(57)【要約】【課題】簡易な構造で、摩耗部品点数を少なくすることにより部品交換にかかるコストを削減し、さらに、研磨粉の可動部分への侵入を防止する研磨装置を提供する。【解決手段】研磨用パット２と一体に形成され、ハウジングとの装着側を突出させた装着部５を備え、装着部５は、研磨用パット２が揺動可能な球面部７を有し、装着部５及び駆動軸に、駆動軸の駆動力を研磨用パット２に伝達する連結部を備え、ハウジングは、装着部５の球面部７を揺動可能で、且つ回転可能に支持する支持機構を備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに着脱自在に装着された研磨用パットを駆動軸に係合させて、駆動装置により直接的又は間接的に回転駆動を行う研磨装置であって、
前記研磨用パットと一体に形成され、前記ハウジングとの装着側を突出させた装着部を備え、該装着部は、前記研磨用パットが揺動可能な球面部を有し、
前記装着部及び前記駆動軸は、該駆動軸の駆動力を前記研磨用パットに伝達する連結部を備え、
前記ハウジング又は前記駆動軸は、前記装着部の球面部を揺動可能で、且つ回転可能に支持する支持機構を備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記装着部は、内部に、前記駆動軸の一端が挿入され、前記研磨用パットが被研磨物に押し付けられたときに、その内周面に当接する開口を有する空間部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記連結部は、前記装着部に設けられた係合部又は伝達部材と、前記駆動軸に設けられた伝達部材又は係合部とに係合するように構成されており、前記装着部は内方又は外方に変形可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記支持機構は、前記ハウジングに設けられた軸受けであり、前記装着部の球面部を該軸受けの内輪に当接させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨用パットの揺動角度は、該研磨用パット又は該研磨用パットの装着部が前記軸受けの内輪又は前記駆動軸若しくは前記伝達部材に当接することにより規制されることを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
前記支持機構は、前記駆動軸の先端側に設けられ、該駆動軸と一体に回転するホルダであり、該ホルダ内に前記装着部の球面部を当接させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項７】
前記支持機構は、前記駆動軸の先端側に設けられ、該駆動軸と一体に回転するホルダであり、
該ホルダ内に前記装着部の球面部を当接させる突部を設け、
該突部で該球面部を保持させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨用パットの揺動角度は、研磨用パット又は前記研磨用パットの装着部が前記軸受けの内輪か前記ホルダ又は前記駆動軸若しくは前記伝達部材に当接することにより規制されることを特徴とする請求項６又は７記載の研磨装置。
【請求項９】
前記装着部の球面部の外周の曲率と、内周の曲率の中心を一致させるようにしたことを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記研磨用パットを、前記ハウジングに少なくとも２箇所設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングに着脱自在に装着された研磨用パットを駆動軸に係合させて、駆動装置により直接的又は間接的に回転駆動を行う研磨装置に関し、特に、研磨用パットのハウジングへの取付け構造に関する。なお、本発明の研磨装置は、研磨加工だけでなく、広く研削加工等の表面加工を含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の研磨装置には、特許文献１（米国特許第６，２４４，９４３号）がある。この研磨装置は、図９に示すように、ハウジング１０５と、工具台座部１２４と、工具台座部１２４に動力を供給して長手方向の軸回りに回転させるための駆動系１１２と、を備える。工具台座部１２４は、予め定められた角度範囲±α内であらゆる方向に揺動可能なようにハウジング１０５内のホルダ１１０に揺動可能に保持されている。ホルダ１１０は、内側の輪郭が曲面をなす空洞部を備え、空洞部内の曲面に対応して、外側の輪郭が曲面をなすシェル１０７を、回転可能に収容している。駆動系１１２は、工具台座部１２４がどのような揺動方向にも回転するように駆動系１１２を工具台座部１２４と連結する揺動可能なボールジョイント１０６を備え、空洞部内でのシェル１０７の揺動運動の中心がボールジョイント１０６の揺動の中心と一致するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６，２４４，９４３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の研磨装置では、以下の問題がある。
ホルダ内の曲面をなす空洞部内に、外側の輪郭が曲面をなすシェルが揺動可能に収容される構造となっており、ホルダ及びシェルの両方に曲面を形成する必要があることから、装置構造が複雑となりコストもかかるという問題がある。さらに、曲率を有する空洞部を形成したホルダに、シェルを装着して、工具台座部を揺動させるようにしており、可動部材であるホルダ及びシェルが露出しているので、微細な研磨粉が侵入し易い構造となっているため、可動部分に齧りが生じたり、摩耗し易く耐久性がないという問題がある。さらに、部品を交換する場合にも、可動部分であるホルダ及びシェル全てを交換する必要があり、装置のメンテナンスコストが高価となるという問題がある。
また、ホルダ又はシェルは、組立ての観点から、少なくとも一方はプラスチック等の弾力性を有するものとする必要があるため、耐久性に問題がある。
さらに、軸受けの外側に、ホルダ及びシェルからなる揺動部分を設けるようにしているため、回転曲率が大きいことから接触面積が大きくなり、トルクが大きくなるので、揺動動作を円滑に行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、簡易な構造で、揺動動作による摩耗部品点数を少なくすることにより部品交換にかかるコストを削減し、さらに、研磨粉の揺動機構への侵入を防止する研磨装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１記載の発明では、ハウジングに着脱自在に装着された研磨用パットを駆動軸に係合させて、駆動装置により直接的又は間接的に回転駆動を行う研磨装置であって、
前記研磨用パットと一体に形成され、前記ハウジングとの装着側を突出させた装着部を備え、該装着部は、前記研磨用パットが揺動可能な球面部を有し、
前記装着部及び前記駆動軸は、該駆動軸の駆動力を前記研磨用パットに伝達する連結部を備え、
前記ハウジング又は前記駆動軸は、前記装着部の球面部を揺動可能で、且つ回転可能に支持する支持機構を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のうち請求項２記載の発明では、上記した請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記装着部は、内部に、前記駆動軸の一端が挿入され、前記研磨用パットが被研磨物に押し付けられたときに、その内周面に当接する開口を有する空間部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のうち請求項３記載の発明では、上記した請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記連結部は、前記装着部に設けられた係合部又は伝達部材と、前記駆動軸に設けられた伝達部材又は係合部とに係合するように構成されており、前記装着部は内方又は外方に変形可能としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のうち請求項４記載の発明では、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記支持機構は、前記ハウジングに設けられた軸受けであり、前記装着部の球面部を該軸受けの内輪に当接させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のうち請求項５記載の発明では、上記した請求項４に記載の発明の構成に加えて、前記研磨用パットの揺動角度は、該研磨用パット又は該研磨用パットの装着部が前記軸受けの内輪又は前記駆動軸若しくは前記伝達部材に当接することにより規制されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のうち請求項６記載の発明では、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記支持機構は、前記駆動軸の先端側に設けられ、該駆動軸と一体に回転するホルダであり、該ホルダ内に前記装着部の球面部を当接させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のうち請求項７記載の発明では、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記支持機構は、前記駆動軸の先端側に設けられ、該駆動軸と一体に回転するホルダであり、
該ホルダ内に前記装着部の球面部を当接させる突部を設け、
該突部で該球面部を保持させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明のうち請求項８記載の発明では、上記した請求項６又は７に記載の発明の構成に加えて、前記研磨用パットの揺動角度は、研磨用パット又は前記研磨用パットの装着部が前記軸受けの内輪か前記ホルダ又は前記駆動軸若しくは前記伝達部材に当接することにより規制されることを特徴とする。
【００１４】
本発明のうち請求項９記載の発明では、上記した請求項２〜８のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記装着部の球面部の外周の曲率と、内周の曲率の中心を一致させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のうち請求項１０記載の発明では、上記した請求項１〜９のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記研磨用パットを、前記ハウジングに少なくとも２箇所設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を図により詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す研磨装置の断面図、図２（ａ）は、研磨用パットの一部断面図、（ｂ）は、研磨用パットの一部拡大断面図、（ｃ）は、研磨用パットの平面図、（ｄ）は装着部の球面部の外周の曲率と内周の曲率の中心を一致させるようにした研磨装置の研磨用パットの断面図、図３は、図１の研磨装置の下面図、図４は、第１の実施の形態を示す研磨装置の使用状態を説明する断面図である。
【００１７】
本実施の形態の研磨装置は、基本的に、ハウジング１に着脱自在に装着された研磨用パット２を駆動軸３に係合させて、駆動装置（モータ）４により直接的又は間接的に回転駆動を行うようにしたものである。
【００１８】
図３に示すように、本実施の形態の研磨装置では、ハウジング１の基板２１は、切削面が見易いように、研磨用パット２の配置に合わせて略三角状に形成されている。なお、研磨用パット２の下面に任意の粗さの研磨紙を装着して被研磨物を研磨する。研磨用パット２は弾力性を有する。
【００１９】
この研磨用パット２の回転駆動は、ハウジング１に内蔵されたエア駆動のモータ４により行なう。モータ４には、複数のブレードを放射状に設けたロータ２８を、シリンダ３３内に回転可能に設ける。このシリンダ３３内に、導入ポート１８から圧縮空気を供給すると、ロータ２８に設けたブレードが遠心方向に飛び出すと共に圧縮空気を受けてロータ２８を回転させる。このロータ２８の回転させた圧縮空気は排気ポート１９に向けて排気される。このモータ４への給気は、ハウジング１の後部に結合された給気ホース２９から与えられる圧縮空気をスイッチレバー１４の操作で選択的に内部に導入するバルブ２７、及びこのバルブ２７に接続された通路を介して導入ポート１８に導かれることにより行なわれる。スイッチレバー１４は、その先端に安全装置３２がリンク結合されて枢動可能にハウジング１に取り付けられている。図１中、安全装置３２を左回りに回動させると、スイッチレバー１４の安全装置３２が解除され、その状態でスイッチレバー１４を押し下げると、ロッド３４が下方に向かって移動しロッド３４に一体に設けられたバルブ２７が開放される。また、モータ４からの排気は、排気ポート１９から排気ホース３０を介して図示しない排気口に導かれる。他方、スイッチレバー１４を解除すると、スイッチレバー１４は、ロッド３４がコイルスプリング３４ａの弾発力によって上昇して、バルブ２７が閉じて圧縮空気通路は遮断されて、圧縮空気がモータ４に供給されずモータ４は停止する。このとき、安全装置３２は、コイルスプリング３２ａの弾発力によって右回りに回動して、スイッチレバー１４を押し上げた状態に維持する。
【００２０】
モータ４を構成するロータ２８は、ハウジング１内に上下に離間して設けられたエンドプレート１６，１７間に配置されており、ロータ２８は、出力軸１５の上下を、各エンドプレート１６及び１７内に設けられた軸受けにより軸支されている。モータ４の出力軸１５は、その下端に歯列１５ａが形成されており、第１の歯車２１ａと噛合うように配置される。この第１の歯車２１ａは、中間軸２２に一体に設けられた第２の歯車２１ｂの上側に装着されキー２１ｃによって中間軸２２と一体に回転するように設けられている。この第１の歯車２１ａに回転が伝達され、中間軸２２に設けられた第２の歯車２１ｂに噛みあう第３の歯車２３に回転が伝達される。第３の歯車２３には、研磨用パット２の駆動を行なうための駆動軸３が一体に設けられている。第１の歯車２１ａと第２の歯車２１ｂを設けた中間軸２２は、上下を各々の軸受けにより軸支されており、同様に、駆動軸３は上下を各々の軸受けにより軸支されている。３つの研磨用パット２が取り付けられる夫々の駆動軸３には、第３の歯車２３を備え、第２の歯車２１ｂに噛合うように三等配に配置されている。これにより、モータ４の出力軸１５の回転を、中間軸２２を介して、各駆動軸３を回転駆動させ、３つの研磨用パット２に回転の伝達が行なわれる。
【００２１】
駆動軸３の下端側を軸支する下方の位置で軸受け８（支持機構）がハウジング１に設けられている。軸受け８の回転軸心は駆動軸３の軸心と一致させて、また軸受け８の内輪８ａは、ハウジング１の下端部に突設された部分に穿設され、後述する研磨用パット２の装着部５を挿入するための挿入口１ａの上方に位置している。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、研磨用パット２には、研磨用パット２と一体に形成され、ハウジング１との装着側を突出させた装着部５を備える。研磨用パット２の装着部５の外周部には、所定の曲率を有する球面部７が形成されている。この球面部７が支持機構である軸受け８の内輪８ａに当接して研磨用パット２が揺動可能に且つ回転可能となる。装着部５は、内部に、駆動軸３の一端が挿入される開口５ａを有する略円筒形の空間部６を形成する。装着部５の側壁に周方向に複数のすり割部９（係合部）を形成して設け、このすり割部９とすり割部９との間に内方に変形可能な片７ａが形成される。装着部５の片７ａを内方に変形させながら支持機構である軸受け８内に挿入することにより、研磨用パット２をハウジング１に着脱自在に装着する。本実施の形態では、すり割部９は、図２（ｃ）に示すように、円周方向に４つ等間隔に形成されている。すり割部９に対応して、駆動軸３の先端に、駆動軸３の軸方向と直交して伝達部材１３が駆動軸３を貫通して設けられている。この伝達部材（本実施の形態ではピン）１３が、装着部５のすり割部９（本実施の形態では対向する２箇所のすり割部９）に係合された状態で、図４に示すように、支持機構である軸受け８の内側に位置する。このように、装着部５のすり割部９と伝達部材１３により、連結部２６が構成され、駆動軸３が回転すると研磨用パット２が回転することとなるので、モータ４の回転力を研磨用パット２に伝達することができる。
【００２３】
装着部５の上端には、球面部７の研磨用パット２と反対側の端部に、外方に突出する環状の突出部２５が形成されている。この突出部２５は、球面部７の外径よりも大きい外径に形成されており、片７ａと共に、弾性的に内方に変形可能で、装着部５のハウジング１への装着後は、装着部５の球面部７が支持機構である軸受け８の内輪８ａから外れた場合の研磨用パット２の軸受け８からの抜け止めとなる。装着部５の揺動時には、本実施の形態では、研磨用パット２の揺動角度は、突出部２５と球面部７との間が軸受け８の内輪８ａに当接することにより係止されて規制される。研磨用パット２の揺動角度は、例えば、突出部２５が軸受け８の内輪８ａに当接することにより規制されるようにしても良いし、突出部２５若しくは装着部５の内周面が駆動軸３に当接することにより規制されるようにしても良いし、装着部５のすり割部９の底が伝達部材１３の下面に当接することにより規制されるようにしても良いし、更に、研磨用パット２の上面に複数の突起若しくは環状の突起を設けて、その突起と軸受け８の内輪８ａに当接することにより規制されるようにしても良い。すなわち、研磨用パット２の揺動角度は、研磨用パット２又は研磨用パット２の装着部５が軸受け８の内輪８ａ又は駆動軸３若しくは伝達部材１３に当接することにより規制されるようにすれば良い。
【００２４】
本実施の形態では、支持機構の軸受け８は玉軸受けとしているが、これに限定されるものではない。
【００２５】
装着部５の支持機構である軸受け８への装着時に、駆動軸３の先端は、装着部５の開口５ａから空間部６に挿入されており、駆動軸３に対して研磨用パット２が揺動可能であり、研磨用パット２が被研磨物に押し当てられているときには、駆動軸３の先端は、装着部５の内周面に当接して常に被研磨物からの反力がかかるようになっている。駆動軸３の先端は、挿入時は、必ずしも空間部６の内周面に当接している必要はない。駆動軸３の先端の形状は、半球面形状、半楕円球面形状、柱形状等のように駆動軸３の先端が装着部５の内周下面に当接し、装着部５が駆動軸３に対して揺動可能であればどのような形状であっても良い。但し、駆動軸３の先端が柱形状のように、当接点が１箇所より多い場合には、揺動角度が規制されるので、当接点が１つの半球面形状（半楕円球面形状も含む）が好ましい。
【００２６】
図２（ｄ）に示すように、装着部５の球面部７の半径Ｒ１を有する内周１２ａの曲率と半径Ｒ２を有する外周１２ｂの曲率の中心を一致させるようにしても良い。研磨用パット２が被研磨物に押し当てられてながら揺動しても駆動軸３の先端と球面部７の内周１２ａとの間に遊びがなく、滑らかに揺動回転を行うことができる。
【００２７】
装着部５の揺動する角度は、特に制限はないが、±約２０°以内であるのが好ましい。勿論、これ以上の揺動角度とすることもできるが、ハウジング１に当接して研磨用パット２が摩耗してしまうので、上記範囲内であるのが好ましい。
【００２８】
研磨用パット２の材質は、特に制限されないが、生産性及びコスト的な観点より、通常のプラスチック樹脂（ポリアセタール、ポリエチレン等）を用いるのが好ましい。
【００２９】
研磨用パット２の装着部５の突出部２５には、支持機構である軸受け８内に挿入し易くするためのテーパ面２５ａを形成させている。ハウジング１の外側から挿入口１ａを介して装着部５のすり割部９と駆動軸３に設けられた伝達部材１３とを位置決めすると、装着部５の突出部２５のテーパ面２５ａが軸受け８の内輪８ａに当接し、装着部５の突出部２５は、すり割部９により片７ａと共に内方に変形する。この状態で、研磨用パット２を押し込むと、装着部５の突出部２５のテーパ面２５ａは、軸受け８の内輪８ａに当接しながらハウジング１の内側に向かって移動し、その後、装着部５の突出部２５は、軸受け８の内輪８ａから外れ、ハウジング１の内部に位置し、装着部５の球面部７が支持機構である軸受け８の内輪８ａと当接し、研磨用パット２がハウジング１に装着された状態となる。
【００３０】
（動作）
図１、４により、本実施の形態の研磨装置が凸状の曲面を有する被研磨物を研磨する場合について説明する。
作業者が研磨装置を把持し、スイッチレバー１４の安全装置を解除し、スイッチレバー１４を押圧すると、ロッド３４を介してバルブ２７が開き、導入ポート１８を介してモータ４に圧縮空気が供給される。これにより、上述したように、モータ４の出力軸１５が回転駆動され、出力軸１５の歯列１５ａと噛合う第１の歯車２１ａによって中間軸２２に回転が伝達され、中間軸２２に設けられた第２の歯車２１ｂを介して駆動軸３に設けられた第３の歯車２３に回転が伝達され３つの駆動軸３が回転駆動される。これにより、駆動軸３に設けられ、研磨用パット２の装着部５のすり割部９に係合している伝達部材１３が回転し、回転力が３個の研磨用パット２に伝達され、各研磨用パット２が回転する。この状態で被研磨物に研磨装置を押し付けると、駆動軸３の先端は装着部５の内周面に当接し、装着部５の球面部７が支持機構である軸受け８内で球面部７の曲率中心で揺動し、被研磨物の曲面形状に追従しながら、研磨用パット２が被研磨物を研磨する。このとき、装着部５の揺動により、装着部５が傾いて軸受け８側に寄った突出部２５が軸受け８の内輪８ａに当接して係止するので、研磨用パット２の揺動角度がこの突出部２５と軸受け８の内輪８ａとの係止により規制される。３個の研磨用パット２で研磨することにより、被研磨物の曲面を均一にむらなく、且つ広範囲に渡って研磨することができる。研磨用パット２が強く押し付けられた時、伝達部材１３の下面がすり割部９の底に当接し突出部２５に大きな力が加わらないように構成している。
【００３１】
なお、図５は被研磨物が凹状の曲面である場合の研磨状態を示す図である。凸状の曲面と同様に、凹状の曲面形状に追従して研磨用パット２により研磨を行なう。被研磨物が凹状の曲面の場合には、研磨用パット２が弾性を有するため中心を押されると凹状に撓むので、被研磨物との接触面積を大きくすることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３３】
図６に示すように、駆動軸３の先端側外周に環状のホルダ１０を一体に形成し、ホルダ１０の外周は、ハウジング１の下側に位置しハウジング１の下端部に突設された部分に穿設された開口１ｂの上方でハウジング１に設けられた軸受け３５に軸支され、ホルダ１０の内周には、平面１０ａが形成されている。装着部５の球面部７は、この平面１０ａに当接して研磨用パット２が揺動可能で、且つ回転可能となる。ホルダ１０の内周面１０ａの奥側に環状の凹部３１が形成されており、装着部５の揺動時には、第２の実施の形態では、研磨用パット２の揺動角度は突出部２５と球面部７との間がこの凹部３１の一端に当接することにより係止されて規制される。研磨用パット２の揺動角度は、例えば、突出部２５が凹部３１の一端に当接することにより規制されるようにしても良いし、突出部２５若しくは装着部５の内周面が駆動軸３に当接することにより規制されるようにしても良いし、装着部５のすり割部９の底が伝達部材１３の下面に当接することにより規制されるようにしても良いし、さらに、研磨用パット２の上面又は研磨用パット２の上面に設けられた複数の突起若しくは環状の突起が軸受け３５の内輪又はホルダ１０の端部１０ｂに当接することにより規制されるようにしても良い。すなわち、研磨用パット２の揺動角度は、研磨用パット２又は研磨用パット２の装着部５が軸受け３５の内輪かホルダ１０又は駆動軸３若しくは伝達部材１３に当接することにより規制されるようにすれば良い。
【００３４】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３５】
図７に示すように、第２の実施の形態と同様に、駆動軸３先端側外周に支持機構である環状ホルダ１０を一体に形成し、ホルダ１０の外周は、ハウジング１の下側に位置し、ハウジング１の下端部に突設された部分に穿設された開口１ｂの上方でハウジング１に設けられた軸受け３５に軸支されている。ホルダ１０の内周には、装着部５の球面部７の曲率と一致する曲率を有する凹状で、且つ環状の球面（突部）１０ｃが形成されている。装着部５の球面部７は、この球面１０ｃに当接して研磨用パット２が揺動可能で、且つ回転可能となる。また、この球面１０ｃに環状の凹部１１が形成されている。これにより、装着部５の球面部７と球面１０ｃとの接触面積が少なくなり、装着部５の揺動時の摩擦抵抗を小さくしている。駆動軸３に設けられた伝達部材１３は、凹部１１の手前に位置している。第３の実施の形態では、図２（ｄ）に示すように、装着部５の球面部７の半径Ｒ１を有する内周１２ａの曲率と半径Ｒ２を有する外周１２ｂの曲率の中心は一致している。また、駆動軸３の先端は、球面部７の内周１２ａと当接しており、遊びがなく研磨用パット２は滑らかに揺動する。装着部５の上端で、球面部７の研磨用パット２と反対側の端部に、外方に突出して形成されている突出部は、装着部５の球面部７が球面１０ｃで保持されているため、球面部７の外径よりも大きい外径に形成しなくても良い。ホルダ１０の球面１０ｃの奥側に環状の凹部３１が形成されており、装着部５の揺動時には、第２の実施の形態と同様に、研磨用パット２の揺動角度は、突出部２５と球面部７との間がこの凹部３１の一端に当接することにより係止されて規制される。研磨用パット２の揺動角度は、例えば、突出部２５が凹部３１の一端に当接することにより規制されるようにしても良いし、突出部２５若しくは装着部５の内周面が駆動軸３に当接することにより規制されるようにしても良いし、装着部５のすり割部９の底が伝達部材１３の下面に当接することにより規制されるようにしても良いし、更に、研磨用パット２の上面又は研磨用パット２の上面に設けられた複数の突起若しくは環状の突起２ａが軸受け３５の内輪又はホルダ１０の端部１０ｂに当接することにより規制されるようにしても良い。すなわち、研磨用パット２の揺動角度は、研磨用パット２又は研磨用パット２の装着部５が軸受け３５の内輪かホルダ１０又は駆動軸３若しくは伝達部材１３に当接することにより規制されるようにすれば良い。
【００３６】
なお、本実施の形態では、エア駆動モータとしているが、これに限定するものではなく、電動式モータであっても良い。
【００３７】
また、本実施の形態では、研磨装置を対象としているが、これに限定するものではなく、広く曲面の表面処理に関する加工等に利用できるものである。
【００３８】
また、本実施の形態では、モータ４を１つで、３つの研磨用パット２を駆動するようにしているが、研磨用パット２の数は特に３つに限定されるものではなく、１つ又は２つでも若しくは４以上であっても良いのは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のうち請求項１記載の発明は、装着部は、研磨用パットが揺動可能な球面部を有し、装着部及び駆動軸に、駆動軸の駆動力を研磨用パットに伝達する連結部を備え、ハウジング又は駆動軸は、装着部の球面部を揺動可能で、且つ回転可能に支持する支持機構を備える構成とし、研磨用パットと一体に形成された装着部のみに球面部を設けたので、仮に、装着部が摩耗した場合にも、消耗部品である研磨用パットのみを交換すれば良いため、従来のように、ホルダ及びシェル全体を交換する必要がないため、装置のメンテナンスコストを安価にすることができる。
【００４０】
また、研磨用パットの装着部のみに曲率を持たせるようにしたので、従来のように、ホルダ側に曲率を持たせた空洞部を形成する必要がなく、装着部を揺動可能に支持する支持機構を簡単な構成で製作することができる。
【００４１】
さらに、研磨用パットの装着部を支持機構内にはめ込んで装着するようにしているため、装着部の球面部の曲率を小さくすることができ、装着部及び支持機構との接触面積も非常に小さくすることができ、トルクも小さくなるので、小さな力で装着部を揺動させることができる。
【００４２】
また、支持機構とハウジングとの間に空間がないため、従来のように、可動部分から研磨粉が内部に侵入し難く、可動部分の齧りが生じることもないので、可動部分の故障が発生することもなく耐久性に優れる。
【００４３】
本発明のうち請求項２記載の発明では、装着部は、内部に駆動軸の一端が挿入され、研磨用パットが被研磨物に押し付けられたときに、その内周面に当接する開口を有する空間部が形成されているので、研磨加工時、駆動軸の一端で研磨用パットが被研磨物に押し付けられたときの反力を受けることができる。
【００４４】
本発明のうち請求項３記載の発明では、連結部は、装着部に設けられた係合部又は伝達部材と、駆動軸に設けられた伝達部材又は係合部とに係合するように構成されており、装着部は内方又は外方に変形可能としたので、駆動軸が回転すると、その回転が装着部に伝達され、回転力を研磨用パットに伝達することができ、また、研磨用パットを容易に支持機構に装着することができる。
【００４５】
本発明のうち請求項４記載の発明では、支持機構は、ハウジングに設けられた軸受けで構成したので、簡易な構成である。
【００４６】
本発明のうち請求項５記載の発明では、研磨用パットの揺動角度は、研磨用パット又は研磨用パットの装着部が軸受けの内輪又は駆動軸若しくは伝達部材に当接することにより規制される構成としたので、揺動角度の規制を簡易な構成で行うことができる。
【００４７】
本発明のうち請求項６記載の発明では、支持機構は、駆動軸の先端側に設けられ、駆動軸と一体に回転するホルダであり、そのホルダ内に装着部の球面部を当接させるようにした構成としたので、装着部を支持するためだけの軸受けを更に設ける必要がないため、簡易であり、また、研磨装置の高さを低くすることができ、研磨加工時、研磨装置を把持する手と被研磨装置の高さを低くすることができるので、操作性及び安定性が増す。
【００４８】
本発明のうち請求項７記載の発明では、支持機構は、駆動軸の先端側に設けられ、駆動軸と一体に回転するホルダであり、ホルダ内に装着部の球面部を当接させる突部を設け、該突部で球面部を保持させるようにした構成としたので、装着部を支持するためだけの軸受けを更に設ける必要がないため、簡易であり、また、研磨装置の高さを低くすることができ、研磨加工時、研磨装置を把持する手と被研磨物との距離を短くすることができるので、操作性及び安定性が増し、更に、装着部がホルダから抜けにくいという効果も有する。
【００４９】
本発明のうち請求項８記載の発明では、研磨用パットの揺動角度は、研磨用パット又は研磨用パットの装着部が軸受けの内輪かホルダ又は駆動軸若しくは伝達部材に当接することにより規制される構成としたので、揺動角度の規制を簡易な構成で行うことができる。
【００５０】
本発明のうち請求項９記載の発明では、装着部の球面部の外周の曲率と、内周の曲率の中心を一致させるようにした構成としたので、研磨用パットが被研磨物に押し当てられながら揺動しても、滑らかに揺動を行うことができる。
【００５１】
本発明のうち請求項１０記載の発明では、研磨用パットを、ハウジングに少なくとも２箇所設けた構成としたので、被研磨物の曲面を均一にむらなく、且つ広範囲にわたって研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す研磨装置の断面図である。
【図２】（ａ）は、研磨用パットの一部断面図、（ｂ）は、研磨用パットの一部拡大断面図、（ｃ）は、研磨用パットの上面から見た平面図、（ｄ）は装着部の球面部の外周の曲率と内周の曲率の中心を一致させるようにした研磨装置の研磨用パットの断面図である。
【図３】図１の研磨装置の下面図である。
【図４】第１の実施の形態を示す研磨装置の使用状態を説明する断面図である。
【図５】第１の実施の形態を示す研磨装置を凹状の曲面で使用する状態を説明する断面図である。
【図６】第２の実施の形態を示す研磨装置の使用状態を説明する断面図である。
【図７】第３の実施の形態を示す研磨装置の使用状態を説明する断面図である。
【図８】第３の実施の形態を示す研磨装置の不使用状態の一部拡大断面図である。
【図９】従来の研磨装置の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
１ａ  挿入口
１ｂ  開口
２  研磨用パット
２ａ  突起
３  駆動軸
４  駆動装置（モータ）
５  装着部
５ａ  開口
６  空間部
７  球面部
７ａ  片
８  軸受け（支持機構）
８ａ  内輪
９  すり割部（係合部）
１０  ホルダ（支持機構）
１０ａ  平面
１０ｂ  端部
１０ｃ  球面（突部）
１１  凹部
１２ａ  内周
１２ｂ  外周
１３  伝達部材
２２  中間軸
２５  突出部
２５ａ  テーパ面
２６  連結部
２８  ロータ
３１  凹部
３２  安全装置
３３  シリンダ
３５  軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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