JP6382143B2 - ヘルムホルツ型消音装置を備えたエア工具 - Google Patents

ヘルムホルツ型消音装置を備えたエア工具 Download PDF

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Description

本発明はヘルムホルツ型消音装置付きエア工具に関する。
圧縮空気を駆動源として動作する空気式のベルト式研磨機やトルクレンチなどのエア工具は、工具ハウジングの給気路に外部のエアコンプレッサを接続して圧縮空気をエアモータに供給し、エアモータからの排気を該ハウジングの排気路を通して外部に排出するようになっている。
このようなエア工具ではエアモータからの排気に伴う騒音を小さくすることが求められ種々の工夫がなされている。例えば、特許文献１に開示されたエア工具では、排気通路内に該排気通路に沿って延びる筒状部材（サイレンサー）を設け排気通路を同軸状の内側の通路と外側の通路に仕切り、該筒状部材の上流側と下流側にそれぞれ円周方向で間隔をあけた複数の穴を設け、排気路の上流から下流に流れる排気の一部を上流側の穴から外側の通路に分流（分散）し、下流側の穴から内側の通路を流れる排気と合流させ、このような排気の分流（分散）と穴や通路壁との摩擦作用によって消音効果を図っている。特許文献２に開示されたエア工具では排気路内にグラスウール（消音材）を充填して消音効果を図っている。
また、流路を流れるガスが生じる騒音を低減する技術としては、特許文献３にエンジンの吸気音を低減するために吸気路の側面から小径の通路を介して該吸気路に連通された共鳴箱（レゾネータ）を設けて形成したヘルムホルツ型消音装置が開示されている。
特許第３０２９０９２号 特開平５-１３８５５１号 特公平３-４７４３号
本発明は、従来にはない簡単な構造のヘルムホルツ型消音装置を備えたエア工具を提供することを目的としている。
すなわち本発明は、
エアモータを収容するモータ室と、該モータ室に圧縮空気を供給する給気路と、該モータ室からの排気を通し外部に排出するために排気路とを備えるハウジングと、
該排気路内に該排気路の長手方向に沿って設けられ、該排気路内を該排気路の長手方向に沿って延びる共鳴室と、該共鳴室に隣接して該長手方向に延び該共鳴室から仕切られて該モータ室からの排気を受け入れて該下流側出口まで排気を通す排気通路とに仕切る消音部材とを有し、
該消音部材には該排気通路と該共鳴室とを連通する穴が設けられ、該穴と該共鳴室によりヘルムホルツ共鳴を利用した消音室を構成するようにしたヘルムホルツ型消音装置付きエア工具を提供する。
本発明に係るエア工具は上述の通りのヘルムホルツ型消音装置を備えるので排気路を通して外部に出される騒音を抑制することを可能とする。
具体的には、
該排気路が該排気路の下流側出口から該モータ室に向けて上流側に直線的に延び、
該消音部材が該排気路の該下流側出口から該モータ室のある上流側に向けて挿入されて該排気路を該共鳴室と該排気通路とに仕切るようにすることができる。
一つの実施形態では、該消音部材が、該排気路内に挿入された状態で、該排気路の下流側出口から該モータ室のある上流側に向けて直線的に延びる板状の仕切り壁を備え、当該仕切り壁の周縁が該排気路を画定している排気路壁面と係合することにより該排気路内を、該共鳴室と該排気通路とに仕切るようにすることができる。この場合、該板状の仕切り壁に該穴が設けられる。
このようにすることにより簡単な構造でヘルムホルツ型消音装置を装備することができる。
より具体的には、該消音部材が該板状の仕切り壁と間隔をあけて平行にされた板状の第２の仕切り壁を有し、該消音部材が該排気路内に挿入された状態で、当該第２の仕切り壁の周縁が該排気路を画定している該排気路壁面と係合するようになされており、該２つの仕切り壁がそれぞれ該排気路壁面との間に第１と第２の共鳴室を形成し、該排気通路が該２つの仕切り壁の間に画定され、該第２の共鳴室と該排気通路とが該第２の仕切り壁に形成された穴によって連通されるようすることができる。
更に具体的には、該第１及び第２共鳴室が該排気通路を横断する連通路によって連通されるようにすることができる。
また、該消音部材が、該２つの仕切り壁の下流側端部を連結する連結壁を有するようにすることができる。
この場合、該排気通路の、該連結壁と該２つの仕切り壁によって画定される空間部分に、上流から下流へ流れる排気を通すと共に消音を行う消音材料が設けられるようにすることができる。
該ハウジングが排気路管を備え、該排気路管が該排気路を画定するようにすることができる。
該排気路管はハウジングに対して取り外し可能とすることができる。
以下、本発明に係るエア工具の実施形態を添付図面に基づき説明する。
本発明のエア工具の一実施形態としてのベルト式研削工具の側面図である。 図１のベルト式研削工具の上面図である。 図１のIII-III線断面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図１のベルト式研削具の排気路内に挿入設定される消音部材の斜視図である。
図示した本発明に係るエア工具の一実施形態としてのベルト式研削工具１０は、前端（図で見て左端）に設定されたプーリ１２に張設された無端研削ベルト１４を備え、該無端研削ベルト１４をハウジング１６内のエアモータ１８によって駆動するようになっている。ベルト式研削工具における無端研削ベルト１４及びエアモータ１８の構造的機能的関係については、例えば特開２００８−１９４７６９号などに開示され当業者には広く知られている種々のものがあり、ここではその詳細な説明は省略する。
ハウジング１６は、エアモータ（ベーンモータ）１８を収納するモータ室２０を有する筒状のモータ収納部２２を有し、該モータ収納部の周壁部分には、モータ室２０にそれぞれ連通した給気口２４及び排気口２６が設けられている。該ハウジング１６は、更に、給気路２８と排気路３０が設けられた給排気管３２を、給気路２８及び排気路３０がそれぞれ給気口２４及び排気口２６に連通されるように収納設定するようになされたハンドル部３４を有している。
このベルト式研削工具（エア工具）１０により研削作業をするときには、給気路２８を外部のエアコンプレッサに接続して、ハウジング１６の下面に取り付けられた操作ボタン３５を押して給気路２８内に設けられた開閉弁３８を開き、圧縮空気を給気路２８及び給気口２４を介してモータ室２０に供給しエアモータ１８を駆動すると共にモータ室２０からの排気は排気口２６及び排気路３０を介して外部に排出する。排気路３０の図で見て右端には、該排気路３０の長手軸線を中心に回動することにより排気を所望方向に変えることができる排気方向変換用管部材３６が取り付けられている。
本発明ではこのようなベルト式研削工具１０の排気路３０内に以下に述べるようなヘルムホルツ型消音装置（レゾネータ）が設けられている。
排気路３０は右端にある出口３０ａから排気口２６に向けて略直線的に延びており、出口３０ａから排気口２６に向けて図５で示す如き消音部材４０が挿入され固定されている。消音部材４０は、排気路３０の長手方向に延び、該排気路３０の横断方向で相互に間隔をあけられた板状の第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４と、該第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４を上記出口３０a付近で連結している上部連結壁４５ａ、下部連結壁４５ｂとを有しており、該下部連結壁４５ｂは排気路３０の底面３０ｃに接するようにされている。第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４はそれぞれの上下縁４２ａ、４２ｂ、前端縁４２ｃ及び上下縁４４ａ、４４ｂ、前端縁４４ｃにおいて、それぞれ、排気路３０を画定している排気路壁面３０ｂと実質的に密封状態で係合して、排気路３０内を、左右の第１の共鳴室４６及び第２の共鳴室４８と、それら共鳴室の間にあって排気路３０の長手方向に延びモータ室２０からの排気を受け入れて排気路３０の出口３０ａまで排気を通す排気通路５０とに仕切る。図示の例では、消音部材４０は、当該消音部材４０の図で見て左端部分に第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４の下部分を連結する傾斜板５２が設けられており、該傾斜板５２の下面５２ａと排気路壁面３０ｂとの間に第１の共鳴室４６と第２の共鳴室４８とを連通する連通路５３が形成されており、第１の共鳴室４６及び第２の共鳴室４８で単一の共鳴室を形成している。第１の仕切り壁４２と第２の仕切り壁４４とにはそれぞれ単一の微小な穴５４が形成されており、この穴５４及び共鳴室によってヘルムホルツ共鳴を利用したホルツヘルム型消音装置を形成している。
消音部材４０は、排気路３０の出口３０ａを介して出し入れが可能となっており、該消音部材４０の右端部の下部連結壁４５ｂの部分には第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４の間に挟まれるようにしてグラスウールなどの消音用材料５６が設定することができる。図示の例では、第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４の右端部分に外側に向けて付勢された爪６０が設けられており、該爪６０が排気路壁面を貫通するように設けられた（図示しない）孔に係合されることにより当該消音部材４０を固定するようになっており、この爪６０を内側に押し込んで孔から外すことにより、消音部材４０を排気路３０から取り出すことができるようになっている。従って、消音用材料５６を取り換えるときには、消音部材４０を排気路３０から抜き出して簡単に行うことができる。図示の例では、第１の仕切り壁４２及び第２の仕切り壁４４の外側面にリブ５８が設けられ、排気路壁面３０ｂと係合するようにしてこれら仕切り壁を支持するようにしている。
本発明に係るエア工具１０では、以上のようにして形成されたヘルムホルツ型消音装置が設けられているので、排気路から外部に伝達される騒音を減衰することが可能となる。尚、ヘルムホルツ共振は原理的には１つの共振室に対して１つの穴を設けるものとされているが、複数の穴を設けた場合にも消音効果が得られることが確かめられている。
以上、本発明をベルト式研削工具に適用した実施形態を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、エアモータからの排気を行い排気路が設けられているエア工具に広く適用することができる。
ベルト式研削工具１０
無端研削ベルト１４
ハウジング１６
エアモータ１８
モータ室２０
モータ収納部２２
給気口２４
排気口２６
給気路２８
排気路３０
出口３０ａ
排気路壁面３０ｂ
給排気管３２
ハンドル部３４
操作ボタン３５
排気方向変換用管部材３６
開閉弁３８
消音部材４０
第１の仕切り壁４２
上下縁４２ａ、４２ｂ
前端縁４２ｃ
第２の仕切り壁４４
上下縁４４ａ、４４ｂ
前端縁４４ｃ
上部連結壁４５ａ
下部連結壁４５ｂ
第１の共鳴室４６
第２の共鳴室４８
排気通路５０
傾斜板５２
下面５２ａ
連通路５３
穴５４
消音用材料５６
リブ５８
爪６０

Claims (7)

  1. エアモータを収容するモータ室と、該モータ室に圧縮空気を供給する給気路と、該モータ室からの排気を通し外部に排出するための排気路とを備えるハウジングと、
    該排気路内に該排気路の長手方向に沿って設けられ、該排気路内を該排気路の長手方向に沿って延びる共鳴室と、該共鳴室に隣接して該長手方向に延び該共鳴室から仕切られて該モータ室からの排気を受け入れて該排気路の下流側出口まで排気を通す排気通路とに仕切る消音部材とを有し、
    該消音部材には該排気通路と該共鳴室とを連通する穴が設けられ、該穴と該共鳴室によりヘルムホルツ共鳴を利用した消音室を構成するようにされ、
    該排気路が該排気路の下流側出口から該モータ室に向けて上流側に直線的に延び、
    該消音部材が該排気路の該下流側出口から該モータ室のある上流側に向けて挿入されて該排気路を該共鳴室と該排気通路とに仕切るようにされ、
    該消音部材が、該排気路内に挿入された状態で、該排気路の下流側出口から該モータ室のある上流側に向けて直線的に延びる板状の仕切り壁を備え、当該仕切り壁の周縁が該排気路を画定している排気路壁面と係合することにより該排気路内を該共鳴室と該排気通路とに仕切るようになされ、該仕切り壁に該穴が設けられている、ヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  2. 該消音部材が該板状の仕切り壁と間隔をあけて平行にされた板状の第２の仕切り壁を有し、該消音部材が該排気路内に挿入された状態で、当該第２の仕切り壁の周縁が該排気路を画定している該排気路壁面と係合するようになされており、該２つの仕切り壁がそれぞれ該排気路壁面との間に第１及び第２の共鳴室を形成し、該排気通路が該２つの仕切り壁の間に画定され、該第２の共鳴室と該排気通路とが該第２の仕切り壁に形成された穴によって連通されるようにした請求項１に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  3. 該第１及び第２の共鳴室が該排気通路を横断する連通路によって連通されている請求項２に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  4. 該消音部材が、該２つの仕切り壁の下流側端部を連結する連結壁を有している請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  5. 該排気通路の、該連結壁と該２つの仕切り壁によって画定される空間部分に、上流から下流へ流れる排気を通すと共に消音を行う消音材料が設けられている請求項４に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  6. 該ハウジングが排気路管を備え、該排気路管が該排気路を画定している請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
  7. 該排気路管がハウジングに対して取り外し可能とされている請求項６に記載のヘルムホルツ型消音装置付きエア工具。
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