(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路を有する流体通路エレメントと、
該流体通路エレメントに取り付けられ、該流体通路を閉止するための閉止位置と該閉止位置から該流体通路の横断方向で押し込まれて該流体通路を開放するための開放位置との間で変位可能とされた開閉作動エレメントと、
該流体通路エレメントの外周面上でＯＦＦ位置とＯＮ位置との間で変位可能とされ、該ＯＮ位置から該ＯＦＦ位置に変位されるときに該流体通路エレメントから外部に突出している該開閉作動エレメントの端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該開放位置から該閉止位置に戻すように構成された戻しカム輪郭曲線部を備える弁操作エレメントと、
該流体通路内に配置され、該流体通路を閉止する流体通路閉止位置と該流体通路を開放する流体通路開放位置との間で変位するようにされた弁体であって、該開閉作動エレメントが該閉止位置にあるときには該流体通路閉止位置となり、該開閉作動エレメントが該開放位置にあるときには該流体通路開放位置となるようにされた弁体と、
該弁体を該流体通路閉止位置に向かって付勢するコイルバネと、
を有し、
該開閉作動エレメントが該流体通路エレメントを該横断方向で貫通して延びるように構成され、該戻しカム輪郭曲線部に摺動係合される該端部と、該端部の反対側の他端部とを有し、
該弁操作エレメントは、該ＯＦＦ位置から該ＯＮ位置に向かって変位されるときに、該開閉作動エレメントの該他端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該閉止位置から該開放位置に変位させるようにされた押し込みカム輪郭曲線部を備え、
該押し込みカム輪郭曲線部が、該弁操作エレメントが該ＯＦＦ位置にあるときに該開閉作動エレメントの該他端部を受け入れる第１凹部を有し、該開閉作動エレメントが、該他端部が該第１凹部に受け入れられた状態で該弁体を介して該コイルバネによって弾性的に支持されるようにされた、弁装置。
【請求項２】
該押し込みカム輪郭曲線部が、該弁操作エレメントが該ＯＮ位置にあるときに該開閉作動エレメントの該他端部を受け入れる第２凹部を有し、該開閉作動エレメントが、該他端部が該第２凹部に受け入れられた状態で該弁体を介して該コイルバネによって弾性的に支持されるようにされた、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
流体通路を有する流体通路エレメントと、
該流体通路エレメントに取り付けられ、該流体通路を閉止するための閉止位置と該閉止位置から該流体通路の横断方向で押し込まれて該流体通路を開放するための開放位置との間で変位可能とされた開閉作動エレメントと、
該流体通路エレメントの外周面上でＯＦＦ位置とＯＮ位置との間で変位可能とされ、該ＯＮ位置から該ＯＦＦ位置に変位されるときに該流体通路エレメントから外部に突出している該開閉作動エレメントの端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該開放位置から該閉止位置に戻すように構成された戻しカム輪郭曲線部を備える弁操作エレメントと、
該流体通路内に配置され、該流体通路を閉止する流体通路閉止位置と該流体通路を開放する流体通路開放位置との間で変位するようにされた弁体であって、該開閉作動エレメントが該閉止位置にあるときには該流体通路閉止位置となり、該開閉作動エレメントが該開放位置にあるときには該流体通路開放位置となるようにされた弁体と、
該弁体を該流体通路閉止位置に向かって付勢するコイルバネと、
を有し、
該開閉作動エレメントが該流体通路エレメントを該横断方向で貫通して延びるように構成され、該戻しカム輪郭曲線部に摺動係合される該端部と、該端部の反対側の他端部とを有し、
該弁操作エレメントは、該ＯＦＦ位置から該ＯＮ位置に向かって変位されるときに、該開閉作動エレメントの該他端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該閉止位置から該開放位置に変位させるようにされた押し込みカム輪郭曲線部を備え、
該押し込みカム輪郭曲線部が、該弁操作エレメントが該ＯＮ位置にあるときに該開閉作動エレメントの該他端部を受け入れる凹部を有し、該開閉作動エレメントが、該他端部が該凹部に受け入れられた状態で該弁体を介して該コイルバネによって弾性的に支持されるようにされた、弁装置。
【請求項４】
該開閉作動エレメントが該流体通路の長手軸線の方向に貫通する開口を有し、
該弁体が、該開閉作動エレメントの該開口に摺動可能且つ傾動可能に挿通されて当該弁体を開閉作動エレメントに接続する接続軸を有し、
該弁体が該流体通路閉止位置と該流体通路開放位置との間で傾いて変位するようにされた、請求項１乃至３の何れか一項に記載の弁装置。
【請求項５】
該弁操作エレメントが該流体通路エレメントの長手軸線を中心にする周方向で該ＯＦＦ位置と該ＯＮ位置との間で変位可能とされている請求項１乃至４の何れか一項に記載の弁装置。
【請求項６】
該弁操作エレメントが該流体通路エレメントの長手軸線に平行な方向で該ＯＦＦ位置と該ＯＮ位置との間で変位可能とされている請求項１乃至４の何れか一項に記載の弁装置。
【請求項７】
外部から圧縮空気を受け入れてエアモータに供給することにより該エアモータを駆動して作業を行うエア工具であって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の弁装置を備え、該弁装置における該流体通路エレメントの該流体通路を通して圧縮空気を該エアモータに供給するようにしたエア工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエア式のグラインダーなどの流体作動工具において圧縮空気などの作動流体を通す流体通路の開閉を行うための弁装置及び該弁装置を備えた流体作動工具、特に、エア工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００４−２０９５９６号（特許文献１）は、圧縮空気源（エアポンプ）からの圧縮空気を受け入れてエアモータに供給し研磨部材を回転して研磨作業を行うようにしたグラインダーを開示している。このグラインダーは、バネ付勢されて圧縮空気の流体通路を閉止している弁体を備え、研磨作業を行う場合には、作業者が弁操作エレメントをＯＦＦ（不作動）位置からＯＮ（作動）位置とすることにより弁体に接続されている弁作動ピンを閉止位置から開放位置に変位させて当該弁体をバネ付勢力に抗して流体通路閉止位置から流体通路開放位置に変位させ圧縮空気をエアモータに供給して研磨部材を回転するようになっている。研磨作業を中断若しくは終了するときには、作業者が弁操作エレメントをＯＮ位置からＯＦＦ位置に戻すことにより、弁体が上記バネ付勢力により流体通路閉止位置に戻され、それに伴い、弁作動ピンも開放位置から閉止位置に戻されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０９５９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のグラインダーのような流体作動工具においては、塵などの異物が弁装置に入り込んで弁作動ピンの動きが悪くなり、弁操作エレメントをＯＦＦ位置に戻しても、バネ付勢力では当該弁体が流体通路閉止位置に戻れないことが生じ得る。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑み、弁操作エレメントをＯＮ位置からＯＦＦ位置に戻すことに伴い、流体通路開放位置にある弁体を流体通路閉止位置に強制的に戻すためのカム機構を備える弁装置及び該弁装置を備えた流体作動工具、特に、エア工具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は
流体通路を有する流体通路エレメントと、
該流体通路エレメントに取り付けられ、該流体通路を閉止するための閉止位置と該閉止位置から該流体通路の横断方向で押し込まれて該流体通路を開放するための開放位置との間で変位可能とされた開閉作動エレメントと、
該流体通路エレメントの外周面上でＯＦＦ位置とＯＮ位置との間で変位可能とされ、該ＯＮ位置から該ＯＦＦ位置に変位されるときに該流体通路エレメントから外部に突出している該開閉作動エレメントの端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該開放位置から該閉止位置に戻すように構成された戻しカム輪郭曲線部を備える弁操作エレメントと
を有する弁装置を提供する。
【０００７】
この弁装置ではカム機構を用いて開閉作動エレメントを開放位置から確実に閉止位置に戻すようにし、上述のような問題を解消するものである。
【０００８】
具体的には、
該開閉作動エレメントが該流体通路エレメントを該横断方向で貫通して延びるよう構成され、該戻しカム輪郭曲線部に摺動係合される該端部と、該端部の反対側の他端部とを有し、
該弁操作エレメントは、該ＯＦＦ位置から該ＯＮ位置に向かって変位されるときに、該開閉作動エレメントの該他端部に摺動係合して該開閉作動エレメントを該閉止位置から該開放位置に変位させるように構成された押し込みカム輪郭曲線部を備えるようにすることができる。
【０００９】
開閉作動エレメントの一端に戻しカム輪郭曲線部を、他端に押し込みカム輪郭曲線部を摺動係合させることにより、開閉作動エレメントの開放位置及び閉止位置の間での変位を確実に行えるようにするものである。
【００１０】
より具体的には、
該弁操作エレメントが該流体通路エレメントの長手軸線を中心にする周方向で該ＯＦＦ位置と該ＯＮ位置との間で変位可能とすることができる。
【００１１】
また、別の例では、
該弁操作エレメントが該流体通路エレメントの長手軸線に平行な方向で該ＯＦＦ位置と該ＯＮ位置との間で変位可能とすることもできる。この場合、押し込みカム輪郭曲線部及び戻しカム輪郭曲線部が開閉作動エレメントの端部と摺動係合して開閉作動エレメントを変位させる部分は曲線に限らず直線とすることも可能である。
【００１２】
以上の弁装置においては、
該開閉作動エレメントが該流体通路を開閉するための弁体とされ、該閉止位置にあるときは該流体通路を閉止し、該開放位置にあるときは該流体通路を開放するようにすることができる。
具体的には、
該開閉作動エレメントとしての該弁体が、該閉止位置にあるときに該流体通路を閉止するサイズとされた閉止部と、該開放位置にあるときに該流体通路の中央部分を該横断方向で伸長する開放部であって、流体が該開放部の両側を通って流れることを許容するサイズとされている開放部とを有するようにすることができる。
【００１３】
別の例としては、
該開閉作動エレメントが該流体通路を開閉するための弁体を作動させるための部材であり、該閉止位置にあるときは該弁体を流体通路閉止位置とし、該開放位置にあるときは該弁体を流体通路開放位置とするようにすることができる。
【００１４】
本発明はまた、外部から圧縮空気を受け入れてエアモータに供給することにより該エアモータを駆動して作業を行うエア工具であって、上述の弁装置を備え、該弁装置における該流体通路エレメントの該流体通路を通して圧縮空気を該エアモータに供給するようにしたエア工具をも提供する。
【００１５】
以下、本発明に係る弁装置及び該弁装置を備えたエア工具の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図1は本発明に係る弁装置が用いられているエア工具としてのグラインダーの縦断面図である。
【図２】図２は図１のグラインダーの一部切り欠き平面図であり、円盤状研磨部材は省略して示している。
【図３】図３は流体通路閉止状態にある図１の弁装置を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿って見た図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って見た図である。
【図４】図４は流体通路開放状態にある図１の弁装置を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿って見た図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線に沿って見た図である。
【図５】図５は図１の弁装置における筒状の弁操作エレメントをその長手軸線に平行な線に沿って切断し展開して当該弁操作エレメントの内面を示す展開図であり、（ａ）は弁装置が流体通路閉止状態にあるときの弁操作エレメントの内面、（ｂ）は弁操作エレメントが（ａ）の状態から変位されて当該弁装置を流体通路開放状態とするときの弁操作エレメントの内面を示す図である。
【図６】図６は本発明の第２の実施形態に係る弁装置の流通通路閉止状態を示すであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿って見た図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って見た図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施形態に係る弁装置の流通通路開放状態を示すであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿って見た図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線に沿って見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すグラインダー１０は、図示しない圧縮空気源（エアポンプ）から供給される圧縮空気を受け入れる空気入口金具１２と、該空気入口金具１２に連結されてエアモータ１４への圧縮空気の供給・遮断を制御する本発明に係る弁装置１６と、エアモータ１４の出力シャフト１８からの回転駆動力を円盤状研磨部材２０に伝達する回転伝達部２２とを有している。グラインダー１０のエアモータ１４や回転伝達部２２などは広く知られているので、それらの詳細な説明は省略し、以下においては弁装置１６について説明する。
【００１８】
図３及び図４は図、空気入口金具１２が連結された状態の弁装置１６を示している。弁装置１６は、２つの筒状部材２６ａ、２６ｂが相互に同心状にしてねじ結合され、空気入口金具１２からエアモータ１４（図１）に至る流体通路２４を画定している流体通路エレメント２６と、該流体通路２４の開閉を行うための弁体２７と、該弁体２７に接続された細長い棒状の開閉作動エレメント２８と、該開閉作動エレメント２８を介して弁体２７の開閉操作を行うための筒状の弁操作エレメント３０とを有している。
【００１９】
弁体２７は円盤形状とされており、その中心に固定され前方に伸びる接続軸２７ａを有しており、該接続軸２７ａは開閉作動エレメント２８の長さ方向の中央に設けられた開口２８ａに摺動可能に挿通されている。開閉作動エレメント２８は流体通路エレメント２６をその横断方向で貫通するように設けられており、その端部２８ｂ、２８ｃがそれぞれ弁操作エレメント３０の内周面に設けられた押し込みカム輪郭曲線部３６と戻しカム輪郭曲線部３８とに摺動係合可能とされている。
【００２０】
押し込みカム輪郭曲線部３６と戻しカム輪郭曲線部３８とは次のように構成されている。
弁操作エレメント３０を図３の（ｂ）に示す位置（ＯＦＦ位置）から図４の（ｂ）に示す位置（ＯＮ位置）に時計方向に回動するときには押し込みカム輪郭曲線部３６が開閉作動エレメント２８の端部２８ｂと摺動係合して開閉作動エレメント２８を図３の（ｂ）に示す位置（閉止位置）から図４の（ｂ）に示す位置（開放位置）に押し込み、それにより、弁体２７の接続軸２７ａが傾けられて当該弁体２７が図４の（ａ）に示すように一部（図示の例では上部）が弁座３４に係合した状態で傾斜して当該流体通路２４を開放する流体通路開放位置となる。
弁操作エレメント３０を図４の（ｂ）に示すＯＮ位置から図３の（ｂ）に示すＯＦＦ位置に反時計方向に回動するときには戻しカム輪郭曲線部３８が開閉作動エレメント２８の端部２８ｃと摺動係合して開閉作動エレメント２８を図４の（ｂ）に示す開放位置から図３の（ｂ）に示す閉止位置に戻し、それにより、弁体２７の接続軸２７ａが流体通路２４の長手軸線２４ｘに沿う位置となり、当該弁体２７が図３の（ａ）に示すように弁座３４に対して全面的に密封係合して当該流体通路２４を閉止する流体通路閉止位置となる。この状態で弁体２７は円錐コイルバネ４０により弁座３４に押圧されて弁座３４との密封係合を確実にされる。
【００２１】
図３の（ｂ）に示すように、押し込みカム輪郭曲線部３６の両端には凹部３６ａ、３６ｂが設けられている。凹部３６ａは、弁操作エレメント３０が図３の（ｂ）に示すＯＦＦ位置にあるときに、開閉作動エレメント２８の端部２８ｂを受け入れ、円錐コイルバネ４０はこの状態の開閉作動エレメント２８を弾性的に支持する。凹部３６ｂは、弁操作エレメント３０が図４の（ｂ）に示すＯＮ位置にあるときに、開閉作動エレメント２８の端部２８ｂを受け入れ、円錐コイルバネ４０はこの状態の開閉作動エレメント２８を弾性的に支持し、弁操作エレメント３０が不用意にＯＦＦ位置に回動しないように作用する。
【００２２】
グラインダーなどの動力駆動工具では、当該工具をＯＦＦ状態（不作動状態）からＯＮ状態（作動状態）にするのに安全上、２つのステップの操作を通して行うことが法令上義務付けられている。このため図示のグラインダー１０でも、図３に示す流体通路閉止状態（すなわちＯＦＦ状態）から図４に示す流体通路開放状態（すなわちＯＮ状態）とするのに、これらの図から分かるように、弁操作エレメント３０を先ず当該流体通路２４の長手軸線２４ｘに平行に変位し（図示の例では弁操作エレメント３０を図３の（ａ）の状態から左方に変位して図４の（ａ）の状態とし（第１ステップ）、次に、上述のような流体通路２４の長手軸線２４ｘの周りの周方向での回動操作をする（第２ステップ）ことにより、ＯＦＦ状態からＯＮ状態とするようになっている。このため、弁操作エレメント３０はコイルバネ４２により図３の（ａ）で示す位置に付勢されており、ＯＦＦ状態からＯＮ状態にする場合には、このコイルバネ４２のバネ付勢力に抗して作業者が当該弁操作エレメント３０を軸線方向に動かし、その後で回動するようになっている。図５に示す展開図は、そのような２ステップ操作を行わせるための構成が示されている。すなわち、弁操作エレメント３０の内周面には凹部として形成した押し込みカム輪郭曲線部３６及び戻しカム輪郭曲線部３８の外に２ステップ操作のための２ステップ凹部４４が設けられている。この２ステップ凹部４４は、当該弁操作エレメント３０の長手軸線２４ｘに平行に伸びる軸線方向凹部４４ａと該軸線方向凹部４４ａに連接されて周方向に伸びる周方向凹部４４ｂ（図３の（ｃ）及び図４の（ｃ））とからなり、該２ステップ凹部４４に流体通路エレメント２６に取り付けられた規制ピン４６が摺動係合するようになっている。すなわち、弁操作エレメント３０が図１に示すＯＦＦ位置にあるときは、規制ピン４６が軸線方向凹部４４ａ内にあり、弁操作エレメント３０を図で見て左方に動かすことにより当該規制ピン４６が周方向凹部４４ｂ内に入り、該弁操作エレメント３０の回動を可能とするようになっている。
【００２３】
図６及び図７に示す本発明の第２の実施形態に係る弁装置１６では、上述の第１の実施形態に係る弁装置１６における開閉作動エレメント２８を、流体通路２４を直接開閉する弁体として形成している。この開閉作動エレメントすなわち弁体２８と弁操作エレメント３０との相互作用関係は第１の実施形態のものと同じであり、弁操作エレメント３０は押し込みカム輪郭曲線部３６と戻しカム輪郭曲線部３８とを有し、当該弁操作エレメント３０の回動操作により、弁体２８が流体通路２４を閉止する閉止位置と開放する開放位置との間を変位させられるようになっている。具体的には、押し込みカム輪郭曲線部３６は、図６の（ｂ）において弁体２８の端部２８ｂが係合している位置から反時計方向に９０°の範囲にわたる曲線部分であり、戻しカム輪郭曲線部３８は弁体２８の反対側の端部２８ｃが係合している位置から反時計方向に９０°の範囲にわたる曲線部分である。押し込みカム輪郭曲線部３６と戻しカム輪郭曲線部３８とをつなぐ９０°の範囲は均一半径となっており、この部分は押し込みカム輪郭曲線部３６と戻しカム輪郭曲線部３８との製作を容易にすることを考慮したものである。
【００２４】
弁体２８は、当該弁体２８が閉止位置にあるときに流体通路２４と整合して該流体通路２４を閉止するサイズとされている閉止部２８−１と、該閉止部２８−１に連接され弁体２８が開放位置にあるときに流体通路２４と整合して流体の流れを許容するサイズとされている開放部２８−２と、該開放部２８−２に連接されて押し込みカム輪郭曲線部３６と摺動係合される頭部２８−３とを有している。開放部２８―２は、頭部２８−３と閉止部２８−１とを連結する細長い部材とされ、弁体２８が開放位置にあるときには、流体が該開放部２８−２の両側を通って流れるようなサイズとされている。
【００２５】
以上、本発明に係る弁装置の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第２実施形態における弁体２８はいわゆるゲートバルブのように板状として、開放部２８−２には流体通路２４と略同じ面積を有する開口を設けるようにすることが出来る。また、弁操作エレメント３０は回動することにより開閉弁エレメント（弁体）２８を閉止位置と開放位置との間で変位するようにしているが、軸線方向で直線的に動かすことにより開閉弁エレメント（弁体）２８の同様の変位を生じさせるようにすることが出来る。
【符号の説明】
【００２６】
グラインダー（エア工具）１０；空気入口金具１２；エアモータ１４；弁装置１６；出力シャフト１８；円盤状研磨部材２０；回転伝達部２２；流体通路２４；長手軸線２４ｘ；流体通路エレメント２６；筒状部材２６ａ、２６ｂ；弁体２７；接続軸２７ａ；開閉作動エレメント２８；端部２８ｂ、２８ｃ；閉止部２８−１；開放部２８−２；頭部２８−３；弁操作エレメント３０；弁座３４；押し込みカム輪郭曲線部３６；戻しカム輪郭曲線部３８；円錐コイルバネ４０；コイルバネ４２；２ステップ凹部４４；軸線方向凹部４４ａ；周方向凹部４４ｂ；規制ピン４６
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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