JP3640710B2 - 自動回転数調整手段を有する歯科医用タービン駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科医用のタービン駆動装置、それも軸受内を案内される羽根車を有し、この羽根車のタービン羽根に、公知の形式でノズルを介して圧縮空気を負荷可能であり、かつまた前記タービン羽根が排気の流路内に回転数調整部材を有する形式のタービン駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＳ−ＰＳ ３８６５ ５０５により公知の、調整装置を有するタービン駆動装置の場合、駆動用圧縮空気供給路内に弁が配置され、この弁が戻り空気の体積流量に応じて制御される。外的モーメント（荷重負荷の場合）によりタービン回転数が低くなると、供給内の弁は開かれ、タービン羽根車への空気量が増大する。戻し空気に応じた供給空気量の調整は、この公知タービンの場合、種々の形式で行なうことが可能である。とりわけ、供給路内の弁を制御し、ばね力を負荷され、戻り空気流路内に配置された滑り弁を介して行なうか、又は戻り空気流路内に配置され、供給路内の流量制御用ピストンを調節するダイアフラム／圧力計を介して行なう。この公知調整装置により、回転数は負荷とは無関係に一定に維持することができる。この調整装置は、とりわけ、次のような欠点を有している。すなわち、全空気流を絞るために比較的大きい力が必要とされ、この力を排気流路内の空気量を利用する以外に調達できないという欠点である。このため、絞りが、タービンの不安定な調整挙動を介して行なわれることになる。更に、この公知の装置は手で持つタービン内で比較的大きい空間を占めるため、組付けに問題が生じることがある。
【０００３】
未公開のＤＥ−Ｃ１−４ ３２０ ５３２に記載の歯科医用タービン駆動装置の場合、羽根車の回転部分の回転数調整のために備えられている調整部材が、羽根車の回転時に遠心力によりその形状及び又は位置ないし姿勢を変化させ、この結果、有効横断面が、回転数増大時には減少し、回転数減少時には増大する。
【０００４】
この調整過程は、実質的に次の点を基礎としている。調整に要する調整力を回転数に依存する遠心力から調達し、この調整力が、羽根車に配置された自体受動性の調整部材に作用することにより、空気流の有効流れ横断面が回転数に応じて変化するという点である。目標回転数が予め定められている場合、調達せねばならない最大調整力及び調整距離には、調整手段（質量、弾性率、形状）の機械特性を介して以外は影響を与えることができず、したがって、その影響は限られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１に記載の本発明の根底をなる課題は、これに対し、前記欠点を改善し、かつまた調整偏差を出来るかぎり小さい値に維持しうるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、羽根車室の駆動空気側部分が流路を介して別の室と連通しており、この別の室は、圧力に対し可とう的な部材により少なくとも部分的に制限されており、しかも、この制限が次のように行なわれている。すなわち、羽根車室内で前記部材に作用する圧力変化により部材の運動が喚起され、この運動が調整部材の作用を補助するように行なわれている。こうすることにより、遠心力の、調整に利用される直接効果が、駆動システム内の圧縮空気の付加的作用によって補助される。調整手段に作用して付加的な分力を生じさせる部材は、ばね弾性を有するダイアフラムとして構成するのが有利である。このダイアフラムが調整手段と一緒にダイアフラム室を形成するようにし、このダイアフラム室内へ、連通路を介して羽根車室からの圧縮空気を導入するようにする。このように羽根車室内の圧縮空気により実現される調整の強化は、調整部材により生ぜしめられる、排気流の絞りに応じて、したがってまた、回転数偏差に応じて作用する。ダイアフラムは、ばね鋼製であり、調整手段と機械式に結合されている。本発明の、このほかの有利な構成及び別の特徴は、請求項２以下の各項、及び複数実施例について行なう以下の説明により明らかとなろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１の縦断面図に一部が示された歯科医用の手使用タービンの場合、頭部のハウジング１内に公知の形式でタービン駆動ユニット２が軸受けされている。駆動ユニット２は羽根車３を有し、この羽根車が、軸受４内に軸受けされた軸５上に配置され、周囲に多数のタービン羽根を有している。これらのタービン羽根は、公知の自由噴流原理に従ってノズル６を介して供給路７から圧縮空気を負荷される。駆動ユニット２全体は、弾性的なリング８を介して制振されてハウジング１内に固定されている。供給される圧縮空気は、羽根車のタービン羽根を流過したのち、排出路１０を経て戻り流路１１内へ入る。
【０００８】
羽根車３は、排出路側に軸５と同心的に設けられた凹所１２を有している。この凹所１２内には、自動的な回転数調整用の調整手段として、ばね弾性を有するリング１３（Ｏリング）が配置されている。リング１３の弾性率の選択により、凹所１２内でのリング１３の形状及び又は位置が遠心力の作用によって変化し、排出路１０の環状隙間１４のところで有効横断面が、回転数増加につれて減少し、回転数減少につれて増大する。リング１３は、この目的のために、凹所１２内へはめ込まれ、その底壁へ押付けられる。停止状態では円形の横断面が、回転数上昇につれて楕円形（図２）となり、それによって羽根車とハウジングとの間で有効横断面を形成する環状隙間１４が縮少する。
【０００９】
羽根車軸５には、ばね弾性を有するダイアフラム１５が取付けられており、このダイアフラム１５の周縁部がリング１３に密着しており、ダイアフラム１５は、リング１３と羽根車３と共にダイアフラム室１６を形成し、このダイアフラム室１６が、羽根車３内に羽根車軸と軸線平行に延びる単数又は複数の流路１７を介して羽根車室１８と連通している。これら２つの室１６，１８との連通により室１８内の圧力変化がダイアフラム１５に作用する。すなわち、ダイフラム１５は、図１及び図２に示されているように、回転数増大につれて軸方向に変位する。遠心力により生じる作用によって、リング１３が変形する。この作用は、等方向のダイアフラムの力によって付加的に強化される。ダイアフラム室１６は、ばね弾性を有するダイアフラムにより排出路に対しシールされている。
【００１０】
ダイアフラムは、適当なばね鋼製でよいが、またゴム弾性を有する材料、たとえばシリコン材料製でもよい。
【００１１】
有利には、双方の部分の弾性率は、双方の部分が互いに接触するように選択されている。ダイアフラム１５は、また、一定の予圧をもってリング１３に密着させておいてもよい。
【００１２】
有利には、リング１３とダイアフラム１５とは、適当な接合形式（溶接、接着その他）によって相互に結合しておくことも可能である。
【００１３】
図３及び図４に示した第２実施例の場合は、羽根車室１８の内圧が絞り弁２１に作用し、この絞り弁により戻り空気流を絞ることができる。絞り弁は、この実施例ではダイアフラム弁２１として構成され、上方の室２０が連通路１９を介して羽根車室１８と連通している。ダイアフラム２５と結合され、戻り流路１１内へ突入している調整部材２２により、戻り流路１１の横断面を変化させることができる。たとえば、回転数上昇時には羽根車室内の空気圧が上昇した場合、そのことが、目標回転数達成時に絞り個所を介して戻り空気流路横断面を減少させ（図４）、それによって所望回転数の制限を補助する。Ｏリングは、その場合、絞り弁２１の絞り個所に対する予備制御の機能を有している。
【００１４】
図５及び図６に示した更に別の実施例の場合、前述のダイアフラム弁２１が、駆動空気の供給路７へダイアフラム２５と結合された調整部材２２が突入するように配置されている。この実施例の場合も、羽根車室１８内の圧力変化が連通路２３を介してダイアフラム弁２１に作用し、ダイアフラム弁２１は、駆動空気流に影響を与えて回転数を調整する。たとえば、回転数の増加時に羽根車室１８の内圧が上昇すると、駆動空気供給量は容易に絞られ、その結果、この絞りにより回転数の、それ以上の上昇は阻止される。回転数減少の場合にも、このことは相応に妥当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の縦断面図で、低回転数時の状態を示した図である。
【図２】図１の実施例の高回転数時の状態を示した図である。
【図３】本発明の第２実施例の縦断面図で、図１同様の状態を示した図である。
【図４】図３の実施例の、図２同様の状態を示した図である。
【図５】本発明の第３実施例の縦断面図で、図１同様の状態を示した図である。
【図６】図５の実施例の、図２同様の状態を示した図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 駆動ユニット
３ 羽根車
４ 軸受
５ 軸
６ ノズル
７ 供給路
８ リング
１０ 排出路
１１ 戻り流路
１２ 凹所
１３ ばね弾性リング
１４ 環状隙間
１５ ダイアフラム
１６ ダイアフラム室
１７ 流路
１８ 羽根車室
１９ 連通路
２０ 上方の室
２１ 絞り弁
２２ 調整部材
２３ 連通路

Claims (8)

1. 軸受（４）内を案内される羽根車（３）を有する歯科医用タービン駆動装置であって、羽根車（３）がハウジング（１）と共に羽根車室（１８）を仕切っており、かつ羽根車（３）のタービン羽根が駆動空気ノズル（６）を介して圧縮空気で負荷される形式のものにおいて、排気流路内で羽根車（３）に接して、ばね弾性を有する調整部材（１３）が配置されており、この調整部材（１３）が回転数に応じて遠心力の作用を受けて変形し、これによって回転数増加につれて有効流れ横断面を減少させ、回転数減少につれて有効流れ横断面を増大させ、それにより羽根車室（１８）の、駆動空気ノズル（６）側の部分内の空気圧が絞り作用に応じて昇降するようになっており、更に、羽根車室（１８）の、駆動空気ノズル（６）側の部分が、流路（１７，１９，２３）を介して別の室（１６，２０）に連通しており、この室（１６，２０）が、圧力に対し可とう的な部材（１５，２５）により少なくとも部分的に仕切られていて、羽根車室（１８）内の、前記可とう的な部材（１５，２５）に作用する圧力の変化により、前記可とう的な部材（１５，２５）の、前記調整部材（１３）の作用を補助する運動が生ぜしめられることを特徴とする、歯科医用のタービン駆動装置。
2. 可とう的な部材として、ばね弾性を有するダイアフラム(１５，２５)が設けられていることを特徴とする、請求項１記載のタービン駆動装置。
3. 調整部材として、ばね弾性を有するリング（１３）を用いる場合、リング（１３）は、羽根車（３）の端側凹所（１２）内に配置され、かつ回転数に応じて遠心力により軸方向に凹所（１２）内で膨張可能にし、更に、このリング（１３）が排出側をばね弾性を有するダイアフラム（１５）によって覆われており、ダイアフラム（１５）と、リング（１３）と、羽根車（３）とによって制限されたダイアフラム室（１６）が羽根車室（１８）と連通せしめられていることを特徴とする、請求項２記載のタービン駆動装置。
4. ダイアフラム（１５）が予圧により調整部材（１３）に密着せしめられていることを特徴とする、請求項２記載のタービン駆動装置。
5. ダイアフラムがばね鋼製であることを特徴とする、請求項４記載のタービン駆動装置。
6. ダイアフラム（１５）が調整部材（１３）と機械式に結合されていることを特徴とする、請求項２記載のタービン駆動装置。
7. ダイアフラム（１５）と調整部材（１３）が一体に構成されていることを特徴とする、請求項６記載のタービン駆動装置。
8. ハウジング（１）の不回転部分にダイアフラム弁（２１）が配置されており、その圧力室（２０）が連通路（１９，２３）を介して羽根車室（１８）と連通し、かつまたダイアフラム弁（２１）の、ダイアフラム（２５）と結合された調整部材（２２）が、羽根車室（１８）内の圧力に応じて駆動空気の排出路（１１）又は供給路（７）の有効横断面を変化させることを特徴とする、請求項２又は３記載のタービン駆動装置。

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