JP2009235987A - Fluid pressure rotary apparatus - Google Patents

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Akihiro Takemae
昭宏 竹前
Kiyoshi Tagawa
喜義 田川
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Orion Machinery Co Ltd
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Orion Machinery Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid pressure rotary apparatus which can suitably aid a vane so as to abut against an inner peripheral surface of a cylinder and has a high degree of compatibility with its fundamental mode. <P>SOLUTION: The fluid pressure rotary apparatus is equipped with a rotor 20 which rotates around a rotating shaft made eccentric relative to the axis of a cylinder 10, a plurality of vanes 30 which are incorporated in a radially movable manner in each rotor groove 22 radially provided in the rotor 20 and contact with an inner peripheral surface 11 of the cylinder, and a fixed cam 50 which is provided, in an inner surface of a side plate 15 for closing both-side surfaces of the cylinder 10, in such a manner as to be coaxial with the axis of the cylinder 10 and to be integral with and fixed to the cylinder 10 so as to contact with a rear end side 30b of the vane 30 and thereby guide the radial-directional movement of the vane, and protrudes by a given length to the inside of the cylinder 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベーン型の空気圧モータ、負圧や正圧を発生する空気圧発生装置等の空気圧装置や、水ポンプ等の液体圧装置として用いられる流体圧力回転装置に関する。   The present invention relates to a pneumatic pressure motor such as a vane type pneumatic motor, a pneumatic pressure generator that generates a negative pressure or a positive pressure, and a fluid pressure rotation device used as a liquid pressure device such as a water pump.

ベーン型の流体圧力回転装置にあっては、シリンダと、そのシリンダ内で偏心された回転軸を中心に回転するローターと、ローター溝に組み込まれてシリンダの内周面に接する複数のベーンとを基本的な構成要素としている。
従来、そのベーンをシリンダの内周面へ当接させる付勢力は、ローターの回転による遠心力や圧縮バネの弾発力によって生じさせていた。例えば、本出願人によって先に開示されている真空ポンプでは、ベーンがローターの回転による遠心力によって付勢される（特許文献１参照）。なお、空気圧モータにあっては、ベーンがシリンダの内周面へ適切に当接されることで、給気される圧縮空気の圧力を適切に受けることが可能になる。それにより、回転推力を得ることができる。
特開２００１−２８９１６７号公報（第１頁、第１図） In the vane-type fluid pressure rotating device, a cylinder, a rotor that rotates about a rotating shaft that is eccentric in the cylinder, and a plurality of vanes that are incorporated in a rotor groove and contact the inner peripheral surface of the cylinder are provided. It is a basic component.
Conventionally, the urging force that abuts the vane against the inner peripheral surface of the cylinder has been generated by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor or the elastic force of the compression spring. For example, in the vacuum pump previously disclosed by the present applicant, the vane is biased by the centrifugal force generated by the rotation of the rotor (see Patent Document 1). In the pneumatic motor, the pressure of the supplied compressed air can be appropriately received by appropriately bringing the vane into contact with the inner peripheral surface of the cylinder. Thereby, rotational thrust can be obtained.
JP 2001-289167 A (first page, FIG. 1)

従来の遠心力のみに頼る方法は、空気圧モータにおいてベーンがローター溝等に張り付いた場合、推力が得られず、回転不良になってしまう。
また、ベーンを圧縮バネで押し出す方式は、常時シリンダの内周面に予圧がかかってしまうため、ベーンの寿命が低下しやすい。そして、圧縮バネを組み込んだベーンの特別な押し出し機構が必要となる。
また、シリンダの両側面を塞ぐ各サイドプレートに溝カムが設けられ、その溝カムによってベーンを案内する構造の「回転機械」が開示されている（特許文献２参照）。これによれば、各溝カムにベーンの両側端に張り出し状態に配されたカム従車手段が嵌って案内され、ベーンがシリンダの内周面へ適切に圧接されるように補助している。
特開昭５５−３２９８７号公報（第１頁、第１図） In the conventional method relying only on centrifugal force, when a vane sticks to a rotor groove or the like in a pneumatic motor, thrust cannot be obtained and rotation failure occurs.
Further, in the method of pushing out the vane with the compression spring, preload is always applied to the inner peripheral surface of the cylinder, so that the life of the vane tends to be reduced. And the special extrusion mechanism of the vane incorporating a compression spring is needed.
Further, a “rotary machine” is disclosed in which a groove cam is provided on each side plate that covers both side surfaces of the cylinder, and the vane is guided by the groove cam (see Patent Document 2). According to this, cam follower means arranged in an overhanging state on both side ends of the vane is fitted to each groove cam and guided to assist the vane to be properly pressed against the inner peripheral surface of the cylinder.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-32987 (first page, FIG. 1)

流体圧力回転装置に関して解決しようとする問題点は、ベーンをシリンダの内周面へ当接させる従来の付勢手段では信頼性や耐久性を向上させることが難しく、溝カムを用いて案内する構造ではベーン等の形態が複雑となって基本的な形態との互換性に乏しくなる点にある。
そこで本発明の目的は、ベーンをシリンダの内周面へ適切に当接させるように好適に補助でき、且つ基本的な形態との互換性に富む流体圧力回転装置を提供することにある。 The problem to be solved with respect to the fluid pressure rotating device is that it is difficult to improve the reliability and durability with the conventional urging means that abuts the vane to the inner peripheral surface of the cylinder, and the structure is guided using a groove cam. Then, the form of vanes etc. is complicated and the compatibility with the basic form is poor.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fluid pressure rotating device that can suitably assist a vane to properly abut against an inner peripheral surface of a cylinder and is highly compatible with a basic form.

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる流体圧力回転装置の一形態によれば、シリンダ内で該シリンダの中心軸に対して偏心された回転軸を中心に回転するローターを有し、該ローターに放射状に設けられた各ローター溝内でラジアル方向へ移動可能に組み込まれて前記シリンダの内周面に接する複数のベーンを有する流体圧力回転装置であって、前記ベーンの前記シリンダの内周面に接する先端側と反対の後端側に接してラジアル方向の移動を案内するように、前記シリンダの両側面を塞ぐ各サイドプレートの内面に、それぞれ前記シリンダの中心軸と同心で一体的な固定状態に設けられると共に前記シリンダの内部方向へ所要の長さに凸設された固定カムを備える。 The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
According to one aspect of the fluid pressure rotating device according to the present invention, the rotor has a rotor that rotates about a rotating shaft that is eccentric with respect to the central axis of the cylinder in the cylinder, and each of the rotors provided radially is provided on the rotor. A fluid pressure rotator including a plurality of vanes that are incorporated in a rotor groove so as to be movable in a radial direction and that are in contact with the inner peripheral surface of the cylinder, and that are opposite to the tip side of the vane that contacts the inner peripheral surface of the cylinder The cylinder is provided in an integrally fixed state concentrically with the central axis of the cylinder on the inner surface of each side plate that closes both side surfaces of the cylinder so as to guide the movement in the radial direction in contact with the rear end side. And a fixed cam projecting to a required length in the inner direction.

また、本発明にかかる流体圧力回転装置の一形態によれば、前記各サイドプレートの内面から凸設された前記固定カムが内包された状態に組み込まれるように、前記ローターの両側面のそれぞれに凹設されたローターの側面窪み部を備えることを特徴とすることができる。   Further, according to one aspect of the fluid pressure rotating device according to the present invention, each of the rotor side surfaces is incorporated so that the fixed cam projecting from the inner surface of each side plate is incorporated. The rotor may be provided with a recessed portion on the side surface of the rotor.

また、本発明にかかる流体圧力回転装置の一形態によれば、前記ベーンの長さが、シリンダの内径と固定カムの外径との差の８５〜９５％に設定されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる流体圧力回転装置の一形態によれば、前記固定カムの凸設長さが、シリンダの幅の１０〜２０％に設定されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる流体圧力回転装置の一形態によれば、前記ベーンの内径側の角が、前記ベーンの外径側の角よりも小さい曲率半径で丸み付けされていることを特徴とすることができる。 Moreover, according to one form of the fluid pressure rotating apparatus concerning this invention, the length of the said vane is set to 85-95% of the difference of the internal diameter of a cylinder, and the outer diameter of a fixed cam, can do.
Moreover, according to one form of the fluid pressure rotating apparatus concerning this invention, the convex installation length of the said fixed cam can be set to 10 to 20% of the width | variety of a cylinder, It can be characterized by the above-mentioned.
Moreover, according to one form of the fluid pressure rotating apparatus concerning this invention, the angle | corner of the inner diameter side of the said vane is rounded with the curvature radius smaller than the angle of the outer diameter side of the said vane, It is characterized by the above-mentioned. be able to.

また、本発明にかかる流体圧力回転装置の流体が空気であることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる流体圧力回転装置の構成は、ベーン式エアーモータ、ベーン式低真空ポンプ、ベーン式潤滑真空ポンプ、又はベーン式真空モータの構成として好適に用いることができる。 Moreover, the fluid of the fluid pressure rotating apparatus according to the present invention may be air.
The configuration of the fluid pressure rotating device according to the present invention can be suitably used as a configuration of a vane air motor, a vane low vacuum pump, a vane lubrication vacuum pump, or a vane vacuum motor.

また、本発明にかかる流体圧力回転装置の流体が水であることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる流体圧力回転装置の構成は、ベーン式水ポンプの構成として好適に用いることができる。 Further, the fluid pressure rotating device according to the present invention may be characterized in that the fluid is water.
Moreover, the structure of the fluid pressure rotating apparatus concerning this invention can be used suitably as a structure of a vane type water pump.

本発明にかかる流体圧力回転装置によれば、固定カムによってベーンのラジアル方向の移動を案内し、そのベーンをシリンダの内周面へ適切に当接させるように好適に補助でき、且つ基本的な形態との互換性に富むという特別有利な効果を奏する。   According to the fluid pressure rotating device of the present invention, the fixed cam can guide the movement of the vane in the radial direction, and can suitably assist the vane to properly contact the inner circumferential surface of the cylinder. It has a particularly advantageous effect of being compatible with the form.

以下、本発明にかかる流体圧力回転装置について最良の形態例を添付図面（図１〜８）に基づいて詳細に説明する。この形態例は、流体圧力回転装置（空気圧回転装置）の一例としてのベーン型エアーモータになっている。
図１は本発明に係る流体圧力回転装置（ベーン型エアーモータ）の形態例を示す断面図である。図２は図１のベーン型エアーモータのローターの回転位置が異なる断面図であり、図３は図２の中央縦断面図である。図４はローターの詳細を示す断面図である。また、５〜７は主要寸法の位置を示す断面図である。さらに、図８は固定カムの他の形態例を示す説明図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode of the fluid pressure rotating device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings (FIGS. 1 to 8). This embodiment is a vane type air motor as an example of a fluid pressure rotating device (pneumatic rotating device).
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a fluid pressure rotating device (vane type air motor) according to the present invention. 2 is a cross-sectional view in which the rotational position of the rotor of the vane type air motor of FIG. 1 is different, and FIG. 3 is a central vertical cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of the rotor. 5 to 7 are cross-sectional views showing positions of main dimensions. FIG. 8 is an explanatory view showing another example of the fixed cam.

１０はシリンダである。ハウジングに円筒状に設けられた部分である。
２０はローターであり、シリンダ１０内で、そのシリンダ１０の中心軸に対して偏心された回転軸２１を中心に回転する。このローター２０は、回転軸２１と回転不能に一体的に設けられている（図３参照）。なお、２１ａは回転軸の出力側部であり、カップリングで連結されて駆動力を伝達する出力軸となっている。 10 is a cylinder. It is a portion provided in a cylindrical shape in the housing.
Reference numeral 20 denotes a rotor that rotates in a cylinder 10 around a rotating shaft 21 that is eccentric with respect to the central axis of the cylinder 10. The rotor 20 is provided integrally with the rotary shaft 21 so as not to rotate (see FIG. 3). In addition, 21a is an output side part of a rotating shaft, and is an output shaft that is connected by a coupling and transmits a driving force.

３０はベーンであり、複数が組み込まれている。このベーン３０は、ローター２０に放射状に設けられた各ローター溝２２内でラジアル方向（半径方向）へ移動可能に組み込まれてシリンダの内周面１１に接する。本形態例のベーン３０は、長方形の板状であって一辺（外側の長辺）である先端側がシリンダの内周面１１に線接触する形態になっている。   Reference numeral 30 denotes a vane, which includes a plurality of vanes. The vanes 30 are incorporated so as to be movable in the radial direction (radial direction) in the respective rotor grooves 22 provided radially on the rotor 20, and contact the inner peripheral surface 11 of the cylinder. The vane 30 of the present embodiment has a rectangular plate shape, and the tip side that is one side (the outer long side) is in line contact with the inner peripheral surface 11 of the cylinder.

次に、ベーン３０をシリンダの内周面１１へ適切に押圧して圧接させることができるように、そのベーン３０を案内する押圧補助機構の形態例について詳細に説明する。
５０は固定カムであり、ベーン３０のシリンダの内周面１１に接する先端側３０ａと反対の後端側３０ｂに接してラジアル方向の移動を案内するように設けられている。 Next, a configuration example of a pressing assist mechanism that guides the vane 30 will be described in detail so that the vane 30 can be appropriately pressed and pressed against the inner peripheral surface 11 of the cylinder.
Reference numeral 50 denotes a fixed cam, which is provided so as to guide the movement in the radial direction in contact with the rear end side 30b opposite to the front end side 30a in contact with the inner peripheral surface 11 of the cylinder of the vane 30.

この固定カム５０は、シリンダ１０の両側面を塞ぐ各サイドプレート１５の内面に、それぞれシリンダ１０の中心軸と同心で一体的な固定状態に設けられると共にシリンダ１０の内部方向へ所要の長さＤ（図７参照）に凸設されている。
また、本形態例の固定カム５０は、両側のサイドプレート１５、１５のそれぞれの内側にシリンダ１０と同心に円形に形成されていることで、各ベーン３０がシリンダの内周面１１と好適に接触できるように、そのラジアル方向への移動を案内・補助している。
このように本発明にかかる流体圧力回転装置の構成をベーン型エアーモータに適用した場合、シール性が向上するため、圧縮漏れによるエアロスを防ぐばかりか、推力の安定化についても貢献する。 The fixed cam 50 is provided on the inner surface of each side plate 15 that closes both side surfaces of the cylinder 10 in a fixed state concentrically with the central axis of the cylinder 10 and has a required length D in the inner direction of the cylinder 10. (See FIG. 7).
Further, the fixed cam 50 of the present embodiment is formed in a circular shape concentrically with the cylinder 10 inside each of the side plates 15 and 15 on both sides, so that each vane 30 is preferably connected to the inner peripheral surface 11 of the cylinder. It guides and assists the movement in the radial direction so that it can touch.
As described above, when the configuration of the fluid pressure rotating device according to the present invention is applied to the vane type air motor, the sealing performance is improved, so that not only air loss due to compression leakage is prevented but also the stabilization of thrust is contributed.

そして、ベーン３０の後端側３０ｂ（内側の長辺）が固定カム５０の外周面に接触した状態で案内されるとき、そのベーン３０の先端側３０ａ（外側の長辺）とシリンダの内周面１１の間には適正なクリアランスが生じるように、ベーン３０の長さＣ（図５参照）が設計されている。
本形態例では、ベーン３０の長さＣが、シリンダ１０の内径Ｂと固定カム５０の外径Ａとの差の８５〜９５％に設定されている（図５参照）。このベーン３０の長さＣを設定するための関係は、計算式：Ｃ＝ｋ（（Ｂ−Ａ）／２）で表される。ｋはシリンダ内面とベーンのクリアランス係数で、ｋ＝０．８５〜０．９５に設定されている。
このようにして上記のクリアランスが生じるように設定されていることで、装置の低騒音化、低摩耗化や動作の安定化を図ることができる。 When the rear end 30b (inner long side) of the vane 30 is guided in contact with the outer peripheral surface of the fixed cam 50, the tip side 30a (outer long side) of the vane 30 and the inner periphery of the cylinder The length C (see FIG. 5) of the vane 30 is designed so that an appropriate clearance is generated between the surfaces 11.
In this embodiment, the length C of the vane 30 is set to 85 to 95% of the difference between the inner diameter B of the cylinder 10 and the outer diameter A of the fixed cam 50 (see FIG. 5). The relationship for setting the length C of the vane 30 is expressed by a calculation formula: C = k ((B−A) / 2). k is a clearance coefficient between the cylinder inner surface and the vane, and is set to k = 0.85 to 0.95.
By setting the clearance as described above in this way, it is possible to reduce the noise and wear of the apparatus and stabilize the operation.

なお、ベーン３０がシリンダの内周面１１に接触する押圧力は、ローター２０の回転による遠心力によっている。このことから、固定カム５０は、各ベーン３０の動作を適切にアシストする案内手段となっているが、ベーン３０をシリンダの内周面１１へ押圧する押圧手段とはなっていない。ベーン３０が、最終的には遠心力によって押圧される形態であるため、必要以上の押圧力がかかって抵抗になることはない。   The pressing force with which the vane 30 comes into contact with the inner peripheral surface 11 of the cylinder is based on the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 20. For this reason, the fixed cam 50 is a guiding means that assists the operation of each vane 30 appropriately, but is not a pressing means that presses the vane 30 against the inner peripheral surface 11 of the cylinder. Since the vane 30 is finally pressed by the centrifugal force, it does not become a resistance due to an excessive pressing force.

また、本形態例では、固定カム５０の凸設長さＤが、シリンダ１０の幅Ｅの１０〜２０％に設定されている（図７参照）。この長さＤと幅Ｅとの関係は、計算式：Ｄ＝ｍ×Ｅで表される。ｍはカムオフセット係数で、ｍ＝０．１〜０．２に設定されている。
さらに、本形態例では、ベーン３０の後端側の角Ｒ１が、ベーン３０の先端側の角Ｒ２よりも小さい曲率半径で丸み付けされている（図６参照）。なお、ベーン３０の先端側の角Ｒ２における半径は、ベーン３０の厚さＦの０．２〜０．５倍にするとよい。また、ベーン３０の後端側の角Ｒ１における曲率半径は、ベーン３０の厚さＦの０．１〜０．４倍にするとよい。Ｒ１と厚さＦの関係は、計算式：Ｒ１＝ｎ１×Ｆで表される。ｎ１はベーン後端側の丸め係数で、ｎ１＝０．１〜０．４に設定されている。また、Ｒ２と厚さＦの関係は、計算式：Ｒ２＝ｎ２×Ｆで表される。そして、ｎ２はベーン先端側の丸め係数で、ｎ２＝０．２〜０．５に設定されている。
このように設定されていることでも、装置の低騒音化、低摩耗化や動作の安定化を図ることができる。 In the present embodiment, the protruding length D of the fixed cam 50 is set to 10 to 20% of the width E of the cylinder 10 (see FIG. 7). The relationship between the length D and the width E is expressed by a calculation formula: D = m × E. m is a cam offset coefficient and is set to m = 0.1 to 0.2.
Furthermore, in this embodiment, the corner R1 on the rear end side of the vane 30 is rounded with a smaller radius of curvature than the corner R2 on the tip end side of the vane 30 (see FIG. 6). Note that the radius at the corner R2 on the tip side of the vane 30 is preferably 0.2 to 0.5 times the thickness F of the vane 30. Further, the radius of curvature at the corner R <b> 1 on the rear end side of the vane 30 is preferably 0.1 to 0.4 times the thickness F of the vane 30. The relationship between R1 and thickness F is represented by the calculation formula: R1 = n1 × F. n1 is a rounding coefficient on the rear end side of the vane, and is set to n1 = 0.1 to 0.4. The relationship between R2 and thickness F is represented by the calculation formula: R2 = n2 × F. N2 is a rounding coefficient on the vane tip side, and is set to n2 = 0.2 to 0.5.
Even with this setting, it is possible to achieve low noise, low wear and stable operation of the apparatus.

そして、２５はローターの側面窪み部であり、各サイドプレート１５の内面から凸設された固定カム５０が内包された状態に組み込まれるように、ローター２０の両側面のそれぞれに凹設されている。
本形態例の固定カム５０は、サイドプレート１５、１５の内面からリング状に突起した一体的な形態に設けられており、ローターの側面窪み部２５にローター２０の中心軸に対しては偏心して位置するように組み込まれている。これにより、ローター２０内に固定カム５０が納まる形態となって、外観・重量はベース機と変わらない。
なお、この固定カム５０の形態はこれに限らず、例えばサイドプレート１５の内面にかかる他の形態を示した図８のように、別体に形成された盤状のカム（固定カム５０）をサイドプレート１５に嵌め込むと共にピン５１で一体的に固定した状態としてもよい。 Reference numeral 25 denotes a side recess portion of the rotor, which is recessed on each of both side surfaces of the rotor 20 so that the fixed cam 50 protruding from the inner surface of each side plate 15 is incorporated. .
The fixed cam 50 of this embodiment is provided in an integral form protruding in a ring shape from the inner surfaces of the side plates 15, 15, and is eccentric with respect to the central axis of the rotor 20 in the side recess 25 of the rotor. Built to be located. As a result, the fixed cam 50 is housed in the rotor 20, and the appearance and weight are the same as the base machine.
The form of the fixed cam 50 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8 showing another form on the inner surface of the side plate 15, a disk-shaped cam (fixed cam 50) formed separately is used. It is good also as a state fixed to the side plate 15 and fixing integrally with the pin 51. FIG.

このように固定カム５０やローターの側面窪み部２５が構成されるため、従来の基本的構造をほとんど変更することなく、ローター２０やサイドプレート１５に追加工するだけで合理的に製造できる形態になっている。つまり、基本的な形態との互換性に富む形態になっており、比較的簡単に製造できる。
また、従来のようなバネやバネ保持器が不要であり、バネ押し方式のようなベーン３０を介してシリンダの内周面１１への予圧もかからない。そのため、シリンダ１０及びベーン３０の高寿命化に貢献できる。
さらに、引っ張り又は圧縮バネを使用してないため、回転数によるバネの固有共鳴点を避ける必要がない。そのため、ベーン３０の限界周速以下においては、使用回転数に制約はない。 Since the fixed cam 50 and the side recess 25 of the rotor are configured in this way, it can be reasonably manufactured simply by performing additional machining on the rotor 20 and the side plate 15 without substantially changing the conventional basic structure. It has become. In other words, it has a form compatible with the basic form and can be manufactured relatively easily.
Further, the conventional spring and spring retainer are unnecessary, and no preload is applied to the inner peripheral surface 11 of the cylinder via the vane 30 as in the spring pushing method. Therefore, it is possible to contribute to the long life of the cylinder 10 and the vane 30.
Furthermore, since no tension or compression spring is used, it is not necessary to avoid the natural resonance point of the spring due to the number of rotations. For this reason, there is no restriction on the number of rotations used below the limit peripheral speed of the vane 30.

また、図１〜８に示したベーン型エアーモータ（空気圧回転装置）は、以上に説明した流体圧力回転装置の構成を備えると共に、以下の構成を備える。
１２は給気口であり、１４は掃気口である。
１３は排気口であり、シリンダ１０に開口された給気口１２と掃気口１４との間に、そのシリンダ１０内の空気を排気するように開口されている。 Moreover, the vane type air motor (pneumatic rotating device) shown in FIGS. 1 to 8 includes the configuration of the fluid pressure rotating device described above and the following configuration.
12 is an air supply port, and 14 is a scavenging port.
An exhaust port 13 is opened between the air supply port 12 and the scavenging port 14 opened in the cylinder 10 so as to exhaust air in the cylinder 10.

また、ベーン３０が４枚備えられてローター２０の円周等分位置に配され、その４枚のベーン３０が回転中において、シリンダ１０内を、給気口１２とのみ連通する空間１０ａ、排気口１３とのみ連通する空間１０ｂ、掃気口１４とのみ連通する空間１０ｃ、及び外部と連通しない空間１０ｄに仕切ることができる。   Further, four vanes 30 are provided and are arranged at circumferentially equal positions of the rotor 20. While the four vanes 30 are rotating, a space 10 a that communicates with the air supply port 12 only in the cylinder 10, exhaust gas It can be partitioned into a space 10b communicating only with the mouth 13, a space 10c communicating only with the scavenging port 14, and a space 10d not communicating with the outside.

なお、ベーン型エアーモータとしての構成については、これに限定されるものではなく、給気口１２と掃気口１４が、サイドプレート１５、１５に開口されていてもよいし、ローター２０に連通・開口されていてもよい。また、排気口１３の形状や開口位置も適宜選択的に設定すればよい。   The configuration of the vane type air motor is not limited to this, and the air supply port 12 and the scavenging port 14 may be opened in the side plates 15, 15, or communicated with the rotor 20. It may be opened. Further, the shape and the opening position of the exhaust port 13 may be selectively set as appropriate.

次に、以上の構成を備えるベーン型エアーモータの作動状態について説明する。
停止時は、仮に図１に示すような状態で停止しているものとする。このとき、各ベーン３０が既に固定カム５０によって案内されて図１に示すような位置まで飛び出している。この状態でベーン３０はシリンダの内周面１１に接触しているとは限らないが圧力空気を十分に受圧できる状態にある。
運転を開始すると、ラジアル方向へ押されたベーン３０（Ａ）は、給気口１２から供給される圧縮空気を適切に受圧でき、低圧部である排気口１３に向かって反時計回り（矢印参照）に回転を始める。これにより、エアーモータとして好適に始動できる。 Next, the operating state of the vane type air motor having the above configuration will be described.
When stopping, it is assumed that the vehicle is stopped in the state shown in FIG. At this time, each vane 30 is already guided by the fixed cam 50 and protrudes to a position as shown in FIG. In this state, the vane 30 is not necessarily in contact with the inner peripheral surface 11 of the cylinder, but is in a state where the pressure air can be sufficiently received.
When the operation is started, the vane 30 (A) pushed in the radial direction can appropriately receive the compressed air supplied from the air supply port 12, and counterclockwise (see the arrow) toward the exhaust port 13 which is a low pressure portion. ) Start rotating. Thereby, it can start suitably as an air motor.

次に、図２に示すように、ベーン３０（Ａ）が排気口１３を過ぎ、次のベーン３０（Ｂ）が受圧工程に入る。このとき、ベーン３０（Ａ）は、排気を終わって掃気工程に入り、シリンダの内周面１１に沿ってローター溝２２に収納されていく。
そして、ローター２０の回転速度が高まると、ベーン３０が遠心力によって付勢され、その先端側３０ａがシリンダの内周面１１に接触してシール性が高まり、回転効率が向上する。
以上の動作を繰り返すことで、ローター２０が回転され、駆動力を出力できる。
なお、給気と掃気を反対にすることで、回転方向を反転できる（図２の矢印参照）。 Next, as shown in FIG. 2, the vane 30 (A) passes the exhaust port 13 and the next vane 30 (B) enters the pressure receiving process. At this time, the vane 30 (A) finishes the exhaust, enters the scavenging process, and is accommodated in the rotor groove 22 along the inner peripheral surface 11 of the cylinder.
When the rotational speed of the rotor 20 increases, the vane 30 is urged by the centrifugal force, and the tip side 30a comes into contact with the inner peripheral surface 11 of the cylinder to improve the sealing performance, thereby improving the rotational efficiency.
By repeating the above operation, the rotor 20 is rotated and a driving force can be output.
Note that the direction of rotation can be reversed by reversing the supply and scavenging (see arrows in FIG. 2).

次に、前記の流体圧力回転装置の構成を気体や液体の各ポンプやモータに適用した場合の利点について説明する。
前記の流体圧力回転装置の構成をベーン式低真空ポンプや低圧空気圧縮ポンプのドライポンプに適用した場合、次のような効果がある。従来のドライポンプでは、吸入エアー質（湿気・油分他）の劣るエアーが吸気フィルタをパスしてポンプ本体内に入り込んだ場合、ベーンの張付きによる能力ダウンが発生しやすく、最悪はベーンの破損・機能停止に陥る。しかし、本発明の構造によるドライポンプでは、ベーン３０の飛び出しが強制となるため、同症状は回避出来る。また、通常ドライポンプでは高価なベーンが必要となるが、吸入エア質が限定されないため、安価な代替材料も選定できる。 Next, advantages of applying the configuration of the fluid pressure rotating device to gas and liquid pumps and motors will be described.
When the configuration of the fluid pressure rotating device is applied to a vane type low vacuum pump or a dry pump of a low pressure air compression pump, the following effects are obtained. In conventional dry pumps, if air with poor intake air quality (humidity, oil content, etc.) passes through the intake filter and enters the pump body, the capacity is easily reduced due to the sticking of the vane, and the worst is the damage to the vane.・ It stops functioning. However, in the dry pump according to the structure of the present invention, the vane 30 jumps out, so the same symptom can be avoided. In addition, an expensive vane is usually required for a dry pump, but since the quality of the intake air is not limited, an inexpensive alternative material can be selected.

また、前記の流体圧力回転装置の構成をベーン式油潤滑真空ポンプに適用した場合、上記のドライポンプの場合と同様の理由によって安定した性能を維持できる。ベーン式油潤滑真空ポンプでは、油の性状が変化する（劣化：酸化）ことによるベーンの張付きや破損・磨耗が生じると予測される。しかし、本発明によれば、ベーン３０の飛び出しが強制となるため、その問題を解消できる。   Further, when the configuration of the fluid pressure rotating device is applied to a vane oil lubricated vacuum pump, stable performance can be maintained for the same reason as in the case of the dry pump. In vane type oil lubricated vacuum pumps, it is predicted that vane sticking, breakage or wear will occur due to changes in oil properties (deterioration: oxidation). However, according to the present invention, since the vane 30 is forced out, the problem can be solved.

また、前記の流体圧力回転装置の構成をベーン型真空モータや真空を駆動源にしたアクチュエータ全般に適用した場合、限られた低い圧力で回転推力を発生させる必要があるためベーンの張付きは致命的になり、同構造の転用は効果的である。   In addition, when the fluid pressure rotating device configuration described above is applied to a vane type vacuum motor or an actuator using a vacuum as a driving source, it is necessary to generate a rotational thrust with a limited low pressure. Therefore, diversion of the same structure is effective.

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。   As described above, the present invention has been described in various ways with preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That's it.

本発明に係る流体圧力回転装置の形態例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a form of the fluid pressure rotating apparatus which concerns on this invention. 図１の流体圧力回転装置のローターの回転位置が異なる断面図である。It is sectional drawing from which the rotation position of the rotor of the fluid pressure rotating apparatus of FIG. 1 differs. 図２の中央縦断面図である。FIG. 3 is a central longitudinal sectional view of FIG. 2. ローターの形態例の詳細を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detail of the form example of a rotor. 主要寸法の位置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the position of a main dimension. 主要寸法の位置を示すローターの回転位置が異なる断面図である。It is sectional drawing from which the rotation position of the rotor which shows the position of a main dimension differs. 主要寸法の位置を示す中央縦断面図である。It is a center longitudinal cross-sectional view which shows the position of a main dimension. 図８は固定カムの他の形態例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing another example of the fixed cam.

符号の説明Explanation of symbols

１０ シリンダ
１１ シリンダの内周面
１２ 給気口
１３ 排気口
１４ 掃気口
１５ サイドプレート
１６ 軸受部
２０ ローター
２１ 回転軸
２２ ローター溝
２５ ローターの側面窪み部
３０ ベーン
３０ａ 先端側
３０ｂ 後端側
５０ 固定カム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder 11 Cylinder inner peripheral surface 12 Supply port 13 Exhaust port 14 Scavenging port 15 Side plate 16 Bearing part 20 Rotor 21 Rotating shaft 22 Rotor groove 25 Rotor side depression 30 Vane 30a Front end side 30b Rear end side 50 Fixed cam

Claims (12)

シリンダ内で該シリンダの中心軸に対して偏心された回転軸を中心に回転するローターを有し、該ローターに放射状に設けられた各ローター溝内でラジアル方向へ移動可能に組み込まれて前記シリンダの内周面に接する複数のベーンを有する流体圧力回転装置であって、
前記ベーンの前記シリンダの内周面に接する先端側と反対の後端側に接してラジアル方向の移動を案内するように、前記シリンダの両側面を塞ぐ各サイドプレートの内面に、それぞれ前記シリンダの中心軸と同心で一体的な固定状態に設けられると共に前記シリンダの内部方向へ所要の長さに凸設された固定カムを備えることを特徴とする流体圧力回転装置。 A cylinder having a rotor that rotates about a rotation axis that is eccentric with respect to the center axis of the cylinder in the cylinder, and is incorporated in each rotor groove radially provided in the rotor so as to be movable in a radial direction. A fluid pressure rotating device having a plurality of vanes in contact with the inner peripheral surface of
The inner surface of each side plate that closes both side surfaces of the cylinder so as to guide the movement in the radial direction in contact with the rear end side opposite to the front end side contacting the inner peripheral surface of the cylinder of the vane, A fluid pressure rotating device comprising: a fixed cam that is provided concentrically with a central axis and is integrally fixed, and is protruded to a required length in an inner direction of the cylinder. 前記各サイドプレートの内面から凸設された前記固定カムが内包された状態に組み込まれるように、前記ローターの両側面のそれぞれに凹設されたローターの側面窪み部を備えることを特徴とする請求項１記載の流体圧力回転装置。   The rotor includes side recesses that are recessed in both side surfaces of the rotor so that the fixed cams protruding from the inner surfaces of the side plates are incorporated. Item 2. The fluid pressure rotating device according to Item 1. 前記ベーンの長さが、シリンダの内径と固定カムの外径との差の８５〜９５％に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の流体圧力回転装置。   3. The fluid pressure rotating device according to claim 1, wherein the length of the vane is set to 85 to 95% of the difference between the inner diameter of the cylinder and the outer diameter of the fixed cam. 前記固定カムの凸設長さが、シリンダの幅の１０〜２０％に設定されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の流体圧力回転装置。   The fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, or 3, wherein a protruding length of the fixed cam is set to 10 to 20% of a cylinder width. 前記ベーンの後端側の角が、前記ベーンの先端側の角よりも小さい曲率半径で丸み付けされていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の流体圧力回転装置。   5. The fluid pressure rotating device according to claim 1, wherein a corner on the rear end side of the vane is rounded with a smaller radius of curvature than a corner on the front end side of the vane. 前記流体が空気であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の流体圧力回転装置。   The fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the fluid is air. 請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体圧力回転装置の構成を有することを特徴とするベーン式エアーモータ。   A vane-type air motor having the structure of the fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6. 請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体圧力回転装置の構成を有することを特徴とするベーン式低真空ポンプ。   A vane type low vacuum pump having the configuration of the fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6. 請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体圧力回転装置の構成を有することを特徴とするベーン式潤滑真空ポンプ。   A vane-type lubricated vacuum pump having the structure of the fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6. 請求項１、２、３、４、５又は６記載の流体圧力回転装置の構成を有することを特徴とするベーン式真空モータ。   A vane type vacuum motor having the configuration of the fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6. 前記流体が水であることを特徴とする請求項１、２、３、５又は６記載の流体圧力回転装置。   The fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 5, or 6, wherein the fluid is water. 請求項１、２、３、４、５又は１１記載の流体圧力回転装置の構成を有することを特徴とするベーン式水ポンプ。   A vane-type water pump having the structure of the fluid pressure rotating device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 11.
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