JP6494805B2 - Pneumatic tool - Google Patents
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Description
本発明はエアモータを備えたエア工具に係り、特にエアモータからの排気流路におけるエアモータに近い位置に容積の大きい膨張室を設けることにより、エアモータの作動効率を向上させるようにしたエア工具に関する。 The present invention relates to an air tool provided with an air motor, and more particularly, to an air tool that improves the operating efficiency of an air motor by providing an expansion chamber having a large volume at a position close to the air motor in an exhaust passage from the air motor.
エア工具であるエアグラインダは、一般に、エアモータの回転駆動出力シャフトに対して、傘歯車装置を介して該回転駆動出力シャフトに駆動連結された工具駆動シャフトを備え、該工具駆動シャフトの先端に回転研磨ディスクが取り付けられた構造となっている(例えば、特許文献1)。 An air grinder, which is an air tool, generally includes a tool drive shaft that is drivingly connected to a rotary drive output shaft of an air motor via a bevel gear device, and rotates at the tip of the tool drive shaft. A structure in which a polishing disk is attached (for example, Patent Document 1).
このようなエアグラインダにおいては、エアモータの作動効率を向上するためには当該エアモータからの排気側の圧力をなるべく低くして、エアモータに対するエア供給側の圧力とエア排出側の圧力との差圧を大きくすることが必要とされる。例えば特許文献2は、排気路に膨張室を設けエアモータから排出された空気を膨張できるようにすることにより排気側圧力を低減するようにしている。 In such an air grinder, in order to improve the operating efficiency of the air motor, the pressure on the exhaust side from the air motor is made as low as possible, and the differential pressure between the pressure on the air supply side and the pressure on the air discharge side to the air motor is reduced. It needs to be large. For example, in Patent Document 2, an exhaust chamber is provided in the exhaust passage so that the air discharged from the air motor can be expanded to reduce the exhaust side pressure.
また、上述のごときエアグラインダにおいては、エアモータからの排気を、傘歯車装置を収納する部分の周壁に吹き付けることにより、回転する傘歯車から飛散した潤滑油が周壁に付着するのを抑制し、また、周壁に付着した潤滑油を剥離させて傘歯車に再度付着したりすることにより効率的な潤滑を可能とする工夫がなされている。(例えば、特許文献3) Further, in the air grinder as described above, the exhaust from the air motor is blown onto the peripheral wall of the portion that houses the bevel gear device, thereby suppressing the lubricant scattered from the rotating bevel gear from adhering to the peripheral wall. In order to achieve efficient lubrication, the lubricating oil adhering to the peripheral wall is peeled off and reattached to the bevel gear. (For example, Patent Document 3)
上述のエアモータの作動効率を上げるために膨張室を設ける試みは、当該膨張室を設けることによりエアモータのハウジングの外形サイズを大きくすることになりがちである。上述したエアグラインダなどの手持ちの工具では、当該工具の外形サイズが大きくなると作業者によるエア工具の把持がしにくくなったり、当該エア工具の先端となる作業部位の視認がしにくくなったり、また、例えば隅部分などの狭いところの作業が困難になるといった問題がある。 Attempts to provide an expansion chamber in order to increase the operating efficiency of the air motor tend to increase the outer size of the air motor housing by providing the expansion chamber. With a hand-held tool such as the above-mentioned air grinder, it becomes difficult for an operator to grip the air tool, or it becomes difficult to visually recognize the work site that is the tip of the air tool, as the external size of the tool increases. For example, there is a problem that it becomes difficult to work in a narrow place such as a corner portion.
傘歯車装置室に排気を供給して潤滑効率をあげるためには、エアモータからの排気を傘歯車に直接吹き付けて該排気が連行する潤滑油の粒子を該傘歯車に付着させることも考えられるが、特許文献3での傘歯車室室内への排気は高圧高速であるため、それを傘歯車に吹き付けても潤滑油の付着は余り望めない。 In order to increase the lubrication efficiency by supplying exhaust gas to the bevel gear device chamber, it is conceivable that the exhaust gas from the air motor is blown directly onto the bevel gear and the lubricant oil particles accompanying the exhaust adhere to the bevel gear. Since the exhaust into the bevel gear chamber in Patent Document 3 is high-pressure and high-speed, even if it is blown onto the bevel gear, the adhesion of the lubricating oil cannot be expected much.
本発明はエア工具の外形サイズを大きくせずにエアモータの排気路に膨張室を設けるようにすることを目的とし、また、減圧した排気を傘歯車室内に導入することにより傘歯車装置の潤滑をより効率的に行えるようにしたエア工具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an expansion chamber in the exhaust passage of an air motor without increasing the outer size of the air tool, and to lubricate the bevel gear device by introducing reduced pressure exhaust into the bevel gear chamber. An object of the present invention is to provide an air tool which can be performed more efficiently.
すなわち、本発明は
第1長手軸線を中心に回転駆動されるロータ、該ロータを回転可能に収納する筒状のロータケーシング、及び該ロータの一端から該第1長手軸線に沿って延びるモータ出力シャフトを備えるエアモータと、
該第1長手軸線に対して所定角度をなす第2長手軸線に沿って延びる工具駆動シャフトと、
該ロータの該一端側において該ロータケーシングの端部を閉止すると共に該モータ出力シャフトを軸受けする環状軸受け部と、
該モータ出力シャフトの端部に設けられた第1傘歯車及び該工具駆動シャフトの端部に設けられ該第1傘歯車に噛合して該モータ出力シャフトと該工具駆動シャフトとを駆動連結する第2傘歯車を有する傘歯車装置と、
該エアモータ、該環状軸受け部、該傘歯車装置、及び該工具駆動シャフトを収納するハウジングと
を有するエア工具であって、
該ハウジングが、
該第1長手軸線方向に沿って延びる筒状のモータハウジング部であって、該エアモータを収納するモータ収納部及び該モータ収納部の端部に連接されて該環状軸受け部及び該環状軸受け部から延出する該モータ出力シャフトを収納する出力シャフト収納部を有する筒状のモータハウジング部と、
該工具駆動シャフトを収納する筒状の工具シャフトハウジング部と、
該モータハウジング部の端部と該工具シャフトハウジング部とを連結するように屈曲したコーナーハウジング部と
を有し、
該モータ収納部は、該ロータケーシングの半径方向外側で周方向に延び且つ第1長手軸線方向に延びて、該ロータケーシングから排出される排気を受け入れる排気受入部を有し、
該出力シャフト収納部は、該排気受入部と連通し、該環状軸受け部の半径方向外側を該第1長手軸線方向に延びる排気連通孔と、該排気連通孔と連通し、周方向且つ該第1長手軸線方向で延びる膨張室であって、該排気連通孔よりも大きい湾曲した横断面積を有し該排気連通孔を通り該膨張室に入った排気が膨張可能な容積をもつ膨張室を有し、
該コーナーハウジング部及び該出力シャフト収納部の少なくとも一方は、該膨張室から延び当該ハウジングの外側に連通した排気出口を有するエア工具を提供する。That is, the present invention relates to a rotor that is driven to rotate about a first longitudinal axis, a cylindrical rotor casing that rotatably accommodates the rotor, and a motor output shaft that extends from one end of the rotor along the first longitudinal axis. An air motor comprising:
A tool drive shaft extending along a second longitudinal axis forming a predetermined angle with respect to the first longitudinal axis;
An annular bearing for closing the end of the rotor casing on the one end side of the rotor and bearing the motor output shaft;
A first bevel gear provided at an end portion of the motor output shaft and a first bevel gear provided at an end portion of the tool drive shaft and engaged with the first bevel gear to drive-connect the motor output shaft and the tool drive shaft. A bevel gear device having two bevel gears;
An air tool comprising the air motor, the annular bearing, the bevel gear device, and a housing that houses the tool drive shaft;
The housing is
A cylindrical motor housing portion extending along the first longitudinal axis direction, the motor housing portion housing the air motor and the end of the motor housing portion connected to the annular bearing portion and the annular bearing portion. A cylindrical motor housing portion having an output shaft storage portion for storing the extended motor output shaft;
A cylindrical tool shaft housing portion for housing the tool drive shaft;
A corner housing portion bent so as to connect the end portion of the motor housing portion and the tool shaft housing portion;
The motor storage portion has an exhaust receiving portion that extends in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the rotor casing and extends in the first longitudinal axis direction, and receives the exhaust discharged from the rotor casing.
The output shaft storage portion communicates with the exhaust receiving portion, communicates with the exhaust communication hole extending in the first longitudinal axis direction on the radially outer side of the annular bearing portion, and with the circumferential direction and the first 1. An expansion chamber extending in the longitudinal axis direction, having an expansion chamber having a curved cross-sectional area larger than the exhaust communication hole and having a volume capable of expanding the exhaust gas that has passed through the exhaust communication hole and has entered the expansion chamber. And
At least one of the corner housing part and the output shaft storage part provides an air tool having an exhaust outlet extending from the expansion chamber and communicating with the outside of the housing.
このエア工具においては、膨張室を出力シャフト収納部に設けるようにしている。出力シャフト収納部の膨張室を設ける部分は、環状軸受け部から延出する出力シャフトを収納する部分であり、該出力シャフトの周りを囲む当該ハウジングは厚肉となっている。膨張室は、この厚肉部分に周方向及び軸線方向に延びるように設けることにより排気を受け入れる大きな容積を形成するようにしているのであり、当該ハウジングの外形サイズを大きくする必要は実質的にない。このようにして形成された膨張室に入る排気は、ここで大きく減圧される。このために、エアモータの排気側の圧力を小さくすることが可能で、エアモータの給気側との圧力差を大きくして当該エアモータの作動効率を上げることを可能としている。 In this air tool, an expansion chamber is provided in the output shaft storage portion. The portion where the expansion chamber of the output shaft housing portion is provided is a portion for housing the output shaft extending from the annular bearing portion, and the housing surrounding the output shaft is thick. The expansion chamber is provided in the thick portion so as to extend in the circumferential direction and the axial direction, thereby forming a large volume for receiving exhaust gas, and there is substantially no need to increase the outer size of the housing. . The exhaust gas entering the expansion chamber formed in this way is greatly decompressed here. For this reason, the pressure on the exhaust side of the air motor can be reduced, and the pressure difference from the air supply side of the air motor can be increased to increase the operating efficiency of the air motor.
具体的には、該膨張室は、該環状軸受け部から該第1長手軸線方向で離されて設けられ、該排気連通孔は、該環状軸受け部と該膨張室の間を該第1長手軸線方向で延びる相互に周方向に離された2つの連通孔部分を有するようにすることができる。 Specifically, the expansion chamber is provided away from the annular bearing portion in the first longitudinal axis direction, and the exhaust communication hole is provided between the annular bearing portion and the expansion chamber. It is possible to have two communicating hole portions extending in the direction and separated from each other in the circumferential direction.
また、膨張室はモータ出力シャフトを中心に150°乃至180°の角度範囲で周方向に延びるようにすることができる。 Further, the expansion chamber can extend in the circumferential direction within an angle range of 150 ° to 180 ° around the motor output shaft.
更に、膨張室から延び傘歯車装置を収納している室の壁面に開口し、歯車装置に排気を吹き付ける排気吹き付け孔を備えるようにすることもできる。 Further, it can be provided with an exhaust blowing hole that extends from the expansion chamber and opens in the wall surface of the chamber that houses the bevel gear device, and blows exhaust gas to the gear device.
この場合、排気吹き付け孔が回転する第1傘歯車の回転方向に面する歯面に排気を吹き付けるように指向することが好ましい。 In this case, it is preferable to direct the exhaust air to the tooth surface facing the rotation direction of the first bevel gear in which the exhaust spray hole rotates.
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。 Embodiments of an air tool according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
添付図面に示すように、本発明に係るエア工具としてのエアグラインダ10は、その基本的構成として、第1長手軸線Aを中心に回転駆動されるロータ12、該ロータ12を回転可能に収納する筒状のロータケーシング14、及び該ロータ12の一端(図で見て左端)から第1長手軸線Aに沿って延出するモータ出力シャフト16を備えるエアモータ18と、第1長手軸線Aに対して略直角をなす第2長手軸線Bに沿って延在し、下端に研磨ディスクDが取り付けられる工具駆動シャフト20と、ロータケーシング14の左側端部を閉止すると共にモータ出力シャフト16を軸受けする環状軸受け部22と、モータ出力シャフト16の左端部に設けられた第1傘歯車24及び工具駆動シャフト20の上端部に設けられ第1傘歯車24に噛合してモータ出力シャフト16と工具駆動シャフト20とを駆動連結する第2傘歯車26を有する傘歯車装置28と、エアモータ18、環状軸受け部22、傘歯車装置28、及び工具駆動シャフト20を収納するハウジング30とを有している。図示の例では、エアモータ18はベーン式モータとされており、18aはロータ12に形成された半径方向に延びる溝に収納されて当該ロータ12の回転に伴い半径方向で変位し、ロータケーシング14の内周面に対して摺動するベーンを示している。14aで示すのは、ロータケーシング14の略半周に亘って点在するように設けられた排気口であり、ロータ12を駆動した圧搾空気はこれら排気口14aを通してロータケーシング14の外部に排出される。
As shown in the accompanying drawings, an
ハウジング30は、第1長手軸線A方向に沿って延びエアモータ18を収納するモータ収納部30a及び該モータ収納部30aの左端部に連接されて環状軸受け部22及び環状軸受け部22から左方に延出するモータ出力シャフト16を収納する出力シャフト収納部30bを有する筒状のモータハウジング部30Aと、工具駆動シャフト20を収納する筒状の工具シャフトハウジング部30Bと、モータハウジング部30Aの左端部と工具シャフトハウジング部30Bの上端部とを連結するように屈曲したコーナーハウジング部30Cとを有する。
The
モータ収納部30aは、ロータケーシング14の半径方向外側で360°にわたって周方向に延び且つ(ロータ12の略全長に沿って)第1長手軸線A方向に延びて、排気孔14aからの排気を受け入れる排気受入部32を有する。
The
出力シャフト収納部30bは、排気受入部32と連通して環状軸受け部22の半径方向外側を第1長手軸線A方向に延びる排気連通孔34と、環状軸受け部22から前方に離された位置に設けられ該排気連通孔34に連通されている膨張室36とを有する。図示の例では、排気連通孔34はハウジング30のロータケーシング14の外周面に係合されるようにされた支持突起30eを第1長手軸線A方向で貫通するように延びる第1の連通孔部分34a(例えば円周方向で相互に離された3つの第1の連通孔部分34a)と、該連通孔部分34aに連通し環状軸受け部22の半径方向外側を環状に延びる第2の連通孔部分34bと、該第2の連通孔部分34bから延び膨張室36に連通する第3の連通孔部分34cからなっている。図示の例では、図3に示すように、膨張室36が円周方向でほぼ180°にわたり湾曲するように設けられており、円弧状とされた2つの第3の連通孔部分34cが膨張室36の周方向の両端部分に連通するようにされている。膨張室36は第1乃至第3の連通孔部分34a―34cのいずれの部分の横断面積よりも大きい横断面積を有し、当該排気連通孔34を通り膨張室36に入った排気が膨張可能な容積をもつようにされている。膨張室36は、2つの排気連通孔34の周方向での間隔角度に応じて略150°乃至略180°とすることが好ましく、この実施形態においては図3で見て、膨張室36の周方向両側部分が排気連通孔34に重なるように略180°の角度範囲にわたって延びている。
The output
出力シャフト収納部30b及びコーナーハウジング部30Cの少なくとも一方(図示の例ではそれら両方)には、膨張室36と連通され当該ハウジング30の外側に連通する排気出口38,40が設けられている。本発明においては膨張室36を、出力シャフト収納部30bにおいて環状軸受け部22から延出するモータ出力シャフト16の周囲の、同出力シャフト収納部30bの環状軸受け部22の周囲よりも肉厚となる部分を利用して設けることにより、当該ハウジング30の周囲サイズが大きくなることを避けながらエアモータ18からの排気の膨張を可能とし、膨張した排気を排気出口38、40から外部に排出するようにしている。図示の例では、排気出口38,40は、図4に示すように、コーナーハウジング部30Bの側面に設けられ図示しない消音材などが設定できるようにした1つの大きな開口42を通して外部に連通するようにされている。
At least one of the output
図5は膨張室36から延びて傘歯車装置を収納している室28aの壁面に開口され、膨張室36で膨張された排気を第1傘歯車24に吹き付けるようにした排気吹き付け孔44の配置の一例を示している。この排気吹き付け孔44は、エアモータから潤滑油の粒子を連行する排気を第1傘歯車24に吹き付けることで、潤滑油が第1傘歯車24に付着するようにするものであるが、図示のように、回転方向に向いている歯面に向けるようにすることが好ましい。第2傘歯車と係合する面に潤滑油を付着させることにより効率よく潤滑ができるようにするためである。本発明では、膨張室36で減圧して減速した排気を吹き付けるようにしており、第1傘歯車24の歯面への効率の良い油分付着を可能としている。第1傘歯車24に排気を吹き付けるようにしたのは、第1傘歯車24から第2傘歯車26への減速回転伝達のために第1傘歯車24が第2傘歯車26よりも小径(小数歯)とされるため、第2傘歯車26よりも加熱しやすいからである。図5において右下に開口しているのは研削ディスクを交換するときに歯車を固定し研削ディスクが取り付けられた工具駆動シャフト20が回転しないようにするためのスピンドルロックを装着するための孔19である。
FIG. 5 shows an arrangement of an
以上、本発明に係るエア工具の一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い。例えば、エア工具はエアグラインダに限ることはなく、エアサンダーやエアドライバなどの他のエア工具に適用することが出来る。 The embodiment of the air tool according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, the air tool is not limited to an air grinder, and can be applied to other air tools such as an air sander and an air driver.
エアグラインダ10;
ロータ12;
ロータケーシング14;
排気口14a;
モータ出力シャフト16;
エアモータ18;
孔19;
工具駆動シャフト20;
環状軸受け部22;
第1傘歯車24;
第2傘歯車26;
傘歯車装置28;
室28a;
ハウジング30;
モータハウジング部30A;
モータ収納部30a;
出力シャフト収納部30b;
支持突起30e;
工具シャフトハウジング部30B;
コーナーハウジング部30C;
排気受入部32;
排気連通孔34;
第1の連通孔部分34a;
第2の連通孔部分34b;
第3の連通孔部分34c;
膨張室36;
排気出口38,40
開口42;
排気吹き付け孔44
Tool
First
A second
A third
Claims (5)
該第1長手軸線に対して所定角度をなす第2長手軸線に沿って延びる工具駆動シャフトと、
該ロータの該一端側において該ロータケーシングの端部を閉止すると共に該モータ出力シャフトを軸受けする環状軸受け部と、
該モータ出力シャフトの端部に設けられた第1傘歯車及び該工具駆動シャフトの端部に設けられ該第1傘歯車に噛合して該モータ出力シャフトと該工具駆動シャフトとを駆動連結する第2傘歯車を有する傘歯車装置と、
該エアモータ、該環状軸受け部、該傘歯車装置、及び該工具駆動シャフトを収納するハウジングと
を有するエア工具であって、
該ハウジングが、
該第1長手軸線方向に沿って延びる筒状のモータハウジング部であって、該エアモータを収納するモータ収納部及び該モータ収納部の端部に連接されて該環状軸受け部及び該環状軸受け部から延出する該モータ出力シャフトを収納する出力シャフト収納部を有する筒状のモータハウジング部と、
該工具駆動シャフトを収納する筒状の工具シャフトハウジング部と、
該モータハウジング部の端部と該工具シャフトハウジング部とを連結するように屈曲したコーナーハウジング部と
を有し、
該モータ収納部は、該ロータケーシングの半径方向外側で周方向に延び且つ第1長手軸線方向に延びて、該ロータケーシングから排出される排気を受け入れる排気受入部を有し、
該出力シャフト収納部は、該排気受入部と連通し、該環状軸受け部の半径方向外側を該第1長手軸線方向に延びる排気連通孔と、該排気連通孔と連通し、周方向且つ該第1長手軸線方向で延びる膨張室であって、該排気連通孔よりも大きい湾曲した横断面積を有し該排気連通孔を通り該膨張室に入った排気が膨張可能な容積をもつ膨張室を有し、
該コーナーハウジング部及び該出力シャフト収納部の少なくとも一方は、該膨張室から延び当該ハウジングの外側に連通した排気出口を有するエア工具。A rotor that is driven to rotate about a first longitudinal axis, a cylindrical rotor casing that rotatably accommodates the rotor, and an air motor that includes a motor output shaft that extends from one end of the rotor along the first longitudinal axis;
A tool drive shaft extending along a second longitudinal axis forming a predetermined angle with respect to the first longitudinal axis;
An annular bearing for closing the end of the rotor casing on the one end side of the rotor and bearing the motor output shaft;
A first bevel gear provided at an end portion of the motor output shaft and a first bevel gear provided at an end portion of the tool drive shaft and engaged with the first bevel gear to drive-connect the motor output shaft and the tool drive shaft. A bevel gear device having two bevel gears;
An air tool comprising the air motor, the annular bearing, the bevel gear device, and a housing that houses the tool drive shaft;
The housing is
A cylindrical motor housing portion extending along the first longitudinal axis direction, the motor housing portion housing the air motor and the end of the motor housing portion connected to the annular bearing portion and the annular bearing portion. A cylindrical motor housing portion having an output shaft storage portion for storing the extended motor output shaft;
A cylindrical tool shaft housing portion for housing the tool drive shaft;
A corner housing portion bent so as to connect the end portion of the motor housing portion and the tool shaft housing portion;
The motor storage portion has an exhaust receiving portion that extends in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the rotor casing and extends in the first longitudinal axis direction, and receives the exhaust discharged from the rotor casing.
The output shaft storage portion communicates with the exhaust receiving portion, communicates with the exhaust communication hole extending in the first longitudinal axis direction on the radially outer side of the annular bearing portion, and with the circumferential direction and the first 1. An expansion chamber extending in the longitudinal axis direction, having an expansion chamber having a curved cross-sectional area larger than the exhaust communication hole and having a volume capable of expanding the exhaust gas that has passed through the exhaust communication hole and has entered the expansion chamber. And
At least one of the corner housing part and the output shaft housing part has an exhaust outlet extending from the expansion chamber and communicating with the outside of the housing.
The air tool according to claim 4, wherein the exhaust spray hole is directed to spray exhaust gas on a tooth surface facing the rotation direction of the first bevel gear that rotates.
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