KR101310083B1

KR101310083B1 - 왕복공기모터

Info

Publication number: KR101310083B1
Application number: KR1020130043979A
Authority: KR
Inventors: 박근조
Original assignee: (주)대신테크
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-09-23

Abstract

본 발명은 도장기기용 왕복 공기 모터에 관한 것으로서, 보다 상세히는 피스톤 상하에 따른 맥동압력차가 적고, 종래기술에 비해 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 왕복 공기 모터에 관한 것이다.
본 발명은 도장기기용 왕복 공기 모터(100)에 있어서, 실린더(1) 일측면부에 피스톤 하우징 개스킷(2)과 함께 체결되는 피스톤 밸브 하우징(9)과; 실린더(1)와 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 피스톤 밸브 바디(13)를 상하로 이동시키는 3웨이 밸브 형태의 파일럿 밸브(20)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

왕복공기모터{Reciprocating Air Moter}

본 발명은 도장기기용 왕복 공기 모터에 관한 것으로서, 보다 상세히는 피스톤 상하에 따른 맥동압력차가 적고, 종래기술에 비해 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 왕복 공기 모터에 관한 것이다.

왕복 공기모터는 도장기기 분야에서는 널리 공지되어 있고,광범위하게 보급되어 사용하고 있다. 상기 왕복공기모터는 실린더에 유입된 공기가 배출되는 과정에서 교축손실등으로 빙점이하의 온도로 배출된다.

상기 배출가스의 온도로 인해, 배출구, 공기관로 및 피스톤 밸브 통로내에서 결빙 현상으로 수분과 얼음이 발생한다. 300bar 이상의 고압을 도료를 공급하기 위해서는 높은 압축비의 왕복 공기모터를 사용하게 되는데, 상기 고압축비 왕복공기모터를 장시간 사용할 경우, 상기 결빙현상이 촉진되어 왕복공기모터의 작동을 느리게 하게 하거나, 완전이 멈추게 하는 경우가 빈번하다.

왕복 공기모터가 일단 정지되면, 상기 통로의 결빙을 녹이는데 몇 시간이 걸릴 수도 있고, 그 시간에 고압펌프에 잔류하는 도료의 경화로 도장기기를 폐기해야되는 문제점도 있다. 또한, 실린더에 공급되는 공기관로 길이가 상이하여 피스톤 상하행정에 따른 맥동압력차가 매우 높아 도장작업 및 작업효율을 저하시키는 문제점이 발생하고 있다.

상기 결빙현상을 해소하고자 대한민국 등록 특허 특0129630은, 실린더 주변을 배출공기압력으로 실린더로 유입되는 공기를 회전시킴으로서 실린더 전체의 냉결시간을 지연시키는 방법을 개시하고 있다. 유사한 방법으로, 대한민국 공개특허 KR 10-2009-0033277호는 지느러미형 배기 매니폴드와, 소음기와, 배기 사이클 중에 매니폴드 내부에 형성될 수 있는 얼음을 용융시키기 위해 온난한 대기로부터의 열이 상기 지느러미형 매니폴드를 통해 전도되도록, 상기 온난한 대기를 상기 소음기 내로 견인하기 위한 공기 통로를 포함하는 공기 밸브를 갖는 왕복 공기 모터를 개시하고 있다.

결빙현상을 방지하고, 상기 맥동압력차를 줄이기 위한 방법으로, 대한민국 등록 특허 KR 10-1187454은, 전환(changeover) 시간을 최소화하고 밸브가 결빙하는 경향을 감소시켜서, 왕복식 에어 모터의 향상된 제어를 허용하는 시스템을 제공하고 있으며, 대한민국 공개특허 KR 10-2012-0014038호는 4-웨이 밸브타입에 활주 밸브를 추가한 파일럿 밸브를 개시하고 있다.

상기의 기술은 빙점이하의 매우 낮은 온도(-100~-60℃)로 배출되는 배출공기를 고려할 때, 냉결시간을 지연시키기에는 곤란하며, 초저온도의 배출가스를 최대한 빨리 배출시키는 것이 더 효과적이다. 또한, 4-웨이 밸브타입의 파일럿 밸브보다는 3-웨이 밸브 타입의 파일럿 밸브과 신속한 밸브전환에 용이하며, 내구성이 우수한 편이다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 용이하고 값싸게 제조할 수 있는 왕복 공기 모터를 제공하고자 한다.

1. KR 10-1994-0021927, '왕복형 공기모터를 구비한 펌프', 공개일자: 1994.10.19. 2. KR 특0129630, '무결빙 저소음 공기 작동펌프‘, 등록일자:1997.11.11. 3. KR 10-2009-0033277, '결빙 방지 소음 저감형 공기모터 배기장치‘, 공개일자:2009.04.01. 4. KR 10-1187454, ‘에어밸브, 멈치 및 퍼핏을 구비한 왕복식 피스톤 펌프’, 등록일자: 2012.09.25. 5. KR 10-2012-0014038, ‘공압작동식 파일럿 밸브’, 공개일자: 2012.02.15.

따라서, 본 발명은 도장기기용 왕복공기모터에 있어서, 종래기술에 비해 냉결시간을 2배이상 지연시킬 수 있으며, 피스톤 상하운동에 따른 맥동편차가 적게 발생하는 왕복공기모터를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 왕복공기모터에 있어서, 밸브 플레이트(3)와, 상기 밸브 플레이트(3)로 공기 배출관로를 변경하는 피스톤 밸브(4)와, 상기 피스톤 밸브(4)와 연결되며 파일렛 밸브(20)에 의해 왕복상하 이동을 하는 피스톤밸브 바디(13)와, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 일측면부에 체결되며 이동을 원할하게 하는 롤러(6)와, 상기 피스톤 밸브(4) 일측면부에 고정되며 롤러(6)에 일정한 압력을 부여하는 스프링(5)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동에 있어서 걸림턱 역활을 하는 블럭(7)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 형성된 홈에 삽입되어 기밀유지는 U-패킹(12)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동을 가이드 하며 일측면부에 공기 유입구(60)를 구비하면서 상기 실린더(1) 일측면부에 피스톤 하우징 개스킷(2)과 함께 체결되는 피스톤 밸브 하우징(9)과; 중공파이프 형태로 측면부에 다수의 홀을 형성하고 있는 밸브 하우징(29)과, 상기 밸브 하우징(29) 내부를 관통하며, 밸브역활을 하는 밸브스템(27)과, 상기 밸브 스템(27)의 일측면부와 접촉하는 밸브시트(25)와, 상기 밸브시트(25)와 밸브 스템(27) 사이에 연결되는 스프링(24)과, 상기 밸브 스템(27)과 체결되어 흡기관(I)를 개폐하는 포펫(26)을 포함하며, 상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 피스톤 밸브 바디(13)를 상하로 이동시키는 3웨이 밸브 형태의 파일럿 밸브(20)와; 상기 파일럿 밸브(20) 일측부와 접촉하며, 고정하는 밸브 캡(22)과; 상기 파일럿 밸브(20)의 타측부와 체결되어 파일럿 밸브(20)을 고정하는 스냅링(47)을 구비한 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

또한, 상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입된 파일럿 밸브(20)에 의해 개폐되는 공기관로에 있어서, 압축공기를 공급하는 흡기관(I)과; 상기 파일럿 밸브(20)에 의해 개방되면 상기 흡기관(I)에 공급된 압축공기를 배출하고, 피스톤 밸브 하우징(9)에 압축공기를 공급하여, 피스톤 밸브 바디(13)를 이동시키게 하는 배기관(E)과; 상기 파일럿 밸브(20)가 닫혔을때, 상기 배기관(E)에 잔류하는 공기를 외부로 배출하는 잔류공기 배출관(S)으로 구성된 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

또한, 상기 피스톤 밸브(4)를 수동으로 이동시킬 수 있도록, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 연결되는 푸쉬 샤프트(14)과; 상기 푸쉬 샤프트(14)와 체결되며, 하우징 플러그(16)를 관통하는 푸쉬 버튼(18)과; 상기 푸쉬 버튼(18)을 원상복귀시키는 스프링(17)으로 구성된 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

또한, 냉결시간을 지연시키기 위한 방법으로,

첫째, 상기 실린더(1)와 베이스(41)에 형성된 잔류공기 배출관(S)은 바로 배출되지 않고, 상기 흡기관(I), 배기관(E) 및 상하단 공기관로(65, 66) 주변을 통과하면서 배출되어, 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

둘째, 왕복공기모터가 장시간 사용할 경우, 교축손실로 발생되는 수분을 배출하기 위하여, 상기 피스톤(33)과 베이스(41)의 상단부 형상이 피스톤 샤프트(35)를 중심으로 가장자리가 낮은 우산 형태인 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

셋째, 상기 실린더(1)에 있어서, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 주변에 냉결 방지를 위해서, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 실린더 일측면부에 통풍구(61)와 경사부(62)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복공기모터를 제공하고자 한다.

본 발명은 다음과 같은 구조로 인해 왕복공기모터에서 가장 큰 문제점은 냉결시간을 지연시켜, 장기간 도료작업을 할 수 있다.

1) 실린더 공기관로로 주변에 형성된 통풍구와 경사부를 구성한 구조

2) 피스톤과 베이스 상단부 형상이 피스톤 샤프트를 중심으로 가장자리가 낮은 우산 형태의 구조로 실린더내에 쉽게 발생되는 수분과 얼음핵을 쉽게 배출할 수 있는 구조

3) 잔류공기 배출관은 흡기관, 배기관 및 공기관로 주변을 통과하면서 배출되어 상대적으로 따뜻한 공기로 예열효과를 가지는 구조

또한, 실린더에 공급되는 공기관로의 길이가 상하 일정하여, 피스톤의 상향과 하향의 맥동압력차의 편차가 발생하지 않아 안정된 도료 작업을 수행할 수 있으며, 일정한 도막두께를 구현 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 종래의 왕복공기모터는, 도료작업중에 냉결문제로 인한 왕복공기모터가 완전히 멈출 경우, 고점도의 도료를 고압펌프내에서 제거하지 못해, 고압펌프내에서 경화되어, 도장기기 전체를 폐기하는 경우가 빈번하게 발생하지만, 본 발명은 피스톤 밸브와 피스톤 밸브 바디를 수동으로 작동시킬 수 있는 푸쉬 샤프트, 푸쉬 버튼 및 스프링(17)의 구성되어 왕복공기모터의 초기구동이 가능하며, 냉결문제로 왕복공기모터가 멈추더라도, 임시적으로 작동시켜 고압펌프내에 잔존하는 도료를 제거할 수 있어서 도장기기에 손상을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 이동가능한 도장기기의 사시도
도 2는 본 발명 왕복공기모터의 바람직한 일실시예 사시도.
도 3는 왕복공기 모터의 측면도.
도 4는 왕복공기 모터의 구성요소별 분해도.
도 5는 왕복공기 모터의 단면도.
도 6은 피스톤 밸브 하우징(9)의 내부 구성도.
도 7은 피스톤 상하운동에 따른 실린더내 공기유동 흐름도
도 8은 파일렛 밸브(20)의 내부 구성도.
도 9는 파일렛 밸브 작동 상태도.
도 10은 실린더(1)의 측면도 및 잔류공기 배출관 상세도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 패킹류와 오링류는 표시하여 않았으며, 구성요소의 일부나 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

도 1은 이동가능한 도장기기의 사시도이다. 조선기자재나 철재 구조물에 도장작업을 할 경우, 도료의 비산을 방지하고 작업효율이 높은 에어레스(air-less) 도장기기용 고압펌프(81)를 많이 사용한다.

에어레스(air-less) 고압 펌프는 도 1에서 도시한 바와 같이, 10bar이하의 압축공기를 이용하여, 실린더(1)내 피스톤을 상하 왕복운동으로 고압펌프(81)를 구동하는 왕복공기모터(100)와, 상기 왕복공기모터(100)의 피스톤 샤프트(35)와 체결되어 도료를 도료 유입관(82)을 통해 석션하여, 300bar 이상의 고압으로 배송(displacement)하는 고압펌프(81)와, 상기 고압펌프(81)와 호스(85)로 연결되어 도료는 분사하는 스프레이 건(83으로 구성된다.

상기 왕복 공기모터(60)는 실린더(1)내에 압축된 공기를 배출하는 과정에서, 교축손실에 따른 온도 저하로, 왕복공기모터는 일정구동시간 이후 냉결이 발생하고, 실린더와 공기관로가 얼음으로 막히면서 멈추는 냉결문제가 심각하다.

도료의 인화성으로 인해, 냉결위치에 발열체를 사용할 수 없는 관계로 냉결시간을 지연시키는 기술이 필요하다.

따라서, 도장기기용 왕복공기모터에 있어서, 종래기술에 비해 냉결시간을 2배이상 지연시킬 수 있으며, 피스톤 상하운동에 따른 맥동편차가 적게 발생하는 왕복공기모터를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

도 2는 본 발명 왕복공기모터의 바람직한 일실시예 사시도이며, 도 3는 왕복공기 모터의 측면도이며, 도 4는 왕복공기 모터의 구성요소별 분해도이며, 도 5는 왕복공기 모터의 단면도이며, 도 6은 피스톤 밸브 하우징(9)의 내부 구성도이며, 도 7은 피스톤 상하운동에 따른 실린더내 공기유동 흐름도이며, 도 8은 파일렛 밸브(20)의 내부 구성도이다.

본 발명은 압축공기로 상하 왕복운동을 하는 피스톤(33)과, 상기 피스톤(33)와 체결되어 고압펌프(81)를 구동하는 피스톤 샤프트(35)와, 상기 피스톤(33)의 상하운동을 가이드하는 실린더(1)와, 상기 실린더(1) 하부에 체결되어 실린더(1)와 함께 고압축비를 형성하는 베이스(41), 상기 실린더(1) 일측면에 체결되어 피스톤 밸브(4)와 피스톤 밸브 바디(13)의 상하운동을 가이드 하는 피스톤 밸브 하우징(9)과, 상기 실린더(1)에 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)를 변경하는 피스톤 밸브(4)와, 상기 피스톤(33)의 상하운동을 전환하기 위하여 상기 피스톤 밸브(4)와 피스톤 밸브 바디(13)를 이동시켜 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)를 변경시키기 위한 파일렛 밸브(20)와, 상기 실린더(1)의 상단부에 후크(51)를 포함하는 왕복공기모터에 있어서, 밸브 플레이트(3)와, 상기 밸브 플레이트(3)로 공기 배출관로를 변경하는 피스톤 밸브(4)와, 상기 피스톤 밸브(4)와 연결되며 파일렛 밸브(20)에 의해 왕복상하 이동을 하는 피스톤밸브 바디(13)와, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 일측면부에 체결되며 이동을 원할하게 하는 롤러(6)와, 상기 피스톤 밸브(4) 일측면부에 고정되며 롤러(6)에 일정한 압력을 부여하는 스프링(5)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동에 있어서 걸림턱 역활을 하는 블럭(7)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 형성된 홈에 삽입되어 기밀유지는 U-패킹(12)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동을 가이드 하며 일측면부에 공기 유입구(60)를 구비하면서 상기 실린더(1) 일측면부에 피스톤 하우징 개스킷(2)과 함께 체결되는 피스톤 밸브 하우징(9)과; 중공파이프 형태로 측면부에 다수의 홀을 형성하고 있는 밸브 하우징(29)과, 상기 밸브 하우징(29) 내부를 관통하며, 밸브역활을 하는 밸브스템(27)과, 상기 밸브 스템(27)의 일측면부와 접촉하는 밸브시트(25)와, 상기 밸브시트(25)와 밸브 스템(27) 사이에 연결되는 스프링(24)과, 상기 밸브 스템(27)과 체결되어 흡기관(I)를 개폐하는 포펫(26)을 포함하며, 상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 피스톤 밸브 바디(13)를 상하로 이동시키는 3웨이 밸브 형태의 파일럿 밸브(20)와; 상기 파일럿 밸브(20) 일측부와 접촉하며, 고정하는 밸브 캡(22)과; 상기 파일럿 밸브(20)의 타측부와 체결되어 파일럿 밸브(20)을 고정하는 스냅링(47)을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 스냅링(47)은 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되는 파일렛 밸브(20)를 고정하는 것이 바람직하다.

상기 밸브 캡(22)은 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되는 파일렛 밸브(20)를 고정하기 위한 것으로서, 실린더(1)와 나사체결하는 것이 바람직하다.

상기 통풍구(61)는 공기 배출을 원활하게 하기 위해서 실린더(1) 양측면부에 구비되는 것이 바람직하다.

도 3는 왕복공기 모터의 측면도이다. 욍복공기모터(100)에서 배출되는 고압의 배출공기가 교축손실로 배출구(63)을 중심으로 온도저하가 발생하고, 상기 현상이 지속되어 배출구(63) 주변으로 냉결되기 시작하며, 열전도로 상하단 공기관로(65, 66)와 실린더(1)내부에 수분과 얼음이 발생하는 냉결이 시작된다.

상기 발생된 수분과 얼음이 점차적으로 축척되어 상하단 공기관로(65, 66)와 피스톤 밸브 하우징(9)내의 관로를 막게 되면서 왕복공기모터를 멈추게 한다.

본 발명에서는 상기 냉결시간을 지연시키기 위한 방법으로, 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 실린더(1)에 있어서, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 주변에 냉결 방지를 위해서, 상기 실린더의 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 일측면부에 통풍구(61)와 경사부(62)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로, 왕복공기모터가 작동할 경우, 먼저 냉결이 발생되는 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66) 주변으로 상대적으로 따뜻한 주변의 공기온도로 냉결시간을 지연시키는 효과를 가진다.

또한, 공기흐름을 원활하게 하기 위해서는 통풍구(61) 주변으로 경사면(62)를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 냉결시간을 지연시키기 위한 구조로, 도 5에서 도시한 바와 같이, 실린더 내에서 발생되는 수분이나 얼음핵을 배출하기 위하여, 상기 피스톤(33)과 베이스(41)의 상단부 형상이 피스톤 샤프트(35)를 중심으로 가장자리가 낮은 우산 형태인 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로 본 발명은 실린더(1)내 수분이나 얼음핵이 발생하더라도 피스톤(33)내지 베이스(41) 상단부에 모아지게 되고, 배출되는 공기와 함께 쉽게 배출되는 구조로 실린더내 냉결시간을 지연시키는 효과를 가진다.

도 5는 왕복공기 모터의 단면도이며, 도 7은 피스톤 상하운동에 따른 실린더내 공기유동 흐름도이다.

상기 피스톤(33)은 실린더(1)내에서 상하 왕복운동을 하면서 행정체적 대비 피스톤 샤프트(35) 외경으로 압축되어, 고압을 형성하여, 상기 피스톤 샤프트(35)와 체결되는 고압펌프(81)를 작동시키게 한다.

도 5 내지 도 7에서 도시한 바와 같이 상기 실린더(1)에 유입되는 공기와 배출되는 공기흐름은, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)을 통해 이루어지며, 실린더 내로 압축공기의 유입과 배출은 피스톤 밸브 하우징(9)내에 있는 피스톤 밸브(4)와 피스톤 밸브 바디(13)에 의해 변경된다.

왕복 공기모터(100)에 공급되는 압축공기는 피스톤 밸브 하우징(9)와 피스톤 밸브 바디(13)에 의해 형성된 관로를 통해 상단 공기관로(65) 내지 하단 공기관로(66)을 거쳐 실린더(1)로 공급된다.

공급된 압축공기는 피스톤(33)을 상하이동시킨다. 이때, 피스톤 반대편의 공기는 상단 공기관로(65) 내지 하단 공기관로(66)을 거쳐 배출구(63)로 배출된다.

도 8은 파일렛 밸브(20)의 내부 구성도이며, 도 9는 파일렛 밸브(20) 작동 상태도이다.

도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입된 파일럿 밸브(20)에 의해 개폐되는 공기관로에 있어서, 압축공기를 공급하는 흡기관(I)과; 상기 파일럿 밸브(20)에 의해 개방되면 상기 흡기관(I)에 공급된 압축공기를 배출하고, 피스톤 밸브 하우징(9)에 압축공기를 공급하여, 피스톤 밸브 바디(13)를 이동시키게 하는 배기관(E)과; 상기 파일럿 밸브(20)가 닫혔을때, 상기 배기관(E)에 잔류하는 공기를 외부로 배출하는 잔류공기 배출관(S)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 10은 실린더(1)의 측면도 및 잔류공기 배출관 상세도이다.

본 발명은 냉결시간을 지연시키기 위한 또 다른 구조로, 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 실린더(1)와 베이스(41)에 형성된 잔류공기 배출관(S)은 바로 배출되지 않고, 상기 흡기관(I), 배기관(E) 및 상하단 공기관로(65, 66) 주변을 통과하면서 배출되어, 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 한다.

도료작업도중, 냉결문제로 인한 왕복공기모터가 완전히 멈출 경우, 고점도의 도료를 고압펌프내에서 제거하지 못해, 고압펌프내에서 경화되어, 도장기기 전체를 폐기하는 경우가 빈번하게 발생한다.

또한, 본 발명의 구성으로 피스톤 밸브 바디(13)가 블럭(7)의 중앙에서 멈출경우, 왕복공기모터(100)은 작동할 수 없는 구조를 가지고 있다.

따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 피스톤 밸브(4) 및 피스톤 밸브 바디(13)을 강제로 이동시켜 왕복공기모터(100)를 구동시킬수 있는 구조를 개시한다.

본 발명은 상기 피스톤 밸브(4)를 수동으로 이동시킬 수 있도록, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 연결되는 푸쉬 샤프트(14)과; 상기 푸쉬 샤프트(14)과 체결되며, 하우징 플러그(16)를 관통하는 푸쉬 버튼(18)과; 상기 푸쉬 버튼(18)을 원상복귀시키는 스프링(17)으로 구성되어, 수동으로 피스톤 밸브(4) 및 피스톤 밸브 바디(13)을 강제로 이동시켜 왕복공기모터(100)를 구동시킬수 있다.

상기의 구성으로, 본 발명은 왕복공기모터(100)의 초기구동이 가능하며, 냉결문제로 왕복공기모터(100)가 멈추더라도, 임시적으로 작동시켜 고압펌프내에 잔존하는 도료를 제거할 수 있어서 도장기기에 손상을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 구성으로 바람직한 동작상태를, 도 2내지 도 10을 참조하여, 설명하면 하기와 같다.

공압용 콤퓨레셔를 통해 공급된 압축공기는 피스톤 밸브 하우징(9) 일측면부에 위치한 공기 유입구(60)를 통해 공급된다.

상기 공급된 압축공기는 피스톤 밸브 하우징(9)과 피스톤 밸브 바디(13)으로 형성된 관로를 통해 하단공기관로(66)을 통해 실린더로 유입된다.

상기 유입된 공기는 피스톤(33)을 상향운동시킨다.

상기 피스톤(33)의 상향운동으로 피스톤 상부에 있는 공기는 상단 공기관로(65)를 거쳐 피스톤 밸브(4)로 변경된 관로를 통해 배출구(63)를 통해 배출된다.

상기 피스톤(33)이 상향이동하여, 파일럿 밸브(20)의 밸브 스템(27)과 접촉한 후, 지속적으로 상향이동하면 밸브스템(27)의 일측면부는 잔류공기 배출관(S)을 폐쇄함과 동시에 밸브스템(27)과 체결된 포펫(26)을 이동시켜, 흡입관(I)을 개방하게 된다.

상기 파일럿 밸브(20)의 포펫(26)이 흡입관을 개방하면, 흡입관에 유입되는 압축공기는 밸브 하우징(29), 배출관(E)을 거쳐 피스톤 밸브 하우징(9)내부로 압축공기를 공급하게 된다.

상기 피스톤 밸브 하우징(9)에 공급된 압축공기는 피스톤 밸브 바디(13)를 압축하게 되고, 압축공기의 힘이 스프링(5)과 블럭(7)의 걸림턱을 초과하면 피스톤 밸브 바디(13)와 피스톤 밸브(4)는 아래로 이동한다.

상기 피스톤 밸브 바디(13)와 피스톤 밸브(4)의 이동으로 실린더에 공급되는 압축공기는 상단공기관로(65)을 통해 공급하게 되고, 그로 인해 피스톤은 하향운동을 하게 된다.

상기 피스톤이 하향운동을 하면 파일렛 밸브(20)의 스프링(24)에 의해 파일렛 밸브(20)은 원상태로 복귀한다.

상기 파일렛 밸브(20)가 원상태로 복귀하면, 배출관(E)과 피스톤 밸브 하우징(9)내에 잔존하는 압축공기는 잔류공기 배출관(S)을 통해 외부로 배출하게 된다.

본 발명의 가장 큰 특징은 상기 잔류공기 배출관(S)을 외부로 바로 배출하지 않고, 상기 흡기관(I), 배기관(E) 및 상하단 공기관로(65, 66) 주변을 통과하면서 배출되어, 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 피스톤(33)이 하나 이상의 다단 피스톤을 사용한 왕복공기 모터로도 확대가능하며, 상기 통풍구(61)의 형상도 다양하게 변경이 가능하며, 통풍구(61)에 방열핀이나, 그레이팅을 추가하는 것도 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 보아야 될 것이다.

1: 실린더, 2: 캐스킷, 3: 밸브 플레이트, 4: 피스톤 밸브, 5: 스프링, 6: 롤러, 7: 블럭, 9: 피스톤 밸브 하우징, 12: U-패킹, 13: 피스톤 밸브 바디, 14: 푸쉬 샤프트, 15:오링, 16: 하우징 플러그, 17: 스프링, 18: 푸쉬 버튼, 20: 파일렛 밸브, 22: 밸브 캡, 24: 스프링, 25: 밸브 시트, 26: 포펫, 27: 밸브 스템, 29: 밸브하우징, 31: 피스톤 상부패드, 32: 압축링, 33: 피스톤, 35: 피스톤 샤프트, 38: 피스톤 하부패드, 39: U-패킹, 40: 캐스킷, 41: 베이스, 42: 와셔, 44: 볼트, 47: 스냅 링, 51: 후크, 60: 공기 유입구, 61: 통풍구. 62: 경사면, 63: 배출구, 65: 상단 공기통로, 66: 하단 공기통로, 80: 이동수단, 81: 고압펌프, 82: 도료유입관, 83: 스프레이건, 85: 호스, 100: 왕복공기모터.
I: 흡기관, E: 배기관, S: 잔류공기 배출관.

Claims

압축공기로 상하 왕복운동을 하는 피스톤(33)과, 상기 피스톤(33)와 체결되어 고압펌프(81)를 구동하는 피스톤 샤프트(35)와, 상기 피스톤(33)의 상하운동을 가이드하는 실린더(1)와, 상기 실린더(1) 하부에 체결되어 실린더(1)와 함께 고압축비를 형성하는 베이스(41), 상기 실린더(1) 일측면에 체결되어 피스톤 밸브(4)와 피스톤 밸브 바디(13)의 상하운동을 가이드 하는 피스톤 밸브 하우징(9)과, 상기 실린더(1)에 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)를 변경하는 피스톤 밸브(4)와, 상기 피스톤(33)의 상하운동을 전환하기 위하여 상기 피스톤 밸브(4)와 피스톤 밸브 바디(13)를 이동시켜 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)를 변경시키기 위한 파일렛 밸브(20)와, 상기 실린더(1)의 상단부에 후크(51)를 포함하는 왕복공기모터에 있어서,
밸브 플레이트(3)와, 상기 밸브 플레이트(3)로 공기 배출관로를 변경하는 피스톤 밸브(4)와, 상기 피스톤 밸브(4)와 연결되며 파일렛 밸브(20)에 의해 왕복상하 이동을 하는 피스톤밸브 바디(13)와, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 일측면부에 체결되며 이동을 원할하게 하는 롤러(6)와, 상기 피스톤 밸브(4) 일측면부에 고정되며 롤러(6)에 일정한 압력을 부여하는 스프링(5)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동에 있어서 걸림턱 역활을 하는 블럭(7)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 형성된 홈에 삽입되어 기밀유지는 U-패킹(12)과, 상기 피스톤 밸브 바디(13)의 상하이동을 가이드 하며 일측면부에 공기 유입구(60)를 구비하면서 상기 실린더(1) 일측면부에 피스톤 하우징 개스킷(2)과 함께 체결되는 피스톤 밸브 하우징(9)과;
중공파이프 형태로 측면부에 다수의 홀을 형성하고 있는 밸브 하우징(29)과, 상기 밸브 하우징(29) 내부를 관통하며, 밸브역활을 하는 밸브스템(27)과, 상기 밸브 스템(27)의 일측면부와 접촉하는 밸브시트(25)와, 상기 밸브시트(25)와 밸브 스템(27) 사이에 연결되는 스프링(24)과, 상기 밸브 스템(27)과 체결되어 흡기관(I)를 개폐하는 포펫(26)을 포함하며, 상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 피스톤 밸브 바디(13)를 상하로 이동시키는 3웨이 밸브 형태의 파일럿 밸브(20)와;
상기 파일럿 밸브(20) 일측부와 접촉하며, 고정하는 밸브 캡(22)과;
상기 파일럿 밸브(20)의 타측부와 체결되어 파일럿 밸브(20)을 고정하는 스냅링(47)을 구비한 것을 특징으로 하는 왕복공기모터.
제 1항에 있어서,
상기 실린더(1)와 상기 베이스(41)의 상단 일측면부에 형성된 홈에 삽입된 파일럿 밸브(20)에 의해 개폐되는 공기관로에 있어서,
압축공기를 공급하는 흡기관(I)과;
상기 파일럿 밸브(20)에 의해 개방되면 상기 흡기관(I)에 공급된 압축공기를 배출하고, 피스톤 밸브 하우징(9)에 압축공기를 공급하여, 피스톤 밸브 바디(13)를 이동시키게 하는 배기관(E)과;
상기 파일럿 밸브(20)가 닫혔을때, 상기 배기관(E)에 잔류하는 공기를 외부로 배출하는 잔류공기 배출관(S)으로 구성된 것을 특징으로 하는 왕복공기 모터.
제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실린더(1)와 베이스(41)에 형성된 잔류공기 배출관(S)은 바로 배출되지 않고, 상기 흡기관(I), 배기관(E) 및 상하단 공기관로(65, 66) 주변을 통과하면서 배출되어, 냉결시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 왕복공기모터.
제 1항에 있어서,
상기 피스톤 밸브(4)를 수동으로 이동시킬 수 있도록, 상기 피스톤 밸브 바디(13) 양측면부에 연결되는 푸쉬 샤프트(14)과;
상기 푸쉬 샤프트(14)와 체결되며, 하우징 플러그(16)를 관통하는 푸쉬 버튼(18)과;
상기 푸쉬 버튼(18)을 원상복귀시키는 스프링(17)으로 구성된 것을 특징으로 하는 왕복공기모터.
제 1항에 있어서,
왕복공기모터가 장시간 사용할 경우, 교축손실로 발생되는 수분과 얼음을 배출하기 위하여, 상기 피스톤(33)과 베이스(41)의 상단부 형상이 피스톤 샤프트(35)를 중심으로 가장자리가 낮은 우산 형태인 것을 특징으로 하는 왕복공기모터.
제 1항에 있어서
상기 실린더(1)에 있어서, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 주변에 냉결 방지를 위해서, 상단 공기관로(65)와 하단 공기관로(66)과 형성된 실린더 일측면부에 통풍구(61)와 경사부(62)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복공기모터.