(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と一体的に設けた歯車と、この歯車に噛合う歯車を外周に有し、かつ回転中心である軸心から一定距離偏心した位置に、軸方向の貫通孔を有する主軸と、この貫通孔内に回転自在に支持された出力軸と、出力軸の上端に固着され、かつ側端部と後端部にそれぞれピン孔を有するリンクと、この側部ピン孔に回転自在に挿入された側部ピン軸を下端に有し、かつハウジングから垂下された側部固定軸に回転自由に支持された側部中空軸と、後部ピン孔に回転自在に挿入された後部ピン軸を下端に有し、かつハウジングから垂下された後部固定軸に回転自由に支持された後部中空軸とを備え、前記側部中空軸の回転中心から、前記側部ピン軸の中心までの距離、および後部中空軸の回転中心から、前記後部ピン軸の中心までの距離を、主軸の軸心と前記出力軸の軸心との偏心距離と等しくしたことを特徴とする自転を拘束した偏心回転機構。
【請求項２】
リンク上における出力軸の中心と後部ピン軸の中心を結ぶ線と、出力軸の中心と側部ピン軸の中心を結ぶ線を、互いに直交させたことを特徴とする請求項１記載の自転を拘束した偏心回転機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば非金属材料の表面を平滑に仕上げるための研磨装置等における自転を拘束した偏心回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板等の非金属材料の表面を研磨して均一に仕上げるためには、被加工物であるガラス板等に対する砥石の各部の相対速度が均一であることが望ましい。そのためには、砥石を自転させることなく、比較的小さな半径をもって公転運動させることが必要である。
【０００３】
このような動作を得る機構としては、３対の歯車を組み合わせたものが、従来から知られている。この機構は、主軸の回転により出力軸に与えられる公転運動のみを取り出すようにしたものである。
【０００４】
次に、このような従来技術を、図３に基づいて説明する。
【０００５】
ハウジング(21)は、上部ハウジング(22)と中間ハウジング(23)と下部ハウジング(24)とを連結してなり、下部ハウジング(24)の下端開口部は、通孔(25)を有する蓋板(26)をもって塞がれている。
【０００６】
上部ハウジング(22)のほぼ中心部には、下端の拡径環状部(29a)の内外面に、それぞれ内歯歯車(27)と外歯歯車(28)を設けた垂直のアイドル軸(29)が、上下の軸受(30)(31)をもって枢支されている。アイドル軸(29)の側方において、上部ハウジング(22)には、垂直の入力軸(32)の上端部が、軸受(33)をもって枢支されている。入力軸(32)の下端は、軸受(34)をもって中間ハウジング(23)に枢支されている。
【０００７】
入力軸(32)の下部には、小径の上部歯車(35)とやや大径の下部歯車(36)とが一体的に設けられている。上部歯車(35)は、アイドル軸(29)の下端における外歯歯車(28)と噛合している。
【０００８】
下部歯車(36)は、上下要所を軸受(37)(38)をもって下部ハウジング(24)内に枢支された垂直の筒状の主軸(39)の上端に形成された大径歯車(40)と噛合している。
【０００９】
主軸(39)には、その軸線(Ａ)より偏心距離Ｒ偏心する垂直の貫通孔(41)が穿設され、貫通孔(41)内には、上端にアイドル軸(29)における内歯歯車(27)と噛合する小歯車(42)を備える出力軸(43)が挿入されている。出力軸(43)の上下端部は、軸受(44)(45)をもって貫通孔(41)に枢支され、かつ出力軸(43)の下端には砥石(46)（図示省略）が装着されている。
【００１０】
前記下部歯車(36)と大径歯車(40)の歯数比は、入力軸(32)の自転回転数と、出力軸(43)の公転回転数に応じて決定されている。
【００１１】
前記上部歯車(35)と外歯歯車(28)、並びに小歯車(42)と内歯歯車(27)の歯数比は、出力軸(43)を自転を打ち消すように決められている。
上記のように構成してあるため、出力軸(43)は、自転することなく、公転回転のみを行うこととなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
平滑な仕上げ面を得るためには、定常状態において、砥石が自転することはなく、また運転中の外乱によっても、瞬間的に微動自転することがないように、自転に対する抵抗力が大きく、かつ自転に対する捩じり剛性が大きいことが必要である。
そのためには、各歯車対のバックラッシは大きな障害となる。とりわけ内接歯車段、即ち、小歯車(42)と内歯歯車(27)の噛合いバックラッシは、被加工物の良好な仕上げ面獲得に関して大きな障害となる。
【００１３】
しかし、従来は、内接歯車を使用しているため、個々の歯車のバックラッシを極力小とするにしても、自ずから限界があり、総合バックラッシを小さくできないという問題があった。もちろん、歯車のバックラッシを抑制するための手段については、従来種々提案されているが、同時に高い捩じり剛性も要求される用途には適合できないものである。
【００１４】
また、平滑な仕上げ面を得るためには、砥石に円滑な公転運動を与えることも必要となる。しかし、従来は内接歯車を使用しているため、その歯面の研削が難しくて、高い精度を得ることが困難であり、そのため、歯のピッチエラー等の歯車製作上の誤差による影響は避けられず、円滑な公転運動を得ることにも限界があった。
【００１５】
本発明は、前記のような自転を拘束した偏心回転機構であって、バックラッシが小さく、かつ捩じり剛性が高い偏心回転機構を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記したような従来の自転を拘束した偏心回転機構において、自転相殺機能を発揮させるために使用されていた内接歯車を廃し、入力軸の回転数と出力軸の公転回転数の速比を得るために、減速歯車のみを使用することにより、上記目的を達成させるようにしたものであり、その特徴とするところは次の如くである。
【００１７】
(１)  入力軸と一体的に設けた歯車と、この歯車に噛合う歯車を外周に有し、かつ回転中心である軸心から一定距離偏心した位置に、軸方向の貫通孔を有する主軸と、この貫通孔内に回転自在に支持された出力軸と、出力軸の上端に固着され、かつ側端部と後端部にそれぞれピン孔を有するリンクと、この側部ピン孔に回転自在に挿入された側部ピン軸を下端に有し、かつハウジングから垂下された側部固定軸に回転自由に支持された側部中空軸と、後部ピン孔に回転自在に挿入された後部ピン軸を下端に有し、かつハウジングから垂下された後部固定軸に回転自由に支持された後部中空軸とを備え、前記側部中空軸の回転中心から、前記側部ピン軸の中心までの距離、および後部中空軸の回転中心から、前記後部ピン軸の中心までの距離を、主軸の軸心と前記出力軸の軸心との偏心距離と等しくする。
【００１８】
(２)  上記(１)項において、リンク上における出力軸の中心と後部ピン軸の中心を結ぶ線と、出力軸の中心と側部ピン軸の中心を結ぶ線を、互いに直交させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を参照して、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、従来例を示す図３における上部ハウジングと中間ハウジングを省略し、本発明の要部である入力軸の上部の小径歯車の直下における水平面より上方の部分の機構のみを示す縦断正面図である。
【００２１】
図１において、垂直の入力軸(１)と一体をなす小径歯車(２)は、入力軸(１)の側方に設けられた垂直の筒状の主軸(３)の外周面に刻設された大径歯車(４)と噛合している。
【００２２】
主軸(３)には、その軸心(０3)より距離(Ｒ)左方へ偏心する垂直の貫通孔(５)が穿設され、貫通孔(５)内には、上端が上方へ突出する出力軸(６)が、軸受(７)を介して枢支されている。
【００２３】
出力軸(６)の上端には、平面視Ｌ形をなすＬ形リンク(８)の中央部が嵌入固着されている。
【００２４】
図示しないハウジングに取付けられた垂直の側部固定軸(11)には、上下の軸受(９)(10)を介して側部中空軸(12)が嵌合されている。
側部中空軸(12)における側部固定軸(11)の軸心(０11)より、距離(Ｒ)左方へ偏心する個所には、下方へ突出する側部ピン軸(13)が設けられ、側部ピン軸(13)は、Ｌ形リンク(８)における右方へ延びる側部片(8a)の先端に設けた側部ピン孔(8b)に、軸受(14)を介して嵌合枢支されている。
【００２５】
出力軸(６)の軸心(０6)と、側部ピン軸(13)の軸心(０13)との距離を(Ｓ)とする。
【００２６】
Ｌ形リンク(８)における後方へ延出する後部片(8c)の先端における前記出力軸(６)の後方、距離(Ｓ)の個所には、前記側部固定軸(11)と同様の後部固定軸(15)へ回動自在に嵌合された後部中空軸(16)における後部固定軸(15)の軸心(０15)より距離(Ｒ)左方へ偏心する個所から垂下した後部ピン軸(17)が嵌合枢支されている。
【００２７】
しかして、出力軸(６)の軸心(０6)と後部ピン軸(17)の軸心(０17)を結ぶ直線は、出力軸(６)の軸心(０6)との側部ピン軸(13)の軸心(０13)とを結ぶ直線と直交している。
【００２８】
上記構成において、主軸(３)の軸心(０3)と出力軸(６)の軸心(０6)、側部固定軸(11)の軸心(０11)と側部ピン軸(13)の軸心(０13)、および固定軸(15)の軸心(０15)と後部ピン軸(17)の軸心(０17)との偏心距離(Ｒ)は、すべて等しいから、出力軸(６)の軸心(０6)が主軸(３)の軸心(０3)のまわりに、半径(Ｒ)で公転すると、軸心(０13)は軸心(０11)を中心として、また軸心(０17)は軸心(０15)を中心として、半径(Ｒ)をもって同一方向に回転する。
【００２９】
すなわちＬ形リンク(８)は、その姿勢を一定に保持したまま、半径(Ｒ)をもって小円運動をすることとなり、軸心(０17)や(013)が、軸心(０6)を中心として回転することはない。換言すると、Ｌ形リンク(８)従って出力軸(６)の自転は拘束されることとなる。
【００３０】
なお、このような自転を拘束した偏心回転機構は、１個の側部固定軸(11)と、側部中空軸(12)と側部ピン軸(13)とのみからなる１組の追従機構によっても、理論的には実現可能であるが、図１、図２に示したように、２組の追従機構を設けると、より高い捩じり剛性を得ることができる。
【００３１】
すなわち、Ｌ形リンク(８)が図１に示す位置にあるときには、(017)を軸心とする後側部ピン軸(17)により高い捩じり剛性が確保され、出力軸(６)が図示の位置から９０゜公転した際には、(013)を軸心とする側部ピン軸(13)により高い捩じり剛性が確保されることとなる。
【００３２】
さらに、出力軸(６)が図示の位置から４５゜公転した位置においては、両ピン軸(13)(17)が相互に力を分担して、高い捩じり剛性が発揮されることとなる。
【００３３】
従って、Ｌ形リンク(８)上の出力軸(６)は、公転回転中のいずれの位置においても、高い捩じり剛性を発揮することとなる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によると、次の効果を得ることができる。
(ａ)  出力軸の自転トルクに対するバックラッシは、基本的に歯車のバックラッシとは無関係となり、出力軸の総合バックラッシは、リンクのアーム長及び各軸受の隙間に依存することとなる。したがって、アーム長を大きくすれば、総合バックラッシを抑制することが可能となる。またピン軸と軸受との隙間は、組立作業に必要な僅かな量で足り、歯車のバックラッシに比較して小さくすることができる。
【００３５】
(ｂ)  リンクが必要にはなるが、高価につく歯車は１対で足りるため、全体的にみると、コストは低下する。
【００３６】
(ｃ)  歯車の噛合いの数が減少するため、静粛な運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自転を拘束した偏心回転機構の実施の形態を略示する要部の概略縦断正面図である。
【図２】  図１におけるII−II線横断面図である。
【図３】  非金属材料の表面の研磨装置における従来の自転を拘束した偏心回転機構の代表的な例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
(１)入力軸
(２)小径歯車
(３)主軸
(４)大径歯車
(５)貫通孔
(６)出力軸
(７)軸受
(８)Ｌ形リンク
(8a)側部片
(8b)側部ピン孔
(8c)後部片
(９)(10)軸受
(11)側部固定軸
(12)側部中空軸
(13)側部ピン軸
(14)軸受
(15)後部固定軸
(16)後部中空軸
(17)後部ピン軸
【図１】
0004156711.tif 000002
【図２】
0004156711.tif 000003
【図３】
0004156711.tif 000004