(57)【要約】【課題】  ブラシ等を正逆回転させることで回転トルクの相殺を目的とするには、歯車では歯数比の関係から所定の周速に設定するのが難しく、高速回転にするほど正逆回転の周速の差が大きくなる問題があり、正逆転させる効果がほとんどなく、安全性の確保が著しく低下する。しかも、装置本体を斜めにしてブラシ等の外周部分しか使わないこともあり、正逆回転させる効果が発揮できない場合もあった。【解決手段】  主軸に設けた第１プーリと、該第１プーリの下方で該主軸に可回転に支持した第２プーリと、該主軸の先端部に設けた第１回転体と、該第２プーリに設け該第１回転体と同心円の外側に配する第２回転体とによって駆動部を構成し、該駆動部の側方に２つのテンションプーリを配し、無端ベルトを、その一面側と他面側を該第１プーリと該第２プーリにほぼ半周程度架け渡した接線方向に位置する各テンションプーリに懸架する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで回転駆動する２つの回転体を同心円に配し、各回転体を相互に正逆回転させる装置において、主軸に設けた第１プーリと、該第１プーリの下方で該主軸に可回転に支持した第２プーリと、該主軸の先端部に設けた第１回転体と、該第２プーリに設け該第１回転体と同心円の外側に配する第２回転体とによって駆動部を構成すると共に、該駆動部の側方に２つのテンションプーリを配し、無端ベルトを、その一面側と他面側を該第１プーリと該第２プーリにほぼ半周程度架け渡した接線方向に位置する各テンションプーリに懸架したことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
第１プーリと第２プーリの径の比率は、第１回転体と第２回転体の周速の差を小さくする請求項１記載の回転駆動装置。
【請求項３】
第１回転体と第２回転体は、少なくとも一方を弾性体で下方に向かって付勢した請求項１又は２記載の回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシやバフなどの回転体を回転駆動させることにより研磨や洗浄等を行う装置において、これら回転体の稼働時における安定性を高めることを目的とした回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブラシ等の回転体を高速回転させることによって、錆落とし、洗浄、研磨などに供する装置が広く利用されている。これらは、ブラシ等と作業面の粗さや摩擦抵抗により、装置自体があらぬ方向にとられることが多く、非常に危険を伴う作業となっていた。
【０００３】
このため、例えば特許文献１に示すように２つの円環状ブラシを同心円に配し、相互に逆方向に回転させることによって、上記問題の解決を図っている。同心円に配した２つのブラシ等を相互に逆回転させる機構として歯車機構が利用されている。歯車機構としては、傘歯車、内歯歯車による遊星歯車、特許文献１のように遊星歯車を駆動源として公転させることなくに内歯歯車と太陽歯車を相互に逆回転させる機構がある。
【特許文献１】実開昭６３−１９１９９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のように歯車機構を利用して同心円に配したブラシ等を正逆転させる回転駆動装置においては、コスト高であることと、騒音の問題がある。とりわけ、ブラシ等を正逆回転させることで回転トルクの相殺を目的とするには、内側と外側のブラシ等の周速がほぼ同じになるように設定しなければならないが、歯車では歯数比の関係から所定の周速に設定するのが難しくなる。特に、このような装置では、ブラシ等をできるだけ高速回転させるほど作業効率が高くなるが、高速回転にするほど正逆回転の周速の差が大きくなる問題が生じる。このため、高速回転にするほど回転トルクを相殺する程度が少なくなって、正逆転させる効果がほとんどなくなり、安全性の確保が著しく低下する。しかも、高速回転による騒音の増大も大きな課題となっていた。また、錆取り作業など回転駆動装置の種類や作業の内容によっては、装置本体を斜めにしてブラシ等の外周部分しか使わないこともあり、正逆回転させる効果が発揮できない場合もあった。
【０００５】
ブラシ等の回転数の設定については、ベルト駆動によってプーリの径を任意に選定するのが最も簡単で、騒音やコスト面でも好ましい駆動方式である。ところが、一つの駆動源から同心円上に配したブラシ等を正逆転させるようにベルトを掛けるのが難しく、却って装置が大型化し複雑になる問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、モータで回転駆動する２つの回転体を同心円に配し、各回転体を相互に正逆回転させる装置において、主軸に設けた第１プーリと、該第１プーリの下方で該主軸に可回転に支持した第２プーリと、該主軸の先端部に設けた第１回転体と、該第２プーリに設け該第１回転体と同心円の外側に配する第２回転体とによって駆動部を構成すると共に、該駆動部の側方に２つのテンションプーリを配し、無端ベルトを、その一面側と他面側を該第１プーリと該第２プーリにほぼ半周程度架け渡した接線方向に位置する各テンションプーリに懸架したことにある。
【０００７】
ここで、本明細書中でいう「回転体」とは、モータで回転駆動することにより、洗浄や研磨などに供する部材をいう。本発明においては、２つの回転体を同心円に配し相互に逆回転させることにより、各回転体の回転トルクを相殺することで、手動作業における安定性の向上を目的としている。
【０００８】
回転体としては、金属、プラスチック、布などのブラシ状やモップ状のもので、オフィス、学校、病院などの床面洗浄や、錆落とし、塗装の除去作業、布、フェルト、皮などを円盤状にして金属の研磨や塗装面の光沢仕上げなどに供する。基本的には、内側の回転体の回転数を外側の回転体の回転数より高くすることにより、各回転体の周速がほぼ等しくなるようにする。
【０００９】
「駆動部」とは、主軸に固定したプーリと可回転に設けたプーリの組み合わせにより、各プーリを一つの無端ベルトで回転伝導させて回転体を正逆回転させる機構をいう。本発明においては、無端ベルトの表裏面をプーリに架け渡して正逆回転を取り出すことで、一つの駆動源と一つの無端ベルトによるベルト駆動方式によって、回転数の設定、騒音、コストの面に対応している。
【００１０】
無端ベルトは、主軸に設けた第１プーリと、該主軸に可回転に支持した第２プーリに、表面側と裏面側をほぼ半周程度架け渡す。そして、各接線方向に設けた２つのテンションプーリに両端部を懸架する。これにより、第２プーリは第１プーリに対して逆方向に回転し、主軸の先端部に設けた第１回転体と第２プーリに設けた第２回転体が相互に逆回転する。無端ベルトの材質や形状は特に限定するものではなく、平ベルト、Ｖベルト、断面円形の丸ベルト、一定間隔に突起を設けたタイミングベルトなど、表裏面や全面をプーリに架け渡して駆動できるものであればよい。モータによる駆動は、無端ベルトを懸架した主軸、テンションプーリ、テンションプーリ軸などを駆動すればよいが、無端ベルトの一部に別途駆動プーリを接当させて駆動させてもよい。
【００１１】
第１回転体と第２回転体は、少なくとも一方をバネなどの弾性体で下方に向かって付勢することにより、第１回転体と第２回転体を作業面にほぼ均等に接触させることができる。特に、手動の電動工具のように作業面に対して常に正対させることができない装置や、作業面の幅や形状によって装置を傾けなければならない場合に有効となる。回転体は、回転板にゴムなどを介して設けてもよいが、中心軸を弾性体で支持し、傾きによる回転ブレが生じないようにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る回転駆動装置は、一つの駆動源と一つの無端ベルトによるベルト駆動方式で、同心円に配した２つの回転体を相互に逆回転させたことにより、作業時に大きな影響を及ぼす回転トルクを小さくできるのみならず、構造が簡単で小型化でき、しかも大幅なコスト低減を図ることができる。特にベルト駆動としたことにより、プーリの径を任意に選定でき、２つの回転体の周速の差を小さくする設定が極めて容易となる。２つの回転体の周速を同じかできるだけ小さくすることにより、回転体を高速回転させても正逆回転による効果が維持でき、安全性を犠牲にすることなく高速回転による作業能率の向上及び研磨効果を高めることが可能となり、騒音の発生も著しく低減することができるなど実用上極めて有益な効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
一つの駆動源と一つの無端ベルトによるベルト駆動により、同心円に配した２つの回転体を相互に逆回転させることで、２つの回転体の周速の差を小さくする設定を容易にし、高速回転作業における安全性を高める。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明に係る回転駆動装置１の一実施例であり、主軸２、該主軸２に設けた第１プーリ３、該主軸２の先端に設けた内側ブラシ４、該第１プーリ３の下方で該主軸２に可回転に設けた第２プーリ５、該第２プーリ５に設け該内側ブラシ４と同心円に配した外側ブラシ６とによって駆動部７を構成している。そして、無端ベルト８の一面側と他面側を第１プーリ３と第２プーリ５に半周程度架け渡し、各接線方向に設けたテンションプーリ９に懸架することによって主軸２（第１プーリ３）からの動力を第２プーリ５に回転方向を変えて伝導する構造である。
【００１５】
内側ブラシ４と外側ブラシ６は、周速の差をできるだけ小さくすることによって作業時における装置に生じる回転トルクが小さくなり、作業の安全性が高まる。内側ブラシ４と外側ブラシ６の周速は、第１プーリ３と第２プーリ５の径の比率によって決定されるため、使用するブラシの径に応じてプーリの径を選定すればよく、周速の差を小さくする設定が極めて容易となる。プーリとして、軸方向の幅を増減しベルトの嵌り込む深さを変えるなど径の調整が可能な可変プーリを用いてもよい。
【実施例２】
【００１６】
無端ベルト８の掛け方としては、図２（ａ）（ｂ）のように図１とは逆にしてベルトの外面側を第２プーリ５に掛けても同様である。何れでも、テンションプーリ９の径、上下方向の位置、傾斜角度により、無端ベルト８が第１プーリ３と第２プーリ５から外れないように、若しくは交差部分が接触しないように調整することができる。通常は主軸２をモータＭで駆動するが、図３のようにテンションプーリ９にモータＭを連結して駆動してもよい。特に、本例ではテンションプーリ９を鉛直軸より約３０°傾斜させていることと、テンションプーリ９自体が第１プーリ３より下方に位置することから、モータＭの上方への突出高さを低くできる利点が生じる。
【実施例３】
【００１７】
図４は本発明に係る回転駆動装置１の他の実施例を示すもので、主軸２をバネ１０で下方に付勢した構造である。本例では上下方向に設けた長穴２２とこれに挿通するピン２３の組み合わせにより、主軸２を上下方向に摺動可能に支持し、且つ動力を第１プーリ３に伝達させる構造としている。長穴２２はモータＭで駆動する駆動プーリ２１に設け、第１プーリ３を該駆動プーリ２１に一体的に設けている。これにより、該主軸２の先端の設けた内側ブラシ４が下方に付勢され、装置１を斜めにした場合でも内側ブラシ４と外側ブラシ６を作業面にほぼ均等に接当させることが可能となり、各ブラシを正逆回転させる効果を維持することができる。前述したようにテンションプーリ９などをモータＭで駆動すれば、第１プーリ３に長穴２２を設け、主軸２に設けたピン２３に係合させればよい。
【実施例４】
【００１８】
図５は本発明に係る回転駆動装置１のさらに他の実施例を示すもので、外側ブラシ６をバネ１１で下方に付勢して第２プーリ５に設けた例である。外側ブラシ６を上下方向に摺動可能に支持して回転させる手段は、前述した構造と同様に長穴５１とこれに挿通するピン５２の組み合わせで行っている。本例では内側ブラシ４もバネ１０で下方に付勢しているが、外側ブラシ６だけをバネ１１で下方に付勢してもよい。
【実施例５】
【００１９】
図６は本発明に係る回転駆動装置１を応用した手動電動工具１２の実施例であり、同心円に配した２つのバフ１３を正逆回転させて研磨する装置である。回転数の設定が容易なベルト駆動であるため、各バフ１３の周速の差が極めて小さく、高速回転による研磨作業を危険を伴うことなく短時間で確実に遂行するすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ本発明に係る回転駆動装置の一実施例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は縦部分断面図である。（実施例１）
【図２】（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明に係る回転駆動装置の他の実施例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦部分断面図である。（実施例２）
【図３】本発明に係る回転駆動装置におけるモータ連結部の実施例を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係る回転駆動装置の駆動部の他の実施例を示す一部拡大した部分断面図である。（実施例３）
【図５】本発明に係る回転駆動装置の駆動部のさらに他の実施例を示す一部拡大した部分断面図である。（実施例４）
【図６】本発明に係る回転駆動装置を利用した手動電動工具の実施例を示す斜視図である。（実施例５）
【符号の説明】
【００２１】
１  回転駆動装置
２  主軸
２１  駆動プーリー
２２  長穴
２３  ピン
３  第１プーリ
４  内側ブラシ
５  第２プーリ
５１  長穴
５２  ピン
６  外側ブラシ
７  駆動部
８  無端ベルト
９  テンションプーリ
１０  バネ
１１  バネ
１２  電動工具
１３  バフ
Ｍ  モータ
【図１】
2007051724.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007051724.tif 000007
【図６】
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