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【発明の名称】 空気動力工具用の切換バルブ・アセンブリ
【発明者】 【氏名】小林 茂樹

【要約】 【課題】通常の作業状態のもとで所望の動作位置に確実に保たれる簡潔なバルブ構成を備えた空気動力工具を提供する。

【解決手段】空気動力回転工具は、加圧空気がモータを順方向に動かす第1の位置と加圧空気がモータを逆向に動かす第2の位置との間で回転運動を行うようにハウジング内に配置されたバルブを有し、平行移動を行うようにハウジングに支持されたアクチュエータは、空動きの接続システムによってバルブと接続され、空動きの接続システムは第1および第2のコネクタ部材を有し、第1および第2のコネクタ部材は、第1の方向においては実質的に連動し、第1の方向と実質的に直交する第2の方向においては相対的にスライド運動するように係合している。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
該ハウジングに対して回転運動するように該ハウジングに支持された出力部材と、
前記ハウジング内に配置され、前記出力部材の回転を駆動すべく出力部材に動作可能に接続された空気圧モータと、
モータに動力をもたらすため、加圧空気の供給源から加圧空気を導入するために前記ハウジングに形成された導入口と、
前記導入口から前記空気圧モータへと加圧空気を導くための前記ハウジング内に形成された通路と、
前記通路内の加圧空気を前記空気圧モータを順方向に動かすように導く第1の位置と前記通路内の加圧空気を前記空気圧モータを逆方向に動かすように導く第2の位置との間で、回転運動および平行移動の一方を行うように前記通路に配置された長手軸を有するバルブと、
前記ハウジングに対して前記回転運動または平行移動の他方を行うように、前記ハウジングに支持されたアクチュエータと、
前記アクチュエータと前記バルブとを互いに接続する空動きの接続システムと、
を有する空気動力回転工具において、
前記接続システムは、第1および第2のコネクタ部材を有しており、該第1及び第2のコネクタ部材は第1の方向においては実質的に連動するとともに、前記第1の方向と実質的に直交する第2の方向においては相対的にスライド運動するように係合していることを特徴とする空気動力回転工具。
【請求項2】
前記第1のコネクタ部材はステムを有しており、前記第2のコネクタ部材は前記ステムを受け入れる溝を有している請求項1に記載の空気動力回転工具。
【請求項3】
前記ステムは前記バルブに組み合わせられ、前記溝は前記アクチュエータに組み合わせられている請求項2に記載の空気動力回転工具。
【請求項4】
前記溝は、前記バルブの長手軸に実質的に直交して延びている請求項3に記載の空気動力回転工具。
【請求項5】
前記バルブは前記長手軸を中心として回転運動を行うように設けられ、前記アクチュエータは平行移動を行うように設けられている請求項3に記載の空気動力回転工具。
【請求項6】
前記ステムは前記バルブの軸方向を向いた端部から軸方向に突き出しており、前記バルブの長手軸から偏心した位置に配置されている請求項5に記載の空気動力回転工具。
【請求項7】
前記アクチュエータは、前記ハウジングに対して実質的に横方向で且つ前記バルブの長手軸に対して実質的に直交方向に延びるピンを有している請求項6に記載の空気動力回転工具。
【請求項8】
前記ピンは第1および第2の対向端部を有しており、前記ピンの第1の端部は、前記モータが順方向に動作しているときに前記ハウジングから突き出し、前記ピンの第2の端部は、前記モータが逆方向に動作しているときに前記ハウジングから突き出す請求項7に記載の空気動力回転工具。
【請求項9】
前記アクチュエータは第1の押しボタンを有している請求項1に記載の空気動力回転工具。
【請求項10】
前記アクチュエータは第2の押しボタンをさらに有しており、前記第1の押しボタンは前記バルブを前記第1の位置から前記第2の位置へと動かすように構成され、前記第2の押しボタンは前記バルブを前記第2の位置から前記第1の位置へと動かすように構成された請求項9に記載の空気動力回転工具。
【請求項11】
前記空動きの接続システムが、それぞれの押しボタン用にタブおよび溝を有している請求項10に記載の空気動力回転工具。
【請求項12】
前記タブが前記バルブと組み合わせられ、前記第1および第2の押しボタンのそれぞれが、前記タブのうちの対応する1つを収容する溝を有している請求項11に記載の空気動力回転工具。
【請求項13】
前記第1および第2の押しボタンは、前記ハウジングの後端に横並びで配置されている請求項10に記載の空気動力回転工具。
【請求項14】
前記バルブは、前記通路において前記導入口からの空気の流れを、前記バルブを通過させて導く平面デフレクタを有しており、該デフレクタは、空気を第1の方向と第2の方向の一方に流れるように導き、前記第1の方向に流れる空気が前記モータを順方向に動作させ、前記第2の方向に流れる空気が前記モータを逆方向に動作させる請求項1に記載の空気動力回転工具。
【請求項15】
前記アクチュエータは平行移動を行うように設けられ、前記デフレクタは前記バルブの長手軸を中心として回転運動を行うように設けられ、前記アクチュエータの平行移動によって前記デフレクタの回転運動が生じる請求項14に記載の空気動力回転工具。
【請求項16】
前記バルブは第1のバルブ部材および第2のバルブ部材を有しており、前記第1のバルブ部材は、前記第1の位置と前記第2の位置との間で回転運動を行うように、前記第2のバルブ部材の内側に回転可能に収容されている請求項1に記載の空気動力回転工具。
【請求項17】
前記バルブは、前記アクチュエータを前記第1のバルブ部材と動作可能に接続する細長い軸棒をさらに有している請求項16に記載の空気動力回転工具。
【請求項18】
前記軸棒はタブを有し、前記アクチュエータは溝を有し、該溝は、前記アクチュエータの平行移動を前記軸棒の回転運動へと伝えるべく前記タブを収容しており、
前記軸棒は、前記軸棒の回転に連動して前記第1のバルブ部材が回転するよう、前記第1のバルブ部材に係合できるフィンガをさらに有している請求項17に記載の空気動力回転工具。
【請求項19】
前記軸棒のフィンガは穴を有しており、前記第1のバルブ部材は延伸部を有しており、前記フィンガを前記第1のバルブ部材に固定すべく前記穴が前記延伸部を収容するように、前記フィンガは前記第1のバルブ部材と係合している請求項18に記載の空気動力回転工具。
【請求項20】
前記アクチュエータは、前記第1のバルブ部材と動作可能に接続された第1および第2の押しボタンを有しており、前記第1の押しボタンは前記第1のバルブ部材を前記第1の位置から前記第2の位置へと動かすように構成され、前記第2の押しボタンは前記第1のバルブ部材を前記第2の位置から前記第1の位置へと動かすように構成されている請求項16に記載の空気動力回転工具。
【請求項21】
前記空動きの接続システムは前記各押しボタン用にタブおよび溝を備えており、該タブは前記第1のバルブ部材と組み合わせられ、前記第1および第2の押しボタンの各々は、前記押しボタンを第1のバルブ部材と動作可能に接続する前記タブのうちの対応する1つをそれぞれ収容する溝を有している請求項20に記載の空気動力回転工具。
【請求項22】
前記導入口の選択的な開放と閉鎖を操作するようにスライドできるプランジャをさらに有し、前記通路への加圧空気の導入を選択的に可能とし、
前記バルブは、前記第1および第2の位置の間で、回転軸上で前記プランジャを実質的に中心として選択的に回転できる請求項1に記載の空気動力回転工具。
【請求項23】
前記第1のコネクタ部材は、前記アクチュエータから外に延びて前記アクチュエータの操作軸に実質的に直交して延びる溝を有しており、
前記第2のコネクタ部材は、前記バルブから外に延びて前記スライド部材の溝に収容されるステムを有している請求項22に記載の空気動力回転工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、広くは、空気動力回転工具に関し、具体的には、工具を通過する空気流の方向および工具の回転出力の方向を制御するためのリバーシブルなバルブ・アッセンブリ(以後、「切換バルブ・アセンブリ」と呼ぶ)を備えた空気動力回転工具に関する。
【背景技術】
【0002】
空気動力回転工具は、ボルトまたはナットなどといった締め付け部材を締め付けたり、あるいは緩めるために、順方向または逆方向に回転させることが望まれる用途において、広く使用されている。空気動力回転工具は、締め付け部材を締め付け、あるいは緩めるために、締め付け部材を高速で回転させることができるため好都合である。いくつかの空気動力工具は、締め具へと大きなトルクを加えることができる。これは、締め具を緩めることが困難である場合あるいは締め付けのために大きなトルクを必要とする場合がある自動車の修理や製造における用途において特に望ましい。
【0003】
空気動力回転工具は、典型的には、締め具に係合するように寸法決めされた出力部材(例えば、ソケット)を備えている。加圧空気が、工具を通過して流れて空気モータを駆動し、次いで空気モータがソケットを駆動する。空気は、典型的には、2つの通路のうちの一方を通ってモータへと流れる。空気が第1の通路を通って流れるとき、空気によってモータが順方向(一般的には、締め付けの方向)に駆動される。空気が第2の通路を通って流れるとき、空気によってモータが逆方向(一般的には、緩める方向)に駆動される。
【0004】
空気の流れを第1または第2の通路へと導くためにバルブが使用される。典型的には、バルブは、空気を所望の通路へと導くための一方向チャネル(「導管」または「流露」)、および一方向チャネルを所望の位置へと動かすべくバルブと接続されたアームを備えている。多くの工具においては、アームは、例えば引き金の上方などの位置において、工具から外へと横方向に突き出している。あるいは、バルブを動かすために一対のアームを使用することも可能である。
【0005】
例えば、特許文献1においては、空気が筒状のスプールを通って順方向の供給ポートまたは逆方向の供給ポートのいずれかへと流れることが開示されている。ここでは、ラック・アンド・ピニオン式のシステムが、スプールを回転させて所望のポートに整列させる。所望のアームをハウジングへと押し込んでスプールを所望の位置へと回転させることができるように、2つのアーム(ラック)が、スプール(ピニオン)の両側に位置している。一方のアームがハウジングへと押し込まれるとき、反対側のアームが、ハウジングから出るように後方に移動する。その後に、外向きに出たアームを、スプールの位置を変化させるべくハウジングへと押し込むことができる。
【特許文献1】米国特許第5,199,460号(Geiger)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
現時点において使用されているバルブの欠点は、バルブを動かすために使用される構造(例えば、アーム)が、工具の外へと突き出していることが多く、作業の際に意図せぬ接触または動きが発生されやすい構成であるという点にある。したがって、通常の作業状態のもとで所望の動作位置に確実に保たれる簡潔なバルブ構成を備える空気動力工具を提供することが、望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、空気動力回転工具を対象としている。この工具は、ハウジングと、該ハウジングに対して回転運動するように該ハウジングに支持された出力部材と、前記ハウジング内に配置され、前記出力部材の回転を駆動すべく出力部材に動作可能に接続された空気圧モータと、を備えている。モータに動力をもたらすため、加圧空気の供給源から加圧空気を導入するために前記ハウジングに導入口が形成され、ハウジング内に形成された通路が前記導入口から前記空気圧モータへと加圧空気を導く。長手軸を有するバルブが、前記通路内の加圧空気を前記空気圧モータを順方向に動かすように導く第1の位置と前記通路内の加圧空気を前記空気圧モータを逆方向に動かすように導く第2の位置との間で、回転運動および平行移動の一方を行うように前記通路に配置されている。前記工具は、更に、ハウジングに対して前記回転運動または平行移動の他方を行うように、ハウジングに支持されたアクチュエータと、前記アクチュエータと前記バルブとを互いに接続する空動きの接続システムと、を有しており、前記接続システムは、第1および第2のコネクタ部材を有しており、前記コネクタ部材は、第1の方向においては実質的に連動するとともに、前記第1の方向に実質的に直交する第2の方向においては相対的にスライド運動するように係合している。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バルブを動かすために使用される構造は工具内に収容され、作業の際に意図せぬ接触または動きを防止し、通常の作業状態のもとで所望の動作位置に確実に保たれる簡潔なバルブ構成を備えた空気動力工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の目的、利点、態様及び特徴は、添付の図面を参照して記載された好ましい実施形態の詳細な説明を考慮することで、更に充分に理解されるであろう。なお、図面の全体を通して、類似の参照符号は類似の部品を示している。
【0010】
(実施の形態1)
図1は、本発明の空気動力回転工具1の第1の実施の形態の全体を示している。同図において、工具1は、インパクトレンチとして示され、大略、軸4を有するハウジング3と、ハウジング3の前部のクラッチ・ケース5と、クラッチ・ケース5から前方に延びている出力部材7と、ハウジング3の後部に取り付けられた端部カバー9とを有している。出力部材7は、軸4を中心としてハウジングに対して回転運動できるように、ハウジング3によって支持されている。出力部材7は四角形の駆動部として示されているが、本発明の技術的範囲において、別の形状とすることが可能である。ねじ付きの4つの締め具10、例えばボルトが、端部カバー9およびハウジング3を貫いて延び、クラッチ・ケース5にねじ込まれて、工具の構成部品を一体に固定している。本発明の技術的範囲において、工具の構成部品を、例えば別の固定具によって、別のやり方で一体に固定することも可能である。
【0011】
工具1は、ハウジング3から下方へと延びる把持部11をさらに備えており、ユーザが工具1を確実に把持および保持できるようにしている。クラッチ・ケース5、端部カバー9、および把持部11をすべて、本発明の目的においては、ハウジング3の一部と考えることができる。引き金13が、工具1を動作させるために把持部11の前部から延びている。空気導入口15は、従来通り、加圧空気を工具1へと供給すべく加圧空気の供給源(図示されていない)から加圧空気を流入するために、把持部11の下部に形成されている。
【0012】
次に図2を参照すると、工具1は、端部カバー9に取り付けられたトルク選択部17を有し、トルク選択部17は加圧空気の流れを絞ることによって工具1のトルクを制御すべく端部カバー内で回転させることができる。図示の実施の形態においては、トルク選択部17は、端部カバー9内において4つのトルク設定に対応する4つの不連続な位置の間を回転する。トルク選択部17の機能は公知であり、本明細書においてはこれ以上説明しないが、関連する共有の米国特許第6,796,386号(Izumisawa等)に詳しく記載されている。トルク選択部は、本発明を実施するために必ずしも必要でなく、別のやり方で構成されたトルク選択部も、本発明の技術的範囲において使用することが可能である。例えば、図11を参照して後述する本発明の第2の実施の形態に示しているトルク選択部117のように外側部分が別の形状としてもよい。
【0013】
図3を参照すると、排気口19が、把持部11の下部において、空気導入口15に隣接して形成されている。排気口19は、工具から出る排気をユーザから離れるように導くとともに、排気口19に異物が進入することがないようにするためのディフューザ21を備えている。
【0014】
工具1のハウジング3内の空気流の通過が、図3、9B、および10Bにおいて大略的に線Aによって示されている。線Aの経路に従い、まずは加圧空気が、この技術分野において公知のとおり、より詳しくは工具1を空気ホースおよび加圧空気の供給源(図示されていない)へと接続するためのフィッティング23によって形成されている空気導入口15を通り、工具1に導入される。導入口15から導入された後、空気は、ばねによって付勢され、引き金13を引くことによって開くことができるチルト・バルブ25を通過する。チルト・バルブ25の詳細な構成および動作は、その設計が関連の技術分野において周知であるため、ここでは説明しない。次いで、空気は、引き金13のすぐ上方においてハウジング3内に位置しているセレクタ・バルブ・アセンブリ27へと通過する。
【0015】
図4〜8にさらに詳しく示されているように、セレクタ・バルブ・アセンブリ27は、第1および第2の端部(34a、34b)と長手軸35とを備える細長い操作ピン34を有しており、ピン34は、軸棒36によって第1のバルブ部材(31)と動作可能に接続され、このバルブ部材31を、工具1の後端の所定の位置に固定された第2のバルブ部材33の内側で回転運動させる(図3)。第1のバルブ部材31、第2のバルブ部材33、および軸棒36を、広く「バルブ」と称することができ、操作ピン34を、広く「アクチュエータ」と称することができる。軸棒36は、軸棒36の長手軸38(図5参照)がピン34の長手軸35に略直交するように、ピンの溝37内に位置するタブ36a(広くは、ステム)においてピン34につながっている。ここで、タブおよび溝を、広く「コネクタ部材」と称することができる。図9Aおよび10Aを参照してよりよく理解されるとおり、タブ36aは中心から外れて位置しており、すなわち軸棒36の軸38からそれた位置にある。溝37は、ピン34の長手軸35の略下方に位置しており、したがってピンがそれ自体の長手軸35に沿った方向に移動すると、軸棒36に軸38を中心とする回転運動が生じる。タブ36Aは、軸38を中心とするタブの回転運動の水平方向成分に関して、溝37およびピン34と連動する。溝37が垂直に延びているため、タブ36Aが溝内でピン34に対してスライドすることができ、したがってタブの回転運動の垂直方向の成分に関しては、溝とタブとは連動しない。
【0016】
このように、第1の実施の形態においては、タブ36Aおよび溝37が空動きの接続を形成している。軸棒36は、第1のバルブ部材31と、バルブ部材の空気穴39(図6参照)においてつながっている。軸棒36の半円柱形のフィンガ41が、フィンガの平坦面が第1のバルブ部材31の平面デフレクタ45の底面に当接して位置するように、空気穴39に嵌り込む(図9Bおよび10Bも参照)。フィンガ41は空気穴39よりも小さく、したがって依然として空気がこの穴を通って流れることができる。フィンガ41の穴42が、第1のバルブ部材31の円柱形の突起44(図6)を収容し、フィンガ41をバルブ部材31と固定する。この接続によって、第1のバルブ部材31が、軸棒36の回転運動に連動して回転する。本発明の技術的範囲において、第1のバルブ部材31および軸棒36を、一部品として形成することも可能である。
【0017】
図3に示すように、操作ピン34は、容易に出し入れできるように、引き金13の略上方に位置している。ピン34は、ピン34を作業時の意図せぬ接触から保護するハウジング3を貫く通路43を通って延びている。さらに図9A〜10Bを参照すると、ピン34は、通路43内で、第1の端部34aが通路から外へと突き出す第1の位置(図9A)と第2の端部34bが通路から外へと突き出す第2の位置(図10A)との間を移動することができる。ピン34が第1の位置にあるとき、バルブ・アセンブリ27は、逆方向の動作の位置にある(図9B)。第1のバルブ部材31の平面デフレクタ45が、軸38を中心にして反時計方向(図9Bにて眺めた場合)に回転し、したがって第1のバルブ部材31の空気穴39を通って第2のバルブ部材33に進入する空気が、第2のバルブ部材33の第1の横ポート47を通って導かれる。ピン34が第2の位置にあるとき、バルブ・アセンブリ27は、順方向の動作の位置にある(図10B)。デフレクタ45が、軸38を中心にして時計方向(図10Bにて眺めた場合)に回転し、したがって第2のバルブ部材33に進入する空気が、デフレクタ45によって第2のバルブ部材33の第2の横ポート49を通って導かれる。第2のバルブ部材33は、モータからの排気の出口通路を構成する上部ポート50をさらに有している。図3においては、第1のバルブ部材31は、逆方向の動作の位置と順方向の動作の位置との間の中立位置に示されていることに、注意すべきである。
【0018】
図3、9B、および10Bにおいて工具1を貫く空気の経路Aをさらに辿ると、空気は、ひとたびセレクタ・バルブ・アセンブリ27を通過すると、第1のバルブ部材31およびデフレクタ45の方向位置に応じて第1の空気通路53または第2の空気通路55のいずれかを通り、全体が参照番号57(図3)で示されている空気動力回転モータに向かって移動する。図9Bにおいては、空気が第1の横ポート47および第1の通路53を通って導かれ、トルク選択部17を通過する。その後に空気は、モータ57に進入してモータを逆回転の動作方向に駆動し、当然ながら最終的に出力部材7を回転させる。図10Bにおいては、空気が第2の横ポート49および第2の通路55を通って導かれ、直接的にモータ57へと通過してモータを正回転の動作方向に駆動する。
【0019】
空気動力回転モータ57は、図3に示すように、当業者にとって公知の形式のモータであって、回転子59および複数の羽根板61を有している。同様の空気動力回転モータが、米国特許第6,796,386号に詳しく記載されている。空気がモータ57へと進入して羽根板61に対して膨張し、羽根板61が回転子59を回転させる。支持軸63が、回転子59の後端から延び、スプライン付きの軸65が、回転子59の前端から延びている。支持軸63は、モータ57の後端キャップ67bに取り付けられたボールベアリング60に嵌り込んでいる。スプライン付きの軸65は、スプライン部65aおよび平滑部65bを有している。平滑部65bは、モータ57の前端キャップ67aに取り付けられたボールベアリング60に嵌り込む一方で、スプライン部65aは、前端キャップ67aを超えて延び、クラッチ・ケース5に収容されたインパクト・クラッチ69に係合している。スプライン部65aが、インパクト・クラッチ69の溝付き穴71に嵌り込み、連動を可能にしている。回転子59のスプライン付きの軸65および支持軸63は、ハウジング3の略長手軸4に沿って延びており、2組のボールベアリング60が、モータ57内での回転子59の自由な回転を可能にしている。
【0020】
空気が、空気モータ57を通過して移動するときにスプライン付きの軸65を駆動し、結果としてスプライン付きの軸65が、インパクト・クラッチ69および出力部材7を駆動する。この技術分野において公知のとおり、インパクト・クラッチ69が、モータ57の高速回転のエネルギーを、出力部材7の不連続な大トルクのインパクトモーメントに変換する。大トルクのインパクトは継続時間が限られているため、作業者は、大トルクを連続的に加える場合に可能なモーメントよりも大きなモーメントを出力部材へと加えつつ、工具1を保持することができる。インパクト式の工具は、大トルクを設定する必要がある締め具の締め付けまたは解放など、大トルクの用途に有用である。インパクト・クラッチ69は、当業者にとって周知の形式であるため、本明細書においては詳細な説明は省略する。
【0021】
モータ57によって消費された空気は、モータの排気口73および第2のバルブ部材33のポート50を通って排出される。次いで、消費後の空気は、ハウジング3のオリフィス(図示されていない)を通って把持部11の排気口19へと導かれ、工具1から排出される。これは、この技術分野において一般的である。
【0022】
(実施の形態2)
図11〜16Bは、本発明の第2の実施の形態による空気動力回転工具を示している。工具の全体が参照番号101で示されており、この工具101において図1〜10Bに示す第1の実施の形態の工具1の部品に相当する部品は、同じ参照番号に「100」を加えた参照番号で示されている。
【0023】
図11および12に示されているように、この第2の実施の形態に係る工具101は、実質的には第1の実施の形態の工具1と同様である。しかしながら、この実施の形態においては、セレクタ・バルブ・アセンブリ181(図12〜14を参照)が変更されている。即ち、セレクタ・バルブ・アセンブリ181は、工具101の後部において、おおむね工具の端部カバー109の下方に位置している。図13および14を参照すると、セレクタ・バルブ・アセンブリ181は、平行な関係で横並びに配置された2つの押しボタン187a、187bを有しており、これら2つの押しボタン187a、187bが、第1のバルブ部材(全体が参照番号131で示されている)と動作可能に接続され、このバルブ部材131をハウジング103(図12参照)と固定された円筒形の第2のバルブ部材(全体が参照番号133で示されている)の内側で回転可能に運動させる。第1のバルブ部材131および第2のバルブ部材133を、広く「バルブ」と称することができ、押しボタン187a、187bを、広く「アクチュエータ」と称することができる。
【0024】
押しボタン187a、187bは、第1のバルブ部材131に組み合わせられたピン189、即ち、第1のバルブ部材131の穴191からそれぞれ対応する押しボタン187a、187bの溝193(図14,15A参照)へと延びているピン189(広くは、「タブ」と呼ぶ)によって、第1のバルブ部材131の主表面188と接続している。溝193により、空動きの接続によって第1のバルブ部材131が回転するときのピン189の小さな水平方向の運動を受容することによって、押しボタン187a、187bがハウジング103に対して垂直方向に移動でき、第1のバルブ部材131の回転運動を生み出すことができる。本発明の技術的範囲において、他の形式のスライド式の空動きの接続を使用してもよいことが理解できるであろう。押しボタン187a、187bは、実質的に互いに平行な方向に動き、その動きの方向は、ハウジング103の長手軸104に実質的に直角である。
【0025】
図15Aおよび16Aに示すように、バルブ・アセンブリ181の押しボタン187a、187bは、押しボタン187a、187bを作業時の意図せぬ接触から保護する端部カバー109の下方に垂直に設置している。これらの図において、押しボタン187a、187bおよび第2のバルブ部材133のうちで端部カバー109の背後にある部分は、破線で示している。押しボタン187a、187bは、第1の押しボタン187aまたは第2の押しボタン187bのいずれかが端部カバー109の下方に突き出す一方で、他方の押しボタンは実質的に端部カバーの背後となるように、垂直方向に可動である。図15Aおよび15Bにおいては、第1の押しボタン187aが端部カバー109の下方にあり、バルブ・アセンブリ181が順方向の動作の位置にある。アセンブリ181の第1のバルブ部材131のデフレクタ145(第1の実施の形態のデフレクタ45に類似)が、水平位置から約45°の角度まで時計方向に回転して、第1のバルブ部材131の空気穴139(第1の実施の形態の第1のバルブ部材31の空気穴39に類似)を通って第2のバルブ部材133に進入する空気が、デフレクタ145によって、第2のバルブ部材133の第1の横ポート147を通ってモータ157へと向かう第1の空気通路153に偏向される(図15B参照)。
【0026】
第1の実施の形態と異なり、この構成は、空気モータ(図示されていない)の構成が異なっているため、工具の逆方向の動作ではなく、正方向の動作をもたらす。工具101の動作を逆回転の動作位置へと変更するために、第1の押しボタン187aが上方へと押され、第1のバルブ部材131を回転させるとともに、第2の押しボタン187bをハウジング103の外へと下向きに動かす(図16A)。デフレクタ145が、水平位置を通過して約45度の角度へと時計方向に回転し、したがって第2のバルブ部材133に進入する空気が、第2のバルブ部材の第2の横ポート149を通って第2の空気通路155へと偏向される(図16B参照)。第2の押しボタン187bを上方へと押すことによって、工具は再び正方向の動作のための構成をとる。
【0027】
この実施の形態においても、図12に示されているように、モータ157からの使用済みの空気は、排気口195を通ってモータ157の底部に向かって放出される。次いで、使用済みの空気は、ハウジング103内のオリフィス(図示されていない)を通って把持部111の排気口119へと導かれ、工具101から排出される。他のすべての態様において、この実施の形態の工具101の動作は、第1の実施の形態の工具1について説明した動作と実質的に同じである。
【0028】
(他の実施の形態)
図17〜23は、本発明の他の実施の形態に係る空気動力回転ドリル201を示している。このドリルは、全体が参照番号203で示されたハウジングを有しており、ハウジング203は、ユーザがドリル201を保持して動作させるための把持部205を備えている。ハウジング203の上部は、空気モータ209を備える駆動機構207を支持しており、空気モータ209が、ハウジングの上部から前方へと延びる出力部材213(例えば、ドリルのチャック)を回転軸Aを中心として回転させる。出力部材213は、ドリルのビット(図示されていない)を収容するための六角形の空洞214を有している。前述の実施の形態の工具と同様、空気動力ドリル201の空気モータ209は、出力部材213に正方向すなわち時計方向の回転を付与するための時計方向の回転、または出力部材に逆方向すなわち反時計方向の回転を付与するための反時計方向の回転のいずれかを行うように構成されている。モータを回転させて出力部材に回転を付与する駆動機構207は、この技術分野において周知であるので、本明細書においては詳しい説明は省略している。
【0029】
空気モータ209は、連通可能に接続されたハウジング203内の一連の空気通路を通って加圧空気の供給源(図示されていない)から空気モータへと届けられる加圧空気によって駆動される。把持部205の導入通路215は、ホース(図示されていない)を把持部の底部のコネクタ217に取り付けることによって、加圧空気の供給源から加圧空気が供給される。図18に示すように、構造および動作の両方について先の実施の形態のチルト・バルブと同様のチルト・バルブ219が、導入通路215とドリル201内の空気通路の残りの部分との間に配置されている。本発明の技術的範囲において、他の適切なバルブを使用することも可能である。引き金223から後方に延びるプランジャ221が、チルト・バルブ219の開放を操作する。引き金223を押し下げる(引く)と、プランジャ221が自身の長手軸A2に沿って直線状に後方へと移動し、結果としてプランジャの自由端がバルブ219のステム227に接触し、バルブをバルブの座229から外れるように押してバルブを開き、加圧空気が空気モータ209へと流れる。
【0030】
図18〜23に示すように、チルト・バルブ219の下流でかつ空気モータ209の上流に、切換バルブ・アセンブリ233が配置され、導入通路215からバルブへと進入する加圧空気を、モータを時計方向に駆動するための順方向駆動用空気通路235A(図21参照)またはモータを反時計方向に駆動するための逆方向駆動用空気通路235B(図20参照)のいずれかへと導く。図18および図22に最もよく示されているように、切換バルブ・アセンブリ233は、略円柱形の回転子237(広くは、「バルブ部品」と呼ぶ)を備えており、回転子237は、ハウジング203に固定的に収容された円筒形のブシュ239(広くは、「バルブ本体」とも呼ぶ)の内側に収容されている。プランジャ221(図18参照)が、回転子237の軸方向の穴241にスライド可能に収容されており(図22参照)、プランジャの自由端が、回転子およびブシュ239の後部導入ポート243を通過して延びて、チルト・バルブ219のステム227に当接している。
【0031】
上述した理由により、回転子237は、プランジャ221の長手軸A2に略一致する回転軸A3を中心として回転可能である。プランジャ221の外表面の周状の溝に収容されたOリング245(図19参照)が、軸方向の通路241を形成している回転子237の内表面に気密に当接し、空気がこの軸方向の通路を通ってバルブ233から漏れることがないようにしている。このようにして、プランジャ221が、気密かつスライド可能に回転子237と係合している。ブシュ239の後部の周囲に収容されたもう1つのOリング246(図18および19参照)が、ブシュとハウジングとの間から空気が漏れることがないよう、ハウジング203に気密に係合している。
【0032】
図19に示すように、回転子237の後部247が、ブシュ239の内表面に気密に係合しており、導入ポート243からバルブ233へと進入する加圧空気は、回転子とブシュとの間を流れることはできない。溝249(図19〜23参照)が、回転子237の後部から回転子の上部に沿って長手方向に延びている。後述のとおり回転子237を選択的に回転させることで、溝249は、ブシュ239の第1および第2の出口ポート251A、251Bの一方と連通する位置に調整される。第1の出口ポート251Aは、順方向駆動用通路235Aに連通可能に接続され、第2の出口ポート251Bは、逆方向駆動用通路235Bに連通可能に接続されている。
【0033】
回転子の溝249が半径方向において第1の出口ポート251Aと連通する位置にくるとき(図21参照)、バルブ235は順方向駆動の状態であり、第1の出口ポートが開かれ、第2の出口ポート251Bが閉じられている。この順方向駆動の状態において、導入ポート243を通ってバルブ235へと進入する加圧空気は、順方向駆動用の空気通路235Aのみへと導かれ、モータ、したがって出力部材213を、時計方向に駆動する。同様に、回転子の溝249が半径方向において第2の出口ポート251Bと連通する位置にくるとき(図20参照)、バルブ235は逆方向駆動の状態であり、第2の出口ポート251Bが開かれ、第1の出口ポート251Aが閉じられている。この逆方向駆動の状態において、導入ポート243を通ってバルブ235へと進入する加圧空気は、逆方向駆動用の空気通路235Bのみへと導かれる。
【0034】
バルブ233を順方向駆動の状態と逆方向駆動の状態との間で設定するための回転子237の選択的回転は、ピンまたは押しボタン255(広くは、「アクチュエータ」と呼ぶ)の直線状の平行移動によって操作される。押しボタン255は、略棒状であり、把持部205の前部の引き金223の略後方で、ハウジング203内にスライド可能に収容されている。押しボタン255は、略直線状でありかつ回転子237の回転軸A3に対して略横方向である(例えば、略直交している)操作軸A4(図20および21参照)に沿ってスライド可能である。さらに詳しくは、押しボタン255は、ボタンの右端257Aがハウジング203の右側259Aから外へと側方に突き出している第1の位置(図21に示す)と、ボタンの左端257Bがハウジングの左側259Bから外へと側方に突き出している第2の位置(図20に示す)との間で移動可能である。
【0035】
図22および23に示すように、接続システム、詳しくは空動きの接続システムの全体が参照番号263で示され、操作軸A4に沿った押しボタンの直線移動によって回転子に回転運動が付与されるように、押しボタン255をバルブ233の回転子237と動作可能に接続している。この接続システムは、押しボタン255の空洞267内に固定されて、操作軸A4に対して略直角に下方へと延びるスライド板265を備えている。接続システム263のステム271は、回転子237の前部273から前方へと延び、スライド板265の溝275に収容されている。溝275は、板265の下面から垂直に、操作軸A4に対して略直角に延びており、内側でステム271が垂直に移動またはスライドできるように寸法および形状が規定されている。したがって、スライド板265がステム271と接続されると、押しボタン255およびスライド板265の平行運動が、ステム271の角度運動、したがって回転軸A3を中心とする回転子237の角度運動に変換される。
【0036】
図示の実施の形態においては、ボタンを左方へとスライドさせるべくボタン255の右端257Aを押すことによって、ステム271および回転子237は反時計方向に回転し、回転子の溝249が半径方向において第1の出口ポート251Aおよび順方向駆動用空気通路235Aに向き合う順方向駆動の位置となる。反対に、ボタンを右方へとスライドさせるべくボタン255の左端257Bを押すことによって、回転子237は時計方向に回転し、回転子の溝249は第2の出口ポート251Bおよび逆方向駆動用空気通路235Bに向き合う逆方向駆動の位置となる。
【0037】
図18および19に示すように、空気は、順方向駆動用および逆方向駆動用の空気通路235A、235Bのうちの選択された一方から空気モータ209へと進入して、駆動機構207を駆動すべく空気モータを回転させた後、モータの出口開口279を通って空気モータから排出され、ドリル201の把持部205の排気通路281に進入する。空気は、大気中へと排気通路281から排出される前に、排気通路へと流通可能に接続されているバルブ233を通過する。バルブのブシュ239が、空気を排気通路281からバルブ233へと流入させることができる上部排気開口285Aと、空気をバルブから排出して排気通路へと再び進入させることができる下部排気開口285Bとを有している。ブシュ239の上部排気開口285Aと下部排気開口285Bとの間に位置する回転子237の中間部287は、上部排気開口から流入する空気をこの中間部の周囲を通過させて下部排気開口から排出することができるよう、ブシュの内径よりも小さな縮小された外径を有している。空気は、バルブ233を通過して排気通路281へと再び進入した後、把持部205の底部のディフューザ289を通って大気中に排出される。空気モータから出る排気に対処する他のやり方も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0038】
本発明または本発明の好ましい実施の形態の構成要素を説明するとき、「・・・からなる」、「・・・を備える」、「・・・を含む」、および「・・・を有する」(“comprising”、“including”、および“having”)といった用語は、そのような構成要素を含むという意味で使用しており、挙げられている構成要素以外の追加の構成要素が存在してもよいことを意味している。
【0039】
以上について、本発明の技術的範囲から離れることなくさまざまな変更を行うことが可能であるため、以上の説明に含まれ、添付の図面に示されている内容はすべて、例示であると理解すべきであって、本発明を限定するものとして理解してはならない。
【産業上の利用可能性】
【0040】
以上のように本発明による空気動力工具は、バルブを動かすために使用される構造は工具内に収容したことで、作業の際に意図せぬ接触または動きを防止し、通常の作業状態のもとで所望の動作位置に確実に保たれる簡潔なバルブ構成を備えたので、締め具を緩めることが困難であったり、締め付けのために大きなトルクを必要とする自動車の修理や製造工業等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の第1の実施の形態による空気動力回転工具の側面図である。
【図2】上記工具の一部分を拡大した背面図である。
【図3】上記工具の縦断面である。
【図4】上記工具のバルブ・アセンブリの斜視図である。
【図5】図4の分解斜視図である。
【図6】上記バルブ・アセンブリの第1のバルブ部材の斜視図である。
【図7】上記バルブ・アセンブリの第2のバルブ部材の正面図である。
【図8】図7の線8‐8における第2のバルブ部材の断面図である。
【図9A】バルブ・アセンブリのピンおよびタブの一部が隠れ線で示され、バルブ・アセンブリは逆方向の動作の位置にある上記工具の部分正面図である。
【図9B】端部キャップおよびバルブ・アセンブリの一部が切断されており、バルブ・アセンブリは逆方向の動作の位置にある上記工具の部分背面図である。
【図10A】バルブ・アセンブリが順方向の動作の位置にある図9Aの正面図である。
【図10B】バルブ・アセンブリが順方向の動作の位置にある図9Bの背面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態による空気動力工具の部分背面図である。
【図12】図11の縦断面である。
【図13】図11の工具のバルブ・アセンブリおよびアクチュエータの斜視図である。
【図14】図13の分解斜視図である。
【図15A】バルブ・アセンブリが順方向の動作の位置に対応するように位置している図11の工具の部分背面図である。
【図15B】端部キャップおよびバルブ・アセンブリの一部が切断されている図15Aの一部分の背面図である。
【図16A】バルブ・アセンブリが逆方向の動作の位置に対応するように位置している図15Aの正面図である。
【図16B】端部キャップおよびバルブ・アセンブリの一部が切断されている図16Aの部分背面図であり、。
【図17】本発明の他の実施の形態による空気動力回転ドリルの斜視図である。
【図18】ドリルの長さ方向に沿った断面図である。
【図19】図18の部分拡大図である。
【図20】切換バルブ・アセンブリが、空気モータを反時計方向に駆動すべく空気を導くように設定されている図18の線20‐20を含む平面における断面図である。
【図21】切換バルブ・アセンブリが、空気モータを時計方向に駆動すべく空気を導くように設定されている図20と同様の断面図である。
【図22】切換バルブ・アセンブリの拡大、分解、斜視図である。
【図23】切換バルブ・アセンブリの拡大斜視図である。
【符号の説明】
【0042】
1 空気動力回転工具

3 ハウジング
5 クラッチ・ケース
7 出力部材
9 端部カバー
10 締め具
11 把持部
13 引き金
15 空気導入口
17 トルク選択部
19 排気口
23 フィッティング
25 チルト・バルブ
27 セレクタ・バルブ・アセンブリ
31,33 バルブ部材
34 アクチュエータ
53,55 通路
57 空気圧モータ
【出願人】 【識別番号】390019840
【氏名又は名称】エス.ピー.エアー株式会社
【出願日】 平成19年9月14日(2007.9.14)
【代理人】 【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二

【識別番号】100081422
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 光雄

【識別番号】100091524
【弁理士】
【氏名又は名称】和田 充夫

【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史


【公開番号】 特開2008−73841(P2008−73841A)
【公開日】 平成20年4月3日(2008.4.3)
【出願番号】 特願2007−239496(P2007−239496)