JP2001038622A - 圧縮空気式工具及び圧縮空気式工具用付属装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切断、切削、研磨時に発生する粉塵を低コス
トで確実に収集することにより、作業環境を改善する。 【解決手段】 ロータ１２を回転駆動したあとの圧縮空
気を、送気管３１を通して集塵管２６内側の噴射口２９
から噴出させる。噴射口２９の側方や後方は負圧になる
ため、カバー２５内に集められた粉塵を含む空気は集塵
管２６に流れ込み、粉塵は噴射口２９から噴き出す圧縮
空気に乗って集塵フィルタに送られる。この構成では、
研磨を行う作業部と除塵吸引部とを一体化できるので一
人で作業が行え、しかも回転の動力源である圧縮空気を
粉塵の吸引に再利用しているので、除塵吸引用のコンプ
レッサなどを設ける必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮空気を動力源
として、カッタ、グラインダ、ドリル、ハンマなどを駆
動する圧縮空気式工具、及びそのような圧縮空気式工具
に装着して使用される付属装置に関し、更に詳しくは、
切削や研磨などの際に発生する粉塵を除去する防塵機能
を備えた圧縮空気式工具及びそのための付属装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建築工事現場や解体作業現場などでは、
圧縮空気を動力源としてベーン（翼体）を備えたロータ
を回転させ、その回転動力により円盤状カッタや円盤状
グラインダなどを回転させる石材用の工具が利用されて
いる。このような工具を用いた作業時には、切断や切削
等に伴って多量の粉塵が発生し、作業者の視界を遮って
作業を困難にするのみならず、作業者がこれら粉塵を吸
い込むと健康を害する恐れが高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来、コンプ
レッサなどを備えた空気吸引式の除塵装置が併用されて
いる。しかしながら、このような作業時には、切断、切
削等の作業を行う作業者の近傍で、別の作業者がホース
の吸引口をその作業箇所に近づけるように保持するとい
うように、二人で作業を行う必要があった。また、粉塵
は微細である上に乾燥しているため、作業箇所からすぐ
に舞い上がり、上記従来の方法では捕集の効率があまり
良好ではなかった。更に、上記方法では、圧縮空気を送
給するためのコンプレッサのほかに、除塵用のコンプレ
ッサを用意しなければならず、装置のコストが高いもの
になるという問題点もあった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、比較的安価なコス
トで除塵機構を一体化することができる圧縮空気式工具
及び圧縮空気式工具用付属装置を得ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するために成された第一発明は、圧縮空気
の流れを回転運動又は往復運動に変換する動力変換手段
と、その回転運動又は往復運動に応動して対象物に対し
仕事を行う作動体とを具備する圧縮空気式工具におい
て、 a)圧縮空気入口及び出口を有し、前記動力変換手段を内
装するケーシングと、 b)前記作動体の少なくとも一部を囲む作動体カバーと、 c)該作動体カバーに一端が接続され、前記作動体近傍か
ら粉塵を排出するための排塵管と、 d)前記ケーシングの圧縮空気出口に一端が接続され、他
端が前記排塵管の内側に突出して前記作動体カバーと反
対方向に向けて開口したエゼクタ管と、 を備えることを特徴としている。

【０００６】ここで、上記作動体は種々の形態をとるこ
とができるが、回転運動に応動する作動体としては、例
えば円盤状カッタ、グラインダ、ドリルなどとすること
ができ、往復運動に応動する作動体としてはハンマなど
とすることができる。上記作動体カバーの形状はこれら
作動体の形態に応じて適宜に変えるものとする。

【０００７】第一発明に係る圧縮空気式工具では、作業
時には、圧縮空気入口からケーシング内に導入された圧
縮空気の流れによって動力変換手段が駆動され、圧縮空
気は圧縮空気出口を通ってエゼクタ管に流れ込む。圧縮
空気の圧力は動力変換手段を駆動することにより低下す
るものの、大気圧よりは高い圧力になっている。そのた
め、エゼクタ管を通った圧縮空気が他端の開口から排塵
管内部に勢いよく噴射されると、この空気流によって排
塵管内部の上記開口側方は負圧になる。上記作動体が対
象物に対して仕事を行うと、対象物を切断、切削、研
磨、穿孔等したことによる粉塵が発生する。作動体の少
なくとも一部は作動体カバーで囲まれているため、粉塵
の多くは作動体カバーの内側に溜まる。上述したように
排塵管内部の一部は負圧になっているため、作動体カバ
ー側から粉塵を含む空気が流れ込み、粉塵は上記開口か
ら噴出する空気に巻き込まれて、その空気と共に排塵管
の他端側へ送られる。従って、この排塵管の末端に除塵
用のフィルタなどを設けておけば、排塵管を通して吸い
上げられた粉塵を収集することができる。

【０００８】なお、圧縮空気出口から流出する空気は、
既に動力変換を行ったあとであるため、その空気圧は動
力変換前と比較するとかなり低下している。そのため、
排塵管が長い場合等、その流路抵抗が大きい場合には、
作動体カバー内部から吸い込んだ粉塵を排塵管の末端ま
で搬送できないこともある。このような場合には、補助
的に排塵管から空気を吸引する手段を設けてもよい。

【０００９】また、上記課題を解決するために成された
第二発明は、圧縮空気の流れを回転運動又は往復運動に
変換する動力変換手段と、圧縮空気入口及び出口を有
し、前記動力変換手段を内装するケーシングと、前記回
転運動又は往復運動に応動して対象物に対し仕事を行う
作動体とを具備する圧縮空気式工具に装着して用いられ
る付属装置であって、 a)前記作動体の少なくとも一部を囲む作動体カバーと、 b)該作動体カバーに一端が接続され、前記作動体近傍か
ら粉塵を排出するための排塵管と、 c)前記ケーシングの圧縮空気出口を覆う空気出口カバー
と、 d)該空気出口カバーに一端が接続され、他端が前記排塵
管の内側に突出して前記作動体カバーと反対方向に向け
て開口したエゼクタ管と、 から成ることを特徴としている。

【００１０】即ち、この第二発明に係る付属装置は、既
に市販されている圧縮空気式工具に対し後付けすること
により、上記第一発明に係る空気圧縮式工具と同様の作
用を達成することができる。

【００１１】

【実施例】以下、第一及び第二発明の一実施例である石
材研磨用の圧縮空気式グラインダを図面を参照して説明
する。本実施例の圧縮空気式グラインダは、既に一般に
市販されている工具に対して特別な付属装置（いわばア
ダプタ）を装着して、本発明の圧縮空気式工具を形成す
るようにしたものである。図１は本実施例による圧縮空
気式グラインダの構成を示す略断面図、図２は本実施例
による圧縮空気式グラインダの外観斜視図、図３はこの
圧縮空気式グラインダの排気口カバーの取付構造を示す
拡大図、図４はこの圧縮空気式グラインダを使用する際
のシステム構成図である。なお、図３は図２中の矢印Ａ
の向きにこの圧縮空気式グラインダを見た外観図であ
る。

【００１２】図４に示すように、本実施例による圧縮空
気式グラインダを用いたシステムは、工具本体１と、工
具本体１の動力源である圧縮空気を発生させるコンプレ
ッサ２と、圧縮空気を工具本体１へ送給するための送給
用チューブ４と、工具本体１で後述するように収集され
た粉塵を送出するための排塵用チューブ５と、粉塵を捕
集してきれいな空気を外部へ吐き出す集塵フィルタ３と
から構成されている。

【００１３】図１及び図２により工具本体１の構造を説
明する。ケーシング１０は、略円筒形状のグリップ部１
０ａと、そのグリップ部１０ａの中心軸と略直交する軸
を有する略円筒形状のヘッド部１０ｂとが一体に形成さ
れている。グリップ部１０ａの内部には円筒室１１が形
成されており、その円筒室１１を軸方向に貫通して、ロ
ータ１２が第１、第２ベアリング１５、１６により回転
自在に保持されている。ロータ１２の周囲には円筒室１
１の内周壁にごく近接して複数のベーン１３が取り付け
られている。ロータ１２の一端（図１では左端）の内部
は、円筒室１１に連通する中空の空気流通路１４となっ
ており、送給用チューブ４を介して外部から送給されて
きた圧縮空気はケーシング１０の内部に取り入れられた
あと、空気流通路１４を通って円筒室１１に入る。円筒
室１１の外周の一部には空気排出路１７が形成されてお
り、空気排出路１７はケーシング１０の外壁に設けられ
た排気孔１８に連通している。

【００１４】ロータ１２の他端にはロータギア１９が取
り付けられており、このロータギア１９はスピンドル２
０に取り付けられたスピンドルギア２１に歯合してい
る。スピンドル２０は第３、第４ベアリング２２、２３
によって回転自在に保持されており、その下端には略円
盤形状のグラインダ２４が着脱自在に設けられている。
ヘッド部１０ｂの下側には、グラインダ２４を取り囲む
カバー２５が装着される。本実施例では、カバー２５
は、ヘッド部１０ｂに固定され、グラインダ２４の上面
を覆う金属製の上面部２５ａと、上面部２５ａに固定さ
れる偏平円筒形状の厚手のゴムから成る囲繞部２５ｂと
から成る。勿論、全体を金属製の一体構造としてもよ
い。

【００１５】カバー２５の上面部２５ａには、カバー２
５の内側と連通する開口２７を有する集塵管２６が一体
に形成されており、その集塵管２６の側方から内部に突
出するように略Ｌ字状の空気噴射管２８が設けられてい
る。集塵管２６の内側に開口した空気噴射管２８の開口
端面（以下「噴射口」という）２９は、カバー２５と反
対側、つまり集塵フィルタ３側に向いている。上記排気
孔１８には排気孔カバー３０がケーシング１０に気密に
取り付けられ、その排気孔カバー３０と空気噴射管２８
の外側開口とは可撓性の送気管３１で接続されている。

【００１６】排気孔カバー３０をケーシング１０から取
り外した状態では、図３（ａ）に示すように、排気孔１
８はケーシング１０のグリップ部１０ａから側部に膨出
した膨出部１０ｃの前方に開口している。図３（ｂ）に
示すように、排気孔カバー３０はこの膨出部１０ｃに対
して上下の二本のビス３０ｂで固着される。ケーシング
１０に対する排気孔カバー３０の密着面にはゴムなどの
弾性体３０ａを周設して、ケーシング１０への密着性を
増すようにしているが、気密性を更に高めるには、その
密着部分の周囲を合成樹脂接着剤などにより密封するよ
うにするとよい。勿論、この排気孔カバー３０はケーシ
ング１０と一体に形成してもよい。

【００１７】本実施例の圧縮空気式グラインダを使用す
る際の動作は次の通りである。コンプレッサ２が作動さ
れると、送給用チューブ４を通して工具本体１内に圧縮
空気が送給される。このときの空気圧は、例えば６ｋｇ
／ｃｍ²程度である。圧縮空気は空気流通路１４を通っ
て円筒室１１に入り、ベーン１３に当たってロータ１２
を回転させる。圧縮空気の圧力は高いので、ロータ１２
は高速で回転する。ベーン１３に当たったあとの圧縮空
気は、空気排出路１７から排気孔１８を介して送気管３
１に送り込まれる。ロータ１２が高速回転すると、ロー
タギア１９、スピンドルギア２１を介してスピンドル２
０が高速回転する。これにより、グラインダ２４が回転
し、例えば粗い床面６などの研磨が行える。

【００１８】送気管３１を通った圧縮空気は、空気噴射
管２８の噴射口２９から集塵管２６の内部に噴出する。
圧縮空気はベーン１３を回転させる際に運動エネルギを
失うが、それでも大気圧よりは高い圧力を維持したまま
集塵管２６の内部に噴出する。すると、噴射口２９の側
方や後方近傍は、空気圧が大気圧よりも低い、負圧状態
になる。圧縮空気が送気管３１や空気噴射管２８よりも
大きな内径を有する集塵管２６に噴出されると、その空
気圧はかなり低下するものの、排塵用チューブ５の内部
を集塵フィルタ３に向かって流れてゆく。グラインダ２
４の周囲はカバー２５で覆われているため、グラインダ
２４と床面６との接触で発生した粉塵は周囲に巻き上が
らずカバー２５で囲まれる空間内に収まる。上述したよ
うに集塵管２６の開口２７付近は負圧になっているた
め、カバー２５内部の空気はこの負圧部分に向かって流
れる。そしてこれを補うように、カバー２５の囲繞部２
５ｂの下端と床面６との隙間を介して外部からカバー２
５内側に空気が流れ込む。この空気はカバー２５内部に
集まっている粉塵を伴って集塵管２６に入り込む。する
と、粉塵は噴射口２９から勢いよく噴き出している空気
流に巻き込まれ、この空気流に乗って排塵用チューブ５
内を搬送され、集塵フィルタ３に到達する。

【００１９】而して、この圧縮空気式グラインダでは、
研磨によって生じた粉塵が周囲に広がらず排塵用チュー
ブ５に吸引されて床面６から除去される。

【００２０】なお、排塵用チューブ５が比較的短い場合
には、噴射口２９から噴き出す圧縮空気の空気圧でもっ
て粉塵を集塵フィルタ３へと搬送することが可能である
が、排塵用チューブ５が長い場合には、粉塵の吸引がう
まく行えないことがある。そのような場合には、集塵フ
ィルタ３の入口にコンプレッサを設けて、空気を強制的
に吸引するようにするとよい。

【００２１】上記実施例の工具本体１では、グラインダ
２４を取り外して、代わりに円盤状のカッタをスピンド
ル２０に装着し、圧縮空気式カッタとして使用すること
もできる。図５は、このような圧縮空気式カッタの要部
の構成を示す略断面図である。図５では、図１と相違す
る部分のみを示している。カッタ３２をスピンドル２０
に装着すると共に、カバーもそれに適合する形状のもの
に交換する。即ち、カッタ用のカバー３３は、カッタ３
２の一部が突出するように側面に開口を有し、その開口
部以外は全体が閉塞する構造となっている。この圧縮空
気式カッタにおいても、切削により壁面７から発生した
粉塵がカバー３３内側に集まり、集塵管２６から排塵用
チューブ５へと送られる。

【００２２】従来市販されている圧縮空気式工具では、
円筒室１１内でロータ１２を回転させたあとの圧縮空気
を、例えば図３（ａ）に示したような排気孔１８を介し
て外部に排出しているのみであった。そのため、この排
気が粉塵を巻き上げる一因になるのみならず、排気によ
る騒音も非常に大きかった。これに対し、本実施例のよ
うに排気孔１８に排気孔カバー３０を取り付け、ロータ
１２を回転駆動させたあとの圧縮空気を送気管３１に流
す構成では、上記騒音も大幅に低減される。図６は従来
品と本実施例との騒音に関する測定結果を示すグラフで
ある。図６（ａ）は面積が約１００ｍ²の狭い室内での
測定結果、図６（ｂ）は間仕切壁のない広い室内での測
定結果、図６（ｃ）は室外での測定結果である。何れも
騒音測定器を用いて騒音の音圧レベルを測定したもので
あって、３０秒間の連続作業時の平均値を取得してい
る。図６から明らかなように、何れの条件においても、
数ｄＢ〜十数ｄＢ、平均して１０ｄＢ程度の騒音の低減
効果が確認できる。実際の聴音上、このような騒音の低
減は非常に効果的であって、上述したような粉塵のみな
らず、騒音の点でも作業環境を大幅に改善することがで
きる。

【００２３】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えることは明らかで
ある。例えば、上記実施例は、圧縮空気により回転駆動
されるロータ１２の軸と、スピンドル２０の軸とが略直
交した構造であるが、ロータ自体の先端にグラインダや
カッタ、ドリルなどを取り付けた、直線状型の工具に本
発明を適用できることは明らかである。また、圧縮空気
式工具には、上述したような回転するもののほかに、杭
打ち機、掘削機など、往復運動によるものもある。この
ようなものに対しても作業箇所から発生する粉塵を効果
的に収集する目的で、本発明を適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、第一及び第二発明
に係る圧縮空気式工具及び圧縮空気式工具用付属装置に
よれば、回転運動又は往復運動の駆動に利用されたあと
の空気流が除塵のための吸引に利用される。従って、粉
塵吸引用にコンプレッサなどの空気吸引手段を別途設け
る必要がなくなり、装置全体のコストを安価にできると
共に、装置の設置スペースも小さくて済む。また、圧縮
空気式工具と粉塵吸引器具とが一体化されているので、
粉塵が周囲に飛散することを最小限に抑え、効率良く集
塵を行うことができる。従って、作業環境を汚染するこ
となく、作業者の健康の維持にも貢献する。また、作業
者が一人で能率良く作業を行うことができる。また、圧
縮空気をそのまま外部に排出する場合に比べて、空気の
吹き出し騒音を大幅に軽減することができる。また、そ
れに伴い、工具自体の振動も軽減することができる。

【００２５】更に、第二発明に係る圧縮空気式工具用付
属装置によれば、既にユーザが購入している圧縮空気式
工具にこの付属装置を装着することで上記効果が得られ
るので、コストを最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一及び第二発明の一実施例である圧縮空気
式グラインダの構成を示す略断面図。

【図２】 本実施例による圧縮空気式グラインダの外観
斜視図。

【図３】 本実施例による圧縮空気式グラインダの排気
口カバーの取付構造を示す拡大図。

【図４】 この圧縮空気式グラインダを使用する際のシ
ステム構成図。

【図５】 第一及び第二発明の他の実施例である圧縮空
気式カッタの要部の構成を示す略断面図。

【図６】 第一及び第二発明による騒音の低減効果を示
す測定データ。

【符号の説明】

１…工具本体 ２…コンプレッサ ３…集塵フィルタ ４…送給用チュー
ブ ５…排塵用チューブ １０…ケーシング １０ａ…グリップ部 １０ｂ…ヘッド部 １０ｃ…膨出部 １１…円筒室 １２…ロータ １３…ベーン １４…空気流通路 １５、１６、２
２、２３…ベアリング １７…空気排出路 １８…排気孔 １９…ロータギア ２０…スピンドル ２１…スピンドルギア ２４…グラインダ ２５、３３…カバー ２５ａ…上面部 ２５ｂ…囲繞部 ２６…集塵管 ２７…開口 ２８…空気噴射管 ２９…噴射口 ３０…排気孔カバ
ー ３１…送気管 ３２…カッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気の流れを回転運動又は往復運動
   に変換する動力変換手段と、その回転運動又は往復運動
   に応動して対象物に対し仕事を行う作動体とを具備する
   圧縮空気式工具において、 a)圧縮空気入口及び出口を有し、前記動力変換手段を内
   装するケーシングと、 b)前記作動体の少なくとも一部を囲む作動体カバーと、 c)該作動体カバーに一端が接続され、前記作動体近傍か
   ら粉塵を排出するための排塵管と、 d)前記ケーシングの圧縮空気出口に一端が接続され、他
   端が前記排塵管の内側に突出して前記作動体カバーと反
   対方向に向けて開口したエゼクタ管と、 を備えることを特徴とする圧縮空気式工具。
2. 【請求項２】 圧縮空気の流れを回転運動又は往復運動
   に変換する動力変換手段と、圧縮空気入口及び出口を有
   し、前記動力変換手段を内装するケーシングと、前記回
   転運動又は往復運動に応動して対象物に対し仕事を行う
   作動体とを具備する圧縮空気式工具に装着して用いられ
   る付属装置であって、 a)前記作動体の少なくとも一部を囲む作動体カバーと、 b)該作動体カバーに一端が接続され、前記作動体近傍か
   ら粉塵を排出するための排塵管と、 c)前記ケーシングの圧縮空気出口を覆う空気出口カバー
   と、 d)該空気出口カバーに一端が接続され、他端が前記排塵
   管の内側に突出して前記作動体カバーと反対方向に向け
   て開口したエゼクタ管と、 から成ることを特徴とする圧縮空気式工具用付属装置。