[发明专利]具有偏心转轴的研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种研磨装置，比如磨砂机、研磨机、抛光机等用于磨削、研磨工件表面进行加工的作业装置，其中，在相对于驱动轴的中心线偏心的位置，设置有研磨盘的转轴，即所谓复动或随机动作研磨装置。

背景技术

在研磨装置中，在相对于驱动马达的驱动轴中心线偏心的位置，自由旋转地安装有研磨盘的转轴，研磨盘绕驱动轴的周围做轨道运动，并且研磨盘自身也以转轴为中心做旋转运动而自转。因此通常，此类研磨装置也被称为“复动研磨装置”或“随机动作研磨装置”。图1中表示上述现有的研磨装置的偏心旋转机构。在该研磨装置1中，利用轴承9使安装有研磨材料2的研磨盘3的偏心转轴4可自由旋转地安装于转盘7上从驱动轴5的中心线6偏心的位置，转盘7被固定于与马达（图中未示）相连的驱动轴5上。因此，在该研磨装置1中，利用研磨盘3的不规则且复杂的旋转运动进行研磨。因此，不仅能够进行有效的研磨，还能够防止发生极光痕印（aurora mark）等明显的痕迹或花纹等，该极光痕印发生在研磨盘以规则的旋转运动进行研磨的情形，即使是看上去是均匀的研磨面，但可在改变光照射研磨面的照射角度时观测到。该痕迹是在规则的旋转作用下，由非常细微却呈现周期性的研磨斑引起的，但通过使用不规则旋转运动的研磨盘进行研磨，则可消除上述缺陷。

在该研磨装置1中，转盘7在马达带动驱动轴5的旋转驱动下旋转，研磨盘3绕驱动轴5的中心线6周围，以偏心量a为半径做轨道运动。研磨盘3利用装于轴承9的偏心转轴4，自由旋转地安装于转盘7，并跟随转盘7的旋转，并且在因偏心转轴4和轴承9之间摩擦产生的驱动力的作用下，以偏心转轴4的中心线8为中心自转。在附于研磨盘3的研磨材料2未接触于工件，研磨盘3可自由旋转的状态下，研磨盘3的自转转速上升至转盘7的驱动转速。在如上所述研磨盘3的转速上升的状态下，将研磨材料2压于工件表面，进行研磨或磨削，此时，造成冲击性地进行研磨操作，在工件表面产生斑痕或伤痕。另外，若将研磨盘3紧压于工件，则研磨盘3的自转受到制动，该制动力大于因转轴4和轴承9之间摩擦产生的转盘7的旋转力，使得自转停止，造成研磨力显著下降。

为防止如上所述研磨盘在无负荷状态下自转转速显著上升，以及在将研磨盘压于被研磨面时旋转停止，如专利文献1～3所示，提出对研磨盘转轴制动或传递驱动力的技术方案。在专利文献1中，利用由安装于驱动马达壳体上的具有弹性的功能环构成的制动机构所产生的摩擦力，防止研磨盘转速上升。并且，在将研磨盘压于待加工工件时，制动机构变形，与研磨盘之间形状上咬合、结合。因该形状上的结合，研磨盘从偏心体支撑部（转盘）受到强制性的驱动力，即使压于工件，也能保持旋转。但是在上述结构中，为了防止无负荷状态下自转转速上升，而利用转轴与弹性的功能环之间的摩擦力来进行制动，因此，在该机构中，在驱动轴的旋转能量传递到工件之前会在研磨盘进行制动而耗能，能量损失大；另一方面，由于利用安装于壳体的制动机构和研磨盘的形状上的结合而传递用于维持研磨盘旋转力的驱动力，因此研磨盘的旋转与偏心体支撑部（转盘）的驱动旋转方向相反，在研磨加工时旋转方向瞬间变化，因此其冲击大，不仅对被加工物表面有影响，在操作中也存在危险性。另外，研磨盘的转速相对于驱动旋转固定，不形成不规则而平滑的旋转，不能起到带偏心旋转机构的研磨装置的功能。

在专利文献2中说明了如下研磨装置，其中，安装于轴壳（壳体）用于限制磨砂盘（研磨盘，sanding disk）转速的装置，总是与打磨盘之间进行力的传递。在该研磨装置中，用于限制磨砂盘转速的装置作为中空齿轮利用部分轴承与轴壳结合，不仅可以总是与轴壳保持相对不动地结合，也可以解除结合而自由旋转。因此，相比专利文献1的研磨装置，能够平滑地控制磨砂盘的转速，但是，因为在磨砂盘转速和旋转方向等控制中，至少需要对（1）卡合部分的轴承的摩擦力矩，与第一卡合部和第二卡合部的摩擦力矩的大小和方向；（2）偏心销杆和磨砂盘轴承之间的摩擦力矩的大小和方向；（3）驱动轴转速和转矩等进行精确计算，由于利用锁止装置的连接/断开，或使用离合器等，因此装置复杂。另外，与专利文献1相同，因为在研磨加工时旋转方向瞬间变化，其冲击大，不仅对被加工物表面有影响，在操作中也存在危险性。

在专利文献3的研磨装置中，驱动力直接传递到研磨盘（研磨板），但由于对作为轴承的轴承部件内圈和外圈施加平行于轴向的力，而进行控制，因此存在轴承部件结构耐久性的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开第2001-219353号公报

专利文献2：日本发明专利公开第2002-192452号公报