小型回転駆動装置
【課題】高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現でき、それにより、高性能化を容易に実現できる、小型回転駆動装置、を提供する。
【解決手段】導入ノズルが、導入ノズル本体部511と、導入ノズル本体部511に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部511が、上流側端面513から下流側端面514へ通じる流体通路60を1個以上有しており、流体通路60が、上流側端面513側から形成された第1穴部61と、下流側端面514側から導入ノズル本体部511の周面515に沿って形成された溝部62と、を連結して構成されており、溝部62が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部62が、導入ノズル本体部511に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部61及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成している。
【解決手段】導入ノズルが、導入ノズル本体部511と、導入ノズル本体部511に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部511が、上流側端面513から下流側端面514へ通じる流体通路60を1個以上有しており、流体通路60が、上流側端面513側から形成された第1穴部61と、下流側端面514側から導入ノズル本体部511の周面515に沿って形成された溝部62と、を連結して構成されており、溝部62が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部62が、導入ノズル本体部511に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部61及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、軸流タービンを有する小型回転駆動装置に関し、特に、タービン翼車に空気流を高速で吹き付けるための導入ノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の導入ノズルにおいて、導入ノズル通路は、円柱体に形成した貫通孔からなっており、その貫通孔は、ドリル加工によって形成されていた。
【特許文献1】米国特許第3,386,702号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従来の導入ノズルにおいては、軸方向に対して大きく傾斜した形態や下流側に向けて絞られた形態を有する導入ノズル通路を形成するのが、極めて困難であった。したがって、導入ノズルのノズル特性を向上させるのが困難であった。更には、小型回転駆動装置の高性能化も困難であった。
【0004】
本願発明は、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現でき、それにより、高性能化を容易に実現できる、小型回転駆動装置、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】
【0005】
本願の発明は、軸流タービンを有する回転駆動装置において、軸流タービンが、タービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、を備えており、導入ノズルが、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする小型回転駆動装置である。
【0006】
上記発明は、更に、次の構成を採用するのが好ましい。
(1)溝部が、底面と両側面とで構成されており、底面が、下流側端面側に行くに従って、浅くなっている。
(2)溝部が、底面と両側面とで構成されており、両側面の間隔が、下流側端面側に行くに従って、小さくなっている。
(3)複数個の導入ノズル通路を有しており、各導入ノズル通路の下流側端面における開口の面積が、同じである。
(4)第1穴部と第2穴部との連結部が、拡張されて、流体溜まり部を構成している。
(5)上記(4)において、流体溜まり部と溝部との連結部分が、略C面取り及び/又は略R面取りされている。
(6)軸流タービンが、複数個のタービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、タービン翼車から排出された流体を次のタービン翼車に案内する1個以上の案内ノズルと、を備えており、案内ノズルが、円柱状の案内ノズル本体部と、案内ノズル本体部に外嵌する円筒状の案内ノズルカラーと、からなっており、案内ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、案内ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部で構成されており、溝部が、案内ノズル本体部に外嵌した案内ノズルカラーによって塞がれることによって、案内ノズルを貫通した案内ノズル通路を構成している。
【0007】
本願の別の発明は、軸流タービンのタービン翼車に、流体を絞って導入する、軸流タービン用導入ノズルにおいて、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴としている。
【発明の効果】
【0008】
本願の発明によれば、導入ノズルの導入ノズル通路を、ドリル加工によって第1穴部を形成し、また、切削加工によって第2穴部を構成する溝部を形成することにより、形成できる。すなわち、第2穴部を構成する溝部を、導入ノズル本体部の周面を切削加工して形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現できる。これにより、高性能な小型回転駆動装置を容易に実現できる。
【0009】
上記構成(1)又は(2)によれば、導入ノズル通路を通る空気流を、次第に絞ることができる。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0010】
上記構成(3)によれば、導入ノズルから、タービン翼車の各ブレードに対して、均一的に空気流を吹き付けることができる。したがって、タービン翼車を良好に回転させることができる。
【0011】
上記構成(4)によれば、第1穴部から連結部に至った空気流を、連結部に瞬間的に溜めた後に、第2穴部に流入させることができる。それ故、空気流は、第2穴部に大量に流入して、第2穴部において絞られていく。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0012】
上記構成(5)によれば、空気流を、連結部から第2穴部へ、円滑に流入させることができる。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0013】
上記構成(6)によれば、案内ノズルの案内ノズル通路を、案内ノズル本体部の周面を切削加工して溝部を形成することにより、形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する案内ノズルを容易に実現できる。
【0014】
本願の別の発明によれば、上述したのと同様に、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図を参照しながら、本発明の小型回転駆動装置の一実施形態である医科歯科用ハンドピースについて説明する。
【0016】
(1)本実施形態の医科歯科用ハンドピースの構成
(1-1)全体
図1は医科歯科用ハンドピースの全体外観図、図2は図1のハンドピース1の断面図である。
【0017】
このハンドピース1は、コントラアングル型であり、治療用工具91を回転自在に保持するヘッド部2と、操作者によって把持される把持部3と、からなっている。把持部3は、操作者が手に持って操作できる大きさを有している。ヘッド部2は、把持部3の前端に支持されている。把持部3は、ヘッド部2から延びた柄部31と、柄部31の後端から鈍角(図中の角度α)の方向に延びたボディ部32と、からなっている。なお、αは、90度より大きく180度より小さい。ヘッド部2の径D1と、柄部31の径D2と、ボディ部32の径D3とは、D1<D2<D3の関係を有している。
【0018】
図3はヘッド部2の拡大断面図である。ヘッド部2の外形は、筒状のハウジング21と、ハウジング21を上から塞ぐ蓋部22と、ハウジング22から横に延びている首部23とで、構成されている。一方、把持部3の外形は、図2に示されるように、3個の筒状のハウジングで構成されており、すなわち、前部ハウジング41、中央部ハウジング42、及び後部ハウジング43で、構成されている。なお、柄部31の外形は、前部ハウジング41及び中央部ハウジング42で構成されており、ボディ部32の外形は、後部ハウジング43で構成されている。
【0019】
そして、ヘッド部2の首部23は、前部ハウジング41の前端部に嵌め込まれており、これにより、ヘッド部2が把持部3の前端に支持されている。また、前部ハウジング41の後端部には、中央部ハウジング42の前端部が嵌め込まれており、後部ハウジング43の前端部には、中央部ハウジング42の後端部が嵌め込まれている。これにより、3個のハウジング41、42、43が一体となって把持部3の外形を構成している。
【0020】
ヘッド部2には、治療用工具91を着脱自在に保持するロータ(保持軸)24が、ベアリング251、252を介して、回転自在に保持されている。ロータ24には、第4傘歯車84が一体に形成されている。
【0021】
把持部3において、後部ハウジング43の後端部には、給気給水用コネクタ92が挿入されて連結される挿入孔431が、形成されている。挿入孔431の下流側端面432からは、給気管433、給水管434、及び光ガイド管435が前方へ延びている。また、後部ハウジング43内の前端部には、軸流タービン5が設けられている。
【0022】
軸流タービン5は、導入ノズル51と、第1タービン翼車52と、案内ノズル53と、第2タービン翼車54とを、後方から順に備えている。導入ノズル51は、給気管433から供給されて来た空気流を絞って第1タービン翼車52に導入するための、1個以上の導入ノズル通路6を有しており、把持部3内に固定されている。案内ノズル53は、第1タービン翼車52から排出された空気流を第2タービン翼車54に案内するための、1個以上の案内ノズル通路7を有しており、把持部3内に固定されている。軸流タービン5は、第1タービン翼車52及び第2タービン翼車54をハンドピース1の長手軸回りに回転させることによって、タービン回転軸55を回転させるようになっている。
【0023】
把持部3には、軸流タービン5の回転をロータ24へ伝達するための回転伝達機構が、設けられている。回転伝達機構は、軸流タービン5の回転を、タービン回転軸55、第1傘歯車81、第2傘歯車82、伝達回転軸411、第3傘歯車83、及び第4傘歯車84を経て、ヘッド部2のロータ24に伝達するよう、構成されている。
【0024】
タービン回転軸55は、中央部ハウジング42の略中間位置まで延びている。そして、第1傘歯車81が、タービン回転軸55の先端に設けられている。
【0025】
伝達回転軸411は、中央部ハウジング42及び前部ハウジング41に、ベアリング412、413を介して回転自在に保持されている。伝達回転軸411は、中央部ハウジング42の略中間位置からヘッド部2の首部23まで延びている。そして、第2傘歯車82が、伝達回転軸411の後端に設けられている。第2傘歯車82は、第1傘歯車81に対して、角度α(図1)の方向から、噛合している。一方、第3傘歯車83が、伝達回転軸411の前端に設けられている。第3傘歯車83は、第4傘歯車84に対して、略直交して、噛合している。
【0026】
給水管434は、挿入孔431の下流側端面432から、把持部3内を前方へ延びて、ヘッド部2の下面の注水口437へ至っている。
【0027】
光ガイド管435は、挿入孔431の下流側端面432から、把持部3内を前方へ延びて、前部ハウジング41の下面側の照射口438へ至っている。
【0028】
(1-2)潤滑油供給機構
ハンドピース1は、潤滑油供給機構を有している。潤滑油供給機構は、ボディ部32に設けられた潤滑油供給管439と、タービン回転軸55の中空内部と、伝達回転軸411の中空内部とで、構成されている。潤滑油供給管439の後端は、後部ハウジング43に開口した潤滑油供給口(図示せず)に連結している。潤滑油供給管439の前端は、タービン回転軸55の後端に接続している。タービン回転軸55の中空内部は、第1傘歯車81内に開いており、伝達回転軸411の中空内部は、第3傘歯車83内に開いている。
【0029】
(1-3)軸流タービン5
(1-3-1)全体
図4は軸流タービン5の拡大断面図、図5は軸流タービン5の分解断面図である。軸流タービン5は、本体部50と、本体部50に外嵌する円筒状のカラー500とで、構成されている。カラー500は、ここでは上流側カラー部501と下流側カラー部502とに分割されている。図6は上流側カラー部501の斜視図、図7は下流側カラー部502の斜視図である。
【0030】
一方、導入ノズル51は、導入ノズル本体部511と導入カラー部分(導入ノズルカラー)512とからなっており、第1タービン翼車52は、第1タービン本体部521と第1カラー部分522とからなっており、案内ノズル53は、案内ノズル本体部531と案内カラー部分532とからなっており、第2タービン翼車54は、第2タービン本体部541と第2カラー部分542とからなっている。そして、導入ノズル本体部511と第1タービン本体部521と案内ノズル本体部531と第2タービン本体部541とによって、軸流タービン5の本体部50が構成されている。また、導入カラー部分512と第1カラー部分522と案内カラー部分532の一部とが、一体となって、上流側カラー部501が構成されており、案内カラー部分532の一部と第2カラー部分542とが、一体となって、下流側カラー部502が構成されている。なお、上流側カラー部501の下流側端部5011(図6)と、下流側カラー部502の上流側端部5021(図7)とは、案内ノズル53及び第2タービン翼車54の部分において重なっており、下流側端部5011が外側に位置している。また、下流側カラー部502の下流側の小径部5022は、タービン回転軸55を覆っている。
【0031】
(1-3-2)導入ノズル51
導入ノズル51は、3個の導入ノズル通路6を有している。導入ノズル通路6は、次のようにして、形成されている。
【0032】
図8は導入ノズル本体部511を説明するための拡大斜視図である。図8では、1個の導入ノズル通路6を構成する1個の流体通路60が示されている。導入ノズル本体部511には、上流側端面513から下流側端面514へ通じる流体通路60が、形成されている。流体通路60は、上流側端面513側から形成された第1穴部61と、下流側端面514側から導入ノズル本体部511の周面515に沿って形成された溝部62と、を連結して構成されている。溝部62は、導入ノズル本体部511の軸方向に対して、傾斜して、すなわち、螺旋の軌跡を描くように、形成されている。そして、溝部62は、導入ノズル本体部511に外嵌した導入カラー部分512によって塞がれることによって、図9に示されるように、第2穴部63を構成している。これにより、第1穴部61及び第2穴部63が、導入ノズル通路6を構成している。
【0033】
溝部62は、底面621と両側面622、623とで構成されており、底面621が、下流側端面514側に行くに従って、浅くなっている。また、溝部62は、両側面622、623の間隔Tが、下流側端面514側に行くに従って、小さくなっている。
【0034】
更に、第1穴部61と第2穴部63との連結部64は、拡張されて、流体溜まり部を構成している。連結部(流体溜まり部)64と溝部62との連結部分において、部分Aは略C面取りされており、部分Bは略R面取りされている。
【0035】
なお、図9の例では、1個の導入ノズル通路6が、1個の第1穴部61と1個の第2穴部63とで構成されている。したがって、導入ノズル51に複数個の導入ノズル通路6を形成する場合には、図9の導入ノズル通路6を複数個形成すればよい。しかし、複数個の導入ノズル通路6は、次のように形成してもよい。すなわち、第1穴部61を共有し、共有した第1穴部61から複数個の第2穴部63を設ける。図10は、本実施形態の導入ノズル51の斜視図であり、2個の第1穴部61を共有し、共有した第1穴部61から3個の第2穴部63を設けた場合を、示している。図11は図10の導入ノズル51の導入ノズル本体部511の下流側から見た斜視図、図12は導入ノズル51の導入ノズル本体部511の上流側から見た斜視図である。
【0036】
そして、本実施形態の導入ノズル51においては、3個の導入ノズル通路6の下流側端面514における各開口601、602、603の面積が、同じである。
【0037】
(1-3-3)案内ノズル53
図13は案内ノズル53の側面図である。案内ノズル53は、円板状の案内ノズル本体部531と、案内ノズル本体部531に外嵌する円筒状のカラー部分(案内ノズルカラー)532と、からなっている。なお、カラー部分532は、上述したように、上流側カラー部501の下流側端部5011と下流側カラー部502の上流側端部5021とが重なって構成されている。そして、案内ノズル53は、6個の案内ノズル通路7を有している。案内ノズル通路7は、次のようにして、形成されている。
【0038】
図14は案内ノズル本体部531の側面図、図15は案内ノズル本体部531の上流側から見た斜視図、図16は案内ノズル本体部531の下流側から見た斜視図である。案内ノズル本体部531は、上流側端面533から下流側端面534へ通じる流体通路70を6個有している。流体通路70は、案内ノズル本体部531の周面535に沿って形成された溝部72からなっている。溝部72は、底面721と両側面722、723とを有している。また、溝部72は、上流側溝部分73と下流側溝部分74とが連結されて構成されている。そして、上流側溝部分73は、第1タービン翼車52の各ブレードの下流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して矢印Y1に示すように傾斜している。また、下流側溝部分74は、第2タービン翼車54の各ブレードの上流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して矢印Y2に示すように傾斜している。そして、溝部72すなわち流体通路70が、案内ノズル本体部531に外嵌した案内カラー部分532によって塞がれることによって、図13に示されるような案内ノズル通路7を構成している。
【0039】
更に、案内ノズル53は、案内ノズル本体部531の周面535に、凸部536を有している。本実施形態では、凸部536は、周面535の周方向に等間隔に3個設けられている。
【0040】
(1-3-4)カラー500
上流側カラー部501の下流側エッジ5012には、下流側カラー部502の周面に形成された凹部503に嵌合する突片504が形成されている。また、下流側カラー部502の上流側エッジ5022には、案内ノズル53の3個の凸部536に外嵌する3個の切欠き部505が形成されている。切欠き部505の深さH1は、凸部536の軸方向長さL1と同じである。
【0041】
カラー500は、本体部50に対して下流側カラー部502を下流側から外嵌させるとともに切欠き部505を凸部536に外嵌させ、その後、本体部50に対して上流側カラー部501を上流側から外嵌させて、下流側端部5011を上流側端部5021の上に重ねるとともに突片504を凹部503に嵌合させることにより、構成されている。これにより、カラー500は、本体部50に固定されている。
【0042】
(1-4)第3傘歯車83及び第4傘歯車84
図17は、第3傘歯車83及び第4傘歯車84の拡大側面図である。第3傘歯車83の回転中心軸A1と第4傘歯車84の回転中心軸A2とは、略直交しており、且つ、点X1にて交わっている。
【0043】
図18は第4傘歯車84の下方から見た斜視図、図19は第4傘歯車84の上方から見た斜視図である。第4傘歯車84は、ロータ24と一体に形成されている。第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842は、平坦面に形成されている。そして、その両平坦面は、図20及び図21に示されるように、その平坦面を延長した延長面8410、8420が第4傘歯車84の回転中心軸A2の延長と点X2にて交わるよう、形成されている。なお、図21は図20のXXI矢視図である。点X2は、第4傘歯車84に対して点X1と同じ側に位置している。ここでは、点X1と点X2とは、一致している。
【0044】
(2)本実施形態の医科歯科用ハンドピースの作動及び効果
以下、上記構成のハンドピース1の作動及び効果について、説明する。
【0045】
(2-1)全体
治療用工具91がヘッド部2に保持され、且つ、コネクタ92が把持部3の挿入孔431に連結された状態で、スイッチ(図示せず)がオンされると、給気管433によって空気流が軸流タービン5に向けて供給され、また、給水管434によって水が注水口437へ向けて供給され、また、光ガイド管435によって光が照射口438へ向けて案内される。
【0046】
軸流タービン5へ至った空気流は、導入ノズル51によって絞られて高速となって、第1タービン翼車52へ導入される。これにより、第1タービン翼車52の第1タービン本体部521が回転する。更に、空気流は、第1タービン翼車52から排出されて、案内ノズル53によって第2タービン翼車54へ案内される。これにより、第2タービン翼車54の第2タービン本体部541が回転する。したがって、タービン回転軸55が回転する。
【0047】
タービン回転軸55の回転は、第1傘歯車81と第2傘歯車82との噛合を経て、伝達回転軸411に伝わる。これにより、伝達回転軸411が回転する。
【0048】
伝達回転軸411の回転は、第3傘歯車83と第4傘歯車84との噛合を経て、ロータ24に伝わる。これにより、ロータ24が、工具91を伴って回転する。
【0049】
一方、給水管434からの水は、注水口437から工具91の先端側に向けて噴出され、また、光ガイド管435からの光は、照射口438から工具91の先端側に向けて照射される。
【0050】
以上のように、上記構成のハンドピース1においては、工具91を、把持部3のボディ部32に内蔵された軸流タービン5によって、回転伝達機構を介して、回転させることができる。
【0051】
ところで、ボディ部32は、その径D3がヘッド部2の径D1に比して大きいので、大型の軸流タービン5を内蔵することができる。したがって、上記構成のハンドピース1においては、大型の軸流タービン5によって、タービン回転軸55を高速で回転させることができ、第1傘歯車81及び第2傘歯車82を経て、伝達回転軸411を高速で回転させることができ、更には、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を経て、ロータ24を、高速で、具体的には16万回以上/分の回転数で、回転させることができる。
【0052】
そして、上記構成のハンドピース1においては、伝達回転軸411を高速で回転させることができるので、第3傘歯車83及び第4傘歯車84によって大きく増速を行う必要がない。したがって、上記構成のハンドピース1によれば、第3傘歯車83の歯数を、第4傘歯車84の歯数の0.3倍以上1.4倍以下、好ましくは0.3倍以上1.0倍以下に、設定でき、それ故、第4傘歯車84のピッチ円錐角θ(図3)を、45度より大きく設定できる。これによって、第4傘歯車84の軸方向寸法を小さくでき、したがって、ヘッド部2の長さ寸法S(図1)を小さくできる。
【0053】
第3傘歯車83の歯数が、第4傘歯車84の歯数の1.4倍を越えると、ヘッドの長さ寸法Sは大きくなり、特に奥歯の治療をする時に工具91が届かないといった問題や、更なる増速によって、摩耗等が激しくなり、ギアの寿命が短くなり、それに伴ってハンドピース自体の寿命も短くなるという新たな問題点も出てくる。
【0054】
また、第3傘歯車83の歯数が、第4傘歯車84の歯数の0.3倍未満であると、ヘッド部2の長さ寸法Sを更に小さくできるが、歯の噛み合い面が小さくなるため、第3傘歯車83及び第4傘歯車84の耐久性が落ち、高速回転を行った時に摩耗等により、ギアの寿命が短くなり、それに伴ってハンドピース自体の寿命も短くなるという新たな問題点も出てくる。
【0055】
また、上記構成のハンドピース1においては、タービン回転軸55を高速で回転させることができるので、第1傘歯車81及び第2傘歯車82によって増速を行う必要がない。したがって、上記構成のハンドピース1によれば、第1傘歯車81の歯数を、第2傘歯車82の歯数と同じに設定でき、よって、内部構造を簡素化できる。
【0056】
(2-2)潤滑油供給機構
潤滑油供給口(図示せず)から潤滑油が供給されると、潤滑油は、潤滑油供給管439とタービン回転軸55の中空内部とを経て、第1傘歯車81及び第2傘歯車82に供給され、更に、伝達回転軸411の中空内部を経て、第3傘歯車83、第4傘歯車84、及びロータ24に供給される。これにより、第1〜第4傘歯車81〜84及びロータ24の潤滑を維持できる。
【0057】
上記潤滑油供給機構は、潤滑油供給管439を設けるとともに、回転伝達機構の構成部品であるタービン回転軸55及び伝達回転軸411を中空構造にするだけであるので、簡素な構造で実現できる。
【0058】
(2-3)軸流タービン5
(2-3-1)導入ノズル51
給気管433を通って軸流タービン5の導入ノズル51に至った空気流は、導入ノズル通路6の第1穴部61へ流入して連結部(流体溜まり部)64に至り、連結部64から各第2穴部63に流入して各開口601、602、603から噴出する。
【0059】
このとき、導入ノズル通路6を通る空気流は、次のように変動する。
【0060】
(a)導入ノズル通路6の第2穴部63を構成する溝部62の、底面621が、下流側端面514側に行くに従って、浅くなっているので、空気流は、次第に絞られていく。それ故、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0061】
(b)第2穴部63を構成する溝部62の両側面622、623の間隔Tが、下流側端面514側に行くに従って、小さくなっているので、空気流は、次第に絞られていく。それ故、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0062】
(c)第1穴部61から連結部64に至った空気流は、連結部64に瞬間的に溜まった後に、各第2穴部63に流入していく。それ故、空気流は、第2穴部63に大量に流入して、第2穴部63において絞られていく。よって、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0063】
(d)連結部64と第2穴部63を構成する溝部62との連結部分A、Bが、略C面取りされたり略R面取りされたりしているので、連結部分A、Bが滑らかな曲面となっている。それ故、空気流は、連結部64から第2穴部63へ円滑に流入していく。よって、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0064】
(e)第2穴部63を構成する溝部62は、軸方向に対して傾斜して形成されているので、導入ノズル51は、タービン本体部521の各ブレードに対して効果的な角度から空気流を吹き付けることができる。したがって、導入ノズル51は、第1タービン本体部521を高速で回転させることができる。
【0065】
(f)各開口601、602、603の面積が同じであるので、導入ノズル51は、第1タービン本体部521の各ブレードに対して均一的に空気流を吹き付けることができる。したがって、導入ノズル51は、第1タービン本体部521を良好に回転させることができる。
【0066】
以上のように、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、より高速の空気流を噴出して、第1タービン本体部521を高速で且つ良好に回転させることができる。
【0067】
また、導入ノズル51の導入ノズル通路6は、ドリル加工によって第1穴部61を形成し、また、切削加工によって第2穴部63を構成する溝部62を形成することにより、形成できる。すなわち、第2穴部63を構成する溝部62は、導入ノズル本体部511の周面515を切削加工して形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部62を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する導入ノズル51を容易に実現できる。
【0068】
(2-3-2)案内ノズル53
第1タービン翼車52から排出された空気流は、案内ノズル53の案内ノズル通路7へ流入し、案内ノズル通路7を通って第2タービン翼車54へ至る。
【0069】
このとき、空気流は、次のように変動する。すなわち、案内ノズル通路7を構成する溝部72において、上流側溝部分73が、図14の矢印Y1に示すように、第1タービン翼車52の各ブレードの下流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して傾斜しているので、第1タービン翼車52から排出された空気流は、効率良く案内ノズル通路7へ流入する。しかも、下流側溝部分74が、第2タービン翼車54の各ブレードの上流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して傾斜しているので、案内ノズル通路7を通った空気流は、第2タービン翼車54の各ブレードに対して効果的な角度から吹き付けられる。したがって、案内ノズル53は、第1タービン翼車52から排出された空気流を、高速に維持したまま、第2タービン翼車54へ案内できる。
【0070】
また、案内ノズルの案内ノズル通路は、案内ノズル本体部の周面を切削加工して溝部を形成することにより、形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する案内ノズルを容易に実現できる。
【0071】
(2-4)第3傘歯車83及び第4傘歯車84
伝達回転軸411の回転は、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を経て、ロータ24に伝達される。
【0072】
ところで、第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842は、図17〜図21に基づいて説明した構成を有している。それ故、第3傘歯車83及び第4傘歯車84との噛合の状態は、図17のXXII矢視図である図22に示されるようになっている。一方、図24〜図26に示される従来の一対の傘歯車では、図27〜図29に示されるように、従動側の傘歯車99の各歯990の両歯面991、992が、平坦面であるが、両平坦面をそれぞれ延長した延長面9910、9920が傘歯車99の回転中心軸B2と平行である。
【0073】
図23は本実施形態の駆動側の第3傘歯車83の斜視図、図30は従来例の駆動側の傘歯車98の斜視図である。ここで、本実施形態の噛合状態を示す図22と、従来例の噛合状態を示す図26と、を比較するとともに、本実施形態の第3傘歯車83と従来例の傘歯車98とを比較すると、第3傘歯車83の方が、傘歯車98に比して、各歯の歯厚E、歯長F、及び歯高Gを全て大きく設定できている。それ故、本実施形態では、第3傘歯車83の各歯830の耐久性を大きく向上でき、また、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を十分に噛み合わせることができるとともに、噛み合い面をピッチコーン上に位置させることができる。したがって、本実施形態の一対の第3傘歯車83及び第4傘歯車84によれば、摩耗や振動等を抑制できる。また、第4傘歯車84のピッチ円錐角θ(図3)を45度より大きく設定できる。
【0074】
また、点X1と点X2とが一致しているので、第3傘歯車83の各歯830の歯厚を最大に設定できる。
【0075】
また、第4傘歯車84がロータ24と一体に形成されているので、第4傘歯車84を簡単な切削加工によって製作できる。
【0076】
また、第3傘歯車83の歯数と第4傘歯車84の歯数とが、異なっているので、増速又は減速を任意に行うことができる。
【0077】
更に、第4傘歯車84のピッチ円錐角θが45度より大きいので、第4傘歯車84の軸方向寸法を小さくでき、したがって、第4傘歯車84が設けられているヘッド部2を小型化できる。
【0078】
なお、本実施形態の医科歯科用ハンドピースは、上記構成に限るものではなく、次のような変形構成を採用してもよい。
(i)軸流タービン5は、前部ハウジング41又は中央部ハウジング42に設けてもよい。
(ii)導入ノズル51の導入ノズル通路6は、3個に限らず、1〜2個、又は4個以上でもよい。
(iii)案内ノズル53の案内ノズル通路7は、6個に限らず、1〜5個、又は7個以上でもよい。
(iv)第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842に関する上記構成を、第4傘歯車84に代えて、第3傘歯車83に持たせてもよい。この場合には、次のような効果を発揮できる。
【0079】
(iv-1)第4傘歯車84の各歯840の歯厚、歯長、及び歯高を全て大きく設定できる。それ故、第4傘歯車84の各歯840の耐久性を大きく向上でき、また、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を十分に噛み合わせることができるとともに、噛み合い面をピッチコーン上に位置させることができる。したがって、摩耗や振動等を抑制できる。また、第3傘歯車83のピッチ円錐角を45度より大きく設定できる。
【0080】
(iv-2)点X1と点X2とが一致しているので、第4傘歯車84の各歯840の歯厚を最大に設定できる。
【0081】
(iv-3)第3傘歯車83のピッチ円錐角を45度より大きく設定できるので、第3傘歯車83の軸方向寸法を小さくでき、したがって、第3傘歯車83が設けられている把持部3の軸方向寸法を小さくできる。
【0082】
(v)伝達回転軸411は、軸流タービン5によって回転駆動されているが、図31に示されるように、ハンドピース1の後端に取り付けられる駆動源97によって回転駆動されてもよい。駆動源97は、電気モータ971を内蔵しており、ワンタッチ係合手段972によってハンドピース1に着脱自在に取り付けられる。
【0083】
本願発明の小型回転駆動装置は、上述した医科歯科用ハンドピースに限るものではなく、図32に示されるような、一般工作用の回転切削装置100でもよい。図32の装置100は、ハンドピース1と同様に、軸流タービン5の回転を、伝達回転軸411(図2)を介して、切削工具101に伝達するようになっている。但し、伝達回転軸411の回転は、方向を変えることなく、切削工具101に伝達される。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明の医科歯科用ハンドピースは、ヘッド部を大きくすることなく、ヘッド部に保持された工具を高速で回転させることができるので、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【図1】本実施形態の医科歯科用ハンドピースの全体外観図である。
【図2】図1のハンドピースの断面図である。
【図3】図2のヘッド部の拡大断面図である。
【図4】図2の軸流タービンの拡大断面図である。
【図5】図2の軸流タービンの分解断面図である。
【図6】図4の軸流タービンの上流側カラー部の斜視図である。
【図7】図4の軸流タービンの下流側カラー部の斜視図である。
【図8】図4の導入ノズルの導入ノズル本体部を説明するための拡大斜視図である。
【図9】図8の導入ノズル本体部を有する導入ノズルの拡大斜視図である。
【0086】
【図10】本実施形態の導入ノズルの斜視図である。
【図11】図10の導入ノズルの導入ノズル本体部の下流側から見た斜視図である。
【図12】図10の導入ノズルの導入ノズル本体部の上流側から見た斜視図である。
【図13】図4の案内ノズルの側面図である。
【図14】図13の案内ノズルの案内ノズル本体部の側面図である。
【図15】図14の案内ノズル本体部の上流側から見た斜視図である。
【図16】図14の案内ノズル本体部の下流側から見た斜視図である。
【図17】図3の第3傘歯車及び第4傘歯車の側面図である。
【図18】図17の第4傘歯車の下方から見た斜視図である。
【図19】図17の第4傘歯車の上方から見た斜視図である。
【0087】
【図20】図17の第4傘歯車に歯面の延長面を描き加えた斜視図である。
【図21】図20の延長面と第4傘歯車の回転中心軸との交点を示す図である。
【図22】図17のXXII矢視図である。
【図23】本実施形態の第3傘歯車の斜視図である。
【図24】従来の一対の傘歯車の噛合した状態を示す側面図である。
【図25】図24の噛合状態を上方から見た斜視図である。
【図26】図24のXXVI矢視図である。
【図27】図24の従動側の傘歯車に歯面の延長面を描き加えた斜視図である。
【図28】図27の反対側から見た斜視図である。
【図29】図27の正面図である。
【図30】図24の駆動側の傘歯車の斜視図である。
【図31】本実施形態の別の例のハンドピースの断面図である。
【図32】本発明の別の実施形態の小型回転駆動装置である回転切削装置の部分断面側面図である。
【符号の説明】
【0088】
1 ハンドピース(回転駆動装置) 5 軸流タービン 51 導入ノズル 511 導入ノズル本体部 512 導入ノズルカラー 513 上流側端面 514 下流側端面 52 第1タービン翼車 53 案内ノズル 531 案内ノズル本体部 532 案内ノズルカラー 533 上流側端面 534 下流側端面 54 第2タービン翼車 6 導入ノズル通路 60 流体通路 601、602、603 開口 61 第1穴部 62 溝部 621 底面 622、623 側面 63 第2穴部 64 連結部(流体溜まり部) 7 案内ノズル通路 70 流体通路 72 溝部
【技術分野】
【0001】
本願発明は、軸流タービンを有する小型回転駆動装置に関し、特に、タービン翼車に空気流を高速で吹き付けるための導入ノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の導入ノズルにおいて、導入ノズル通路は、円柱体に形成した貫通孔からなっており、その貫通孔は、ドリル加工によって形成されていた。
【特許文献1】米国特許第3,386,702号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従来の導入ノズルにおいては、軸方向に対して大きく傾斜した形態や下流側に向けて絞られた形態を有する導入ノズル通路を形成するのが、極めて困難であった。したがって、導入ノズルのノズル特性を向上させるのが困難であった。更には、小型回転駆動装置の高性能化も困難であった。
【0004】
本願発明は、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現でき、それにより、高性能化を容易に実現できる、小型回転駆動装置、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】
【0005】
本願の発明は、軸流タービンを有する回転駆動装置において、軸流タービンが、タービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、を備えており、導入ノズルが、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする小型回転駆動装置である。
【0006】
上記発明は、更に、次の構成を採用するのが好ましい。
(1)溝部が、底面と両側面とで構成されており、底面が、下流側端面側に行くに従って、浅くなっている。
(2)溝部が、底面と両側面とで構成されており、両側面の間隔が、下流側端面側に行くに従って、小さくなっている。
(3)複数個の導入ノズル通路を有しており、各導入ノズル通路の下流側端面における開口の面積が、同じである。
(4)第1穴部と第2穴部との連結部が、拡張されて、流体溜まり部を構成している。
(5)上記(4)において、流体溜まり部と溝部との連結部分が、略C面取り及び/又は略R面取りされている。
(6)軸流タービンが、複数個のタービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、タービン翼車から排出された流体を次のタービン翼車に案内する1個以上の案内ノズルと、を備えており、案内ノズルが、円柱状の案内ノズル本体部と、案内ノズル本体部に外嵌する円筒状の案内ノズルカラーと、からなっており、案内ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、案内ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部で構成されており、溝部が、案内ノズル本体部に外嵌した案内ノズルカラーによって塞がれることによって、案内ノズルを貫通した案内ノズル通路を構成している。
【0007】
本願の別の発明は、軸流タービンのタービン翼車に、流体を絞って導入する、軸流タービン用導入ノズルにおいて、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴としている。
【発明の効果】
【0008】
本願の発明によれば、導入ノズルの導入ノズル通路を、ドリル加工によって第1穴部を形成し、また、切削加工によって第2穴部を構成する溝部を形成することにより、形成できる。すなわち、第2穴部を構成する溝部を、導入ノズル本体部の周面を切削加工して形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現できる。これにより、高性能な小型回転駆動装置を容易に実現できる。
【0009】
上記構成(1)又は(2)によれば、導入ノズル通路を通る空気流を、次第に絞ることができる。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0010】
上記構成(3)によれば、導入ノズルから、タービン翼車の各ブレードに対して、均一的に空気流を吹き付けることができる。したがって、タービン翼車を良好に回転させることができる。
【0011】
上記構成(4)によれば、第1穴部から連結部に至った空気流を、連結部に瞬間的に溜めた後に、第2穴部に流入させることができる。それ故、空気流は、第2穴部に大量に流入して、第2穴部において絞られていく。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0012】
上記構成(5)によれば、空気流を、連結部から第2穴部へ、円滑に流入させることができる。したがって、導入ノズルから、タービン翼車へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0013】
上記構成(6)によれば、案内ノズルの案内ノズル通路を、案内ノズル本体部の周面を切削加工して溝部を形成することにより、形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する案内ノズルを容易に実現できる。
【0014】
本願の別の発明によれば、上述したのと同様に、高性能なノズル特性を有する導入ノズルを容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図を参照しながら、本発明の小型回転駆動装置の一実施形態である医科歯科用ハンドピースについて説明する。
【0016】
(1)本実施形態の医科歯科用ハンドピースの構成
(1-1)全体
図1は医科歯科用ハンドピースの全体外観図、図2は図1のハンドピース1の断面図である。
【0017】
このハンドピース1は、コントラアングル型であり、治療用工具91を回転自在に保持するヘッド部2と、操作者によって把持される把持部3と、からなっている。把持部3は、操作者が手に持って操作できる大きさを有している。ヘッド部2は、把持部3の前端に支持されている。把持部3は、ヘッド部2から延びた柄部31と、柄部31の後端から鈍角(図中の角度α)の方向に延びたボディ部32と、からなっている。なお、αは、90度より大きく180度より小さい。ヘッド部2の径D1と、柄部31の径D2と、ボディ部32の径D3とは、D1<D2<D3の関係を有している。
【0018】
図3はヘッド部2の拡大断面図である。ヘッド部2の外形は、筒状のハウジング21と、ハウジング21を上から塞ぐ蓋部22と、ハウジング22から横に延びている首部23とで、構成されている。一方、把持部3の外形は、図2に示されるように、3個の筒状のハウジングで構成されており、すなわち、前部ハウジング41、中央部ハウジング42、及び後部ハウジング43で、構成されている。なお、柄部31の外形は、前部ハウジング41及び中央部ハウジング42で構成されており、ボディ部32の外形は、後部ハウジング43で構成されている。
【0019】
そして、ヘッド部2の首部23は、前部ハウジング41の前端部に嵌め込まれており、これにより、ヘッド部2が把持部3の前端に支持されている。また、前部ハウジング41の後端部には、中央部ハウジング42の前端部が嵌め込まれており、後部ハウジング43の前端部には、中央部ハウジング42の後端部が嵌め込まれている。これにより、3個のハウジング41、42、43が一体となって把持部3の外形を構成している。
【0020】
ヘッド部2には、治療用工具91を着脱自在に保持するロータ(保持軸)24が、ベアリング251、252を介して、回転自在に保持されている。ロータ24には、第4傘歯車84が一体に形成されている。
【0021】
把持部3において、後部ハウジング43の後端部には、給気給水用コネクタ92が挿入されて連結される挿入孔431が、形成されている。挿入孔431の下流側端面432からは、給気管433、給水管434、及び光ガイド管435が前方へ延びている。また、後部ハウジング43内の前端部には、軸流タービン5が設けられている。
【0022】
軸流タービン5は、導入ノズル51と、第1タービン翼車52と、案内ノズル53と、第2タービン翼車54とを、後方から順に備えている。導入ノズル51は、給気管433から供給されて来た空気流を絞って第1タービン翼車52に導入するための、1個以上の導入ノズル通路6を有しており、把持部3内に固定されている。案内ノズル53は、第1タービン翼車52から排出された空気流を第2タービン翼車54に案内するための、1個以上の案内ノズル通路7を有しており、把持部3内に固定されている。軸流タービン5は、第1タービン翼車52及び第2タービン翼車54をハンドピース1の長手軸回りに回転させることによって、タービン回転軸55を回転させるようになっている。
【0023】
把持部3には、軸流タービン5の回転をロータ24へ伝達するための回転伝達機構が、設けられている。回転伝達機構は、軸流タービン5の回転を、タービン回転軸55、第1傘歯車81、第2傘歯車82、伝達回転軸411、第3傘歯車83、及び第4傘歯車84を経て、ヘッド部2のロータ24に伝達するよう、構成されている。
【0024】
タービン回転軸55は、中央部ハウジング42の略中間位置まで延びている。そして、第1傘歯車81が、タービン回転軸55の先端に設けられている。
【0025】
伝達回転軸411は、中央部ハウジング42及び前部ハウジング41に、ベアリング412、413を介して回転自在に保持されている。伝達回転軸411は、中央部ハウジング42の略中間位置からヘッド部2の首部23まで延びている。そして、第2傘歯車82が、伝達回転軸411の後端に設けられている。第2傘歯車82は、第1傘歯車81に対して、角度α(図1)の方向から、噛合している。一方、第3傘歯車83が、伝達回転軸411の前端に設けられている。第3傘歯車83は、第4傘歯車84に対して、略直交して、噛合している。
【0026】
給水管434は、挿入孔431の下流側端面432から、把持部3内を前方へ延びて、ヘッド部2の下面の注水口437へ至っている。
【0027】
光ガイド管435は、挿入孔431の下流側端面432から、把持部3内を前方へ延びて、前部ハウジング41の下面側の照射口438へ至っている。
【0028】
(1-2)潤滑油供給機構
ハンドピース1は、潤滑油供給機構を有している。潤滑油供給機構は、ボディ部32に設けられた潤滑油供給管439と、タービン回転軸55の中空内部と、伝達回転軸411の中空内部とで、構成されている。潤滑油供給管439の後端は、後部ハウジング43に開口した潤滑油供給口(図示せず)に連結している。潤滑油供給管439の前端は、タービン回転軸55の後端に接続している。タービン回転軸55の中空内部は、第1傘歯車81内に開いており、伝達回転軸411の中空内部は、第3傘歯車83内に開いている。
【0029】
(1-3)軸流タービン5
(1-3-1)全体
図4は軸流タービン5の拡大断面図、図5は軸流タービン5の分解断面図である。軸流タービン5は、本体部50と、本体部50に外嵌する円筒状のカラー500とで、構成されている。カラー500は、ここでは上流側カラー部501と下流側カラー部502とに分割されている。図6は上流側カラー部501の斜視図、図7は下流側カラー部502の斜視図である。
【0030】
一方、導入ノズル51は、導入ノズル本体部511と導入カラー部分(導入ノズルカラー)512とからなっており、第1タービン翼車52は、第1タービン本体部521と第1カラー部分522とからなっており、案内ノズル53は、案内ノズル本体部531と案内カラー部分532とからなっており、第2タービン翼車54は、第2タービン本体部541と第2カラー部分542とからなっている。そして、導入ノズル本体部511と第1タービン本体部521と案内ノズル本体部531と第2タービン本体部541とによって、軸流タービン5の本体部50が構成されている。また、導入カラー部分512と第1カラー部分522と案内カラー部分532の一部とが、一体となって、上流側カラー部501が構成されており、案内カラー部分532の一部と第2カラー部分542とが、一体となって、下流側カラー部502が構成されている。なお、上流側カラー部501の下流側端部5011(図6)と、下流側カラー部502の上流側端部5021(図7)とは、案内ノズル53及び第2タービン翼車54の部分において重なっており、下流側端部5011が外側に位置している。また、下流側カラー部502の下流側の小径部5022は、タービン回転軸55を覆っている。
【0031】
(1-3-2)導入ノズル51
導入ノズル51は、3個の導入ノズル通路6を有している。導入ノズル通路6は、次のようにして、形成されている。
【0032】
図8は導入ノズル本体部511を説明するための拡大斜視図である。図8では、1個の導入ノズル通路6を構成する1個の流体通路60が示されている。導入ノズル本体部511には、上流側端面513から下流側端面514へ通じる流体通路60が、形成されている。流体通路60は、上流側端面513側から形成された第1穴部61と、下流側端面514側から導入ノズル本体部511の周面515に沿って形成された溝部62と、を連結して構成されている。溝部62は、導入ノズル本体部511の軸方向に対して、傾斜して、すなわち、螺旋の軌跡を描くように、形成されている。そして、溝部62は、導入ノズル本体部511に外嵌した導入カラー部分512によって塞がれることによって、図9に示されるように、第2穴部63を構成している。これにより、第1穴部61及び第2穴部63が、導入ノズル通路6を構成している。
【0033】
溝部62は、底面621と両側面622、623とで構成されており、底面621が、下流側端面514側に行くに従って、浅くなっている。また、溝部62は、両側面622、623の間隔Tが、下流側端面514側に行くに従って、小さくなっている。
【0034】
更に、第1穴部61と第2穴部63との連結部64は、拡張されて、流体溜まり部を構成している。連結部(流体溜まり部)64と溝部62との連結部分において、部分Aは略C面取りされており、部分Bは略R面取りされている。
【0035】
なお、図9の例では、1個の導入ノズル通路6が、1個の第1穴部61と1個の第2穴部63とで構成されている。したがって、導入ノズル51に複数個の導入ノズル通路6を形成する場合には、図9の導入ノズル通路6を複数個形成すればよい。しかし、複数個の導入ノズル通路6は、次のように形成してもよい。すなわち、第1穴部61を共有し、共有した第1穴部61から複数個の第2穴部63を設ける。図10は、本実施形態の導入ノズル51の斜視図であり、2個の第1穴部61を共有し、共有した第1穴部61から3個の第2穴部63を設けた場合を、示している。図11は図10の導入ノズル51の導入ノズル本体部511の下流側から見た斜視図、図12は導入ノズル51の導入ノズル本体部511の上流側から見た斜視図である。
【0036】
そして、本実施形態の導入ノズル51においては、3個の導入ノズル通路6の下流側端面514における各開口601、602、603の面積が、同じである。
【0037】
(1-3-3)案内ノズル53
図13は案内ノズル53の側面図である。案内ノズル53は、円板状の案内ノズル本体部531と、案内ノズル本体部531に外嵌する円筒状のカラー部分(案内ノズルカラー)532と、からなっている。なお、カラー部分532は、上述したように、上流側カラー部501の下流側端部5011と下流側カラー部502の上流側端部5021とが重なって構成されている。そして、案内ノズル53は、6個の案内ノズル通路7を有している。案内ノズル通路7は、次のようにして、形成されている。
【0038】
図14は案内ノズル本体部531の側面図、図15は案内ノズル本体部531の上流側から見た斜視図、図16は案内ノズル本体部531の下流側から見た斜視図である。案内ノズル本体部531は、上流側端面533から下流側端面534へ通じる流体通路70を6個有している。流体通路70は、案内ノズル本体部531の周面535に沿って形成された溝部72からなっている。溝部72は、底面721と両側面722、723とを有している。また、溝部72は、上流側溝部分73と下流側溝部分74とが連結されて構成されている。そして、上流側溝部分73は、第1タービン翼車52の各ブレードの下流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して矢印Y1に示すように傾斜している。また、下流側溝部分74は、第2タービン翼車54の各ブレードの上流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して矢印Y2に示すように傾斜している。そして、溝部72すなわち流体通路70が、案内ノズル本体部531に外嵌した案内カラー部分532によって塞がれることによって、図13に示されるような案内ノズル通路7を構成している。
【0039】
更に、案内ノズル53は、案内ノズル本体部531の周面535に、凸部536を有している。本実施形態では、凸部536は、周面535の周方向に等間隔に3個設けられている。
【0040】
(1-3-4)カラー500
上流側カラー部501の下流側エッジ5012には、下流側カラー部502の周面に形成された凹部503に嵌合する突片504が形成されている。また、下流側カラー部502の上流側エッジ5022には、案内ノズル53の3個の凸部536に外嵌する3個の切欠き部505が形成されている。切欠き部505の深さH1は、凸部536の軸方向長さL1と同じである。
【0041】
カラー500は、本体部50に対して下流側カラー部502を下流側から外嵌させるとともに切欠き部505を凸部536に外嵌させ、その後、本体部50に対して上流側カラー部501を上流側から外嵌させて、下流側端部5011を上流側端部5021の上に重ねるとともに突片504を凹部503に嵌合させることにより、構成されている。これにより、カラー500は、本体部50に固定されている。
【0042】
(1-4)第3傘歯車83及び第4傘歯車84
図17は、第3傘歯車83及び第4傘歯車84の拡大側面図である。第3傘歯車83の回転中心軸A1と第4傘歯車84の回転中心軸A2とは、略直交しており、且つ、点X1にて交わっている。
【0043】
図18は第4傘歯車84の下方から見た斜視図、図19は第4傘歯車84の上方から見た斜視図である。第4傘歯車84は、ロータ24と一体に形成されている。第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842は、平坦面に形成されている。そして、その両平坦面は、図20及び図21に示されるように、その平坦面を延長した延長面8410、8420が第4傘歯車84の回転中心軸A2の延長と点X2にて交わるよう、形成されている。なお、図21は図20のXXI矢視図である。点X2は、第4傘歯車84に対して点X1と同じ側に位置している。ここでは、点X1と点X2とは、一致している。
【0044】
(2)本実施形態の医科歯科用ハンドピースの作動及び効果
以下、上記構成のハンドピース1の作動及び効果について、説明する。
【0045】
(2-1)全体
治療用工具91がヘッド部2に保持され、且つ、コネクタ92が把持部3の挿入孔431に連結された状態で、スイッチ(図示せず)がオンされると、給気管433によって空気流が軸流タービン5に向けて供給され、また、給水管434によって水が注水口437へ向けて供給され、また、光ガイド管435によって光が照射口438へ向けて案内される。
【0046】
軸流タービン5へ至った空気流は、導入ノズル51によって絞られて高速となって、第1タービン翼車52へ導入される。これにより、第1タービン翼車52の第1タービン本体部521が回転する。更に、空気流は、第1タービン翼車52から排出されて、案内ノズル53によって第2タービン翼車54へ案内される。これにより、第2タービン翼車54の第2タービン本体部541が回転する。したがって、タービン回転軸55が回転する。
【0047】
タービン回転軸55の回転は、第1傘歯車81と第2傘歯車82との噛合を経て、伝達回転軸411に伝わる。これにより、伝達回転軸411が回転する。
【0048】
伝達回転軸411の回転は、第3傘歯車83と第4傘歯車84との噛合を経て、ロータ24に伝わる。これにより、ロータ24が、工具91を伴って回転する。
【0049】
一方、給水管434からの水は、注水口437から工具91の先端側に向けて噴出され、また、光ガイド管435からの光は、照射口438から工具91の先端側に向けて照射される。
【0050】
以上のように、上記構成のハンドピース1においては、工具91を、把持部3のボディ部32に内蔵された軸流タービン5によって、回転伝達機構を介して、回転させることができる。
【0051】
ところで、ボディ部32は、その径D3がヘッド部2の径D1に比して大きいので、大型の軸流タービン5を内蔵することができる。したがって、上記構成のハンドピース1においては、大型の軸流タービン5によって、タービン回転軸55を高速で回転させることができ、第1傘歯車81及び第2傘歯車82を経て、伝達回転軸411を高速で回転させることができ、更には、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を経て、ロータ24を、高速で、具体的には16万回以上/分の回転数で、回転させることができる。
【0052】
そして、上記構成のハンドピース1においては、伝達回転軸411を高速で回転させることができるので、第3傘歯車83及び第4傘歯車84によって大きく増速を行う必要がない。したがって、上記構成のハンドピース1によれば、第3傘歯車83の歯数を、第4傘歯車84の歯数の0.3倍以上1.4倍以下、好ましくは0.3倍以上1.0倍以下に、設定でき、それ故、第4傘歯車84のピッチ円錐角θ(図3)を、45度より大きく設定できる。これによって、第4傘歯車84の軸方向寸法を小さくでき、したがって、ヘッド部2の長さ寸法S(図1)を小さくできる。
【0053】
第3傘歯車83の歯数が、第4傘歯車84の歯数の1.4倍を越えると、ヘッドの長さ寸法Sは大きくなり、特に奥歯の治療をする時に工具91が届かないといった問題や、更なる増速によって、摩耗等が激しくなり、ギアの寿命が短くなり、それに伴ってハンドピース自体の寿命も短くなるという新たな問題点も出てくる。
【0054】
また、第3傘歯車83の歯数が、第4傘歯車84の歯数の0.3倍未満であると、ヘッド部2の長さ寸法Sを更に小さくできるが、歯の噛み合い面が小さくなるため、第3傘歯車83及び第4傘歯車84の耐久性が落ち、高速回転を行った時に摩耗等により、ギアの寿命が短くなり、それに伴ってハンドピース自体の寿命も短くなるという新たな問題点も出てくる。
【0055】
また、上記構成のハンドピース1においては、タービン回転軸55を高速で回転させることができるので、第1傘歯車81及び第2傘歯車82によって増速を行う必要がない。したがって、上記構成のハンドピース1によれば、第1傘歯車81の歯数を、第2傘歯車82の歯数と同じに設定でき、よって、内部構造を簡素化できる。
【0056】
(2-2)潤滑油供給機構
潤滑油供給口(図示せず)から潤滑油が供給されると、潤滑油は、潤滑油供給管439とタービン回転軸55の中空内部とを経て、第1傘歯車81及び第2傘歯車82に供給され、更に、伝達回転軸411の中空内部を経て、第3傘歯車83、第4傘歯車84、及びロータ24に供給される。これにより、第1〜第4傘歯車81〜84及びロータ24の潤滑を維持できる。
【0057】
上記潤滑油供給機構は、潤滑油供給管439を設けるとともに、回転伝達機構の構成部品であるタービン回転軸55及び伝達回転軸411を中空構造にするだけであるので、簡素な構造で実現できる。
【0058】
(2-3)軸流タービン5
(2-3-1)導入ノズル51
給気管433を通って軸流タービン5の導入ノズル51に至った空気流は、導入ノズル通路6の第1穴部61へ流入して連結部(流体溜まり部)64に至り、連結部64から各第2穴部63に流入して各開口601、602、603から噴出する。
【0059】
このとき、導入ノズル通路6を通る空気流は、次のように変動する。
【0060】
(a)導入ノズル通路6の第2穴部63を構成する溝部62の、底面621が、下流側端面514側に行くに従って、浅くなっているので、空気流は、次第に絞られていく。それ故、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0061】
(b)第2穴部63を構成する溝部62の両側面622、623の間隔Tが、下流側端面514側に行くに従って、小さくなっているので、空気流は、次第に絞られていく。それ故、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0062】
(c)第1穴部61から連結部64に至った空気流は、連結部64に瞬間的に溜まった後に、各第2穴部63に流入していく。それ故、空気流は、第2穴部63に大量に流入して、第2穴部63において絞られていく。よって、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0063】
(d)連結部64と第2穴部63を構成する溝部62との連結部分A、Bが、略C面取りされたり略R面取りされたりしているので、連結部分A、Bが滑らかな曲面となっている。それ故、空気流は、連結部64から第2穴部63へ円滑に流入していく。よって、この点からも、空気流は、高速となる。したがって、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、高速の空気流を噴出できる。
【0064】
(e)第2穴部63を構成する溝部62は、軸方向に対して傾斜して形成されているので、導入ノズル51は、タービン本体部521の各ブレードに対して効果的な角度から空気流を吹き付けることができる。したがって、導入ノズル51は、第1タービン本体部521を高速で回転させることができる。
【0065】
(f)各開口601、602、603の面積が同じであるので、導入ノズル51は、第1タービン本体部521の各ブレードに対して均一的に空気流を吹き付けることができる。したがって、導入ノズル51は、第1タービン本体部521を良好に回転させることができる。
【0066】
以上のように、導入ノズル51は、導入ノズル通路6から第1タービン翼車52へ向けて、より高速の空気流を噴出して、第1タービン本体部521を高速で且つ良好に回転させることができる。
【0067】
また、導入ノズル51の導入ノズル通路6は、ドリル加工によって第1穴部61を形成し、また、切削加工によって第2穴部63を構成する溝部62を形成することにより、形成できる。すなわち、第2穴部63を構成する溝部62は、導入ノズル本体部511の周面515を切削加工して形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部62を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する導入ノズル51を容易に実現できる。
【0068】
(2-3-2)案内ノズル53
第1タービン翼車52から排出された空気流は、案内ノズル53の案内ノズル通路7へ流入し、案内ノズル通路7を通って第2タービン翼車54へ至る。
【0069】
このとき、空気流は、次のように変動する。すなわち、案内ノズル通路7を構成する溝部72において、上流側溝部分73が、図14の矢印Y1に示すように、第1タービン翼車52の各ブレードの下流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して傾斜しているので、第1タービン翼車52から排出された空気流は、効率良く案内ノズル通路7へ流入する。しかも、下流側溝部分74が、第2タービン翼車54の各ブレードの上流側部分の、軸方向に対する傾斜方向に対して、略平行となるよう、軸方向に対して傾斜しているので、案内ノズル通路7を通った空気流は、第2タービン翼車54の各ブレードに対して効果的な角度から吹き付けられる。したがって、案内ノズル53は、第1タービン翼車52から排出された空気流を、高速に維持したまま、第2タービン翼車54へ案内できる。
【0070】
また、案内ノズルの案内ノズル通路は、案内ノズル本体部の周面を切削加工して溝部を形成することにより、形成できる。それ故、任意の、寸法、形態、及び方向性、を有する溝部を、容易に形成することができる。したがって、高性能なノズル特性を有する案内ノズルを容易に実現できる。
【0071】
(2-4)第3傘歯車83及び第4傘歯車84
伝達回転軸411の回転は、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を経て、ロータ24に伝達される。
【0072】
ところで、第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842は、図17〜図21に基づいて説明した構成を有している。それ故、第3傘歯車83及び第4傘歯車84との噛合の状態は、図17のXXII矢視図である図22に示されるようになっている。一方、図24〜図26に示される従来の一対の傘歯車では、図27〜図29に示されるように、従動側の傘歯車99の各歯990の両歯面991、992が、平坦面であるが、両平坦面をそれぞれ延長した延長面9910、9920が傘歯車99の回転中心軸B2と平行である。
【0073】
図23は本実施形態の駆動側の第3傘歯車83の斜視図、図30は従来例の駆動側の傘歯車98の斜視図である。ここで、本実施形態の噛合状態を示す図22と、従来例の噛合状態を示す図26と、を比較するとともに、本実施形態の第3傘歯車83と従来例の傘歯車98とを比較すると、第3傘歯車83の方が、傘歯車98に比して、各歯の歯厚E、歯長F、及び歯高Gを全て大きく設定できている。それ故、本実施形態では、第3傘歯車83の各歯830の耐久性を大きく向上でき、また、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を十分に噛み合わせることができるとともに、噛み合い面をピッチコーン上に位置させることができる。したがって、本実施形態の一対の第3傘歯車83及び第4傘歯車84によれば、摩耗や振動等を抑制できる。また、第4傘歯車84のピッチ円錐角θ(図3)を45度より大きく設定できる。
【0074】
また、点X1と点X2とが一致しているので、第3傘歯車83の各歯830の歯厚を最大に設定できる。
【0075】
また、第4傘歯車84がロータ24と一体に形成されているので、第4傘歯車84を簡単な切削加工によって製作できる。
【0076】
また、第3傘歯車83の歯数と第4傘歯車84の歯数とが、異なっているので、増速又は減速を任意に行うことができる。
【0077】
更に、第4傘歯車84のピッチ円錐角θが45度より大きいので、第4傘歯車84の軸方向寸法を小さくでき、したがって、第4傘歯車84が設けられているヘッド部2を小型化できる。
【0078】
なお、本実施形態の医科歯科用ハンドピースは、上記構成に限るものではなく、次のような変形構成を採用してもよい。
(i)軸流タービン5は、前部ハウジング41又は中央部ハウジング42に設けてもよい。
(ii)導入ノズル51の導入ノズル通路6は、3個に限らず、1〜2個、又は4個以上でもよい。
(iii)案内ノズル53の案内ノズル通路7は、6個に限らず、1〜5個、又は7個以上でもよい。
(iv)第4傘歯車84の各歯840の両歯面841、842に関する上記構成を、第4傘歯車84に代えて、第3傘歯車83に持たせてもよい。この場合には、次のような効果を発揮できる。
【0079】
(iv-1)第4傘歯車84の各歯840の歯厚、歯長、及び歯高を全て大きく設定できる。それ故、第4傘歯車84の各歯840の耐久性を大きく向上でき、また、第3傘歯車83及び第4傘歯車84を十分に噛み合わせることができるとともに、噛み合い面をピッチコーン上に位置させることができる。したがって、摩耗や振動等を抑制できる。また、第3傘歯車83のピッチ円錐角を45度より大きく設定できる。
【0080】
(iv-2)点X1と点X2とが一致しているので、第4傘歯車84の各歯840の歯厚を最大に設定できる。
【0081】
(iv-3)第3傘歯車83のピッチ円錐角を45度より大きく設定できるので、第3傘歯車83の軸方向寸法を小さくでき、したがって、第3傘歯車83が設けられている把持部3の軸方向寸法を小さくできる。
【0082】
(v)伝達回転軸411は、軸流タービン5によって回転駆動されているが、図31に示されるように、ハンドピース1の後端に取り付けられる駆動源97によって回転駆動されてもよい。駆動源97は、電気モータ971を内蔵しており、ワンタッチ係合手段972によってハンドピース1に着脱自在に取り付けられる。
【0083】
本願発明の小型回転駆動装置は、上述した医科歯科用ハンドピースに限るものではなく、図32に示されるような、一般工作用の回転切削装置100でもよい。図32の装置100は、ハンドピース1と同様に、軸流タービン5の回転を、伝達回転軸411(図2)を介して、切削工具101に伝達するようになっている。但し、伝達回転軸411の回転は、方向を変えることなく、切削工具101に伝達される。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明の医科歯科用ハンドピースは、ヘッド部を大きくすることなく、ヘッド部に保持された工具を高速で回転させることができるので、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【図1】本実施形態の医科歯科用ハンドピースの全体外観図である。
【図2】図1のハンドピースの断面図である。
【図3】図2のヘッド部の拡大断面図である。
【図4】図2の軸流タービンの拡大断面図である。
【図5】図2の軸流タービンの分解断面図である。
【図6】図4の軸流タービンの上流側カラー部の斜視図である。
【図7】図4の軸流タービンの下流側カラー部の斜視図である。
【図8】図4の導入ノズルの導入ノズル本体部を説明するための拡大斜視図である。
【図9】図8の導入ノズル本体部を有する導入ノズルの拡大斜視図である。
【0086】
【図10】本実施形態の導入ノズルの斜視図である。
【図11】図10の導入ノズルの導入ノズル本体部の下流側から見た斜視図である。
【図12】図10の導入ノズルの導入ノズル本体部の上流側から見た斜視図である。
【図13】図4の案内ノズルの側面図である。
【図14】図13の案内ノズルの案内ノズル本体部の側面図である。
【図15】図14の案内ノズル本体部の上流側から見た斜視図である。
【図16】図14の案内ノズル本体部の下流側から見た斜視図である。
【図17】図3の第3傘歯車及び第4傘歯車の側面図である。
【図18】図17の第4傘歯車の下方から見た斜視図である。
【図19】図17の第4傘歯車の上方から見た斜視図である。
【0087】
【図20】図17の第4傘歯車に歯面の延長面を描き加えた斜視図である。
【図21】図20の延長面と第4傘歯車の回転中心軸との交点を示す図である。
【図22】図17のXXII矢視図である。
【図23】本実施形態の第3傘歯車の斜視図である。
【図24】従来の一対の傘歯車の噛合した状態を示す側面図である。
【図25】図24の噛合状態を上方から見た斜視図である。
【図26】図24のXXVI矢視図である。
【図27】図24の従動側の傘歯車に歯面の延長面を描き加えた斜視図である。
【図28】図27の反対側から見た斜視図である。
【図29】図27の正面図である。
【図30】図24の駆動側の傘歯車の斜視図である。
【図31】本実施形態の別の例のハンドピースの断面図である。
【図32】本発明の別の実施形態の小型回転駆動装置である回転切削装置の部分断面側面図である。
【符号の説明】
【0088】
1 ハンドピース(回転駆動装置) 5 軸流タービン 51 導入ノズル 511 導入ノズル本体部 512 導入ノズルカラー 513 上流側端面 514 下流側端面 52 第1タービン翼車 53 案内ノズル 531 案内ノズル本体部 532 案内ノズルカラー 533 上流側端面 534 下流側端面 54 第2タービン翼車 6 導入ノズル通路 60 流体通路 601、602、603 開口 61 第1穴部 62 溝部 621 底面 622、623 側面 63 第2穴部 64 連結部(流体溜まり部) 7 案内ノズル通路 70 流体通路 72 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸流タービンを有する回転駆動装置において、
軸流タービンが、タービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、を備えており、
導入ノズルが、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、
導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、
溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、
溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、
第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする小型回転駆動装置。
【請求項2】
溝部が、底面と両側面とで構成されており、
底面が、下流側端面側に行くに従って、浅くなっている、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項3】
溝部が、底面と両側面とで構成されており、
両側面の間隔が、下流側端面側に行くに従って、小さくなっている、請求項1又は2に記載の小型回転駆動装置。
【請求項4】
複数個の導入ノズル通路を有しており、
各導入ノズル通路の下流側端面における開口の面積が、同じである、請求項1乃至3のいずれか1つに記載の小型回転駆動装置。
【請求項5】
第1穴部と第2穴部との連結部が、拡張されて、流体溜まり部を構成している、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項6】
流体溜まり部と溝部との連結部分が、略C面取り及び/又は略R面取りされている、請求項5記載の小型回転駆動装置。
【請求項7】
軸流タービンが、複数個のタービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、タービン翼車から排出された流体を次のタービン翼車に案内する1個以上の案内ノズルと、を備えており、
案内ノズルが、円柱状の案内ノズル本体部と、案内ノズル本体部に外嵌する円筒状の案内ノズルカラーと、からなっており、
案内ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、案内ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部で構成されており、
溝部が、案内ノズル本体部に外嵌した案内ノズルカラーによって塞がれることによって、案内ノズルを貫通した案内ノズル通路を構成している、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項8】
軸流タービンのタービン翼車に、流体を絞って導入する、軸流タービン用導入ノズルにおいて、
円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、
導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、
溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、
溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、
第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする軸流タービン用導入ノズル。
【請求項1】
軸流タービンを有する回転駆動装置において、
軸流タービンが、タービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、を備えており、
導入ノズルが、円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、
導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、
溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、
溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、
第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする小型回転駆動装置。
【請求項2】
溝部が、底面と両側面とで構成されており、
底面が、下流側端面側に行くに従って、浅くなっている、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項3】
溝部が、底面と両側面とで構成されており、
両側面の間隔が、下流側端面側に行くに従って、小さくなっている、請求項1又は2に記載の小型回転駆動装置。
【請求項4】
複数個の導入ノズル通路を有しており、
各導入ノズル通路の下流側端面における開口の面積が、同じである、請求項1乃至3のいずれか1つに記載の小型回転駆動装置。
【請求項5】
第1穴部と第2穴部との連結部が、拡張されて、流体溜まり部を構成している、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項6】
流体溜まり部と溝部との連結部分が、略C面取り及び/又は略R面取りされている、請求項5記載の小型回転駆動装置。
【請求項7】
軸流タービンが、複数個のタービン翼車と、流体を絞ってタービン翼車に導入する導入ノズルと、タービン翼車から排出された流体を次のタービン翼車に案内する1個以上の案内ノズルと、を備えており、
案内ノズルが、円柱状の案内ノズル本体部と、案内ノズル本体部に外嵌する円筒状の案内ノズルカラーと、からなっており、
案内ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、案内ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部で構成されており、
溝部が、案内ノズル本体部に外嵌した案内ノズルカラーによって塞がれることによって、案内ノズルを貫通した案内ノズル通路を構成している、請求項1記載の小型回転駆動装置。
【請求項8】
軸流タービンのタービン翼車に、流体を絞って導入する、軸流タービン用導入ノズルにおいて、
円柱状の導入ノズル本体部と、導入ノズル本体部に外嵌する円筒状の導入ノズルカラーと、からなっており、
導入ノズル本体部が、上流側端面から下流側端面へ通じる流体通路を1個以上有しており、
流体通路が、上流側端面側から形成された第1穴部と、下流側端面側から導入ノズル本体部の周面に沿って形成された溝部と、を連結して構成されており、
溝部が、軸方向に対して傾斜して形成されており、
溝部が、導入ノズル本体部に外嵌した導入ノズルカラーによって塞がれることによって、第2穴部を構成しており、
第1穴部及び第2穴部が、導入ノズルを貫通した導入ノズル通路を構成していることを特徴とする軸流タービン用導入ノズル。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図2】
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【図4】
【図5】
【図6】
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【図10】
【図11】
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【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【公開番号】特開2009−61213(P2009−61213A)
【公開日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−233812(P2007−233812)
【出願日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【出願人】(000138185)株式会社モリタ製作所 (173)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【出願人】(000138185)株式会社モリタ製作所 (173)
【Fターム(参考)】
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