JP2014504693A - クィックリリース真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、装置によって形成された真空及び負圧が速かに解除されるように設計されたクィックリリース真空ポンプを提供する。
【解決手段】 本発明の真空ポンプは、ポンプ部の外に、リリース部とフィルター材料を含んでなる。前記リリース部は、ケーシング吸入口の上側に形成された支持管、空気圧によって上下に流動して前記支持管の上側を開閉するスカート型チェックバルブ、及び前記流入口に連通し、バルブスカートを通る通路の末端に形成される圧力チャンバーを含む。そして、前記フィルター材料は、前記吸入口と支持管の間に配置される。前記フィルター材料は、ポンプ動作の際、吸入される排気空気を上側に通過させて濾過し、ポンプ停止の際に支持管を介して下側に通過する圧力空気によって掃除される。本発明によれば、真空ポンプが電子的メカニズムに拠る従来の設計に比べ、単純に設計及び具現でき、特に真空の解除が速かになされる効果がある。また、別に掃除しなくてもフィルター材料の掃除が適切になされる効果がある。
【選択図】 図２

Description

本発明は主に真空移送システムに適用される真空ポンプに係り、特に真空の解除（release）が簡便で速かになされ、かつフィルターの濾過及び掃除が自然で反復的になされる真空ポンプに関する。

本発明でいう真空ポンプとは、高速で供給される圧縮空気によって作用して吸着パッドの内部空間を排気する装置を言う。前記真空ポンプが動作すれば、吸着パッドの内部空間に真空及び負圧が形成され、真空移送システムはこのように得られた負圧を用いて対象物を把持した後、所定場所に移送するようになるものである。

一般に、真空ポンプは、一側流入口及び他側排出口を持つケーシングと、前記ケーシングの内部に直列で配列されるノズルとを含み、例えば吸着パッドの内部空間はケーシングを通過してノズルの内部と連通する。したがって、圧縮空気が前記流入口に供給され、ノズルを高速で通過して排出されるとき、前記内部空間の排気がなされるとともに移送のための真空及び負圧が形成されるものである。

一方、対象物の移送が完了すれば、吸着パッドは繰り返される後続作業のために、対象物から速かに分離されなければならない。しかし、ただ圧縮空気の供給を中断することによっては迅速な分離がなされないので、前記吸着パッドと対象物の間の分離を強制することができる特別な設計及び方法が必要となる。

これに関連して知られた方法によれば、前記ノズルに連結される真空ラインの外に、吸着パッドに連結される解除ラインを別に設計し、それぞれのラインに圧縮空気を供給することで、それぞれのラインの開閉を電子的に制御している。ここで、前記真空ラインへの圧縮空気の供給が中断されれば、解除ラインが開放しながら吸着パッドに圧縮空気が供給され、これにより内部空間の真空が解除（release）または破棄（breaking）されることにより、吸着パッドと対象物間の分離がなされるものである。

このような方法が、圧縮空気を吸着パッドに供給することで吸着パッドと対象物間の分離を迅速に行うことができるという点のため、有用に使われていることは事実である。しかし、その方法を実際に具現することにおいては、その電子的・機械的設計及び構造が複雑な問題、誤動作が頻繁に発生する問題、欠陥保守が難しい問題などのため、経済性、生産性、作業性などの多くの面で大変不利である。

本発明は前述した従来の真空ポンプの問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、その設計及び構造が複雑ではないながらも、誤作動なしに一様で正確に動作する真空ポンプを提供することである。

本発明の他の目的は、真空の解除をもっと速かに遂行することができる真空ポンプを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、適正位置にエアフィルターを配置することで、何の操作なしもフィルターの掃除を自然で反復的に行うようにした真空ポンプを提供することである。

本発明の真空ポンプは、互いに対向する側面に形成された圧縮空気流入口と排出口及び底面に形成された吸入口を含むケーシングの内部に構成される要素として：前記流入口と排出口の間を通して伸び、一側で前記吸入口に連通するシリンダー型ホール、及び両側端部がそれぞれ流入口と排出口に連通する状態で前記ホールの内部に装着され、前記ホールに連通するスロットを持ち、直列で配列されるノズルを含む真空ポンプ部と；前記吸入口の上側に形成された支持管、空気圧によって上下に流動して前記支持管の上側を開閉するスカート型チェックバルブ、及び前記流入口に連通し、バルブスカートを通る通路の末端に形成される圧力チャンバーを含むリリース部と；前記吸入口と支持管の間に配置され、前記ポンプ部の動作の際に吸入される排気空気を上側に通過させて濾過し、前記ポンプ部の停止の際に圧力チャンバーから支持管を介して下側吸入口に供給される空気によって掃除されるフィルター材料と；を含む。

好ましくは、前記ノズルは壁に通孔が形成されたシリンダー型ボディーの内部に装着されて一つのポンプカートリッジを構成し、前記カートリッジを介して前記ホールの内部に装着される。また、好ましくは、前記吸入口の上端には、前記フィルター材料の安定的な装着のためのリブが形成される。

本発明によれば、圧縮空気がポンプ部に供給され始めるとき、その一部が圧力チャンバーを満たし、圧縮空気の供給が中断されれば、直ちに圧力チャンバー内の空気が逆流して真空が解除される。したがって、本発明の真空ポンプは従来のものに比べて単純に設計及び具現可能であり、誤作動なしにいつも一様で正確に動作することができる効果がある。また、真空解除のために線路の開閉と解除用圧縮空気の供給及びこれらのための電子的回路の動作などの先行動作が不要であるので、真空の解除がもっと速かに遂行できる効果がある。

一方、真空解除の際には、圧力チャンバー内の空気がフィルター材料を通じて排出される。この際、空気圧によって、真空のうちにフィルター材料の底面に付いていた異物が分離されて除去されるので、別に掃除しなくてもフィルター材料の濾過及び掃除が連続して繰り返される効果がある。

本発明による真空ポンプの外形を示す斜視図である。 図１の“Ａ−Ａ”線についての拡大断面図である。 図１の“Ｂ−Ｂ”線についての拡大断面図である。 本発明による真空ポンプの真空動作を説明するための図である。 本発明による真空ポンプの解除動作を説明するための図である。

以上に記載するかあるいは記載しない本発明の特徴及び効果は、以下に添付図面に基づいて説明する実施例の記載によってより明らかになるであろう。図面において、本発明による真空ポンプは符号１０で指示される。

図１〜図３を参照すれば、本発明による真空ポンプ１０は、一定形態のケーシング２０とその内部に構成及び形成される要素とからなる。前記ケーシング２０は互いに対向する側面に形成された圧縮空気流入口２１と排出口２２及び底面に形成された吸入口２３を含む。そして、前記ケーシング２０の内部構成要素として、真空ポンプ部３０、リリース部４０、及びフィルター材料５０を含む。

前記真空ポンプ部３０は前記ケーシング２０の吸入口２３に連結された吸着パッドその他の内部空間を排気して真空及び負圧を形成するための構成である。

前記真空ポンプ部３０は、前記流入口２１と排出口２２の間を通じて伸び、一側で前記吸入口２３に連通するように形成された中空シリンダー型ホール３１と、両側端部がそれぞれ流入口２１と排出口２２に連通する状態で前記ホール３１の内部に装着され、間にスロット３３を置いて直列で配列されるノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃを含む。前記ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃは二つ以上のノズルを含み、内径が次第に拡がる形態のいわゆる“多段ノズル”（multi−stage nozzles）である。図面において、符号３７はケーシング２０の排出口２２側に装着される消音機（silencer）である。

前記ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃがホール３１の内部に直接装着されるように設計することも可能であるが、本実施例において前記ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃはシリンダー型ボディー３４を介して前記ホール３１の内部に装着される。具体的に、ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃはボディー３４の内部に直列で配列され、前記ボディー３４は壁に形成された通孔３５を含んで一つのポンプカートリッジ３６を構成する。

このポンプカートリッジ３６が前記ホール３１に装着されることにより、ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃもホール３１の内部に適切に配列及び固定されるものである。そして、前記ホール３１は通孔３５を通じてカートリッジ３６の内部及びノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃに連通可能となる。この構造は、ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃを直接ホール３１に装着する構造に比べ、装着性、組立性、及び安全性の面で有利であると言える。

前記リリース部４０は前記真空ポンプ部３０の作動によって形成された真空及び負圧を速かに解除または破棄するための構成である。

前記リリース部４０は、ケーシング２０の吸入口２３の上側に突出した支持管４１と、前記支持管４１の上側に配置され、空気圧によって上下に流動して前記支持管４１の上側開口を開閉するスカート（skirt）型チェック（check）バルブ４２と、前記吸入口２３からバルブスカート４３部分を経由する通路４４の末端に形成される圧力チャンバー４５とを含んでなる。

この構造において、流入口２１に供給されて前記通路４４を流れる圧縮空気はスカート４３部分を押しながらバルブ４２を経って圧力チャンバー４５に流入することができる。しかし、圧力チャンバー４５内の充填された空気は逆方向に帰ることができずに、バルブ４２のエアリフト（air−lift）によって上側開口が開放する支持管４１を通じて吸入口２３側に流れるようになる。

一方、前記フィルター材料５０は吸入口２３を通じて流入した空気を濾過した後、前記ホール３１に流入するようにする濾過材である。

ここに適用されるフィルター材料５０は形態においてパッド型でもしわ型でも関係ない。前記フィルター材料５０は前記吸入口２３上に配置され、吸入口２３を通じて流入した空気を濾過する。具体的には、前記フィルター材料５０は吸入口２３と支持管４１の間に配置され、フィルター材料５０の安定的な装着のために、前記吸入口２３の上端には装着用リブ５１が形成される。設計において、前記リブ５１が空気の流れを邪魔しないようにしなければならない。図面において、符号５２はガスケットである。

図２及び図４を参照すれば、ケーシング２０の吸入口２３には吸着パッド（図示せず）が連結され、当然前記吸着パッドは移送対象物の表面に接触しているはずである。この状態で、ケーシング２０の流入口２１を通じて圧縮空気を供給すれば、真空ポンプ部３０が動作する。圧縮空気はカートリッジ３６の内部に装着されたノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃを順に高速で通過した後、排出口２２側に結合された消音機３７を通じて外部に排出される（図２の矢印○１参照）。

この過程で、ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの間の部分で圧力降下が発生し、これにより吸着パッドの内部空気は吸入口２３→フィルター材料５０→ホール３１→通孔３５→スロット３３を順に経由した後、ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの内部に流入する。そして、圧縮空気とともに外部に排出される（図４の矢印○２参照）。このような排気によって吸着パッドの内部空間に真空及び負圧が発生し、このように発生した負圧によって対象物を把持して移送することができるようになるものである。

一方、流入口２１に供給された初期圧縮空気の一部は流入口２１側から始まる通路４４を流れ、前記バルブ４２のヘッド部分を加圧して支持管４１を閉鎖すると同時に外側スカート４３部分を加圧しながら圧力チャンバー４５内に流れる。結局、圧力チャンバー４５が圧力空気で充填され（図４の矢印○３参照）、この空気はリリース用に用いられる。

図５を参照すれば、対象物の移送が完了すれば、圧縮空気の供給が中断し、よって真空ポンプ部３０の動作も停止する。すると、バルブ４２のヘッド部分を加圧した大きな力がなくなることによって圧力チャンバー４５内の空気が逆流するようになる。

この際、スカート４３及びバルブ４２が逆流する圧力空気によって浮上し、これにより支持管４１の上側開口が開放し、圧力空気が圧力チャンバー４５から支持管４１→フィルター材料５０→吸入口２３を順に通過して吸着パッドの内部空間に投入される（矢印○４参照）。これにより、この装置によって発生した真空及び負圧が瞬時に解除されるものである。

本発明の装置１０は、真空用圧縮空気の一部を別に保存し、真空停止の際に当然解除用に用いられるようにする真空／解除メカニズムを持つ。したがって、真空／解除のいずれも電子的メカニズムに拠る従来の設計に比べ、単純に設計及び具現されることができる。また、いつも一様で正確に動作することができ、特に真空の解除が速かになされるものである。

一方、真空ポンプ部３０の動作の際、吸着パッドの排気空気は上側にフィルター材料５０を通過しながら濾過される。したがって、前記フィルター材料５０の底面には当然異物がくっつくことになる（図４参照）。ところが、前記真空ポンプ部３０の動作が停止すれば、支持管４１を通過した圧力空気が前記フィルター材料５０を上側から下側に通過して吸入口２３に流れるようになる。

この過程で、真空の際、フィルター材料５０の底面に付いていた異物が分離されて除去される。したがって、別に掃除しなくてもフィルター材料５０の掃除が自然で反復的になされるものである。迅速なリリース及び効果的なフィルター掃除のための構造として、前記チェックバルブ４２、支持管４１、フィルター材料５０、及び吸入口２３は上下に一直線上に形成され、これは他のどの形態よりも有利なものであると判断される。

１０ 真空ポンプ
２０ ケーシング
２１ 流入口
２２ 排出口
２３ 吸入口
３０ 真空ポンプ部
３１ ホール
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ ノズル
３３ スロット
３４ ボディー
３５ 通孔
３６ カートリッジ
４０ リリース部
４１ 支持管
４２ チェックバルブ
４３ スカート
４４ 通路
４５ 圧力チャンバー
５１ リブ

Claims (4)

1. 互いに対向する側面に形成された圧縮空気流入口と排出口及び底面に形成された吸入口を含むケーシングの内部に構成される要素として：
   前記流入口と排出口の間を通して伸び、一側で前記吸入口に連通するシリンダー型ホール、及び両側端部がそれぞれ流入口と排出口に連通する状態で前記ホールの内部に装着され、前記ホールに連通するスロットを持ち、直列で配列されるノズルを含む真空ポンプ部と；
   前記吸入口の上側に形成された支持管、空気圧によって上下に流動して前記支持管の上側を開閉するスカート型チェックバルブ、前記流入口に連通し、バルブスカートを通る通路の末端に形成される圧力チャンバーを含むリリース部と；
   前記吸入口と支持管の間に配置され、前記ポンプ部の動作の際に吸入される排気空気を上側に通過させて濾過し、前記ポンプ部の停止の際に圧力チャンバーから支持管を介して下側吸入口に供給される空気によって掃除されるフィルター材料と；
   を含むことを特徴とする、クィックリリース真空ポンプ。
2. 前記ノズルは壁に通孔が形成されたシリンダー型ボディーの内部に装着されて一つのポンプカートリッジを構成し、前記カートリッジを介して前記ホールの内部に装着されることを特徴とする、請求項１に記載のクィックリリース真空ポンプ。
3. 前記フィルター材料の安定的な装着のために、前記吸入口の上端には装着用リブが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のクィックリリース真空ポンプ。
4. 前記チェックバルブ、支持管、フィルター材料、及び吸入口は上下に一直線上に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のクィックリリース真空ポンプ。

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