト４１の僅かに上方位置に中心軸４２を支軸として回転自在に取り付けられている。固定ウエイト４１と移動ウエイト４３は、共に等しい重量に設定されている。
【００４１】
偏心盤１３と一体に回動するウオームホイール１７の下端面には、係止ピン４４が固定される。係止ピン４４は、移動ウエイト４３の所定位置に形成される弧状のガイド溝４５に嵌合している。
偏心盤１３を回動すると、これに伴って係止ピン４４がガイド溝４５内で移動ウエイト４３を矢印方向に押すため、移動ウエイト４３が偏心盤１３の回動運動に追随して移動する。また、このとき、係止ピン４４は、ガイド溝４５内をスライド移動する。
【００４２】
移動ウエイト４３の移動位置は、係止ピン４４のガイド溝４５内のスライド位置によって規制される。すなわち、偏心盤１３の回動角に対して移動ウエイト４３が所定の位相差をもって回動することになる。
【００４３】
ここで、係止ピン４４の取付位置と、ガイド溝４５の形状については、偏心盤１３の回動時に移動ウエイト４３が円弧状の軌跡に沿って連動するように、次の手順に従って定めることができる。
Ａ．駆動軸４とともに一体に回転する独立部材（回転盤１１、研磨パッド１２、研磨材１２ａ、偏心盤１３、偏心軸１５、ベアリング１６、ウオームホイール１７、ウオーム１８、固定ウエイト４１、中心軸４２、移動ウエイト４３、係止ピン４４）の各重心位置を求める（図２および図１５参照）。
Ｂ．図９に示すように、駆動軸４の回転軸Ｐを含み、かつ、前記独立部材の各重心（駆動軸４の回転軸Ｐ上に位置する重心を除く。）を含まない平面Ｈによって、前記独立部材の各重心を、偏心軸側重心群と、非偏心軸側重心群とに区分する。ただし、固定ウエイト４１と移動ウエイト４３については、両者を合わせて一個の独立部材と考え、その両者の合成重心をもってバランスウエイトの重心位置とする。
なお、図９には、各独立部材の重心位置は示されないが、ベアリング１６および中心軸４２の重心は、駆動軸４の回転軸Ｐ上に位置するため、上記重心群のいずれにも含まれない。また、回転盤１１は、偏心盤１３を収納するガイド凹部１４を有するため、その重心は、回転軸Ｐからズレた位置になる。
Ｃ．偏心軸側重心群および非偏心軸側重心群のそれぞれの合成重心Ｗ１、Ｗ２を求める。なお、図９および図１５〜図２０では、偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１が偏心軸１５の重心に一致し、非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２が固定ウエイト４１と移動ウエイト４３の合成重心に一致する場合を示している。
Ｄ．偏心盤１３の回動時に、偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１と非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２との間に以下の関係、
Ｗ1・Ｌ1＝Ｗ2・Ｌ2
ただし、Ｗ1：偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１にかかる重量
Ｌ1：偏心軸側重心群の合成重心Ｗ１と駆動軸４の回転軸Ｐとの距離
Ｗ2：非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２にかかる重量
Ｌ2：非偏心軸側重心群の合成重心Ｗ２と駆動軸４の回転軸Ｐと
の距離
を満たすように、係止ピン４４の取付位置と、ガイド溝４５の形状を選定する。すなわち、このような関係を満たす結果、偏心盤１３の回動時に移動ウエイト４３が円弧状の軌跡を描いて移動し、回転盤１１の回転バランスの中心を駆動軸４の回転軸Ｐ上に一致させて研磨パッド１２の無駄な振動等を防止する。
【００４４】
次に、バランスウエイト連動機構Ｃ４の作用を図１５〜図２０に従って説明する。
まず、図１５および図１８は、「偏心距離」（「オービットダイヤ」）が零になるように、偏心盤１３の回動位置を設定した時の状態を示している。
偏心軸１５の取付中心ｃは、回転盤１１の回転中心ａに重なっている。
【００４５】
このとき、移動ウエイト４３は、図１５に示すように、固定ウエイト４１から最も離れた対称位置にある。
この状態で、固定ウエイト４１および移動ウエイトウエイト４３の合成重心位置も、回転盤１１の回転中心ａに重なっている。
従って、研磨材１２ａは旋回動せず、研磨部は、回転バランスがよく取れた状態で静粛回転する。
【００４６】
図１６および図１９は、「オービットダイヤ」の値を〈４〉になるように偏心盤１３の回動位置をセットした状態を示している。
このとき、移動ウエイト４３は、偏心盤１３の動きに伴って、図１９に示す位置に移動し、研磨部の回転バランスを保つ。
【００４７】
図１７および図２０は、「オービットダイヤ」の値を最大値〈６〉になるように偏心盤１３の回動位置をセットした状態を示している。
このとき、図１７に示すように、固定ウエイト４１の真上に移動ウエイト４３が重なり、かつ、移動ウエイト４３が取付中心ｃから最も隔たる位置になる。これによって、偏心距離が最も大きくなった場合の研磨部の回転バランスが保たれることになる。
【００４８】
このように第４実施例のバランスウエイト連動機構Ｃ４は、固定ウエイト４１と移動ウエイト４３の組み合わせによって偏心盤１３の回動時に生じる回転バランスの崩れを防止することができる。
例えば、単独のバランスウエイトのみでは、ウエイト移動方向に軸部材などが存在してバランスウエイトの取付が困難となる場合、第４実施例のように固定ウエイト４１と移動ウエイト４３とを用いれば、軸部材などの干渉を回避して比較的簡単にバランス調整することができる。
しかも、回転盤１１の内部に固定ウエイト４１および移動ウエイト４３を収納することで、装置全体を軽量・コンパクトにまとめられると共に、強力な遠心作用力にも十分耐え得る組付強度を得ることができる。
【００４９】
次に、本発明の第５実施例を図２１および図２２に示す。第５実施例は、本発明を高速正逆反転式のサンダー（ポリッシャ）に適用したものである。
サンダー５０には、ボデー５１に電動モータ５２が収納される。ボデー５１の下方に延びる正逆反転軸５６の先端部に研磨パッド５６ａが取り付けられている。研磨パッド５６ａの前面には、研磨布・紙、バフ等の研磨材が着脱自在に取り付けられる。
モータ駆動軸５３から所定距離離れた位置には偏心軸５４が設けられる。図２２に示すように、偏心軸５４の先端部は揺動レバー５５のスライド溝Ｍに嵌まる。揺動レバー５５の端部は正逆反転軸５６に固定されている。
モータ５２を駆動すると、駆動軸５３の回転に伴って偏心軸５４が回動し、揺動レバー５５が所定の角度範囲で往復動し、反転軸５６を介して研磨パッド５６ａの正転・反転を繰り返す。
【００５０】
駆動軸５３には、回転盤５７が固定される。回転盤５７の駆動軸と反対側の端面には、偏心盤５８が回動自在に取り付けられている。この偏心盤５８の回動中心から所定距離離れた位置に偏心軸５４が固定される。偏心盤５８を回動させると、偏心軸５４と駆動軸５３との間の偏心距離が変化する。
【００５１】
図２１に示すように、回転盤５７の内部には、ウオームホイール５８ａおよびウオーム５９が設けられる。ウオームホイール５８ａは、偏心盤５８の端面に一体に形成される。ウオーム５９は、ウオームホイール５８ａにかみ合って偏心盤５８を所定の回動位置に止めている。駆動軸５３と偏心軸５４との偏心距離を調節する場合、ウオーム５９を所定方向に回転させると、ウオームホイール５８ａとともに偏心軸５４が所定の回動位置まで移動する。
第５実施例によると、駆動軸５３と偏心軸５４との偏心距離を変化させることにより研磨パッド５６ａの正逆反転角度範囲を調節することができる。すなわち、偏心距離が大きくなる程、スライド溝Ｍにおける偏心軸５４のスライド距離が長くなり、揺動レバー５５の揺動角が増大することから、正逆反転軸５６および研磨パッド５６ａの正逆反転角が大きくなる。したがって、サンダー５０によれば、研磨面の仕上げの精度に応じてバフ面の正逆反転角を調節しながら研磨加工を行うことができる。
【００５２】
次に、本発明の第６実施例を図２３および図２４に示す。第６実施例は、本発明をオービタルサンダーに適用したものである。
オービタルサンダー６１は、ボデー６１に電動モータ６２が収納される。電動モータ６２の駆動軸６３から所定距離離れた位置に偏心軸６４が設けられ、偏心軸６４の先端部にはベアリング６６ａを介して研磨パッド６６が取り付けられている（図２４参照）。研磨パッド６６の前面には、研磨布・紙、バフ等の研磨材が着脱自在に取り付けられる。研磨パッド６６の四隅部には、柔軟性の材料からなる支持柱６５が形成される。各支持柱６５は、ボデー６１の所定位置に固定される。
電動モータ６２を駆動すると、駆動軸６３の回転力が偏心軸６４を介して研磨パッド６６に伝達される。研磨パッド６６は、偏心軸６４の回転に伴って所定幅で振動し、被研磨面に当てられることになる。
【００５３】
駆動軸６３には、回転盤６７が固定される。回転盤６７の駆動軸６３と反対側の端面には、偏心盤６８が回動自在に取り付けられている。この偏心盤６８の回動軸から所定距離離れた位置には偏心軸６４が固定される。偏心盤６８を回動させると、駆動軸６３と偏心軸６４との偏心距離が変化する。
【００５４】
図２３に示すように、回転盤６７の内部には、ウオームホイール６８ａおよびウオーム６９が設けられる。ウオームホイール６８ａは、偏心盤６８の端面に一体に形成される。ウオーム６９は、ウオームホイール６８ａにかみ合って偏心盤６８を所定の回動位置に止めている。駆動軸６３と偏心軸６４との偏心距離を調節する場合、ウオーム６９を所定方向に回転させると、ウオームホイール６８ａとともに偏心軸６４が所定の回動位置まで移動する。
【００５５】
第６実施例によると、偏心距離を変化させることにより、研磨パッド６６の振動幅を調節することが可能になる。すなわち、偏心距離が大きくなる程、偏心軸６４の旋回半径が大きくなり、研磨パッド６６の振動幅が大きくなる。例えば、研磨面を粗く削りたい場合には、偏心距離を大きくし、研磨面を滑らかに削りたいときには、偏心距離を小さくして使用することができる。
【００５６】
次に、本発明の第７実施例を図２５および図２６に示す。第７実施例は、本発明を直線移動型のサンダー（ポリッシャ）に適用したものである。
サンダー７０は、ボデー７１に電動モータ７２が収納される。電動モータ７２の駆動軸７３には、回転盤７７を回転させる駆動ギア７４が固定される。回転盤７７の外周端部には、駆動ギア７４にかみ合う歯車が形成されている。
回転盤７７は、ボデー７１の内部に支持される回転軸７７ａに固定される。この回転軸ａから所定距離離れた位置に偏心軸７５が設けられる。偏心軸７５の先端部には研磨パッド７６の係止板７６ａが嵌合している。研磨パッド７６は、ボデー７１に取り付けられるローラＲによって前後方向（図２５の左右方向）に移動自在になっている。研磨パッド７６の前面には、研磨布・紙、バフ等の研磨材が着脱自在に取り付けられる。なお、７１ａ、７１ｂは操作用のハンドルである。
【００５７】
電動モータ７２を作動すると、駆動軸７３の回転力が駆動ギア７４、回転盤７７および偏心軸７５に伝達される。このとき、偏心軸７５が係止盤７６ａの間の溝に摺動しながら回転し、研磨パッド７６を所定の長さの範囲で往復運動させる。
【００５８】
回転盤７７の回転軸７３と反対側の端面には、偏心盤７８が回動自在に取り付けられている。この偏心盤７８の回動中心から所定距離離れた位置には偏心軸７５が固定される。偏心盤７８を回動させると、回転軸７７ａと偏心軸７５との偏心距離が変化する。
【００５９】
図２５に示すように、回転盤７７の内部には、ウオームホイール７８ａおよびウオーム７９が設けられる。ウオームホイール７８ａは、偏心盤７８の端面に一体に形成される。ウオーム７９は、ウオームホイール７８ａにかみ合って偏心盤７８を所定の回動位置に止めている。回転軸７７ａと偏心軸７５との偏心距離を調節する場合、ウオーム７９を所定方向に回転させると、ウオームホイール７８ａとともに偏心軸７５が所定の回動位置まで移動する。
【００６０】
第７実施例によると、回転軸７７ａと偏心軸７５との偏心距離を調節することにより、研磨パッド７６の往復運動のストロークを増減することが可能になる。これにより、加工面に応じて、バフ面の往復距離を調節することで、効率の良い研磨作業を行える。
【００６１】
次に、本発明の第８実施例を図２７および図２８に示す。第８実施例は、本発明を電動ソーに適用したものである。
電動ソー８０は、ボデー８１に電動モータ８２が収納される。電動モータ８２の駆動軸８３に形成される螺旋状の歯車に回転盤８７の外周部の歯車がかみ合っている。
回転盤８７は、ボデー８１に回転軸８７ａによって回転自在に取り付けられる。回転軸８７ａから所定距離離れた位置には偏心軸８４が設けられ、この偏心軸８４に帯状の鋸刃８６が固定される。
偏心軸８４の先端部は、鋸刃８６の所定位置に固定される係止具８６ａの溝に摺動自在に嵌合している。電動モータ８２を作動すると、駆動軸８３の回転力が偏心盤８８を介して偏心軸８４に伝達される。偏心軸８４は、係止具８６ａの溝内を摺動しながら鋸刃８６を上下動させる。
【００６２】
回転盤８７の回転軸８７ａと反対側の端面には、偏心盤８８が回動自在に取り付けられている。この偏心盤８８の回動中心から所定距離離れた位置には偏心軸８４が固定される。偏心盤８８を回動させると、回転軸８７ａと偏心軸８４との偏心距離が変化する。
【００６３】
図２７に示すように、回転盤８７の内部には、ウオームホイール８８ａおよびウオーム８９が設けられる。ウオームホイール８８ａは、偏心盤８８の端面に一体に形成される。ウオーム８９は、ウオームホイール８８ａにかみ合って偏心盤８８を所定の回動位置に止めている。回転軸８７ａと偏心軸８４との偏心距離を調節する場合、ウオーム８９を所定方向に回転させると、ウオームホイール８８ａとともに偏心軸８４が所定の回動位置まで移動する。
【００６４】
第８実施例によると、回転軸８７ａと偏心軸８４との偏心距離を変化させることにより、鋸刃８６の往復運動時のストロークを調節することが可能になる。すなわち、ストロークが大きくなる程、鋸刃８６の切削長さが大きくなる。例えば、加工材料の硬さ等に応じて偏心距離を調整することで、効率よい切断作業を実施することができる。
【００６５】
なお、上記第５実施例〜第８実施例では、偏心盤の回動の際に、回転盤の回転バランスに与える影響が少ないことから、バランスウエイト連動機構は設けていないが、必要に応じて、バランスウエイト連動機構を設けることも可能である。
【００６６】
また、上記各実施例に於いて、細部の構造は適宜に設計変更しても、本発明の目的は達成される。
例えば、回転駆動源として、エアモータ、電気モータのいずれをも採用することができる。
また、バランスウエイトの形状・配置等は、既述の作動原理に従うものであれば、種々の形状・配置等のに変更してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明による偏心機構を有する工作具の偏心距離調節装置は、次のような実用上の様々な優れた効果を発揮する。
（ａ） 工作具の駆動軸と偏心軸との間隔、つまり、「偏心距離」を、極めて簡単な操作によって、零（ゼロ）から所望の値に調節することができる
（ｂ） 工作具の研磨特性または切削特性を変えたい時に、従来のように、別の種類の研磨材・切削材に取替えるという極めて面倒で、著しく手間・暇の掛かる作業を行わなくて済むようになる。
（ｃ） 偏心距離を変えるのに伴って、回転盤の回転バランスが崩れてしまい、工作具全体が振動する不具合を、付設のバランスウエイト連動機構により確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の回転盤、偏心盤および固定手段を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の偏心距離の値を知らせる表示手段の一例を示す回転盤の平面図である。
【図５】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の回転盤、偏心盤およびバランスウエイトの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の偏心距離を〈０〉にセットした時の偏心盤およびバランスウエイトの変位状態を示す回転盤の平面図である。
【図７】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の偏心距離を〈４〉にセットした時の偏心盤およびバランスウエイトの変位状態を示す回転盤の平面図である。
【図８】本発明の第１実施例によるサンダー（ポリッシャ）の偏心距離を〈４〉から増大させた時の偏心盤およびバランスウエイトの変位状態を示す回転盤の平面図である。
【図９】本発明によるサンダー（ポリッシャ）の偏心盤とバランスウエイトと位置関係を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２実施例によるサンダー（ポリッシャ）の固定手段の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施例によるサンダー（ポリッシャ）の固定手段を示す部分平面図である。
【図１２】本発明の第３実施例によるサンダー（ポリッシャ）の固定手段を示す部分側面図である。
【図１３】本発明の第３実施例によるサンダー（ポリッシャ）の固定手段の変形例を示す部分側面図である。
【図１４】本発明の第３実施例によるサンダー（ポリッシャ）の固定手段の変形例を示す部分斜視図である。
【図１５】本発明の第４実施例によるサンダー（ポリッシャ）の回転盤、偏心盤およびバランスウエイトの模式的な構成を示すもので、偏心距離の値が〈０〉の状態を示す斜視図である。
【図１６】同上、偏心距離の値が〈４〉の状態を示す図１５相当図である。
【図１７】同上、偏心距離の値が〈６〉の状態を示す図１５相当図である。
【図１８】本発明の第４実施例によるサンダー（ポリッシャ）の回転盤および偏心盤の模式的な構成を示すもので、偏心距離の値をが〈０〉の状態を示す平面図である。
【図１９】同上、偏心距離の値が〈４〉の状態を示す図１８相当図である。
【図２０】同上、偏心距離の値が〈６〉の状態を示す図１８相当図である。
【図２１】本発明の第５実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す側面図である。
【図２２】本発明の第５実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す部分斜視図である。
【図２３】本発明の第６実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す側面図である。
【図２４】本発明の第６実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す部分斜視図である。
【図２５】本発明の第７実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す側面図である。
【図２６】本発明の第７実施例によるサンダー（ポリッシャ）を示す部分斜視図である。
【図２７】本発明の第８実施例による電動ソーを示す側面図である。
【図２８】本発明の第８実施例による電動ソーを示す部分斜視図である。
【図２９】従来例による研磨具を示す外観斜視図である。
【図３０】従来例による研磨具の構成を模式的に示した部分側面図である。
【符号の説明】
Ａ１ 偏心距離調節装置
Ｂ１ 固定手段
Ｃ１ バランスウエイト連動機構
１ エアモータ
２ ハンドル
３ ボデー
４ 駆動軸
５ アクチュエータ
７ カバー体
８ 止環
１０ サンダー（ポリッシャ）
１１ 回転盤
１５ 偏心軸
１２ａ 研磨パッド
１３ 偏心盤
１４ ガイド凹部
１１ａ 取付軸
１６ ベアリング
１７ ウオームホイール
１８ ウオーム
１８ａ 六角孔
２１ バランスウエイト
２２ クランクピン
２３ 係止ピン
２４ ガイド溝
１０１ 本体部
１０２ 研磨部
ａ 回転盤１１の回転中心（駆動軸４の中心）
ｂ 偏心盤１３の回動中心
ｃ 偏心軸１５の取付中心
Ｈ 平面
Ｐ 回転軸
Ｗ1 偏心軸側重心群の合成重心にかかる重量
Ｌ1 偏心軸側重心群の合成重心と駆動軸の回転軸との距離
Ｗ2 非偏心軸側重心群の合成重心にかかる重量
Ｌ2 非偏心軸側重心群の合成重心と駆動軸の回転軸の距離

Claims (1)

1. 駆動モータの駆動軸から所定距離離れた位置に偏心軸を設け、
   前記駆動軸と一体に回転盤を設け、
   前記偏心軸と一体に円盤状の偏心盤を設けるとともに、前記偏心軸の先端に研磨パッドを設け、
   かつ、前記回転盤が回転するに伴い、前記研磨パッドが前記駆動軸の周りを旋回する工作具であって、
   前記偏心盤は前記回転盤に形成された円形のガイド凹部の内面に摺接回動自在に挿入され、
   かつ、前記偏心盤にバランスウエイトが設けられ、
   前記偏心盤が偏心軸の周りを回動するに伴って、
   前記バランスウエイトは前記駆動軸の周りを弧状軌跡を描きながら回動し、
   この所定の回動位置において、
   前記駆動軸と前記偏心軸との間を前記所定距離に固定することを特徴とする工作具。

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