JP4869484B2 - 防塵装置及び防塵装置使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦的に材料を掘削する電動手工具装置、例えば、ドリル装置、たがね装置、鋸装置、若しくは研磨装置、並びにこれらの装置に装着する工具の防塵装置、又はこの防塵装置の使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発生する粉塵による装置への悪影響を減少するには、通常は以下の組合せを実施する。即ち、
・粉塵の発生源を封鎖し、この発生源の周囲の空間を開放する；
・装置内への侵入を回避し、特に、忍び込み粉塵の侵入を回避する；
・内部に定着するような内部堆積を回避する。
【０００３】
このため、一般的には、粉塵吸引、粉塵フィルタ、粉塵バリヤ、及び粉塵溜めを使用する。粉塵溜めは、装置内部に部分的に立体的な又は平面的な構造として配置し、自由に浮遊する粉塵粒子を溜めておくのに使用し、装置内に捕集し、装置内に自由に浮遊する粉塵の濃度を低下させる。忍び込んだ粉塵は、互いに凝集することになる個別の浮遊する粉塵粒子よりなり、滑らかな表面上を自由に移動するが、潜在的なバリヤの形式の僅かな抵抗体に沿う移動は阻止される。このような忍び込んだ粉塵の浮遊を減少するためには、人工的な粉塵バリヤを装備し、粉塵粒子バリヤ領域への侵入又はバリヤ領域からの脱出のいずれかを困難にする。粉塵バリヤは立体的な又は平面的な構造体とし、阻止しようとする方向への粉塵粒子の拡散及び限りない拡大化を阻止し、又この方向に直交する方向への拡散も阻止する。粉塵の発生は不可避である摩擦により材料を掘削する手工具装置及び工具の実施例を以下に説明するが、本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
【０００４】
摩擦により材料を掘削することにより発生する粉塵、例えば、ドリル穿孔屑又は鋸引き屑は、小さい屑溜まりを形成し、この屑溜まりは流動する空気によって１ｃｍ〜数ｍの範囲にわたり搬送除去されるが、電動手工具装置及び工具の自由表面のうちの大部分に付着し、特に、凹面状に湾曲した表面に堆積させ、このような部分では流動速度は低くなる。摩擦により材料を掘削する際に、並びに絶縁性の表面に沿って滑動する際に起こりうる静電気に帯電し、又高い湿度によって堆積を一層助長する。滑らかな表面に忍び込んだ粉塵はこの滑らかな表面上に堆積することになる。
【０００５】
一体の電気的駆動装置を有する、又オプションとして空冷装置を有する電動手工具装置はこのような粉塵の堆積は好ましくない。駆動装置の可動部分は摩擦を受け易く、激しい磨耗によって軸受の寿命を短くし、粉塵の堆積は電気的に又電子的に回路の短絡を生じ、このことは機能及び安全性を損ない、更に、空気の対流及び放射による熱伝導も減少させ、作動温度が高くなるため装置寿命が低下する。
【０００６】
例えば、このような電動手工具装置に関してはドイツ国特許第３１２６５１１号に、電動手工具装置に連結した工具の周囲を包囲し、又加工領域に部分に密接して設けた連結ほろとして構成した透明な防塵キャップを設け、この防塵キャップを吸引接続短管を介して負圧によって摩擦作用により材料を切削することにより発生する粉塵を吸引する装置が記載されている。ドイツ国特許公開第１９８５４８７４号には、摩擦により材料を掘削する際に発生する粉塵を工具の切り刃の近傍で中空工具から負圧によって吸引することが記載されている。
【０００７】
ドイツ国実用新案公開第２９８１２６９９号には、摩擦作用により掘削した材料を空気流によって掘削屑を排出チャンネルにより排出することを記載しており、この排出チャンネルは内側にへこんだ外面により構成する。摩擦作用により掘削した材料によって排出チャンネルが塞がる傾向を少なくするため、この排出チャンネルの表面を平滑度の最も高い表面にし、金属又はセラミック製の人工表面にし、特に、クロムめっきを施すことがある。しかし、掘削による粉塵は、このような滑らかな表面に沿って忍び寄り、このような滑らかな表面にも堆積することすらある。
【０００８】
粉塵により影響を受け易い電気的駆動装置を有する電動手工具装置の内部に粉塵が侵入するのを抑止する他の異なる構造的な対策としては、例えば、ドイツ国特許第４１３６５８４号に記載されているようなハウジングに連結した錠止スリーブを設けて工具の収容部を隙間の少ない可動部分とする構造、又はドイツ国特許第３４１８８８２号に記載されているような回転又は振動する工具のシャフトの周りに弾性的に圧着する密封リップを有する防塵キャップがある。狭い隙間は確かに空気を前方に逆向きに吹き出させ、毛細管現象により粉塵の忍び込みによる侵入を抑止することができる。密封リップは閉鎖部分として限定された範囲の粉塵バリヤのように作用し、忍び込む粉塵を減少することができる。
【０００９】
しかし、これらすべての解決方法は、粉塵部分が次第に堆積し、空気の流れによって工具の表面及び電動手工具装置の内部に侵入し、たいていの場合臨界位置で湿気により凝集して沈積し、電動手工具装置の能力及び耐久性が制限されるようになるという欠点が依然としてある。
【００１０】
ヨーロッパ特許第７７２５１４号には、「ロータス効果」と称される人工的な自浄作用のある表面及びこの自浄表面を利用する方法が記載されており、この表面は疎水性微細結晶のけば立ち微細構造により水で濡れるのを妨げられ、このような表面に導入される水滴により堆積した粉塵粒子を捕捉し排除する。定期的に水滴を導入したり、野外では雨によって効果的な自浄作用が得られる。ヨーロッパ特許公開第９０９７４７号には、このような自浄作用のある表面を、屋根かわらの皮膜のように硬化可能なシロキサン溶液に懸濁させたセラミック材料の粉末粒子よりなる保護膜によって形成する。気密構造又はパイプの外から見える部分並びに内部構造にこのような自浄作用のある表面を設け、流動する水によって浄化することが知られている。上述の使用方法を示したこのような構造は、流動する水によって残留物の少ないクリーニングを行なうことができる。しかし、電動手工具装置の場合には安全上の理由から不可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の欠点を減少するとともに、耐久性のある防塵構造を提供し、装置内部、特に、電動手工具装置の内部に粉塵が侵入を防止し、又は有害な粉塵堆積を防止する防塵装置及び防塵装置使用方法を得るにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は独立請求項の特徴部分のように構成する。更に、本発明の好適な実施例は従属請求項のように構成する。
【００１３】
本発明によれば、防塵装置の表面を微細結晶をけば立たせた微細構造とする。極微構造の表面は、表面と粉塵粒子との間の分子間引力並びに微細結合作用によって多くの粉塵を優先的に堆積させる。このような表面、及び自浄作用のある表面に必須の微細結晶によりけば立った微細構造は、流動する水がないと、軽い多量の粉塵を堆積させるのに役立つ。このような条件の下では、疎水性の性質にした従って、自浄作用のある表面は自浄作用を発揮せず、逆に粉塵溜めとして機能する。
【００１４】
人工的なこのような表面構造には、５〜１００μｍの範囲の凸部及び凹部を設け、これら凸部相互間の及び凹部相互間の距離を５〜２００μｍの範囲としたことを特徴とし、洗剤の有無に係わらず水で剥がれないようにし、また少なくとも凸部は疎水性材料により形成すると好適である。好適には、粘着材料に埋設させた粒度が約７μｍの疎水性粒子例えば、テフロン粉末又はセラミック粉末を遅効硬化性シロキサン溶液に分散させる。更に、スクリーンエンボス加工したテフロン皮膜及びこのような表面を有するフォイルを塗着すると好適である。
【００１５】
流動する水がないと粉塵が堆積する性質は、自浄作用表面に関する上述の従来例とは全く逆に作用し、粉塵溜め及び粉塵バリヤとして都合よく利用する。このような性質を、間隔をおいて周期的に流動する水を介入させることと組み合わせることにより、自浄作用のある表面の自己クリーニングを行い、粉塵溜め及び粉塵バリヤとしての微細構造を再活性化する。このようにしないと、人工的な表面構造は自己クリーニングに時間を浪費し、自浄作用を喪失することになる。
【００１６】
装置内部、特に、電動手工具装置の内部に粉塵を集積するため、好適な実施例においては、摩擦により掘削する作業領域と刺し込み領域との間で工具の表面に設け、微細結晶によりけば立った微細構造を有する粉塵バリヤの範囲を縮小化すると好適である。このように構成した粉塵バリヤは表面領域の空間的に限定した範囲に自浄作用のある表面とすると好適である。どちらか一方の構造又は双方の構造の組み合わせによって、侵入した粉塵の永続的な堆積は減少し、少なくとも装置内部、好適には、危険のない位置に配置した微細結晶でけば立たせた微細構造の粉塵溜めの表面のうち限られた範囲の領域を自浄作用のある表面にすると永続的な粉塵堆積を減少するのに好適である。
【００１７】
表面が微細結晶でけば立たせた微細構造の粉塵バリヤにより装置の外面に舞い込む粉塵の拡大を減少することができる。このような防汚のために、グリップと粉塵が発生する工具の収容部との間に本発明による防塵装置を配置すると好適である。機械的な損傷、油膜等により微細構造が破壊されるのを回避するため、防塵バリヤは装置の遮蔽された凹所に設けると好適である。更に、このような微細構造のうち限られた範囲のみを自浄作用のある表面とすると好適である。
【００１８】
ドリルのような棒状工具の場合防塵バリヤは、回転又は振動軸線の周りに差込み領域の近傍の外被リングとして構成すると好適である。鋸ブレードのようなディスク状工具の場合、工具の端面における回転又は振動軸線の近傍の片側又は両側の円形リングとして構成すると好適である。内面又は外面における防塵バリヤと同様に、工具の周りに又は電動手工具装置に装着する防塵キャップを設けると好適である。
【００１９】
間隔をおいて定期的に装置又は工具を流動する水若しくは水を含有するエアゾルにより間隔をおいて定期的に装置若しくは工具をクリーニングすることによって、定期的に汚れを除去し、特に表面の微細結晶でけば立った微細構造の再活性化又は粉塵が集積した表面の修復を行なうようにすると好適である。このことにより、多くの電動手工具装置において、工具又は材料の冷却を水で行なえるようになり、また摩擦による材料掘削及び空気流動によるスプレー効果によって、不可避的に微細に分散される水滴が工具表面及び電動手工具装置の内部に達する。電動手工具装置の場合、安全技術の観点から、装置の内部に給水流路を切り替えるために設けた湿度センサを配置すると好適であり、この湿度センサは十分乾燥した状態でのみ電圧供給を可能にするものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【００２１】
摩擦により材料を掘削する工具２及びハウジング３の内部に配置した電気的駆動装置４を有する図１に示す電動手工具装置１には、ハウジング３の内面の限られた範囲に微細結晶のけば立った微細構造表面を有する粉塵溜め５を設け、この粉塵溜めは差し障りのない部分並びに工具２の収容部６の近傍に配置し、またこの粉塵溜め５は自浄作用のある表面として構成すると好適である。更に、ハウジング内部に工具２の収容部近傍に粉塵バリヤ７を設け、更に随意に収容部６と８との間でハウジング３の外面に粉塵バリヤ７′を配置し、好適には、この粉塵バリヤ７′を自浄作用のある表面として構成する。粉塵溜め５及び粉塵バリヤ７は１ｍｍ〜数ｃｍの範囲にわたる寸法とする。自浄作用のある表面に堆積した粉塵は、定期的に水滴の形式とした流動する水により除去し、粉塵溜め５及び粉塵バリヤ７を再活性化する。安全性を確保するため、ハウジング３には給水流路に湿度センサ９を配置すると好適である。
【００２２】
図２に示すように、くぎ状の工具２には摩擦による掘削性のある１０と１１との間でこの差し込み領域の近傍に、自浄作用のある外面を有する好適には、被膜として構成した粉塵バリヤ７を設け、１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲にわたり工具２の回転軸線又は振動軸線Ａの周りに環状に延在させる。この工具はドリル又はたがねとすることができる。
【００２３】
図３に示すように、ディスク状の工具２′には、摩擦による切削性のある作業領域１０と差し込み領域１１との間でこの差し込み領域の近傍に、自浄作用のある外面を有する好適には、被膜として構成した粉塵バリヤ７を設け、この粉塵バリヤ７を工具２′の回転軸線又は振動軸線Ａから１ｍｍ〜５０ｍｍの距離の２個の円形リングで挟まれる帯域に延在させる。このディスク状の工具２′は例えば、鋸ブレード又は切断ディスクとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による粉塵バリヤ及び粉塵溜めを有する電動手工具装置の一部断面とする側面図である。
【図２】 粉塵バリヤを有する棒状工具の側面図である。
【図３】 粉塵バリヤを有するディスク状工具の側面図である。
【符号の説明】
1 電動手工具装置
2 工具
3 ハウジング
4 電気的駆動装置
5 粉塵溜め
6 収容部
7 粉塵バリヤ
8 グリップ領域
9 湿度センサ
10 作業領域
11 差し込み領域

Claims (9)

1. 部分的な限定範囲内の粉塵溜め（５）又は粉塵バリヤ（７）によって自由表面に沿って忍び込む粉塵の拡大を減少するため、粉塵バリヤ（７）の自由表面に沿う個々の粉塵粒子の運動に対して抵抗を示すようにした防塵装置であって、電動手工具装置の内部輪郭、又は工具（２）の差し込み部として使用する収容部（６）に該防塵装置を使用し、粉塵溜め（５）又は粉塵バリヤ（７）の表面に個々の粉塵粒子を堆積させ、又粉塵溜め（５）又は粉塵バリヤ（７）に人工的な微細結晶のけば立った微細構造を設け、この微細構造の表面構造には５〜１００μｍの範囲の凸部及び凹部を設け、これら凸部相互間の及び凹部相互間の距離を５〜２００μｍの範囲としたことを特徴とする防塵装置。
2. 微細構造の表面を少なくとも部分的に疎水性にし、洗剤の有無に係わらず水で剥離することがないようにした請求項１記載の防塵装置。
3. 粉塵溜め（５）又は粉塵バリヤ（７）を被膜により形成した請求項１又は２記載の防塵装置。
4. 前記被膜を、接着剤又は硬化可能なシロキサン溶液に分散させた粒子によって構成するか、又は接着剤又は硬化可能なシロキサン溶液をスクリーンによってエンボス加工することによって形成した請求項３記載の防塵装置。
5. ハウジング（３）の内部輪郭又は外部輪郭に請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の防塵装置を使用することを特徴とする防塵装置の使用方法。
6. グリップ領域（８）と工具（２）の差し込み部として使用する収容部（６）との間でハウジング（３）の外部輪郭に防塵装置を使用した請求項５記載の方法。
7. ハウジング（３）の内部に配置した電動駆動装置（４）と、給水流路を切り替えるための湿度センサ（９）とを有する電動手工具装置（１）のハウジング（３）の内部輪郭に請求項２乃至４のうちいずれか一項に記載の防塵装置を使用した方法。
8. 棒状の工具（２）の場合、回転軸線若しくは振動軸線（Ａ）の周りに差込み領域近傍の外被リングの形式とした前記粉塵バリヤ（７）を設け、ディスク状の工具（２′）の場合、前記ディスク状の工具（２′）の端面で回転軸線若しくは振動軸線（Ａ）から２個の円形リングで挟まれる帯域に前記粉塵バリヤ（７）を延在させた請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の防塵装置を使用する方法。
9. 電動手工具装置（１）に、又は工具（２）の周りに装着する防塵キャップに請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の防塵装置を使用する方法。

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