JP6781844B2 - ベルト式研削工具 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式研削工具に関し、より詳細には、無端研削ベルトを冷却する機能を備えたベルト式研削工具に関する。

ベルト式研削工具は、回転自在に配置されたアイドルプーリと、モータにより回転駆動されるドライブプーリと、これらアイドルプーリとドライブプーリとに掛け回される無端研削ベルトとを備え、ドライブプーリの回転に伴って回転駆動される無端研削ベルトを研削対象物に押し当てることにより該研削対象物の研削を行なうようにした工具である（特許文献１）。このようなベルト式研削工具では、研削作業中に無端研削ベルトが研削対象物との間の摩擦により加熱される。

無端研削ベルトが加熱されることに伴ってドライブプーリやモータ軸なども熱くなり、特にそれらを回転支持するベアリングが熱により劣化することがあった。このような問題に対して、例えば特許文献２に示すベルトサンダにおいては、ドライビングローラにファンを設けて、ドライビングローラとともにファンを回転させることで外気を工具内部に吸引するようにしている。吸引された空気はドライビングローラの内側を通って別の集塵ファンによりダストバック内へ導かれる。これにより、空気がドライビングローラの軸やそれを回転支持するベアリングの周囲を流れることになり、それら部材が空気の流れによって冷却される。

特開２０１４−１６６６６８ 実公平６−１３８２７

無端研削ベルトが加熱されたときのもう一つの問題として、無端研削ベルトの破断がある。無端研削ベルトは、通常、帯状の材料の両端を接着剤で接着することにより無端のベルト形状としているが、接着部分が過度に熱くなると接着剤が溶解してベルトが破断してしまうことがある。上述の従来のベルトサンダにおいてもドライビングローラを冷却することにより無端研削ベルトは間接的にある程度は冷却されるが、該ベルトサンダでは主としてドライビングローラの軸やベアリングを冷却する構造となっており、無端研削ベルトに対する冷却効果は十分でない。

そこで本発明は、アイドルプーリとドライブプーリとに掛け回された無端研削ベルトを効率よく冷却することができるようにしたベルト式研削工具を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、
モータを備える工具本体と、
該工具本体に対して回転自在に取り付けられたアイドルプーリと、
該モータによって回転駆動され、該アイドルプーリとの間に掛け回される無端研削ベルトを支持する筒状の外周部を有するドライブプーリと、
少なくとも一部が該外周部の径方向内側に配置され、該ドライブプーリとともに回転して該外周部の内側を該ドライブプーリの回転軸線の方向に通過する空気の流れを生じさせるファンと、
該外周部の一方の側端縁に該回転軸線の方向で隣接して配置されるカバープレート部を有し、該工具本体との間に該ドライブプーリを収容する収容空間を画定するカバーであって、該カバープレート部に該外周部の内周面に対する径方向内側の位置で該収容空間に開口する内側開口部、及び該外周部の該内周面に対する径方向外側の位置で該収容空間に開口する外側開口部が形成されている、カバーと、
該収容空間内において、該内側開口部から該外周部の内側を通り、該外周部の他方の側端縁を廻り、該外周部の外側を通って該外側開口部に至る通気経路と、
を備え、
該ファンが回転されたときに、外部の空気が該内側開口部と該外側開口部とのうちの一方から該収容空間の中に吸引され、該通気経路に沿って流れて、該内側開口部と該外側開口部とのうちの他方から該収容空間の外に排出されるようにされた、ベルト式研削工具を提供する。

当該ベルト式研削工具においては、ファンによって収容空間の中に吸引された空気が、ドライブプーリの外周部の内側だけでなく外側も通過するようになっている。そのためドライブプーリだけでなく外周部の外周面上に支持されている無端研削ベルトも直接冷却されるようになる。これにより、無端研削ベルトをより効率よく冷却することができ、熱による無端研削ベルトの破断を防止することが可能となる。

具体的には、該カバープレート部が、該外周部の該内周面の径方向内側の位置から径方向外側の位置にまで延びるスロット穴を有し、該内側開口部と該外側開口部とが該スロット穴の一部として形成されているようにすることができる。

好ましくは、該スロット穴が、該回転軸線の放射方向に対して湾曲して延びているようにすることができる。直線的な穴に比べて開口面積を大きくすることができ、より効率よく空気を収容空間の中に吸引することが可能となる。

好ましくは、該スロット穴が人の指が入らない大きさとされている。これにより指が回転するドライブプーリや無端研削ベルトに誤って接触して怪我をすることを防止することが可能となる。なお、「人の指が入らない大きさ」とは、使用環境に合わせて選択されたテストフィンガーが収容空間の中にまで通らない大きさを意味する。

具体的には、該ドライブプーリが、該モータに駆動連結された回転軸に連結される中心固定部と、該外周部から該中心固定部にまで延びる連結部とをさらに備え、該連結部に該回転軸線の方向に貫通する貫通孔が形成されており、該通気経路が該貫通孔を通るようにすることができる。

さらに具体的には、該ファンが回転されたときに、外部の空気が、該通気経路に沿って、該内側開口部から該収容空間の中に吸引され、該外周部の内側を通り、該貫通孔を通過してから該外周部の該他方の側端縁を廻り、該外周部の外側を通って該外側開口部から該収容空間の外に排出されるようにすることができる。

好ましくは、該ファンが該外周部の周方向に第１間隔で配置された複数の羽根を有し、該貫通孔が該周方向に該第１間隔とは異なる第２間隔で複数配置されているようにすることができる。

さらに好ましくは、該ファンと該ドライブプーリの該連結部との間に該回転軸線の方向での隙間が形成されているようにすることができる。これにより、貫通孔がファンによって塞がれないようにすることが可能となる。

また本発明は、
モータを備える工具本体と、
該工具本体に対して回転自在に取り付けられたアイドルプーリと、
該モータによって回転駆動され、該アイドルプーリとの間に掛け回される無端研削ベルトを支持する筒状の外周部を有するドライブプーリと、
少なくとも一部が該外周部の径方向内側に配置され、該ドライブプーリとともに回転して該外周部の内側を該ドライブプーリの回転軸線の方向に通過する空気の流れを生じさせるファンと、
該外周部の一方の側端縁に該回転軸線の方向で隣接して配置されるカバープレート部を有し、該工具本体との間に該ドライブプーリを収容する収容空間を画定するカバーであって、該カバープレート部に該外周部の内周面に対する径方向内側の位置で該収容空間に開口する内側開口部から該外周部の該内周面に対する径方向外側の位置で該収容空間に開口する外側開口部にまで延びるスロット穴が形成されている、カバーと、
を備え、
該ファンが回転されたときに、外部の空気が該スロット穴から該収容空間の中に吸引され、該外周部の内側を通って該収容空間の外に排出されるようにされた、ベルト式研削工具を提供する。

このベルト式研削工具によれば、カバーに設けられたスロット穴がドライブプーリの外周部の内側から外側にまで延びているため、ファンによって外部の空気が収容空間に吸引されるときに、空気が側端縁において外周部に吹き付けられるようになる。また、スロット穴の開口面積が大きくなりより多くの空気を吸引できるようになる。これらにより、ドライブプーリを効率よく冷却することが可能となる。

以下、本発明に係るベルト式研削工具の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係る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カバーを取り外した状態の側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。 カバーの第２実施形態を示す図である。 カバーの第３実施形態を示す図である。 カバーの第４実施形態を示す図である。 カバーの第５実施形態を示す図である。

本発明の一実施形態に係るベルト式研削工具１０は、図１乃至図３に示すように、長手軸線Ｌの方向に延びる工具本体１２と、工具本体１２の先端部１４において回転自在に取り付けられたアイドルプーリ１６と、工具本体１２が有する電動モータ１８に駆動連結された回転軸２０に固定されたドライブプーリ２２とを備える。アイドルプーリ１６とドライブプーリ２２との間には無端研削ベルト２４が掛け回されている。ドライブプーリ２２は、電動モータ１８により図２で見て反時計回りに回転駆動され、これに伴い無端研削ベルト２４も同方向に回転される。工具本体１２には無端研削ベルト２４の内周面２４ａに沿うようにシュー２５が取り付けられており、回転する無端研削ベルト２４をシュー２５で内側から支持されている位置で研削対象物に押し当てることにより、該研削対象物に対する研削作業を行なうようになっている。

ドライブプーリ２２は、図３に示すように、回転軸２０に固定される筒状の中心固定部２６と、無端研削ベルト２４を支持する筒状の外周部２８と、中心固定部２６と外周部２８とを連結するようにドライブプーリ２２の回転軸線Ｒに対する放射方向に延びる連結部３０とを有する。ドライブプーリ２２は回転軸２０に螺合された六角ナット３２によって回転軸２０に対して固定されている。回転軸線Ｒの方向での外周部２８の両側の側端縁２８ａ、２８ｂには、無端研削ベルト２４が脱落しないようにするためのフランジ部３４がそれぞれ設けられている。

ドライブプーリ２２の外周部２８の径方向内側にはファン３６が設けられている。ファン３６は、中心固定部３８と、中心固定部３８から径方向外側に延びる羽根４０とを有する。図２から分かるように、羽根４０は周方向で等間隔に５枚配置されている。ファン３６は、中心固定部３８に六角ナット３２の一部を受け入れた状態で、固定ネジ４２によって六角ナット３２に固定されている。六角ナット３２を受け入れている中心固定部３８の内周面３８ａは六角ナット３２の外径に合わせた六角形となっていて、ファン３６が六角ナット３２に対して回転方向で確実に固定されるようにしている。固定ネジ４２は、その端面４２ａが回転軸２０の端面２０ａに突き当たった状態で固定されている。これにより、六角ナット３２及び固定ネジ４２が緩みにくいようにしている。ファン３６と六角ナット３２との間にはＯリング４４が配置されているが、これはファン３６を固定ネジ４２の頭に押し付けてファン３６のガタツキを防止するためのものである。ファン３６は、その全体が外周部２８の内側に位置しているが、外周部２８の外側に一部が飛び出すような形状とすることもできる。

ドライブプーリ２２の連結部３０には、回転軸線Ｒの方向に貫通する貫通孔４６が形成されている。この貫通孔４６は、図２ではファン３６の羽根４０により一部が隠れて見えていないが、周方向で等間隔に８つ設けられている。ファン３６の羽根４０と貫通孔４６とを周方向で異なる間隔で配置することにより、ドライブプーリ２２に対してファン３６を回転方向でのどのような向きで取付けた場合でも、全ての貫通孔４６の正面が羽根４０で遮られてしまう状態にはならないようにできる。また、ファン３６の羽根４０とドライブプーリ２２の連結部３０との間には回転軸線Ｒの方向での隙間４８が形成されており、連結部３０の貫通孔４６がファン３６の羽根４０によって塞がれないようにして後述する空気の流れを妨げないようにしている。

工具本体１２にはさらに固定ネジ５０によってカバー５２が取り付けられている。カバー５２は、固定ネジ５０によって工具本体１２に固定される固定部５４と、回転軸線Ｒの方向で外周部２８の一方の側端縁２８ａに隣接して配置されるカバープレート部５６を有し、工具本体１２との間にドライブプーリ２２を収容する収容空間５８を画定している。カバープレート部５６には、図１に示すように、回転軸線Ｒの放射方向に対して湾曲して延びる複数のスロット穴６０が設けられている。このスロット穴６０は、ドライブプーリ２２の外周部２８の内周面２８ｃの径方向内側の位置から径方向外側の位置にまで延びていて、外周部２８の内周面２８ｃに対する径方向内側の位置で収容空間５８に開口する内側開口部６２と、径方向外側の位置で収容空間５８に開口する外側開口部６４とを有している。なお、スロット穴６０は、人の指が収容空間５８内にまで入らない大きさとされている。具体的には、使用環境に合わせて適宜選択されるテストフィンガーが収容空間５８内にまで入らない大きさに設計されている。当該実施形態の設計に用いたテストフィンガーは国際規格ＩＥＣ６０５２９に基づくものである。カバープレート部５６の中心付近には、ドライブプーリ２２の回転方向を示す矢印形状の穴６６が形成されている。

当該ベルト式研削工具１０においては、上記構成により、図３に矢印で示すような通気経路６８が形成される。この通気経路６８は、カバー５２の内側開口部６２からドライブプーリ２２の外周部２８の内側を通り、連結部３０の貫通孔４６を通過してから外周部２８の他方の側端縁２８ｂを廻り、外周部２８の外側を通って外側開口部６４に至る。上述のようにドライブプーリ２２の内側に配置されたファン３６は回転軸２０に対して固定されているため、ドライブプーリ２２を回転駆動するとドライブプーリ２２とともに回転する。ファン３６が回転すると、ファン３６によってドライブプーリ２２の外周部２８の内側を回転軸線Ｒの方向に通過する空気の流れが生じる。そうすると、空気が通気経路６８に沿って流れるようになる。具体的には、外部の空気が、内側開口部６２から収容空間５８の中に吸引され、ファン３６が配置されているドライブプーリ２２の外周部２８の内側を通り、貫通孔４６を通過してドライブプーリ２２の外側に出る。貫通孔４６を通過した空気は、収容空間５８の内周面５８ａに当たって径方向外側に向きを変えて、外周部２８の他方の側端縁２８ｂを廻る。該空気はさらに外周部２８の外側を通って、外側開口部６４から収容空間５８の外に排出される。外側開口部６４から排出された空気の一部は、スロット穴６０に沿って、又は一旦カバー５２の外側に出てから、再び内側開口部６２から収容空間５８内に吸引される。また、収容空間５８の前方部分５８ｂ（図１及び図２で見て上方の部分）及び下方部分５８ｃ（図１及び図２で見て左方の部分）は開放されているため、収容空間５８内に吸引された空気の一部は貫通孔４６を通過した後にこれら前方部分５８ｂ及び下方部分５８ｃから収容空間５８の外に排出される。前方部分５８ｂ及び下方部分５８ｃは無端研削ベルト２４が通過する部分であるため、前方部分５８ｂ及び下方部分５８ｃから排出される空気の一部は、無端研削ベルト２４に吹き付けられることになる。

このように当該ベルト式研削工具１０においては、ファン３６によって収容空間５８の中に吸引された外部の空気がドライブプーリ２２の外周部２８の内側と外側を両方とも通過するため、ドライブプーリ２２をより効率的に冷却できる。よって、ドライブプーリ２２を介して無端研削ベルト２４をより効率よく冷却できる。また、通気経路６８を流れる空気は外周部２８の外側を通過する際に無端研削ベルト２４にも直接当たるため、無端研削ベルト２４を直接冷却することもできる。これにより、従来のベルト式研削工具１０に比べて、無端研削ベルト２４の冷却をより効率よく行うことが可能となり、熱による無端研削ベルト２４の破断を防止することができる。

また上記実施形態においては、スロット穴６０がドライブプーリ２２の外周部２８の内側から外側にまで延びていて外周部２８の一方の側端縁２８ａの部分にも位置しているため、スロット穴６０から空気が吸引される際に空気が側端縁２８ａにおいて外周部２８に吹き付けられるようになる。これによっても、ドライブプーリ２２の冷却を効率よく行うことが可能となり、熱による無端研削ベルト２４の破断をより確実に防止することができる。また、収容空間５８の前方部分５８ｂ及び下方部分５８ｃから排出される空気の一部は、無端研削ベルト２４に吹き付けられるため、これによっても無端研削ベルト２４を冷却することが可能となる。

カバー５２に設けられた内側開口部６２及び外側開口部６４の形状や配置は任意に変更可能である。例えば図４に示すカバー１５２においては、内側開口部１６２と外側開口部１６４とが独立した穴として形成されている。ただしこの場合には、ドライブプーリ２２の外周部２８に空気は吹き付けられなくなる。図５に示すカバー２５２においては、スロット穴２６０が折れ曲がった形状となっており、外側開口部２６４の面積がより大きくなるようにしている。図６に示すカバー３５２においては、スロット穴３６０の湾曲方向が図１のカバー５２とは逆になっている。図７に示すカバー４５２においては、直線状の長いスロット穴４６０−１と短いスロット穴４６０−２とが周方向で交互に配置されている。これらのスロット穴並びに内側開口部及び外側開口部の形状や配置は例示であり、これら以外の形態とすることもできる。

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では外部の空気を内側開口部から吸引して外側開口部から排出するようにしているが、ドライブプーリの回転方向を逆にするか又はファンの羽根の向きを逆にするなどして、空気が逆向きに流れるようにしてもよい。すなわち、外部の空気を外側開口部から収容空間の中に吸引して、ドライブプーリの外周部の外側を通し外周部の他方の側端縁を廻り連結部の貫通孔を通過して外周部の内側を通って、内側開口部から収容空間の外に排出するようにしてもよい。また、収容空間に吸引された空気がドライブプーリの外周部に直接吹き付けられる構成と、外周部の内側と外側を通る通気経路に沿って流れる構成は両方備えていることが望ましいが、必ずしも両方備えている必要はなくどちらか一方のみの構成だけでも従来技術に対して十分に優れた冷却効果を得ることが可能である。また、ファンの羽根や連結部の貫通孔の数は変更しても良い。上記実施形態は電動モータを備える電動式のベルト式研削工具であるが、電動モータに代えてエアモータを採用した空気式のベルト式研削工具としてもよい。

１０ ベルト式研削工具
１２ 工具本体
１４ 先端部
１６ アイドルプーリ
１８ 電動モータ
２０ 回転軸
２０ａ 端面
２２ ドライブプーリ
２４ 無端研削ベルト
２４ａ 内周面
２５ シュー
２６ 中心固定部
２８ 外周部
２８ａ 側端縁
２８ｂ 側端縁
２８ｃ 内周面
３０ 連結部
３２ 六角ナット
３４ フランジ部
３６ ファン
３８ 中心固定部
３８ａ 内周面
４０ 羽根
４２ 固定ネジ
４２ａ 端面
４４ Ｏリング
４６ 貫通孔
４８ 隙間
５０ 固定ネジ
５２ カバー
５４ 固定部
５６ カバープレート部
５８ 収容空間
５８ａ 内周面
５８ｂ 前方部分
５８ｃ 下方部分
６０ スロット穴
６２ 内側開口部
６４ 外側開口部
６６ 矢印形状の穴
６８ 通気経路
１５２ カバー
１６２ 内側開口部
１６４ 外側開口部
２５２ カバー
２６０ スロット穴
２６４ 外側開口部
３５２ カバー
３６０ スロット穴
４５２ カバー
４６０−１ 長いスロット穴
４６０−２ 短いスロット穴
Ｌ 長手軸線
Ｒ 回転軸線

Claims (9)

1. モータを備える工具本体と、
   該工具本体に対して回転自在に取り付けられたアイドルプーリと、
   該モータによって回転駆動され、該アイドルプーリとの間に掛け回される無端研削ベルトを支持する筒状の外周部を有するドライブプーリと、
   少なくとも一部が該外周部の径方向内側に配置され、該ドライブプーリとともに回転して該外周部の内側を該ドライブプーリの回転軸線の方向に通過する空気の流れを生じさせるファンと、
   該外周部の一方の側端縁に該回転軸線の方向で隣接して配置されるカバープレート部を有し、該工具本体との間に該ドライブプーリを収容する収容空間を画定するカバーであって、該カバープレート部に該外周部の内周面に対する径方向内側の位置で該収容空間に開口する内側開口部、及び該外周部の該内周面に対する径方向外側の位置で該収容空間に開口する外側開口部が形成されている、カバーと、
   該収容空間内において、該内側開口部から該外周部の内側を通り、該外周部の他方の側端縁を廻り、該外周部の外側を通って該外側開口部に至る通気経路と、
   を備え、
   該ファンが回転されたときに、外部の空気が該内側開口部と該外側開口部とのうちの一方から該収容空間の中に吸引され、該通気経路に沿って流れて、該内側開口部と該外側開口部とのうちの他方から該収容空間の外に排出されるようにされた、ベルト式研削工具。
2. 該カバープレート部が、該外周部の該内周面の径方向内側の位置から径方向外側の位置にまで延びるスロット穴を有し、該内側開口部と該外側開口部とが該スロット穴の一部として形成されている、該請求項１に記載のベルト式研削工具。
3. 該スロット穴が、該回転軸線の放射方向に対して湾曲して延びている、請求項２に記載のベルト式研削工具。
4. 該スロット穴が人の指が入らない大きさとされている、請求項２又は３に記載のベルト式研削工具。
5. 該ドライブプーリが、該モータに駆動連結された回転軸に連結される中心固定部と、該外周部から該中心固定部にまで延びる連結部とをさらに備え、該連結部に該回転軸線の方向に貫通する貫通孔が形成されており、該通気経路が該貫通孔を通るようにされた、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のベルト式研削工具。
6. 該ファンが回転されたときに、外部の空気が、該通気経路に沿って、該内側開口部から該収容空間の中に吸引され、該外周部の内側を通り、該貫通孔を通過してから該外周部の該他方の側端縁を廻り、該外周部の外側を通って該外側開口部から該収容空間の外に排出されるようにされた、請求項５に記載のベルト式研削工具。
7. 該ファンが該外周部の周方向に第１間隔で配置された複数の羽根を有し、該貫通孔が該周方向に該第１間隔とは異なる第２間隔で複数配置されている、請求項５又は６に記載のベルト式研削工具。
8. 該ファンと該ドライブプーリの該連結部との間に該回転軸線の方向での隙間が形成されている、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のベルト式研削工具。
9. モータを備える工具本体と、
   該工具本体に対して回転自在に取り付けられたアイドルプーリと、
   該モータによって回転駆動され、該アイドルプーリとの間に掛け回される無端研削ベルトを支持する筒状の外周部を有するドライブプーリと、
   少なくとも一部が該外周部の径方向内側に配置され、該ドライブプーリとともに回転して該外周部の内側を該ドライブプーリの回転軸線の方向に通過する空気の流れを生じさせるファンと、
   該外周部の一方の側端縁に該回転軸線の方向で隣接して配置されるカバープレート部を有し、該工具本体との間に該ドライブプーリを収容する収容空間を画定するカバーであって、該カバープレート部に該外周部の内周面に対する径方向内側の位置で該収容空間に開口する内側開口部から該外周部の該内周面に対する径方向外側の位置で該収容空間に開口する外側開口部にまで延びるスロット穴が形成されている、カバーと、
   を備え、
   該ファンが回転されたときに、外部の空気が該スロット穴から該収容空間の中に吸引され、該外周部の内側を通って該収容空間の外に排出されるようにされた、ベルト式研削工具。
   

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