CN101358613A

CN101358613A - 真空产生单元

Info

Publication number: CN101358613A
Application number: CNA2008101450221A
Authority: CN
Inventors: 深野喜弘; 大岛雅之
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2028-08-01
Also published as: KR20090013716A; DE102008035417A1; DE102008035417B4; TW200925434A; TWI357468B; JP2009036096A; US20090032125A1; KR101021191B1; JP4678604B2; CN100588842C; US8043071B2

Abstract

本发明公开一种真空产生单元。充当真空产生机构的喷射器(14)设置在构成真空产生单元(10)的主体(12)内，并且，大气引导阀(40)设置在喷射器(14)与真空口(30)之间。在喷射器(14)产生负压时，大气引导阀(40)在工件由喷射器(14)产生的负压保持的条件下进入阀关闭状态，由此阻挡真空口(30)与大气之间的连通。另一方面，在真空口(30)的负压状态得到释放的真空断开之时，大气引导阀(40)进入阀打开状态，由此真空口(30)与大气连通。

Description

真空产生单元

技术领域

本发明涉及一种真空产生单元，它将负压提供给诸如吸力垫一类的工作装置，具体而言，涉及一种内有电磁阀部分的真空产生单元，它能够在负压的供给与负压的供给切断之间转换。

背景技术

通常，真空产生单元已为人所知，其例如用作工件运输机构或定位机构。在此类真空产生单元中，诸如吸力垫一类的吸力机构与单元主体连接，由此在自单元主体供给的负压作用下，工件可借助于吸力机构在吸力下被吸引。此外，进行工件的运输(工件在维持吸力状态的同时移动)，且通过消除工件的吸力状态而将其释放在预定位置。

例如，在日本特开第2003-042134号公报中，披露了一种将真空泵用作真空产生机构的真空产生单元。在这一真空产生单元中，真空产生阀与真空泵连接，且真空断开阀与压缩气源连接，由此分别控制真空泵和压缩气源中的气流。此外，当真空产生阀从关闭状态转换到打开状态时，真空在真空口中产生，同时在气压供给阀的转换操作下切断与大气的连通。

另外，日本特开第2002-224984号公报中披露的真空产生装置配备有控制器和真空产生部分，控制器用于自供给口供给的压缩空气的供给状态的开/关控制，真空产生部分在打开状态下产生真空，即，通过喷嘴喷射送入气缸中的压缩空气、使压缩空气穿过扩散器短管(diffuser spool)、然后使压缩空气自排出口排放。此外，扩散器短管沿轴向活动地设置在气缸内，于是在关闭压缩空气的供给的情况下，扩散器短管移动，由此真空能经由排出口、辅助通道以及扩散器短管断开。

不过，在日本特开第2003-042134号公报和特开第2002-224984号公报所述的传统技术中，为了快速通过真空压力释放工件的保持状态，单独设有用于断开真空的真空断开阀和气压供给阀，同时设有这样一个结构，即，其中的气压供给阀通常处于打开状态下，供给到扩散器以产生真空压力的压缩空气用于转换到阀关闭状态。基于此，例如，在将真空产生单元用于自外部供给真空压力的泵系统等的情况下，因为没有设置扩散器，气压供给阀不可能转换到阀关闭状态。

此外，在这类真空产生单元中，因为进行工件吸力下的吸引，于是压缩空气的供给量在工件处于保持状态下时减小，通过处于阀打开状态下的气压供给阀产生与大气的连通，由此不能进行工件的保持。

发明内容

本发明的总目的在于提供一种真空产生单元，通过容许真空口仅在负压状态释放或消除时的正压时间与大气连通，其能维持工件保持时的负压。

本发明包括一主体，其内设置有供给压力流体的供给口、与吸力机构连接的真空口、以及将供给自所述供给口的压力流体排出到外部的排出口；

一真空产生机构，用以在供给自所述供给口的压力流体作用下产生负压；

一转换阀部分，具有供给阀和真空断开阀，用以在负压状态与正压状态之间转换供给到所述真空口的压力流体的压力；

一大气引导阀，设置在所述真空口与所述真空产生机构之间，能在所述真空口与大气之间转换连通状态，

其中，所述大气引导阀在产生负压的负压状态期间处于阀关闭状态，而在负压状态释放的正压状态期间处于阀打开状态，由此让所述真空口与大气相通。

根据本发明，大气引导阀设置在主体的真空口与真空产生机构之间。大气引导阀这样设置，即，它在由真空产生机构产生负压的负压状态期间进入阀关闭状态，而在负压状态释放的正压状态下进入阀打开状态。基于此，在产生负压时的负压供给时间，在工件由负压保持的保持状态下，大气引导阀进入阀关闭状态且真空口不与大气连通，由此可适度维持负压状态并适当可靠地保持工件。此外，在负压状态转换到正压状态的情况下，大气通过位于阀打开状态下的大气引导阀供给到真空口，于是工件的保持状态就能以合适的方式释放。

本发明的上述和其它目的、特征以及优点将自下面结合附图的说明中显而易见，附图中通过例证性的实例表示了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是本发明一实施例的真空产生单元的总横剖图；

图2是示出了图1的真空产生单元内喷射器附近和转换阀部分的放大横剖图；

图3是示出了图1的真空产生单元内真空断开阀的转换操作下真空状态释放的条件的总横剖图；

图4是示出了图3的真空产生单元内喷射器附近和转换阀部分的放大横剖图。

具体实施方式

在图1中，参考标号10表示本发明一实施例的真空产生单元。

如图1至4所示，真空产生单元10包括形成有预定长度的主体12；与主体12的顶部连接并充当真空产生机构的喷射器14；设置在喷射器14的侧部并具有先导供给阀16和先导真空断开阀18的电磁阀部分20；设置在喷射器14上部、在先导空气的供给下移动、用于在产生负压的真空产生条件与将负压释放到气压的真空断开条件之间转换的转换阀部分22。

主体12在纵向方向(箭头A和B的方向)上具有预定长度，其中在主体12的一侧面上，设置有将压力流体(例如压缩空气)供给到喷射器14的供给口24、与供给口24分开预定距离并供给压力流体以断开由喷射器14产生的真空状态的真空断开口26、以及相对于电磁阀部分20和转换阀部分22供给先导空气的先导口28。此外，供给由喷射器14产生的负压流体的真空口30形成在主体12的一端。未示出的吸力垫可通过管子等与真空口30连接。

在主体12的内部，设有第一供给通道32，其从供给口24向喷射器14延伸(在箭头C的方向上)；第一真空断开通道34，其自真空断开口26向喷射器14延伸；第一先导通道36，其自先导口28向喷射器14延伸。此外，第一供给通道32、第一真空断开通道34以及第一先导通道36朝转换阀部分22延伸(在箭头C的方向上)，同时穿过构成喷射器14的扩散器主体38的内部。

此外，大气引导阀40设置在真空口30与真空断开口26之间的主体12内。真空口30在大气引导阀40的转换操作下通向大气。大气引导阀40包括阀体44、阀座46以及弹簧48，阀体44可沿着轴向(箭头C的方向)移动并设置在基本垂直于主体12纵向方向布置的安装孔42中，阀座46设置在阀体44的外周侧上且阀体44坐落其上，弹簧48向下推动阀体44(在箭头D的方向上)。此外，大气引导阀40进入阀关闭状态，其中阀体44被弹簧48的弹力向下施压并坐落于阀座46上。

另一方面，在主体12的上部，过滤器单元50设于其包括真空口30的一个端部上，内含转换阀部分22的子体(主体部)52设于主体12的大致中央部，内有先导供给阀16和先导真空断开阀18的电磁阀部分20设置在主体12的另一个端部上。另外，在主体12的上部，排出单元54设置在子体52与过滤器单元50之间。

过滤器单元50包括带底的圆柱形壳体56和设置在壳体56内的圆柱形过滤器58。过滤器单元50沿着基本垂直于主体12纵向方向的方向(箭头C的方向)延伸。压力流体流过的通道60设置在壳体56的内壁表面与过滤器58之间。流过通道60的压力流体通过过滤器58流向过滤器单元50的内部。基于此，例如，含在自真空口30流入的流体内的灰尘或类似物经过滤器58而被适当地消除，并且，流体在通过过滤器58内部的同时而流向主体12的内部。

排出单元54平行于过滤器单元50设置并与之相邻。排出单元54配备有调节针62，其能调节真空断开时流动的流体的流速，还配备有与喷射器14相通的排出口64，其将流经喷射器14的压力流体排放到外部。

调节针62被设置成可沿着排出单元54的轴向(箭头C的方向)移动。在真空断开时，流体流过的流道是由调节针62调节的，由此调节流体的流速。

电磁阀部分20是由平行排列的、成对的先导供给阀16和先导真空断开阀18形成的。先导供给阀16和先导真空断开阀18相对于一控制器(未示出)彼此电连接。此外，基于未示出的控制器的控制信号，先导供给阀16和先导真空断开阀18的电磁线圈受到激发，由此执行其内的阀体16a、18a的开关操作。

此外，先导供给阀16和先导真空断开阀18沿着主体12的纵向方向(箭头A和B的方向)平行排列，并且在其面对子体52的一个端侧，可移动地设置阀体16a、18a，从而能转换自先导口28供给的先导空气的连通状态。

子体52设置在主体12的上部，同时喷射器14夹插在子体52与主体12之间，沿着其纵向方向贯穿的第一和第二气缸内腔66、68形成在子体52的中央部。在第一和第二气缸内腔66、68的内部，可移动地设置有构成转换阀部分22的真空供给阀69a和真空断开阀69b。真空供给阀69a布置在电磁阀部分20一侧(箭头A的方向)上的第一气缸内腔66内，而真空断开阀69b布置在排出单元54(箭头B的方向)一侧上的第二气缸内腔68内。供给有先导空气的真空供给阀转换活塞腔71设置在真空供给阀69a的电磁阀部分20一侧上。

此外，手动转换阀70a、70b分别设置在子体52的两端。手动转换阀70a、70b能用手转换真空供给状态和真空断开状态，替代了在先导空气的供给下移动的真空供给阀69a和真空断开阀69b。

另外，旁路通道72贯穿与手动转换阀70a、70b互连的子体52。

旁通道72通过手动转换阀70b与设置有真空断开阀69b的真空断开阀转换活塞腔73相通，还与支路通道74连接，该支路通道74在大致中央区域朝喷射器14的那侧(箭头D的方向)分支。此外，连通状态已由电磁阀部分20的先导真空断开阀18转换的先导空气自先导口28通过旁路通道72流向真空断开阀转换活塞腔73。

支路通道74延伸到穿过喷射器14的扩散器体38的主体12，并进一步延伸到大气引导阀40的安装孔42且与之相通。此外，流过支路通道74的先导空气供给到安装孔42，由此让构成大气引导阀40的阀体44克服弹簧48的弹力向上移动(在箭头C的方向上)。也就是说，阀体44处于阀体44与阀座46分开的阀打开状态下(参见图3和4)。

另一方面，第二供给通道76、第二真空断开通道78、以及第二先导通道80形成在子体52的下部，从而面朝喷射器14。第二供给通道76、第二真空断开通道78以及第二先导通道80被布置成分别与主体12的第一供给通道32、第一真空断开通道34、以及第一先导通道36成一直线。具体而言，第二供给通道76通过第一供给通道32与供给口24相通，第二真空断开通道78通过第一真空断开通道34与真空断开口26相通，第二先导通道80通过第一先导通道36与先导口28相通。

此外，第一连通通道82和第二连通通道84设置在子体52的下部上，第一连通通道82与第二供给通道76分开预定距离且设置在电磁阀部分20那一侧上(箭头A的方向)，而第二连通通道84与第二真空断开通道78分开预定距离且设置在排出单元54那一侧上(箭头B的方向)。另外，第一连通通道82的下部与喷射器14的扩散器体38相通，而第二连通通道84的下部与形成在主体12内的第三连通通道86连接并连通。

喷射器14设置在主体12与子体52之间，并包括圆柱形扩散器体38和同轴设置在扩散器体38上游侧上的喷嘴88。

扩散器体38装配在主体12与子体52之间，沿着轴向贯穿的第一通道90形成在其排出单元54一侧(箭头B的方向)上的扩散器体38的内部。

此外，沿着轴向分开预定距离的若干环形槽形成在扩散器体38的外周面上。主体12的第一供给通道32、第一真空断开通道34、以及第三连通通道86通过环形槽与子体52的第二供给通道76、第二真空断开通道78、以及第二连通通道84相互连通。环形槽和第一通道90处于非连通的状态下。

喷嘴88装配到电磁阀部分20一侧(箭头A的方向)上扩散器体38的另一端侧中，喷嘴88内形成有沿着轴向贯穿的第二通道92，第二通道92通过形成在扩散器体38内的扩散器腔94与第一通道90相通。第一和第二通道90、92形成有锥形形状，其在排出腔96的方向上径向扩展，排出腔96形成在扩散器体38的排出单元54一侧(箭头B的方向)。

更具体地说，在喷射器14中，供给有流体的供给腔98、第二通道92、扩散器腔94、第一通道90、以及排出腔96自其上游侧(箭头A的方向)朝下游侧(箭头B的方向)同轴地设置。在已通过第二通道92、扩散器腔94、第一通道90以及排出腔96之后，供给到供给腔98的流体流过排出口64并由其排出。

另外，排出腔96布置在大气引导阀40的上游侧。此外，可在扩散器腔94内布置单向阀，由此使得吸力通道106在产生真空时与扩散器腔94相通，而在真空停止时，阻挡扩散器腔94与吸力通道106之间的连通。

转换阀部分22设置在形成于子体52内的第一和第二气缸腔66、68内。真空供给阀69a和真空断开阀69b分别以杆状形状形成。具体而言，构成转换阀部分22的真空供给阀69a和真空断开阀69b设置在同一轴上，并在真空断开阀69b沿箭头A的方向在第一和第二气缸腔66、68内移动时一体移动。

此外，在真空供给阀69a和真空断开阀69b的连接部，可布置复位弹簧(未示出)，其使真空供给阀69a自行复原。

真空供给阀69a被布置成面对第一连通通道82和第二供给通道76，并且，由弹性材料形成的环体100a安装在其外周面上。

另外，在真空供给阀69a移动之时，通过让环体100a坐落在阀座102a上，阻挡了通过第一气缸内腔66在第一连通通道82与第二供给通道76之间的连通状态(见图4)。除非另有说明，否则真空供给阀69a充当转换阀，用于流体自第二供给通道76朝第一连通通道82的流动状态的转换。

此外，真空供给阀69a通过经由操纵先导供给阀16而供给的先导空气压向真空断开阀69b的那一侧(箭头B的方向)，由此产生环体100a远离阀座102a的阀打开状态(见图2)。

真空断开阀69b被布置成面对第二连通通道84和第二真空断开通道78，并且，由弹性材料形成的环体100b安装在其外周面上。另外，在真空断开阀69b移动之时，通过让环体100b坐落在阀座102b上，阻挡了通过第二气缸内腔68在第二连通通道84与第二真空断开通道78之间的连通状态(见图2)。除非另有说明，否则真空断开阀69b充当转换阀，用于流体自第二真空断开通道78朝第二连通通道84的流动状态的转换。

另外，弹簧104安装在子体52与真空断开阀69b之间，由此在弹簧104的弹性回复力作用下，真空断开阀69b在远离真空供给阀69a的方向上(箭头B的方向)移动，由此产生环体100b朝向阀座102b移动并坐落在其上的阀关闭状态(见图2)。

此外，借助于通过子体52的旁路通道72供给到真空断开阀转换活塞腔73的先导空气，真空断开阀69b压向真空供给阀69a的那一侧(箭头A的方向)，从而产生阀体100b通过克服弹簧104的弹力移动而与阀座102b脱离的阀打开状态(见图4)。因此，自真空断开口26供给到第二真空断开通道78的流体通过第二气缸内腔68流向第二连通通道84。与此同时，环体100a坐落在阀座102a上。

本发明实施例的真空产生单元10的基本结构如上所述。接下来，将解释该真空产生单元10的操作和效果。

在运输未示出的工件的情况下，通过一控制器(未示出)将控制信号输出给先导供给阀16，于是先导供给阀16的阀体16a移动而产生阀打开状态。基于此，如图1和2所示，通过第一和第二先导通道36、80自先导口28供给到先导供给阀16的先导空气由先导供给阀16供给到设置有真空供给阀69a的真空供给阀转换活塞腔71。同时，真空供给阀69a由先导空气压向真空断开阀69b的那一侧(沿箭头B的方向)，并且环体100a与阀座102a脱离，由此第二供给通道76和第一连通通道82进入连通的状态。因此，在自供给口24引导的压力流体已流经第一和第二供给通道32、76并流到第一连通通道82之后，压力流体被引导到构成喷射器14的扩散器体38的内部。

此外，压力流体连续地自喷射器14的供给腔98、喷嘴88的第二通道92流向扩散器体38的第一通道90，由此产生负压。此时，因为喷射器14通过形成在主体12内的吸力通道106与真空口30相通，在喷射器14内产生的负压作用下，外部空气通过真空口30向内吸。外部空气在已自过滤器单元50的壳体56的内部通过过滤器58之后流向喷射器14。因此，负压流体被供给到与真空口30连接的吸力垫(未示出)，并且，工件可在吸力作用下吸到吸力垫上。已在喷射器14内通过第一通道90的压力流体通过排出腔96并自排出口64排到外部。

现例如解释这样的情况，即，在工件已通过未示出的机器人或类似物运输到预定位置同时维持工件由吸力垫吸引的状态之后，释放负压流体向吸力垫的供给，于是工件就在预定位置远离吸力垫(即，与之分开)。

自未示出的控制器相对于先导供给阀16输出停止信号，于是就暂停先导供给阀16的操作，终止先导空气向真空供给阀转换活塞腔71的供给。另一方面，相对于先导真空断开阀18输出控制信号且阀体18a持续操作，从而产生阀打开状态，于是就转换自先导口28供给的先导空气的流动状态，且先导空气流向旁路通道72。

先导空气通过旁路通道72并供给到真空断开阀转换活塞腔73，于是真空断开阀69b克服弹簧104的弹力移向真空供给阀69a的那一侧(箭头A的方向)。基于此，构成真空断开阀69b的环体100b与阀座102b分开，且第二真空断开通道78和第二连通通道84处于连通状态下(见图3和4)。因此，在自真空断开口26引导的压力流体通过第一和第二真空断开通道34、78且流入第二连通通道84之后，压力流体供给到真空口30。

另一方面，供给到旁路通道72的先导空气的一部分分支到支路通道74并流向喷射器14的那一侧，于是先导空气被引导到设置在大气引导阀40的下侧上的气缸内腔108。基于此，构成大气引导阀40的阀体44克服弹簧48的弹力向上移动(箭头C的方向)，从而产生阀体44与阀座46分离的阀打开状态(见图4)。因此，与排出口64相通的喷射器14的排出腔96通过连通口99与大气引导阀40的内部相通，同时，过滤器单元50和真空口30彼此相通。因此，自外部口64引导的外部空气通过过滤器单元50和真空口30排出到外部。

更具体地说，暂停负压流体向真空口30的供给，在真空断开(能释放工件的吸引状态)时，自真空断开口26供给的流体供给至真空口30，并且，自外部口64引导的外部空气在大气引导阀40的转换作用下供给到真空口30。

另外，流体和外部空气通过真空口30供给到未示出的吸力垫(未示出)，由此释放工件被吸力垫吸引的状态。

按照上述方式，就本实施例而言，设置在主体12中的大气引导阀40通常在弹簧48的弹力下保持在阀关闭状态下，并且，阀体44随向之供给的先导空气而移动的阀打开状态仅在真空断开时提供。也就是说，因为先导压力可在真空断开阀69b受驱动且真空断开予以执行时得到利用，所以真空断开阀69b不与喷射器14的操作联接或互锁。因此，本发明可应用于真空压力自外部供给且不配备有喷射器14的真空泵系统。较之配备有喷射器14的真空产生单元和不配备有喷射器的真空产生单元单独设立并分别用于不同场合的情况，设备成本可有所降低。

此外，因为大气引导阀40是在真空产生暂停的条件下处于阀关闭状态的，通过布置回复真空供给阀69a的复位弹簧并在扩散器腔94内设置单向阀，即便在未受激发的状态下，真空也能可靠地得到维持，并且，因为排出空气没有消耗，节省了能量。也就是说，大气引导阀40仅在真空断开时进入阀打开状态和大气通畅状态。因此，通过布置单向阀，可适当地维持工件由与真空口30连接的吸力垫(未示出)保持的状态。

虽然已经参照优选实施例特别表示和描述了本发明，但应当理解，在不脱离由随附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下，本领域的技术人员可进行变化和改变。

Claims

1.一种真空产生单元，包括：

一主体(12)，其内设置有供给压力流体的供给口(24)、与吸力机构连接的真空口(30)、以及将从所述供给口(24)供给的压力流体排出到外部的排出口(64)；

一真空产生机构(14)，用以在从所述供给口(24)供给的压力流体作用下产生负压；

一转换阀部分(22)，具有供给阀(69a)和真空断开阀(69b)，用以在负压状态与正压状态之间转换供给到所述真空口(30)的压力流体的压力；

一大气引导阀(40)，设置在所述真空口(30)与所述真空产生机构(14)之间，能在所述真空口(30)与大气之间转换连通状态，

其中，所述大气引导阀(40)在产生负压的负压状态期间处于阀关闭状态，而在负压状态释放的正压状态期间处于阀打开状态，由此让所述真空口(30)与大气相通。

2.如权利要求1所述的真空产生单元，其中，在从负压状态向正压状态转换时将压力流体供给到所述真空口(30)的真空断开口(26)设置在所述主体(12)中，其中供给到所述真空断开口(26)的压力流体在所述转换阀部分(22)的转换作用下被引导到所述大气引导阀(40)。

3.如权利要求2所述的真空产生单元，其中，所述供给阀(69a)和所述真空断开阀(69b)形成在同一轴线上，所述供给阀(69a)被设置成能转换供给到所述供给口(24)的压力流体的流动状态，而所述真空断开阀(69b)被设置成能转换供给到所述真空断开口(26)的压力流体的流动状态。

4.如权利要求3所述的真空产生单元，其中，在所述主体(12)中设置有一过滤器单元(50)，所述过滤器单元(50)具有能消除包含在从所述真空口(30)流入的流体中的灰尘的过滤器(58)。

5.如权利要求4所述的真空产生单元，还包括一排出单元(54)，该排出单元具有调节针(62)，该调节针能调节流体在真空断开时流动的流量，所述排出口(64)与所述真空产生机构(14)相通，所述排出口(64)将已流经所述真空产生机构(14)的压力流体排出到外部。