JPH0639745A - 空気動力工具用調速器 - Google Patents

空気動力工具用調速器

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JPH0639745A
JPH0639745A JP5143665A JP14366593A JPH0639745A JP H0639745 A JPH0639745 A JP H0639745A JP 5143665 A JP5143665 A JP 5143665A JP 14366593 A JP14366593 A JP 14366593A JP H0639745 A JPH0639745 A JP H0639745A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動空気入口通路をシールするためタービン
ホイールとハウジングの間のよい回転シールを必要とせ
ず、またタービンに結合されたポンプを必要としない、
空気タービン駆動動力工具用の調速器の提供。 【構成】 圧力空気供給装置（16〜18）を備えたハウジ
ング(10)、出力スピンドルに駆動結合されたタービホイ
ール(22)を備えた空気タービン(20)およびタービンホイ
ール(22)に作動圧力空気を指向する多数の空気ノズル(2
5)を有する空気動力工具用調速器において、前記調速器
は作動ピストン(44)と関連する流れ制御弁要素(43)を有
し、作動ピストン(44)はタービンホイール(22)下流のア
イドリング運転ノズル(28)の反対側に設置された圧力感
知開口において得られる制御圧力に応動して弁要素(43)
を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は圧力空気入口通路を備えたハウジ
ング、回転出力スピンドル、出力スピンドルに駆動結合
されたタービンホイールを備えた空気タービンおよび作
動圧力空気をタービンホイールに指向するためのハウジ
ング内の一つ以上の空気ノズルを有する空気動力工具用
調速器であって、調速器が入口通路を通る圧力空気流を
制御するよう配置された弁要素および速度応動制御圧力
をうける弁要素作動ピストン装置を有する空気動力工具
用調速器に関する。本発明によって解決された課題は、
空気動力タービンを急速に回転するための簡単で信頼性
のある調速器を完成することである。主として動的平衡
および急速回転部分に関連した摩擦による磨耗に関する
実際的課題は、ベーンモータ駆動空気工具に通常使用さ
れるいずれかの型の重錘作動機械的調速器の使用をいち
じるしく困難にする。この型の従来技術の調速器はたと
えば米国特許第 2,674,229号および 3,421,414号に開示
されている。
【０００２】空気タービン駆動工具用の従来技術の調速
器は、米国特許第 3,708,240号および第 4,776,752号に
開示されている。これらの調速器はとくに小型の反動型
タービン用のものであり、作動空気流はロータおよびロ
ータに取付けられたノズルを貫流する。この型の調速器
は作動空気入口通路をシールするためのタービンホイー
ルとハウジングの間のよい回転シールが必要であり、こ
れらの公知のタービンおよび公知の調速器構造を使用す
るときロータのよい動的平衡を得るためいくつかの課題
がある。別の従来技術の特許、たとえば英国特許第 72
7,649号には、過速度制御装置備えた衝動型空気タービ
ンが開示され、制御装置は、タービンホイールに関連し
た機械的速度応動装置の代わりに、ある速度レベルにお
いて流入を減少するため制御圧力作動入口弁を利用す
る。しかしながら、この公知の装置において、制御圧力
はタービンに結合されたポンプによって輸送される第２
の媒体から与えられ、その装置はポンプを駆動するため
タービン制御装置の可能な用途を画期的に減少する。本
発明の目的は、従来技術に関連する上記課題が解決され
た空気タービン駆動動力工具用の進歩した調速器を提供
することである。とくに、本発明は流入制御弁を有する
空気タービン調速器を提供することを意図し、該弁は作
動空気流から与えられる制御圧力によって作動され、タ
ービンホイールの動的平衡を阻害するいかなる共に回転
する機械的装置も備えていない。他の目的および特徴は
特許請求の範囲に記載されている。以下、本発明の好ま
しい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００３】図１に示された空気式アングル研磨機は、
二つのハンドル１１，１２を備えたハウジング１０、中
凹み型研磨ホイール１３を支持する出力軸（図示せず）
および研磨ホイール安全ガード１４を有する。ハンドル
の一方１１は工具の圧力空気入口通路１６、レバー１７
によって制御される（図示しない）入口弁および圧力空
気供給導管用導管連結１８を有する。工具はさらに衝動
型空気タービン２０の形式のモータ、調速器弁ユニツト
２１およびタービン２０を出力軸に結合する（図示しな
い）減速歯車を有する。
【０００４】タービン２０は軸２３に取付けられかつ周
辺のブレード２４の列を形成されたタービンホイール２
２、および作動圧力空気をタービンホイールブレード２
４に指向してタービンホイール２２を軸２６の周りに回
転させる多数のノズル２５を有する。空気供給通路２７
は調速器弁２１とノズル２５の間に延び、別のアイドリ
ング運転ノズル２８は調速器弁２１上流の入口通路１６
に直接通路２９を通して連通する（図２参照）。排出空
気通路３０はタービンホイール２２から出口および消音
室３１まで延び、該消音室３１は多数の開口３２を通し
て大気に連通している。アイドリング運転ノズル２８の
反対側にかつタービンホイール２２の下流に、制御圧力
通路３５を通して調速器弁ユニツト２１と連通した圧力
感知開口３４が設けられている。
【０００５】調速器弁ユニツト２１はハウジング１０に
密封的に挿入されたケーシング３６および入口開口３８
および金網スクリーン３９を備えたカバー３７を有す
る。調速器ケーシング３６は異なった直径の円筒形孔４
１，４２を形成され、円筒形孔４１，４２は弁要素４３
および作動ピストン４４をそれぞれ支持、案内する。圧
縮ばね４５は調速器ケーシング３６と偏倚リング３６の
間に作用し、偏倚リング３６はＯ−リング４７を介して
作動ピストン４４に接触する。偏倚リング４６は圧力逃
がし開口４８をカバーし、ばね４５の破損の場合安全弁
として作用する。ピストン４４とケーシング３６の間の
容積は開口４０を通って大気に連通している。調速器ケ
ーシング３６の孔４１は多数の横方向開口４９を有し、
それらは空気供給通路２７の一部を形成しかつ弁要素４
３の管状スカート部分５０によって制御される。このス
カート部分は多数の半径方向開口５１を有し、それらは
スカート部分５０の外端から開口４９の軸方向長さより
大きい距離だけ離して設置されている。そこで、弁要素
４３が図３に示すようなその閉鎖位置を占めるとき、開
口４９が確実にスカート部分５０によって完全にカバー
されるようになる。
【０００６】工具の作用中、圧力空気はレバー１７によ
って入口弁を開放するとき入口通路１６から供給され
る。スクリーン３９および開口３８を通過する際、空気
流は二つの部分に分割され、一方は調速器弁要素４３の
スカート部分５０に侵入し、他方は調速器弁２１を通る
通路２９を通ってさらにアイドリング運転ノズル２８に
達する（図２参照）。ばね４５の作用により、弁要素４
３は最初の始動運動においてその閉鎖位置を占める。し
かしながら、アイドリング回転ノズル２８から出る空気
流はタービンホイールブレード２４を通過し、タービン
ホイール２２を回転し始める。低回転速度により、アイ
ドリング回転流は圧力感知ノズル３４に衝突し、通路３
４に制御圧力を発生する（図２参照）。そこで作動ピス
トン４４に力が加えられ、その力はばね４５および弁要
素４３に作用する入口空気圧力の合力に抗して開放位置
に弁要素４３を移動するのに十分に大きい。さて、弁要
素スカート部分５０に侵入する主流は半径方向開口５１
を通過し、その開口は調速器ケーシング３６の開口４９
に整合し、供給通路２７を通って延び主ノズル２５に達
する。そこでタービンホイール２２は加速され、きわめ
て迅速にその予定した速度範囲に達する。
【０００７】タービンホイール２２の回転速度レベルが
上昇するとき、タービンホイールブレード２４を通るア
イドリング流はその方向を、その大部分が排気通路３０
に直接衝突して圧力感知開口３４の圧力が低下するよう
に、変化する。このことはピストン４４に作用する制御
圧力がもはやばね４５および入口空気圧力の合力によっ
て弁要素４３の完全開放位置を維持できるようになり、
弁要素４５がその閉鎖方向に移動するようになることを
意味する。それにより、要素４３の開口５１は調速器ケ
ーシング３６の開口４９との完全整合から外れ、通路２
７を通る空気流は制限される。所望の速度レベルに対し
て弁要素の平衡位置が得られ、主ノズル２５への空気供
給流はタービンホイールの回転速度を丁度所望のレベル
に維持するには大きすぎることを理解されたい。工具出
力軸のトルク負荷が増加するためタービン速度が低下す
ると、アイドリング運転ノズル２８からの流れは方向を
変化し、圧力感知開口３４の圧力を増加させ、作動ピス
トン４４ならびに弁要素４３の制御圧力負荷を増加す
る。その結果、弁要素はその開放方向へ僅かに移動し、
主ノズル２５への流れを増加する。図５には回転速度ｎ
と圧力感知開口３４に得られた制御圧力Ｐc の関係が図
示されている。所望の運転速度レベルｎm は制御圧力Ｐ
c ＝Ｐt に対応する。
【０００８】図６には、弁負荷ばね４５の作用が示され
ている。弁ユニツト２１の満足な作用を得るため、入口
圧力Ｐ1 によって弁要素４３に加えられる力とピストン
４４に作用する制御圧力Ｐc によって得られる力の間に
直接比例関係が存在することがきわめて重要である。線
図中上方の曲線はばねが使用されない状態を示し、一方
下方の曲線はばねん使用されるときの状態を示してい
る。線図において、曲線が線図のオリゴを通して補外さ
れるため、下方の曲線の大部分は直接比例していること
が線図に示されている。二つの曲線の差異はばね４５に
よって作動ピストン４４ｉ加えられる力Ｆを示してい
る。ばね４５の損傷の場合における調速器弁ユニツト２
１の誤作動に対する安全性を増加するために、偏倚リン
グ４６の断続的接触圧力の結果として、Ｏ−リング４７
が圧力逃がし開口４８を開くように設置されている。開
口４８が開かれると制御圧力は開口４０を通って排出さ
れ、ピストン４４は不作動のままである。弁要素４３は
通路１６に存在する入口圧力の負荷によってその完全閉
鎖位置に保持され、タービン２０はアイドリングノズル
流のみによって回転される。そこで、回転速度は予定し
た回転速度に達することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による調速器を備えた空気タービン駆動
動力工具の、部分断面側面図である。
【図２】タービンノズルおよび調速器弁を通る圧力空気
流路を示す本発明による調速器の略図である。
【図３】弁を閉鎖位置で示す、本発明による調速器弁を
通る軸方向断面図である。
【図４】弁を完全に開いた位置で示す、図３と同様の断
面図である。
【図５】回転速度を変化するときの制御圧力の変化を示
す線図である。
【図６】調速器弁上流の空気圧力とある速度レベルにお
いて弁に作用する制御圧力の間の関係を示す線図であ
る。
【符号の説明】
１０ ハウジング １６ 入口通路 ２０ 空気タービン ２２ タービンホイール ２５ 空気ノズル ２８ アイドリング運転ノズル ２９ アイドリング流供給通路 ３４ 圧力感知開口 ３５ 制御圧力通路 ４３ 弁要素 ４４ 弁要素作動ピストン ４５ ばね装置 ４９ 横方向開口 ５０ スカート部分 ５１ 半径方向孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧力空気入口通路(16)を備えたハウジン
    グ(10)、回転出力スピンドル、前記出力スピンドルに駆
    動結合されたタービンホイール(22)を備えた空気タービ
    ン(20)および作動圧力空気を前記タービンホイール(22)
    に指向するための前記ハウジング内の一つ以上の空気ノ
    ズル(25)を有する空気動力工具用調速器であって、前記
    調速器が前記入口通路(16)を通る圧力空気流を制御する
    よう配置された弁要素(43)および速度応動制御圧をうけ
    る弁要素作動ピストン装置(44)を有する空気動力工具用
    調速器において、別のアイドリング運転ノズル(28)、前
    記空気入口通路(16)から前記アイドリング運転ノズル(2
    8)まで延びるアイドリング流供給通路(29)、制御圧力通
    路(35)および前記タービンホイール(22)下流の前記アイ
    ドリング運転ノズル(28)のほぼ反対側に設けられた圧力
    感知開口(34)を有し、前記制御圧力通路(35)は前記圧力
    感知開口(34)と前記ピストン装置(44)とを前記ピストン
    装置(44)が前記圧力感知開口(34)に存在する前記タービ
    ン速度応動制御圧力に応じて前記弁要素(43)を作動させ
    るように接続することを特徴とする空気動力工具用調速
    器。
  2. 【請求項２】 前記ピストン装置(44)はばね装置(45)に
    よってその不作動位置に向って偏倚され、工具の作動
    中、前記弁要素(43)は調速器上流の入口圧力と前記ばね
    装置(45)の偏倚力より小さい前記ピストン装置(44)に作
    用する力に関連する制御圧力の間で平衡する請求項１に
    記載の空気動力工具用調速器。
  3. 【請求項３】 前記空気入口通路(16)は一つ以上の横方
    向開口(49)を備えた円筒形部分(41)を有し、前記弁要素
    (43)は前記速度応動制御圧力に応じて前記一つ以上の横
    方向開口(49)を通る空気流を制御するため前記部分(41)
    内において摺動的に案内されることを特徴とする請求項
    ２に記載の空気動力工具用調速器。
  4. 【請求項４】 前記弁要素(43)は、前記弁要素(43)がそ
    の完全に開放した位置を占めるとき前記横方向開口(49)
    と一致するように配置された、一つ以上の半径方向孔(5
    1)を有するスカート部分(50)を有し、前記孔(51)は前記
    スカート部分(50)の自由端からある距離に、すなわち前
    記横方向開口(49)の軸方向長さより大きい距離に設置さ
    れていることを特徴とする請求項３に記載の空気動力工
    具用調速器。
  5. 【請求項５】 前記ピストン装置(44)は前記ばね装置(4
    5)によって常閉位置に向って偏倚されるが前記ばね装置
    (45)の破損の場合前記ピストン装置(44)に作用する前記
    制御圧力を逃がすように自動的に開放されるように配置
    された安全弁装置（46〜48）を有することを特徴とする
    請求項３に記載の空気動力工具用調速器。
JP14366593A 1992-06-16 1993-06-15 空気動力工具用調速器 Expired - Lifetime JP3363206B2 (ja)

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EP (1) EP0575301B1 (ja)
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