(57)【要約】  本発明は、マイクロ圧縮空気モータに関するものである。該マイクロ圧縮空気モータは、ハウジング（１）において回転可能に搭載されたコレクタ（６）を有する。上記コレクタ（６）は、ロータ（２）に圧縮空気を供給し、ロータ（２）から圧縮空気を排出するためのものである。コレクタ（６）が終端位置までねじり回されることによって、回転方向の逆回転および無段階の回転速度調整が可能である。その上、コレクタ（６）の中立位置では、ロータ（２）は停止し、ロックされている。
2009503316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ圧縮空気モータであって、
案内穴を有するハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に搭載されたロータであって、ほぼ半径方向に外側へ延びて、平板状の翼が遠心力によって半径方向外側へ移動可能に搭載されている複数の溝を備えているロータと、
上記ロータに軸方向に隣接したコレクタであって、吸引口および排出口と圧縮空気のための外部接続部に接続されている管とを有しているコレクタと、
を有し、
上記コレクタ（６）は、操作スリーブ（４）によって、ロータ（２）の回転軸の周りまたはそれに平行な軸の周り、若しくは、ハウジング（１）の縦軸の周りにねじり回し可能に配置されており、
上記コレクタ（６）は、中心部の、圧縮空気によってロータ（２）を回転ロックしている中立位置から、両側に、ストッパ（５）によって制限された終端位置まで移動可能であるので、上記ロータ（２）は、圧縮空気によって、時計回りまたは反時計回りに回転することが可能であるマイクロ圧縮空気モータであって、
上記ロータ（２）の外側面と、上記ハウジング（１）の案内穴との間の翼（１５）の領域内に、上記翼（１５）の外側面をすっぽり包んで、自由に回転可能な浮動スリーブ（１６）が配置されており、上記浮動スリーブ（１６）は、そのカバーに少なくとも１つの通過口（１７）を有し、上記通過口（１７）は、上記浮動スリーブ（１６）の円周および／または長さにわたって不規則に分配されており、ほぼ半径方向に延びた穴として、若しくは、上記浮動スリーブ（１６）のほぼ縦方向またはらせん形に延びた溝として形成されていることを特徴とする、マイクロ圧縮空気モータ。
【請求項２】
上記コレクタ（６）は、上記終端位置まで無段階にねじり回し可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項３】
上記コレクタ（６）は、操作スリーブ（４）に連結されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項４】
取り入れ口（１８）及び排出口（１９）は、異なる断面を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項５】
上記吸引口（１８）および／または排出口（１９）の断面は、ネフロイド形に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項６】
少なくとも１つの管（７、８）が、同軸上に、または、上記ロータ（２）の軸に平行に延びていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項７】
上記浮動スリーブ（１６）および／または翼（１５）は、プラスチック、好ましくはフェノール樹脂繊維から成ることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項８】
上記翼（１５）のための縦溝（２０）は、ロータ（２）を通って、放射状に位置する複数の平面内にそれぞれ配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【請求項９】
少なくとも２つ〜６つ、好ましくは４つの翼（１５）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ圧縮空気モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、案内穴を有するハウジングと、その中に回転可能に搭載されているロータと、上記ロータに軸方向に隣接しているコレクタとを有するマイクロ圧縮空気モータに関し、上記ロータは、ほぼ放射状に外部へ延びている複数の溝を備えており、上記溝には、平板状の複数の翼が遠心力によって放射状に外部へ移動可能に搭載されている。上記コレクタは、取り入れ口および排出口と圧縮空気のための外部接続部に接続されている配管とを有しており、このコレクタ（６）は、操作スリーブ（４）によって、ロータ（２）の回転軸の周りまたはそれに平行な軸の周り、若しくはハウジング（１）の縦軸の周りにねじり回し可能に配置されている。
【背景技術】
【０００２】
放射状に移動可能な複数の翼を有する圧縮空気モータは、様々な大きさに組立てられ、全く異なる用途に使用される。「マイクロ圧縮空気モータ」と称する器具は、通常、直径が２センチメートル未満のハウジングを有し、主として医療技術、特に外科分野および神経外科分野において用いられている。従来から公知であり用いられている器具の多くは、一回転方向に回転することができるだけである。これは、多くの場合、最適な回転速度特性と最適な効率特性とを達成するための、上記取り入れ口の断面の大きさと上記排出口の断面の大きさが異なることに関係している。上記取り入れ口の断面の大きさと上記排出口の断面の大きさが同一であれば、逆回転方向に回転することが可能ではあるが、上記器具の効率は、両回転方向において、最適ではなく制限されるのみである。
【０００３】
ＷＯ８１／０３５２０からは、両回転方向に回転することが可能であるバキュームモータが公知である。このバキュームモータでは、真空ラインに接続されている取っ手が、両方向にハウジングの周りを特定の最終位置までねじ回され得る。従って、上記取っ手は、追加的に回転スライダの機能を有している。従って、上記ハウジングの一方の開口部は上記真空ラインに接続されており、他方の開口部は大気に接続されている。
【０００４】
しかしながら、上記取り入れ口及び上記排出口は、常に同じ大きさである。従って、上記モータが、両回転方向に最適に稼動することは不可能である。
【０００５】
ＧＢ１５７８３６４から公知であるブレードモータは、同様に医療技術分野において用いられており、合計３つの接続開口部を有する。１つの開口部は、常に排出口として機能し、他の２つの開口部は、回転方向に応じて、選択的に取り入れ口または排出口として機能する。従ってこの器具は、両回転方向において、２つの開口部のみを有する器具と比べると、より改善された効率特性を有する。しかしながら、制御するには、この公報には開示されていない特別な外部のスライダが必要である。
【０００６】
ＵＳ４７０８２１０からは、空気圧式手動工具が公知である。これは、操作リングによってねじり回し可能なコレクタを有している。上記コレクタは、両終端位置において、上記モータの回転方向に逆回転するために機能する。回転速度は、別々の絞り弁（スロットルバルブ）によって調整されている。この組立形態は費用がかかり、利用者にとって使い勝手が良いとは言えない。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第８１／０３５２０号パンフレット
【特許文献２】英国特許第１５７８３６４号明細書
【特許文献３】米国特許第４７０８２１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、反転可能で、両回転方向において最適な回転速度特性と最適な効率特性とを有するマイクロ圧縮空気モータを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これを、本発明に従って、コレクタ（６）が、中心部の、ロータ（２）を停止させている中立位置から、両側に向かって、ストッパによって制限された終端位置まで移動可能であるので、ロータ（２）は、圧縮空気の下で、時計回りまたは反時計回りに回転することによって達成する。
【００１０】
上記コレクタでは、器具内部の、実際には圧縮空気モータまたはマイクロ圧縮空気モータのいずれにおいても様々な形をしている部品が問題となる。上記コレクタのねじり特性は、例えば、上記コレクタの外側面がほぼシリンダ状に形成されており、上記ハウジングの対応する穴にねじり回し可能に搭載されていることによって容易に達成することができる。
【００１１】
一実施形態では、上記コレクタは、中心部の、上記ロータを圧縮空気の下で、回転ロックしている中立位置から両側に、ストッパによって制限された終端位置まで移動可能であり、該終端位置では、上記ロータは、圧縮空気の下で時計回りまたは反時計回りに回転する。従って上記ロータは、上記コレクタの中立位置において固定されるので、自由に回転することができない。このため、例えば工具交換の場合には、上記ロータ用に追加的なロック装置を用いる必要がないので、実質的に有利となる。上記ロータに、上記圧縮空気モータを停止させるための別個の遮断機器を用いる必要もない。
【００１２】
上記圧縮空気モータを制御または調整するために、上記コレクタは、上記終端位置まで無段階にねじり回し可能であることが有利である。従って、上記圧縮空気モータの回転速度は、流れ口の断面を拡大することによって、０から最大回転数まで、実質的に無段階に調整され得る。
【００１３】
上記コレクタは、その操作のために便宜的に、操作スリーブに連結されている。この連結部は、例えば、くさび形、くぎ形、または、ねじ形の接続素子によって形成されていることが可能である。これら接続素子は、同時に、対応する誘導装置またはつなぎリンクと共に機能して、上記コレクタのねじり回し経路を制御または制限することが可能である。
【００１４】
上記取り入れ口及び上記排出口は、異なる断面を有していることが有利である。これによって、上記取り入れ口及び上記排出口は、必要に応じて最適に適合することが可能になる。即ち、排出される排気の領域内の上記排出口を、高圧力で取り入れている吸気の領域内の取り入れ口よりも、実質的に大きくすることが可能である。従って、気体の流れる経路全体の空気抵抗は、最適化されたまま保持され得る。
【００１５】
上記取り入れ口及び上記排出口をネフロイド形に形成することが適切である。これは、圧縮空気モータの、通常は環形またはくさび形をした動作スペースと共に機能して、上記コレクタの全ての回転位置において、上記コレクタから上記ロータまでの移行位置の好適な流動速度が生じる。
【００１６】
上記ロータへの圧縮空気が、多くの場合、軸方向に供給または排出されるので、少なくとも１つの配管が同軸上または該ロータの軸に平行に延びていることが有利である。このような構成によって、上記圧縮空気モータまたは器具全体を、小型に且つ細長く形成することが可能となる。これは、特に医療技術において用いられる器具において極めて望ましく、大きな利点となる。
【００１７】
さらなる一実施形態では、上記ロータの外側面と上記ハウジングの案内穴との間の翼の領域内に、該翼の外側面をすっぽり包んで、自由に回転可能な浮動スリーブが配置されており、該浮動スリーブは、そのカバーに、該浮動スリーブの円周上および／または長さにわたって不規則に分配されて配置され、ほぼ放射状に延びた穴として、または、該浮動スリーブのほぼ縦方向またはらせん形に延びた溝として形成されている、少なくとも１つの通過口を有している。上記浮動スリーブによって、上記翼が上記ハウジングの案内穴と接触することが回避される。従って、上記翼の外側面が磨り減ることが回避される。
【００１８】
上記浮動スリーブおよび／または上記翼は、プラスチック、好ましくはフェノール樹脂繊維から成ることが有利である。そのような材料は、単位質量当たりの重量が比較的少なく、温度耐久性が良く、良好な摩擦比率を有している。
【００１９】
上記翼のための縦溝は、上記ロータを通って放射状に位置する個々の平面内に配置されていることが有利である。従って、上記ロータは両回転方向において同一の動き特性を有する。
【００２０】
少なくとも２つ〜６つ、好ましくは４つの翼が設けられていることが適切である。上記翼の数が多くなればなるほど、一回転の間における圧縮空気モータの回転モーメントの動き特性および動き具合は、一様になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を典型的に示す図面を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２２】
図１〜５に示したマイクロ圧縮空気モータは、ハウジング１を有し、ハウジング１は、その内部で回転可能に搭載されているロータ２を有する。ロータ２の自由端は、交換可能な工具を収納するための工具ホルダ３に接続されている。上記ロータの後方の端部では、ハウジング１が、操作スリーブ４に囲まれている。操作スリーブ４は、ばね１４の力に対して制限されながら軸方向に移動可能であり、その際に圧縮空気の供給を制御している。ストッパ５は、操作スリーブ４が軸方向に移動する経路を制限する。ハウジング１には、コレクタ６が、制限されながら回転可能に搭載されている。
【００２３】
コレクタ６は、圧縮空気供給及び圧縮空気排出のために、縦穴７と軸方向に延びて外部にまで開口している配管８とを有している。ハウジング１には、アダプタ９がしっかりと接続されている。アダプタ９は、中心穴１０と中心穴１０に通じている交差穴１１とを備えている。外周凹部１２によって、交差穴１１とコレクタ６の縦穴７との間の接続が形成されている。
【００２４】
図２から明らかなように、操作スリーブ４は、スタッド１３を介してコレクタ６に回転に耐えられるように接続されている。スタッド１３は、円周の一部に延びているハウジング１の溝２１によって留まっている。従って、操作スリーブ４をねじり回すことによって、それによって連結されたコレクタ６も同様にねじり回され得る。終端位置は、一方ではハウジング１内の溝２１によって、他方ではストッパ５によって制限される。
【００２５】
ロータ２の縦溝２０には、半径方向に移動可能に搭載された翼１５が配置されている。翼１５の外側面は、浮動スリーブ１６に囲まれている。浮動スリーブ１６は、圧縮空気のための通過口１７を備えている。従って、浮動スリーブ１６の両側面上では、同一の圧力が生じ、これによって浮動スリーブ１６は、宙に浮いて実際に摩擦を生じることなく搭載されている。縦穴７は、取り入れ口１８に通じており、配管８は、排出口１９に通じている。
【００２６】
図３は、図２に対応する中立位置にあるコレクタ６を示す図である。この図では、取り入れ口１８の領域内の翼１５には、両側面から同一の圧力が供給される。取り入れ口１８に向かい合った面の排出口１９は、翼１５の両側面の空間に接続されている。ロータ２は、コレクタ６の直角回転位置において停止している。
【００２７】
図４に示した位置では、コレクタ６は、図３に示した位置に対して、時計回りに約６０度の角度でねじり回されている。取り入れ口１８は、動作スペース２３と接続しているので、ロータ２の圧縮空気によって時計回りに回転する。反対側では、動作スペース２４が排出口１９に通じている。コレクタ６が、図３に示した出発位置までねじり回しが戻される場合、ロータ２は再び停止状態になる。
【００２８】
コレクタ６が反時計回りに、図５に示した他方の終端位置までねじり回される場合、反時計回りにおける逆の関係によって、ロータ２は回転する。図４及び図５に示した極端位置と図３に示した中立位置との間の好適な中間位置によって、ロータ２の回転数は無段階に調整可能である。
【００２９】
図３〜５から明らかなように、取り入れ口１８及び排出口１９の断面は、ほぼネフロイド形に形成されている。これによって、取り入れ口１８及び排出口１９から、動作スペース２３、２４までの移行領域において、流動技術的に最適な調節が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるマイクロ圧縮空気モータの縦断面を示す図である。
【図２】図１に示したマイクロ圧縮空気モータの線Ａ−Ａに沿った断面図を示す図である。
【図３】図１に示したマイクロ圧縮空気モータの線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示し、該マイクロ圧縮空気モータが停止した状態を示す図である。
【図４】図１に示したマイクロ圧縮空気モータの線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示し、該マイクロ圧縮空気モータが右に動いた状態を示す図である。
【図５】図１に示したマイクロ圧縮空気モータの線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示し、該マイクロ圧縮空気モータが左に動いた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ハウジング、２  ロータ、３  工具ホルダ、４  操作スリーブ、５  ストッパ、  ６  コレクタ、７  縦穴、８  配管、９  アダプタ、１０  中心穴、１１  交差穴、  １２  外周凹部、１３  スタッド、１４  ばね、１５  翼、１６  浮動スリーブ、１７  通過口、１８  取り入れ口、１９  排出口、２０  縦溝、２１  溝、２３  動作スペース、２４  動作スペース。
【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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【国際調査報告】
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