JPWO2017130994A1

JPWO2017130994A1 - エア工具

Info

Publication number: JPWO2017130994A1
Application number: JP2017564286A
Authority: JP
Inventors: 村上　慶一; 慶一村上; 大心今井
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2037-01-25
Also published as: JP6494805B2; GB201810989D0; KR102061479B1; AU2017213341B2; CN108495735A; DE112017000484T5; GB2566582B; TWI617391B; WO2017130994A1; GB2566582A; AU2017213341A1; KR20180095906A; TW201738032A; CN108495735B

Abstract

【解決課題】ハウジングの外形サイズを大きくすることなく形成した膨張室を備えるエア工具の提供。【解決手段】このエア工具は、ハウジングが、モータ収納部３０ａ、モータ収納部３０ａの端部に連接されて環状軸受け部２２及び環状軸受け部から延出するモータ出力シャフト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、工具シャフトハウジング部３０Ｂと、モータハウジング部３０Ａと工具シャフトハウジング部３０Ｂとを連結する屈曲したコーナーハウジング部３０Ｃとを有する。出力シャフト収納部３０ｂは、環状軸受け部２２の半径方向外側を延びる排気連通孔３４と連通し、周方向且つ長手軸線方向で延びる膨張室３６を有する。膨張室３６は排気連結孔３４を通り該膨張室３６に入った排気が膨張可能な容積をもつ膨張室を有する。【選択図】図２

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。

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）。

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。

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）

特開２００７−９８５３９号特開２００１−８８０５６号特開２０１０−１８８４６３号

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１は、本発明の一実施形態としてのエアグラインダの縦断面図である。図２は、図１におけるロータの長手軸線Ａに沿って下方を見たときの断面図である。図３は、図１におけるIII-IIIに沿ってみた図であり、膨張室と排気連通孔の形状及びそれらの関係を示す図であり、工具駆動シャフト等は省略して示し、第１傘歯車は概略外形で示している。図４は、図１のエアグラインダを背面側から見たときのハウジングの背面図である。排気を傘歯車に吹き付ける一形態を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
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している請求項１に記載のエア工具。
該膨張室は該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ている請求項１又は２に記載のエア工具。
該膨張室から延び該傘歯車装置を収納している室の壁面に開口し、該歯車装置に排気を吹き付ける排気吹き付け孔を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエア工具。
該排気吹き付け孔が回転する該第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されている請求項４に記載のエア工具。