JP4364323B2 - Rotational speed adjustment device for pneumatic tool - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気回転工具において最大回転数をある程度以上にならないように制御するようにした空気回転工具の回転速度調節装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エアグラインダーやエアサンダー等の空気回転工具は、砥石等の回転研削物あるいは回転研磨物等の加工工具を回転させて被研磨物等を研磨するものである。加工工具は低速よりも高速の方が研削性や研磨性が良く、しかも作業性も優れている。
空気回転工具では一般に、使用する圧力(常用圧力)が取扱説明書等で指示されている。しかし、使用する圧力の指示が無視されて、はるかに高い圧力で使用されているのが実情である。図7に示すように、空気圧力を上げてゆけば、加工工具の回転数は、一点鎖線(a)のように許容回転数を越えるようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
空気回転工具が許容回転数を越えると、加工工具に強度以上の回転力(遠心力)が働いて加工工具が破壊するおそれがある。加工工具が破壊すると、破壊物が四方に飛散して作業者や周囲の人にが怪我をするおそれがあり、極めて危険である。この点から、エアグラインダーやエアサンダー等の空気回転工具では、回転数を最大許容回転数以下に押える必要があった。即ち、図7の実線(b)のように許容回転数を越えないものが望ましい。
また、空気回転工具が許容回転数を越えないように維持するために、自動的に空気供給量を調節して、モータ回転数が所定の回転数の範囲内で増加と減少とを繰り返そうとする。このモータ回転数の増加或は減少との繰り返し動作において回転速度調節装置の速度調節部材が軸方向に伸縮振動を起こすという欠点があった。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、高い空気圧力が供給されても最大許容回転数を越えないようにして加工工具の破損を生じないようにした空気回転工具の回転速度調節装置を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、振動による回転ムラの生じることのない空気回転工具の回転速度調節装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の空気回転工具の回転速度調節装置は、内部に空気導入通路を形成したメインボディと、その空気導入通路から供給される空気によって回転力を発生させるための回転力発生手段と、その回転力発生手段の構成部材としてのロータとを有する空気回転工具において、前記メインボディに通路断面の狭いベンチュリー部を形成し、前記ロータの一端に速度調節用シャフトを固定し、この速度調節用シャフトに対して変位可能であって形状を一端閉鎖の筒状とした速度調節用部材を備え、前記速度調節用シャフトの回転中心軸に対する半径方向に移動可能で速度調節用部材にボールを備え、そのボールにかかる遠心力で速度調節用部材を前記速度調節用シャフトの回転中心軸の軸方向に対して変位させ、前記ロータの回転数が許容回転数近辺に達した場合の速度調節用部材の変位位置で前記速度調節用部材の先端と前記ベンチュリー部との間の空気導入通路の断面を狭くして前記ロータの回転数が許容回転数を越えない供給空気量とするようにし、前記速度調節用部材の変位によって前記速度調節用部材と速度調節用シャフトの先端との間に空間を形成するようにし、前記速度調節用部材の先端閉鎖側に形成される突出部に前記空間と前記空気導入通路とを連絡する貫通小孔を形成し減衰効果を持たせるようにしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る回転速度調節装置を備えた空気回転工具の全体断面図、図2は図1の要部拡大縦断面図である。図3は図2の要部拡大縦断面図である。
空気回転工具は、メインボディ10と、その内部に加圧空気を導入するために形成された空気導入通路12と、その空気導入通路12からの供給空気によって回転力を発生させるための回転力発生手段14とを有している。この空気回転工具に、砥石等の回転研削物や回転研磨物等の加工工具16が着脱自在に取り付けられる。
回転力発生手段14は、ハウジングとなるシリンダ18とフロントプレート20とリアプレート22を有し、そのハウジングの内部に空間24を形成し、その空間24の内部にロータ26とそのロータ26に半径方向に出入りする複数のベーン28とを備えたものである。回転力発生手段14の空間24内に空気導入通路12からの空気が供給され、その供給空気がベーン28に当たってロータ26を回転させ、それによって加工工具16を回転させる。
【0007】
図2に示すように、ロータ26のリアプレート22側の自由端に、速度調節用シャフト30が回転中心軸を同一にして固定される。この速度調節用シャフト30は前記空気導入通路12内に位置している。速度調節用シャフト30の外側には、キャップ状の速度調節用部材32が被せられており、速度調節用部材32の筒状の内壁は速度調節用シャフト30の外壁に摺接しながら移動するように設定されている。この速度調節用部材32の筒状の側面には、軸方向に一対の穴34が形成される。
速度調節用シャフト30には、軸方向と直角方向に速度調節用シャフト30と速度調節用部材32の穴34を貫通するピン36が固定され、そのピン36の両端は速度調節用部材32の穴34の外側に突出している。
速度調節用部材32の穴34の外側に突出しているピン36の両端には、カバー38が被せられて、そのカバー38と速度調節用部材32のリアプレート22側との間にスプリング40が備えられる。このスプリング40は、速度調節用部材32を常にロータ26側に向けて付勢するためのものである。
【0008】
前記速度調節用シャフト30には、軸中心に対して直角な面に、外表面から軸中心に向けてやや内側に伸びる複数個の孔42が形成され、各孔42にはボール44が備えられる。
前記キャップ状の速度調節用部材32の筒状の端付近の内壁は、軸方向から外側に向けて徐々に開く形状の傾斜壁46となっている。前記ボール44はこの傾斜壁46に接触している。
メインボディ10の内部に形成される空気導入通路12の途中には、図3に示すようにベンチュリー部48が形成され、そのベンチュリー部48の直径をDとする。
【0009】
キャップ状の速度調節用部材32は、図3に示すように、速度調節用シャフト30の外側の筒状部50と、先端閉鎖部52と、その先端閉鎖部52に形成されるもので前記筒状部50より直径が小さい突出部54とからなる。更に、この突出部54の先端付近には、先端に近づくにつれて先細となるテーパ部56を形成する。この突出部54の径大部の直径をdとすると、この直径dはベンチュリー部48の直径Dより小さいものに設定する。
なお、キャップ状の速度調節用部材32においては、図3に示すように、テーパ状の突出部54の根元の外径を前記筒状部50の外径をより小さいものとしたが、テーパ状の突出部54の根元の外径を筒状部50の外径と同一にするようにしても良い。また、テーパ状をストレート状にしても良い。
突出部54には、そこを貫通して前記筒状部50の内部に通じる貫通小孔58が形成されている。先端閉鎖部52に突出部54が形成されていない場合には、先端閉鎖部52に内部に通じる貫通小孔58を形成するようにしても良い。
【0010】
次に、動作について説明する。
空気導入通路12からの加圧空気の供給空気量が多くなると、回転力発生手段14のロータ26の回転数が上昇し、ロータ26に固定されている速度調節用シャフト30の回転数も上昇する。速度調節用シャフト30の回転数が増大すると、その孔42に収容されているボール44に遠心力が与えられる。
速度調節用シャフト30の回転数の増加に応じてボール44が傾斜壁46を押す力が大きくなり、図2並びに図3で速度調節用部材32を右方向に移動させる。即ち、速度調節用シャフト30の回転数の増加に応じて、速度調節用部材32を図2並びに図3で右方向に移動する。速度調節用シャフト30の回転数が所定以上になると、速度調節用部材32の突出部54がベンチュリー部48に突入し、図3及び図4に示すようにベンチュリー部48における空気導入通路12の通路断面が狭くなり、空気導入通路12から回転力発生手段14への供給空気量が制限される。この結果、図5に示すように、速度調節用シャフト30の回転数は最大許容回転数を大きく越えることがない。
【0011】
突出部54の先端付近に先細となるテーパ部56を付けることによって、空気の流れがスムースになり、応答性や安定性が良い。なお、図1乃至図3においては、突出部54の先端付近のみにテーパ部56を設けたが、図6に示すように、突出部54の軸方向の全長にわたって先細となるテーパ部60を形成しても良い。なお、突出部54を円柱形状にしても良い。
図4に示すように、ベンチュリー部48におけるメインボディ10と突出部54との隙間Sは、突出部54を一段細くしたことにより大きくすることができるので、空気回転工具の振動等により突出部54が若干振れても、ベンチュリー部48におけるメインボディ10と突出部54とが接触することはなく、速度調節用部材32の摺動性に影響は無い。
【0012】
図3に示すように、速度調節用シャフト30に対して速度調節用部材32が離れる方向に変位すると、速度調節用部材32の先端閉鎖部52と速度調節用シャフト30の先端面との間に空間62が形成される。速度調節用シャフト30の先端閉鎖部52の突出部54に形成される貫通小孔58は、一方を空間62と連絡し、他方を前記空気導入通路12と連絡する。
もし、速度調節用部材32に空間62に至る貫通小孔58が形成されないとすると、空間62の容積が大きくなるとその空間62内に大きな負圧が発生し、速度調節用部材32の応答性や安定性が悪くなる。このため、速度調節用部材32に空間62と空気導入通路12とを連絡する貫通小孔58を形成することによって、貫通小孔58からこの空間62に空気が出入りして、速度調節用部材32の移動をスムースに行わせることができる。
【0013】
従来から、工具の回転速度調節装置においては、モータ回転数の増加或は減少という繰り返し動作が行われ、ロータに回転ムラが生じるという欠点があった。本発明においては、遠心力を発生するボール44の重量や、スプリング40の強さや、速度調節用シャフト30と速度調節用部材32の摺動部分の摺動抵抗や、供給空気の流量や圧力の具合によって、速度調節用部材32が速度調節用シャフト30に対して軸方向に振動し、その振動によって流入空気量が変化し、その流入空気量の変化によってロータ26に回転ムラが発生するおそれがあった。
【0014】
しかし、空間62と空気導入通路12とを連絡する貫通小孔58を速度調節用部材32に形成することによって、この貫通小孔58を出入りする空気の抵抗が速度調節用シャフト30に対する速度調節用部材32の軸方向の振動を解消する。即ち、回転力発生手段14の回転が上昇すると、空気導入通路12から貫通小孔58を経て空間62に移動する空気の流入抵抗が発生し、この空気の流入抵抗が速度調節用部材32に発生する軸方向の振動を防止し、ロータ26の回転ムラを防止する。また、回転力発生手段14の回転が下降すると、空間62から貫通小孔58を経て空気導入通路12に移動する空気の流出抵抗が発生し、この空気の流出抵抗が速度調節用部材32に発生する軸方向の振動を防止し、ロータ26の回転ムラを防止する。
【0015】
前記貫通小孔58の直径を0.5mm〜2mm(上下の数値を含むものとする)にすれば、速度調節用シャフト30に対する速度調節用部材32の軸方向の振動をなくし、ロータ26の回転ムラを解消することができる。貫通小孔58の直径を0.5mm〜2mm程度の小さいものとすることによって、貫通小孔58を通過する空気の抵抗力を十分利用することができ、この空気抵抗力によって回転速度調節装置の速度調節用部材32に発生する振動をなくし、ロータ26の回転ムラを防止することができる。貫通小孔58の直径が0.5mmより小さくなると、空気の抵抗力は大となるが、貫通小孔58の加工の難易さやゴミ等の目詰まり等を考慮すると好ましくない。貫通小孔58の直径が2mmより大きくなると、貫通小孔58を通過する空気の抵抗力が弱くなり、速度調節用部材32の軸方向の振動を抑制する効果が殆どなくなる。
実際に使用される回転速度調節装置では、空間62の内径は50mm以下であるので、この間におけるどのような内径の空間62に対しても、貫通小孔58の直径は0.5mm〜2mm(上下の数値を含むものとする)の範囲で十分である。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係わる空気回転工具の回転速度調節装置によれば、ロータの回転数が所定以上に達すると、ロータに固定される速度調節用シャフトに対して軸方向に移動する速度調節用部材によって、空気導入通路から回転力発生手段への供給空気量を制限する。このように、ロータの回転数が所定の値に達すると空気導入通路からの供給空気量を制限するので、ロータの回転数を最大許容回転数を越えなくすることができ、この結果、回転研削物や回転研磨物等の加工工具の破損を防止することができる。
また、速度調節用シャフトと速度調節用部材との間に形成される空間と空気導入通路との間に、それら空間と空気導入通路とを連絡する貫通小孔を形成することによって、その貫通小孔を通過する空気の抵抗力によって、速度調節用部材に発生する軸方向の振動を防いで、ロータの回転ムラを防止して安定的な回転を行うことができる。
更に、速度調節用部材の先端突出部にテーパ部を設けることによって、空気の流れがスムースになり、応答性や安定性を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転速度調節装置を備えた空気回転工具の全体断面図である。
【図2】図1の要部拡大縦断面図である。
【図3】図2の要部拡大縦断面図である。
【図4】ベンチュリー部におけるメインボディと速度調節用部材の要部断面図である。
【図5】本発明に係る回転速度調節装置を備えた空気回転工具の回転数と時間の特性図である。
【図6】速度調節用部材の他の形状を示す部分断面図である。
【図7】従来の空気回転工具の回転数と圧力の特性図である。
【符合の説明】
10 メインボディ
12 空気導入通路
14 回転力発生手段
16 加工工具
26 ロータ
30 速度調節用シャフト
32 速度調節用部材
34 穴
40 スプリング
44 ボール
46 傾斜壁
48 ベンチュリー部
50 筒状部
52 先端閉鎖部
54 突出部
56 テーパ部
58 貫通小孔
60 テーパ部
62 空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotational speed adjusting device for an air rotary tool that is controlled so that the maximum rotational speed of the pneumatic rotary tool does not exceed a certain level.
[0002]
[Prior art]
An air rotary tool such as an air grinder or an air sander is for polishing a workpiece or the like by rotating a rotary grinding product such as a grindstone or a processing tool such as a rotary polishing product. Processing tools have better grindability and polishability at higher speeds than low speeds, and workability is also excellent.
In general, the pressure (usually used pressure) to be used in an air rotary tool is indicated in an instruction manual or the like. However, the fact that the pressure indication to be used is ignored and the pressure is used at a much higher pressure. As shown in FIG. 7, when the air pressure is increased, the rotational speed of the machining tool exceeds the allowable rotational speed as indicated by the alternate long and short dash line (a).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the pneumatic rotary tool exceeds the permissible rotational speed, a rotational force (centrifugal force) higher than the strength may act on the machining tool and the machining tool may be destroyed. If the processing tool is broken, the broken object may scatter in all directions, which may cause injury to the worker and the surrounding people, which is extremely dangerous. From this point, it is necessary to keep the rotation speed below the maximum allowable rotation speed in an air rotary tool such as an air grinder or an air sander. That is, it is desirable that the allowable rotational speed is not exceeded as shown by the solid line (b) in FIG.
Further, in order to maintain the pneumatic tool so as not to exceed the allowable rotational speed, the air supply amount is automatically adjusted so that the motor rotational speed repeatedly increases and decreases within a predetermined rotational speed range. . There has been a drawback that the speed adjusting member of the rotation speed adjusting device causes expansion and contraction vibration in the axial direction in the repeated operation of increasing or decreasing the motor rotation speed.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points. An apparatus for adjusting the rotational speed of an air rotary tool that does not exceed the maximum allowable rotational speed even when a high air pressure is supplied so as not to damage the machining tool. Is intended to provide.
Another object of the present invention is to provide an apparatus for adjusting the rotational speed of an air rotary tool that does not cause uneven rotation due to vibration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rotational speed adjusting device for an air rotary tool according to the present invention includes a main body having an air introduction passage formed therein, and a rotational force generated by air supplied from the air introduction passage . In a pneumatic rotary tool having a rotational force generating means and a rotor as a component of the rotational force generating means, a venturi portion having a narrow passage section is formed in the main body, and a speed adjusting shaft is fixed to one end of the rotor And a speed adjusting member which is displaceable with respect to the speed adjusting shaft and has a cylindrical shape whose end is closed at one end, and is movable in a radial direction with respect to the rotation center axis of the speed adjusting shaft. The member is provided with a ball, and the speed adjusting member is displaced with respect to the axial direction of the rotation center axis of the speed adjusting shaft by centrifugal force applied to the ball, and the rod The rotation of the rotor by narrowing the cross section of the air introduction passage between the tip of the speed adjusting member and the venturi at the displacement position of the speed adjusting member when the rotation speed of the rotor reaches around the allowable rotation speed. The supply air amount is such that the number does not exceed an allowable rotation speed, and a space is formed between the speed adjustment member and the tip of the speed adjustment shaft by displacement of the speed adjustment member, and the speed adjustment A through hole that connects the space and the air introduction passage is formed in a protrusion formed on the front end closing side of the member for use so as to have a damping effect.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of an air rotary tool provided with a rotation speed adjusting device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of FIG. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of the main part of FIG.
The air rotating tool includes a
The rotational force generating means 14 includes a
[0007]
As shown in FIG. 2, the
[0008]
The
The inner wall in the vicinity of the cylindrical end of the cap-shaped
A
[0009]
As shown in FIG. 3, the cap-shaped
In the cap-shaped
The projecting
[0010]
Next, the operation will be described.
When the amount of pressurized air supplied from the
As the rotational speed of the
[0011]
By attaching the
As shown in FIG. 4, the clearance S between the
[0012]
As shown in FIG. 3, when the
If the through
[0013]
Conventionally, in a tool rotation speed adjusting device, there has been a drawback in that a rotation operation is repeatedly performed to increase or decrease the motor rotation speed, resulting in uneven rotation of the rotor. In the present invention, the weight of the
[0014]
However, by forming the through
[0015]
When the diameter of the through
In the rotational speed adjusting device that is actually used, the inner diameter of the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotational speed adjusting device for a pneumatic tool according to the present invention, when the rotational speed of the rotor reaches a predetermined value or more, the speed of moving in the axial direction with respect to the speed adjusting shaft fixed to the rotor. The amount of air supplied from the air introduction passage to the rotational force generating means is limited by the adjusting member. As described above, when the rotational speed of the rotor reaches a predetermined value, the amount of air supplied from the air introduction passage is limited. Therefore, the rotational speed of the rotor can be prevented from exceeding the maximum allowable rotational speed. It is possible to prevent breakage of a processing tool such as a workpiece or a rotating abrasive.
Further, by forming a through small hole connecting the space and the air introduction passage between the space formed between the speed adjustment shaft and the speed adjustment member and the air introduction passage, the through small hole is formed. The resistance force of the air passing through the hole prevents the axial vibration generated in the speed adjusting member, thereby preventing uneven rotation of the rotor and performing stable rotation.
Furthermore, by providing the tapered portion at the tip protruding portion of the speed adjusting member, the air flow becomes smooth, and the responsiveness and stability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of a pneumatic rotary tool equipped with a rotational speed adjusting device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part of FIG.
3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a main body and a speed adjusting member in a venturi part.
FIG. 5 is a characteristic diagram of rotational speed and time of an air rotary tool provided with a rotational speed adjusting device according to the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing another shape of the speed adjusting member.
FIG. 7 is a characteristic diagram of rotation speed and pressure of a conventional pneumatic rotary tool.
[Explanation of sign]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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