JP2017519927A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】真空ポンプ、特に、ハウジングの側壁に設けられた吸入ポートの方向を必要に応じて変換選択することができるように設計された真空ポンプを提供する。【解決手段】本発明の真空ポンプは、ハウジングと、前記ハウジングに内蔵されるエジェクタ部と、前記ハウジングの外側に設けられる圧着手段とを含んでなる。特に、ハウジングは、前記吸入ポートを有するメインパートを含めて２つ以上のパートが一列に配置されてなり、相互接触面に沿って係合部材が設けられる。この構造によって、前記メインパートの回転およびそれに伴う前記吸入パートの方向変換が可能となる。【選択図】図３

Description

本発明は、主に真空搬送システムに適用される真空ポンプに係り、特に、ハウジングの側壁に設けられた吸入ポートの方向を必要に応じて変換選択することができるように設計された真空ポンプに関する。

真空搬送システムとは、高速の圧縮空気で真空ポンプを作動させて吸着カップまたはパッドの内部空間を排気しながら、このときに得られる負圧を用いて対象物を把持して所定の位置へ移送させるシステムをいう。本発明は、前記システムを構成する要素の中でも、特に真空ポンプに関するものである。

図１及び図２を参照すると、一般的な真空ポンプ１は、一側の流入ポート３、他側の排出ポート４およびそれらの間に設けられる吸入ポート５を有する中空型ハウジング２と、前記ハウジング２の内部に直列に装着される多段エジェクタ６とを含んでなる。前記真空ポンプ１は、ハウジング２を支持するブラケットなどの手段によって施設物に位置が固定され、前記吸入ポート５に連結されてエジェクタ６の内部に連通する吸着カップ７、および前記カップ７に連結されるロボット−アームなどと一緒に真空搬送システムを構成する。

圧縮空気が前記流入ポート３に供給されてエジェクタ６を高速で通過した後、排出ポート４を介して外部に排出される。このとき、前記吸着カップ７の内部空気は、エジェクタ６の内部に誘引され、圧縮空気と一緒に排出されるのである。このような排気過程で吸着カップ７の内部空間に真空および負圧が形成される。前記システムは、こうして得られた負圧を用いて対象物を把持した後、所定の場所へ移送する。

図示された前記真空ポンプ１は、韓国実用新案登録第２７４３７０号に開示されているものであるが、韓国特許登録第１０２９９６７号、同第１０３９４７０号、同第１０６６２１２号、同第１３５１７６８号などに開示された真空ポンプの基本的な構成および作用も、実際には前述した真空ポンプ１と変わらない。一方、この種の真空ポンプ１が現場での真空搬送システムの構成に有効に適用できるものではあるが、ここでは次の重要な問題点がある。

第一に、各ポートの方向を個別に変えることができない。例えば、真空ポンプ１が施設物に設置および固定された状態で、一側の流入ポート３と他側の排出ポート４は実際にその方向を変える必要がほとんど発生しない。ところが、吸入ポート５は、対象物の位置および移送すべき場所などに応じて方向変換の必要が随時発生する。それにも拘わらず、従来の真空ポンプ１は、このような方向変換の必要に効果的に対応することができなくなっている。

第二に、ハウジング２の全長を可変することができない。例えば韓国特許登録第１３５１７６８号に開示されている真空ポンプでのように、ハウジングの内部に１つの円筒状エジェクタを装着する場合には、その適用されるカートリッジの長さに応じてハウジング２の全長が調節される必要も生じる。しかし、従来の真空ポンプ１は、構造的に、このような必要に対応できる可能性がない。

第三に、真空ポンプ１の作製のためにかなり多くの締結手段が提供され、複雑な装着方法が伴う。このような複雑さは、エジェクタ６の構成部分の設置やハウジング２の組立などの全般にわたって現れるが、これにより真空ポンプ１の分解・組立性及び生産性が低下する。

韓国登録実用新案第０２７４３７０号公報 韓国登録特許第１０２９９６７号公報 韓国登録特許第１０３９４７０号公報 韓国登録特許第１０６６２１２号公報 韓国登録特許第１３５１７６８号公報

本発明は、上述した従来技術による真空ポンプの問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、真空ポンプの各ポート、特に吸入ポートの方向を任意に変換選択することができる真空ポンプを提供することにある。本発明の他の目的は、真空ポンプを構成する各要素が簡単に組立および分解できる真空ポンプを提供することにある。

本発明の真空ポンプは、一側の流入ポート、他側の排出ポートおよび側壁吸入ポートを有し、内部には前記吸入ポートに連通する真空チャンバーが形成された中空型部材であって、前記吸入ポートを有するメインパートを含めて２以上のパートが一列に配置されてなり、このとき、前記メインパートと隣接パートとの接触面に沿って相互係合手段が多数設けられ、前記隣接パートに対するメインパートの回転よびそれに伴う前記吸入ポートの方向変換が可能なハウジングと；前記ハウジングの内部に装着される円筒状部材であって、前記流入ポートに連通する一端供給口、前記排出ポートに連通する他端排出口、及び前記真空チャンバーを経由して吸入ポートに連通する側壁通孔を有するエジェクタ本体を含むエジェクタ部と；前記ハウジングの各パート間の密着力を提供するための手段と；を含んでなる。

前記係合手段は、突起−凹溝方式または回転式歯車方式の対応構造である。

前記エジェクタ部は、本体の両端部にそれぞれ装着され、その外周面が前記ハウジングの内周面に接触し、前記ハウジングの各ポートと本体との連通関係を邪魔しないように設計された第１支持具と第２支持具をさらに含んでなる。

好ましくは、本発明の真空ポンプは、前記ハウジングの両側に提供され、各パート間の密着力を提供する圧着手段をさらに含む。具体的には、前記圧着手段は、前記ハウジングの両側面に接触するプレートと、前記プレートの取付孔を通過したエジェクタ部の端部に嵌められ、前記プレートおよび各パートを加圧密着させる圧着具とを含んでなる。

好ましくは、前記プレートは真空ポンプ固定用ブラケットである。

本発明の真空ポンプによれば、前記ハウジングは２以上のパートが一列に配置され、この際、前記メインパートは隣接パートに対して回転可能である。よって、前記吸入ポートは、その方向が必要に応じて任意に変換および選択でき；前記ハウジングおよび真空ポンプを構成する各要素は、係合または据置方式で互いに連結され、特別な道具なしでも簡単に組立および分解でき；設計によっては、内蔵されるエジェクタのサイズに応じてハウジングのサイズを適宜選択することができるなどの効果がある。

従来の一般的な真空ポンプの外形図である。 図１の断面図である。 本発明に係る真空ポンプの外形図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３のハウジングの分解斜視図である。 図４のエジェクタ部の斜視図である。 図７の分解斜視図である。 それぞれ図４及び図５を用いた図であって、本発明に係る真空ポンプの動作を説明するための図である。 それぞれ図４及び図５を用いた図であって、本発明に係る真空ポンプの動作を説明するための図である。

前述したもしくは前述していない本発明の「方向変換が可能な真空ポンプ」（以下、「真空ポンプ」という。）の特徴と効果は、添付図面を参照して説明する実施例の記載からさらに明らかになるであろう。図３以下において、本発明に係る真空ポンプは符号１００で示されている。

図３〜図８を参照すると、本発明の真空ポンプ１００は、中空型ハウジング１１０と、前記ハウジング１１０の内部に装着されるエジェクタ部１２０と、前記ハウジング１１０の外側に提供される圧着手段１４０とを含んでなる。

前記ハウジング１１０は、一側の圧縮空気流入ポート１１１、他側の排出ポート１１２および側壁吸入ポート１１３を有し、内部には前記吸入ポート１１３に連通する真空チャンバーＣが形成された中空型部材であり、好ましくは、前記真空チャンバーＣに連通する逃しポート１１４をさらに有する。本発明では、前記ハウジング１１０は、吸入ポート１１３を有するメインパート１１５を含めて、２以上のシリンダー型パート１１５、１１６、１１７が一列に配列されてなるものである。

本実施例において、前記ハウジング１１０は、中央に配置された前記メインパート１１５と、その両側にそれぞれ配置された隣接パート１１６、１１７を含めて３つのパート１１５、１１６、１１７が一つのハウジング１１０を形成する。

但し、他の実施例では、２つまたは４つ以上のパートからハウジング１１０を構成することができ、長さの短いパートを複数備えることにより、ハウジング１１０の長さを、必要に応じて、例えば内蔵されるエジェクタ部１２０の長さに応じて調節することもできる。

そして、本実施例において、前記流入ポート１１１は第１隣接パート１１６に、前記吸入ポート１１３はメインパート１１５に、前記排出ポート１１２は第２隣接パート１１７にそれぞれ設けられている。また、前記吸入ポート１１３はメインパート１１５の各面に様々な形で多数設けられている。但し、前記各ポート１１１、１１２、１１３の位置がそれぞれ所定のパート１１５、１１６、１１７に限定されなければならないのではない。各パート１１５、１１６、１１７は２種以上のポート１１１、１１２、１１３を持ってもよい。図面において、符号１１３ａと１１２ａは、前記エジェクタ部１２０の両端にそれぞれ設けられる吸入ポートと排出ポートである。

前記メインパート１１５と隣接パート１１６、１１７との間には、端部接触面Ｓ１、Ｓ２に沿って相互係合手段１１８ａ〜１１８ｂが多数設けられる。図面では、前記係合手段１１８ａ〜１１８ｂとして突起−凹溝方式の対応構造を例示するが、回転式歯車方式の対応構造を採用してもよく、その他、必要に応じて様々な変形が可能である。

前記係合手段１１８ａ〜１１８ｂの数及び位置はメインパート１１５の外形と関連がある。すなわち、図示の如く、その外形が略四角形である場合、前記係合手段１１８ａ〜１１８ｂは各面に対応する位置に一つずつ、合計４つが設けられ、それぞれはすべて同じ形態である。従って、前記メインパート１１５は、隣接パート１１６、１１７に対して回転しながら（図６の「Ｒ」参照）、選択された一つの方向をもって隣接パート１１６、１１７に連結できる。本実施例では、前記吸入ポート１１３の方向が４方向の中から必要に応じて適宜選択できる。

実際の真空搬送システムにおいて、前記ハウジング１１０には、各吸入ポート１１３と吸着カップ（ｓｕｃｔｉｏｎ ｃｕｐ）とを連結するフレキシブルホースが多数接続される。このとき、前記吸入ポート１１３の方向または真空カップや対象物の方向によって、前記ホースが捩れたり絡んだりすることが多い。このような場合、前記吸入ポート１１３の方向がランダムに選択できるようにした構成では非常に効果的に使用できる。

前記エジェクタ部１２０は、前記ハウジング１１０の内部、特に真空チャンバーＣ内に長さ方向に装着されるエジェクタ本体１２１と、前記ハウジング１１０内で前記本体１２１の両端部を支持する支持具１２４、１２５とを含んでなる。

ここで、前記本体１２１は、ハウジング１１０の圧縮空気流入ポート１１１に連通する一端供給口１２２ａと、前記排出ポート１１２に連通する他端排出口１２２ｂと、前記真空チャンバーＣを経由して吸入ポート１１３に連通する側壁通孔１２３と、を有する通常の円筒状エジェクタである。

このようなエジェクタ本体１２１は、空間装着性に優れるので、別個の支持手段なしでも、前記ハウジング１１０の内部に装着されるように設計することができる。但し、本実施例において、前記エジェクタ部１２０は、ハウジング１１０内の真空チャンバーＣの形成およびエジェクタ本体１２１の安定のために、前記本体１２１の両端部にそれぞれ装着され、その外周面がハウジング１１０の内周面に接触する第１支持具１２４と第２支持具１２５をさらに備える。このとき、前記支持具１２４、１２５は、少なくとも、各ポート１１１、１１２、１１２ａ、１１３、１１３ａ、１１４とエジェクタ本体１２１との連通関係を邪魔しないように設計されるべきである。

前記第１支持具１２４は、本体１２１の供給口１２２ａ側の端部が挿入され、流入ポート１１１へ延びる供給ライン１２６を有し、ハウジング１１０の外側を向く環状突出部１２７を含む。好ましくは、前記第１支持具１２４は、ハウジング１１０に設けられた逃しポート１１４から真空チャンバーＣへ延びる逃しライン１２８ａをさらに有する。

本実施例において、前記突出部１２７は、その内周面が吸入ポート１１３ａとして設計される。このため、前記第１支持具１２４は、その吸入ポート１１３ａから真空チャンバーＣへ延びるパス１２９を有し、逃しポート１１４から突出部１２７の内周面の吸入ポート１１３ａへ延びる逃しライン１２８ｂをさらに有する。図示の如く、前記突出部１２７の吸入ポート１１３ａ側には吸入される空気の濾過のためのフィルターＦが設置され、このとき、逃しライン１２８ｂは前記フィルターＦの裏面に向かって傾くように設けられるが、この傾斜は逃しポート１１４へ供給される圧縮空気の速度および圧力をできる限り減衰させない。

前記第２支持具１２５は、本体１２１の排出口１２２ｂ側の端部が挿入され、排出ポート１１２へ延びる排出ライン１３０を有し、ハウジング１１０の外側を向く環状突出部１３１を含む。本実施例において、第２支持具１２５の前記突出部１３１はその内周面が排出ポート１１２ａとして使用される。

図面において、前記第１支持具１２４と第２支持具１２５は、それぞれエジェクタ本体１２１を直接支持する内側の胴体部分と、外側の前記突出部１２７、１３１に分離され、各部分の外面に提供される「コ」字状のクリップ１３２で締結されることを例示している。したがって、エジェクタ本体１２１および各支持具１２４、１２５を構成する部分が容易かつ簡単に組み立てられる。但し、設計によっては単一のボディまたは他の形態に変更することができる。

符号１３３は、各支持具１２４、１２５に設けられた係合手段であって、エジェクタ部１２０が任意に回転することを防止するために、前記第１支持具１２４と第２支持具１２５に形成され、ハウジング１１０の両側の隣接パート１１６、１１７に設けられたキー溝１１９に対応する。

本発明の真空ポンプ１００は、前記ハウジング１１０の各パート１１５、１１６、１１７間の密着力を提供するための手段を含んでなる。前記係合手段１１８ａ、１１８ｂが適切な設計変更を介して前記手段として利用できる。この場合には、この手段のための別個の構成を必要としない。但し、本実施例では、前記ハウジング１１０の一側に突出したエジェクタ部１２０の外側突出部１３１の外周面に嵌められるスナップリング１４６と、ハウジング１１０の一側または両側に提供される圧着手段１４０と、がそれぞれその手段として利用されている。

以下、前記圧着手段１４０について具体的に説明する。

前記圧着手段１４０は、ハウジング１１０の一側または両側に設けられ、隣接する各パート１１５、１１６、１１７間の密着力を提供するものであり、具体的には、ハウジング１１０の両側面に接触するプレート１４１と、前記プレート１４１の取付孔１４２を通過したエジェクタ部１２０の端部に嵌められ、前記プレート１４１および各パート１１５、１１６、１１７を加圧して密着させる圧着具１４３とを含んでなる。

符号１４４は、隣接パート１１６、１１７側の突起に対応して、ハウジング１１０を堅固に固定するために、プレート１４１の表面に設けられた嵌合孔または嵌合溝である。前記嵌合孔 １４４は、前記取付孔１４２の周辺に沿って多数設けられ、これによりプレート１４１に対する隣接パート１１６、１１７の回転及び方向設定が可能となるのである。この構造は、ハウジング１１０の吸入ポート１１１および排出ポート１１２の方向変換が可能である。

符号１４５は、取付孔１４２の内側突起であり、エジェクタ部１２０の突出部１３１の外周面に設けられた係合溝１２７ａ、１３１ａに対応して、エジェクタ部１２０が任意に回転しないようにする。好ましくは、前記プレート１４１は真空ポンプ１００固定用ブラケットとして利用でき、前記圧着具１４３は突出部１２７、１３１の外周面に嵌められるナット部材である。

上述のように構成された本発明の真空ポンプ１００は、電磁弁を介して流入ポート１１１および逃しポート１１４に選択的に連結される圧縮空気供給装置、各吸入ポート１１３に長いホースで連結される吸着カップ、前記吸着カップに連結されるロボットアームなどを含んで真空搬送システムを構成する。前記真空ポンプ１００は、圧縮空気の供給方向に応じて真空及び負圧の生成または逃しを行う。

次に、図４、図５、図９および図１０を参照してその過程について説明する。

まず、圧縮空気は、流入ポート１１１に供給され、供給ライン１２６、排出ライン１３０を高速で通過した後、排出ポート１１２、１１２ａを介して外部へ排出される（矢印１参照）。このとき、真空カップの内部空気が吸入ポート１１３、１１３ａ、真空チャンバーＣ、通孔１２３を順次経由した後、エジェクタ本体１２１の内部に誘引されて圧縮空気と一緒に排出ポート１１２、１１２ａを介して外部へ排出される（矢印２参照）。

この過程で前記真空チャンバーＣと吸着カップに真空及び負圧が生成され、この生成された負圧を用いて対象物を把持する。その後、ロボットアームが動作して、対象物を所定の場所へ移送するのである。このとき、使用される吸入ポート１１３、真空カップ、対象物などの位置に応じて、吸入ポート１１３と吸着カップとを連結するホースが撓んだり、折れたり、絡み合ったりする。この場合には、
前記圧着具１４３の締め付けをやや解除して、分離されたメインパート１１５を回転させながら吸入ポート１１３の方向を変換選択することができ、
前記係合構造１１８ａ、１１８ｂの対応方式によっては、圧着具１４３の締め付けを解除することなく、メインパート１１５を強制回転させて吸入ポート１１３の方向を変換選択することもできる。

次に、前述した対象物の移送が完了すると、吸着カップと対象物の迅速分離のために、圧縮空気は逃しポート１１４へ供給される。前記逃しポート１１４に供給された圧縮空気（矢印３参照）は、逃しライン１２８ａ、１２８ｂを通過した後、真空チャンバーＣを経由して或いは直接吸入ポート１１３、１１３ａに供給される（矢印３−１、３−２参照）。これにより、前記生成された真空および負圧が逃され、真空カップが対象物から分離されるのである。

特に、逃しライン１２８ｂを通過した圧縮空気は、まずフィルターＦの裏面にぶつかって通過しながら、その表面にくっ付いた異物を取り除く役割もする。

１００ 真空ポンプ
１１０ ハウジング
１１１ 流入ポート
１１２、１１２ａ 排出ポート
１１３、１１３ａ 吸入ポート
１１４ 逃しポート
１１５ メインパート
１１６、１１７ 隣接パート
１１８ａ、１１８ｂ 係合手段
１１９ キー溝
１２０ エジェクタ部
１２１ 本体
１２２ａ 供給口
１２２ｂ 排出口
１２３ 通孔
１２４、１２５ 支持具
１２６ 供給ライン
１２７ 突出部
１２８ａ、１２８ｂ 逃しライン
１２９ パス
１３０ 排出ライン
１３１ 突出部
１３２ クリップ
１３３ 係合手段
１４０ 圧着手段
１４１ プレート
１４２ 取付孔
１４３ 圧着具
１４４ 嵌合孔
１４５ 突起
１４６ スナップリング
Ｃ 真空チャンバー
Ｆ フィルター
Ｓ１、Ｓ２ 接触面

Claims (13)

1. 一側の流入ポート（１１１）、他側の排出ポート（１１２）および側壁吸入ポート（１１３）を有し、内部には前記吸入ポート（１１３）に連通する真空チャンバー（Ｃ）が形成された中空型部材であって、前記吸入ポート（１１３）を有するメインパート（１１５）を含めて２以上のパート（１１５、１１６、１１７）が一列に配置されてなり、このとき、前記メインパート（１１５）と隣接パート（１１６、１１７）との接触面（Ｓ１、Ｓ２）に沿って相互係合手段（１１８ａ、１１８ｂ）が多数設けられ、前記隣接パート（１１６、１１７）に対する前記メインパート（１１５）の回転よびそれに伴う前記吸入ポート（１１３）の方向変換が可能なハウジング（１１０）と；
   前記ハウジング（１１０）の内部に装着される円筒状部材であって、前記流入ポート（１１１）に連通する一端供給口（１２２ａ）、前記排出ポート（１１２）に連通する他端排出口（１２２ｂ）、及び前記真空チャンバー（Ｃ）を経由して前記吸入ポート（１１３）に連通する側壁通孔（１２３）を有するエジェクタ本体（１２１）を含むエジェクタ部（１２０）と；
   前記各パート（１１５、１１６、１１７）間の密着力を提供するための手段と；を含んでなることを特徴とする、真空ポンプ。
2. 前記係合手段（１１８ａ、１１８ｂ）は突起−凹溝方式または回転式歯車方式の対応構造であることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記ハウジング（１１０）は、前記真空チャンバー（Ｃ）に連通する逃しポート（１１４）をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
4. 前記エジェクタ部（１２０）は、
   前記エジェクタ本体（１２１）の両端部にそれぞれ装着され、その外周面が前記ハウジング（１１０）の内周面に接触し、前記ハウジング（１１０）の各ポート（１１１、１１２、１１３）と前記エジェクタ本体（１２１）との連通関係を邪魔しないように設計された第１支持具（１２４）と第２支持具（１２５）をさらに含んでなる、請求項１に記載の真空ポンプ。
5. 前記第１支持具（１２４）は、
   前記エジェクタ本体（１２１）の供給口（１２２ａ）側の端部が挿入され、前記流入ポート（１１１）へ延びる供給ライン（１２６）と、
   前記ハウジング（１１０）に設けられた逃しポート（１１４）から前記真空チャンバー（Ｃ）へ延びる逃しライン（１２８ａ）とを有することを特徴とする、請求項４に記載の真空ポンプ。
6. 前記第２支持具（１２５）は、前記エジェクタ本体（１２１）の前記排出口（１２２ｂ）側の端部が挿入され、前記排出ポート（１１２、１１２ａ）へ延びる排出ライン（１３０）を有することを特徴とする、請求項４に記載の真空ポンプ。
7. 前記第１支持具（１２４）または第２支持具（１２５）は、前記エジェクタ本体（１２１）を直接支持する内側の胴体部分と、その外側の突出部（１２７、１３１）に分離され、各部分の外面に提供される「コ」字状のクリップ（１３２）で締結されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
8. 前記真空ポンプ（１００）は、
   前記密着力を提供するための手段であって、前記ハウジング（１１０）の一側または両側に設けられ、各パート（１１５、１１６、１１７）間の密着力を提供する圧着手段（１４０、１４６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
9. 前記圧着手段（１４６）は、前記ハウジング（１１０）の一側に突出した前記エジェクタ部（１２０）の外側突出部（１３１）の外周面に嵌められるスナップリング（１４６）であることを特徴とする、請求項８に記載の真空ポンプ。
10. 前記圧着手段（１４０）は、
    前記ハウジング（１１０）の両側面に接触するプレート（１４１）と、
    前記プレート（１４１）の取付孔（１４２）を通過した前記エジェクタ部（１２０）の端部または突出部（１２７、１３１）に嵌められ、前記プレート（１４１）および各パート（１１５、１１６、１１７）を加圧密着させる圧着具（１４３）とを含むことを特徴とする、請求項８に記載の真空ポンプ。
11. 前記プレート（１４１）は真空ポンプ（１００）固定用ブラケットであることを特徴とする、請求項１０に記載の真空ポンプ。
12. 前記プレート（１４１）は、前記ハウジング（１１０）を堅固に固定するために、前記隣接パート（１１６、１１７）側と孔（１４４）−突起構造で対応することを特徴とする、請求項１０に記載の真空ポンプ。
13. 前記孔（１４４）は、前記プレート（１４１）の取付孔（１４２）の周辺に沿って多数設けられ、これにより前記プレート（１４１）に対する前記隣接パート（１１６、１１７）の回転および方向設定が可能となることを特徴とする、請求項１２に記載の真空ポンプ。

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