ベーン式エアモータ
【課題】ベーンとシリンダの間に摩擦を伴わないベーン式エアモータを提供する。
【解決手段】シリンダ室３１に回転可能に収容されるリングロータ４０と、リングロータ４０の内部にシリンダ室３１に対して偏心させて収容され、半径方向へ往復変位可能にベーン５５が設けられるロータ５０と、シリンダ室３１においてリングロータ４０を回転可能に支持する静圧エアを吐出する給気孔３４と、を備え、隣接して配置される一対のベーン５５で区画される、リングロータ４０とロータ５０との間のエア室４１に作動エアを供給、排出させることで、リングロータ４０とロータ５０を同期して回転させるベーン式エアモータ１０。リングロータ４０とロータ５０の間、及び、シリンダ３０とリングロータ４０の間に摺動部分が存在しないので、長期間にわたり無給油で使用することができる。
【解決手段】シリンダ室３１に回転可能に収容されるリングロータ４０と、リングロータ４０の内部にシリンダ室３１に対して偏心させて収容され、半径方向へ往復変位可能にベーン５５が設けられるロータ５０と、シリンダ室３１においてリングロータ４０を回転可能に支持する静圧エアを吐出する給気孔３４と、を備え、隣接して配置される一対のベーン５５で区画される、リングロータ４０とロータ５０との間のエア室４１に作動エアを供給、排出させることで、リングロータ４０とロータ５０を同期して回転させるベーン式エアモータ１０。リングロータ４０とロータ５０の間、及び、シリンダ３０とリングロータ４０の間に摺動部分が存在しないので、長期間にわたり無給油で使用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーン式エアモータに関し、特に潤滑油の供給をすることなく長期間の使用ができるベーン式エアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベーン式エアモータは、円筒状空間からなるシリンダ室を内部に有するシリンダと、シリンダ室内の偏心位置に回転自在に設けられるロータと、ロータの半径方向に形成された放射状の収容溝又はベーン溝に往復変位可能に設けられるベーンと、を備え、シリンダに形成される給気孔からシリンダとロータとの間の空間に圧縮エア（作動エア）を供給してロータを回転させ、この回転力によって例えば切削工具を駆動する。
このベーン式エアモータは、シリンダとロータとの間に三日月状の空間が形成される。また、ロータに装着されるベーンはロータの回転により生じる遠心力により収容溝から放射方向に一部が突出し、その先端はシリンダの内壁に突き当たる。これにより、三日月状の空間には隣接するベーンの間に密封されたエア室が連続的に形成される。このベーン式エアモータの上記空間の最初のエア室に圧縮エアを供給すると、圧縮エアによる圧力はエア室の前後壁を構成する２つのベーンの表面に作用する。ところが、ロータの回転方向の前側の壁を構成するベーンの突出量が後側の壁よりも大きいので、受圧面積も前側の壁を構成するベーンの方が大きい。この受圧面積の相違による差圧によってロータは高速で回転する。各エア室に供給された圧縮エアは、エア室に連通する排気路から排出される。
【０００３】
以上のベーン式エアモータは、ロータの回転に伴ってベーンの先端がシリンダの内壁に高速で摺動する。例えば、シリンダが金属で、また、ベーンが樹脂で形成されていると、摩擦によりベーンが摩耗する。摩耗を防ぐために潤滑油を供給する必要がある。そのためにベーン式エアモータは潤滑油を圧縮エアに混合させるための供給装置を備えるので、コスト高の要因となっている。また、必要な潤滑油を供給装置に補充するのを怠ると、ベーンの摩耗が顕著となりベーン式エアモータは動作しなくなる。そこで、特許文献１、特許文献２は、無給油式のベーン式エアモータを開示している。つまり、特許文献１はベーンを繊維強化カーボンで作製し、また、シリンダ内壁にニッケルめっきを施すことを提案している。また、特許文献２は、シリンダ内壁等に粒径１μｍ未満のフッ素樹脂が分散されたニッケルからなる皮膜を形成することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−５０４０１号公報
【特許文献２】特開平７−２４７９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２は、いずれも摺動特性の優れた材料で摺動部分に被覆を形成することにより、ベーン、シリンダの耐摩耗性を向上することができる。しかし、ベーンとシリンダの間に摺動部分があるために、摩擦は不可避的に生じるので、無給油で長期（例えば、数百時間）にわたって使用することは困難である。また、予定しているよりも早期に皮膜が剥離してしまうこともあるために、特許文献１、特許文献２の提案は実現するに到っていない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ベーンとシリンダの間を含む機構に摺動を伴わない、全く新規なベーン式エアモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来のベーン式エアモータは、固定されたシリンダの内部であるシリンダ室に配置されるロータが回転し、シリンダとロータが軸回りに相対的に移動するので、ロータに装着されるベーンがシリンダの内壁と摺動される。これに対して本発明は、ベーン式エアモータから摺動部分を排除することを念頭においている。つまり、静圧エア軸受けにより回転可能なリング状ロータ（第１ロータ）をシリンダ室に設けるとともに、このリング状ロータの内部に従来と同様にベーンを備えるロータ（第２ロータ）を設けることにより、リング状ロータとロータの間に軸回りの相対的な移動を起こすことなく、供給される圧縮エアの圧力によりリング状ロータとロータを同期して回転させることで、必要な回転力を得ながらも機械的な摺動部分を排除することを着想した。
【０００７】
以上の着想に基づく本発明のベーン式エアモータは、内部に円筒状のシリンダ室が形成されるシリンダを備える。シリンダ室には、リング状の第１ロータが回転可能に収容されるとともに、第１ロータの内部にシリンダ室に対して偏心させて第２ロータが収容される。第２ロータには、半径方向へ往復変位可能にベーンが設けられる。第１ロータは、シリンダ室において静圧エア軸受けにより回転可能に支持される。
以上の要素を備える本発明のベーン式エアモータは、隣接して配置される一対のベーンで区画される第１ロータと第２ロータとの間のエア室に作動エアを供給、排出させることで、第１ロータと第２ロータが同期して回転されることを特徴とする。
【０００８】
本発明のベーン式エアモータは、第１ロータと第２ロータを回転させる作動エアと、第１ロータを静圧エア軸受けにより支持する支持エアと、を供給する必要がある。この場合、各々独立したエア給気路を設け、作動エア、支持エアを供給することができるが、共通するエア給気路を、作動エアを供給する作動エア給気路と、支持エアを供給する支持エア給気路と、に分岐させることが、ベーン式エアモータの構造を簡略化するのに有効である。
【０００９】
本発明のベーン式エアモータにおいて、静圧エア軸受けとしては、多孔質絞り、オリフィス絞り、自成絞り、表面絞りのいずれをも用いることができるが、オリフィス絞り又は自成絞りを適用し、シリンダの半径方向に貫通される複数の給気孔を形成することで静圧エア軸受を構成すれば、部品点数を削減できるので好ましい。この場合、複数の給気孔をシリンダの周方向に均等に設けることが、第１ロータを周方向に均等にバランスよく支持できるので好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、供給される圧縮エアによる圧力によりリング状ロータとロータを一体として回転させることで、必要な回転力を得ながらも摺動部分を排除できるので、文字通りの、長期間にわたる無給油での使用ができるベーン式エアモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態におけるベーン式エアモータの分解斜視図である。
【図２】図１に示すベーン式エアモータを示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付する図１〜図５に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態によるベーン式エアモータ１０は、外殻をなすハウジング２０と、ハウジング２０の内部に固定され、内部に円筒状のシリンダ室３１が形成されるシリンダ３０と、シリンダ室３１に回転可能に収容されるリングロータ（第１ロータ）４０と、リングロータ４０の内部にシリンダ室３１に対して偏心して収容され、半径方向へ往復変位可能なベーン５５が設けられるロータ（第２ロータ）５０と、を備えている。リングロータ４０は、シリンダ室３１において、シリンダ３０に形成される給気孔３４を構成要素とする静圧エア軸受けにより、回転可能に支持される。この回転の際にリングロータ４０はシリンダ３０と非接触で回転される。このベーン式エアモータ１０は、隣接して配置される一対のベーン５５で区画され、リングロータ４０とロータ５０との間に形成されるエア室４１に作動エア（圧縮エア）Ａｉｒを供給、排出させることで、リングロータ４０とロータ５０とを同期して回転させることができる。
【００１３】
＜ハウジング２０＞
ハウジング２０は、内部に円筒状の空間である収容室２１を備え、この収容室２１内に後述するシリンダ３０、リングロータ４０などの構成部材を収容している。ハウジング２０は、ハウジング２０の内周面２１ａから軸方向に向けて突出する仕切り壁２２により収容室２１と区画される受容室２３を備える。受容室２３にはロータ５０の出力軸部５３が進出しており、出力軸部５３を介してロータ５０の回転力が伝達されるスピンドルが受容室２３に挿入される。なお、ベーン式エアモータ１０において、受容室２３が設けられ側を前（フロント）、その反対側を後（リア）と定義する。
【００１４】
＜シリンダ３０＞
シリンダ３０は、円筒状の空隙であるシリンダ室３１を備え、ハウジング２０の収容室２１の前方に固定される。シリンダ室３１は、シリンダ３０の中心軸に対して偏心して形成されている。このシリンダ室３１には、リングロータ４０及びロータ５０が配置される。
シリンダ３０は、その外周に、周方向に沿って周回する周方向通気路３２を備えている。周方向通気路３２は、シリンダ３０の外周面より軸方向に後退する凹溝から形成される。この実施形態では軸方向に間隔を隔てて２つの周方向通気路３２を設けている。シリンダ３０がハウジング２０内に固定されると、軸方向通気路３３及び吸気孔３４との連通を除いて、周方向通気路３２は閉じた通路をなす。
シリンダ３０は、その外周に、軸方向に沿う軸方向通気路３３を備えている。軸方向通気路３３は、シリンダ３０の後端から前方側の周方向通気路３２に達する範囲で形成される。この軸方向通気路３３は、シリンダ３０の外周の一部を切り欠くことで形成される。シリンダ３０がハウジング２０内に固定されると、周方向通気路３２及び吸気孔３４との連通を除いて、軸方向通気路３３もまた閉じた通路をなす。
【００１５】
また、シリンダ３０は、複数の給気孔３４を備えている。シリンダ３０を半径方向に貫通する給気孔３４は、一端が周方向通気路３２に開口し、他端がシリンダ室３１に開口するように形成されている。一端から他端に向けた途中までは径が一定とされ、この途中から他端までは径が絞られている給気孔３４は、オリフィス絞りを構成する。この例では、８つの給気孔３４が放射状に周方向に均等間隔で設けられている。給気孔３４は、シリンダ室３１の偏心に伴う肉厚の変動に応じて、半径方向の長さが設定される。
ベーン式エアモータ１０の動作時に軸方向通気路３３及び周方向通気路３２を介して供給される圧縮エア（支持エア）Ａｉｒは、複数の給気孔３４を通って、シリンダ室３１（リングロータ４０）に向けて吐出される。このように、支持エアを供給することで、シリンダ３０及び給気孔３４は静圧エア軸受けを構成する。
ここでは給気孔３４をシリンダ３０の軸方向に２列設けているが、これはあくまで例示であり、１列だけでもよいし、３列以上設けてもよい。
【００１６】
＜リングロータ４０＞
リングロータ４０は、シリンダ室３１に配置される。ベーン式エアモータ１０の動作時には、リングロータ４０は、静圧軸受け（複数の給気孔３４）から吐出される支持エアにより、シリンダ３０と非接触状態でシリンダ室３１内に保持される。そのために、内・外周が円形のリングロータ４０は、外周の径がシリンダ室３１の外周よりもわずかに小径に作製される。
リングロータ４０の中空部にはロータ５０が配置され、リングロータ４０の内周とロータ５０の外周との間に三日月状の空隙が形成される。この空間は、ベーン式エアモータ１０の動作時に、隣接するベーン５５により区画されて密閉されたエア室４１を形成する。
【００１７】
＜ロータ５０＞
ロータ５０は、リングロータ４０の内部に位置するロータ本体５１と、ロータ本体５１の前端に一体的に形成されるフロント支持部５２と、フロント支持部５２より前方に突出する出力軸部５３と、ロータ本体５１の後端に一体的に形成されるリア支持部５４と、を備えている。ロータ５０は、フロント支持部５２が収容室２１内に固定されるフロントベアリング３に支持され、リア支持部５４が収容室２１内に固定されるリアベアリング８に支持されることで、ロータ本体５１がリングロータ４０（シリンダ室３１）内に回転可能に支持される。
【００１８】
ロータ本体５１には、ロータ５０の軸線Ｏの回りに複数（本例では５個所）のベーン溝５６が放射状に周方向に均等間隔で形成されている。各ベーン溝５６にはロータ本体５１の半径方向へ往復変位可能にベーン５５が収容されている。各ベーン５５は、ベーン式エアモータ１０の動作中、つまりリングロータ４０、ロータ５０が回転すると、遠心力によりその先端がリングロータ４０の内周面４０ａに突き当てられる。こうして隣接する一対のベーン５５により区画されて密閉されたエア室４１がシリンダ３０とリングロータ４０の間に形成される。
ベーン溝５６の底部とベーン５５の間にはばね５７が設けられている。このばね５７は、ベーン５５を半径方向の外側に向けて押し付けることで、ベーン式エアモータ１０が動作していないときにも、ベーン５５の先端がリングロータ４０の内周面４０ａに突き当てられるのを補助する。なお、このばね５７を設けることは任意である。
【００１９】
＜フロント側組付け構造＞
シリンダ３０よりも前方の収容室２１には、シリンダ３０側から順にフロントシリンダ固定板１と、フロントベアリング受け２が配置されている。
フロントシリンダ固定板１は収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心を貫通する軸孔１ａをロータ５０のフロント支持部５２及び出力軸部５３が貫通する。
フロントベアリング受け２は、中空円筒状の収容部２ａと、収容部２ａから前側に突出する中空円筒状の係止部２ｂとを備える。収容部２ａ内にはフロントベアリング３が収容、保持される。係止部２ｂは、その前端が収容室２１の仕切り壁２２に係止されることで、フロントベアリング受け２を介して収容室２１に収容されるフロントシリンダ固定板１、シリンダ３０などの部材の軸方向の位置決めを行う。係止部２ｂの内部にはベアリング内輪押さえ４とベアリング外輪押さえ５とが配置され、
フロントベアリング３の軸方向の移動を規制する。ベアリング内輪押さえ４はロータ５０のフロント支持部５２の外周に固定されることで、ロータ５０の回転に伴って回転する。ベアリング外輪押さえ５は、係止部２ｂにねじ止めされる。
【００２０】
＜リア側組付け構造＞
シリンダ３０よりも後方の収容室２１には、シリンダ３０側から順にリアシリンダ固定板６と、リアベアリング受け７と、エアジョイント９が配置されている。
リアシリンダ固定板６は、収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心を貫通する軸孔６ａをロータ５０のリア支持部５４が貫通する。リアシリンダ固定板６には、軸孔６ａを境にして一方の側に固定板給気路６ｂが、また、他方の側に固定板排気路６ｃが形成されている。固定板給気路６ｂは、リアシリンダ固定板６の後端に開口する小径路６ｂ１と小径路６ｂ１に連なりリアシリンダ固定板６の前端に開口する大径路６ｂ２とからなる。大径路６ｂ２は、リアシリンダ固定板６の外周にも開口している。リアシリンダ固定板６が所定の位置に配置されると、大径路６ｂ２は、リングロータ４０とロータ５０の間に形成される給気側のエア室４１と連通するとともに、シリンダ３０の軸方向通気路３３と連通する。固定板排気路６ｃは、リアシリンダ固定板６を前後方向に貫通する三日月状の貫通孔である。リアシリンダ固定板６が所定の位置に配置されると、固定板排気路６ｃは、リングロータ４０とロータ５０の間に形成される排気側のエア室４１と連通する。
【００２１】
リアベアリング受け７は、収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心に円筒状の収容部７ａを有している。収容部７ａは前端が開口しているが、後端側が閉じている。収容部７ａ内には、リアベアリング８が収容、保持される。リアベアリング受け７には、収容部７ａを境にして一方の側に受け給気路７ｂが、また、他方の側に受け排気路７ｃが形成されている。受け給気路７ｂは、リアベアリング受け７の前後端を貫通し、リアシリンダ固定板６の固定板給気路６ｂ（小径路６ｂ１）と対応（連通）する。受け排気路７ｃは、リアベアリング受け７の前後端を貫通し、リアシリンダ固定板６の固定板排気路６ｃと対応（連通）する。
以上説明した各要素は、フロントベアリング受け２、フロント固定板１、シリンダ３０、シリンダ固定板６、リアベアリング受け７に挿通される固定ねじ１３により一体化される。
【００２２】
ベーン式エアモータ１０の後端に配置されるエアジョイント９は、図示しない供給源からのエアが流通するチューブ、排気されるエアを回収先に流通させるチューブを接続する部位である。エアジョイント９は、ハウジング２０に対してねじ止めされることで、リアシリンダ固定板６及びリアベアリング受け７を介して、収容室２１に収容されるフロントシリンダ固定板１、シリンダ３０などの部材の軸方向の位置決めを行う機能をも有する。
エアジョイント９は、ジョイント給気路９ｂとジョイント排気路９ｃを備えている。ジョイント給気路９ｂはリアベアリング受け７の受け給気路７ｂに対応し、ジョイント排気路９ｃはリアベアリング受け７の受け排気路７ｃに対応する。ジョイント給気路９ｂは、受け給気路７ｂ、固定板給気路６ｂとともに、作動エア給気路を構成する。また、ジョイント排気路９ｃは、受け排気路７ｃ、固定板排気路６ｃとともに、作動エア排気路を構成する。
エアジョイント９は、ジョイント給気路９ｂに対応する接続片１１と、ジョイント排気路９ｃに対応する接続片１２と、を備えている。接続片１１には図示しない給気用のチューブが接続され、接続片１２には図示しない排気用のチューブが接続される。
【００２３】
＜作用＞
次に、ベーン式エアモータ１０の作用を説明する。
図示しないエア供給源から圧縮エアＡｉｒがベーン式エアモータ１０に供給される。そうすると、作動エアは、ジョイント給気路９ｂ、受け給気路７ｂ、固定板給気路６ｂをこの順に進む。固定板給気路６ｂは小径路６ｂ１と大径路６ｂ２からなるが、受け給気路７ｂを通過した圧縮エアは小径路６ｂ１を通って大径路６ｂ２に流入する。大径路６ｂ２は、給気側のエア室４１に連通するとともに、シリンダ３０の軸方向通気路３３と連通する。したがって、大径路６ｂ２に流入した圧縮エアは、一部が作動エアとなってエア室４１に供給され、残りが支持エアとなって軸方向通気路３３に供給される。このように、ジョイント給気路９ｂから固定板給気路６ｂの小径路６ｂ１までは共通する給気路Ｒ（図２）が形成されるが、大径路６ｂ２において、エア室４１に作動エアを供給する作動エア給気路Ｒ１（図５）と、静圧エア軸受けに支持エアを供給する支持エア給気路Ｒ２（図５）と、に分岐される。
【００２４】
分岐された作動エア給気路Ｒ１を流れる作動エアは以下のように作用する。
ベーン５５で区画されたエア室４１のうち大径路６ｂ２が連通するエア室４１（給気側エア室）に作動エアが供給される。そして、エア室４１に供給された作動エアの圧力が、当該エア室４１を区画するベーン５５のうちベーン溝５６からより突出された側のベーン５５の受圧面５５ａに印加される。そうすると、ロータ５０に軸線Ｏの回りに図３における反時計回り方向の回転力Ｆが作用する。そして、各ベーン５５で区画されてロータ５０の周方向に形成される各エア室４１に大径路６ｂ２から作動エアを順次に供給する。これに伴い、各エア室４１に供給された作動エアは、固定板排気路６ｃから順次排出される。これにより、ロータ５０は、軸線Ｏを中心に放射状に配設された各ベーン５５を半径方向へ摺動変位させながら、且つベーン５５の外側端面をリングロータ４０の内壁面４０ａに押し当てながら、軸線Ｏの回りに図３における反時計回り方向へ回転する。
【００２５】
一方、分岐された支持エア給気路Ｒ２を流れる支持エアは以下のように作用する。
支持エアは、ハウジング２０とシリンダ３０とで周囲が閉じられた軸方向通気路３３を進んだ後、２つの周方向通気路３２に流入する。シリンダ３０の周方向に亘って形成される各々の周方向通気路３２に行き渡った支持エアは、周方向通気路３２に開口する給気孔３４を通ってシリンダ室３１内に設けられるリングロータ４０に向けて吐出される。複数（本実施形態では８つ）の給気孔３４が放射状に周方向に均等に配置されている。したがって、リングロータ４０は周方向に均等な圧力を受けることで、シリンダ３０と接触することなく、シリンダ室３１の中心と同軸上に保持される。
【００２６】
リングロータ４０の内部ではロータ５０がベーン５５の外側端面が内周面４０ａに押し当てられることでベーン５５とリングロータ４０の間に摩擦力が生じながら反時計回りに回転している。したがって、ロータ５０の回転に伴って、リングロータ４０もロータ５０に同期して一体となって反時計回りに回転することができる。
【００２７】
以上のベーン式エアモータ１０によると以下の効果を奏する。
供給される圧縮エアによる圧力によりリングロータ４０とロータ５０を同期して回転させることで、必要な回転力を得ることができる。しかも、リングロータ４０とロータ５０は相対的な移動を伴わないので、リングロータ４０とロータ５０の間から摺動部分を排除できる。加えて、リングロータ４０は静圧エア軸受けによりシリンダ室３１にシリンダ３０と非接触で支持されているので、シリンダ３０とリングロータ４０の間からも摺動部分を排除することができる。このようにベーン式エアモータ１０は摺動する部材が存在しないので、長期間にわたり無給油で使用することができる。
また、ベーン式エアモータ１０は、共通するエア給気路を、作動エアを供給する作動エア給気路Ｒ１と、支持エアを供給する支持エア給気路Ｒ２と、に分岐させるので、作動エア給気路と支持エア給気路を個別に設けるのに比べて、ベーン式エアモータの構造を簡略化することができる。ただし、本発明は作動エア給気路と支持エア給気路を個別に設ける形態を排除するものではない。
さらに、ベーン式エアモータ１０のように、シリンダ３０の半径方向に貫通される複数の給気孔３４を形成することで静圧エア軸受を構成すれば、新たな部材を付加する必要がないので、部品点数を削減できる。
【００２８】
以上説明したベーン式エアモータ１０は、静圧エア軸受けとして、シリンダ３０に給気孔３４を設けるオリフィス絞りの例を示したが、静圧エア軸受けはこれに限らず、他の形式のものを本発明に適用することができることはいうまでもない。特に、リングロータ４０の周囲に均等に支持エアを供給することで高精度な支持を実現するためには、多孔質絞りによる静圧エア軸受けを適用することが好ましい。この場合、多孔質絞りでシリンダ３０を構成するか、あるいはシリンダ３０の内周側にリング状の多孔質絞りを配置し、この多孔質絞りを介して支持エアをリングロータ４０に向けて供給する。
【００２９】
また、以上で示したベーン式エアモータ１０の具体的な構成、例えば、シリンダ３０に形成される給気孔３４の数、配置位置、あるいはベーン５５の数、配置位置、はあくまで好ましい例示にすぎない。
これ以外にも、本発明の要旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１ フロントシリンダ固定板
１ａ 軸孔
２ フロントベアリング受け
２ａ 収容部
２ｂ 係止部
３ フロントベアリング
４ ベアリング内輪押さえ
５ ベアリング外輪押さえ
６ リアシリンダ固定板
６ａ 軸孔
６ｂ 固定板給気路
６ｂ１ 小径路
６ｂ２ 大径路
６ｃ 固定板排気路
７ リアベアリング受け
７ａ 収容部
７ｂ 受け給気路
７ｃ 受け排気路
８ リアベアリング
９ エアジョイント
９ｂ ジョイント給気路
９ｃ ジョイント排気路
１０ ベーン式エアモータ
１１，１２ 接続片
１３ 固定ねじ
２０ ハウジング
２１ 収容室
２２ 仕切り壁
２３ 受容室
３０ シリンダ
３１ シリンダ室
３２ 周方向通気路
３３ 軸方向通気路
３４ 給気孔
４０ リングロータ
４０ａ 内壁面
４１ エア室
５０ ロータ
５１ ロータ本体
５２ フロント支持部
５３ 出力軸部
５４ リア支持部
５５ ベーン
５５ａ 受圧面
５６ ベーン溝
Ｆ 回転力
Ｏ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーン式エアモータに関し、特に潤滑油の供給をすることなく長期間の使用ができるベーン式エアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベーン式エアモータは、円筒状空間からなるシリンダ室を内部に有するシリンダと、シリンダ室内の偏心位置に回転自在に設けられるロータと、ロータの半径方向に形成された放射状の収容溝又はベーン溝に往復変位可能に設けられるベーンと、を備え、シリンダに形成される給気孔からシリンダとロータとの間の空間に圧縮エア（作動エア）を供給してロータを回転させ、この回転力によって例えば切削工具を駆動する。
このベーン式エアモータは、シリンダとロータとの間に三日月状の空間が形成される。また、ロータに装着されるベーンはロータの回転により生じる遠心力により収容溝から放射方向に一部が突出し、その先端はシリンダの内壁に突き当たる。これにより、三日月状の空間には隣接するベーンの間に密封されたエア室が連続的に形成される。このベーン式エアモータの上記空間の最初のエア室に圧縮エアを供給すると、圧縮エアによる圧力はエア室の前後壁を構成する２つのベーンの表面に作用する。ところが、ロータの回転方向の前側の壁を構成するベーンの突出量が後側の壁よりも大きいので、受圧面積も前側の壁を構成するベーンの方が大きい。この受圧面積の相違による差圧によってロータは高速で回転する。各エア室に供給された圧縮エアは、エア室に連通する排気路から排出される。
【０００３】
以上のベーン式エアモータは、ロータの回転に伴ってベーンの先端がシリンダの内壁に高速で摺動する。例えば、シリンダが金属で、また、ベーンが樹脂で形成されていると、摩擦によりベーンが摩耗する。摩耗を防ぐために潤滑油を供給する必要がある。そのためにベーン式エアモータは潤滑油を圧縮エアに混合させるための供給装置を備えるので、コスト高の要因となっている。また、必要な潤滑油を供給装置に補充するのを怠ると、ベーンの摩耗が顕著となりベーン式エアモータは動作しなくなる。そこで、特許文献１、特許文献２は、無給油式のベーン式エアモータを開示している。つまり、特許文献１はベーンを繊維強化カーボンで作製し、また、シリンダ内壁にニッケルめっきを施すことを提案している。また、特許文献２は、シリンダ内壁等に粒径１μｍ未満のフッ素樹脂が分散されたニッケルからなる皮膜を形成することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−５０４０１号公報
【特許文献２】特開平７−２４７９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２は、いずれも摺動特性の優れた材料で摺動部分に被覆を形成することにより、ベーン、シリンダの耐摩耗性を向上することができる。しかし、ベーンとシリンダの間に摺動部分があるために、摩擦は不可避的に生じるので、無給油で長期（例えば、数百時間）にわたって使用することは困難である。また、予定しているよりも早期に皮膜が剥離してしまうこともあるために、特許文献１、特許文献２の提案は実現するに到っていない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ベーンとシリンダの間を含む機構に摺動を伴わない、全く新規なベーン式エアモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来のベーン式エアモータは、固定されたシリンダの内部であるシリンダ室に配置されるロータが回転し、シリンダとロータが軸回りに相対的に移動するので、ロータに装着されるベーンがシリンダの内壁と摺動される。これに対して本発明は、ベーン式エアモータから摺動部分を排除することを念頭においている。つまり、静圧エア軸受けにより回転可能なリング状ロータ（第１ロータ）をシリンダ室に設けるとともに、このリング状ロータの内部に従来と同様にベーンを備えるロータ（第２ロータ）を設けることにより、リング状ロータとロータの間に軸回りの相対的な移動を起こすことなく、供給される圧縮エアの圧力によりリング状ロータとロータを同期して回転させることで、必要な回転力を得ながらも機械的な摺動部分を排除することを着想した。
【０００７】
以上の着想に基づく本発明のベーン式エアモータは、内部に円筒状のシリンダ室が形成されるシリンダを備える。シリンダ室には、リング状の第１ロータが回転可能に収容されるとともに、第１ロータの内部にシリンダ室に対して偏心させて第２ロータが収容される。第２ロータには、半径方向へ往復変位可能にベーンが設けられる。第１ロータは、シリンダ室において静圧エア軸受けにより回転可能に支持される。
以上の要素を備える本発明のベーン式エアモータは、隣接して配置される一対のベーンで区画される第１ロータと第２ロータとの間のエア室に作動エアを供給、排出させることで、第１ロータと第２ロータが同期して回転されることを特徴とする。
【０００８】
本発明のベーン式エアモータは、第１ロータと第２ロータを回転させる作動エアと、第１ロータを静圧エア軸受けにより支持する支持エアと、を供給する必要がある。この場合、各々独立したエア給気路を設け、作動エア、支持エアを供給することができるが、共通するエア給気路を、作動エアを供給する作動エア給気路と、支持エアを供給する支持エア給気路と、に分岐させることが、ベーン式エアモータの構造を簡略化するのに有効である。
【０００９】
本発明のベーン式エアモータにおいて、静圧エア軸受けとしては、多孔質絞り、オリフィス絞り、自成絞り、表面絞りのいずれをも用いることができるが、オリフィス絞り又は自成絞りを適用し、シリンダの半径方向に貫通される複数の給気孔を形成することで静圧エア軸受を構成すれば、部品点数を削減できるので好ましい。この場合、複数の給気孔をシリンダの周方向に均等に設けることが、第１ロータを周方向に均等にバランスよく支持できるので好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、供給される圧縮エアによる圧力によりリング状ロータとロータを一体として回転させることで、必要な回転力を得ながらも摺動部分を排除できるので、文字通りの、長期間にわたる無給油での使用ができるベーン式エアモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態におけるベーン式エアモータの分解斜視図である。
【図２】図１に示すベーン式エアモータを示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付する図１〜図５に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態によるベーン式エアモータ１０は、外殻をなすハウジング２０と、ハウジング２０の内部に固定され、内部に円筒状のシリンダ室３１が形成されるシリンダ３０と、シリンダ室３１に回転可能に収容されるリングロータ（第１ロータ）４０と、リングロータ４０の内部にシリンダ室３１に対して偏心して収容され、半径方向へ往復変位可能なベーン５５が設けられるロータ（第２ロータ）５０と、を備えている。リングロータ４０は、シリンダ室３１において、シリンダ３０に形成される給気孔３４を構成要素とする静圧エア軸受けにより、回転可能に支持される。この回転の際にリングロータ４０はシリンダ３０と非接触で回転される。このベーン式エアモータ１０は、隣接して配置される一対のベーン５５で区画され、リングロータ４０とロータ５０との間に形成されるエア室４１に作動エア（圧縮エア）Ａｉｒを供給、排出させることで、リングロータ４０とロータ５０とを同期して回転させることができる。
【００１３】
＜ハウジング２０＞
ハウジング２０は、内部に円筒状の空間である収容室２１を備え、この収容室２１内に後述するシリンダ３０、リングロータ４０などの構成部材を収容している。ハウジング２０は、ハウジング２０の内周面２１ａから軸方向に向けて突出する仕切り壁２２により収容室２１と区画される受容室２３を備える。受容室２３にはロータ５０の出力軸部５３が進出しており、出力軸部５３を介してロータ５０の回転力が伝達されるスピンドルが受容室２３に挿入される。なお、ベーン式エアモータ１０において、受容室２３が設けられ側を前（フロント）、その反対側を後（リア）と定義する。
【００１４】
＜シリンダ３０＞
シリンダ３０は、円筒状の空隙であるシリンダ室３１を備え、ハウジング２０の収容室２１の前方に固定される。シリンダ室３１は、シリンダ３０の中心軸に対して偏心して形成されている。このシリンダ室３１には、リングロータ４０及びロータ５０が配置される。
シリンダ３０は、その外周に、周方向に沿って周回する周方向通気路３２を備えている。周方向通気路３２は、シリンダ３０の外周面より軸方向に後退する凹溝から形成される。この実施形態では軸方向に間隔を隔てて２つの周方向通気路３２を設けている。シリンダ３０がハウジング２０内に固定されると、軸方向通気路３３及び吸気孔３４との連通を除いて、周方向通気路３２は閉じた通路をなす。
シリンダ３０は、その外周に、軸方向に沿う軸方向通気路３３を備えている。軸方向通気路３３は、シリンダ３０の後端から前方側の周方向通気路３２に達する範囲で形成される。この軸方向通気路３３は、シリンダ３０の外周の一部を切り欠くことで形成される。シリンダ３０がハウジング２０内に固定されると、周方向通気路３２及び吸気孔３４との連通を除いて、軸方向通気路３３もまた閉じた通路をなす。
【００１５】
また、シリンダ３０は、複数の給気孔３４を備えている。シリンダ３０を半径方向に貫通する給気孔３４は、一端が周方向通気路３２に開口し、他端がシリンダ室３１に開口するように形成されている。一端から他端に向けた途中までは径が一定とされ、この途中から他端までは径が絞られている給気孔３４は、オリフィス絞りを構成する。この例では、８つの給気孔３４が放射状に周方向に均等間隔で設けられている。給気孔３４は、シリンダ室３１の偏心に伴う肉厚の変動に応じて、半径方向の長さが設定される。
ベーン式エアモータ１０の動作時に軸方向通気路３３及び周方向通気路３２を介して供給される圧縮エア（支持エア）Ａｉｒは、複数の給気孔３４を通って、シリンダ室３１（リングロータ４０）に向けて吐出される。このように、支持エアを供給することで、シリンダ３０及び給気孔３４は静圧エア軸受けを構成する。
ここでは給気孔３４をシリンダ３０の軸方向に２列設けているが、これはあくまで例示であり、１列だけでもよいし、３列以上設けてもよい。
【００１６】
＜リングロータ４０＞
リングロータ４０は、シリンダ室３１に配置される。ベーン式エアモータ１０の動作時には、リングロータ４０は、静圧軸受け（複数の給気孔３４）から吐出される支持エアにより、シリンダ３０と非接触状態でシリンダ室３１内に保持される。そのために、内・外周が円形のリングロータ４０は、外周の径がシリンダ室３１の外周よりもわずかに小径に作製される。
リングロータ４０の中空部にはロータ５０が配置され、リングロータ４０の内周とロータ５０の外周との間に三日月状の空隙が形成される。この空間は、ベーン式エアモータ１０の動作時に、隣接するベーン５５により区画されて密閉されたエア室４１を形成する。
【００１７】
＜ロータ５０＞
ロータ５０は、リングロータ４０の内部に位置するロータ本体５１と、ロータ本体５１の前端に一体的に形成されるフロント支持部５２と、フロント支持部５２より前方に突出する出力軸部５３と、ロータ本体５１の後端に一体的に形成されるリア支持部５４と、を備えている。ロータ５０は、フロント支持部５２が収容室２１内に固定されるフロントベアリング３に支持され、リア支持部５４が収容室２１内に固定されるリアベアリング８に支持されることで、ロータ本体５１がリングロータ４０（シリンダ室３１）内に回転可能に支持される。
【００１８】
ロータ本体５１には、ロータ５０の軸線Ｏの回りに複数（本例では５個所）のベーン溝５６が放射状に周方向に均等間隔で形成されている。各ベーン溝５６にはロータ本体５１の半径方向へ往復変位可能にベーン５５が収容されている。各ベーン５５は、ベーン式エアモータ１０の動作中、つまりリングロータ４０、ロータ５０が回転すると、遠心力によりその先端がリングロータ４０の内周面４０ａに突き当てられる。こうして隣接する一対のベーン５５により区画されて密閉されたエア室４１がシリンダ３０とリングロータ４０の間に形成される。
ベーン溝５６の底部とベーン５５の間にはばね５７が設けられている。このばね５７は、ベーン５５を半径方向の外側に向けて押し付けることで、ベーン式エアモータ１０が動作していないときにも、ベーン５５の先端がリングロータ４０の内周面４０ａに突き当てられるのを補助する。なお、このばね５７を設けることは任意である。
【００１９】
＜フロント側組付け構造＞
シリンダ３０よりも前方の収容室２１には、シリンダ３０側から順にフロントシリンダ固定板１と、フロントベアリング受け２が配置されている。
フロントシリンダ固定板１は収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心を貫通する軸孔１ａをロータ５０のフロント支持部５２及び出力軸部５３が貫通する。
フロントベアリング受け２は、中空円筒状の収容部２ａと、収容部２ａから前側に突出する中空円筒状の係止部２ｂとを備える。収容部２ａ内にはフロントベアリング３が収容、保持される。係止部２ｂは、その前端が収容室２１の仕切り壁２２に係止されることで、フロントベアリング受け２を介して収容室２１に収容されるフロントシリンダ固定板１、シリンダ３０などの部材の軸方向の位置決めを行う。係止部２ｂの内部にはベアリング内輪押さえ４とベアリング外輪押さえ５とが配置され、
フロントベアリング３の軸方向の移動を規制する。ベアリング内輪押さえ４はロータ５０のフロント支持部５２の外周に固定されることで、ロータ５０の回転に伴って回転する。ベアリング外輪押さえ５は、係止部２ｂにねじ止めされる。
【００２０】
＜リア側組付け構造＞
シリンダ３０よりも後方の収容室２１には、シリンダ３０側から順にリアシリンダ固定板６と、リアベアリング受け７と、エアジョイント９が配置されている。
リアシリンダ固定板６は、収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心を貫通する軸孔６ａをロータ５０のリア支持部５４が貫通する。リアシリンダ固定板６には、軸孔６ａを境にして一方の側に固定板給気路６ｂが、また、他方の側に固定板排気路６ｃが形成されている。固定板給気路６ｂは、リアシリンダ固定板６の後端に開口する小径路６ｂ１と小径路６ｂ１に連なりリアシリンダ固定板６の前端に開口する大径路６ｂ２とからなる。大径路６ｂ２は、リアシリンダ固定板６の外周にも開口している。リアシリンダ固定板６が所定の位置に配置されると、大径路６ｂ２は、リングロータ４０とロータ５０の間に形成される給気側のエア室４１と連通するとともに、シリンダ３０の軸方向通気路３３と連通する。固定板排気路６ｃは、リアシリンダ固定板６を前後方向に貫通する三日月状の貫通孔である。リアシリンダ固定板６が所定の位置に配置されると、固定板排気路６ｃは、リングロータ４０とロータ５０の間に形成される排気側のエア室４１と連通する。
【００２１】
リアベアリング受け７は、収容室２１に嵌合される外径を有する中空円筒状の形態をなす部材であり、中心に円筒状の収容部７ａを有している。収容部７ａは前端が開口しているが、後端側が閉じている。収容部７ａ内には、リアベアリング８が収容、保持される。リアベアリング受け７には、収容部７ａを境にして一方の側に受け給気路７ｂが、また、他方の側に受け排気路７ｃが形成されている。受け給気路７ｂは、リアベアリング受け７の前後端を貫通し、リアシリンダ固定板６の固定板給気路６ｂ（小径路６ｂ１）と対応（連通）する。受け排気路７ｃは、リアベアリング受け７の前後端を貫通し、リアシリンダ固定板６の固定板排気路６ｃと対応（連通）する。
以上説明した各要素は、フロントベアリング受け２、フロント固定板１、シリンダ３０、シリンダ固定板６、リアベアリング受け７に挿通される固定ねじ１３により一体化される。
【００２２】
ベーン式エアモータ１０の後端に配置されるエアジョイント９は、図示しない供給源からのエアが流通するチューブ、排気されるエアを回収先に流通させるチューブを接続する部位である。エアジョイント９は、ハウジング２０に対してねじ止めされることで、リアシリンダ固定板６及びリアベアリング受け７を介して、収容室２１に収容されるフロントシリンダ固定板１、シリンダ３０などの部材の軸方向の位置決めを行う機能をも有する。
エアジョイント９は、ジョイント給気路９ｂとジョイント排気路９ｃを備えている。ジョイント給気路９ｂはリアベアリング受け７の受け給気路７ｂに対応し、ジョイント排気路９ｃはリアベアリング受け７の受け排気路７ｃに対応する。ジョイント給気路９ｂは、受け給気路７ｂ、固定板給気路６ｂとともに、作動エア給気路を構成する。また、ジョイント排気路９ｃは、受け排気路７ｃ、固定板排気路６ｃとともに、作動エア排気路を構成する。
エアジョイント９は、ジョイント給気路９ｂに対応する接続片１１と、ジョイント排気路９ｃに対応する接続片１２と、を備えている。接続片１１には図示しない給気用のチューブが接続され、接続片１２には図示しない排気用のチューブが接続される。
【００２３】
＜作用＞
次に、ベーン式エアモータ１０の作用を説明する。
図示しないエア供給源から圧縮エアＡｉｒがベーン式エアモータ１０に供給される。そうすると、作動エアは、ジョイント給気路９ｂ、受け給気路７ｂ、固定板給気路６ｂをこの順に進む。固定板給気路６ｂは小径路６ｂ１と大径路６ｂ２からなるが、受け給気路７ｂを通過した圧縮エアは小径路６ｂ１を通って大径路６ｂ２に流入する。大径路６ｂ２は、給気側のエア室４１に連通するとともに、シリンダ３０の軸方向通気路３３と連通する。したがって、大径路６ｂ２に流入した圧縮エアは、一部が作動エアとなってエア室４１に供給され、残りが支持エアとなって軸方向通気路３３に供給される。このように、ジョイント給気路９ｂから固定板給気路６ｂの小径路６ｂ１までは共通する給気路Ｒ（図２）が形成されるが、大径路６ｂ２において、エア室４１に作動エアを供給する作動エア給気路Ｒ１（図５）と、静圧エア軸受けに支持エアを供給する支持エア給気路Ｒ２（図５）と、に分岐される。
【００２４】
分岐された作動エア給気路Ｒ１を流れる作動エアは以下のように作用する。
ベーン５５で区画されたエア室４１のうち大径路６ｂ２が連通するエア室４１（給気側エア室）に作動エアが供給される。そして、エア室４１に供給された作動エアの圧力が、当該エア室４１を区画するベーン５５のうちベーン溝５６からより突出された側のベーン５５の受圧面５５ａに印加される。そうすると、ロータ５０に軸線Ｏの回りに図３における反時計回り方向の回転力Ｆが作用する。そして、各ベーン５５で区画されてロータ５０の周方向に形成される各エア室４１に大径路６ｂ２から作動エアを順次に供給する。これに伴い、各エア室４１に供給された作動エアは、固定板排気路６ｃから順次排出される。これにより、ロータ５０は、軸線Ｏを中心に放射状に配設された各ベーン５５を半径方向へ摺動変位させながら、且つベーン５５の外側端面をリングロータ４０の内壁面４０ａに押し当てながら、軸線Ｏの回りに図３における反時計回り方向へ回転する。
【００２５】
一方、分岐された支持エア給気路Ｒ２を流れる支持エアは以下のように作用する。
支持エアは、ハウジング２０とシリンダ３０とで周囲が閉じられた軸方向通気路３３を進んだ後、２つの周方向通気路３２に流入する。シリンダ３０の周方向に亘って形成される各々の周方向通気路３２に行き渡った支持エアは、周方向通気路３２に開口する給気孔３４を通ってシリンダ室３１内に設けられるリングロータ４０に向けて吐出される。複数（本実施形態では８つ）の給気孔３４が放射状に周方向に均等に配置されている。したがって、リングロータ４０は周方向に均等な圧力を受けることで、シリンダ３０と接触することなく、シリンダ室３１の中心と同軸上に保持される。
【００２６】
リングロータ４０の内部ではロータ５０がベーン５５の外側端面が内周面４０ａに押し当てられることでベーン５５とリングロータ４０の間に摩擦力が生じながら反時計回りに回転している。したがって、ロータ５０の回転に伴って、リングロータ４０もロータ５０に同期して一体となって反時計回りに回転することができる。
【００２７】
以上のベーン式エアモータ１０によると以下の効果を奏する。
供給される圧縮エアによる圧力によりリングロータ４０とロータ５０を同期して回転させることで、必要な回転力を得ることができる。しかも、リングロータ４０とロータ５０は相対的な移動を伴わないので、リングロータ４０とロータ５０の間から摺動部分を排除できる。加えて、リングロータ４０は静圧エア軸受けによりシリンダ室３１にシリンダ３０と非接触で支持されているので、シリンダ３０とリングロータ４０の間からも摺動部分を排除することができる。このようにベーン式エアモータ１０は摺動する部材が存在しないので、長期間にわたり無給油で使用することができる。
また、ベーン式エアモータ１０は、共通するエア給気路を、作動エアを供給する作動エア給気路Ｒ１と、支持エアを供給する支持エア給気路Ｒ２と、に分岐させるので、作動エア給気路と支持エア給気路を個別に設けるのに比べて、ベーン式エアモータの構造を簡略化することができる。ただし、本発明は作動エア給気路と支持エア給気路を個別に設ける形態を排除するものではない。
さらに、ベーン式エアモータ１０のように、シリンダ３０の半径方向に貫通される複数の給気孔３４を形成することで静圧エア軸受を構成すれば、新たな部材を付加する必要がないので、部品点数を削減できる。
【００２８】
以上説明したベーン式エアモータ１０は、静圧エア軸受けとして、シリンダ３０に給気孔３４を設けるオリフィス絞りの例を示したが、静圧エア軸受けはこれに限らず、他の形式のものを本発明に適用することができることはいうまでもない。特に、リングロータ４０の周囲に均等に支持エアを供給することで高精度な支持を実現するためには、多孔質絞りによる静圧エア軸受けを適用することが好ましい。この場合、多孔質絞りでシリンダ３０を構成するか、あるいはシリンダ３０の内周側にリング状の多孔質絞りを配置し、この多孔質絞りを介して支持エアをリングロータ４０に向けて供給する。
【００２９】
また、以上で示したベーン式エアモータ１０の具体的な構成、例えば、シリンダ３０に形成される給気孔３４の数、配置位置、あるいはベーン５５の数、配置位置、はあくまで好ましい例示にすぎない。
これ以外にも、本発明の要旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１ フロントシリンダ固定板
１ａ 軸孔
２ フロントベアリング受け
２ａ 収容部
２ｂ 係止部
３ フロントベアリング
４ ベアリング内輪押さえ
５ ベアリング外輪押さえ
６ リアシリンダ固定板
６ａ 軸孔
６ｂ 固定板給気路
６ｂ１ 小径路
６ｂ２ 大径路
６ｃ 固定板排気路
７ リアベアリング受け
７ａ 収容部
７ｂ 受け給気路
７ｃ 受け排気路
８ リアベアリング
９ エアジョイント
９ｂ ジョイント給気路
９ｃ ジョイント排気路
１０ ベーン式エアモータ
１１，１２ 接続片
１３ 固定ねじ
２０ ハウジング
２１ 収容室
２２ 仕切り壁
２３ 受容室
３０ シリンダ
３１ シリンダ室
３２ 周方向通気路
３３ 軸方向通気路
３４ 給気孔
４０ リングロータ
４０ａ 内壁面
４１ エア室
５０ ロータ
５１ ロータ本体
５２ フロント支持部
５３ 出力軸部
５４ リア支持部
５５ ベーン
５５ａ 受圧面
５６ ベーン溝
Ｆ 回転力
Ｏ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円筒状のシリンダ室が形成されるシリンダと、
前記シリンダ室に回転可能に収容されるリング状の第１ロータと、
前記第１ロータの内部に前記シリンダ室に対して偏心して収容され、半径方向へ往復変位可能にベーンが設けられる第２ロータと、
前記シリンダ室において前記第１ロータを回転可能に支持する静圧エア軸受けと、を備え、
隣接して配置される一対の前記ベーンで区画される、前記第１ロータと前記第２ロータとの間のエア室に作動エアを供給、排出させることで、前記第１ロータと前記第２ロータを同期して回転させる、
ことを特徴とするベーン式エアモータ。
【請求項２】
前記作動エアが供給される作動エア給気路と、
前記静圧エア軸受けに供給される支持エア給気路と、を備え、
前記作動エア給気路と前記支持エア給気路は、共通するエア給気路が分岐されたものである、
請求項１に記載のベーン式エアモータ。
【請求項３】
前記静圧エア軸受けは、
前記シリンダの半径方向に貫通される複数の給気孔を形成することで構成される、
請求項１又は２に記載のベーン式エアモータ。
【請求項１】
内部に円筒状のシリンダ室が形成されるシリンダと、
前記シリンダ室に回転可能に収容されるリング状の第１ロータと、
前記第１ロータの内部に前記シリンダ室に対して偏心して収容され、半径方向へ往復変位可能にベーンが設けられる第２ロータと、
前記シリンダ室において前記第１ロータを回転可能に支持する静圧エア軸受けと、を備え、
隣接して配置される一対の前記ベーンで区画される、前記第１ロータと前記第２ロータとの間のエア室に作動エアを供給、排出させることで、前記第１ロータと前記第２ロータを同期して回転させる、
ことを特徴とするベーン式エアモータ。
【請求項２】
前記作動エアが供給される作動エア給気路と、
前記静圧エア軸受けに供給される支持エア給気路と、を備え、
前記作動エア給気路と前記支持エア給気路は、共通するエア給気路が分岐されたものである、
請求項１に記載のベーン式エアモータ。
【請求項３】
前記静圧エア軸受けは、
前記シリンダの半径方向に貫通される複数の給気孔を形成することで構成される、
請求項１又は２に記載のベーン式エアモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３７２０４（Ｐ２０１２−２３７２０４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５４４５（Ｐ２０１１−１０５４４５）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００１５０３２７）株式会社ナカニシ (43)
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００１５０３２７）株式会社ナカニシ (43)
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