JPH109152A - 流体用モータ及びポンプの回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流体用モータ及びポンプの駆動源となる回転
装置において、少ない部品数、簡単な構造、容易な小型
化を得る。 【解決手段】 ロータ４内部の固定軸１と回転軸２間に
形成される空間をベーン３によって分割し、内部容積を
変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体用モータ及びポ
ンプの駆動源となる回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体用モータ及びポンプの駆動源
となる回転装置は、複数のベーンを挿入したロータをケ
ーシング内に偏心させて取り付け、回転させて使用する
ベーン型のものが用いられている。

【０００３】また、本発明と類似しているものとして、
ロータリ圧縮機（特開平５−１８３７６）が先願されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の流体用モータ及
びポンプの駆動源となるベーン型の回転装置は部品数が
多く、構造が複雑で、小型化が困難であるという問題点
があった。

【０００５】また、上記ロータリ圧縮機については、モ
ータとしても使用できるための本発明の趣旨とは異な
る。

【０００６】本発明は、流体用モータ及びポンプの駆動
源となる回転装置が、少ない部品数で、簡単な構造とな
り、容易な小型化の達成を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転装置は、直線状に対向する一対の軸と
ベーンとロータからなり、対向する両軸のうち一方の軸
は、対向部が流体の吸入口と排出口を有する傾斜面とな
る固定可能な固定軸であり、もう一方の軸は対向部が円
すい形で、円すい斜面の一部が傾斜面に近接あるいは摺
接する遮断部を形成した回転可能な回転軸で、回転軸の
円すい形部分先端から軸方向へ軸中心を縦貫する溝が設
けられ、その溝にベーンが外周の一辺を傾斜面に摺接可
能となりながら回転軸と共に回転するように揺動自在に
装着され、ベーンの揺動自在性を保つために、ベーンの
揺動距離と、幅以上の溝からなる収容部を有するロータ
が固定軸と回転軸の外周に回転可能に焼設され、ロータ
内部の両軸間に形成される空間がベーンによって分割さ
れる構造をを有するものである。

【０００８】また、ロータはベーンの収容部を介してベ
ーンに従動し、回転軸と共に回転するため、ロータと回
転軸は密嵌、接着、螺結等で、あるいは製造段階で一つ
の部品として製作するなどして一体化させた構造にして
もよい。

【０００９】上記のように構成された回転装置におい
て、流体用モータとして用いる場合、外部から支持され
て固定する固定軸の吸入口を通じて、ベーンと遮断部に
挟まれた吸入口側に形成される吸入空間に外部から流体
を送給すると、内部圧力によって溶積増大方向へベーン
か押されていき、この動きに伴い外部から回転可能に支
持された回転軸が回転する。

【００１０】そして、回転が進むにつれ、軸中心を挟ん
で対向するベーンの片面が吸入口を通過したとき、新た
な吸入空間が形成され、回転運動が維持される。

【００１１】流体用ポンプとして用いる場合、回転軸を
外部から上記同様の回転方向へ回転させると、ベーンが
従動して回転し、吸入空間の容積が増大され、吸入口を
通じて外部から流体を吸入する。

【００１２】そして、回転が進むにつれ、吸入空間は吸
入口を離れて排出口に接すると、流体がベーンに押し出
されて排出される。

【００１３】上記のように流体用のモータあるいはポン
プとして用いる場合、それぞれ逆作用によって機能す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
ずき図面を参照して説明する。図１に一例を示された回
転装置において、固定軸１の傾斜面１１と回転軸２の円
すい斜面２１が近接あるいは摺接する、遮断部２２とな
って両軸が対向する。回転軸２の溝２３にベーン３が装
着され、両軸の外周にロータ４が回転可能に焼設し、傾
斜面１１と円すい斜面２１の間に空間が形成されるが、
吸入口５と接する空間が吸入空間５１で、排出口６と接
する空間が排出空間６１となる。

【００１５】ベーン３は溝２３内部で揺動自在性か保た
れながら、傾斜面１１に外周の一辺からなる回転摺接辺
３１が摺接可能となりながら回転軸２と共に回転させる
ために、その一例としてベーン３には球体３２を、傾斜
面１１と円すい斜面２１の先端には凹状の係止部１２、
２４を設けて、滑動自在に係合させた構造とする。

【００１６】また、ベーン３の回転摺接辺３１は、傾斜
面１１に対して円滑に摺接させるため、円形に面取りを
することが好ましい。

【００１７】また、先に述べたベーン３の摺動自在性を
保つため、ロータ４にはベーン３の揺動距離と幅以上の
溝を設け、ベーン３を自在に収容できる収容部４１とす
るが、図１のように貫通する溝でもよく、後述する貫通
しない溝でもよい。

【００１８】上記各部品は、円滑な回転性、揺動性を得
るため、滑動、摺接部分あるいは部品全体を低摩擦の材
料で製作することが好ましい。

【００１９】また、各部品間の間隙部分には流体の漏出
防止のため、シール部材を装着させるなどをして、流体
用モータ及びポンプとして効率を高めてもよい。

【００２０】図３において、図１に示された構造に代わ
る一例を示す。この図において、回転軸２ａの溝底部２
５と、ベーン３ａの回転摺接辺３１以外の外周を同径の
円形にして揺動自在として、段落番号００１５の欄に述
べられた一例に代えてもよい。

【００２１】また、ロータ４ａの収容部４１ａは貫通し
ない溝に代えてもよい。

【００２２】図５において、図１に示されたロータ４と
回転軸２を一体化させてなるロータ及び回転軸２ｂの構
造の一例を示す。この場合、図３で示された構造の回転
体によって行われてもよい。

【００２３】また、図１及び図３に示されたロータ４，
４ａと回転軸２，２ａを密嵌、接着、あるいは外部から
ネジで螺結するなどして固定し、一体化としてもよい。

【００２４】図７において、図１に示された回転装置の
回転動作を（ａ）から順に（ｆ）へ、そして（ｆ）から
（ａ）へと示すが、内部動作を明解にするためにロータ
４は想像線で表す。また固定軸１は外部から支持されて
固定、回転軸２は外部から回転可能に支持され、ロータ
４は軸方向に対して位置を固定されているものとする。

【００２５】流体用モータとして用いる場合、固定軸１
の外部から吸入口５を通じて吸入空間５１へ流体を送給
すると、内部圧力により容積増大方向へベーン３が押さ
れ、回転軸２が矢印Ａ方向に回転する。

【００２６】（ａ）から（ｂ）の段階において、遮断部
２２から吸入口５にベーン３が通過するとき、軸中心を
挟んでベーン３の両面に圧応力が加わり、反回転方向に
も回転力が発生するが、ベーン３の受圧面積は回転方向
側が大きいので、圧応力差により矢印Ａ方向への回転は
維持され、（ｃ）の段階で新たな吸入空間５１が形成さ
れる。

【００２７】吸入口５を離れた吸入空間５１は排出口６
と接して排出空間６１となり、その容積減少と共に内部
の流体はベーン３に押し出されて排出口６から排出され
る。また、遮断部２２から反回転方向へ漏出する流体
も、排出口６から排出される。

【００２８】流体用ポンプとして用いる場合、回転軸２
を外部から矢印Ａ方向へ回転させて吸入空間５１の容積
が増大すると、吸入口５を通じて外部から流体を吸入す
る。

【００２９】回転が進むにつれ、吸入空間５１は排出口
６と接して排出空間６１となり、その容積減少と共に内
部の流体はベーン３に押し出され排出口６から排出され
る。

【００３０】図８において、図３に示された回転装置の
回転動作を、上述した図７の説明と同様の手段によって
示す。

【００３１】図９において、図１に示された回転装置を
利用した流体用モータ及びポンプの一例を示す。回転装
置はケーシング７内部に収容され、固定軸１はケーシン
グ７によって固定、回転軸２ｃは軸受８を介して回転可
能に固定される。ロータ４はケーシング７内壁に挟まれ
て軸方向への位置を固定される。

【００３２】回転軸２ｃは軸長を延長して外部に露出さ
せて外部との回転運動に連結させる。そして吸入口５へ
外部から流体を送給することにより、回転軸２ｃを回転
させて流体用モータとして使用し、あるいは回転軸２ｃ
を外部から回転させることにより、吸入口５、排出口６
から外部の流体を吸入、排出する流体用ポンプとして使
用する。

【００３３】図１０において、図１に示された回転装置
を流体用モータとして利用した回転ローラの一例を示
す。固定軸１ｂとローラ軸１ｃは外部から支持フレーム
１０によって支持されると共に、軸受８ａ，８ｂ，８ｃ
を介して外筒９を回転可能に支持する。

【００３４】回転軸２ｄと外筒９は互いに固定して一体
となり、回転軸２ｄに発生する回転運動によって外筒９
が回転するものであり、ローラコンベアなどに利用が可
能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】請求項１の回転装置においては、固定軸、
回転軸、ベーン、ロータからなる４つの部品数だけで構
成され、しかも構造が簡単なものとなり、容易な小型化
が可能となる。

【００３７】請求項２の回転装置においては、ロータと
回転軸を一体化させることにより、ロータの軸方向への
位置ずれを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転装置の一例を示す正面断面図（ａ）と側面
図（ｂ）である。

【図２】図１に示された回転装置の分解斜示図である。

【図３】回転装置の一例を示す正面断面図（ａ）と側面
図（ｂ）である。

【図４】図３に示された回転装置の分解斜視図である。

【図５】回転装置の一例を示す正面断面図（ａ）と側面
図（ｂ）である。

【図６】図５に示された回転装置の分解斜視図である。

【図７】図１に示された回転装置の回転動作を示す側面
図と正面図である。

【図８】図３に示された回転装置の回転動作を示す側面
図と正面図である。

【図９】流体用モータ及びポンプの一例を示す斜視図
（ａ）と正面断面図（ｂ）である。

【図１０】回転ローラの一例を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１ 固定軸 １ａ 固定軸 １ｂ 固定軸 ２ 回転軸 ２ａ 回転軸 ２ｃ 回転軸 ２ｄ 回転軸 ２ｂ ロータ及び回転軸 ３ ベーン ３ａ ベーン ４ ロータ ４ａ ロータ ５ 吸入口 ６ 排出口 ７ ケーシング ８ 軸受 ８ａ 軸受 ８ｂ 軸受 ８ｃ 軸受 １ｃ ローラ軸 ９ 外筒 １０ 支持フレーム １１ 傾斜面 １２ 係止部 ２４ 係止部 ２１ 円すい斜面 ２２ 遮断部 ２３ 溝 ２５ 溝底部 ３１ 回転摺接辺 ３２ 球体 ４１ 収容部 ４１ａ 収容部 ５１ 吸入空間 ６１ 排出空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に対向する一対の軸（１）（２）
   とベーン（３）とロータ（４）からなり、一方の軸は対
   向部が流体の吸入口（５）と排出口（６）を有する傾斜
   面（１１）となる固定可能な固定軸（１）であり、もう
   一方の軸は対向部が円すい形で、円すい斜面（２１）の
   一部が傾斜面（１１）に近接あるいは摺接して回転可能
   な回転軸（２）で、回転軸（２）の円すい形部分先端か
   ら軸方向へ軸中心を縦貫する溝（２３）が設けられ、そ
   の溝（２３）にベーン（３）が外周の一辺を傾斜面（１
   １）に摺接可能となるように揺動自在に装着され、ベー
   ン（３）の収容部（４１）を有するロータ（４）が固定
   軸（１）と回転軸（２）の外周に回転可能に焼設された
   構造を有する流体用モータ及びポンプの回転装置。
2. 【請求項２】 ロータ（４）と回転軸（２）を一体化さ
   せた構造となる請求項１記載の流体用モータ及びポンプ
   の回転装置。