JP6226256B2 - 真空システム用チェックバルブアセンブリー - Google Patents

Description

本発明はチェックバルブアセンブリーに関するもので、特に真空移送システムにおいて空気の流れを制御するのに適切に使用可能なチェックバルブアセンブリーに関するものである。

図１を参照すれば、一例としての真空システムは、密閉型ハウジング１と、前記ハウジング１に装着されてハウジング１の内部空間Ｓの排気を行うエジェクター３と、前記ハウジング１の一側連通ホール２を通じて前記内部空間Ｓと連通する吸着パッド４とからなる。作業対象物Ｐの表面がパッド４に接触した状態で、圧縮空気が前記エジェクター３を通過して排出されるとき、ハウジング１及び吸着パッド４の内部空気がエジェクター３に吸引されて圧縮空気とともに排出される。

この過程で、ハウジング１の内部に真空が形成されるとともにパッド４の内部に負圧が発生し、発生した負圧で作業対象物Ｐを把持することができるようになるものである。この際、前記連通ホール２があまり大きければ最大真空度が低くなり、反対にあまり小さければ真空速度が落ちる問題が発生し得る。したがって、前記連通ホール２と干渉するバルブ要素が必要になるものである。

従来のバルブとして、図２のバルブ５は、前記連通ホール２より狭い吸気ホール６を持つ可撓性部材で、ハウジング１の連通ホール２の底面に設けられ、一側がビス７で固定される。同一容量のエジェクター３が使われる場合であれば、原則的に、前記吸気ホール６の大きさが小さくなるほど真空速度が遅くなる反面、その大きさが大きくなるほど真空速度が速くなる。

一方、図１のように、作業対象物Ｐの把持に用いられないバルブ５ａ、５ｂは吸気ホール６ができるだけ小さくなるとか詰まっていることが良い。また、対象物Ｐが通気性材料の場合はそうでない場合に比べて真空速度が高いことが有利であるので、もっと大きな口径の吸気ホール６が必要であると言える。このような例に照らして見れば、対象物Ｐの性質（材料、重量、規模など）によって、使われるバルブ５の吸気ホール６の適正口径が異なることが分かる、
しかし、前述したバルブ５は単一吸気ホール６とそれによって決められた真空特性のみを持つので、対象物Ｐの性質による多様な適正口径に迅速で柔軟に対応することができない。このために提案されたものが、本発明者によって開発されて韓国登録特許第１０−０７９３３２３号として登録された「真空システム用チェックバルブアセンブリー」である。

この特許に開示されたバルブアセンブリーが図３に示されている。このバルブアセンブリー１０は、一側に一つの貫通ホール１２が形成された胴体１１と、前記胴体１１に回転可能に装着される軸１３と、前記軸１３に固定され、軸１３と一緒に回転しながら貫通ホール１２の下部と干渉する可撓性バルブ１４とからなる。この際、前記バルブ１４は同一回転半径上に口径の異なる吸気ホール１５、１６が複数形成される。

この構造において、前記軸１３を回転させれば、バルブ１４が一緒に回転し、前記胴体１１の貫通ホール１２に複数吸気ホール１５、１６の一つが選択的に連通するものである。すなわち、前記アセンブリー１０はバルブ吸気ホール１５、１６の容易な選択及び変更が可能であり、よって対象物Ｐの性質による多様な適正口径に速かに対応することができる利点があるものである。

しかし、実際に、バルブアセンブリー１０において前記バルブ１４は薄くて柔軟なゴム板材料から形成されたものなので：
作動時に排気圧または真空圧によるホール１５、１６の形態変形が発生しやすく；
小さなホールの場合はほこりなどの異物で詰まってしまうこともでき；
前記ホールの内部形態などの特性に対する多様な設計ができない；
問題がある。

一方、多数のホールを形成することによってバルブ１４の耐久性が低くなる；
問題もある。

結果として、バルブアセンブリー１０は対象物Ｐの特性による正確な真空特性の調節または制御が事実上不可能である。構造的に、前記制御機能の補完のためのどんな機能的手段を付け加えることもかなり難しい状態である。したがって、前記バルブアセンブリー１０は現場で活用度が極めて低い実情である。

韓国登録特許第１０−０７９３３２３号公報

本発明は前述した従来のバルブアセンブリーの問題点を解決するために提案されたもので、特に、前述した韓国登録特許第１０−０７９３３２３号の「真空システム用チェックバルブアセンブリー」を改善したものである。

本発明の目的は、バルブの吸気ホールと胴体の貫通ホールを選択的に対応させることができるように構成し、要求される各真空特性に対して迅速で正確な効果が具現されるように設計することによって現場活用度を向上させたチェックバルブアセンブリーを提供しようとするものである。前述した目的に関連し、本発明者は、図３のバルブアセンブリー１０の構造によって具現される真空特性が、実際にはバルブ１４の吸気ホール１５、１６によってではなく、胴体１１の貫通ホール１２によって決定できるという点に着眼して本発明を完成したものである。

本発明の他の目的は、別途のノズルを用いて貫通ホールを形成することにより、貫通ホールの選択幅を拡張させることができ、これによって現場活用度を一層向上させることができるチェックバルブアセンブリーを提供しようとするものである。

本発明によるチェックバルブアセンブリーは：
中心部に軸孔が形成され、前記軸孔を中心に同一回転半径上に相異なる空間特性を持つ複数の装着ホールが形成された胴体；
前記軸孔を貫いて回転可能に装着される軸；
前記装着ホールに挿入され、内部に形成された真空用貫通ホールを持つノズル；及び
前記貫通ホールの下部と対面して干渉する部材で、前記軸にその中心部が固定されて軸と一緒に回転し、一側には前記貫通ホールの中で一つに選択的に連通することになる吸気ホールが形成された可撓性バルブ；
を含んでなる。

好ましくは、前記バルブの吸気ホールは、空気の流れにできるだけ抵抗を与えないようにするために、前記貫通ホールの中で最大のホールの対面口径に比べて同一ないし大きく設計される。

本発明のチェックバルブアセンブリーによれば、バルブ部材は一つの吸気ホールを持ち、前記吸気ホールは複数の貫通ホールの一つに連通する。ここで、それぞれの貫通ホールはその長さ、口径、形態などにおいて互いに異なる内部空間特性を持つように設計及び加工されており、この空間特性は外力によって容易に変動しない。これにより：
１）作業対象物の性質に合わせて速かに対応することができるのはもちろんのこと；
２）各対応別に要求される真空特性を正確に具現することで、現場活用度を向上させることができる効果がある。

３）また、別途のノズルを用いることで真空条件を鋭敏に満たすことができるので、活用性を一層向上させることができる効果がある。

一般的な真空システムの一例を示した図である。 従来のバルブの構成を示した図である。 従来のバルブアセンブリーの構成を示した図である。 本発明によるチェックバルブアセンブリーの外形図である。 図４の分解図である。 図５に適用された胴体の底面図である。 図４のＡ−Ａ線についての断面図である。 図４のＢ−Ｂ線についての断面図である。 図４のチェックバルブアセンブリーの使用状態を例示した図である。

以上に記載されるかまたは記載されなかった本発明の「空システム用チェックバルブアセンブリー」（以下、「バルブアセンブリー」という）の特徴及び効果は、以下に添付図面を参照して説明する実施例の記載からもっと明らかになるであろう。図３以下の図において、本発明のバルブアセンブリーは符号１００で表示される。

図４〜図８を参照すれば、本発明のバルブアセンブリー１００は、バルブの装着のための基盤を提供する胴体１１０と、前記胴体１１０に回転可能に装着される軸１２０と、前記軸１２０と一緒に回転するように固定される可撓性バルブ１３０とを含んでなる。

前記胴体１１０は、その中央に軸孔１１１が形成され、前記軸孔１１１を中心に同一回転半径上に相異なる空間特性を持つ複数の貫通ホール１１２、１１３、１１４が形成される。当然ながら、前記貫通ホール１１２、１１３、１１４は胴体１１０を通じての空気の上下方向への流れができるようにするホールであり、前記バルブ１３０が貫通ホール１１２、１１３、１１４の下側と干渉するように装着されて、空気の流れを制御することができるようになるものである。ここで、符号１１２、１１３は胴体に形成された装着ホール（図６の１１２ａ、１１３ａ）に挿入されたノズル１１６、１１７によって形成された貫通ホールである。

この実施例において、前記胴体１１０はポリウレタンから成形されたもので、少しのフレキシブルな特性または弾性を持つ。ただ、本発明がその材料に限定されるものではなく、例えばアルミニウムなどの金属または剛性プラスチックなどがその材料として適用可能である。また、ここでは、前記胴体１１０が別に設けられて排気ハウジング（図１の符号「１」）に固定されるものを想定するものの、実施例によっては排気ハウジング自体、特にその底の平面の一部となることも可能であろう。

図面において、胴体１１０の下端部１１０ａは軸孔１１１及び貫通ホール１１２、１１３、１１４の長さより長く伸びる。これは、軸１２０とその軸１２０に固定されるバルブ１３０を保護し、その作動空間を確保するためである。一方、胴体１１０が排気ハウジング（図１の符号「１」）を貫いて固定できるようにするために、前記胴体１１０の外面には結合溝１１５が形成されている。

前述したように、前記胴体１１０は軸孔１１１を中心に同一回転半径（ｒ）上に相異なる空間特性を持つ複数の貫通ホール１１２、１１３、１１４が形成されたものである。ここで、「空間特性」とはバルブアセンブリー１００によって達成可能な真空度及び真空速度などの真空特性を異に決定することができる因子で、ホールの長さ、面積、口径、形態などを総合的に言うものに理解されなければならない。

一方、図面において、前記貫通ホールの中で、符号１１２、１１３は真空用ホールであり、符号１１４は解除用ホールである。もちろん、前記真空用ホール１１２、１１３はいつも複数であり、それぞれは互いに異なる空間特性を持つ。バルブアセンブリー１００の正常動作状態で、真空用ホール１１２、１１３を通過する空気の流れは図７の矢印「ａ」の方向、解除用ホール１１４を通過する空気の流れは図８の矢印「ｂ」方向で、互いに反対である。これらについては後述する。

この実施例において、真空用貫通ホール１１２、１１３は各ホールに挿入されるノズル１１６、１１７によってその空間特性が決定されるようにした。これによれば、ノズル１１６、１１７の中で必要によって適切なものを選択して装着することができるようにすることで、要求される真空特性による貫通ホール１１２、１１３の鋭敏な調整または変更が容易になる利益がある。符号１１８は前記ノズル１１６、１１７が容易に抜け出ないようにするために、ノズル１１６、１１７の外側表面に形成された突条である。

図７に示したように、前記ノズル１１６、１１７による貫通ホール１１２、１１３は特に入口及び出口側の両端が広く、その間を連結する中間部が狭い形態に形成されている。この形態は矢印「ａ」方向の空気の流れ、つまり真空動作の際、吸気の量及び速度の両者を考慮した設計である。もちろん、貫通ホール１１２、１１３の形態がこれに限定されるものではなく、これとは違う形態に設計可能であろう。

前記軸１２０は胴体１１０の軸孔１１１を貫いて回転可能に装着される。この際、軸１２０の表面には上下側の係止段１２１、１２２が形成されることで、前記軸１２０が軸孔１１１から離脱することを防止する。前記軸１２０の下端には調節溝１２３が形成される。これは工具で容易に軸１２０を回転させることができるようにするためのものである。

一方、前記軸１２０の外周面には装着溝１２４が形成され、この装着溝１２４にバルブ１３０の中心部が結合されて固定される。好ましくは、前記装着溝１２４は非真円、特に多角形に形成され、前記バルブ１３０もそれに対応する形態のホールを持つことにより、前記バルブ１３０が装着溝１２４で空回りしなくなる。

前記バルブ１３０は前記貫通ホール１１２、１１３、１１４の下部と対面して干渉する可撓性部材で、前記軸１２０にその中心部が固定されて軸１２０と一緒に回転し、一側には前記貫通ホール１１２、１１３、１１４の一つに選択的に連通する吸気ホール１３２が形成されたものである。

具体的に、前記バルブ１３０はゴムやシリコンなどの可撓性素材から形成され、その多角形中心ホール１３１が前記軸１２０の対応多角形装着溝１２４に結合されて固定される。この際、バルブ１３０は前記貫通ホール１１２、１１３、１１４の下部と対面して密着するように配置される。この構造において、前記軸１２０を回転させればバルブ１３０が一緒に回転し、この時に前記真空用貫通ホール１１２、１１３の中で選択された一つと吸気ホール１３２が一対一（１：１）の連通関係にあることになるものである。

図面において、前記吸気ホール１３２はその形態が円形であるものに例示されているが、前述した一対一の連通関係が成り立つ限り、その形態に限定されない。例えば、円弧形あるいは角部の一側を切り取って得たＵ形ホールまたは他の形態を含むものに理解されなければならない。

ただ、バルブ１３０の回転方式によれば、前記解除用貫通ホール１１４も吸気ホール１３２と対応することは可能であろう。しかし、このような対応は全然無意味なので、実際にこのような連通関係は発生しないであろう。このような意味で、前記解除用貫通ホール１１４が敢えて複数の真空用貫通ホール１１２、１１３と同一回転半径上にある必要はないであろう。

前記軸１２０及びバルブ１３０の回転によって連通関係にあるように選択された一つの貫通ホール１１２、１１３のみがバルブ１３０によって開放される。すると、胴体１１０の下部の空気は開放したホール１１２、１１３を通過して上側に移動する。この際、吸気ホール１３２の口径が対面する貫通ホール１１２または１１３の入口側の口径より小さい場合には、空気の円滑な流れを邪魔することになる。よって、前記バルブ１３０の吸気ホール１３２は前記貫通ホール１１２、１１３の中で最大の対面口径に比べて同一ないし大きく設計される。

本発明のチェックバルブアセンブリー１００は排気ハウジング（図１の符号「１」参照）を貫いて設置される。そして、バルブ１３０の吸気ホール１３２が真空用貫通ホール１１２、１１３の一つに連通するように軸１２０及びバルブ１３０を回転させる。この際、作業者は、対象物の性質及び真空条件を考慮して、前記バルブ１３０を回転させながら吸気ホール１３２と対応する貫通ホール１１２、１１３を最適に選択することができる。

例えば、通気性及び軽量性の対象物の場合であれば、真空度よりは真空速度がもっと要求されるはずであるので、比較的口径が大きな貫通ホール１１３が選択されるであろう。反対に、無通気性及び重量性の対象物の場合であれば、真空速度よりは真空度がもっと要求されるので、比較的口径が小さな貫通ホール１１２が選択されるであろう。最適の貫通ホール１１２、１１３がなければ、他のノズル１１６、１１７に取り替えることも可能であろう。

図９を参照すれば、前記胴体１１０の下端部には吸着用パッド１４１が連結されることができ、よって全体的に一つの真空コップまたは真空パッドを形成することができる。ここで、符号１４２は胴体１１０の下端部の内側に前記パッド１４１を分離可能に結合させるために提供されるプラスチック締結具である。例えば、前記胴体１１０は、下端部１１０ａに締結具１４２で連結されるベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）をさらに含むことができる。この場合、前記パッド１４１はベローズの下端部に締結されるであろう。

ただ、前記締結具１４２によるパッド１４１の連結構造が本発明において特別なものではない。

また、図７及び図９を参照すれば、バルブ吸気ホール１３２と一つの貫通ホール１１３が連通する状態で、エジェクター（図１の符号「３」参照）が高速で流入／排出される圧縮空気として作用してハウジング（図１の符号「１」参照）の内部空間の排気を行うとともにパッド１４１の内部空気が吸気ホール１３２と貫通ホール１１３を順に通過し、圧縮空気と一緒に排出される（矢印ａ参照）。これにより、パッド１４１内に負圧が発生し、発生した負圧で作業対象物を把持して移送することができることになる。

図８を参照すれば、圧縮空気はパッド１４１の内部に直接供給できる。すなわち、前記方法によって移送が終われば、次の作業のために、パッド１４１と対象物が迅速に分離される必要がある。このために、圧縮空気がパッド１４１の内部にすぐ供給されるものである。この時の圧縮空気は真空解除用貫通ホール１１４を通じて供給され（矢印ｂ参照）、その圧力によってバルブ１３０が開放してパッド内の真空及び負圧が解除され、よってパッド１４１と対象物が速かに分離されるものである。

１００ チェックバルブアセンブリー
１１０ 胴体
１１１ 軸孔
１１２、１１３、１１４ 貫通ホール
１１５ 結合溝
１１６、１１７ ノズル
１１８ 突条
１２０ 軸
１２１、１２２ 係止段
１２３ 調節溝
１２４ 装着溝
１３０ バルブ
１３１ 中心ホール
１３２ 吸気ホール
１４１ パッド
１４２ 締結具

Claims (10)

1. 中心部に軸孔（１１１）が形成され、前記軸孔（１１１）を中心に同一回転半径上に相異なる空間特性を持つ複数の装着ホール（１１２ａ、１１３ａ）が形成された胴体（１１０）；
   前記軸孔（１１１）を貫いて回転可能に装着される軸（１２０）；
   前記装着ホール（１１２ａ、１１３ａ）に挿入され、内部に形成された真空用貫通ホール（１１２、１１３）を持つノズル（１１６、１１７）；及び
   前記貫通ホール（１１２、１１３）の下部と対面して干渉する部材であって、前記軸に中心部が固定されて軸（１２０）と一緒に回転し、一側には前記貫通ホール（１１２、１１３）の一つに選択的に連通することになる吸気ホール（１３２）が形成された可撓性バルブ（１３０）；を含むことを特徴とする、真空システム用チェックバルブアセンブリー。
2. 前記吸気ホール（１３２）は、前記貫通ホール（１１２、１１３）の中で最大の対面口径に比べて同一ないし大きく設計されることを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
3. 前記胴体（１１０）は、真空解除用貫通ホール（１１４）がさらに形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
4. 前記胴体（１１０）は、下端部（１１０ａ）の外周縁が軸孔（１１１）及び貫通ホール（１１２、１１３）の長さより長く伸びたことを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
5. 前記ノズル（１１６、１１７）は、入口及び出口側の両端が広くてその間を連結する中間部が狭い形態に形成された前記貫通ホール（１１２、１１３）を持つことを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
6. 前記ノズル（１１６、１１７）が容易に抜け出ないようにするために、前記ノズル（１１６、１１７）は外側表面に形成された突条（１１８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
7. 前記軸（１２０）は、工具で容易に軸（１２０）を回転させることができるようにするために、下端に調節溝（１２３）が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
8. 前記胴体（１１０）の前記下端部（１１０ａ）に吸着用パッド（１４１）が連結あるいは形成されて一つの真空コップまたは真空パッドを形成することになることを特徴とする、請求項４に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
9. 前記胴体（１１０）の前記下端部（１１０ａ）の内側には、前記パッド（１４１）を胴体（１１０）に分離可能に結合させるための締結具（１４２）が設けられることを特徴とする、請求項８に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。
10. 前記胴体（１１０）は、前記下端部（１１０ａ）に締結具（１４２）で連結されるベローズをさらに含み、前記パッド（１４１）はベローズの下端部に締結されることを特徴とする、請求項９に記載の真空システム用チェックバルブアセンブリー。

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