JP7565111B1 - エアツール及びエアツールの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気を利用して広範囲を冷却することができるエアツールを提供する。
【解決手段】エアモータ２と、エアモータ２によって回転させられる先端工具３と、エアモータ２の排気を外気に吹き出す排気孔５ｃと、吹き出された排気を先端工具３に導くガイド６とを備え、ガイド６が、排気をガイド６内に取り込むための取込み口６ａと、排気を先端工具３に当てるための排出口６ｂとに加えて、外気と連通する横開口６ｃを有している。
【選択図】図２

Description

この発明は、エアモータの排気を利用して先端工具を冷却するエアツールに関する。

特許文献１には、圧縮空気を導入する導入口と、排出する排出口とを有し、導入口から導入される圧縮空気によってタップ等の工具を回転駆動する空気工具において、一端が排出口に取り付けられ、他端が工具に向かって開口するパイプを設けることにより、排気で工具を冷却することが記載されている。

特開平１－１０３２７４号公報

特許文献１では、パイプの他端（開口している先端）を工具の近傍にまで延ばしている。そのため、局所的な冷却になりやすい。

そこで本発明は、エアモータの排気を利用して広範囲を冷却することができるエアツールの提供を目的とする。

本発明のエアツールは、エアモータ２と、エアモータ２によって回転させられる先端工具３と、エアモータ２の排気を外気に吹き出す排気孔５ｃと、吹き出された排気を先端工具３に導くガイド６とを備え、ガイド６が、排気をガイド６内に取り込むための取込み口６ａと、排気を先端工具３に当てるための排出口６ｂとに加えて、外気と連通する横開口６ｃを有していることを特徴としている。

上記エアツールは、ガイド６が、排気孔５ｃから先端工具３に向かって延びる底部６１と、底部６１から立ち上がる２つの立壁６２とを備えており、底部６１と対向する面に横開口６ｃが設けられていることが好ましい。

また、先端工具３の回転軸Ｓ３が排気の吹き出し方向と略直交しており、底部６１を先端工具３側に延長した仮想線Ｌ６が、先端工具３の回転中心Ｏ３と被加工物Ｗに接する接点Ｃ３との間を通っていることが好ましい。

また、底部６１が、排気の進行方向を先端工具３に向けるための傾斜面６１ｂを有することが好ましい。

また、排気孔５ｃの向きが変えられるようになっていることが好ましい。

本発明のエアツールの使用方法は、上記エアツール１を、立壁６２の先端を被加工物Ｗに向けるようにして使用することを特徴としている。

本発明のエアツールは、排気孔から吹き出されたエアモータの排気を、外気と連通する横開口を有するガイドによって先端工具に導いているため、排気が外気を巻き込みながら先端工具に到達することとなり、先端工具付近で吹き出すものに比べて広範囲を冷却することができる。

ガイドが、排気孔から先端工具に向かって延びる底部と、底部から立ち上がる２つの立壁とを備えており、底部と対向する面に横開口が設けられている場合、外気を巻き込みやすい。

先端工具の回転軸が排気の吹き出し方向と略直交しており、底部を先端工具側に延長した仮想線が、先端工具の回転中心と被加工物に接する接点との間を通っている場合、切削熱等によって熱せられた先端工具を効率良く冷却することができる。

底部が、排気の進行方向を先端工具に向けるための傾斜面を有する場合も、先端工具を効率良く冷却することができる。

排気孔の向きが変えられるようになっている場合、必要に応じて冷却と非冷却とを簡単に切り替えることができる。

本発明のエアツールの使用方法では、被加工物が横開口を適度に塞ぐこととなり、離れた位置で排気を吹き出しているにもかかわらず、先端工具を確実に冷却することができる。

この発明の一実施形態に係るエアツールの断面図である。 図１の先端部近傍の拡大図である。 図３Ａはエアツールを見下げた斜視図であり、図３Ｂは図３Ａをひっくり返した斜視図である。

次に、この発明のエアツールの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明のエアツール１は、図１に示すように、エアモータ２と、エアモータ２によって回転させられる先端工具３と、エアモータ２を収容するケーシング４と、エアモータ２の排気を外気に吹き出す排気孔５ｃと、吹き出された排気を先端工具３に導くガイド６とを備えている。以下、各構成部品について説明する。

エアモータ２は、シリンダ２１と、シリンダ２１内に配置されたロータ２２とを備えている。ロータ２２は、シリンダ２１内に供給される圧縮空気を受けるための複数枚の羽根２２ａを有している。ロータ２２はケーシング４に取り付けられた前後一対のベアリング７によって回転可能に支持されている。このエアモータ２は、圧縮空気がシリンダ２１内に供給されることによってロータ２２が回転駆動する。なお、圧縮空気は、ケーシング４の後端部４ａに接続されるエアホース（図示しない）から供給される。供給と非供給の切り替えは、レバー８を操作することで行われる。

エアモータ２によって生じた回転力は、ケーシング４から横方向及び前方向に張り出した平面視略コ字状の伝達部９を介して先端工具３に伝達される（図３Ａ参照）。伝達部９は、ケーシング４の先端側に位置する先端工具３を支持している。また、平面視で、先端工具３の回転軸Ｓ３をエアモータ２の回転軸Ｓ２に対して略直交させている。伝達部９は、例えば傘歯車を互いに噛み合わせた３つのシャフトにより構成されている。ただ、２つのシャフトとそれらを互いに繋ぐベルトとで構成してもよいし、回転力を伝達できる構成であれば種々の構成を採用し得る。

図２に示すように、先端工具３は、側面視（先端工具３の回転軸Ｓ３方向から見て）、エアモータ２の回転軸Ｓ２より下に位置している。この先端工具３は、鋼板やアルミニウム板等の被加工物Ｗを切削、研削、研磨等によって加工するためのものであり、例えばタングステンカーバイトを主成分とする超硬バー（超硬ロータリーバー）である。先端側は略円柱状のカッター部（加工部）３ａであり、基端側は伝達部９に接続されるシャンク部３ｂである（図３Ｂ参照）。カッター部３ａは、平面視、エアモータ２の回転軸Ｓ２の延長線上に位置している。先端工具３は、例えば切屑を前に飛ばす方向に回転させられる（図２において時計回り）。ただ、反対方法に回転させられてもよい。なお、先端工具３としては超硬バーに限らず、砥石や刃物、ヤスリ、ブラシ、各種研磨材を用いてもよい。また、例えば図３Ａに示すように、先端工具３の周囲には、過度な加工を防止するためのガード３１と、切屑の使用者側への飛び散りを防ぐための保護板３２とが設けられているが、必ずしも設ける必要は無い。

ケーシング４は略筒状であって、内部にエアモータ２を収容している。ケーシング４の下面側には、エアモータ２のシリンダ２１内と連通し、シリンダ２１内の圧縮空気を通す貫通孔４ｂが設けられている。この貫通孔４ｂは、エアモータ２のシリンダ２１の外周側に位置している。また、外側からカップ部材５によって覆われている。

カップ部材５は、貫通孔４ｂと対向する天面５ａと、天面の外縁から延びる略円筒状の側壁５ｂとを備えている。カップ部材５の内部には、通気性を有する消音材５１と、消音材５１を貫通孔４ｂに向かって付勢するバネ５２とが収容されている。カップ部材５の側壁５ｂには孔が設けられている。そしてこの孔がエアモータ２の排気を外気に吹き出すための排気孔５ｃとなる（図２の実線矢印参照）。排気孔５ｃもエアモータ２のシリンダ２１の外周側、換言すれば、エアモータ２の回転軸Ｓ２方向においてエアモータ２のシリンダ２１と重なる位置に設けられている。また、平面視、排気孔５ｃはエアモータ２の回転軸Ｓ２の延長線上に位置している。カップ部材５はケーシング４に対して回動可能に取り付けられており、カップ部材５を自身の中心軸回りに回動させることで排気孔５ｃの向きを変える、換言すれば、排気の吹き出し方向を変えることができるようになっている（図３Ｂの実線矢印参照）。

ガイド６は略樋状であって、排気孔５ｃから先端工具３に向かって延びる底部６１と、排気孔５ｃから先端工具３にかけて底部６１から立ち上がる２つの立壁６２とを備えている。そしてガイド６の排気孔５ｃ側が、排気を取り込むための取込み口６ａとされ、先端工具３側が、排気を先端工具３に当てるための排出口６ｂとされており、底部６１と２つの立壁６２とで囲まれた部分が、排気を流すための排気流路６３となっている。また、底部６１と対向する面には、外気と連通する横開口６ｃが設けられている。この横開口６ｃはガイド６の全長に亘って設けられているが、必ずしも全長に亘って設ける必要は無い。

側面視、底部６１の排気孔５ｃ側は、排気の吹き出し方向と略平行な平坦面６１ａとされているが、先端工具３側は、排気の進行方向を先端工具３に向けるために傾斜面６１ｂとされている。具体的には下向きに傾いている。そして、底部６１の傾斜面６１ｂを先端工具３側に延長した仮想線Ｌ６が、先端工具３の回転中心（カッター部の中心点）Ｏ３と被加工物Ｗに接する接点（例えば最下点）Ｃ３との間を通っている。

立壁６２の先端（下端）は、排気孔５ｃよりも下に位置している。従って、吹き出された排気は２つの立壁６２の間を通る。また、立壁６２は全長に亘って底部６１よりも突出している。従って、底部６１の全長に亘って樋状の排気流路６３が形成されている。なお、傾斜面６１ｂによって排気流路６３の深さは先端工具３に向かうにつれて浅くなっている。平面視、底部６１と２つの立壁６２はそれぞれ、エアモータ２の回転軸Ｓ２と略平行である。

次に、上記構成のエアツール１の使用方法について説明する。レバー８をケーシング４側に倒すことで、エアホースから圧縮空気がエアツール１に供給される。これにより、エアモータ２のロータ２２が回転し、先端工具３が回転する。立壁６２の先端を被加工物Ｗに向けながら、先端工具３を被加工物Ｗに接触させることで、被加工物Ｗを切削する等の加工を行う。

エアモータ２に供給された圧縮空気は、ロータ２２を回転させた後、貫通孔４ｂを通じてカップ部材５内に流れ込み、カップ部材５の排気孔５ｃから前方に向かって外気に吹き出される。吹き出された排気は、ガイド６内の排気流路６３を通って先端工具３に向かうが、排気流路６３が横開口６ｃを有しているため、排気は周囲の外気を巻き込みながら先端工具３に到達する。従って、先端工具３近傍で排気するものに比べて広範囲を冷却することができる。また、立壁６２の先端を被加工物Ｗに向けながら使用することで、被加工物Ｗが横開口６ｃを適度に塞ぐこととなり、先端工具３から離れた位置で排気を吹き出しているにもかかわらず、排気を先端工具３まで到達させやすい。

また、先端工具３の回転軸Ｓ３方向から見たとき、底部６１の傾斜面６１ｂを先端工具３側に延長した仮想線Ｌ６が、カッター部３ａの中心点Ｏ３と被加工物Ｗに接する最下点Ｃ３との間を通っているため、主としてカッター部３ａの後ろ側を冷却することができる。先端工具３が切屑を前に飛ばすように回転している場合、カッター部３ａの後ろ側は、被加工物Ｗに接触した後、再び被加工物Ｗに接触しようとする直前の部分となるが、この部分を冷却することで、切削熱等で熱せられた先端工具３の熱を被加工物Ｗに伝達させ難くなり、被加工物Ｗの融解及び融解した被加工物Ｗの先端工具３への付着を抑制することができる。アルミニウムのように融点が低いものを加工する場合に特に好適である。

なお、冷却の必要がない場合や切屑を前方に飛ばしたくない場合は、ガイド６内に排気が流れないように排気孔５ｃの向きを変えればよい。排気孔５ｃの向きは、カップ部材５を回動させることで簡単に行うことができる。要は冷却と非冷却とを簡単に切り替えることができる。

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では、カップ部材５に排気孔５ｃが設けられていたが、略Ｌ字状のノズルを貫通孔４ｂに取り付け、ノズルの先端の開口を排気孔５ｃとしてもよい。ノズル自体が可撓性を持っていれば、ノズルを曲げることで排気孔５ｃの向きを変えることもできる。

１ エアツール
２ エアモータ
２１ シリンダ
２２ ロータ
２２ａ 羽根
Ｓ２ 回転軸
３ 先端工具
３ａ 加工部（カッター部）
３ｂ シャンク部
Ｓ３ 回転軸
Ｏ３ 中心点（回転中心）
Ｃ３ 接点（最下点）
３１ ガード
３２ 保護板
４ ケーシング
４ａ 後端部
４ｂ 貫通孔
５ カップ部材
５ａ 天面
５ｂ 側壁
５ｃ 排気孔
５１ 消音材
５２ バネ
６ ガイド
６ａ 取込み口
６ｂ 排出口
６ｃ 横開口
６１ 底部
６１ａ 平坦面
６１ｂ 傾斜面
６２ 立壁
６３ 排気流路
Ｌ６ 仮想線
７ ベアリング
８ レバー
９ 伝達部
Ｗ 被加工物

Claims (6)

1. エアモータと、
   エアモータによって回転させられる先端工具と、
   エアモータの排気を外気に吹き出す排気孔と、
   吹き出された排気を先端工具に導くガイドとを備え、
   ガイドが、排気をガイド内に取り込むための取込み口と、排気を先端工具に当てるための排出口とに加えて、外気と連通する横開口を有している、エアツール。
2. ガイドが、排気孔から先端工具に向かって延びる底部と、底部から立ち上がる２つの立壁とを備えており、底部と対向する面に横開口が設けられている、請求項１記載のエアツール。
3. 先端工具の回転軸が排気の吹き出し方向と略直交しており、
   底部を先端工具側に延長した仮想線が、先端工具の回転中心と被加工物に接する接点との間を通っている、請求項２記載のエアツール。
4. 底部が、排気の進行方向を先端工具に向けるための傾斜面を有する、請求項３記載のエアツール。
5. 排気孔の向きが変えられるようになっている、請求項１記載のエアツール。
6. 請求項２のエアツールを、立壁の先端を被加工物に向けるようにして使用する、エアツールの使用方法。

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