JPS6056101A - 小型エア−モ−タ - Google Patents

小型エア−モ−タ

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JPS6056101A
JPS6056101A JP16486683A JP16486683A JPS6056101A JP S6056101 A JPS6056101 A JP S6056101A JP 16486683 A JP16486683 A JP 16486683A JP 16486683 A JP16486683 A JP 16486683A JP S6056101 A JPS6056101 A JP S6056101A
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JP
Japan
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piston
output shaft
compressed air
valve
rack rod
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JP16486683A
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JPH0233841B2 (ja
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Keitaro Yonezawa
米沢 慶多朗
Ichiro Kitaura
一郎 北浦
Ichiro Miyata
宮田 一郎
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Aioi Seiki Inc
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Aioi Seiki Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/047Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft with rack and pinion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧縮エアーを駆動域として作動Vるエアーモ
ータに関する。
従来、比較的小型のエアーモータとしては、圧縮エアー
の供給動圧及び膨張圧を利用して回転ベーンを駆動する
形態のものが知られているが、低速回転(数十〜数百/
rpm)で使用する場合、出力軸の、トルクが低い上に
不安定であり、負荷をかけての始動が困難な場合があっ
た。そして、このような不具合なく利用するには、出力
軸を高速回転(例えば数千〜数カ/rp16)で駆動し
た上で充分減速しなければならず、モータ自体が小型で
も大型の減速装置が必要となってしまい、小型モータを
用いる効果か半減するものであった。
この発明は、圧縮エアーを利用して直線往復運動を行う
往復発動装置を利用することで、低回転で6出力軸のト
ルクが安定し、かつ始動から最大トルクを発揮させるこ
とができる小型のエアー(−夕を提供することを目的と
したものである。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図及び第2図はエアーモータの全体を示し、これは
直線往復発動機構1と、直線往復運動を回転運動に変換
する回転変換機構2とからなり、両者がボルト3・・・
で一体連結されている。
直線往復発動機構1は、シリンダケース1aと、その両
端に連結される制御ケース1b及び連結ケース1cとか
らなる。制御ケース、Toには圧縮エアー供給口4と7
7ラー5を備えたエアー排出口6が設けられるとともに
、シリングケース1aと連結ケース1cに亘ってピスト
ン7が内装され、かつ、連結ケース1cにも圧縮エアー
の供給口8が設けられている。
ピストン7の一端からは制御ロッド9が延出されて制御
ケース1b内に挿入されるとともに、ピストン7の他端
からはラック杆10が延出されて回転変換機構2内に挿
入されている。
制御ケース1bの内部には、エアー供給口4に連通され
た環状通路a、この環状通路aとピストン室すとをつな
ぐ連通路Cが形成されるとともに、環状通路aと連通路
Cとを連通遮断するパイロット作動室の弁子11が設け
られている。又、制御ロッド9の中間には環状溝12か
形成されていて、図示のように、ピストン7か左方のス
トロークエンドにあるとエアー圧が流路d及び環状溝1
2を介して弁子11の左側受圧面に作用し、弁子11の
左右受圧面積の差から弁子11は右に寄せられ、環状通
路aと連通路Cとが遮断されるとともに、連通路Cが弁
子11内の流路eを通して排出口6につながる。この状
態ではピストン室すは大気に連通されるので、ピストン
7は他方の圧縮エアー供給口8からのエアーによって右
方に駆動されるのである。
そして、ピストン7が右方のストロークエンドに至ると
、弁子11の左側受圧面は制御ロッド9と弁子内のロッ
ド挿通間隙1及び環状溝12を介して排出口6につなが
って、弁子11の右側受圧面にのみエアー圧が作用し、
弁子11は左方に寄せられる。これによって環状通路a
と連通路Cとがつながり、ピストン7の左9右両側に同
一のエアー圧が作用する。
ここで、ピストン7の右側受圧面S1は左側受圧面S、
の2倍の面積に設定されており、その面積差に韮ってピ
ストン7は左方に駆動される。そしてこの場合、左右受
圧面S1・S2の面積差は左側受圧面S2の面積と等し
くなるから、供給エアー圧が一定であると、右行きと左
行きのピストン駆動力は同一となる。
以上のようにして一回の往復作動が完了し、以下同様な
作動が繰返されてラック杆10が一定ストロークで往復
駆動されるのである。
つまり、直線往復発動機構1は、ピストン7の左側受圧
面S2と、これの2倍の大きさの右側受圧面S1の夫々
に同時にエアー圧を作用される状態と、左側受圧面S2
にのみエアー圧を作用させる状態とを、ピストン7の移
動に伴って自動的に切換えることでピストン7を一定の
駆動力で往復駆動するように構成されているのである。
尚、この−直線往復発動機構1の原理構成が第3図中に
示される。
回転変換機構2の構成を次に説明する。
直線往復発動機構1の連結ケースICにボルト3・・・
で連結された箱形ケース13の前後壁面に軸受ブラケッ
ト14・15を介して出力軸16が支承され、この出力
軸16の下方において前記ラック杆10が直交姿勢で配
置されている。両軸受ブラケット14・1.5には同一
形状のフレーム板17a・1?bが出力軸軸心周りに回
動自在に夫/2遊嵌支承されるとともに、両7レーム板
17a・17bはステー18・・・によって一定間隔を
保って連結され、かつ、これらフレーム板17a・17
bの間には出力軸16の左右に位置する一対の回転軸1
9a・191)が回転自在に支承されている。
各回転軸19a・19bにはラック杆10のラック10
a1こ咬合可能なピニオンギヤ20a・2f)bが一体
形成されるとともに、特性か逆のワンウェイクラッチ2
1a・21bを介して中間伝動ギヤ22a・22bが外
嵌装着され、この中間伝動ギヤ22a・22bが出力軸
16に一体形成した出力ギヤ23に常時咬合されてい−
る。
又、ケース13の底壁には前側のフレーム板17aの左
右下辺に対向して一対のピストン24a・24bが設け
られ、これらピストン24g・24bの一方番圧縮エア
ーで上昇することで、7レーム板17a・17bを右上
り又は左上りに揺動して、ピニオンギヤ20a・20b
の一方をラック杆10に咬合させ、他方をラック杆10
がら分離するよう構成されている。
尚、図中の25a・25bは引退されるがわのピストン
24a、又は24bの引退限界を調節してラック10a
とピニオンギヤ20a、又は20bの咬合状態を調整す
るためのストッパー、26はラック杆10の突出端を覆
うカバーである。
上記構成において、一方のワンウェイクラッチ21aを
、回転軸19aの反時計回りの回転を伝慶ギヤ22aに
伝える特性に、又、他方のワンウェイクラッチ21bを
逆特性にして実施すると、第2図に示す状態では、ラッ
ク杆10の右方への移動時のみピニオンギヤ20g、ワ
ンウェイクラッチ21a1伝動ギヤ22a1及びギヤ2
3を介して出力軸16が時計回りに駆動回転される。又
、ピストン25a・251+への圧油供給を逆にしてフ
レーム板17a・17bを逆姿勢に切換え揺動し、他方
のピニオンギヤ20bのみをラック10bに咬合させる
と、この場合は、ラック杆10の左方への移動時にのみ
出力軸I6が反時計回りに駆動回転される。
つまり、ラック10aに咬合するピニオンギヤ20a・
20bを選択することで出力軸16の回転方向を正又は
逆に切換えることができる。
第3図中にエアーモータの起動停止及び正逆転切換え手
段の一例が示される。
図中の符号26はコンプレッサー等の圧縮エアー源、2
7はエアー圧安定用のリリーフ弁、28は直線往復発動
機構1の起動用電磁弁、2−9はピストン選択駆動用の
電磁弁、3()はモータ起動・停止用及び正逆転切換え
用の3位置スイッチ、Rylは正転駆動用+71z−R
y2は逆転駆動用リレー、r、・r2は夫々リレーR5
’+・RV2の常開リレー接点であり、図示のようにス
不ツチ30を正転用接点に切換えると電磁弁28を介し
てMIA往復発動機構1に圧縮エアーが供給されるとと
もに、電磁弁29を介して供給された圧縮エアーでピス
トン25bが突出駆動され、スイッチ3oを逆転用接点
に切換えると電磁弁28が同様に通電切換えされるとと
もに、電磁弁29が逆位置に切換えられてピストン24
aが突出駆動され、又、スイッチ30を中立に復帰させ
ると電磁弁28が復帰して直線往復発動機構1への圧縮
エアーの供給が停止されるとともに、電磁弁29も中立
に復帰するようになっている。
尚、第4図は本発明のエアーモータをプレス機械の金型
搬送用のローラコンベア31の駆動用に利用した場合を
示し、エアーモータをコンベアフレーム32に回転変換
機$2のケース13を貫通したボルト33で固定し、各
ローラ34にチェーン連動した原動軸35とモータ出力
軸16とを差込みキ一連結している。
次に本発明の別実施例のい(っがを以下に示す。
(1)第5図参照 この例は、出力軸16軸心周りに回動自在な一対のフレ
ーム板17a・17bを揺動させて正逆転の切換えを行
うのに、バネ36で一方向(例えば逆転駆動側)に付勢
された一個のピストン24を利用した場合を示し、他の
構成は主実施例と同じである。この構成によると正逆転
切換え用のピストン駆動回路が簡単となる。
(2)第6図参照 ラック杆10に一対のベベルピニオンギヤ2゜a・20
bを常時咬合させ石とともに、一方の伝動ギヤ22aを
出力ギヤ23に直接咬合させ、他方の伝動ギヤ22bを
反転ギヤ37を介して出力ギヤ23に咬合させると、ラ
ック杆10の右方移動時に一方のピニオンギヤ20aの
伝動系を介して出力軸16を時計回りに回転駆動すると
ともに、う”79杆10の左方移動時に他方のピニオン
ギヤ20bの伝動系を介して出力軸16を同じく時計回
りに回転駆動するこのがで糎、一定方向の回転を円滑に
取出すときに有効である。
(3)例示図なし 直線往復動発動機構1のピストン7を一方向に圧縮エア
ー駆動し、逆方向にバネ復帰移動させる形態で実施して
もよい。但しこの場合はエアー駆動され乞一方向へのラ
ック杆10の移動時のみ出力軸16を回転駆動する間欠
駆動方式に限られるので、ラック杆10と出力軸16と
の一方向ギヤ伝動系をト岨設ければよい。
本発明の小型エアーモータは以上ように構成したので次
のような効果を発揮する。
(1)定圧力で直線駆動されるラック杆の移動をピニオ
ンギヤ、ワンウェイクラッチ及び伝動機構を介して出力
軸の回転に変換するので、出力軸を回転開始から定トル
クで駆動することかでト、起動と同時に全負荷運転する
こと力呵能となった。従って、負荷をかけたままでの起
動も容易であり、物品の移動停止を繰返すような搬送手
段の駆動に好適である。
低速でも安定したトルクを発揮させることができ、ベー
ン型エアーモータで安定した低速定トルク運転をするた
めに要する減速比の大とい減速手段が不要となり、全体
として小型にまとめることができた。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明に係る小型エアーモータの実施例を示し
、第1図は要部を横断した全体平面図、第2図は縦断正
面図、第3図はエアーモータ全体の原理構造とその運転
用手段を示す構成図、第4図は使用例の一例を示す一部
切欠き平面図、第5図は正逆転切換え手段の実施例を示
す要部の縦断正面図、第6図は回転変換手段の別実施例
を示す概略斜視図である。 1・・・直線往復発動機構、10・・・ラック杆、16
21(21a・21+1)・・・ワンウェイクラッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、圧力エアー利用の直線往復発動機構1によってラッ
    ク杆10を一定ストロークで直線往復運動し、このラッ
    ク杆10に咬合するピニオンギヤ20と出力軸16とを
    ワンウェイクラッチ21を組込んだ回転伝動機構で連動
    連結して、ラック杆10の往復直線移動に伴って出力軸
    16を所定方向に駆動回転させるよう構成しである小型
    エアーモータ 2、特許請求の範囲第1項に記載した小型エアーモータ
    において、ラック杆10に咬合するピニオンギヤ20を
    、択一咬合自在な一対のピニオンギヤ20a・20bと
    し、これらピニオンギヤ20a・20bと出力軸1bと
    を連動連結する二つの伝動系に、回転伝動方向が相反す
    るワンウェイクラッチ21a・21bを夫々を介在させ
    であるもの 3、特許請求の範囲第1項又は第2項に記載した小型エ
    アーモータにおいて、往復発動機構1の往復動が共にエ
    アー駆動によるもの
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