JP2008064211A - 弁装置及びダイヤフラム式真空ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弁装置50を、弁部材55と弁シート80とからなる第一逆止弁体54を備えたものとした。弁部材55は、合成樹脂製(プラスチックゴム)で可撓性があり、傾斜撓み部55bを具備している。そして、該第一逆止弁体54が第一弁座81に載置され、傾斜撓み部55bが撓むことによって当該第一逆止弁体54を弾縮させて第一連通路46aを開通するようにした。また、ダイヤフラム式真空ポンプ1は、第一逆止弁体54を第一弁座81に、第二逆止弁体75を第二弁座85に載置し、ピストン33を繰り返し進退させることにより、吸引空部78を真空状態とするようにした。
【選択図】図4
Description
第一空部と第二空部とを区画する隔壁に設けられて両空部を連通する連通路の、第一空部側開口端に形成された弁座に座着することにより第一空部側で該連通路を被覆し、第一空部と第二空部とを流通する流動体の流動方向を一方向に限定する逆止弁体を備えた弁装置であって、
前記逆止弁体は、
有底容器形状をなし、前記連通路を遮蔽する遮蔽板部、該遮蔽板部の周縁から上方へ連成されて縮径した薄肉筒状の傾斜撓み部、及び該傾斜撓み部の上端に連成され、内部と連通する連通孔部を内方に具備した連通頂部により構成されてなると共に、
前記逆止弁体の連通頂部を保持して当該逆止弁体の遮蔽板部を前記弁座上に座定する逆止弁体保持手段を備え、
第一空部が第二空部に比して高圧となると、差圧によって逆止弁体の遮蔽板部が弁座に付勢されて連通路が遮蔽され、
第一空部が第二空部に比して低圧となると、差圧によって第二空部の流動体が、逆止弁体の遮蔽板部を押圧し、傾斜撓み部が撓むことにより当該遮蔽板部と弁座とが離間して開通した連通路を介して第一空部に流入するものであることを特徴とする弁装置である。
すなわち、逆止弁体が、有底容器形状をなし、連通路を遮蔽する遮蔽板部、該遮蔽板部の周縁から起立してなる筒状の起立胴部、該起立胴部の上端から連成されて縮径した薄肉筒状の傾斜撓み部、及び該傾斜撓み部から上方へ連成され、内部と連通する連通孔部を内方に具備した環状頂部により構成されるものである。
内部を気体が流通する筒形状のポンプ筐体と、
ポンプ筐体内に配設され、当該ポンプ筐体内を第一ポンプ室と第二ポンプ室とに区画する薄膜状のダイヤフラムと、
第一ポンプ室内に進退可能に配設され、かつ内空部が前記ダイヤフラムを縦断する中央連通路を介して第二ポンプ室内と連通する、一端が前記ダイヤフラムに連結されてなる内筒体と、
内筒体を第一ポンプ室内で当該筒方向に進退させてダイヤフラムを撓ませる内筒体進退手段と、
内筒体の内空部で、外気と連通する外気連通空部と、中央連通路が配される中間空部とに区画する隔壁に設けられて両空部を連通する第一連通路と、
第一連通路の外気連通空部側開口端に形成された第一弁座に座着する第一逆止弁体と、
第一逆止弁体を保持して当該第一逆止弁体を第一弁座上に座定する第一逆止弁体保持手段と、
第二ポンプ室内を中間空部と吸引空部とに区画する隔壁に設けられて両空部を連通する第二連通路と、
第二連通路の中間空部側開口端に形成された第二弁座に座着する第二逆止弁体と、
第二逆止弁体を保持して当該第二逆止弁体を第二弁座上に座定する第二逆止弁体保持手段と
を備え、
第一逆止弁体及び/又は第二逆止弁体は、
有底容器形状をなし、各弁座にある連通路開口端を遮蔽する遮蔽板部、該遮蔽板部の周縁から上方へ連成されて縮径した薄肉筒状の傾斜撓み部、及び該傾斜撓み部の上端に連成され、内部と連通する連通孔部を内方に具備した連通頂部により構成されてなると共に、
内筒体進退手段が内筒体を退避させて、中間空部が吸引空部に比して低圧となると、差圧によって吸引空部の気体が、第二連通路を介して中間空部に流入し、
内筒体進退手段が内筒体を進出させて、中間空部が外気に比して高圧となると、第二連通路が遮蔽されると共に、差圧によって中間空部の気体が、第一連通路を介して外気連通空部に流入するものであることを特徴とするダイヤフラム式真空ポンプである。
前記吸着パッドは、その内空と吸引空部とが連通するように配設され、内筒体進退手段が内筒体を進退させて吸引空部にある気体が吸引されることにより、吸着パッドがワークを保持するようにしても良い。
図2又は図4に示されるように、モータープレート6には上下に貫通した円形の貫通孔10が設けられており、この貫通孔10の周囲に、リンク部2及びガイドケース3がそれぞれ接続されている。
図4に示されるように、縦長円筒形のガイドケース3は、上端及び下端が開放されており、その上端縁がモータープレート6の下面に六角穴付ボルト17を介して固着されている。そして、この固定状態で、ガイドケース3の内空13とモータープレート6の貫通孔10とが連通して、前記の進退部材30の下半部が、当該ガイドケース3の内空13に配されている。
図4、図6又は図13に示されるように、ほぼ円筒状のセカンドボディ45の上端面には、平面視円環状で水平な第一弁座81が形成されている。さらに詳述すると、セカンドボディ45の上端部には内向きの隔壁45aが設けられ、セカンドボディ45の内空部46に径小で上下方向の第一連通路46aを形成している。そして、この第一連通路46aの外気連通空部40a,40b側開口端に、ピストン33の筒方向(上下方向)に対して直交する部位を前記第一弁座81としている。さらに、第一弁座81上には、有底容器形状の第一逆止弁体54が配置されている。これにより、第一逆止弁体54が第一連通路46aを上方から被覆している。このように、ピストン33の内空部40では、隔壁45aにより、第一弁座81直上方に配される外気連通空部40a,40bと、第一弁座81の下方に配され、かつ中央連通路67を包含する中間空部47とに区画されることとなる。ここで、図6に示されるように、第一外気連通空部40aは、第一逆止弁体54の直上に位置し、第二外気連通空部40bは、第一逆止弁体54の側周に位置する。
図4又は図8に示されるように、ポンプボディ4の内部である第二ポンプ室93のほぼ中腹には、内向きの隔壁84が形成されている。この隔壁84は、第二ポンプ室93で、上側の中間空部47と、下側の吸引空部78とに区画するものである。また、隔壁84には、上下方向の第二連通路87が形成され、該第二連通路87により中間空部47と吸引空部78とが連通している。また、第二連通路87の中間空部47側開口端には、第一弁座81と同形の第二弁座85が形成されている。そして、第二弁座85上には、第一逆止弁体54と同形の第二逆止弁体75が配置されている。この第二逆止弁体75により、第二連通路87が遮蔽されることとなる。
図6に示されるように、第一逆止弁体54は、伏椀形の弁部材55と、薄膜状の弁シート80とで構成されている。ここで、弁シート80は、弁部材55の下縁に接着されて第一弁座81上に乗載される。さらに詳述すると、図13に示されるように、弁シート80は、ほぼ薄膜円形で合成ゴム材料からなり、その周縁に半円形の切欠部88が複数設けられている。そして、この弁シート80は、その最外周縁が第一弁座81を囲繞する起立壁に密接するようにして第一弁座81上に配置されている。
図15は、弁装置50を模式的に図示したものである。かかる弁装置50にあっては、第一弁座81上に、弁シート80及び弁部材55とで構成される第一逆止弁体54が配設されている。そして、第一弁座81より上側に外気連通空部40a,40bが配され、これに対して下側に、第一連通路46aが配されている。
回転軸15が回転してピストン33が上昇すると、中間空部47の容積が拡大し、中間空部47の内圧が吸引空部78に比して低圧となる。そうすると、その差圧によって吸引空部78にある空気が、中間空部47に流動しようとする。そして、この差圧により生ずる流動圧が第二逆止弁体75の弁シート86を下方から押圧する。弁シート86が下方から押圧されると、該弁シート86上の弁部材76に係る傾斜撓み部76bが外方に屈曲することにより第二逆止弁体75が縦方向に弾縮し、弁シート86と第二弁座85との間にわずかな隙間が生じる。そうすると、吸引空部78にある空気がかかる隙間を通過し、さらに弁サポート70の連通孔73を通過して中間空部47に流入する。これと共に、中間空部47は外気連通空部40a,40bに対しても低圧となる。そうすると、その差圧によって外気連通空部40a,40bにある空気(外気)が、中間空部47に流入しようとする。このとき、外気連通空部40a,40bと中間空部47との間で発生した流動圧により第一逆止弁体54の内圧が高まり、当該弁シート80が第一弁座81に付勢されて第一連通路46aが遮蔽され、外気連通空部40a,40bから中間空部47への空気流入が阻止される。
ΔP=W/(π・d2/4)
ΔP:スプリングによる増圧分(kPa)、W:スプリング力、d:オリフィス径
の関係式からスプリングによる増圧分は、8.0kPaとなる。そして、係る値と次式から吸引空部78の到達真空圧を算出すると、
P0=P2’(Vmin/Vmax)
P0:到達真空圧、P2’:逆止弁体開圧、Vmin:中間空部最小容積(本実施例では1.4cc)、Vmax:中間空部最大容積(本実施例では2.7cc)
到達真空圧P0は、56.7kPaとなる。これを大気圧基準のゲージ圧で求めると、−44.6kPaとなる。
図16に示される吸着システム103は、一般的な工場内に設けられるシステムで、上記した吸着パッド100付き真空ポンプ1を複数備えたものである。さらに詳述すると、工場内に配置される電源108に、複数のコントロールユニット109をそれぞれ接続すると共に、各コントロールユニット109に上記した吸着パッド100付き真空ポンプ1を接続する。具体的には、コントロールユニット109と駆動装置7の回転モーター8とを接続し、コントロールユニット109に内蔵されたプログラムにより、回転モーター8を所要態様で駆動制御するようにしている。また、各コントロールユニット109には、真空破壊バルブ106と、圧力スイッチ105とが接続されている。ここで、真空破壊バルブ106は、公知のものが好適に用いられ、吸着パッド100内の真空を解除して、当該吸着パッド100内を大気圧とするものである。また、圧力スイッチ105は、吸着パッド100内の真空度を確認するセンサー機能を有すると共に、当該吸着パッド100内の真空度が適正であることを確認すると、リレー等がONとなって次工程への進行を可能とするものである。
図17は、変形例の受圧部材96を示している。この受圧部材96は、金属製(アルミ製)で低背のほぼ円柱形状であり、その下端に、側方に延出された鍔部97が周成されてなる。そして、この鍔部97の上面に弁部材55の下端が当接するように構成されるものである。ここで、この鍔部97は、弁部材55で生じたスプリング力を受ける働きをする。これにより、当該受圧部材96が弁シート80を均一に押圧することが可能となる。ここで、かかる構成は、弁部材55と鍔部97とを接着する必要が無い。したがって、簡便な構成となる。なお、上述の受圧部材96は、第二逆止弁体75に採用しても勿論良い。
2 リンク部(内筒体進退手段)
3 ガイドケース(ポンプ筐体)
4 ポンプボディ(ポンプ筐体)
5 ダイヤフラム
7 駆動装置(内筒体進退手段)
33 ピストン(内筒体)
33a 押え面部(第一逆止弁体保持手段)
40a,40b 外気連通空部(第一空部)
45 セカンドボディ(内筒体)
45a,84 隔壁
46a 第一連通路
47 中間空部(第二空部)
50,60 弁装置
54 第一逆止弁体
55a,76a 連通頂部
55b,76b 傾斜撓み部
55c,76c 起立胴部
55d,76d 遮蔽板部
55f,76f 連通孔部
67 中央連通路
70 弁サポート(第二逆止弁体保持手段)
75 第二逆止弁体
78 吸引空部
80,86 弁シート
81 第一弁座
82 環状隆部
85 第二弁座
87 第二連通路
92 第一ポンプ室
93 第二ポンプ室
95,96受圧部材
100 吸着パッド
W ワーク
Claims (6)
- 第一空部と第二空部とを区画する隔壁に設けられて両空部を連通する連通路の、第一空部側開口端に形成された弁座に座着することにより第一空部側で該連通路を被覆し、第一空部と第二空部とを流通する流動体の流動方向を一方向に限定する逆止弁体を備えた弁装置であって、
前記逆止弁体は、
有底容器形状をなし、前記連通路を遮蔽する遮蔽板部、該遮蔽板部の周縁から上方へ連成されて縮径した薄肉筒状の傾斜撓み部、及び該傾斜撓み部の上端に連成され、内部と連通する連通孔部を内方に具備した連通頂部により構成されてなると共に、
前記逆止弁体の連通頂部を保持して当該逆止弁体の遮蔽板部を前記弁座上に座定する逆止弁体保持手段を備え、
第一空部が第二空部に比して高圧となると、差圧によって逆止弁体の遮蔽板部が弁座に付勢されて連通路が遮蔽され、
第一空部が第二空部に比して低圧となると、差圧によって第二空部の流動体が、逆止弁体の遮蔽板部を押圧し、傾斜撓み部が撓むことにより当該遮蔽板部と弁座とが離間して開通した連通路を介して第一空部に流入するものであることを特徴とする弁装置。 - 逆止弁体は、その内部の遮蔽板部上に、当該遮蔽板部より硬質の受圧部材を接触状に配設したものであることを特徴とする請求項1記載の弁装置。
- 弁座上に、逆止弁体の遮蔽板部と線接触状に当接する環状隆部が連通路の開口端を囲繞するように周成されてなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の弁装置。
- 内部を気体が流通する筒形状のポンプ筐体と、
ポンプ筐体内に配設され、当該ポンプ筐体内を第一ポンプ室と第二ポンプ室とに区画する薄膜状のダイヤフラムと、
第一ポンプ室内に進退可能に配設され、かつ内空部が前記ダイヤフラムを縦断する中央連通路を介して第二ポンプ室内と連通する、一端が前記ダイヤフラムに連結されてなる内筒体と、
内筒体を第一ポンプ室内で当該筒方向に進退させてダイヤフラムを撓ませる内筒体進退手段と、
内筒体の内空部で、外気と連通する外気連通空部と、中央連通路が配される中間空部とに区画する隔壁に設けられて両空部を連通する第一連通路と、
第一連通路の外気連通空部側開口端に形成された第一弁座に座着する第一逆止弁体と、
第一逆止弁体を保持して当該第一逆止弁体を第一弁座上に座定する第一逆止弁体保持手段と、
第二ポンプ室内を中間空部と吸引空部とに区画する隔壁に設けられて両空部を連通する第二連通路と、
第二連通路の中間空部側開口端に形成された第二弁座に座着する第二逆止弁体と、
第二逆止弁体を保持して当該第二逆止弁体を第二弁座上に座定する第二逆止弁体保持手段と
を備え、
第一逆止弁体及び/又は第二逆止弁体は、
有底容器形状をなし、各弁座にある連通路開口端を遮蔽する遮蔽板部、該遮蔽板部の周縁から上方へ連成されて縮径した薄肉筒状の傾斜撓み部、及び該傾斜撓み部の上端に連成され、内部と連通する連通孔部を内方に具備した連通頂部により構成されてなると共に、
内筒体進退手段が内筒体を退避させて、中間空部が吸引空部に比して低圧となると、差圧によって吸引空部の気体が、第二連通路を介して中間空部に流入し、
内筒体進退手段が内筒体を進出させて、中間空部が外気に比して高圧となると、第二連通路が遮蔽されると共に、差圧によって中間空部の気体が、第一連通路を介して外気連通空部に流入するものであることを特徴とするダイヤフラム式真空ポンプ。 - ポンプ筐体の一端に、ワーク表面に接触して当該ワークを移送可能に保持する切頭円錐形の吸着パッドが配設された構成にあって、
前記吸着パッドは、その内空と吸引空部とが連通するように配設され、内筒体進退手段が内筒体を進退させて吸引空部にある気体が吸引されることにより、吸着パッドがワークを保持するものであることを特徴とする請求項4記載のダイヤフラム式真空ポンプ。 - 内筒体進退手段は、内筒体を進退させる駆動源を備え、該駆動源が電源であることを特徴とする請求項4又は請求項5記載のダイヤフラム式真空ポンプ。
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