(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調速機（２６）および過速度安全装置（２７）を含む、空気入口通路（１４）を備えたステータ（１０）、およびステータ（１０）内に軸支されたロータ（１１）を有する空気式回転モータ用速度制御ユニットであって、  前記調速機（２６）が二つまたはそれ以上の重錘部材（２８）、偏倚ばね（３５）および所定の第１速度レベル以上のモータ運転の際前記入口通路（１４）を通る空気流を制限するため前記偏倚ばね（３５）に抗して前記重錘部材（２８）によって変位可能な弁要素（２９）を有し、
前記過速度安全装置（２７）が前記ステータ（１０）に移動可能に支持されかつ休止位置と流れ制限作動位置との間で移動可能な流れ制限要素（３９）、前記流れ制限要素（３９）を前記作動位置に向かって偏倚するばね（４０）、通常前記流れ制限要素（３９）を前記休止位置にロックするトリップ要素（４３）および前記ロータ（１１）と共働し所定の第２モータ速度レベルにおいて前記作動位置に向かって運動するため前記トリップ要素（４３）を釈放して前記流れ制限要素（３９）を自由にすべく配置されたる速度応答アクチュエータ（４５）を含む
空気式回転モータ用速度制御ユニットにおいて、
前記ロータ（１１）が前記空気入口通路（１４）に向かう開放端を有する同軸の有底孔（２２）を有し、前記重錘部材（２８）、前記偏倚ばね（３５）および前記弁要素（２９）を前記孔（２２）内に移動可能に支持する取付け構造を固定され、
前記弁要素（２９）が前記孔（２２）の外側に設置された空気流制御ヘッド（３６）を有し、
前記速度応答アクチュエータ（４５）が前記弁要素（２９）に取付けられかつ前記所定の第２モータ速度レベルに到達の際前記トリップ要素（４３）を打撃して釈放するように遠心作用によって弾性的に変形せしめられるぺく配置されたばね要素（４４）を有する
ことを特徴とする空気式回転モータ用速度制御ユニット。
【請求項２】
前記速度応答アクチュエータ（４５）が一端が前記弁要素（２９）の同軸の孔（４７）に固定され自由端が前記弁要素（２９）から延長する長いばね要素（４４）を有し、前記ばね要素（４４）が弾性的に湾曲した形状で半径方向に支持されかつ遠心作用をうけるべく配置され、前記自由端は前記所定の第２モータ速度レベルにおいて遠心作用によってさらに湾曲するとき前記トリップ要素（４３）を打撃して釈放すべく配置された、請求項１に記載された速度制御ユニット。
【請求項３】
前記流れ制限要素（３９）が管状で前記空気入口通路（１４）において軸線方向に移動可能であり、前記トリップ要素（４３）が前記流れ制限要素（３９）に支持されかつ前記休止位置において前記流れ制限要素（３９）をロックするため前記ステータ（１０）の肩部（４６）と共働すべく配置された、請求項１または２に記載された速度制御ユニット。
【請求項４】
前記ばね要素（４４）が前記自由端に重錘部材（４９）を支持し、それにより遠心作用に対するアクチュエータの応答が増進される、請求項２または３に記載された速度制御ユニット。
【請求項５】
前記ばね要素（４４）が最初は直線状であるが前記弁要素（２９）の前記同軸孔（４７）に取付けられるとき予張力状態に弾性的に湾曲される一本のワイヤを有する、請求項２から４のいずれか一項に記載された速度制御ユニット。
【請求項６】
前記空気入口通路（１４）が前記弁要素（２９）と同軸に設置されかつ一つまたはそれ以上の横方向空気供給開口（１７）を有する孔（３８）を有し、前記弁要素（２９）および前記流れ制限要素（３９）の双方が管状でかつ前記一つまたはそれ以上の横方向供給開口（１７）を通る空気流を制御するため前記孔（３８）において軸線方向に変位可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載された速度制御ユニット。
【請求項７】
前記弁要素（２９）が後方端片（３３）を有し、前記重錘部材（４９）が前記ロータ（１１）の前記有底孔（２８）の内端に配置されかつ前記端片（３３）に弁要素（２９）移動力を加えるべく配置された、請求項１から６のいずれか一項に記載された速度制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気式回転モータの速度を制御する速度制御ユニットに関する。とくに、本発明は請求項１の前段に記載された型の速度制御ユニットに関するものてある。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば米国特許第２４８５５１４号明細書に記載された型の、調速機を含む従来技術の速度制御ユニットに固有の一つの課題は、それらがモータの一端に配置され、したがって、それらはモータの長さを延長することである。この従来公知の型の調速機はまた、供給される圧力空気によって機械ハウジングに侵入するすべての種類の粒子にさらされる。このことはこの型の調速機が異物によって容易に汚染され、意図するように作動すべきその能力を失うことを意味する。
【０００３】
上記型の速度制御ユニットの他の従来技術の例は、米国特許第３７０８２４０号明細書に記載されている。この公知の調速機は、ロータ軸に配置され、実際上モータの長さを延長しない。しかしながら、この組込み式調速機もなお汚染の危険にさらされ、その理由はモータへの空気流が調速機の機構を完全に通過するからである。したがって、調速機を通過する空気流によって輸送される異物は、調速機を汚染しそれを誤作動させる。
【０００４】
米国特許第３０７１１１５号に記載されたなお別の従来技術の装置には、重錘作動調速機ならびに過速度安全装置が設けられ、いずれもロータ内に設置されている。過速度安全装置もまた重錘によって作動され、ロータ構造は全体としてむしろ複雑である。ロータ内側のその位置のため、これらの機構は圧力空気によって輸送されるごみおよび他の粒子から保護される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、装置作動がある時間経過後に腐蝕または他の型の付着作用をうける、重錘および弁要素ロックピン用のいくつかの案内面が設けられる、このことは意図した安全機能を危険に陥れるかもしれない。さらに、重錘型安全装置アクチュエータは、複雑であるばかりでなく比較的大きい半径方向スペースを必要とする。この公知の型の装置に関するなお別の欠点は、タービンホイールのように、ロータをきわめて高速で回転させることの困難さにある。かかる応用において、重錘および他の部品に作用する遠心力はきわめて強く、それはたとえば重錘のばねの寸法および材料に大きい要求を生ずる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、制御ユニットの部品がモータの寸法を大きくすることなく、またごみおよび他の異物からよく保護され、また過速度安全機構が構造的に簡単で、高速運転用においてさえも作用に信頼性がある、回転モータ用速度制御ユニットを得ることにある。
本発明は、請求項１の後段に記載された構成を特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示されたモータは、ステータ１０およびロータ１１を有する６段軸流型空気タービンである。ステータ１０は、ロータ軸受１２，１３、圧力空気入口通路１４および６列の円周方向案内ベーン１６を備えている。空気入口通路１４は実質的に円筒形で、かつロータ１１の回転軸線に対して同軸に配置されている。入口通路１４の円周方向横方向開口１７は、圧力空気を案内ベーン１６にまたさらに出口開口１８に流通させる。
【０００８】
ロータ１１は本体２０を有し、本体２０は、タービンを完成するため、案内ペーン１６の列の間に、交互に普通の方法で配置された駆動ブレード２１の６つの円周方向列を備えている。入口通路１４および横方向開口１７から供給された圧力空気は、ロータ１１に駆動トルクを発生させるため、案内ペーン１６および駆動ブレード２１を通過する。
【０００９】
ロータ１１は、入口通路１４に向かって開口する、軸線方向に延びるキャビティまたは有底孔２２を形成されている。この孔２２には、ロータ軸受１２の一つを支持する同軸の頸部２４を、また同軸の孔２５を形成された取付け構造２３が固定されている。この取付け構造２３は、調速機２６ならびに過速度安全機構２７の支持体を形成している。かかる速度制御装置を設けられたモータにおいて普通のように、調速機２６は、供給される圧力空気流を制御しかつモータ速度を最高ある第１レベルまでにするためある速度範囲内で作動され、一方過速度安全機構２７は所定の一層高速の第２モータ速度レベルに達するまで完全に不作動のままである。ついで、それはモータを停止するように空気流入量を停止またはに少なくとも実質的に制限するよう作動される。
【００１０】
調速機２６は、孔２２を通って同軸に延長しかつ開放位置に向かってばね３５によって偏倚される長い弁要素２９を有する。調速機２６は二つのＬ字型重錘部材２８を備え、各重錘部材は取付け構造２３上のローラ軸受を介して旋回可能に支持され、かつ遠心作用によって外方に移動可能な推力部分３０および重錘部材３１を有する。重錘部材２８は、それらの推力部分３０を介して弁要素２９の後端に取付けられた端片３３に作用する。端片３３はまた、調速機２６の偏倚ばね３５の軸線方向支持体として作用する。端片３３は、取付け構造２３の孔２５において移動可能で、弁要素２９の後方支持体を形成している。その前端において、弁要素２９は取付け構造２３の頸部２４内で案内される。
【００１１】
その前端において、弁要素２９は、入口通路１４を形成する孔３８内で密封的に案内されるヘッド３６を形成されている。孔３８ならびに弁要素２９はロータ１１の回転軸線に対して同軸に配置され、弁要素２９は、重錘部材２８により、弁要素ヘッド３６が横方向開口１７を通る空気流を制御するように、軸線方向に変位すべく配置されている。
【００１２】
過速度安全装置２７は、形が管状で入口通路孔３８内において移動可能に案内される、流れ阻止または流れ制限要素３９を有する。流れ制限要素３９は、図１に示された休止位置と横方向開口１７を通る空気流を制限または阻止する作動位置との間で、移動可能である。コイルばね４０は、ステータ１０の肩部４１と流れ制限要素３９の肩部４２との間において、流れ制限要素３９にその空気流制限作動位置に向かって偏倚力を加えるように、予張力を加えられている。
【００１３】
しかしながら、流れ制限要素３９は、要素３９上に支持されたトリップ要素４３およびロータ１１と同時回転する速度応答アクチュエータ４５を有するトリップ機構により、変位しないようにロックされている。トリップ要素４３は孔３８内において肩部４６に係合し、それにより要素３９をその休止位置に保持するロック位置と作動位置との間で旋回する。図２参照。流れ制限要素３９上に支持された板ばね３７は、トリップ要素４３にそのロック位置に向かって偏倚力を加える。
【００１４】
過速度安全装置２７は、最初は直線状のものであるが取付けの際の予張力状態にやいて弾性的に湾曲する、一つの弾性的に変形可能なばね要素４４よりなる。ばね要素４４は好適には、その一端により弁要素２９の中央孔４７に挿入されかつ固定されるばねワイヤから形成されている。ばね要素４４の他端は、孔４７から延長しかつ弁要素ヘッド３６上の半径方向支持体４８上に休止するため湾曲される。ばね要素４４は、回転軸線から外方に湾曲するばかりでなくアクチュエータ４５への遠心作用を増大する管状重量４９を備えている。ばね要素４４は所定の速度限界に到達した際さらに弾性的に湾曲し、それにより、トリップ要素４３を打撃して釈放しうるのに十分な長さだけ孔４７から延長している。
【００１５】
アクチュエータ４５によって打撃されたとき、トリップ要素４３は。図２に破線で示された矢印のように、板ばね３７の作用に抗して旋回せしめられ、一時的に肩部４６との係合から離脱する。それにより、流れ制限要素３９はその空気流阻止位置に向かって自由に移動する。しかしながら通常の作用において、すなわち、調速機２６が意図するように作動するとき、ばね要素４４は支持体４８と接触してその休止位置に留まり、トリップ要素４３はそのままそのロック位置に留まる。図２参照。
【００１６】
もしある理由で調速機２６が固着またはさもなければ、回転速度の上昇から生ずる、誤作動をするならば、ばね要素４４は、トリップ要素４３が管状重錘４９によって打撃されるまで、遠心作用によりさらに外方に湾曲せしめられる。それにより、トリップ要素４３はその肩部４６との係合から釈放され、多かれ少なかれ開口１７を通る空気流を阻止しかつロータ速度を実質的に低下する流れ空気流制限作動位置に向かう軸線方向運動に対して、流れ制限要素３９を自由にする。
【００１７】
上記実施例によって説明されたように、本発明による速度制御ユニットは、きわめてコンパクトでしかも構造がきわめて簡単である。このことは、装置を空気タービン駆動動力工具のような。小形高速回転モータ用に適したものとする。とくに、過速度安全装置はきわめてコンパクトかつ簡単であるばかりでなく、信頼しうる機能を有する。その理由は、アクチュエータ４５が摩擦力をうける案内面を有しないばかりでなく弾性変形のみによって移動せしめられるからである。アクチュエータ４５は、ロータ１１上に中心位置を有することにおいても信頼性があり、そのことはそれに作用する遠心力がきわめて高速においてさえ中くらいの大きであることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による速度制御ユニットを備えた空気式モータを通る縦断面図。
【図２】本発明による過速度安全装置のトリップ機構を通る横断面図。
【符号の説明】
１０  ステータ
１１  ロータ
１２  ロータ軸受
１３  ロータ軸受
１４  空気入口通路
１６  案内ベーン
１７  横方向開口
１８  出口開口
２０  本体
２１  駆動ブレード
２２  有底孔
２３  取付け構造
２４  頸部
２５  同軸孔
２６  調速機
２７  過速度安全機構
２８  重錘部材
２９  弁要素
３０  推力部分
３１  重錘部分
３３  端片
３５  ばね
３６  弁要素ヘッド
３７  板ばね
３８  孔
３９  流れ制限要素
４０  コイルバネ
４１  肩部
４２  肩部
４３  トリップ要素
４４  ばね要素
４５  アクチュエータ
４６  肩部
４７  中央孔
４８  半径方向支持体
４９  管状重錘
【図１】
0004276729.tif 000002
【図２】
0004276729.tif 000003