KR102000377B1

KR102000377B1 - 에어 공구

Info

Publication number: KR102000377B1
Application number: KR1020177014574A
Authority: KR
Inventors: 다카시 나카조
Original assignee: 니토 코키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2019-07-15
Also published as: CN107000185B; WO2016104435A1; CN107000185A; TW201636164A; TWI566890B; KR20170072339A; JP2016120570A; JP6533386B2

Abstract

에어 모터에 공급되는 압축 공기 내에 포함되는 이물질을 제거하도록 한 에어 공구를 제공한다. 에어 모터 (12) 를 수용하는 공구 본체 (14) 에 형성된 공기 공급로 (34) 내에, 나선상의 홈을 갖는 공기 선회 부재 (40) 를 배치한다. 공기 선회 부재 (40) 는 통과하는 압축 공기를 선회시켜 선회류를 발생시킨다. 공기 공급로 (34) 내에 있어서의 공기 선회 부재 (40) 보다 하류측의 위치에, 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 보다 내측에 배치되고, 내주면 (34a) 과의 사이에 통상의 집진 공간 (44) 을 형성하도록 된 통상 벽 (42) 을, 집진 공간 (44) 의 상류측 단부 (44a) 가 개구되고 하류측 단부 (44b) 가 폐구되도록 배치한다. 집진 공간 (44) 에 개구되는 입구 개구부 (52a) 로부터 공구 본체 (14) 의 외부로 연통되는 출구 개구부 (52e) 에까지 연장되는 티끌 배출로 (52) 를 형성하고, 집진 공간 (52) 내로 모인 이물질을 외부로 배출할 수 있다.

Description

에어 공구{PNEUMATIC TOOL}

본 발명은, 압축 공기에 의해 회전 구동되는 에어 모터를 구비한 에어 공구에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 에어 모터에 압축 공기를 공급하기 위한 공기 공급로 내에 있어서 압축 공기에 포함되는 이물질을 제거하도록 한 에어 공구에 관한 것이다.

외부의 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기에 의해 베인식의 회전형 에어 모터나 피스톤식의 왕복동형 에어 모터를 구동시켜, 그 에어 모터에 구동 연결된, 드라이버 비트, 드릴 비트, 연마 패드 등의 피구동 부재를 구동시키도록 한 에어 공구가 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 베인식의 회전형 에어 모터에 의해, 드릴 비트를 파지 (把持) 고정시키는 척을 회전 구동시키도록 한 에어 드릴이 개시되어 있다. 또, 인용문헌 2 에는, 피스톤식의 왕복동 에어 모터에 의해, 톱날 등이 장착되는 공구 유지부를 왕복 구동시키도록 한 왕복동 공구가 개시되어 있다.

이와 같은 에어 공구에 있어서는, 통상적으로 에어 모터의 베인이나 피스톤의 마모를 방지하기 위해서 에어 모터 내에 윤활유를 도포하고 있다. 또, 에어 공구를 계속 사용하였을 때에 에어 모터 내의 윤활유가 서서히 줄어들어 가는 경우가 없도록, 에어 모터에 공급되는 압축 공기에 윤활유를 포함시키고 있어, 에어 모터 내에 윤활유가 추가 공급되도록 하고 있다. 이와 같이 하여 항상 에어 모터에 윤활유가 충분히 도포되어 있는 상태를 유지함으로써, 베인이나 피스톤의 마모를 방지함과 함께, 에어 모터 내를 유막으로 덮어 에어 모터 내가 압축 공기에 포함되는 수분에 의해 녹스는 경우가 없도록 하고 있다.

일본 특허공보 제4295228호 일본 특허공보 제4551302호

통상적으로, 압축 공기는, 배관 내에 배치된 다양한 필터에 의해 먼지나 물방울 등의 이물질을 제거한 상태에서 에어 공구에 공급된다. 그러나, 에어 공구에 공급되는 압축 공기를 이물질이 포함되지 않는 상태로 항상 유지하는 것은 어려워, 이물질이 에어 공구 내에 혼입되어 버리는 경우가 있다. 혼입된 이물질이 에어 모터 내에까지 도달한 경우에는, 이물질에 의해 베인이나 피스톤이 손상되어 에어 모터의 수명이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, 에어 모터 내에 이물질이 가능한 한 들어가지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또, 최근, 윤활유 없이 구동할 수 있도록 한 에어 공구가 개발되어 있다. 이와 같은 에어 공구에 있어서는, 에어 모터의 베인이나 피스톤은 윤활유에 의해 덮이지 않기 때문에, 에어 모터 내에 이물질이 혼입돤 경우에는 이물질에 의해 베인이나 피스톤이 손상될 가능성은 보다 더 높아져, 에어 모터의 수명이 대폭 짧아질 우려가 있다. 그 때문에, 윤활유 없이 구동되는 에어 공구에 있어서는, 에어 모터에 이물질이 혼입되지 않도록 하는 것이 보다 더 중요해진다.

본원 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 감안하여, 에어 모터에 공급되는 압축 공기 내에 포함되는 이물질을 제거하도록 한 에어 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명은,

에어 모터와,

상기 에어 모터를 수용하는 공구 본체로서, 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기를 상기 에어 모터에 공급하기 위한 공기 공급로, 및 상기 에어 모터로부터의 압축 공기를 당해 공구 본체의 외부로 배기하기 위한 공기 배기로를 갖는 공구 본체와,

상기 공기 공급로 내를 흐르는 압축 공기를 선회시켜 선회류를 발생시키는 공기 선회 수단과,

상기 공기 공급로 내에 있어서의 상기 공기 선회 수단보다 하류측의 위치에 있어서, 상기 공기 공급로의 내주면보다 내측에 배치되고, 상기 내주면과의 사이에 통상 (筒狀) 의 집진 공간을 형성하도록 된 통상 벽으로서, 상기 집진 공간의 상류측 단부가 개구 (開口) 되고 하류측 단부가 폐구 (閉口) 되도록 배치된 통상 벽을 구비하는 에어 공구를 제공한다.

당해 에어 공구에 있어서는, 에어 모터에 공급되는 압축 공기가 공기 선회 부재에 의해 공기 공급로 내에서 선회류가 되어, 압축 공기 내에 포함되는 먼지나 물 등의 고체 또는 액체의 이물질이 원심력에 의해 공기 공급로의 내주면 부근으로 이동하여 집진 공간으로 모이게 되므로, 에어 모터에까지 도달하는 이물질의 양을 줄이는 것이 가능해진다. 이로써, 에어 모터의 수명을 길게 할 수 있다.

구체적으로는, 상기 공기 선회 수단이, 상기 공기 공급로 내에 배치된 나선상의 홈을 갖는 공기 선회 부재이도록 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 공구 본체가, 상기 집진 공간에 개구되는 입구 개구부로부터 상기 공구 본체의 외부로 연통되는 출구 개구부에까지 연장되는 티끌 배출로를 추가로 구비하도록 할 수 있다.

이와 같은 티끌 배출로를 형성함으로써, 집진 공간 내로 모인 이물질을 집진 공간으로부터 배출하는 것이 가능해진다.

바람직하게는, 상기 공구 본체에 배치되고, 상기 티끌 배출로를 폐지하고 있는 폐지 위치와 상기 티끌 배출로를 개방하고 있는 개방 위치 사이에서 변위 가능하게 된 배출 조작 밸브를 추가로 구비하도록 할 수 있다.

배출 조작 밸브를 구비하도록 함으로써, 집진 공간으로부터 이물질을 배출할 필요가 있을 때에만 티끌 배출로를 통하여 압축 공기를 흘리도록 하는 것이 가능해진다. 즉, 에어 모터의 구동에 관여하지 않고 배출되는 압축 공기를 불필요하게 배출하지 않도록 하는 것이 가능해진다.

바람직하게는, 상기 공구 본체에 배치되고, 상기 공기 공급로를 폐지하고 있는 정지 위치와 상기 공기 공급로를 개방하고 있는 구동 위치 사이에서 변위 가능하게 된 구동 조작 밸브로서, 상기 정지 위치와 상기 구동 위치 사이에서 변위될 때에, 상기 배출 조작 밸브를 상기 폐지 위치로부터 상기 개방 위치로 변위시키도록 된 구동 조작 밸브를 추가로 구비하도록 할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 구동 조작 밸브가 상기 정지 위치 및 상기 구동 위치에 있을 때에는, 상기 배출 조작 밸브가 상기 폐지 위치가 되도록 할 수 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 구동 조작 밸브의 조작에 의한 에어 공구의 구동이나 정지에 수반되어 배출 조작 밸브가 조작되게 되므로, 배출 조작 밸브를 개별적으로 조작할 필요가 없어진다.

바람직하게는, 상기 구동 조작 밸브가 상기 배출 조작 밸브를 상기 개방 위치로 변위시킬 때에, 상기 구동 조작 밸브가 상기 공기 공급로를 개방하고 있도록 할 수 있다.

공기 공급로 내에 선회류가 발생되어 있는 상태에서 집진 공간의 공기를 배출할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 이물질을 배출하는 것이 가능해진다.

바람직하게는,

상기 구동 조작 밸브가, 상기 공기 공급로 내에 형성된 공급로 밸브 시트부에 밀봉 걸어 맞춰지는 구동 조작 밸브체와, 상기 구동 조작 밸브체로부터 당해 구동 조작 밸브의 변위 방향으로 연장되는 구동 조작 밸브축과, 상기 구동 조작 밸브축의 외주면으로부터 돌출되는 걸어맞춤 돌기를 갖고,

상기 배출 조작 밸브가, 상기 티끌 배출로에 형성된 배출로 밸브 시트부에 밀봉 걸어 맞춰지는 배출 조작 밸브체와, 상기 배출 조작 밸브체로부터 당해 배출 조작 밸브의 변위 방향으로 연장되는 배출 조작 밸브축을 가지고 있고,

상기 구동 조작 밸브가 상기 정지 위치와 상기 구동 위치 사이에서 변위될 때에, 상기 걸어맞춤 돌기가 상기 배출 조작 밸브축에 걸어 맞춰져, 상기 배출 조작 밸브를 상기 폐지 위치로부터 상기 개방 위치로 변위시키도록 할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 구동 조작 밸브가 상기 집진 공간의 하류측에 배치되어 있도록 할 수 있다.

보다 바람직하게는, 상기 티끌 배출로의 상기 입구 개구부가 상기 집진 공간의 하류측 단부로부터 상류측으로 간격을 둔 위치에 형성되어 있도록 할 수 있다.

집진 공간으로 모인 이물질은, 집진 공간 내에서의 기류의 관계로, 집진 공간의 하류측 단부로부터 약간 상류측의 위치에 보다 많이 분포함을 알 수 있다. 그 때문에, 티끌 배출로의 입구 개구부를 하류단 폐지부로부터 상류측으로 간격을 둔 위치에 형성함으로써, 보다 효율적으로 이물질을 배출하는 것이 가능해진다.

바람직하게는,

상기 공기 배기로에 형성된 집진 필터를 추가로 구비하고,

상기 티끌 배출로의 상기 출구 개구부가, 상기 공기 배기로의 상기 집진 필터보다 상류측에 개구되어 있도록 할 수 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 이물질을 포함하는 공기가 집진 필터를 통하여 외부로 배출되게 되기 때문에, 당해 에어 공구의 배기에 의해 외부 환경을 오염시키는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

바람직하게는,

상기 공구 본체가, 상기 공기 공급로와 상기 공기 배기로가 병행하여 연장되도록 형성된 유로 구성부와, 상기 유로 구성부를 덮는 그립 커버를 갖고,

상기 공기 공급로 중 적어도 상기 집진 공간이 형성된 부분에 있어서의 내주면의 단면 형상이 원으로 되어 있고,

상기 티끌 배출로가, 상기 입구 개구부로부터 상기 원의 접선 방향을 향해 상기 유로 구성부 내를 연장하는 제 1 통로와, 상기 제 1 통로에 연통되고, 상기 유로 구성부의 외표면 상에 형성되어 상기 그립 커버에 의해 덮인 제 2 통로와, 상기 제 2 통로에 연통되고, 상기 출구 개구부에까지 상기 유로 구성부 내를 연장하는 제 3 통로를 갖도록 할 수 있다.
바람직하게는,
상기 공기 선회 수단이, 상류측을 향해 테이퍼상이 된 원뿔상 부분과 상기 원뿔상 부분의 하류측에서 상기 원뿔상 부분의 주위에 형성된 나선상의 홈을 갖고, 상기 공기 공급로 내에 배치되어 있는 공기 선회 부재이다.

이하, 본 발명에 관련된 에어 공구의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 에어 공구의 측면 단면도이다.
도 2 는, 공기 선회 부재를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 1 의 III-III 선에 있어서의 단면도이다.
도 4A 는, 구동 조작 밸브와 배출 조작 밸브의 동작을 나타내는 제 1 도면으로서, 구동 조작 밸브가 정지 위치에 있고, 배출 조작 밸브가 폐지 위치에 있을 때의 도면이다.
도 4B 는, 구동 조작 밸브와 배출 조작 밸브의 동작을 나타내는 제 2 도면으로서, 구동 조작 밸브가 정지 위치와 개방 위치 사이에 있고, 배출 조작 밸브가 개방 위치에 있을 때의 도면이다.
도 4C 는, 구동 조작 밸브와 배출 조작 밸브의 동작을 나타내는 제 3 도면으로서, 구동 조작 밸브가 개방 위치에 있고, 배출 조작 밸브가 폐지 위치에 있을 때의 도면이다.

본 발명의 실시형태에 관련된 에어 공구 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 베인식의 회전형 에어 모터 (12) 와, 에어 모터 (12) 를 수용하는 공구 본체 (14) 와, 공구 본체 (14) 의 선단에 있어서 회전 가능하게 유지되어 에어 모터 (12) 에 의해 회전 구동되는 척 (16) 을 구비하고, 척 (16) 에 파지 고정되어 회전 구동되는 드릴 비트 (도시 생략) 에 의해 천공 작업을 실시하도록 한 에어 드릴 (10) 이다.

에어 모터 (12) 는, 전후에 배치된 베어링 (18) 에 의해 회전 중심 축선 (R) 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지된 로터 (12a) 와, 로터 (12a) 를 수용하는 통상의 모터 하우징 (12b) 과, 로터 (12a) 에 그 로터 (12a) 의 직경 방향에서 슬라이딩 가능하게 수용된 복수의 베인 (12c) (도 1 에서는 그 중 1 개만이 나타나 있다) 을 구비한다. 모터 하우징 (12b) 에는, 제 1 및 제 2 공기 급배기구 (도시 생략) 와 배기구 (12d) 가 형성되어 있다. 압축 공기는, 정역회전 전환 밸브 (20) 에 의해, 제 1 및 제 2 급배기구 중 어느 것을 통해 공급할지를 선택할 수 있도록 되어 있다. 제 1 급배기구를 통해 압축 공기를 모터 하우징 (12b) 내에 공급한 경우에는, 압축 공기는, 로터 (12a) 를 정회전 방향으로 회전시켜, 제 2 급배기구 및 배기구 (12d) 로부터 배기된다. 제 2 급배기구를 통해 압축 공기를 모터 하우징 (12b) 내에 공급한 경우에는, 압축 공기는, 로터 (12a) 를 역회전 방향으로 회전시켜, 제 1 급배기구 및 배기구 (12d) 로부터 배기된다. 즉, 이 에어 모터 (12) 는, 정역회전 전환 밸브 (20) 에 의해 정회전과 역회전을 전환할 수 있도록 되어 있다.

척 (16) 에는, 공구 본체 (14) 내에 위치하는 후단부에 압입 고정된 핀 (22) 과, 이 핀 (22) 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지된 피니언 기어 (24) 가 장착되어 있다. 이 피니언 기어 (24) 는, 에어 모터 (12) 의 로터 (12a) 와 일체로 형성되어 있는 모터 구동축 (12e) 의 외치 (外齒) (26) 와, 공구 본체 (14) 의 내측에 고정 유지되어 있는 내치 (內齒) (28) 쌍방에 맞물리도록 배치되어 있다. 따라서, 에어 모터 (12) 가 구동되면, 피니언 기어 (24) 는, 핀 (22) 둘레에서 자전함과 함께, 에어 모터 (12) 의 회전 중심 축선 (R) 둘레에서 공전하게 된다. 피니언 기어 (24) 가 회전 중심 축선 (R) 둘레에서 회전함으로써, 척 (16) 도 회전 중심 축선 (R) 둘레에서 회전 구동된다.

공구 본체 (14) 의 하단에는, 압축 공기 공급원 (도시 생략) 으로부터의 압축 공기를 받아들이는 급기구 (30) 와 사용한 압축 공기를 배기하는 배기구 (32) 가 형성되어 있다. 공구 본체 (14) 의 하반 부분은, 급기구 (30) 로부터 에어 모터 (12) 에까지 연장되는 공기 공급로 (34) 와, 에어 모터 (12) 로부터 배기구 (32) 에까지 연장되는 공기 배기로 (36) 가 병행 형성된 유로 구성부 (14a) 로 되어 있다. 또, 유로 구성부 (14a) 둘레에는, 작업자가 파지하기 쉽도록 고무제의 그립 커버 (14b) 가 장착되어 있다. 급기구 (30) 에는 수형 (雄型) 조인트 (38) 가 고정되어 있고, 압축 공기 공급원에 접속된 대응하는 암형 (雌型) 조인트(도시 생략) 와 연결됨으로써, 당해 에어 드릴 (10) 을 압축 공기 공급원과 접속시키도록 되어 있다.

공기 공급로 (34) 내에는 공기 선회 부재 (40) 가 배치되어 있다. 이 공기 선회 부재 (40) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 외주면에 형성된 복수의 나선상의 홈 (40a) 을 갖고 있고, 당해 공기 선회 부재 (40) 를 통과하는 압축 공기를 나선상의 홈 (40a) 을 따른 방향으로 선회시켜 선회류를 발생시키도록 되어 있다. 공기 공급로 (34) 내에 있어서의 공기 선회 부재 (40) 보다 하류측의 위치에는, 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 보다 내측에 위치하는 원통상 벽 (42) 이 배치되어 있다. 공기 선회 부재 (40) 와 원통상 벽 (42) 사이의 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 은 단면 형상이 원으로 되어 있고, 원통상 벽 (42) 과 내주면 (34a) 사이에는 원통상의 집진 공간 (44) 이 형성되어 있다. 이 집진 공간 (44) 의 상류측 단부 (44a) 는 환상으로 개구되어 있고, 하류측 단부 (44b) 는 폐구되어 있다. 또, 원통상 벽 (42) 의 내측은 에어 모터 (12) 로 연결되는 중앙 유로 (34b) 를 구성하고 있다. 집진 공간 (44) 의 더욱 하류측에는, 공기 공급로 (34) 의 개폐를 실시하기 위한 구동 조작 밸브 (46) 가 배치되어 있다. 이 구동 조작 밸브 (46) 는, 공기 공급로 (34) 내에 형성된 공급로 밸브 시트부 (48) 에 밀봉 걸어 맞춰지는 구동 조작 밸브체 (46a) 와, 구동 조작 밸브체 (46a) 로부터 공구 본체 (14) 바깥에까지 연장되는 구동 조작 밸브축 (46b) 과, 구동 조작 밸브축 (46b) 의 단부에 고정된 가압 조작부 (46c) 를 구비한다. 구동 조작 밸브 (46) 는, 가압 조작부 (46c) 를 공구 본체 (14) 측으로 밀어 넣음으로써 공기 공급로 (34) 를 폐지하고 있는 정지 위치 (도 4A) 로부터, 공기 공급로 (34) 를 개방하고 있는 개방 위치 (도 4C) 에까지, 구동 조작 밸브축 (46b) 을 따른 방향에서 변위 가능하게 되어 있다. 또한, 공기 공급로 (34) 내에 압축 공기가 공급되고 있는 상태에 있어서는, 구동 조작 밸브 (46) 는, 압축 공기의 압력에 의해 개방 위치로부터 폐지 위치에까지 변위된다.

공기 배기로 (36) 는, 에어 모터 (12) 의 배기구 (12d) 로부터 하방으로 연장되는 배기로 상류부 (36a) 로부터, 구동 조작 밸브 (46) 를 도면에서 보아 안쪽으로 우회하여, 배기로 하류부 (36b) 에 연결되어 배기구 (32) 에 이르도록 형성되어 있다. 배기로 하류부 (36b) 에는, 교환 가능하도록 장착된 집진 필터 (50) 가 배치되어 있다.

공구 본체 (14) 에는 추가로, 공기 공급로 (34) 의 집진 공간 (44) 과 공기 배기로 (36) 의 배기로 하류부 (36b) 사이를 연장하는 티끌 배출로 (52) 가 형성되어 있다. 티끌 배출로 (52) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 집진 공간 (44) 에 개구된 입구 개구부 (52a) 로부터 공구 본체 (14) 의 유로 구성부 (14a) 의 측면을 향해 연장되는 제 1 통로 (52b) 와, 제 1 통로 (52b) 에 연통되고, 유로 구성부 (14a) 와 그립 커버 (14b) 사이에 형성되어 있는 제 2 통로 (52c) 와, 제 2 통로 (52c) 에 연통되고, 유로 구성부 (14a) 내로 연장되어 공기 배기로 (36) 에 개구되는 출구 개구부 (52e) 에까지 도달하는 제 3 통로 (52d) 로 이루어져 있다. 제 1 통로 (52b) 는, 입구 개구부 (52a) 로부터 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 의 접선 방향을 향해 연장되어 있다. 제 3 통로 (52d) 의 도중에는, 티끌 배출로 (52) 를 개폐하기 위한 배출 조작 밸브 (54) 가 배치되어 있다. 이 배출 조작 밸브 (54) 는, 티끌 배출로 (52) 내에 형성된 배출로 밸브 시트부 (56) 에 밀봉 걸어 맞춰지는 배출 조작 밸브체 (54a) 와, 배출 조작 밸브체 (54a) 로부터 구동 조작 밸브 (46) 의 구동 조작 밸브축 (46b) 을 향해 연장되는 배출 조작 밸브축 (54b) 과, 배출 조작 밸브체 (54a) 가 배출로 밸브 시트부 (56) 에 밀봉 걸어 맞춰지도록 배출 조작 밸브체 (54a) 와 배출 조작 밸브축 (54b) 을 가압하는 코일 스프링 (54c) 을 구비하고 있다.

당해 에어 드릴 (10) 에 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기를 공급하면, 구동 조작 밸브 (46) 는 압축 공기의 압력에 의해 도 4A 에 나타내는 정지 위치에 유지된다. 이 때, 배출 조작 밸브 (54) 는, 코일 스프링 (54c) 의 가압력에 의해 배출 조작 밸브체 (54a) 가 배출로 밸브 시트부 (56) 에 밀봉 걸어 맞춰져 티끌 배출로 (52) 를 폐지하고 있는 폐지 위치로 되어 있다. 다음으로, 구동 조작 밸브 (46) 의 가압 조작부 (46c) 를 압축 공기의 압력에 저항하여 밀어 넣어 가면, 도 4B 에 나타내는 바와 같이, 구동 조작 밸브체 (46a) 가 공급로 밸브 시트부 (48) 로부터 멀어져 공기 공급로 (34) 가 개방된다. 또, 구동 조작 밸브축 (46b) 에 형성된 환상의 걸어맞춤 돌기 (46d) 가 배출 조작 밸브축 (54b) 의 선단에 걸어 맞춰져 그 배출 조작 밸브축 (54b) 및 배출 조작 밸브체 (54a) 를 하방으로 이동시켜, 배출 조작 밸브 (54) 를 폐지 위치로부터 개방 위치로 변위시킨다. 이 개방 위치에 있어서는, 배출 조작 밸브체 (54a) 와 배출로 밸브 시트부 (56) 의 밀봉 걸어맞춤이 해제되어, 티끌 배출로 (52) 가 개방된다. 구동 조작 밸브 (46) 에 의해 공기 공급로 (34) 가 개방됨으로써, 공구 본체 (14) 의 하단의 급기구 (30) (도 1) 로부터 공급된 압축 공기가 흐르기 시작하고, 공기 선회 부재 (40) (도 1) 를 통과한 압축 공기는 선회류가 되어 공기 공급로 (34) 내를 흐른다. 또, 배출 조작 밸브 (54) 에 의해 티끌 배출로 (52) 가 개방됨으로써, 집진 공간 (44) 으로부터 티끌 배출로 (52) 를 지나 공기 배기로 (36) 내에도 압축 공기가 흐른다. 공급된 압축 공기 내에 이물질이 포함되어 있었던 경우에는, 그 이물질은 공기 공급로 (34) 내에서의 선회류에 의해 발생하는 원심력에 의해 바깥쪽으로 이동해 가서 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 근방으로 모이고, 집진 공간 (44) 내로 유도되게 된다. 집진 공간 (44) 으로 유도된 이물질을 포함하는 압축 공기는 다시 티끌 배출로 (52) 를 지나 공기 배기로 (36) 로 유도된다. 포함되어 있었던 이물질은 집진 필터 (50) 에 의해 포착되고, 공기는 배기구 (32) 로부터 외부로 배기된다. 한편, 공기 공급로 (34) 에 있어서의 선회류의 중심 부근을 흐르는 압축 공기는, 원통상 벽 (42) 의 내측의 중앙 유로 (34b) 를 지나고 추가로 구동 조작 밸브 (46) 를 지나 에어 모터 (12) 로까지 유도된다. 도 4B 의 상태로부터 더욱 가압 조작부 (46c) 를 밀어 넣으면, 도 4C 에 나타내는 바와 같이 구동 조작 밸브 (46) 가 개방 위치가 되고, 당해 에어 드릴 (10) 은, 소정량의 압축 공기가 에어 모터 (12) 에 공급되어 척 (16) 및 드릴 비트가 소정 출력으로 회전 구동되고 있는 구동 상태가 된다. 이 때, 구동 조작 밸브축 (46b) 의 걸어맞춤 돌기 (46d) 는 배출 조작 밸브축 (54b) 의 선단을 통과한 위치로까지 이동하고 있기 때문에, 배출 조작 밸브 (54) 는 코일 스프링 (54c) 의 탄성력에 의해 다시 폐지 위치로 변위된다. 따라서, 이 상태에 있어서는, 선회류에 의한 원심력에 의해 집진 공간 (44) 으로 모이는 이물질은, 집진 공간 (44) 으로부터 배출되지 않고 집진 공간 (44) 내에 서서히 모여 가게 된다. 가압 조작부 (46c) 를 가압하고 있는 힘을 해제하면, 구동 조작 밸브 (46) 는 압축 공기의 압력에 의해 도 4C 의 구동 위치로부터 도 4B 의 상태를 경유하여 도 4A 의 정지 위치로까지 되돌아간다. 따라서, 구동 조작 밸브 (46) 가 도 4B 의 위치가 될 때에 배출 조작 밸브 (54) 는 개방 위치가 되어, 집진 공간 (44) 내로 모인 이물질이 집진 공간 (44) 으로부터 티끌 배출로 (52) 를 통하여 배출된다.

공기 선회 부재 (40) 에 의해 선회류가 된 압축 공기 중 외측 부분은 집진 공간 (44) 내로 흘러 가지만, 집진 공간 (44) 의 하류측 단부 (44b) 는 폐구되어 있기 때문에 하류측으로 더 이상 흐를 수 없어 상류측으로 역류하려고 한다. 한편, 상류측 단부 (44a) 로부터는 선회류가 된 압축 공기가 흘러들어 오기 때문에, 역류하려고 하는 압축 공기와 상류측으로부터의 압축 공기가 도중에 충돌하게 된다. 이와 같은 공기의 흐름이 집진 공간 (44) 내에서 발생함으로써, 집진 공간 (44) 내의 이물질은 하류측 단부 (44b) 로부터 약간 상류측으로 간격을 둔 위치에 보다 집중하게 된다. 이와 같은 이물질의 분포에 맞추어, 티끌 배출로 (52) 의 입구 개구부 (52a) 는 집진 공간 (44) 의 하류측 단부 (44b) 로부터 상류측으로 간격을 둔 위치에 형성되어 있어, 보다 효율적으로 이물질을 배출할 수 있도록 하고 있다. 또한, 어느 위치에 이물질이 모일지는, 공기 선회 부재 (40) 의 나선상의 홈 (40a) 의 형상, 공기 선회 부재 (40) 와 집진 공간 (44) 사이의 거리, 공기 공급로 (34) 의 직경, 공급되는 압축 공기의 압력 등의 각종 조건에 따라 바뀌기 때문에, 입구 개구부 (52a) 의 위치도 이들 조건에 기초하여 적절히 최적인 위치에 설정된다.

이와 같이, 당해 에어 드릴 (10) 에 있어서는, 에어 모터 (12) 에 공급되는 압축 공기가 공기 선회 부재 (40) 에 의해 공기 공급로 (34) 내에서 선회류가 되고, 압축 공기 내에 포함되는 먼지나 물 등의 이물질이 원심력에 의해 공기 공급로 (34) 의 내주면 (34a) 부근으로 이동하여 집진 공간 (44) 으로 모이게 된다. 이로써, 에어 모터 (12) 에까지 도달하는 압축 공기에 포함되는 이물질이 줄어들기 때문에, 이물질에 의한 에어 모터 (12) 의 손상 가능성을 저감시켜 에어 모터 (12) 의 수명을 길게 할 수 있다. 또, 집진 공간 (44) 으로 모인 이물질은, 당해 에어 드릴 (10) 의 구동 개시시와 정지시에 배출되도록 되어 있으므로, 집진 공간 (44) 내의 이물질이 정기적으로 배출된다. 한편, 에어 드릴 (10) 구동 중에는 집진 공간 (44) 으로부터의 배출은 되지 않도록 하고 있어, 압축 공기를 불필요하게 배출하지 않도록 함과 함께 에어 드릴 (10) 의 출력을 일정하게 유지하도록 하고 있다.

상기 실시형태에 있어서는, 구동 조작 밸브 (46) 를 정지 위치로부터 개방 위치로 변위시킬 때와 개방 위치로부터 정지 위치로 변위시킬 때의 양방에서 배출 조작 밸브 (54) 를 일시적으로 개방 위치로 변위시키도록 하고 있지만, 어느 일방일 때에만 배출 조작 밸브 (54) 를 개방 위치로 일시적으로 변위시키도록 해도 되고, 에어 모터 (12) 의 구동 중에는 배출 조작 밸브 (54) 를 개방 위치로 유지하도록 해도 된다. 또, 배출 조작 밸브 (54) 는 구동 조작 밸브 (46) 에 연동하여 변위되도록 되어 있지만, 배출 조작 밸브 (54) 를 독립적으로 조작할 수 있도록 하여, 작업자의 판단으로 적절히 집진 공간 (44) 내의 이물질을 배출하도록 해도 된다. 나아가서는, 티끌 배출로 (52) 는, 그 출구 개구부 (52e) 가 공기 배기로 (36) 에 개구되어 있어, 공기 배기로 (36) 를 통하여 공구 본체 (14) 의 외부로 연통되도록 되어 있지만, 출구 개구부 (52e) 를 공구 본체 (14) 의 외부에 직접 개구하도록 해도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, 공기 공급로 (34) 내를 흐르는 압축 공기를 선회시켜 선회류를 발생시키기 위하여, 공기 공급로 (34) 내에 나선상의 홈 (40a) 을 갖는 공기 선회 부재 (40) 를 배치하도록 하고 있지만, 다른 수단에 의해 선회류를 발생시키도록 해도 된다. 예를 들어, 공기 공급로 자체를 나선상으로 휘게 한 형태로 하여 선회류를 발생시키도록 할 수도 있다.

본원 발명에 관련된 에어 공구 (10) 의 실시형태로서, 베인식의 회전형 에어 모터 (12) 를 구동원으로 하는 에어 드릴 (10) 에 대해 설명을 하였지만, 예를 들어, 토크 렌치나 연마기 등의 다른 에어 공구로 할 수도 있다. 또, 구동원으로서, 실린더 내에 공급되는 압축 공기에 의해 실린더 내 피스톤을 왕복동시키도록 한 피스톤식의 왕복동형 에어 모터 등의 다른 형태의 에어 모터를 사용할 수도 있다.

10 : 에어 공구 (에어 드릴)
12 : 에어 모터
12a : 로터
12b : 모터 하우징
12c : 베인
12d : 배기구
12e : 모터 구동축
14 : 공구 본체
14a : 유로 구성부
14b : 그립 커버
16 : 척
18 : 베어링
20 : 정역회전 전환 밸브
22 : 핀
24 : 피니언 기어
26 : 외치
28 : 내치
30 : 급기구
32 : 배기구
34 : 공기 공급로
34a : 내주면
34b : 중앙 유로
36 : 공기 배기로
36a : 배기로 상류부
36b : 배기로 하류부
38 : 수형 조인트
40 : 공기 선회 부재
40a : 나선상의 홈
42 : 원통상 벽
44 : 집진 공간
44a : 상류측 단부
44b : 하류측 단부
46 : 구동 조작 밸브
46a : 구동 조작 밸브체
46b : 구동 조작 밸브축
46c : 가압 조작부
46d : 걸어맞춤 돌기
48 : 공급로 밸브 시트부
50 : 집진 필터
52 : 티끌 배출로
52a : 입구 개구부
52b : 제 1 통로
52c : 제 2 통로
52d : 제 3 통로
52e : 출구 개구부
54 : 배출 조작 밸브
54a : 배출 조작 밸브체
54b : 배출 조작 밸브축
54c : 코일 스프링
56 : 배출로 밸브 시트부
R : 회전 중심 축선

Claims

에어 모터와,
상기 에어 모터를 수용하는 공구 본체로서, 압축 공기 공급원으로부터의 압축 공기를 상기 에어 모터에 공급하기 위한 공기 공급로, 및 상기 에어 모터로부터의 압축 공기를 당해 공구 본체의 외부로 배기하기 위한 공기 배기로를 갖는 공구 본체와,
상기 공기 공급로 내를 흐르는 압축 공기를 선회시켜 선회류를 발생시키는 공기 선회 수단과,
상기 공기 공급로 내에 있어서의 상기 공기 선회 수단보다 하류측의 위치에 있어서, 상기 공기 공급로의 내주면보다 내측에 배치되고, 상기 내주면과의 사이에 통상의 집진 공간을 형성하도록 된 통상 벽으로서, 상기 집진 공간의 상류측 단부가 개구되고 하류측 단부가 폐구되도록 배치된 통상 벽을 구비하는 에어 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 공기 선회 수단이, 상기 공기 공급로 내에 배치된 나선상의 홈을 갖는 공기 선회 부재인, 에어 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 공구 본체가, 상기 집진 공간에 개구되는 입구 개구부로부터 상기 공구 본체의 외부로 연통되는 출구 개구부에까지 연장되는 티끌 배출로를 추가로 구비하는, 에어 공구.
제 3 항에 있어서,
상기 공구 본체에 배치되고, 상기 티끌 배출로를 폐지하고 있는 폐지 위치와 상기 티끌 배출로를 개방하고 있는 개방 위치 사이에서 변위 가능하게 된 배출 조작 밸브를 추가로 구비하는, 에어 공구.
제 4 항에 있어서,
상기 공구 본체에 배치되고, 상기 공기 공급로를 폐지하고 있는 정지 위치와 상기 공기 공급로를 개방하고 있는 구동 위치 사이에서 변위 가능하게 된 구동 조작 밸브로서, 상기 정지 위치와 상기 구동 위치 사이에서 변위될 때에, 상기 배출 조작 밸브를 상기 폐지 위치로부터 상기 개방 위치로 변위시키도록 된 구동 조작 밸브를 추가로 구비하는, 에어 공구.
제 5 항에 있어서,
상기 구동 조작 밸브가 상기 정지 위치 및 상기 구동 위치에 있을 때에는, 상기 배출 조작 밸브가 상기 폐지 위치가 되도록 된, 에어 공구.
제 5 항에 있어서,
상기 구동 조작 밸브가 상기 배출 조작 밸브를 상기 개방 위치로 변위시킬 때에, 상기 구동 조작 밸브가 상기 공기 공급로를 개방하고 있도록 된, 에어 공구.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 조작 밸브가, 상기 공기 공급로 내에 형성된 공급로 밸브 시트부에 밀봉 걸어 맞춰지는 구동 조작 밸브체와, 상기 구동 조작 밸브체로부터 당해 구동 조작 밸브의 변위 방향으로 연장되는 구동 조작 밸브축과, 상기 구동 조작 밸브축의 외주면으로부터 돌출되는 걸어맞춤 돌기를 갖고,
상기 배출 조작 밸브가, 상기 티끌 배출로에 형성된 배출로 밸브 시트부에 밀봉 걸어 맞춰지는 배출 조작 밸브체와, 상기 배출 조작 밸브체로부터 당해 배출 조작 밸브의 변위 방향으로 연장되는 배출 조작 밸브축을 가지고 있고,
상기 구동 조작 밸브가 상기 정지 위치와 상기 구동 위치 사이에서 변위될 때에, 상기 걸어맞춤 돌기가 상기 배출 조작 밸브축에 걸어 맞춰져, 상기 배출 조작 밸브를 상기 폐지 위치로부터 상기 개방 위치로 변위시키도록 된, 에어 공구.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 조작 밸브가 상기 집진 공간의 하류측에 배치되어 있는, 에어 공구.
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 티끌 배출로의 상기 입구 개구부가 상기 집진 공간의 하류측 단부로부터 상류측으로 간격을 둔 위치에 형성되어 있는, 에어 공구.
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 배기로에 형성된 집진 필터를 추가로 구비하고,
상기 티끌 배출로의 상기 출구 개구부가, 상기 공기 배기로의 상기 집진 필터보다 상류측에 개구되어 있는, 에어 공구.
제 11 항에 있어서,
상기 공구 본체가, 상기 공기 공급로와 상기 공기 배기로가 병행하여 연장되도록 형성된 유로 구성부와, 상기 유로 구성부를 덮는 그립 커버를 갖고,
상기 공기 공급로 중 적어도 상기 집진 공간이 형성된 부분에 있어서의 내주면의 단면 형상이 원으로 되어 있고,
상기 티끌 배출로가, 상기 입구 개구부로부터 상기 원의 접선 방향을 향해 상기 유로 구성부 내를 연장하는 제 1 통로와, 상기 제 1 통로에 연통되고, 상기 유로 구성부의 외표면 상에 형성되어 상기 그립 커버에 의해 덮인 제 2 통로와, 상기 제 2 통로에 연통되고, 상기 출구 개구부에까지 상기 유로 구성부 내를 연장하는 제 3 통로를 갖도록 된, 에어 공구.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 선회 수단이, 상류측을 향해 테이퍼상이 된 원뿔상 부분과 상기 원뿔상 부분의 하류측에서 상기 원뿔상 부분의 주위에 형성된 나선상의 홈을 갖고, 상기 공기 공급로 내에 배치되어 있는 공기 선회 부재인, 에어 공구.