JPH0666101A - エアーモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータに装着せるベーンとステータ内面との接
触抵抗を増やす事なく、ロータの噴射圧受け部分を増大
せしめ、ロータ初期回転時における確実な起動性を得る
と共に、安定したロータ駆動を保持できるエアーモータ
を提供する。 【構成】複数のベーン15を備えたロータ５をステータ２
内に回転自在に内挿する。バルブ管４の給気路4a、ステ
ータ２の給気溝22，23、エアー噴射孔24，25を介してス
テータ２内に圧搾エアーを圧送し、ロータ５を回転させ
る。ベーン15，15相互間に、噴出エアーの受け面2a’，
2b’を備えた凹部2a，2bを、ロータ軸方向に沿って複数
凹設し、噴射圧受け部S1，S2を形成する。受け面2a’，
2b’が噴出エアーを受けてロータ５の回転起動を補助
し、ベーン15が噴射エアーを受けることができない位置
や、軸受け８が油膜切れの状態にあったとしても、ロー
タ５の確実な回転駆動をなし得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアーグラインダのよ
うな研削，研磨作業に用いるの工業用機具、或いは歯科
用ハンドピース等の駆動源として用いるエアーモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数のベーンを備えたロータ
を、ステータ内にて偏心せしめて回転自在に備え、該ス
テータをパイプ状ケーシング内に嵌挿してなる、所謂ベ
ーン型のエアーモータが知られている。このエアーモー
タは、ステータ内周面に開設したエアー噴出口から噴射
される圧搾エアーをベーンで受けて、ロータを高速で回
転駆動させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記のよ
うな従来のベーン型エアーモータによれば、ベーンがエ
アー噴出口に相対向する位置にない場合、噴射されるエ
アーをベーンで受けることができず、ロータが起動しな
い虞れがあった。これを解決するために、ベーンの数を
増やして圧搾エアーの噴射圧受け部を増やすことも考え
られるが、この場合、ベーンとステータ内周面との接触
摩擦抵抗が増えることから、ロータの回転に支障を来す
不具合が生じ、実際には、ロータ軸受け部が油膜切れを
起こさないよう、逐次注油を行うことで対処している。

【０００４】ところが、作業の前，後に必ず注油を行う
ことは、エアーモータを分解しなければならないことと
相俟って非常に面倒であり、現場においては注油忘れに
よるロータの起動不良がたびたび生じていた。このよう
な不具合は、使用後に高温殺菌を必須とすることから軸
受け部の油膜が揮発する歯科用ハンドピースにおいて、
特に顕著であった。

【０００５】本発明はこのような従来事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ロータとス
テータ内周との接触摩擦抵抗を増やす事なく、ロータに
おける噴射圧受け部分を増大せしめることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係るエアーモータは、ロータにおける隣
り合わせるベーン相互間の外周に、ステータ内に圧送さ
れる圧搾エアーの噴射圧受け部を凹設したことを特徴と
する（請求項１）。

【０００７】上記噴射圧受け部は、ロータ軸方向に沿っ
て複数凹設せる凹部で形成したり（請求項２）、ロータ
軸方向へ延びる凹溝で形成する（請求項３）等が考えら
れる。また、後述の理由から、上記噴射圧受け部をロー
タの右回転、左回転用に各別に設けること（請求項４）
が有用である。

【０００８】さらに、上記ケーシング内前，後に装着せ
るロータ軸受け部を、外輪部と内輪部間を開口せる転が
り軸受けで形成すると共に、前記ロータ軸先端に形成せ
る研削・研磨具保持用のコレット部に、前側軸受けの開
口面に連絡する注油用の通路として兼用可能な割り溝を
設けると共に、上記バルブ管には、後側軸受けの開口面
に連絡する注油用の通路を開設すること（請求項５）が
効果的である。

【０００９】

【作用】以上の構成によれば、ロータに装着せるベーン
の数はそのままで、即ち、ロータとステータ内周との接
触摩擦抵抗を増やす事なく、ロータにおける噴射圧受け
部分を増大せしめることができ、万一、軸受けが油膜切
れを起こしたとしても、ロータの確実な起動を図ると同
時に、安定した回転駆動を得られる（請求項１〜３）。

【００１０】また、噴射圧受け部をロータの右回転、左
回転に対応せしめて各々設けることで、ステータ内に圧
送される圧搾エアーの噴射孔を、例えばステータにおけ
る上死点に左右各別に設け該孔からのエアー噴出を任意
に切り替えれば、ロータの回転方向を適宜に選択できる
（請求項４）。

【００１１】さらに、ケーシング内前，後に装着せる軸
受けの開口面に連絡する注油用通路を各々設けること
で、ケーシングを分解することなく、ケーシング内前，
後の軸受けへの注油が可能になる（請求項５）。

【００１２】

【実施例】以下、本発明エアーモータの実施の一例を図
１，２を参照して説明する。本実施例のエアーモータ
は、パイプ状ケーシング１内にステータ２とリテーナ３
を嵌挿着すると共に、ケーシング１後端にバルブ管４を
一体的に取り付けてなり、前記ステータ２に回転自在に
内挿せるロータ５によってコレット６を高速回転可能に
保持するものである。

【００１３】ケーシング１は、アルミ等の金属をもって
押出し成形したパイプ状物で、その内部は表面を硬化さ
せると共に面粗度を上げて鏡面仕上げとする。該ケーシ
ング１の内部にはステータ２を嵌挿着すると共に、該ス
テータ２の前後両端にスペーサ７，７を介して軸受け
８，８を当ててステータ２内のロータ軸5aを回転自在に
軸承する。

【００１４】軸受け８は、外輪部8aと内輪部8bとの間に
多数の転動体（本実施例ではボール）8c，8c…を装填し
てなる転がり軸受けからなり、前記内，外輪部8a，8b間
を開口面8dとするをもって、各転動体8dを外部に連絡せ
しめている。

【００１５】ケーシング１内後部にはリテーナ３を嵌挿
すると共に、ケーシング１後端に螺着せるバルブ押え９
を介してバルブ管４を回動自在に連結するをもって、前
記リテーナ３，後側軸受け８をステータ２後部に押圧支
持する。

【００１６】ケーシング１の前端部にはねじ部1aを設け
てフロントケーシング10を螺動自在に連結する。フロン
トケーシング10内にはスリーブ11を内挿すると共に、該
スリーブ11と前側軸受け８との間にスプリング12を介在
せしめて前側軸受け８をステータ２前側に押圧支持す
る。13はフロントケーシング10の抜止め用のナットで、
ケーシング１外周に螺着する。

【００１７】ステータ２は、ケーシング１内に嵌挿可能
なパイプ状物の内周を外周に対して適宜に偏心せしめる
と共に、その外周面における内周面との偏心量が最も大
きな部位、即ち、上死点にピン溝21を凹設する。該ピン
溝21には、ケーシング１内の後部周面に係止せるロック
ピン14を嵌入させるをもって、ケーシング１内に嵌挿せ
るステータ２の回動を不能とする。

【００１８】また、前記ピン溝21の左右両側には、圧搾
エアー供給用の給気溝22，23をステータ２の長さ方向全
長に亙って凹設すると共に、左，右夫々の給気溝22，23
をステータ２内部に各々連通せしめるエアー噴射孔24，
25を、適宜間隔ごとに開設する。尚、図１（ロ）におけ
るピン溝21右側の給気溝22・噴射孔24はロータ５の右回
転用、ピン溝21左側の給気溝23・噴射孔25はロータ５の
左回転用として作用する。

【００１９】さらに、ステータ２外周面における内周面
との偏心量が最も小さい部位、即ち、下死点には、ステ
ータ２内部に供給された圧搾エアーの排気口26を開設す
ると共に、該排気口26の左右両側をテーパー状にカット
して、前記排気口26から排気されるエアーの排気溝27，
28を形成する。

【００２０】ステータ２内にはロータ５を遊嵌挿してな
るが、該ロータ５中心に嵌挿着したロータ軸5aを上記前
後の軸受け８，８に軸承してステータ２とロータ５とが
偏心するように設定する。ロータ軸5aの先端部分にはコ
レット６を形成する。ロータ軸5a後端には、抜け止め用
のナット5cを螺嵌せしめる。

【００２１】ロータ５の外周面には、ベーン差込み用の
長溝5b，5b…を等間隔ごとに複数（本実施例では三箇
所）穿設して各溝5b内にベーン15を出没自在に備えると
共に、隣り合わせる長溝5b，5b相互間に、ステータ２内
に供給される圧搾エアーの噴射圧受け部S1，S2を凹設す
る。

【００２２】噴射圧受け部S1，S2は、上記夫々の噴射孔
24，25の開口位置に合致する夫々のロータ円周線上に、
前記右回転用，左回転用の噴射孔24，25に各別に対応す
る右回転用の凹部2a，左回転用の凹部2bを等間隔ごとに
凹設して形成する。

【００２３】右回転用の凹部2aは、右回転用の噴射孔24
に対してほぼ垂直に対面する噴射圧受け面2a’を備えた
断面Ｌ字形に凹設する。左回転用の凹部2bは、左回転用
の噴射孔25に対してほぼ垂直に対面する噴射圧受け面2
b’を備えた断面Ｌ字形に凹設する。

【００２４】前記夫々の凹部2a，2bは、ロータ５軸方向
に沿って等間隔ごとに並設されて右回転用の噴射圧受け
部S1、左回転用の噴射圧受け部S2を各々形成し、噴射孔
24，25から噴出される圧搾エアーを各凹部2a，2bで受け
て、ロータ５起動時における確実な回転駆動を実現す
る。

【００２５】リテーナ３には、上記左，右の給気溝22，
23に各別に連通する左，右夫々の給気連絡路31，32と、
排気溝27，28に連通する排気連絡路33、並びに、後側の
軸受け８の開口面8cに近接する注油用の連絡路34を開設
する。また、リテーナ３外周には前述のロックピン14が
嵌入するピン溝35を凹設し、ケーシング１内に嵌挿せる
リテーナ３の回動を不能とする。

【００２６】バルブ管４は、圧搾エアーの送気ホース
（不図示）を連結する給気路4a，排気ホース（不図示）
を連結する排気路4b、並びに、前記注油用の連絡路34に
連通する注油路4cを備えてなり、ケーシング１後部に螺
着せるバルブ押え９内に嵌挿すると共に、該バルブ押え
９内に装填したスプリング16によってケーシング１方向
へ付勢するをもって、ケーシング１後端に回動自在に連
結する。

【００２７】上記バルブ管４におけるリテーナ３との摺
接面には、扇状の排気誘導口41、長孔状の給気切換口4
2、円弧状のロックピン挿入口43を凹設する。

【００２８】排気誘導口41はステータ２からの排気エア
ーを排気路4bに導くためのもので、前記排気路4bに連絡
すると共に、リテーナ３の排気連絡路33に対向せしめて
形成する。

【００２９】給気切換口42は送気ホースからの圧搾エア
ーをステータ２の左，右何かの給気溝22，23に導くため
のもので、前記給気路4aに連絡すると共に、リテーナ３
における左，右何かの給気連絡路31，32に対向するよう
形成する。

【００３０】ロックピン挿入口43にはロックピン14の後
端を挿入するをもって、バルブ管４の回動により給気切
換口42がリテーナ３の左，右何かの給気連絡路31，32に
選択的に連通するよう、バルブ管４の回転角度を適宜に
規制する。

【００３１】17はバルブ管４外周に固着せしめた回転操
作用の操作リング、18はその操作リング17の緩み止め用
のナットである。

【００３２】ロータ軸5a先端に形成したコレット６の外
周面は、先端側へ向けて拡開となるテーパ状とし、フロ
ントケーシング10内の前部まで延出してスリーブ11に内
挿される。

【００３３】スリーブ11の内周面は、前記コレット６外
周面に合致するテーパ状とする。スリーブ11はスプリン
グ12によって前方に付勢されて、常時、コレット６の割
り溝6a径を縮小せしめ、該割り溝6aに挿入する研削，研
磨用具等の軸部Ｋを強固にチャックし連結一体となすよ
うにする。またスリーブ11にはフロントケーシング10の
段部10a に係合する鍔部11a を設け、フロントケーシン
グ10の螺動で後退して前記割り溝6a径を拡開し、前記軸
部Ｋの脱着を自在となすようにする。

【００３４】コレット６の割り溝6aはその内端部分が前
側の軸受け８の開口面8dに近接するよう、適宜長さをも
って開設し、これにより、該割り溝6aが上記軸部Ｋのチ
ャックに加えて、前側の軸受け８への注油路として機能
する。

【００３５】尚、上記コレット６は、スリーブ11，スプ
リング12，前側の軸受け８，フロントケーシング10等を
介して、高速回転時の振動を防止しながら直真状に保持
される。また、前記スプリング12が、それらコレット６
周りの部材の精度誤差を吸収する。

【００３６】以上の構成からなる本実施例のエアーモー
タの使用方法を説明すれば、まず、操作リング17を回動
操作して給気切換口42を左，右どちらかの給気連絡路3
1，32に連絡させるをもって、ロータ５の右回転，左回
転を予め任意に選択する。（以下、操作リング17を右側
に回動操作してロータ５の右回転を選択したとして説明
する）。

【００３７】この状態から、バルブ管４に連結せる送気
ホースH1より圧送した圧搾エアーはバルブ管４内の給気
路4aを通り、給気切換口42を介してリテーナ３の右回転
側の給気連絡路31を通って、ステータ２の右回転側の給
気溝22に送り込まれ、該溝22よりさらに右回転側の噴射
孔24を通ってステータ２内へ噴出し、該ステータ２内に
おいてベーン15を押動かしてロータ５を右回転させる。

【００３８】その際、前記右回転側の噴射孔24にほぼ垂
直に対面する噴射圧受け面2a’を備えた各凹部2a，2a…
で構成せる右回転用の噴射圧受け部S1が、その噴出エア
ーを受けてロータ５の回転起動を補助し、ベーン15が噴
射孔24に相対向する位置になく噴射されるエアーを受け
ることができない状態や、軸受け８，８が油膜切れの状
態にあったとしても、ロータ５の確実な回転駆動をなし
得る。

【００３９】さらに、ステータ２内を流動した圧搾エア
ーは各排気口26，26…を通して排気溝27，28に至り、該
溝27，28を後方へ流動する。排気溝27，28を後方へ流動
した排気はリテーナ３の排気連絡路33を通って排気誘導
口41に至り、さらに排気路4bを通り排気ホースH2から排
気される。上記動作の連続によってロータ５は連続回転
し、コレット６に連結保持せる研削，研磨用具等の回転
動力源として作動する。

【００４０】尚、ロータ５の左回転を選択する場合は、
操作リング17を左側に回動操作して給気切換口42をリテ
ーナ３の左回転側の給気連絡路32に連絡させ、圧搾エア
ーをステータ２の左回転側の給気溝23に送り込み、該溝
23よりさらに左回転側の噴射孔25を通ってステータ２内
へ噴出させれば、該噴出エアーがベーン15を押動かして
ロータ５を左回転させる。

【００４１】その際、前記左回転側の噴射孔25にほぼ垂
直に対面する噴射圧受け面2b’を備えた各凹部2b，2b…
で構成せる左回転用の噴射圧受け部S2が、その噴出エア
ーを受けてロータ５の回転起動を補助する。

【００４２】また、エアーグラインダのような工業用機
具に用いる場合は適宜に、歯科用ハンドピースに用いる
場合は使用後の高温殺菌を終える度に、コレット６の割
り溝6aを介して前側軸受け８へ、注油路4cを介して後側
軸受け８へ、夫々注油を行う。よって、エアーモータを
分解する必要なく前記注油作業が行える。

【００４３】図３においては、前述の実施例における噴
射圧受け部S1，S2の変形例を表す。この実施例の噴射圧
受け部S1，S2は、ロータ軸5a方向に沿って適宜間隔ごと
に並列せる上記凹部2a，2bを連続させた形状、即ち、ロ
ータ５軸方向へ延びる凹溝51，52で形成したことを特徴
とする。

【００４４】右回転用の凹溝51は、右回転用の噴射孔24
に対してほぼ垂直に対面する噴射圧受け面51’を備えた
断面Ｌ字形に形成され、前記噴射孔24から噴出される圧
搾エアーを該受け面51’で受けて、上述の凹部2a同様、
ロータ５右回転時における確実な起動を実現する。

【００４５】左回転用の凹溝52は、左回転用の噴射孔25
に対してほぼ垂直に対面する噴射圧受け面52’を備えた
断面Ｌ字形に形成され、前記噴射孔25から噴出される圧
搾エアーを該受け面52’で受けて、上述の凹部2b同様、
ロータ５左回転時における確実な起動を実現する。

【００４６】尚、前述の各実施例では、給気経路と噴射
圧受け部をロータ５の右回転、左回転用に各別に設けた
が、請求項１〜３記載にエアーモータはこれに限定され
ず、右回転，左回転どちらか一方の給気経路と噴射圧受
け部のみを設けるようにしても、初期の目的を達成する
ことは可能である。

【００４７】また、請求項１〜４記載のエアーモータに
おいては、軸受け８における内，外輪部8a，8b間を開口
面8dとすること、バルブ管４に注油路4cを形成するこ
と、コレット６の割り溝6aを前側の軸受け８用の注油路
として兼用可能な長さに形成することは等、任意であ
る。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るエアーモータは以上説明し
たように構成したので、ロータの回転に係る接触摩擦抵
抗を増やす事なく、ロータ外周面の噴射圧受け部分を増
大せしめることができる。従って、ベーンがエアー噴出
口に相対向せず噴射されるエアーを受け難い位置にある
場合や、軸受けが油膜切れを起こした場合であっても、
圧搾エアーの噴射圧受け部（凹部若しくは凹溝）でロー
タの確実な起動を図って起動時における円滑な作動性を
得ると共に、ベーンにより安定した回転駆動を保持でき
る。

【００４９】また、噴射圧受け部をロータの右回転、左
回転に対応せしめて各々設けることで、ロータの回転方
向を適宜に選択可能とし得る。

【００５０】さらに、前，後の軸受けに連通する注油通
路を確保することで、ケーシングを分解しなければ不可
能であったケーシング内部の軸受けへの注油が容易に行
えるなど、多くの効果を奏する。

【００５１】尚、本発明エアーモータは、１回の治療終
了ごとに高温殺菌を要する歯科用ハンドピースに搭載せ
る場合に、特に顕著な効果を発揮する。即ち、この種ハ
ンドピースにおいては、高温殺気により軸受けの油膜が
揮発するので殺菌の度に注油を必要とするが、万一、注
油忘れがあったとしても、上記せるロータ起動効果から
ハンドピースの確実な作動を得られる。さらに、前述の
注油作業の容易性効果から、頻繁な注油作業を極めて簡
単なものとし、歯科治療作業全体の簡略化を図れる。

【００５２】尚、上記事項は歯科用ハンドピースに搭載
した場合に限らず、エアーグラインダのような工業用機
具に内蔵した場合にも、これと同様な効果を得られるこ
とは、いうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエアーモータの一実施例を示す断
面図で、（イ）は縦断正面図、（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ
線に沿う断面図、（ハ）は（イ）のＹ−Ｙ線に沿う断面
図を、夫々表す。

【図２】図１に係るエアーモータの分解斜視図。

【図３】ロータの他例を表す斜視図。

【符号の説明】

１：ケーシング ２：ステータ
22，23：給気溝 24，25：エアー噴射孔 27，28：排気溝 ３：リテーナ 31，32：給気連絡路
33：排気連絡路 ４：バルブ管 4a：給気路
4b：排気路 ５：ロータ ６：コレット
８：軸受け 15：ベーン S1，S2：噴射圧受け部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のベーンを備えたロータを、該ロー
   タ軸芯とステータ内周中心とを偏心せしめてステータ内
   に回転自在に内挿し、前記ステータをパイプ状ケーシン
   グ内に嵌挿着すると共に、ステータとケーシングとの間
   に給気経路、排気経路を形成し、ケーシング後部にはバ
   ルブ管を嵌挿し、該バルブ管及び給気経路を介してステ
   ータ内に圧搾エアーを圧送しロータを回転させるように
   したエアーモータにおいて、上記ロータにおける隣り合
   わせるベーン相互間の外周に、ステータ内に圧送される
   圧搾エアーの噴射圧受け部を凹設したことを特徴とする
   エアーモータ。
2. 【請求項２】 上記噴射圧受け部を、ロータ軸方向に沿
   って複数凹設せる凹部で形成したことを特徴とする請求
   項１記載のエアーモータ。
3. 【請求項３】 上記噴射圧受け部を、ロータ軸方向へ延
   びる凹溝で形成したことを特徴とする請求項１記載のエ
   アーモータ。
4. 【請求項４】 ロータの右回転、左回転用の噴射圧受け
   部を各別に設けたことを特徴とする請求項１〜３記載の
   エアーモータ。
5. 【請求項５】 上記ケーシング内前，後に装着せるロー
   タ軸受け部を、外輪部と内輪部間を開口せる転がり軸受
   けで形成すると共に、前記ロータ軸先端に形成せる研削
   ・研磨具保持用のコレット部に、前側軸受けの開口面に
   連絡する注油用の通路として兼用可能な割り溝を設ける
   と共に、上記バルブ管には、後側軸受けの開口面に連絡
   する注油用の通路を開設したことを特徴とする請求項１
   〜４記載のエアーモータ。