JPH06280501A - エアーモータ - Google Patents

エアーモータ

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JPH06280501A
JPH06280501A JP32245493A JP32245493A JPH06280501A JP H06280501 A JPH06280501 A JP H06280501A JP 32245493 A JP32245493 A JP 32245493A JP 32245493 A JP32245493 A JP 32245493A JP H06280501 A JPH06280501 A JP H06280501A
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JP
Japan
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piston
rod
air motor
cylinder
spool
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Pending
Application number
JP32245493A
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English (en)
Inventor
James J Handzel
ジェイムズ・ジェイ・ハンツェル
Kent P Hand
ケント・ピー・ハンド
Bradley K Voigt
ブラッドリー・ケイ・フォウクト
Scott C Losey
スコット・シー・ロゼイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Graco Inc
Original Assignee
Graco Inc
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Publication date
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  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 往復エアーモータの構造を簡素化するととも
に停止しにくい構造とする。 【構成】 容積式ピストンポンプ用に設計された往復エ
アーモータはシリンダを有し、このシリンダの各エンド
プレートにはスプールバルブが取り付けられている。ス
プールバルブは行程制限スイッチとして機能し、空気の
供給方向を変更するカップ部材の動作を制御する。スプ
ールバルブは一定の長さに設定されているため、圧縮空
気が所定期間にわたって供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエアーモータに関す
る。さらに詳しくは、この発明は往復ピストンポンプを
作動させるための往復エアーモータに関する。
【0002】
【従来の技術】往復ピストンポンプを作動させるための
往復エアーモータは一般によく知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエアーモータは駆動速度が遅いと停止しやすく、そ
の構造も一般的に複雑であるため、製造コストが高くな
る。複動式ポンプの機構は一般的に比較的複雑であるの
で、組立ての手間がかかり、製造コストも高くなる。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は組立て
の手間がかからず、低コストで製造可能な往復エアーモ
ータを開発することである。この発明の別の目的は低速
でも停止しにくいエアーモータを開発することである。
【0005】往復エアーモータは第1及び第2端部を有
するシリンダを有している。このシリンダ内にはピスト
ンが往復動可能に受容されている。シリンダの両端部に
はピストンの行程制限スイッチとして機能するスプール
バルブが取り付けられている。ピストンがスプールバル
ブに接触すると、そのスプールバルブによってメイン切
り換えバルブの上部に空気が供給される。それにより、
メイン切り換えバルブがシフトされ、既に加圧された状
態にあったチャンバ(ピストンの一方の側に形成されて
いるチャンバ)内の空気が排出されると同時に反対側の
チャンバ(ピストンの他方の側に形成されているチャン
バ)に圧縮空気が導入される。スプールバルブはばねで
付勢されているが、一定の長さに設定されている。この
ため、所定の期間にわたって信号が出され(圧縮空気が
供給され)るため、切り換え性が向上するとともに停止
に対する抵抗性が向上する。この発明の上記以外の目的
及び利点は以下の図面に基づく実施例の説明から十分に
明らかになるであろう。なお、図面において、同一又は
類似の部材には類似の参照番号を付した。
【0006】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。図1に示されるように、エアーモータ10
はシリンダ12を備えている。シリンダ12内にはほぼ
円形のピストン14が往復動可能に受容されている。ピ
ストン14の中心部にはピストンロッド16が連結され
ており、ピストン14はこのピストンロッド16を介し
てポンプ100(図2)に連結される。シリンダ12の
上下両端(第1及び第2端部)にはそれぞれアッパーエ
ンドプレート18及びロワーエンドプレート20が取り
付けられている。さらに、これらアッパーエンドプレー
ト18及びロワーエンドプレート20にはそれぞれアッ
パースプールバルブ(第1スプールバルブ)22及びロ
ワースプールバルブ(第2スプールバルブ)24が取り
付けられている。アッパースプールバルブ22はシリン
ダ12内に突出する作動ピン26を有し、ロワースプー
ルバルブ24もシリンダ12内に突出する作動ピン28
を有している。そして、作動ピン26はピストン14の
上死点付近でピストン14に接触するように設定され、
作動ピン28はピストン14の下死点付近でピストン1
4に接触するように設定されている。
【0007】作動ピン26はスプール30に連結されて
いる。(この両者は一体化された一つの部材として構成
されていてもよい。)スプール30は連通領域34を有
する。この連通領域34を介して、シグナルポート22
bが圧縮空気供給ポート22a又は排出ポート22cに
連通される。なお、アッパースプールバルブ22は作動
ピン26がシリンダ12の所定の位置においてシリンダ
12内に所定の長さだけ突出するように適宜設計され
る。同様に、作動ピン28はスプール32に連結されて
いる。(この両者は一体化された一つの部材として構成
されていてもよい。)スプール32は連通領域36を有
する。この連通領域36を介して、シグナルポート24
bが圧縮空気供給ポート24a又は排出ポート24cに
連通される。なお、ロワースプールバルブ24は作動ピ
ン28がシリンダ12の所定の位置においてシリンダ1
2内に所定の長さだけ突出するように適宜設計される。
シリンダ12には空気の流れの方向を制御するメイン切
り換えバルブ40が設けられている。メイン切り換えバ
ルブ40の内部にはスプール42が配置されている。こ
のスプール42によってバルブ40内にアッパーエアー
チャンバ44及びロワーエアーチャンバ46が形成され
る。これらアッパーエアーチャンバ44及びロワーエア
ーチャンバ46はそれぞれシグナルポート22b,24
bに連通されている。スプール42にはカップ部材48
が取り付けられている。メイン切り換えバルブ40には
アッパーシリンダーポート52、ロワーシリンダーポー
ト54及び排出ポート56を有するポートプレート50
が取り付けられており、カップ部材48はこのポートプ
レート50上を往復動する。アッパーシリンダーポート
52は通路60を通じてシリンダ12内に形成されたア
ッパーチャンバすなわち第1チャンバ(ピストン14の
上方に形成されたチャンバ)58に連通され、一方、ロ
ワーシリンダーポート54は通路64を通じてシリンダ
12内に形成されたロワーチャンバすなわち第2チャン
バ(ピストン14の下方に形成されたチャンバ)62に
連通されている。
【0008】図1はピストン14の上昇行程を示してい
る。この上昇行程の途中では、アッパースプールバルブ
22のスプール30に形成された連通領域34はシグナ
ルポート22b及び排出ポート22cに連通されてい
る。ピストン14がさらに上昇して、ピストン14が作
動ピン26に接触すると、スプール30がピストン14
によって上方へ押し上げられ、最終的にシグナルポート
22bが連通領域34を通じて圧縮空気供給ポート22
aと連通されるまで押し上げられる。そうすると、シグ
ナルポート22bに圧縮空気が供給され、その結果、ス
プール42の上方に位置するアッパーエアーチャンバ4
4が加圧状態となる。アッパーエアーチャンバ44が加
圧状態にされると、スプール42が押し下げられ、最終
的に排出ポート56がカップ部材48を通じてロワーシ
リンダーポート54に連通される。チャンバ65は常時
圧縮空気で満たされている。したがって、アッパーシリ
ンダーポート52がカップ部材48で覆われていない状
態では、このアッパーシリンダーポート52には圧縮空
気が供給される。アッパーシリンダーポート52は通路
60を通じてピストン14の上方に位置するアッパーエ
アーチャンバ58に連通されているので、この状態では
アッパーエアーチャンバ58に圧縮空気が供給され、そ
の結果、ピストン14が押し下げられる。スプール22
はばね37で付勢されているので、ピストン14が押し
下げられると、スプール22が下方へ移動し、連通領域
34を通じてシグナルポート22bと排出ポート22c
とが連通される。このとき、スプール42の上方に位置
するアッパーエアーチャンバ44は加圧状態に維持され
ているため、切り換え動作が円滑かつ完璧に行われると
ともにその動作が継続される。以上、ピストン14の上
昇行程から下降行程への転換動作について説明したが、
下降行程から上昇行程への転換動作も同様に行われる。
そして、この動作の繰り返しによって、エアーモータが
駆動される。
【0009】この発明のエアーモータ10の適用対象と
なるポンプは特にグリースの圧送用に設計されている
が、当然のことながら、他の粘性材料用として使用する
こともできる。図2に示されるように、ポンプ100は
ポンプシリンダ102を備えている。このポンプシリン
ダ102はエアーモータ10に取り付けられている。エ
アーモータ10のピストンロッド16はロワーエンドプ
レート20から下方へ突出され、ポンプシリンダ102
内へ導入されている。ピストンロッド16はポンプシリ
ンダ102内において、連結ロッド104にねじ結合さ
れている。連結ロッド104の下端部104aにはアッ
パーシート106が取り付けられている。このアッパー
シート106はその小径の第1端部106aを連結ロッ
ド104の下端部104aにねじ込むことによって連結
ロッド104に取り付けられており、その回りにはアッ
パーシール108がスライド可能に取り付けられてい
る。ピストンロッド16、連結ロッド104及びアッパ
ーシート106は通常各種の鋼材等の金属で形成され
る。また、アッパーシール108は超高分子量ポリエチ
レン(UHMWPE)等のプラスチック材で形成されることが
望ましい。
【0010】アッパーシール108は第1端部108a
及び第2端部108bを有する。第1端部108aはポ
ンプシリンダ102の内径にほぼ等しい外径を有し、第
2端部108bはポンプシリンダ102の内径よりも若
干小さい外径を有する。また、第1端部108aの内径
はアッパーシート106の小径の第1端部106aの外
径よりも大きく設定され、第1端部108aと第2端部
108bとの境界を成す変化部には連通孔108cが形
成されている。アッパーシール108が図2に示される
位置にあるとき、流体は第1端部108aの内面とアッ
パーシート106との間を通り、さらに連通孔108c
を通って、第2端部108bの外面に沿って流れること
ができる。アッパーシート106の第2端部106bに
おいては、ポンプシリンダ102の内面と第2端部10
6bの外面との間には隙間がないように見えるが、実際
には両者の間に若干の隙間が形成されており、流体がそ
の間を流れることができるように設計されている。アッ
パーシート106の底部すなわち第2端部106bには
ショベルロッド110がねじ込みによって連結されてい
る。そして、ショベルロッド110の下端部には、ショ
ベルプレート114がナット112によって取り付けら
れている。また、ポンプシリンダ102の下部にはショ
ベルチューブ116がねじ結合されている。ショベルチ
ューブ116には圧送される材料の吸入口として機能す
る複数の開口119が形成されている。ポンプシリンダ
102の下部にはロワーシート118がねじ込みによっ
て装着されている。ロワーシート118にはショベルロ
ッド110を受容するための中央通路118aが形成さ
れており、この中央通路118aとショベルロッド11
0との間には流体材料を流すのに十分な隙間が形成され
ている。ショベルロッド110の回りにはロワーシール
120がスライド可能に取り付けられている。このロワ
ーシール120はロワーシート118の上端面118
b、ポンプシリンダ102の内壁に形成されたショルダ
ー部122及びポンプシリンダ102の内周面とによっ
て形成される空間内に閉じ込められた状態で配置されて
いる。なお、ロワーシール120は超高分子量ポリエチ
レン(UHMWPE)で形成されることが望ましく、ショベル
ロッド110に対してほぼ密着した状態でスライドする
ように設計されている。
【0011】次に、このポンプの動作について説明す
る。エアーモータ10が駆動(ピストン14の上昇行
程)されることによってピストンロッド16が図2に示
される位置から上方に移動すると、ショベルプレート1
14が作動される。それにより、圧送されるべき材料は
押し上げられ、ショベルロッド110とロワーシート1
18との間の隙間を通り、ショルダー部122にに対し
て接触した状態になっているロワーシール120の外周
に沿って上方へ流される。材料は、さらに、ロワーシー
ル120に形成された溝120a及びロワーシール12
0の上端を通り、アッパーシート106の外周に沿って
上方へ流される。なお、このピストン14の上昇行程に
おいては、アッパーシール108はアッパーシート10
6のテーパー部106dに対して接触した状態にある。
このようにして押し上げられた材料はポンプシリンダ1
02の上部を経てエアーモータ10の底部に形成された
排出孔から押し出される。ピストン14が下降行程に転
ずると、アッパーシール108は連結ロッド104の下
端部104aに対して押圧され、材料は連通孔108c
を通り、第2端部108bに沿って流される。これと同
時に、アッパーシート106の第2端部106bによっ
て、空間124内の材料が押し出され、アッパーシート
106に沿って上方へ流される。一方、ロワーシール1
20はロワーシート118の上端面に対して押圧された
状態にあるので、空間124とロワーシール120より
下方の空間との間は完全にシールされる。
【0012】上述した実施例は発明の内容を説明するた
めの例に過ぎず、この発明の範囲を制限するものではな
い。したがって、上記実施例は、特許請求の範囲によっ
て限定される発明の範囲を逸脱しない限り、いかなる変
更も可能である。
【0013】
【発明の効果】上記実施例においては、その動作自体は
従来のエアーモータ及び複動式の排出ポンプの動作とほ
ぼ同じであるが、この実施例の構成によれば、構成部材
の数が低減され、それによって、構造が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のエアーモータの断面図である。
【図2】この発明のエアーモータが連結されるポンプの
断面図である。
【符号の説明】 10 エアーモータ 12 シリンダ 14 ピストン 16 ピストンロッド 22 アッパースプールバルブ 24 ロワースプールバルブ 22a, 24a 圧縮空気供給ポート 22b, 24b シグナルポート 22c, 24c 排出ポート 34, 36 連通領域 40 メイン切り換えバルブ 102 ポンプシリンダ 104 連結ロッド 106 アッパーシート 106a 第1端部 106b 第2端部 108 アッパーシール 108a 第1端部 108b 第2端部 108c 連通孔 110 ショベルロッド 114 ショベルプレート 118 ロワーシート 119 開口 120 ロワーシール 122 ショルダ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケント・ピー・ハンド アメリカ合衆国 55448 ミネソタ,クー ン・ラピッズ,ワンハンドレッドアンドト ゥエンティーシックスス・アベニュー・ノ ース 244 (72)発明者 ブラッドリー・ケイ・フォウクト アメリカ合衆国 55309 ミネソタ,ビッ グ・レイク,ウォール・ストリート 1121 (72)発明者 スコット・シー・ロゼイ アメリカ合衆国 55412 ミネソタ,ミネ アポリス,オールドリッチ・アベニュー・ ノース 4515

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストンポンプを駆動させるための往復
    エアーモータであって、 所定の長さを有するとともに第1端部及び第2端部を有
    するシリンダと、 前記シリンダ内に往復動可能に配置されるとともに第1
    チャンバ及び第2チャンバを形成するピストンと、 前記第1端部及び第2端部にそれぞれ設けられた第1ス
    プールバルブ及び第2スプールバルブと、 前記第1スプールバルブ及び第2スプールバルブからの
    信号に応答して前記第1チャンバ及び第2チャンバへの
    圧縮空気の供給を切り換えるメイン切り換えバルブと、 を備えた往復エアーモータ。
  2. 【請求項2】 前記両スプールバルブがばねで付勢され
    ている請求項1に記載の往復エアーモータ。
  3. 【請求項3】 前記両スプールバルブからの前記信号を
    所定の期間持続させるための信号持続手段をさらに有す
    る請求項2に記載の往復エアーモータ。
  4. 【請求項4】 前記スプールバルブのそれぞれが、 圧縮空気供給ポートと、 前記メイン切り換えバルブに連結されたシグナルポート
    と、 排出ポートと、 連通領域と、 を有し、前記信号持続手段が前記排出ポートを前記シグ
    ナルポートから所定の距離だけ離間させ、前記ピストン
    がその動作方向を逆転した後所定の距離だけ移動するま
    では前記排出ポートと前記シグナルポートとが前記連通
    領域によって連通状態にならないようにした構造である
    請求項3に記載の往復エアーモータ。
  5. 【請求項5】 ピストンポンプと組み合わされた請求項
    1に記載の往復エアーモータであって、前記ピストンポ
    ンプが、 ショルダー部を有するポンプシリンダと、 前記エアーモータから前記ポンプシリンダ内へ延びるピ
    ストンロッドと、 前記ポンプシリンダ内に配置されるとともに前記ピスト
    ンロッドに連結された連結ロッドと、 前記連結ロッドに連結された小径の第1端部と大径の第
    2端部とを有するアッパーシートと、 前記アッパーシートの前記第2端部と前記連結ロッドと
    の間でスライド動作できるように前記アッパーシートの
    前記第1端部の回りに取り付けられるとともに中央にボ
    アを有するアッパーシールと、 第1ロッド端部及び第2ロッド端部を有し、前記第1ロ
    ッド端部において前記連結ロッドに連結されているショ
    ベルロッドと、 前記ポンプシリンダの内面に取り付けられ、前記ショベ
    ルロッドをスライド可能に受容するロワーシートと、 前記ショベルロッドの前記第1端部と前記第2端部との
    間にスライド可能に取り付けられ、前記ロワーシート及
    び前記ポンプシリンダの前記ショルダー部に交互に接触
    するロワーシールと、 前記ショベルロッドの前記第2ロッド端部に取り付けら
    れたショベルプレートと、 を有し、前記アッパーシールは第1端部、第2端部及び
    少なくとも1つの連通孔を有し、前記アッパーシールの
    前記第1端部は前記ポンプシリンダの内径にほぼ等しい
    外径を有するとともに前記アッパーシートの前記小径の
    第1端部の外径よりも大きい内径を有し、前記アッパー
    シールの第2端部は前記ポンプシリンダの内径よりも小
    さい外径を有するとともに前記アッパーシートの前記小
    径の第1端部の外径とほぼ等しい内径を有し、前記連通
    孔は前記アッパーシールの前記第1及び第2端部の間に
    形成され、前記アッパーシールの外周面と前記ボアとを
    連通させている請求項1に記載の往復エアーモータ。
  6. 【請求項6】 前記ポンプシリンダは前記ショベルロッ
    ドの前記第2端部に隣接する位置に開口を有している請
    求項5に記載の往復エアーモータ。
JP32245493A 1993-03-18 1993-12-21 エアーモータ Pending JPH06280501A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US492193A 1993-03-18 1993-03-18
US004921 1993-03-18

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JP32245493A Pending JPH06280501A (ja) 1993-03-18 1993-12-21 エアーモータ

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CN (1) CN1094120A (ja)
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