(57)【要約】  第一流体流入口および第二流体流入口を有するハウジングを有する回転装置。ロータは上記ハウジング内に回転可能に装着されており、上記第一および第二流体流入口に連通している。
2008527238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流体流入口と、第二流体流入口とを有するハウジングと；
前記第一および第二流体流入口と連通しており、前記ハウジング内に回転可能に装着されたロータと、を有する回転装置。
【請求項２】
前記第一流体流入口が、前記ロータの回転軸に対して横向きの長手方向軸を有し、与圧流体を受け取り、前記与圧流体を前記ロータへ送出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記第一流体流入口が、前記ハウジングの側面を貫いて伸張する穴を有することを特徴とする請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記第二流体流入口が、前記ロータの回転軸に平行な長手方向軸を有し、与圧流体を受け取り、前記与圧流体を前記ロータへ送出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項５】
前記第二流体流入口が、前記ハウジングの端部を貫いて伸張する穴を有することを特徴とする請求項４に記載の回転装置。
【請求項６】
前記回転装置を機械に接続するために、前記ハウジングの端部に接続された固定具をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項７】
前記固定具が、与圧流体を受け取り、前記与圧流体を前記第二流体流入口へ送出するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の回転装置。
【請求項８】
前記固定具が、前記固定具を貫き、前記第二流体流入口と連通する穴を有することを特徴とする請求項６に記載の回転装置。
【請求項９】
前記固定具が、前記ハウジングと一体であることを特徴とする請求項６に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記固定具が、前記ハウジングの端部に接続されており、前記ハウジングの前記端部から伸張するシャンクを有することを特徴とする請求項６に記載の回転装置。
【請求項１１】
前記シャンクが、与圧流体を受け取り、前記与圧流体を前記第二流体流入口へ送出するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１２】
前記シャンクが、前記シャンクを貫き、前記第二流体流入口に連通する穴を有することを特徴とする請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１３】
前記シャンクが、前記ハウジングと一体であることを特徴とする請求項１０に記載の回転装置。
【請求項１４】
前記ハウジングを高圧流体源に接続するために、前記ハウジングに脱着可能に接続され、第一流体流入口と連通しているインレットアダプタをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項１５】
前記インレットアダプタを通る流体の流れを妨げるように構成されたプラグをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の回転装置。
【請求項１６】
前記第一または第二流体流入口を通る流体の流れを妨げるように構成されたプラグをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項１７】
ハウジングと、前記ハウジング内に装着されたロータとを提供する工程と；
前記ロータと連通する第一流体流入口を前記ハウジング内に提供する工程と；
前記ロータと連通する第二流体流入口を前記ハウジング内に提供する工程と；
前記第一流体流入口にプラグを挿入する工程と；
前記第二流体流入口を高圧流体源に接続する工程と、を有する回転具を流体源へ接続する方法。
【請求項１８】
前記ハウジングを機械に接続するために、前記ハウジングの端部に接続された固定具を提供する工程をさらに有する、請求項１７に記載の回転具を流体源へ接続する方法。
【請求項１９】
前記ハウジングを機械に接続するために、前記ハウジングの端部に接続されており、前記ハウジングの端部から伸張するシャンクを提供する工程をさらに有する、請求項１７に記載の回転具を流体源へ接続する方法。
【請求項２０】
与圧流体を受け取り、前記与圧流体を前記第一または第二流体流入口へ送出するように構成されている穴を、シャンクを貫いて提供する工程をさらに有する、請求項１９に記載の回転具を流体源へ接続する方法。
【請求項２１】
前記流体流入口を高圧流体源へ接続するために、前記第一または第二流体流入口へ接続するためのインレットアダプタを提供する工程をさらに有する、請求項１７に記載の回転具を流体源へ接続する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、回転具に関する。特には、本発明は機械に装着された、与圧流体で駆動される器具に関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
一態様において、本発明は第一流体流入口および第二流体流入口を有するハウジングを有する回転装置に関する。ロータは、ハウジング内に回転可能に装着されており、第一および第二流体流入口と連通している。
【０００３】
また、本発明は、ハウジングと、上記ハウジング内に装着されるロータとを提供することによる、回転具を流体源に接続する方法に関する。それぞれがロータと連通している第一および第二流体流入口は、ハウジング内に設けられる。第一流体流入口へはプラグが挿入され、第二流体流入口は高圧流体源へ接続される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
図１を参照し、本発明にかかる典型的な回転装置を、概して１０で示す。ここで記載される典型的な装置は、オイルフリーの高圧空気で駆動されるタービンロータを有する空気動力器具であるが、当然のことながら本発明のコンセプトはベーンモータなどの任意の種類の流体駆動モータを有し、任意の種類の圧縮流体で駆動される任意の回転具の使用に利用または採用することができる。
【０００５】
図１に示すように、回転具１０は一般的に、フロント部１２と、フロント部１２までスレッドされたバック部１４と、バック部１４までスレッドされたエンドキャップ２４とから形成されたハウジング１３を有する。フロント部１２は、下記に詳細に説明するように、固定具を取り付けることができる、相対的に大きな直径を有する部分を含む。上記相対的に大きな直径を有するフロント部１２の部分は、その内側部に形成されたモータチャンバ１５と、上記モータチャンバ１５の内に装着されたロータ１６とを含む。
【０００６】
上記ハウジング１３のバック部１４は、ロータ１６の回転軸Ａに対して略垂直である、長手方向軸Ｂを有する第一流体流入口３４を含む。上記第一流体流入口３４は、ロータ１６と連通しており、与圧流体を受け取り、上記与圧流体をロータ１６へ送出するように構成されている。上記第一流体流入口３４は、ハウジング１３のバック部１４の側壁を貫通して伸張する穴から形成され、下記に詳細に説明するように、例えば穴の少なくとも一部に形成されたスレッドを有することにより、高圧空気源、インレットアダプタまたはプラグからホースを受け取るように構成されている。インレットアダプタ３６は、上記第一流体流入口３４までスレッドされており、第一流体流入口３４と連通した穴３７を、その内部を貫通して有する。インレットアダプタ３６は、下記に詳細に説明するように、例えば穴の少なくとも一部に形成されたスレッド３８を有することにより、高圧空気源またはプラグからホースを受け取るように構成されている。
【０００７】
また、ハウジング１３のバック部１４は、ロータ１６の回転軸Ａに対して略平行である、長手方向軸を有する第二流体流入口３２を含む。上記第二流体流入口３２は、ロータ１６と連通しており、与圧流体を受け取り、上記与圧流体をロータ１６へ送出するように構成されている。上記第二流体流入口３２は、ハウジング１３のバック部１４の端部を貫通して伸張する穴から形成される。ロータ１６の回転軸Ａに対して略平行の長手方向軸を有する、略円柱形のシャンク３０は、ハウジング１３のバック部１４に一体形成され、上記バック部１４の端部から伸張し、下記に詳細に説明するように、回転具１０を機械に接続するマウントとして使用することができる。上記シャンク３０は、その内部を貫通し、第二流体流入口３２と連通して、下記に詳細に説明するように、シャンク３０が与圧流体を受け取り、上記与圧流体を第二流体流入口３２に送出することを可能にする穴３３を有する。上記シャンク３０は、下記に詳細に説明するように、例えば穴の少なくとも一部に形成されたスレッド３５を有することにより、高圧空気源またはプラグからホースを受け取るように構成されている。一対のＯ−リング３１は、シャンク３０の外壁の窪み内に位置する。
【０００８】
上記バック部１４の内部は、フェルト状の物質で形成されていてもよく、排出される流体に起因する雑音を消音するように構成されているマフラ２６である。加えて、エンドキャップ２４は、上記モータチャンバ１５から与圧流体を逃がすように構成され、それぞれが所定の直径を有する１以上の孔２１を含む。
【０００９】
回転軸Ａを有するロータ１６は、上記ロータ１６がその内部で回転できるように、モータチャンバ１５内に装着される。ここで説明するようにロータ１６は、本発明と出願人が共通である、デイヴィスの米国特許番号４，７７６，７５２に記載されているような反動タービン型のロータであり、上記特許の記載を参照することにより援用する。しかしながら本発明は、これに限定されるものではなく、他のタイプのモータを有するロータ装置にも適用することができる。作動においては、与圧空気が第一流体流入口３４および／または第二流体流入口３２から、ロータ１６へ導かれる。上記空気が上記ロータ１６に入るに際し、上記空気は第一環状チャンバ５０へ入り、環状壁６０内のラジアル孔５４を通って弾性弁リング５２の周りを流れ、空気がノズル５８を介して導かれる第二環状チャンバ５６へと流れ、これによりロータ１６、その結果として回転シャフト１８に回転を与える。上記与圧流体は、ノズル５８を介してロータ１６から放出され、モータチャンバ１５へ渡り、マフラ２６を通り、エンドキャップ２４内の孔２１を通って回転具１０を出て大気中へ放出される。上記与圧流体がロータ１６に導かれるに際し、回転は予め設定された最高値まで増加する。弾性弁リング５２に作用する遠心力は上記リング５２のラジアル方向への伸張を引き起こす傾向にあるが、上記環状壁６０の内面が、ラジアル孔５４を除く弁リング６０を支持する。これは、上記弁リング５２のラジアル方向への伸張を孔５４内へと導くことを可能とし、弁リング５２の制御された弾性変形を引き起こす。作動においては、上記弾性弁リング５２が変形するに従って、上記弾性弁リング５２はラジアル孔５４の端部に近づく。距離が十分に狭くなると、ラジアル孔５４を通る流体の流れは制限され、回転力が低減される。上記システムに作用する流体抵抗と、回転力とが平衡に達すると、上記弾性弁リング５２に作用する力も平衡状態になる。これは、一定の回転速度をもたらす。もしも流体抵抗が増加すると上記平衡状態が崩れ、弾性弁リング５２に作用する力は上記弁リング５２をラジアル孔５４から最も近傍へ引っ込め、他の平衡が構築されるまで追加的な流体の流れを許容する。もしも、何らかの理由でタービンが望まれた、管理された速度を超えると、上記弾性弁リング５２は、超過速度が全ての流れを止めるのに十分になるまで、さらに与圧空気を制限するように動き、これにより超過速度安全装置を立脚する。
【００１０】
回転シャフト１８は、一端でロータ１６に、他端で、研削具などの器具（図示せず）を保持するために用いられるコレット２２に取付けられる。上記シャフト１８はベアリング２０によって回転可能に支持され、順番に、ハウジング１３のフロント部１２へそれぞれ固定される。
【００１１】
図２（ａ）に示すように、ＣＮＣ機械や、上記器具を装着するためのチャックを有する他の機械へ回転具１０を装着するために、機械（図示せず）のチャック４０内へシャンク３０を挿入して固定することにより、器具１０は上記機械に固定される。もしも上記機械がチャック４０を介して高圧空気を提供する場合は、シャンク３０の穴３３（図１参照）は開いたままにされ、高圧空気は第二流体流入口３２を介してロータ１６へ供給される（図１参照）。上記チャック４０に固定されると、高圧空気がシャンク３０の外側を回って逃げることを上記Ｏ−リング３１（図１参照）が阻止する。上記第一流体流入口３４（図１参照）は、プラグ４２をインレットアダプタ３６内へとねじ込むことによりブロックされる。また、もしもインレットアダプタ３６が用いられない場合は、プラグ４２を第一流体流入口３４内へと直接ねじ込むことにより第一流体流入口３４をブロックすることができる。図１に最もよく示されているように、このように接続された場合は、高圧空気源からの空気はシャンク３０を介して器具１０へ入り、シャンク３０内の穴３３を通って第二流体流入口３２へと流れ、第二流体流入口３２からロータ１６へと流れ、上記高圧空気がロータ１６を駆動する。上記ロータ１６から放出された高圧空気は上記モータチャンバ１５へ入り、マフラ２６を通ってエンドキャップ２４の孔２１を介して器具１０から放出される。
【００１２】
また、図２（ｂ）に示すように、第二流体流入口３２（図１参照）は、シャンク３０内へプラグ４２をねじ込むことによりブロックすることができ、高圧空気源（図示せず）のホース４６は、第一流体流入口３４（図１参照）を介してロータ１６に高圧空気を提供するために、インレットアダプタ３６に接続することができる。また、もしもインレットアダプタ３６が用いられない場合は、第一流体流入口３４へ直接ホース４６を接続することができる。図１に最もよく示されるように、このように接続された場合は、高圧空気源からの空気はインレットアダプタ３６を介して器具１０へ入り、インレットアダプタ３６内の穴３７を通り、第一流体流入口３４へ流れ、第一流体流入口３４からロータ１６へと流れ、高圧空気がロータ１６を駆動する。ロータ１６から放出された高圧空気はハウジング１３へ入り、マフラ２６を通り、エンドキャップ２４内の孔２１を介して器具１０から放出される。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、ロボットアームなどの固定具４４を有する機械に回転具１０を装着するために、ハウジング１３を固定具４４で固定することにより、回転具１０は固定具４４に固定される。また、機械および用途によっては、破線で示すように、ハウジング１３ではなくシャンク３０を固定具４４で固定することによっても回転具１０を固定具４４に固定することができる。シャンク３０は、第二流体流入口３２を介してロータ１６へ高圧空気を供給するために、高圧空気源（図示せず）のホース４６に接続されている（図１参照）。第一流体流入口３４（図１参照）は、プラグ４２をインレットアダプタ３６へねじ込むことによってブロックされている。また、インレットアダプタ３６が用いられない場合、第一流体流入口３４はプラグ４２を直接第一流体流入口３４へねじ込むことによってブロックすることができる。図１に最もよく示されるように、このように接続された場合、ホース４６からの空気はシャンク３０を介して回転具１０へ入り、シャンク３０の穴３３を通過して第二流体流入口３２へ流れ、第二流体流入口３２からロータ１６へと流れ、そこで高圧空気はロータ１６を駆動する。ロータ１６から排出された高圧空気は、ハウジング１３へ入り、マフラ２６を通過し、エンドキャップ２４の孔２１を介して器具１０から排出される。
【００１４】
また、図３（ｂ）に示すように、インレットアダプタ３６は、第一流体流入口３４（図１参照）を介して高圧空気をロータ１６（図１参照）に供給するために、高圧空気源（図示せず）のホース４６に取り付けることができる。また、インレットアダプタ３６が用いられない場合、上記ホース４６は直接第一流体流入口３４へ取り付けることができる。上記第二流体流入口３２（図１参照）はその後、プラグ４２をシャンク３０の端部へねじ込むことによりブロックされる。図１に最もよく示されるように、このように接続された場合、高圧空気源からの空気はインレットアダプタ３６を介して回転具１０へ入り、インレットアダプタ３６の穴３７を通過して第一流体流入口３４へ流れ、第一流体流入口３４からロータ１６へと流れ、そこで高圧空気はロータ１６を駆動する。ロータ１６から排出された高圧空気は、ハウジング１３へ入り、マフラ２６を通過し、エンドキャップ２４の孔２１を介して器具１０から排出される。
【００１５】
上述したように本発明は、それぞれに異なる器具を用いることなく、一つの回転装置を、望まれるほとんど全ての機械、いかなる装着形態およびいかなる流体流入形態と共に用いることを可能とする。
【００１６】
本発明の好ましい態様についての以上の記載は、説明および解説の目的で提供されたものであり、網羅的ではなく、開示されたまさにその形式に本発明を限定するものではない。これらの記載は、本発明の本質およびそれらの用途を、意図する特定の用途に合うように当業者が本発明を様々な態様および様々な改良において利用することができるように、最もよく説明できるように選択されたものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲に定義されるものを、明細書によって限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明にかかる回転具の断面図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる回転具がＣＮＣ機械に装着された場合の側面図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、本発明にかかる回転具が機械固定具に装着された場合の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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