JPH06241013A - 流体圧力で作動するピストンエンジン組立体 - Google Patents

流体圧力で作動するピストンエンジン組立体

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JPH06241013A
JPH06241013A JP5271115A JP27111593A JPH06241013A JP H06241013 A JPH06241013 A JP H06241013A JP 5271115 A JP5271115 A JP 5271115A JP 27111593 A JP27111593 A JP 27111593A JP H06241013 A JPH06241013 A JP H06241013A
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 流体圧力作動ピストン機関に関し、機関駆動
シャフトの運動方向を逆転させる機関と効率的に協力す
る加圧流体バルブを含むを提供する。 【構成】 機関組立体１０は、機関１２及び流体バルブ
１４からなる。流体バルブは、加圧流体とピストン室１
８の接続様式を交互に変えるバルブスプール２６を含
む。この移動は、バルブスプールに取り付けた移動装置
棒８２により達成する。移動装置棒は、一対の磁石１０
０，１０８を含む。その一端で機関駆動シャフト２２に
取り付けたフォーク８６は移動装置棒の一対の磁石間で
限定的に移動する。フォークが支持した磁石９６により
発生する磁束と移動装置棒の一方の磁石との相互作用に
より、移動装置棒及びバルブスプールが一つの位置から
他の位置へ移動し、それによりピストン室への流体の流
れ方向が変わり、ピストン及び駆動シャフトの運動方向
が逆転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には流体圧力で作
動するピストンエンジン組立体に関する。より詳しく
は、本発明は、ピストンエンジンの駆動シャフトがその
行程の各末端に近付くと、加圧下の流体がピストン室の
別の部分と接続して駆動シャフトの移動方向を逆転させ
る様に、加圧下の流体をピストンエンジンのピストン室
の別々の部分に交互に接続するための流体バルブを含む
組立体に関する。また、本発明は、流体バルブを作動さ
せるための移動装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】流体圧力で作動するピストンエンジンで
は、ピストンおよびそこに取り付けられた駆動シャフト
を往復運動させて機械的作業を行なうために加圧流体が
使用される。これを行なうためには、一般的に加圧流体
バルブが加圧流体供給源とピストンエンジンのピストン
室との間に配置され、ピストン室の各末端を交互に加圧
し、排気させる。ピストンが室の一端に近付き、したが
って取り付けられた駆動シャフトがその行程の末端に近
付くと、バルブが作動してピストンおよび駆動シャフト
の運動方向を逆転させなければならない。
【０００３】一般的に、これを行なうために、駆動シャ
フトと加圧流体バルブの間にある種の機械的接続装置が
備えられている。流体圧力作動式ピストンエンジンの公
知の一形態は、例えばホットメルト接着剤のポンプ輸送
に使用される様な、空気圧駆動式のポンプである。その
様なポンプの一形態は、ランガーの米国特許第４，５５
０，６４２号に記載されているが、この特許は他の様々
な先行技術の組立体をも記載しており、これらの組立体
を記載しているこの特許の開示をここに参考として含め
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の移動装置の問題
点は、多くの可動部品を含むこと、または部品間の機械
的相互作用（接触）を必要とすること、あるいは複雑な
こと、等である。これらすべてが個別に、あるいは組み
合わされて、移動装置の疲労および／またはポンプ組立
体の停止につながることがあり、故障検査を困難にして
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、駆動シ
ャフトがその行程の各末端に近付いた時に、加圧下の流
体をピストン室の各部分に接続して駆動シャフトの運動
方向を逆転させるための、ピストンエンジンと効率的に
協力する加圧流体バルブを含む、改良された流体圧力作
動式のピストンエンジンを提供することである。
【０００６】本発明の一特徴により、ピストンがその行
程の末端に近付いた時に流体バルブを一つの位置から別
の位置に移動させるための、本来実質的に非接触的な手
段を提供することも本発明の目的の一つである。
【０００７】これらの、および他の目的は、加圧下の流
体の供給源に接続するための入口、第一および第二排出
口、および第一位置で入口が第一排出口と接続し、第二
位置で入口が第二排出口と接続する様に、第一および第
二位置間で移動し得るバルブスプールを有する流体バル
ブと；およびバルブスプールに接続された移動装置棒、
移動装置棒に支持された直径的に対置された一対の磁
石、および移動装置棒をバルブスプールに対して第一位
置から第二位置へ、またはバルブスプールに対して第二
位置から第一位置へ移動させるための、該磁石間で移動
し得る手段とを含み、流体バルブの入口と排出口の接続
を、第一排出口から第二排出口へ、または第二排出口か
ら第一排出口へ移動させる移動装置を含む組立体により
達成される。
【０００８】これらの、および他の目的は、ピストン
室、ピストン室中で往復運動し得るピストン、およびピ
ストンに取り付けられ、第一末端および第二末端を有す
る駆動シャフト行程の端から端までをピストンと共に往
復運動し得る駆動シャフトを含む流体圧力作動式ピスト
ンエンジンと；加圧下の流体をピストン室の別々の部分
に接続するための流体バルブ手段であって、（ａ）流体
バルブ手段が加圧下の流体をピストン室の第一部分に接
続する様に作動し、駆動シャフトがその行程の第二末端
に向けて移動し始める第一位置、および（ｂ）流体バル
ブ手段が加圧下の流体をピストン室の第二部分に接続す
る様に作動し、駆動シャフトがその行程の第一末端に向
けて移動し始める第二位置に移動し得るバルブスプール
を含む流体バルブ手段と；往復運動するために取り付け
られ、直径的に対置された一対の磁石を含む、流体バル
ブ手段に接続するための第一手段と；および駆動シャフ
トがその行程の第一末端に近付いた時に第一手段をバル
ブスプールに対して第一位置に移動させ、駆動シャフト
がその行程の第二末端に近付いた時に第一手段をバルブ
スプールに対して第二位置に移動させるように第一手段
をピストンエンジン駆動シャフトに接続するための第二
手段とからなり、駆動シャフトがその行程の各末端に近
付いた時に加圧下の流体がピストン室の一方の部分に接
続されて駆動シャフトの運動方向を逆転させる流体圧力
作動式ピストンエンジン組立体によっても達成される。
【０００９】本発明の他の目的および利点、およびその
実施方法を以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明
する。
【００１０】
【実施例】ここで図に関して、一般的に番号１０で示す
流体圧力で作動するピストンエンジン組立体は、流体圧
力で作動するピストンエンジン１２および加圧下の流体
をピストンエンジンに接続するための流体バルブ１４を
含む。ピストンエンジン１２はピストン室１８を限定す
るハウジング１６を含み、そのピストン室の中をピスト
ン２０が往復運動する。ピストン２０には駆動シャフト
２２が取り付けられており、ピストンと共に往復運動す
る。例えば、ピストンエンジン１２がポンプとして使用
される場合、駆動シャフトはポンプシャフトとして作用
する。ポンプとして使用する場合、この組立体は、例え
ばホットメルト接着剤の様な接着剤をポンプ輸送する場
合に特に好適である。
【００１１】加圧流体バルブ１４は、図に示す形では、
加圧空気供給源（図には示していない）から空気入り口
２４を通してピストン室１８に加圧空気を選択的に接続
するための空気作動バルブである。流れの方向を決める
バルブ素子として作用するバルブスプール２６は、スリ
ーブ２８内部で移動することができ、流体バルブ１４の
ハウジング３０内に取り付けられた多段孔を有する。
【００１２】図に示す形では、加圧空気は入り口２４を
通して、スリーブ２８の孔の一部を形成する環状部分３
２の中に連絡している。加圧空気は環状部分３２から、
バルブスプール２６の位置に応じて、孔の直径が小さく
なった部分３８、４０を経由し、それぞれ孔のそれぞれ
の環状部分３４または３６のどちらかに連絡する。バル
ブスプール２６の外径は変化し、加圧空気の流れ方向を
決めるための段差部分を形成する。 図２および４に示
す様に位置したバルブスプール２６では、加圧空気は空
気入り口２４から、スリーブの孔の環状部分３２、部分
４０、および環状部分３６を通り、通路４２を通ってピ
ストン室１８の上部に連絡する。スプール２６が図３お
よび５に示す位置にある場合、加圧空気は空気入り口２
４から、孔の環状部分３２、部分３８、および環状部分
３４を通り、通路４４を通ってピストン室１８の底部に
連絡する。通路４２および４４は、分かり易くするため
に斜めに、または交差する様に示してあるが、両者共、
図２に対して実質的に垂直方向に伸びていてもよい。
【００１３】スリーブ２８の孔の排気環状部分４６は、
直径が小さくなった部分５０を経由して環状部分３４に
接続している。同様に、孔の排気環状部分４８は、直径
が小さくなった部分５２を経由して環状部分３６に接続
している。上記と同様に、環状部分３４、４６および３
６、４８の各対間の空気の流れはバルブスプール２６の
位置によって異なる。各排気環状部分は流体バルブのハ
ウジング３０中の開口部に接続しているので、ピストン
がピストン室の一端から他端に移動する時に空気はピス
トン室から排出される。
【００１４】ピストン２０および駆動シャフト２２を往
復運動させるために、および最初に図２に示すバルブス
プール２６およびピストン２０の位置に関して、加圧空
気は入り口２４および環状部分３２を通して連絡してい
る。空気は直径の小さい部分４０を通って環状部分３６
に流れるが、バルブスプール２６の直径の大きい部分５
６により環状部分３４への流れが阻止される。空気は環
状部分３６から通路４２を通ってピストン室１８の上側
部分へ流れる。加圧空気はピストン２０の上面に作用
し、ピストンおよび駆動シャフト２２を押し下げる。ピ
ストン２０が下方に移動すると、ピストン室１８の下側
部分中にある空気は通路４４を通って環状部分３４に排
出され、直径の小さい部分５０、環状部分４６、次いで
バルブハウジング３０の上部にある排気開口部６０を通
り、そこから空気はこの組立体の外に排出される。
【００１５】以下に詳細に説明する様にして、ピストン
２０がピストン室１８の底部に近付くと、バルブスプー
ル２６はスリーブ内を滑って移動する。図２および４に
関して、バルブスプール２６は上方に移動し、図３およ
び５に示す位置に来る。これによってバルブスプール２
６の段差のついた外径の各部分がスリーブ２８の段差の
ついた孔と異なった位置で整列し、それによって空気の
流れ方向が変わる。次いで加圧空気が流体バルブ１４を
通して接続されるので、加圧空気は通路４４に接続さ
れ、ピストン２０の下面に作用する。ピストン２０の下
面にその様に加えられた力がピストン２０をピストン室
１８の上部に押し戻し、それによって流体バルブ１４は
再び、図２および４に示す以前の位置に滑って移動す
る。そして、このサイクルが繰り返される。ピストン２
０がピストン室１８を通って上方に移動する間、ピスト
ン室の上部にある空気は通路４２、環状部分３６、部分
５２、環状部分４８を通り、最後にバルブハウジング３
０の底部にある開口部６２から排出される。
【００１６】バルブスプール２６の上端には、一対のリ
ング６６を有する止め板６４が取り付けられている。止
め板６４は、バルブスプール２６の上側肩部６８によ
り、およびバルブスプール２６の上端部にねじ止めされ
たナット７０により保持されている。止め板６４は、バ
ルブスプール２６がスリーブ２８の孔の中を滑り移動す
る際に、その移動を制限するための戻り止めを与える。
図３に関して、止め板６４は、流体バルブのハウジング
３０のキャップ部分７２との相互作用により、スプール
の上方移動を制限する。リング６６はある程度の弾性を
有するので、衝撃吸収材と似た作用をする。リングは、
例えばエラストマー、テトラフルオロエチレン、または
他の材料から作ることができる。
【００１７】空気バルブ内に堆積物が形成されにくくす
るために、直径が大きくなった部分５６の様なスプール
の外側の段差のついた部分が、直径が小さくなった部分
３８の様なハウジングの孔をこするのが好ましい。それ
によって堆積物はこすられて孔の３４の部分または各ポ
ケット５７の様な、より大きな部分の中に入る。
【００１８】半インチ直径スプール用の通常のバルブ設
計公差は（５６の部分の様な直径の大きな部分で測定し
て）±０．０００１インチ（０．００２５ｍｍ）であ
る。しかし、ホットメルト吐出装置に使用するポンプ組
立体には、この公差で製造されたスプールおよびスリー
ブは粘着して動きが悪くなる傾向があるが、±０．００
１インチ（０．０２５４ｍｍ）で製作された組立体は漏
れを生じる傾向のあることが分かった。したがって、好
ましい公差はその間の何処かにある。しかし、硬化した
ステンレス鋼製で、±０．０００５インチ（０．０１２
７ｍｍ）の公差を有するスプールおよびスリーブで良好
な結果が得られている。これは一般的な空気バルブに見
られるよりも大きな公差である。また、この特別な組合
わせに関しては、空気バルブに使用する空気は潤滑剤を
含まない空気が望ましいことも分かっている。
【００１９】ピストンエンジン２０がピストン室１８の
上部または底部に近付き、その結果駆動シャフト２２が
その行程の末端に近付いた時に流体バルブ１４を作動さ
せるために、駆動シャフトの運動が移動装置組立体８０
を介してバルブスプール２６に伝達される。移動装置組
立体８０は、バルブスプール２６にねじ込み式に取り付
けられている移動装置棒８２を含む。移動装置棒８２
は、流体バルブ１４から移動装置組立体８０の末端キャ
ップ８４の開口部を通って伸びている。移動装置棒８０
はピストンエンジンの駆動シャフト２２と実質的に平行
に伸びている。移動装置組立体８０はさらに、ピストン
駆動シャフト２２に取り付けられた、移動装置棒８２を
限定運動させるためのフォーク８６を含む。例えば、ね
じ８８はフォークの末端９０からフォークの中間部分９
２に伸び、これらの２つの位置の間で、フォークはピス
トン駆動シャフト２２の回りで実質的に「Ｃ」字形を形
成する。ねじ８８はフォークの部分９２と噛み合ってい
るので、フォークの「Ｃ」が締め付けられてシャフト２
２をつかむ。
【００２０】フォーク８６の二又になった末端部９４
は、フォーク８６の切削されたポケット内に位置する磁
石９６を支持している。磁石９６は図６に示す様に実質
的に「Ｃ」字形をしており、「Ｃ」の二又間に移動装置
棒８２およびスリーブ９８が配置されている。バルブス
プール２６が往復運動し、駆動シャフト２２の往復運動
に関連してフォーク８６を移動装置棒８２のスリーブ９
８に沿って移動させる際に、移動装置棒８２およびスリ
ーブ９８はその二又間を自由に横滑りできるのが好まし
い。したがって、フォークおよび磁石がスリーブ９８を
またぎ、スリーブに接触しない様に、スリーブ９８はフ
ォークの二又および磁石９６から間隔を置いて配置され
るのが好ましい。磁石９６がスリーブ９８と横滑りする
様に接触するのは好ましくない。したがって、フォーク
の先端９４ａ、９４ｂ間の間隔は磁石の二又の間隔より
も小さいのが好ましい。つまり、フォークがスリーブ９
８と接触しても磁石は接触せず、それによって磁石の摩
耗および／または損傷が防止される様に、磁石はフォー
クよりもさらにスリーブから離れている。
【００２１】移動装置棒８２の、流体バルブ１４から最
も遠く離れた方の末端にはもう一つの磁石１００があ
る。この磁石は磁石９６と類似しているが、「Ｃ」形状
である代わりに、実質的にリング状つまり円形である。
磁石１００は、磁石に対する物理的な損傷を防止するた
めの一対のキャップ１０２、１０４の間に挟まれてい
る。磁石１００は、一端でナット１０６により、他端で
キャップ１０２とスリーブ９８の相互作用により移動装
置棒に固定されている。
【００２２】末端キャップ８４とフォーク８６の間に
は、磁石１００と類似した第三の磁石１００がある。こ
の磁石１０８もキャップ１１０、１１２間に挟まれてお
り、一端で移動装置棒８２の形部１１４により、他端で
移動装置棒のスリーブ９８により移動装置棒８２に固定
されている。
【００２３】磁石９６、１００、１０８は永久磁石であ
る。流体圧ピストンエンジン組立体がホットメルト接着
剤のポンプ輸送に使用される場合、永久磁石はサマリウ
ム−コバルト系のＳｍ2 Ｃｏ17磁石構造を有するのが好
ましい。これは、熱が永久磁石の磁性強度に影響するこ
とが良く知られているためである。したがって、ホット
メルト接着剤のポンプ輸送には、その様なホットメルト
接着剤の加熱および融解に一般的に使用される温度に耐
え得る永久磁石を選択する必要がある。例えば、ホット
メルト接着剤系では、移動装置は約２００oF（９３．３
oC）〜約３５０oF（１７７oC）の温度にさらされること
があると予想される。サマリウム−コバルト系磁石は４
５０oF（２３２oC）未満の温度で十分に使用できる。し
たがって、この実施例をホットメルト接着剤の吐出に使
用する場合、サマリウム−コバルト磁石が好ましいと考
えられる。
【００２４】各永久磁石はそれぞれ固有の磁界を形成す
る。移動の効率にはこれらの磁界の相互作用が重要であ
る。両方向に滑らかに移動させるためには、移動装置の
磁石１００、１０８が実質的に同じ大きさおよび形状を
有するのが好ましい。同様に、フォークの磁石９６も移
動装置の磁石１００、１０８と類似している。フォーク
の磁石９６は移動装置棒８２に対して円形で、その中心
をスリーブ９６が通っていてもよい。その様な構造は組
み立て、分解がより困難である。しかし、円形構造に透
き間を設けることにより、フォーク磁石は実質的に同じ
円形構造を保持し、移動装置棒８２およびスリーブ９６
をフォークから容易に取り外すことができ、それによつ
て組み立ておよび分解が容易になる。
【００２５】鉄系磁性材料は磁石の磁界に影響し得る
（磁界を集中させるか、または歪める）ので、移動装置
棒８２、その関連するスリーブ９８、およびフォーク８
６は非磁性材料にすべきである。例えば、３００シリー
ズステンレス鋼の様な不動態化したステンレス鋼、また
はアルミニウム、黄銅、等の他の非磁性材料を使用する
ことができる。同様に、それぞれの磁石に関連する磁石
キャップ１０２、１０４、１１０および１１２も非鉄系
磁性材料からなるのが好ましい。
【００２６】磁界が存在するために、流体バルブのバル
ブスプール２６およびスリーブ２８も、非磁性材料また
は硬化ステンレス鋼の様な僅かに磁性の材料からなるの
が好ましい。例えば、４５−５５ロックウエル「Ｃ」級
ステンレス鋼からなるバルブスプールおよびスリーブは
ホットメルト用途に好適である。これによって、これら
の部品の一方または両方が磁化し、それによってスリー
ブ２８内のバルブスプール２６の滑り運動が妨害または
阻止され、ピストン室１８への、およびそこからの空気
流の方向が妨げられる可能性がなくなる。その様な実施
例では、ハウジング３０はアルミニウム製であり、２種
類の異なった金属の膨張および収縮を調整するための複
数のＯリング３１がある。
【００２７】他方、磁界の方向を決めることにより、磁
界がより効果的に活用される、および／または保持され
る様にするために、この組立体のある種の部品は鉄系磁
性材料にすべきである。移動装置組立体の末端キャップ
８４、１１６は鉄系磁性材料からなるのが好ましい。こ
れによって、以下により詳細に説明する止め機構も与え
られる。
【００２８】磁石の極性は、フォーク磁石９６が移動装
置棒磁石１００、１０８のどちらかに向かって移動する
とその間に引力が生じる様に配置する。例えば、移動装
置棒磁石１００、１０８を、Ｎ極がそれぞれ上側キャッ
プ１０２、１１０と接続する様に設置する場合、フォー
ク磁石９６のＮ極は上側移動装置棒磁石１０８に向けて
配置する。流体バルブ１４の移動は、フォーク８６の磁
石がスプール磁石の一方に接近した時に行なわれる。何
処かの点で、フォーク８６の磁石９６とスプール磁石の
間の引力は十分大きくなり、スプール磁石を移動装置棒
８２およびパルプスプール２６と共にフォークの磁石に
向かって移動させる。この横滑り運動により、バルブス
プール２６の素子が再整列し、ピストンが反対方向に移
動する。
【００２９】例えば、図２に関して、駆動シャフト２２
およびピストン２０がその行程の末端に近付くと、フォ
ーク８６は移動装置棒磁石１００に向かって移動する。
フォーク磁石９６と移動装置棒磁石１００の間の引力が
増加して行き、最終的に十分大きくなり、移動装置棒磁
石１００はフォーク８６の磁石９６に向けて引っ張られ
る。これによって、図３に示す様に、移動装置棒８２お
よびバルブスプール２６が同じ方向に移動する。移動す
ると、上記の様に流体バルブ１４が空気流の方向を変え
るので、駆動シャフト２２および関連するピストンの移
動方向が逆転する。これによってフォーク８６は他の移
動装置棒磁石１０８に向かって移動する。駆動シャフト
およびピストンが行程の末端に近付くと、フォークの磁
石９６と移動装置棒磁石８２の磁石１０８の間の引力に
より、磁石１０８がフォーク８６に向かって移動する。
これによって流体バルブ１４が移動し、それによって空
気の流れが逆転し、組立体は図２に示す状態に戻る。各
磁石の大きさおよび位置を適当に調節することにより、
流体バルブ１４の移動は非接触運転として達成される。
言い換えれば、移動装置棒の磁石はフォークに接近する
が、接触することはない。非接触運転により摩耗特性が
改良され、したがって先行技術の設計よりも耐久性が改
良される。さらに、磁石を予め決めた間隔を置いて配置
することにより、磁石が接触位置にある場合よりも磁石
を引き離すのに必要な力が少なくて済む。また、各磁石
に、または磁石間に作用する力は、ピストンおよび駆動
シャフトの行程中に磁石が接近すればする程増加するの
で、流体バルブの移動が妨害される可能性はほとんどな
く、したがってポンプが停止する可能性もほとんどな
い。
【００３０】先行技術の空気バルブでは、ワニス状物質
の様な様々な汚染物が空気バルブ内部に蓄積し、空気バ
ルブを一つの位置から他の位置へ完全に移動させるのに
益々大きな力が必要になる。ある種の移動装置組立体で
は、移動の開始時に最大量の力が作用し、移動行程の完
了に向けて次第に減少する。例えば、スプリングを使用
する移動装置は、スプリングの力が移動の開始時に一般
的に最大であるので、この様に作用する。その様な移動
装置では、汚染物に打ち勝ち、バルブの移動を開始する
ための十分な力があろう。しかし、空気バルブが移動す
るにつれて移動装置の力が消失するので、汚染物による
抵抗力を克服できない点まで力が減少する可能性があ
る。このために空気スプールは一つの位置から他の位置
へ完全に移動できなくなる。これによってポンプが停止
してしまう。
【００３１】図２に関して、移動装置によって空気バル
ブに作用する移動力は、移動装置が一つの位置から他の
位置に移動するにつれて増加する。例えば、力８６によ
り支持された磁石９６が磁石１００に近いその最下位置
から移動するにつれて、その磁石と上側磁石１０８の間
の引力は連続的に増加する。ある点で、磁石１０８と９
６の間の引力は、スプール、移動装置棒、および磁石１
０８が下方に移動し始める程大きくなる。これらの部品
が一度下方に移動し始めると、これらの部品は移動し続
ける。というのは、これらの部品を下方に引き付ける力
は空気バルブが完全に下方に移動し、フォークがその行
程の最上部に到達するまで連続的に増加するためであ
る。したがって、空気バルブが移動し始めると引力が増
加して行くので、移動が完了する確立ははるかに高くな
り、それによって汚染物の蓄積による影響を受けにくく
なる。
【００３２】移動装置棒８２の磁石１００、１０８とそ
れぞれの末端キャップ８４、１１６の間の相互作用によ
り、フォークが移動装置棒磁石間を移動する際に、移動
装置および流体バルブが一つの位置からもう一つの位置
へ移動するのを阻止するための止め機構が得られる。し
たがって、どちらの移動装置棒磁石がそのそれぞれの末
端キャップの最も近くに位置していても、その間の引力
は移動装置と流体バルブが不意に移動するのを防ぐには
十分であるが、移動の際に移動装置棒磁石がフォークの
磁石に向かって移動するのを妨げる程強くはない。
【００３３】あるいは、「Ｃ」磁石の代わりに２本の棒
磁石を使用することもできる。この場合、移動装置棒
は、フォークの「Ｃ」磁石における透き間と同様に、間
隔を置いて配置した磁石の間を通過する。この別の実施
例では、棒磁石の長さは移動装置棒磁石の外径よりも長
くなければならない。この実施例は、移動装置棒に関連
し得る側方負荷を低減する、またはなくす手段を与え
る。リング状磁石および「Ｃ」字形磁石では、移動装置
棒磁石とフォーク磁石間の不整列により、移動装置棒の
側方負荷が起こることがある。この不整列は、公差の違
いにより起こることがあり、これによって物理的な部品
が不整列する、あるいは磁石の磁性中心がその幾何学的
中心からずれている場合に起こることがある。「Ｃ」字
形磁石とリング状磁石の間に不整列がある場合、これら
の磁石は、それらを正しい磁性整列の外に移動させよう
とする、あるいは外に保持しようとするいかなる力にも
抵抗する傾向がある。例えば、フォーク磁石および移動
装置棒磁石が、それらのポンプピストンおよび空気バル
ブへのそれぞれの接続により、磁性整列の外に保持され
ている場合、これらの部品に側方負荷の形の力が作用
し、それによってこれらの部品に対する摩擦および摩耗
が増加する。フォーク磁石および移動装置棒磁石を磁性
整列させる手段を備えることにより、この問題はなくな
る。棒磁石により形成される透き間により、移動装置棒
のリング状磁石とフォークの磁石９６の間の不整列が補
償される。
【００３４】あるいは、図７に関して、一部品フォーク
の代わりに、部材８６ｃおよび８６ｄがヒンジ８７によ
り接続されている、２つの部品からなるフォーク８６ｂ
を使用することができる。駆動シャフト２２ｂへのフォ
ーク８６ｂの接続は、フォークが移動装置棒を中心にし
て回転できる様に変形されている。これによって、
「Ｃ」字形フォーク磁石９６ｂは、移動装置棒を中心に
して円弧状に旋回し、移動装置棒磁石と磁性的に整列
し、それによって側方負荷をなくすことができる様に、
移動装置棒中に位置することができる。
【００３５】また、フォーク磁石は、移動装置棒のため
の孔および透き間のために断面積が小さいので、その磁
性中心は磁石の円の中心にある必要はない。したがっ
て、移動装置棒を磁石の図心に配置するのが好ましいと
考えられる。
【００３６】フォークおよびその関連する磁石をスリー
ブ９８および移動装置棒８２から間隔を置いて配置する
ことにより、機構の故障検査が容易になる。例えば、ポ
ンプが停止した場合、スプール２６の末端２６ａまたは
移動装置棒８２の末端８２ａを押すことにより、空気バ
ルブを手動により作動させることができる。空気バルブ
が自由に移動すれば、停止は恐らく空気バルブのためで
はない。他の先行技術の移動装置では、移動装置を先ず
ポンプの駆動シャフトから外す必要があり、これは困難
で、時間がかかる。
【００３７】本発明を好ましい実施例に関して説明した
が、無論、当業者には本発明の範囲から逸れることな
く、様々な変形を行ない、各部品を同等品で置き換える
ことが可能である。例えば、図８に別の移動装置組立体
８０ａの断面を示す。この配置では、フォーク８６ａは
鉄系磁性材料からなり、フォーク磁石を含まない。フォ
ーク８６ａは上記と同様にピストンの駆動シャフト２２
ａに取り付けられている。移動装置棒磁石１００ａ、１
０８ａは、磁束線を収容し、移動装置棒磁石と鉄系磁性
フォーク８６ａの間の引力を増加させるために、鋼製カ
ップ１１８、１２０にそれぞれ取り付けられている。上
記と同様に、ピストンの駆動シャフト２２ａが行程の末
端に到達すると、フォーク８６ａが移動装置棒磁石の一
方に接近する。フォーク８６ａと移動装置棒磁石間の透
き間が減少するにつれて、引力が増加する。この引力
は、移動装置棒磁石がフォーク８６ａに引き寄せられる
まで増加する。こうして流体バルブ１４が移動し、ピス
トン室内の空気の方向を逆転させ、それによってピスト
ンおよび駆動シャフト２２ａの方向を逆転させる。
【図面の簡単な説明】
下記の図面の説明では、同等の部品は同等の番号で示し
てある。
【図１】本発明の一実施例による流体圧力作動式ピスト
ンエンジン組立体の立面図である。
【図２】図１の組立体の、実質的に線２−２に沿って見
た、第一の位置における組立体を示す立面図である。
【図３】図２と類似の、ただし第二の位置における組立
体を示す立面図である。
【図４】図２に示す位置に対応する、流体バルブのバル
ブスプールおよびスリーブの拡大断面図である。
【図５】図３に示す位置に対応する、バルブスプールお
よびスリーブの拡大断面図である。
【図６】実質的に線６−６に沿って見たフォークの断面
図である。
【図７】図１、２、および３の組立体のための別のフォ
ークの平面図である。
【図８】流体圧力作動式ピストンエンジンで使用するた
めの、別の移動装置組立体の部分立面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジェー． ウッドリーフ アメリカ合衆国．30244 ジョージア，ロ ーレンスヴィル，カウントリィ オークス コート 928 (72)発明者 パトリシア アン スローン アメリカ合衆国．30114 ジョージア，カ ントン，カーティス ロード 874

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加圧下にある流体の供給源に接続するた
    めの入口、第一および第二排出口、および第一位置で入
    口が第一排出口と接続し、第二位置で入口が第二排出口
    と接続する様に、第一および第二位置間で移動し得るバ
    ルブスプールを有する流体バルブを含む組立体であっ
    て、 バルブスプールに接続された移動装置棒と、移動装置棒
    に支持された直径的に対置された一対の磁石と、および
    移動装置棒をバルブスプールに対して第一位置から第二
    位置へ、またはバルブスプールに対して第二位置から第
    一位置へ移動させるための、該磁石間で移動することが
    でき、ピストンエンジンのシャフトに接続し得る手段と
    を含み、流体バルブの入口と排出口の接続を第一排出口
    から第二排出口へ、または第二排出口から第一排出口へ
    移動させる移動装置を含むことを特徴とする組立体。
  2. 【請求項２】 前記手段が一対の磁石間に配置された鉄
    系磁性部分を含むことを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記手段が、前記移動装置棒の一対の磁
    石間に配置された磁石と、および前記移動装置棒に支持
    された前記磁石の少なくとも一方と、前記移動装置棒の
    一対の磁石間に配置された前記磁石との間の磁性不整列
    を補償するための補償手段とを含むことを特徴とする請
    求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記補償手段がヒンジ手段であることを
    特徴とする請求項３の装置。
  5. 【請求項５】 前記移動装置棒の各磁石が、棒手段によ
    り支持された磁石の方を向いた第一極面およびそこから
    離れた第二極面を有し、さらに前記手段により前記移動
    装置棒が位置を変えるまで前記移動装置棒を第一または
    第二部分に保持するための止め手段を含み、前記止め手
    段が前記移動装置棒の各磁石の第二極面から間隔を置い
    て配置された鉄系磁性板を含むことを特徴とする請求項
    １又は３の装置。
  6. 【請求項６】 さらに、ピストン室と、ピストン室中で
    往復運動し得るピストンと、ピストンに取り付けられ
    た、第一末端および第二末端を有する駆動シャフト行程
    にわたってピストンと共に往復運動し得る駆動シャフト
    と、流体バルブの第一および第二排出口をピストン室
    の、その行程の第一および第二部分にそれぞれ接続する
    ための手段とを含む流体圧力作動式ピストンエンジンか
    らなり、 移動装置の前記手段がピストンエンジン駆動シャフトに
    接続されているので、駆動シャフトがその行程の各末端
    に近付いた時に、流体がピストン室の一部分に接続さ
    れ、駆動シャフトの運動方向を逆転させることを特徴と
    する請求項１〜５いずれかの装置。
  7. 【請求項７】 移動装置の手段が、 第一端部でピストン駆動シャフトに取り付けられ、第二
    端部で移動装置棒に対して横滑り運動するように取り付
    けられた棒手段を含み、 前記手段の前記磁石が、移動装置棒磁石間で移動できる
    様に棒手段の第二端部により支持されているので、ピス
    トンエンジン駆動シャフトがその行程の末端に達した時
    に、棒手段の磁石と移動装置棒の磁石の一方の間の引力
    により移動装置棒が一つの位置から他の位置へ移動し、
    それによって空気バルブが一つの位置から他の位置へ移
    動し、ピストン室への空気流が駆動シャフトの運動方向
    を逆転させることを特徴とする請求項６の装置。
  8. 【請求項８】 第二手段を取り外すことなく、ピストン
    エンジンから独立して、流体バルブ手段を手動で作動さ
    せることができることを特徴とする請求項６の装置。
  9. 【請求項９】 前記棒手段が実質的に二又部分を有する
    フォークであり、棒手段の磁石の断面が実質的に「Ｃ」
    字形であり、磁石の開口部およびフォークの二又部分が
    移動装置棒をまたいでおり、前記フォークがさらにヒン
    ジにより一つに接続された第一および第二部分からなる
    ことを特徴とする請求項７の装置。
  10. 【請求項１０】 加熱された接着剤をポンプ輸送するた
    めの組立体であって、 ピストン室と、ピストン室中で
    往復運動し得るピストンと、ピストンに取り付けられ
    た、第一末端および第二末端を有するポンプシャフト行
    程にわたってピストンと共に往復運動し得るポンプシャ
    フトとを含むポンプと、 ピストン室の外に取り付けられた、少なくとも３５０o
    の温度で作動し得る、加圧下にある空気をピストン室の
    別々の部分に接続するための空気バルブであって、空気
    バルブが加圧下の流体をピストン室の第一部分に接続す
    る様に作動し、ポンプシャフトがその行程の第二末端に
    向けて移動し始める第一位置と、空気バルブが加圧下の
    流体をピストン室の第二部分に接続する様に作動し、ポ
    ンプシャフトがその行程の第一末端に向けて移動し始め
    る第二位置との間で移動できる様に取り付けられた、バ
    ルブスリーブ中に配置されたバルブスプールを含み、バ
    ルブスプールが、複数の直径がより大きい部分を有する
    段差のついた外側表面を有し、前記直径がより大きい部
    分が１／２インチの直径および約０．０００５インチの
    公差を有する空気バルブと、 ピストン室の外に取り付けられた、少なくとも３５０o
    の温度で作動し得る移動装置であって、バルブスプール
    に取り付けられた移動装置棒と、移動装置棒により支持
    された、サマリウム−コバルトを含む、直径的に対置さ
    れた一対の磁石と、前記磁石間で移動し得るが前記移動
    装置棒から間隔を置いて配置され、ポンプシャフトに接
    続された手段とを含み、移動装置棒を第一および第二位
    置間で移動させ、移動装置棒が第一位置に移動すること
    により、バルブスプールがバルブスプールの第一位置に
    移動し、移動装置棒が第二位置に移動することにより、
    バルブスプールがバルブスプールの第二位置に移動し、
    ポンプシャフトがその行程の各末端に近付いた時に、加
    圧下にある流体がピストン室の前記部分の一方に接続さ
    れ、ポンプシャフトの運動方向を逆転させる移動装置と
    を含み、バルブスプールおよびバルブスリーブが硬化ス
    テンレス鋼からなり、前記バルブスリーブがアルミニウ
    ム製のハウジング中に配置され、ハウジングとスリーブ
    の間の膨張および収縮を調整するための手段を有するこ
    とを特徴とする組立体。
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