(57)【要約】【課題】ベーンの耐久時間を長くしたベーン式エアモータを提供する。【解決手段】円筒状内周面（１１）によって画定されるロータ室（１９）を有する筒状体と、ベーン付きロータとを有する。空気排出開口が（５０）が、ロータ室の軸線方向の一定長さ範囲にわたって複数設けられ、軸線方向で隣接する空気排出開口が相互に間隔をあけられ、且つ、該円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置される。ベーンは、フェノール類原料としてビスフェノールＡを５０−１００重量％含むレゾール型フェノール樹脂硬化物およびポリフッ素化エチレン樹脂を含む板状のマトリックス材と、該マトリックス材内に当該マトリックス材の厚さ方向で相互に積層して埋設された複数枚の平坦なポリエステル繊維織布とからなり、該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する該半径方向外側縁面に該ポリエステル繊維織布が積層状態で現れるようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状内周面を有する筒状壁及び該筒状壁の両端に取り付けられた第１及び第２端壁を有し、内部にロータ室を有するロータハウジングと、
該ロータハウジング内で、該ロータハウジングの軸線方向で延びる回転軸線を中心に回転可能とされたロータと、
該ロータの回転軸線に対して半径方向で変位可能にして該ロータに取り付けられた板状のベーンであって、該ロータの回転に伴い該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する半径方向外側縁面を有する板状のベーンと、
を有するベーン式回転装置であって、
前記ベーンが、板状のマトリックス材と、該マトリックス材内に当該マトリックス材の厚さ方向で相互に積層して埋設された複数枚の平坦なポリエステル繊維織布とからなり、該マトリックス材がフェノール類原料としてビスフェノールＡを５０−１００モル％含むレゾール型フェノール樹脂硬化物およびポリフッ素化エチレン樹脂を含み、該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する該半径方向外側縁面に該ポリエステル繊維織布が積層状態で現れるようにした、
ベーン式回転装置。
【請求項２】
該ベーンが、該ポリエステル繊維織布を２５−３５重量％、該レゾール型フェノール樹脂を４０−６０重量％、該ポリフッ素化エチレン樹脂を１０−３０重量％の範囲で含む、請求項１に記載のベーン式回転装置。
【請求項３】
該レゾール型フェノール樹脂と該ポリフッ素化エチレン樹脂とはその重量の比率が１００：２０−１００：４５の範囲とされた、請求項１又は２に記載のベーン式回転装置。
【請求項４】
該レゾール型フェノール樹脂がフェノール類原料としてビスフェノールＡを９０−１００モル％含むものである請求項１乃至３のいずれかに記載のベーン式回転装置。
【請求項５】
該ポリフッ素化エチレン樹脂が四フッ化エチレン樹脂である、請求項１から４のいずれか１項記載の摺動部材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のベーン式回転装置が、圧搾空気をロータ室内に供給し、該圧搾空気により該ベーン付きロータを回転駆動し、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を該円筒状内周面に開口する空気排出開口からロータ室外へ排出するようにしたベーン式エアモータであって、
該空気排出開口が、ロータ室の軸線方向の一定長さ範囲にわたって複数設けられ、軸線方向で隣接する空気排出開口が相互に間隔をあけられ、且つ、該円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置された
ベーン式エアモータ。
【請求項７】
該複数の空気排出開口が、該軸線方向で中央の空気排出開口と、該中央の空気排出開口の両側に配置された複数の空気排出開口であって、それぞれ、該中央の空気排出開口から軸線方向で離れるに従って、該ロータの回転方向を基準として上流側に離れるように配置されている請求項６に記載のベーン式エアモータ。
【請求項８】
該ロータが、該回転軸線に沿って該第２端壁を貫通して延びる出力軸部、及び、該第１端壁内に延びる支持軸部を備え、
当該ベーン式エアモータが、
該第１及び第２端壁に取り付けられ、それぞれ、該支持軸部及び該出力軸部を回転自在に支持する第１及び第２ラジアルベアリングと、
該ロータハウジングに連接されて、該第１端壁とともに圧搾空気供給室を形成し、該第１端壁を通して該ロータ室内に圧搾空気を供給するためのケーシングと、
を有し、
該第１端壁が、
該筒状壁の端面に当接して該筒状壁の円筒状内周面とともに該ロータ室を画定する内側端面及び該ロータの軸線方向で反対側の外側端面と、当該第１端壁を貫通してロータの該支持軸部を通す円筒孔を有する端壁部と、
該外側端面から該ロータ室とは反対方向の該圧搾空気供給室内に延び、該第１ラジアルベアリングを収納するベアリング収納凹部を画定する円筒状壁部であって、第１ラジアルベアリングのアウターレースの外周面が嵌合固定される内周面を有し、該第１ラジアルベアリングが該アウターレースと、該アウターレースと同軸状にされて該支持軸部の外周面に嵌合固定されるインナーレースと、該アウターレース及びインナーレースの間に設けられた複数の転動部材とから構成されるようにする円筒状壁部と
を有し、
該円筒状壁部の端面から該内周面に沿って該端壁部の外側端面まで至る通気溝を有することを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載のベーン式エアモータ。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれかに記載のベーン式回転装置が、圧搾空気をロータ室内に供給し、該圧搾空気により該ベーン付きロータを回転駆動し、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を該円筒状内周面に開口する空気排出開口からロータ室外へ排出するようにしたベーン式エアモータであって、
該ロータが、該回転軸線に沿って該第２端壁を貫通して延びる出力軸部、及び、該第１端壁内に延びる支持軸部を備え
該第１及び第２端壁に取り付けられ、それぞれ、該支持軸部及び該出力軸部を回転自在に支持する第１及び第２ラジアルベアリングと、
該ロータハウジングに連接されて、該第１端壁とともに圧搾空気供給室を形成し、該第１端壁を通して該ロータ室内に圧搾空気を供給するためのケーシングと、
を有し、
該第１端壁が、
該筒状壁の端面に当接して該筒状壁の円筒状内周面とともに該ロータ室を画定する内側端面及び該ロータの軸線方向で反対側の外側端面と、当該第１端壁を貫通してロータの該支持軸部を通す円筒孔を有する端壁部と、
該外側端面から該ロータ室とは反対方向の該圧搾空気供給室内に延び、該第１ラジアルベアリングを収納するベアリング収納凹部を画定する円筒状壁部であって、第１ラジアルベアリングのアウターレースの外周面が嵌合固定される内周面を有し、該第１ラジアルベアリングが該アウターレースと、該アウターレースと同軸状にされて該支持軸部の外周面に嵌合固定されるインナーレースと、該アウターレース及びインナーレースの間に設けられた複数の転動部材とから構成されるようにする円筒状壁部と
を有し、
該円筒状壁部の端面から該内周面に沿って該端壁部の外側端面まで至る通気溝を有することを特徴とするベーン式エアモータ。
【請求項１０】
該第１端壁の該端壁部が、該円筒孔の壁面から該端壁部内を半径方向外側に延びて該端壁部の外周面に開口して大気に連通する半径方向孔を有することを特徴とする請求項８又は９に記載のベーン式エアモータ。
【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やベーン式エアポンプなどのベーン式回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアグラインダなどのエア工具の駆動手段として用いられるベーン式エアモータは、円筒状内周面によって画定されるロータ室を有する筒状体及び該筒状体の両端を閉じるように設けられる端壁からなるロータハウジングと、ロータ室に対し偏心させて回転可能に取り付けられたベーン付きロータと、を有し、円筒状内周面に設けた空気供給開口から圧搾空気をロータ室内に供給し、該圧搾空気により該ベーン付きロータを回転駆動し、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を該円筒状内周面に開口する空気排出開口からロータ室外へ排出するようになっている（特許文献１）。
【０００３】
ロータは、該ロータの回転軸線に沿って該ロータの端面から突出してモータハウジングの端壁によって回転自在に支持される出力軸部及び支持軸部を有する。出力軸は当該エアエアグラインダなどの工具における研磨などの所要の工具機能を行う部材に駆動連結される。一方、支持軸部は、通常、ロータが所定以上の回転数で回転されるときに、ロータ室に連通する吸気孔に圧搾空気を供給する空気供給流路の流路制限をして当該ロータの回転数を抑制するガバナーと連結される。上記モータハウジング及びガバナーは、当該ベーン式エアモータが取り付けられているエアグラインダなどの工具のケーシングによってその周囲を囲われ、ロータ室内に供給される圧搾空気は、該ケーシングによってガバナーの周囲に形成された圧搾空気供給室を通り、モータハウジングの端壁を通しロータ室に供給される。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−３４９０５号
【特許文献２】特開２００１−９６９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ベーンは薄い板状に形成されたものであり、ロータの回転に伴って、ロータの半径方向で変位してロータ室の円筒壁面との摺動係合を維持しながら回転する。このために、ベーンは摩擦力や、変位に伴う衝撃力や、曲げ応力などを受けるために、長時間にわたって使用することが難しく、その耐久性を向上することが望まれている。しかし、これまでは、ベーンが密閉されたロータ室内で高速回転されるものであることもあり、該ベーンの耐久性を損なう原因を明確にすることが難しく、思うような耐久性向上は図れていなかった。本願発明者は、この問題に取り組み、耐久性を損なう以下のような原因を解明した。
【０００６】
第１の原因は、ロータ室の円筒状壁面と摺動するベーン先端縁が受ける摩耗である。本願発明者は、その摩耗は、視覚的には必ずしも明確に判定できる程度のものではなくとも、当該ベーンの耐久性に影響を与えることを究明した。すなわち、ベーン先端縁は、ロータ室の円筒状内周面と摺動するが、該内周面には空気供給開口及び空気排出開口が設けられているため、ベーン先端縁の、空気供給開口及び空気排出開口を通る部分は、それらの開口を通る距離だけ、他の部分と比べて、摩擦を受けないために、他の部分に比較して摩耗が少なくなる。これら開口は、ロータ室の軸線方向で相互に間隔をあけて設けられているために、ベーン先端縁のこれら開口を通る部分と通らない部分とに摩耗の差が生じ、該先端縁が不均一に摩耗してしまう。換言すれば、ベーン先端縁の開口を通る部分は、そうでない他の部分よりも微小ではあるが半径方向外側に突出した状態となる。ベーンは高速で回転されるために、その突出部分が上記開口の縁に当たり大きな衝撃を生じて、ロータの円滑な回転に支障をきたすようになるとともに、当該ベーンに対する衝撃を与えることになり、ベーンの破損の原因となるのである。本願発明者は、更に、このようなベーン先端縁の不均一な摩耗が、主に、空気排出開口に起因することを究明した。すなわち、空気供給開口のある周方向位置においては、圧搾空気が該開口を通して供給されるためにベーンは半径方向内側に押圧されるので、ベーン先端縁とロータ室の壁面との摩擦力は小さくなり、一方、空気排出開口のある周方向位置においては、該空気排出開口から圧搾空気が排出されるので、ベーン先端縁が、空気供給開口のある部分よりもロータ室の壁面との間にはるかに大きな摩擦力が生じ、従って、上述のような摩耗が生じるのである。
【０００７】
本願発明者は、ベーンの耐久性につき次の点にも着目した。すなわち、従来のベーン式エアモータにおいては、ロータ室の一方の端壁に設けられた吸気孔を通して供給される圧搾空気は、その一部が、該端壁に隣接した上記筒状壁の端部に設けられた空気供給開口から直にロータ室に供給され、残りが、筒状壁をその軸線方向で貫通して、同筒状壁の他端まで延びた吸気孔を通されて、同他端に設けられた他の空気供給開口からロータ室内に供給されるようにしたものがあるが、そのような形式のベーン式エアモータでは、ベーン先端縁の一方の端部に破損が生じやすい。本願発明者は、その原因が、以下のような点にあることを究明した。すなわち、このような構造のものにおいては、上記２つの空気供給開口からロータ室内に供給される圧搾空気の圧力に差が生じ、ベーンの両端は、これら開口から半径方向内向きに異なる圧力で吹き込まれる圧搾空気の作用を受けることになる。このため、ベーンは傾斜した状態でロータとともに回転させられ、ベーンの一方の端部が他方の端部に比べて強い力で円筒状壁面に押圧されることになり、この一方の端部に摩耗が生じやすくなるのである。特に、円筒状壁面に押圧されるベーンの一方の端部は、上述の空気供給開口を通るときに該開口の周縁に当たり大きな衝撃を受けるようになり、当該ベーンの一方の端部に破断が生じてしまうとともにベーン全体にもその衝撃の影響を与え、上記端部以外のところでの破断の原因にもなると考えられる。
【０００８】
更に、本願発明者は、ベーンの先端縁の一方の端部に摩耗や破損が生じやすい原因が、次の点にあることを究明した。ロータの出力軸部及び支持軸部は、ラジアルベアリングによって支持されるが、支持軸部を支持しているラジアルベアリングは、上述した圧搾空気供給室に隣接しているため、圧搾空気の圧力が、該ラジアルベアリングの一方の側（ロータ室から離れた方の側）に作用し、該ラジアルベアリングに供給されているグリースが、ロータ室の端部内に漏出してしまう。グリースは粘度が高いために、ロータ室内に入ったグリースが、回転するベーンの端部に付着するようになると、該ベーンのロータに対する半径方向での円滑な動きを阻害し、これによっても、ベーンの傾きが生じ、上述と同様の問題を生じる可能性があるのである。
【０００９】
更に、本願発明者は、次の点に着目した。すなわち、ベーンは、ロータの軸線方向で長く、半径方向で短い幅を有する細長い板状に形成されるが、そのベーンに、幅方向の略中間位置で軸線方向に延びる破断が生じることがあることに着目し、その原因を次の点にあることを究明した。すなわち、ベーンは、ロータに設けられた半径方向に延びる溝に収納され、ロータの回転に伴って、該溝内を半径方向で出入りする。このため、当該ベーンの側面は、溝の側壁と摺動する。更に、ベーンの先端縁は、ロータ室の円筒状内周面と摺動するので該円筒状内周面から回転に対する抵抗力を受け、このために、ベーンは傾斜した状態で回転されながら溝内を出入りする。従って、ベーンの側面が、溝の側壁及び溝の縁との摩擦をうけ、該ベーンの側面が僅かではあるがえぐられたようになる。このようなえぐれが生じると、当該ベーンは高速で回転され、上述の如き大きな衝撃などを受けるために、そのえぐれが生じ弱くなった部分に亀裂が入り、最終的には破断が生じるのである。
【００１０】
本願発明者は、ベーンの耐久性にこれらの要因が関係していること、そして、それらの要因が相互に作用することにより、ベーンの耐久性が損なわれることを究明し、これら要因に解決を与えることによりベーンの耐久性を向上することを可能としたベーン式モータを開発し、特許出願（特願２００９−２３０６，特願２００９−２３１３）をした。
【００１１】
本発明は、これら特許出願において開示されたベーン式エアモータの構造的改良によるベーンの耐久性の向上に加えて、ベーン材料を適切なものとすることにより、ベーンのより優れた耐久性を示すことができるベーン式エアモータを提供することを目的とする。より広く述べれば、ベーンの耐久性の問題は、エアモータに限らず、エアポンプなどベーン式回転装置において共通するものであり、従って、本願はそのようなベーン式回転装置におけるベーンの耐久性を向上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】
【００１２】
すなわち、本発明は、
円筒状内周面を有する筒状壁及び該筒状壁の両端に取り付けられた第１及び第２端壁を有し、内部にロータ室を有するロータハウジングと、
該ロータハウジング内で、該ロータハウジングの軸線方向で延びる回転軸線を中心に回転可能とされたロータと、
該ロータの回転軸線に対して半径方向で変位可能にして該ロータに取り付けられた板状のベーンであって、該ロータの回転に伴い該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する半径方向外側縁面を有する板状のベーンと、
を有するベーン式回転装置であって、
前記ベーンが、板状のマトリックス材と、該マトリックス材内に当該マトリックス材の厚さ方向で相互に積層して埋設された複数枚の平坦なポリエステル繊維織布とからなり、該マトリックス材がフェノール類原料としてビスフェノールＡを５０−１００モル％含むレゾール型フェノール樹脂硬化物およびポリフッ素化エチレン樹脂を含み、該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する該半径方向外側縁面に該ポリエステル繊維織布が積層状態で現れるようにした、
ベーン式回転装置を提供する。
【００１３】
具体的には、該ベーンが、該ポリエステル繊維織布を２５−３５重量％、該レゾール型フェノール樹脂を４０−６０重量％、該ポリフッ素化エチレン樹脂を１０−３０重量％の範囲で含むものとすることができる。
【００１４】
また、該レゾール型フェノール樹脂と該ポリフッ素化エチレン樹脂とはその重量の比率が１００：２０−１００：４５の範囲とすることができる。
【００１５】
更に、該レゾール型フェノール樹脂がフェノール類原料としてビスフェノールＡを９０−１００モル％含むものとすることができる。
【００１６】
以上の如きベーンを備えたベーン式回転装置では、従来のものに比べて当該ベーンの耐久性を長くすることが可能である。
【００１７】
上記ベーン式回転装置は、圧搾空気をロータ室内に供給し、該圧搾空気により該ベーン付きロータを回転駆動し、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を該円筒状内周面に開口する空気排出開口からロータ室外へ排出するようにしたベーン式エアモータであって、
該空気排出開口が、ロータ室の軸線方向の一定長さ範囲にわたって複数設けられ、軸線方向で隣接する空気排出開口が相互に間隔をあけられ、且つ、該円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置されたベーン式エアモータとすることができる。
【００１８】
このベーン式エアモータでは、ベーン先端縁の不均一な摩耗の原因となっていた空気排出開口を、上記の如く、円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置することにより、空気排出開口が配置されている上記一定長さの範囲にわたって、均一に摩耗が生じるようにしており、上述の如き材料からなるベーンと相まって、上述の従来のベーン式エアモータに比べてベーンの耐久時間を長くすることが可能となる。
【００１９】
空気排出開口の具体的配置としては、ロータ室の軸線方向で中央の空気排出開口と、該中央の空気排出開口の両側に配置された複数の空気排出開口であって、それぞれ、該中央の空気排出開口から軸線方向で離れるに従って、該ロータの回転方向を基準として上流側に離れるように配置することができる。
【００２０】
以上のベーン式モータにおいて、更に、
該第１及び第２端壁に取り付けられ、それぞれ、該支持軸部及び該出力軸部を回転自在に支持する第１及び第２ラジアルベアリングと、
該モータハウジングに連接されて、該第１端壁とともに圧搾空気供給室を形成し、該第１端壁を通して該ロータ室内に圧搾空気を供給するためのケーシングと、
を有し、
該第１端壁が、
該筒状壁の端面に当接して該筒状壁の円筒状内周面とともに該ロータ室を画定する内側端面及び該ロータの軸線方向で反対側の外側端面と、当該第１端壁を貫通してロータの該支持軸部を通す円筒孔を有する端壁部と、
該外側端面から該ロータ室とは反対方向の該圧搾空気供給室内に延び、該第１ラジアルベアリングを収納するベアリング収納凹部を画定する円筒状壁部であって、第１ラジアルベアリングのアウターレースの外周面が嵌合固定される内周面を有し、該第１ラジアルベアリングが該アウターレースと、該アウターレースと同軸状にされて該支持軸部の外周面に嵌合固定されるインナーレースと、該アウターレース及びインナーレースの間に設けられた複数の転動部材とから構成されるようにする円筒状壁部と
を有し、
該円筒状壁部の端面から該内周面に沿って該端壁部の外側端面まで至る通気溝を有するようにすることができる。
【００２１】
このベーン式エアモータでは、円筒状壁部の端面からその内周面に沿って端壁部の外側端面まで至る通気溝を設けているので、圧搾空気供給室内の空気圧が該通気溝を通して、ラジアルベアリングのロータ室側にまで伝わり、当該ラジアルベアリングの前後（すなわち、ロータ室側と圧搾空気室側）にほぼ均等の空気圧がかかるようにして、これにより前述したラジアルベアリングからロータ室へのグリースの漏出を防止しできるようにしている。このようにすることにより、このベーン式エアモータにおいては、上述したベーンの端部へのグリースの付着による当該ベーンの傾きが生じるのを防ぎ、該ベーンの傾きにより生じるベーン先端縁の一方の端部だけがロータ室の円筒状壁面と摺動することにより同一端部に過剰な摩耗が生じたり、また、破損が生じたりするのを防止することを可能としている。
【００２２】
具体的には、
上記端壁部の外側端面が、上記通気溝に連通するとともに該ラジアルベアリングに対向配置された通気凹部を有するようにすることができる。より具体的には、通気凹部が、端壁部の外側端面に形成され上記円筒孔から外側端面に沿って半径方向外側及び周方向に延びる環状凹部と、端壁部の外側端面に形成され該環状凹部から半径方向に延びて通気溝と連通する半径方向凹部とを有するようにすることができる。これは、ラジアルベアリングのロータ室側に空気圧を確実に伝え、上述のグリースの漏出を防止しようとするものである。
【００２３】
本発明にかかるベーン式エアモータは、以上のような構成に加えて、
上記支持軸部の端部に支持軸部と同軸状にして固定され支持軸部と共に回転されるようにした軸状回転部材を有し、該軸状回転部材が所定以上の回転数で回転されるときに、上記圧搾空気供給室に圧搾空気を供給するために上記ケーシングに設けられた空気供給流路を制限して当該ロータの回転数を抑制するガバナーを有し、
該ガバナーの上記軸状回転部材が、その半径方向に延び、アウターレースのロータ室側とは反対側の端面に近接するようにされた環状面を有するフランジを備えるようにすることができる。このようにすることにより、ロータの回転に伴ってガバナーの軸状回転部材が回転した場合、フランジがアウターレースに近接した状態で回転するので、圧搾空気供給室内の圧搾空気の空気圧がラジアルベアリングのインナーレース及びアウターレース間に直接かからないようにすることができ、それにより、上述のグリースの漏出を低減することが可能となる。
【００２４】
本発明では更に、以上の構成に加えて、第１端壁の端壁部が、円筒孔の壁面から端壁部内を半径方向外側に延びて該端壁部の外周面に開口して大気に連通する半径方向孔を有するようにすることができる。これにより、グリースがラジアルベアリングからロータ室に向けて漏出したとしても、ロータ室に至る前に、該グリースを外部に排出することを可能となる。
【００２５】
更に、以上のベーン式エアモータにおいては、圧搾空気をロータ室内に供給する空気供給開口が、該円筒状内周面における該筒状壁の軸線方向の略中央位置に開口するよう設けるようにすることができる。これにより、前述の空気供給開口をロータ室の円筒状壁の両端に設けた場合にロータ室内に吹き込まれる圧搾空気の圧力差によるベーンの傾斜を回避することを可能とし、それにより、ベーンの不均一な摩耗を低減可能としている。
【００２６】
本発明はまた、
円筒状内周面を有する筒状壁及び該筒状壁の両端に取り付けられた第１及び第２端壁を有し、内部にロータ室を有するモータハウジングと、
該モータハウジング内に、該円筒状内周面の中心軸線と平行で該中心軸線から間隔のあけられた回転軸線を中心に回転可能とされたロータであって、該回転軸線に沿って該第２端壁を貫通して延びる出力軸部、及び、該第１端壁内に延びる支持軸部を備えるロータと、
該ロータに取り付けられたベーンと、
を有し、
圧搾空気をロータ室内に供給し、該圧搾空気により該ベーン付きロータを回転駆動し、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を該円筒状内周面に開口する空気排出開口からロータ室外へ排出するようにしたベーン式エアモータであって、
該第１及び第２端壁に取り付けられ、それぞれ、該支持軸部及び該出力軸部を回転自在に支持する第１及び第２ラジアルベアリングと、
該モータハウジングに連接されて、該第１端壁とともに圧搾空気供給室を形成し、該第１端壁を通して該ロータ室内に圧搾空気を供給するためのケーシングと、
を有し、
該第１端壁が、
該筒状壁の端面に当接して該筒状壁の円筒状内周面とともに該ロータ室を画定する内側端面及び該ロータの軸線方向で反対側の外側端面と、当該第１端壁を貫通してロータの該支持軸部を通す円筒孔を有する端壁部と、
該外側端面から該ロータ室とは反対方向の該圧搾空気供給室内に延び、該第１ラジアルベアリングを収納するベアリング収納凹部を画定する円筒状壁部であって、第１ラジアルベアリングのアウターレースの外周面が嵌合固定される内周面を有し、該第１ラジアルベアリングが該アウターレースと、該アウターレースと同軸状にされて該支持軸部の外周面に嵌合固定されるインナーレースと、該アウターレース及びインナーレースの間に設けられた複数の転動部材とから構成されるようにする円筒状壁部と
を有し、
該円筒状壁部の端面から該内周面に沿って該端壁部の外側端面まで至る通気溝を有するようになされ、
該空気排出開口が、ロータ室の軸線方向の一定長さ範囲にわたって複数設けられ、軸線方向で隣接する空気排出開口が相互に間隔をあけられ、且つ、該円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置されており、
圧搾空気をロータ室内に供給する空気供給開口が、該円筒状内周面における該筒状壁の略中央位置に開口するよう設けられているベーン式エアモータを提供する。
【００２７】
このベーン式エアモータにおいては、空気供給開口をロータ室の円筒状内周面における該筒状壁の略中央位置に開口するよう設けるようにしているので、前述の従来のベーン式エアモータにおいて、空気供給開口をロータ室の軸線方向両端部に設けた場合のように、当該空気供給開口から供給される圧搾空気によってベーンが傾いてしまうのを回避することが可能となる。また、上記通気溝を設けることにより、圧搾空気の圧力を第１ラジアルベアリングの軸方向両端側に等しくかけることが可能となり、従来のベーン式エアモータにおいて生じていた第１ラジアルベアリングからグリースがロータ室内に押し出されてベーンと接触し該ベーンに傾きを生じさせていたのを回避することを可能としている。すなわち、ベーンが傾斜された状態で回転することにより生じる、ベーン先端縁の端部の摩耗や破損を低減することが可能となる。また、傾斜がない状態でベーンが回転された場合に、空気排気開口との関係で、ベーン先端縁に不均一な摩耗が生じやすくなるが、本発明では、空気排気開口は、円周方向で相互にオーバーラップするように設けることによりその不均一な摩耗を低減するのを可能としている。このように、このベーン式エアモータにおいては、従来のモータに生じていた、ベーンの摩耗、破損の原因を除去し、その耐久性を大幅に向上させることを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るベーン式エアモータの縦断側面図である。
【図２】図３のII-II線に沿って見た図である。
【図３】図２のIII-III線に沿って見た図である。
【図４】ラジアルベアリングが組み込まれた第１端壁の拡大断面側面図である。
【図５】図１のベーン式エアモータのロータ室を画定する第１端壁の断面側面図である。
【図６】図５の第１端壁の端面図である。
【図７】図１のベーン式エアモータにおけるベーンと、該ベーンを収納するためにロータに形成されたベーン収納溝とを示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係るベーン式回転装置の一実施形態であるベーン式エアモータにつき添付図面に基づき説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るベーン式エアモータ１０を備えたエアグラインダ（研磨機）１２を示している。
【００３１】
ベーン式エアモータ１０は、円筒状内周面１１を有する筒状体１４及び該筒状体の両端に設けられた第１及び第２端壁１６，１８を有し、内部にロータ室１９が形成されたモータハウジング２０と、該ロータ室内で偏心して設けられたロータ２２と、該ロータに取り付けられた複数のベーン２４と、ロータの両端から該ロータの回転軸線に沿って延び、それぞれ第１及び第２の端壁によって支持される支持軸部２８及び出力軸部２６とを有し、該支持軸部２８の端部にはガバナー３０が取り付けられている。出力軸部２６はベベルギア３４を介して円盤状の研磨部材３２の回転シャフト３６に駆動連結されている。
【００３２】
回転シャフト３６、ベーン式エアモータ１０、及び、ガバナー３０は当該エアグラインダの複数のケーシング部品３８‐１〜３８‐３からなるケーシング３８内に収納されている。ケーシング部品３８−３は、図示しないエアポンプに連結されたホース４０を介して圧搾空気を受け入れるようにされており、受け入れた圧搾空気は、ケーシング部品３８−２を貫通する連通孔４２を介して、ケーシング部品３８−２と第１端壁１６とによってガバナー３０の周りに形成された圧搾空気供給室４４に供給され、この圧搾空気は、更に、第１端壁１６及び筒状体１４の、図で見て上方位置に設けられた給気孔４６，４８を介してロータ室に供給されてベーン２４に作用してロータ２２を回転させ、研磨部材３２を回転駆動するようになっている。ベーン２４に作用した圧搾空気は、排気孔４９及び図示しないケーシングに設けられた排気通路を介してケーシング外へ排出されるようになっている。
【００３３】
本発明に係るベーン式エアモータの１つの特徴は、ロータハウジング２０の筒状体１４に設けられ、ロータ室１９に開口している排気孔４９の空気排出開口５０の配置にあり、これを図２及び図３に基づき説明する。尚、図１においては給気孔４８と排気孔４９とは、説明上、直径方向で相互に対向するように描かれているが、実際には、図２から分かるように、給気孔４８は、筒状体の周方向において間隔をあけて複数設けられており、また、排気孔４９は、直径方向の対向する位置からは、ずれた位置に複数設けられている。給気孔４８は、筒状体１４の軸線方向の略中央位置において、周方向に延びるように設けられた１つの空気供給開口６１(図１)を介してロータ室１９に連通されている。
【００３４】
排気孔４９の空気排出開口５０は、図２で見て、空気供給開口６１の設けられている略右半部ではなく、左半部に図３に示す如き配列で設けられている。すなわち、これら空気排出開口５０は、筒状体１４の軸線方向の略中央位置で、図３で見て上方の位置に大径の空気排出開口５０‐１が１つ設けられ、その左右両側にそれぞれ３つの小径の空気排出開口５０‐２が全体として雁行形となるように配置され、更に、中央位置の図３で見て下方位置には追加の大径の空気排出開口５０‐３が形成されている。
【００３５】
空気排出開口５０の配置で重要な点は、筒状体の軸線方向で隣接する空気排出開口５０が相互に間隔をあけられ、且つ、筒状体の円周方向で見て、相互にオーバーラップされるように配置されているということであり、これにより、該円周方向で見て、該空気排出開口５０が、ロータ室の軸線方向の一定長さ範囲にわたって連続的に設けられた状態となっているということである。要するに、このような配置とすることにより、ベーンの先端縁は、この一定長さ範囲にわたり、均一に摩耗を受けることが可能となるのである。
【００３６】
更に図示の実施例では、複数の空気排出開口が、該軸線方向で見ても、相互にオーバーラップするように配置されている。これは、ベーンが回転して、ロータの回転駆動を終えた圧搾空気を空気排出開口に排出していくときに、空気排出開口の開口面積が滑らかに増減するようにするためである。
【００３７】
また、本発明はまた以下のような特徴を有する。
【００３８】
すなわち、第１端壁１６には、図４に明瞭に示すように、ロータ室１９に連通して支持軸部２８を通す円筒孔６０と、該円筒孔にロータ室１９とは反対側で連接されたベアリング収納凹部６２とが形成されており、ベアリング収納凹部６２には、ラジアルベアリング５１が設定されている。該ラジアルベアリング５１は、支持軸部２８の周囲に固定されたインナーレース５２と、該インナーレースの半径方向外側でベアリング収納凹部内に６２に固定されたアウターレース５４と、該インナーレース及びアウターレースの間に設けられたボール５６とを有し、支持軸部２８を回転自在に支持している。第２端壁１８も同様になされており、出力軸部２６を通す円筒孔６４と、ベアリング収納部６６と、ラジアルベアリング６８とを有している。
【００３９】
図１に示すように、ガバナー３０は、支持軸部２８の端部に同軸状に固定された軸状回転部材７０と、該軸状回転部材の周囲に摺動可能に設けられたスリーブ７２と、該スリーブ７２と軸状回転部材７０を直径方向で貫通するように設けられたピン７４との間に設定されてスリーブ７２を図で見て左方へ付勢するコイルバネ７６と、軸状回転部材７０に設けられた半径方向孔内に収納されたボール７８と、を有し、該ボール７８は、スリーブ７２に設けられたテーパ付き面に係合されて、コイルバネ７６の付勢力で半径方向に押圧されている。ロータ２０が所定回転数以上で回転され、軸状回転部材７０が該ロータと共に回転されると、ボール７８は遠心力により半径方向外側に押し出され、スリーブのテーパ付き面を付勢して、該スリーブを図で見て右方へ変位させる。軸状回転部材７０の右端面に隣接した位置に、皿バネ８０が圧搾空気供給室４４の右端近くを横断するように設定されており、該皿バネの中央にはケーシング部品３８−２の連通孔４２を通った圧搾空気を圧搾空気供給室４４内に導入するための空気導入孔８２が形成されており、スリーブ７２が上記の如く右方へ変位されると、該皿バネの空気導入孔８２を塞ぐようになり、ロータ室への圧搾空気の供給を抑制し、それにより、ロータの回転を抑制するようになっている。ガバナー３０の軸状回転部材７０に、その半径方向に延びるフランジ８６が設けられており、そのラジアルベアリング５１に向かう面が、該ラジアルベアリングのアウターレース５４の端面に近接するようにされ、圧搾空気供給室４４内の圧搾空気の圧力が減圧された状態でラジアルベアリングにかかるようにし、それによりラジアルベアリングのグリースがロータ室に向けて押し出されるのを抑制するようにしている。
【００４０】
本発明では、更に、圧搾空気供給室４４内の圧搾空気の影響によりラジアルベアリング５１内のグリースがロータ室側に押し出されるのを防止するための以下のような手段が設けられている。
【００４１】
すなわち、図５乃至図６に示すように、第１端壁１６は、円筒状壁１４の端面に当接して該円筒状壁１４の円筒状内周面とともにロータ室１９を画定する内側端面１６−１及びその反対側の外側端面１６−２を備える端壁部１６−３と、該端壁部１６−３から軸線方向に延びてベアリング収納凹部６２を画定する円筒状壁部１６−４とを有し、円筒状壁部１６−４の端面から内周面に沿って端壁部１６−３の外側端面１６−２まで至る通気溝１６−５を有し、該通気溝１６−５を通して、圧搾空気供給室４４の空気圧をラジアルベアリング５１のロータ室側に通すようにしている。更に、本発明では、端壁部１６−３の外側端面１６−２に形成され円筒孔６０から外側端面１６−２に沿って半径方向外側に延びる環状凹部１６−６と、端壁部の外側端面１６−２に形成され環状凹部１６−６から半径方向に延びて通気溝１６−５と連通する一対の半径方向凹部１６−７とを有している。
【００４２】
以上のようにすることにより、圧搾空気供給室４４内の空気圧を、ラジアルベアリング５１の前後（すなわち、ロータ室側及び圧搾空気供給室側）にかけるようにして、該ラジアルベアリングからグリースがロータ室側に押し出されるのを抑制するようにしている。
【００４３】
本発明では、更に、第１端壁１６の端壁部１６−３の円筒孔６０から半径方向に延び、当該端壁部の外周面に開口する半径方向孔８４が設けられており、ラジアルベアリングから僅かに押し出されたグリースは、該半径方向孔８４を介してロータ室を有する円筒状壁の外側に流れるようにしているのである。
【００４４】
本発明に係るベーン式エアモータ１０では、このような構造にすることにより、従来のベーン式エアモータにおいて生じていたラジアルベアリングのグリースのロータ室内への漏入を防止可能としている。
【００４５】
更に、本発明では、ベーンの耐久性をよくするために、図７に示すように、ロータ２２に形成したベーン収納溝２１の開口縁２１−１にアールをつけている。すなわち、ベーン２４は、ロータ２２の回転に伴って、その先端縁２４−１がロータハウジングの円筒状内周面１９と摺動しながら回転するので、矢印Ａで示す如き力がベーンに加わる。このため、ベーンは僅かではあるが傾斜した状態でベーン収納溝２１内を半径方向で出入りする。従って、ベーンの側面は、ベーン収納溝の開口縁２１−１に対し押圧された状態で摺動することになり、該側面に摩耗が生じ、同側面に僅かではあってもえぐれが生じることになる。そのようなえぐれが生じると、回転によって該ベーンにかかる衝撃の影響をうけ亀裂が生じやすくなる。本願では上記開口縁２１-１にアールをつけることにより、そのような摩耗によるえぐれを低減しているのである。更に、本実施形態においては、ベーン収納溝の壁面は、鏡面仕上げ若しくはそれに近い面とされる。これにより、ベーン収納溝の壁面上を摺動するベーンの動きが円滑となり、円滑でない動きによって生じうるベーンへの衝撃を少なくし、ベーン破損の原因を少なくしている。
【００４６】
以上説明したベーン式エアモータでは、空気供給開口をロータ室の円筒状内周面における該筒状壁の略中央位置に開口するよう設けるようにしているので、前述の従来のベーン式エアモータにおいて、空気供給開口をロータ室の軸線方向両端部に設けた場合のように、当該空気供給開口から供給される圧搾空気によってベーンが傾いてしまうのを回避することが可能となる。また、上記通気溝を設けることにより、圧搾空気の圧力を第１ラジアルベアリングの軸方向両端側に等しくかけることが可能となり、従来のベーン式エアモータにおいて生じていた第１ラジアルベアリングからグリースがロータ室内に押し出されてベーンと接触し該ベーンに傾きを生じさせていたのを回避することを可能としている。すなわち、ベーンが傾斜された状態で回転することにより生じる、ベーン先端縁の端部の摩耗や破損を低減することが可能となる。また、傾斜がない状態でベーンが回転された場合に、空気排気開口との関係で、ベーン先端縁に不均一な摩耗が生じやすくなるが、本発明では、空気排気開口は、円周方向で相互にオーバーラップするように設けることによりその不均一な摩耗を低減するのを可能としている。更には、ベーン収納溝の開口縁にアールをつけ、同溝の壁面を滑らかな面とすることにより、回転に伴うベーンへの摩耗及び衝撃を更に低減している。このように、このベーン式エアモータにおいては、従来のモータにおいて種々のファクタに起因して生じていた、ベーンの摩耗、破損の原因を除去し、その耐久性を大幅に向上させることを可能としている。
【００４７】
以上は、本発明にかかるベーン式エアモータの構造的特徴であるが、本発明では、ベーンが、板状のマトリックス材９０と、該マトリックス材内に当該マトリックス材の厚さ方向で相互に積層して埋設された複数枚の平坦なポリエステル繊維織布９２とからなり、該マトリックス材がフェノール類原料としてビスフェノールＡを５０−１００モル％含むレゾール型フェノール樹脂硬化物およびポリフッ素化エチレン樹脂を含み、該ロータハウジングの円筒状内周面と摺動する該半径方向外側縁面に該ポリエステル繊維織布が積層状態で現れるようにしたことを特徴としている。
【００４８】
ポリエステル繊維織布は、ポリエステル繊維を常法により紡糸した織布が使用できる。ポリエステル繊維は一般にジカルボン酸成分とジオール成分を重縮合することにより得られる。ジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン２，６−ジカルボン酸などを使用することができる。またジオール成分としてはエチレングリコール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ、ビフェニルなどを使用することができる。また両成分をかねるものとしてはｐ−ヒドロキシ安息香酸、２−オキシ−６−ナフトエ酸などを使用することができる。代表的なポリエステルとしては、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分とするポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）があげられる。
【００４９】
紡糸の形態は、長繊維をよりあわせたフィラメント糸（フィラメント・ヤーン）であっても、短繊維をよりあわせた紡績糸（スパン・ヤーン）であってもよい。織布の織物組織も特に限定されるものではなく、平織、綾織、朱子織の三原組織、変化平織、変化綾織、変化朱子織などの変化組織。三原組織と変化組織との混合組織などを使用することができる。
【００５０】
使用されるポリエステル繊維織布の量は好適には重量％である。使用量が少ないと補強効果が小さくなり、また多くなると製造が困難となる傾向がある。
【００５１】
レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類原料とホルムアルデヒド類原料とをアミン類触媒の存在化に反応させて得ることができる。
本発明で使用されるレゾール型フェノール樹脂は、フェノール類原料の一部としてビスフェノールＡを使用したものである。フェノール類原料としてビスフェノールＡを５０−１００モル％で含むレゾール型フェノール樹脂とは、原料フェノール類の５０−１００モル％でビスフェノールＡを使用して製造したレゾール型フェノール樹脂である。好ましい態様では、フェノール類原料としてビスフェノールＡを８０−１００モル％、より好ましくは９０−１００モル％、最も好ましくは１００モル％で含む。ビスフェノールＡの量が少ないとポリエステル繊維織布との親和性が不足し、機械的強度が低下する。
【００５２】
ビスフェノールＡの使用量が１００モル％では無い場合に併用することのできるフェノール類原料としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、アミノフェノール、レゾルシノール、キシレノール、ブチルフェノール、トリメチルフェノール、カテコール、フェニルフェノールなどがあげられる。特にはフェノールが好ましく使用される。これらのフェノール類原料は、各々単独で使用しても良く、また二種以上を混合して使用してもよい。
【００５３】
ホルムアルデヒド類原料として、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、サリチリアルデヒド、ベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒドなどが使用できる。特にはホルマリンおよびパラホルムアルデヒドが好ましく使用される。これらのホルムアルデヒド類原料は、各々単独で使用しても良く、また二種以上を混合して使用してもよい。
【００５４】
触媒として使用されるアミン類としては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン、アンモニア水などをあげることができる。好ましくはトリエチルアミンおよびアンモニア水が使用される。
【００５５】
本発明で使用されるポリフッ素化エチレン樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（以下場合により「ＰＴＦＥ」と呼ぶ）、ポリトリフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどの各種フッ素化モノマーの重合体の他、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体などのフッ素含有共重合体を使用することもできる。好ましくは四フッ化エチレン樹脂が使用される。
【００５６】
これらのポリフッ素化エチレン樹脂は単独または二種以上を混合して使用することができる。また混合使用する場合の割合は、得られる製品の評価を行うことにより当業者により実験的に容易に決定することができる。
【００５７】
本発明で使用される四フッ化エチレン樹脂としては、成形用のモールディングパウダー（以下「高分子量ＰＴＦＥ」と呼ぶ）と、放射線照射などにより高分子量ＰＴＦＥに比べて分子量を低下させたＰＴＦＥ（以下「低分子量ＰＴＦＥ」と呼ぶ）のいずれも使用できる。高分子量ＰＴＦＥの分子量はたとえば約７０万−１０００万またはそれ以上であり、低分子量ＰＴＦＥの分子量はたとえば約１万−５０万程度である。低分子量ＰＴＦＥは主に添加材料として使用され、粉砕しやすく分散性がよい。
【００５８】
高分子量ＰＴＦＥの例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「テフロン（登録商標）７−Ｊ」、「テフロン（登録商標）７Ａ−Ｊ」、「テフロン（登録商標）７０−Ｊ」等、ダイキン工業製の「ポリフロンＭ−１２（商品名）」等、旭硝子社製の「フルオンＧ１６３（商品名）」、「フルオンＧ１９０（商品名）」等が挙げられる。
【００５９】
また低分子量ＰＴＦＥの例としては、三井デュポンフロロケミカル社製の「ＴＬＰ−１０Ｆ（商品名）」等、ダイキン工業製の「ルブロンＬ−５（商品名）」等、旭硝子社製の「フルオンＬ１５０Ｊ（商品名）」、「フルオンＬ１６９Ｊ（商品名）」等、喜多村社製の「ＫＴＬ−８Ｎ（商品名）」が挙げられる。
【００６０】
本発明においては、高分子量ＰＴＦＥおよび低分子量ＰＴＦＥのいずれも使用することができるが、レゾール型フェノール樹脂と混合するに当たって、均一に分散しボイドを生成しがたくするためには、低分子量ＰＴＦＥの粉末が好ましい。またＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、均一に分散しボイドの生成を防ぐという観点から、１−５０ミクロン、好ましくは１−３０ミクロンである。
【００６１】
本発明のベーンにおいて、レゾール型フェノール樹脂とポリフッ素化エチレン樹脂とはその重量比率が好ましくは１００：２０−１００：４５、より好ましくは１００：２５−１００：４５、最も好ましくは１００：３０−１００：４０の範囲で使用される。ポリフッ素化エチレン樹脂の量が少なすぎると摩擦係数が高くなり、所望の摩擦係数を有するベーンを得ることができない。またポリフッ素化エチレン樹脂の量が多すぎると、耐摩耗性が低下する。いずれの場合もベーンの寿命が短くなる危険があるので、ポリフッ素化エチレン樹脂の量は用途および具体的な使用環境に応じて注意深く決定されなければならない。
【００６２】
本発明においては、ポリエステル繊維織布が積層した状態で現れるベーンの端縁面が摺動面として使用されるので、ベーンの機械特性、特には曲げ強度が優れていることが求められる。また意図された物性の発現のためには十分に硬化が行われていることが必要である。一般的には本発明のベーンの曲げ強度は８７ＭＰａ、引張強度は８４ＭＰａ、引張歪は７．３％（代表値）である。
【００６３】
レゾール型フェノール樹脂及びポリフッ素化エチレン樹脂の混合物を含浸させたポリエステル繊維織布は製品寸法に合わせて所定の枚数が積層される。
【００６４】
次に本発明にかかるベーンの製造方法について説明する。
レゾール型フェノール樹脂およびポリフッ素化エチレン樹脂の混合は、一般に揮発性溶剤に溶解されたレゾール型フェノール樹脂と、ポリフッ素化エチレン樹脂を公知の方法で混合することにより行うことができる。なお、揮発性溶剤に溶解されたレゾール型フェノール樹脂の固形分は一般に約３０−６５重量％であり、溶液の粘度は約８００−８０００ｃＰ、好ましくは１０００−４０００ｃＰにされる。ポリエステル繊維織布に含浸する方法は公知の任意の方法が使用できる。たとえば樹脂溶液を保持する容器にポリエステル繊維織布を浸漬し、その後不要な樹脂溶液をロールなどにより除去し、その後必要に応じて溶剤を除去してプレプリグを作成し、ついで複数枚のプレプリグを加熱加圧下に保持して樹脂を硬化する方法によることもできる。硬化条件は一般的には１２０−１８０℃、４−９ＭＰａである。
【００６５】
好ましい態様において、本発明で使用されるレゾール型フェノール樹脂は、硬化前においてゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定による数平均分子量Ｍｎが５００−１０００であり、かつ重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比率としての分散度Ｍｗ／Ｍｎが２．５−１５である。かかる条件を満たす樹脂は疎水性であるポリエステル繊維との親和性に優れており、ポリエステル繊維織布に対し十分に含浸し強固に接着することができる。そのため従来必要であったポリエステル繊維またはその織布に対する表面処理が不要となり、表面処理時の毒性の問題を解決すると共にコストの低減を図ることができる。また接着強度の増加により、得られる積層品の物性、たとえば機械的強度が向上する。レゾール型フェノール樹脂の分子量が低すぎると得られる積層品の機械的強度が低下する傾向が生じ、また分子量が大きすぎると粘度が高くなりポリエステル繊維織布へ含浸しにくくなる。また分散度Ｍｗ／Ｍｎが小さすぎるとポリエステル繊維織布との接着力が低下し、また大きすぎるとポリエステル繊維織布へ含浸しにくくなる。
【００６６】
以下、ベーン製作の実施例を示す。
補強基材としては、縦糸および横糸として綿番手２０の紡績糸を使用し、縦糸の打ち込み本数を４３本／インチ、横糸の打ち込み本数を４２本／インチとし平織にて作成したポリエステル繊維織布を使用した。
攪拌機、温度計および冷却管を備えたセパラブルフラスコに、ビスフェノールＡ３００ｇと３７％ホルムアルデヒド水溶液１９２ｇを投入し、撹拌しながら２５％アンモニア水溶液９ｇを投入した後、常圧下で昇温し９０℃の温度に到達後、２．５時間縮合反応をさせた。その後、０．０１５ＭＰａの減圧下で８０℃の温度まで昇温して水分を除去した。
ついで、メタノール６４ｇを添加して常圧下で８５℃の温度まで昇温し、４時間縮合反応させて濃縮し、これを樹脂固形分６０重量％になるようにメタノールで希釈してレゾール型フェノール樹脂の固形分６０重量％のワニスを作成した。
得られたレゾール型フェノール樹脂のＧＰＣ測定による数平均分子量Ｍｎは９００、分子量分布の分散度Ｍｗ／Ｍｎは５．６であった。なお、ＧＰＣの測定条件は後述の通りである。
【００６７】
ＰＴＦＥとして低分子量ＰＴＦＥ（喜多村社製ＫＴＬ−８Ｎ（商品名））粉末を分散させて混合溶液を作った。得られた混合溶液でポリエステル繊維織布を含浸させた後、乾燥炉内で溶剤を飛ばすと同時に樹脂の反応を進め、プリブレグを得た。
【００６８】
得られたプリプレグを金型内において１０枚重ねて積層した。その後温度１６０℃、圧力７ＭＰａで加圧成形して積層成形物を得た。得られた積層物はベーン形状に裁断された。
以下に示す表１は、以上のようにして制作されたベーンの成分組成（重量％）と、それに対応するベーンを上述のベーン式エアモータに装着して行った耐久試験の結果を示している。また、表１では、ベーン材に関し行った材料特性を併せて示している。成分組成及び材料特性の測定は以下に基づく。また、ビスフェノールＡとフェノールの比率はモル％で、他の成分組成の数値はすべて重量％である。
ＧＰＣ測定方法：  
装置：東ソー社製ＨＬＣ−８１２０
カラム：東ソー社製ＴＳＫｇｅｌ  Ｇ３０００ＨＸＬ［排除限界分子量(ポリスチレン換算)１０００］１本に続けて、ＴＳＫｇｅｌ  Ｇ２０００ＨＸＬ［排除限界分子量(ポリスチレン換算)１００００］２本使用。
検出器：東ソー社製のＵＶ−８０２０
分子量の数値はポリスチレン標準物質による検量線から算出した。
曲げ強度、引張強度、引張歪の測定：ＪＩＳ  Ｋ６９１１の規定に準拠して求めた。
【００６９】
尚、この耐久試験でのベーンの摺動面の長さは５５ｍｍ、厚さは２．４ｍｍ、ロータハウジングの内周面の直径は２７．５ｍｍ、ロータの回転速度は約１４０００ｒｐｍである。
この耐久試験の結果から分かるように、従来のベーン式エアモータにおけるベーンの耐久時間がせいぜい２〜１０時間程度であったのに対し、本願発明に係るエアモータでは１００時間を越える極めて長い耐久時間を可能としている。
【表１】
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＊１、＊２：実施例２は性能低下のため１００時間で、実施例３は２００時間で耐久試験を中止し、ベーンの破断までは試験を行わなかった。ベーンの状態を目視により観察した結果は、実施例３は実施例４よりも摩耗特性が良かった。また実施例２は実施例３よりも摩耗特性が劣っていた。推定される耐久時間は実施例２については約２００時間、実施例３については７００時間以上である。
【符号の説明】
【００７０】
ベーン式エアモータ１０；エアグラインダ（研磨機）１２；筒状壁１４；第１端壁１６；内側端面１６−１；外側端面１６−２；端壁部１６−３；円筒状壁部１６−４；通気溝１６−５；環状凹部１６−６；半径方向凹部１６−７；第２端壁１８；ロータ室１９；モータハウジング２０；ベーン収納溝２１；開口縁２１−１；ロータ２２；ベーン２４；出力軸部２６；支持軸部２８；ガバナー３０；研磨部材３２；ベベルギア３４；回転シャフト３６；ケーシング部品３８−１〜３８−３；ケーシング３８；ホース４０；連通孔４２；圧搾空気供給室４４；給気孔４６，４８；排気孔４９；ラジアルベアリング５１；インナーレース５２；アウターレース５４；ベアリングボール５６；円筒孔６０；ベアリング収納凹部６２；円筒孔６４；ベアリング収納部６６；ラジアルベアリング６８；軸状回転部材７０；スリーブ７２；ピン７４；コイルバネ７６；ボール７８；皿バネ８０；空気導入孔８２；半径方向孔８４；フランジ８６
【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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