JP6839756B2 - 真空ポンプおよびそのアレイ - Google Patents

Description

本発明は、高速で供給される圧縮空気によって作動し、特定の空間を排気して真空および負圧を発生させるのに使用される真空ポンプに関する。

概略的には、通常、真空ポンプは、内部に真空チャンバが設けられたハウジングと、前記ハウジングの一側に設けられ、前記真空チャンバに通じる吸入ポートと、前記ハウジングの内部または外部に備えられ、前記真空チャンバと疎通するエジェクタポンプとを含んでなる。さらに、別個の吸着パッドが前記吸入ポートを介して真空チャンバと連通するように提供される。

前記パッドが対象物に接触した状態で、高速の圧縮空気がエジェクタポンプを通過して排出されるとき、前記パッド内の空気が吸入ポートおよび真空チャンバを経由してエジェクタポンプの内部に誘引され、圧縮空気と共に真空ポンプの外部へ排出され、これにより、パッド内には真空と負圧が発生する。このように発生した負圧によって対象物が前記パッドに吸着し、この吸着した対象物は、例えば自動化システムによって定められた場所へ移送される。

定位置への移送が完了すると、前記真空チャンバ内に供給される破棄用圧縮空気によって前記真空および負圧が破棄され、これにより、前記真空ポンプは次の対象物の移送のために準備される。

構造的に、前記エジェクタポンプがハウジングの内部に備えられることは、外部に備えられることに比べ、真空ポンプ装置をコンパクトにすることができ、また、配線処理の面においても有利である。このようなタイプの真空ポンプの例が韓国特許第１０−０６４５２７３号の「真空ポンプ、真空ポンプ用フィルタおよび消音器組立体」に公開されている。

図１を参照すると、開示された組立体１は、内部に真空チャンバ３を有するハウジング２と、前記真空チャンバ３内に長さ方向（軸方向）に装着されるエジェクタポンプ４と、前記エジェクタポンプ４の外側に同軸的に配置される円筒状の多孔性エアフィルタ５とを含んでなる。図面において、符号６は、前記エジェクタポンプ４の排出口側に連結される消音器（ｓｉｌｅｎｃｅｒ）である。

このような構造の組立体１は、エジェクタポンプ４を通過する高速の圧縮空気によって吸着パッド（図示せず）内の空気が吸入ポート７および真空チャンバ３を経由してエジェクタポンプ４の内部へ誘引および排出されるようにすることにより、吸着パッドの内部に負圧が発生するようにする。前記エアフィルタ５は、この誘引される空気中の異物がエジェクタポンプ４の内部に入り込まないように濾過する役割を果たすが、実際に吸着対象物の表面にあった異物によりエジェクタポンプ４のノズルが詰まってしまうなどの機能上の問題が生じることがある。よって、前記フィルタ５は、このような意味で重要な機能をすると考えられる。

韓国特許第１０−０６４５２７３号公報

前述したように、前記構造の組立体１は、エジェクタポンプ４とエアフィルタ５をハウジング２内に同軸配置することからみて、真空ポンプをコンパクトに設計することができるという利点がある。ところが、この組立体１は、真空の発生を可能にするだけであり、その発生した真空を解除または破棄することができる構成を持たない。よって、真空移送システムにおいて、この組立体１を用いる限り、別個の真空破棄手段が備えられて動作されるべきものである。

一方では、前述した異物がその種類や大きさによってフィルタ５の外側表面にくっ付いて空隙が速く詰まってしまうことがあり、すると、フィルタ５の機能が失われるのはもとより、前記真空ポンプ１で所望のレベルの真空および負圧を得ることができなくなる。よって、フィルタの掃除を随時行わなければならないが、このためには全部品の分解／組立を行わなければならないという不便さがある。

それにも拘わらず、従来技術は、かかる問題に対する何らの対策も提示していない。本発明は、前述した従来技術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、エジェクタポンプの外側に同軸的に配置される円筒状のフィルタを含む真空ポンプ構造をベースにして、真空発生およびその破棄動作が行われるようにするとともに、真空発生過程でフィルタに付着した異物が真空破棄の過程で払われるように設計され、物品の移送過程で自然にフィルタの掃除が行われるようにした真空ポンプを提供することにある。

本発明の他の目的は、２以上の前記真空ポンプを並列に連結し、この場合、圧縮空気供給ラインを各真空ポンプで共用するようにすることにより、エネルギーを効率よく使用することができるようにした真空ポンプアレイを提供することにある。

本発明の真空ポンプは、
内部の真空チャンバ、および該真空チャンバから延びた側壁吸入ポートを有するハウジングと、前記真空チャンバの内部に軸方向に装着されるエジェクタポンプと、該エジェクタポンプの外側に同軸配置されるエアフィルタとを含む真空ポンプにおいて、
前記エジェクタポンプは、一端が流入口、他端が排出口であるパイプ型ポンプであって、側壁に設けられて前記真空チャンバとの疎通を可能にする通孔を含み、
前記エアフィルタは、多孔性の管状フィルタであり、
前記ハウジングは、個別圧縮空気供給ラインとして、第１供給路を介して前記エジェクタポンプの流入口に延びる真空ラインと、第２供給路を介して前記エジェクタポンプと前記エアフィルタとの間のギャップ（ｇａｐ）に延びる破棄ラインとを含むことを特徴とする。

好ましくは、前記真空ポンプは、前記エジェクタポンプの排出口側の端部を収容しながら前記ハウジングの開口に結合され、前記真空チャンバ内に配置されたエジェクタポンプを軸方向に加圧し固定する中空型閉止部材をさらに含む。

さらに好ましくは、前記閉止部材はサイレンサー（ｓｉｌｅｎｃｅｒ）から構成される。
好ましくは、前記エアフィルタは、管状フィルタ本体と、前記本体を外部から支持するリブ連結型保形具を含み、
前記保形具は、エジェクタポンプの流入口側の外面に突設された環状内顎部と、該内顎部を貫通して設けられたホールとを含み、
前記破棄ラインは、第２供給路から前記ホールを介して前記ギャップへ延びることを特徴とする。

また、好ましくは、前記エアフィルタは、
前記保形具の両端がそれぞれ前記エジェクタポンプの流入口側および排出口側の外面に嵌められて圧着される方法で、前記エジェクタポンプ上に固定されることを特徴とする

本発明の真空ポンプアレイは、
前記真空ポンプが複数備えられて並列に配列され、各真空ポンプのハウジングが一体に設けられた形態のアレイであって、
各真空ポンプの前記吸入ポートが隣接の真空ポンプの前記真空チャンバと疎通するように連結され、
各真空ポンプの第１供給路および第２供給路が隣接の真空ポンプの第１供給路および第２供給路にそれぞれ連結するように設計されたことを特徴とする。

本発明の真空ポンプは、エジェクタポンプとエアフィルタとの同軸配置を含むコンパクトタイプの真空ポンプをベースにして、「真空ライン」と「破棄ライン」が効果的に設計されることにより、真空移送システムに最適に適用できるという効果がある。
また、本発明の真空ポンプによれば、前記真空ラインを介して供給および排出される圧縮空気によって、例えば吸着パッドの内部の空気が吸入ポート−エアフィルタ−真空チャンバ−エジェクタポンプを経由して排出されるとき、対象物の表面に付着している異物が前記エアフィルタの外側表面に付着するが、この付着異物は、前記破棄ラインを介して、逆方向、すなわち、真空チャンバ−エアフィルタ−吸入ポート−吸着パッド側へ供給される圧縮空気によって払われる。

したがって、真空移送システムで連続的に繰り返される「真空−破棄」の過程で、前記エアフィルタが自然に掃除されるという効果がある。
また、好適な実施形態において、前記エアフィルタは、自らエジェクタポンプ上に固定される。よって、前記エアフィルタがエジェクタポンプとともに真空チャンバ内に装着されるか或いは真空チャンバから分離され得るという簡便な効果がある。

一方、本発明の前記真空ポンプは、２つ以上並列連結されて真空ポンプアレイを構成することができ、このアレイにおいて各真空ポンプの前記第１供給路および第２供給路が互いに連結されるように設計することにより、エネルギーを効率よく用いて真空ポンプの容量を拡張することができるという効果がある。

従来技術に係る真空ポンプ組立体の断面図である。 本発明に係る真空ポンプの外形図である。 図２の断面図である。 図３の部分分解図である。 本発明に係る真空ポンプの真空作用を説明するための図である。 本発明に係る真空ポンプの破棄作用を説明するための図である。

以上に記載された、もしくは記載されていない本発明の「真空ポンプおよびそのアレイ」の特徴および作用効果は、以下に添付図面を参照して説明する実施形態の記載からさらに明らかになるだろう。図２以下の図面において、本発明の実施形態に係る真空ポンプが符号「１０ａ」および「１０ｂ」で表示されており、そのアレイが符号「１０」で表示されている。

図２乃至図４を参照すると、本発明の真空ポンプ１０ａ、１０ｂは、内部の真空チャンバ２１、および前記真空チャンバ２１から延びた側壁吸入ポート２７を有するハウジング２０と、前記真空チャンバ２１の内部に軸方向（Ｘ−Ｘ）に装着されるパイプ型エジェクタポンプ３０と、前記エジェクタポンプ３０の外側に同軸配置される管状エアフィルタ４０とを含んでなる。符号「Ｂ」は、本発明の真空ポンプ１０ａ、１０ｂまたはそのアレイ１０を例えば真空移送システムに連結するためのブラケットである。

ここで、前記ハウジング２０は、その前方側に個別に設けられる二つの圧縮空気供給ラインを含む。その一つは第１供給路２２を介して前記エジェクタポンプ３０の流入口３１に延びる「真空ライン」であり、もう一つは第２供給路２３を介してエジェクタポンプ３０とエアフィルタ４０との間のギャップ（ｇａｐ）２４に延びる「破棄ライン」である。

このように、前記破棄ラインがギャップ２４に延びるようにしたのは、本発明の同軸型真空ポンプ１０ａ、１０ｂ構造に対して、真空破棄機能とフィルタ清掃機能を同時に与えるための最善の方法とみなされる。前記エアフィルタ４０の汚染または清掃状態などを外部から肉眼で確認することができるようにするために、好ましくは、前記ハウジング２０の側壁には少なくとも一つの透明窓２９が設けられる。

図面において、符号２５および２６は、それぞれ真空ライン用および破棄ライン用圧縮空気供給ポートであって、後述する真空ポンプアレイ１０の構造において配列された各真空ポンプ１０ａ、１０ｂが共用する供給ポートである。但し、図示してはいないが、独立した各単位真空ポンプ１０ａ、１０ｂの場合、第１供給路２２及び第２供給路２３は、その外側末端が供給ポートであり得る。一方、符号２７は、前記ハウジング２０の側壁に設けられる吸入ポートを示す。この吸入ポートを介して、例えば吸着パッドなどの装置が前記真空チャンバ２１と疎通可能に連結される。

前記エジェクタポンプ３０は、一端が圧縮空気入口３１であり、反対側の他端が圧縮空気排出口３２であり、側壁に設けられて前記真空チャンバ２１との疎通を可能にする通孔３３を含む通常のパイプ型ポンプである。前記エジェクタポンプ３０は、内部に直列に配列された多段のノズルを含むことができ、各通孔３３に対応して配置され且つ流動空気圧によって開閉されるチェックバルブをさらに含むこともできる。

具体的に、前記エジェクタポンプ３０は、流入口３１側を前方先端にして、前記ハウジング２０の後方開口２８を介して真空チャンバ２１の内部に挿入装着され、この時、前記流入口３１側が前方の第１供給路２２の内側端部に挿入されてエジェクタポンプ３０の位置が固定される。また、後方には、排出口３２側の端部を収容しながら前記ハウジング２０の開口２８に螺合され、エジェクタポンプ３０を軸方向（Ｘ−Ｘ）に加圧する中空型閉止部材５０が提供される。これにより、前記エジェクタポンプ３０が真空チャンバ２１内で軸方向（Ｘ−Ｘ）に密着固定できるのである。

本実施形態において、前記閉止部材５０は、内部に配置された円筒状の吸音材５１を含むサイレンサーである。

前記エアフィルタ４０は、多孔性の管状フィルタである。具体的には、前記エアフィルタ４０は、金属や樹脂でできた網または不織布タイプのフィルタ本体４１と、前記本体４１を外部から支持するリブ連結型保形具４２とから構成される。さらに具体的には、前記エアフィルタ４０は、前記保形具４２からエジェクタポンプ３０の流入口３１側の外面に向かって突設された環状内顎部４３と、該内顎部４３を軸方向（Ｘ−Ｘ）に貫通して設けられたホール４４とをさらに含む。この構造において、前記破棄ラインは第２供給路２３から前記ホール４４を介してギャップ２４に延びる。

一方、前記内顎部４３とホール４４の構造は、同軸のエジェクタポンプ３０とエアフィルタ４０との間のギャップ２４を維持しながら破棄ラインを邪魔しない目的には最適であると考えられるが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、前記エアフィルタ４０を真空チャンバ２１の内壁に据え置かせるなど、同じ目的のために様々な設計が可能である。

本実施形態において、前記エアフィルタ４０は、前記保形具４２の両端がそれぞれ前記エジェクタポンプ３０の流入口３１側及び排出口３２側の外面に嵌められて圧着される方法で、前記エジェクタポンプ３０上に固定される。前記エジェクタポンプ３０と同様の方法で後方の閉止部材５０によって固定されるように設計してもよいが、このような本実施形態の構造は、エアフィルタ４０が自らエジェクタポンプ３０に固定されるようにして、その組立および分解を簡便にするという利点を提供する。

具体的に、前記エアフィルタ４０は、保形具４２の一端の内顎部４３が、前記エジェクタポンプ３０の流入口３１側の外面に備えられる環状ストッパ３４に対応し、保形具４２の他端の内面が前記エジェクタポンプ３０の流入口３１側の外面に圧着され、前記エジェクタポンプ３０上に固定できる。これにより、前記エアフィルタ４０は、エジェクタポンプ３０と予め組み立てられた状態で真空チャンバ２１内に装着でき、分解時にはエジェクタポンプ３０と共にハウジング２０から分離できる。

以上のエアフィルタ４０とエジェクタポンプ３０との相関構造は、エジェクタポンプ３０と真空チャンバ２１の壁との間の狭いギャップ２４に対してエアフィルタ４０を装着および分離する上で利便性を提供する。一方、前記エアフィルタ４０を用いて破棄ラインを設計することは、前記破棄ラインが安定的に維持されるようにするという点で非常に効果的であると判断される。

このように構成される真空ポンプ１０ａ、１０ｂが複数備えられて本発明の真空ポンプアレイ１０を構成する。具体的には、前記真空ポンプ１０ａ、１０ｂが複数備えられて並列に配列され、各真空ポンプ１０ａ、１０ｂのハウジング２０が一体に設けられて真空ポンプアレイ１０を構成する。特に、前記アレイ１０において、各真空ポンプ１０ｂの吸入ポート２７は、隣接する真空ポンプ１０ａの真空チャンバ２１と疎通するように連結され、各真空ポンプ１０ｂの第１供給路２２及び第２供給路２３は、隣接する真空ポンプ１０ａの第１供給路２２及び第２供給路２３とそれぞれ連結されるように設計される。

つまり、真空ライン用供給ポート２５から供給された圧縮空気は、第１供給路２２および真空ラインを介して各真空ポンプ１０ａ、１０ｂのエジェクタポンプ３０に分配供給され、破棄ライン用供給ポート２６から供給された圧縮空気は、第２供給路２３及び破棄ラインを介して各真空ポンプ１０ａ、１０ｂのギャップ２４に分配供給されるのである。この構造の真空ポンプアレイ１０がブラケットＢを媒介として真空移送システムに連結され、このとき、圧縮空気は、真空および破棄の必要に応じて供給ポート２５または２６に選択的に供給される。

図５を参照すると、前記供給ポート２５から供給された圧縮空気（矢印１）は、第１供給路２２を介して各真空ポンプ１０ａ、１０ｂ側のエジェクタポンプ３０の流入口３１に延びる真空ラインに沿って流れる（矢印２）。この圧縮空気は、高速で前記エジェクタポンプ３０を通過して排出口３２を介して外部へ排出されるが（矢印３）、この時、吸入ポート２７に連結された吸着装置（図示せず）の内部空間の空気がエアフィルタ４０によって濾過されながら、通孔３３を介してエジェクタポンプ３０の内部へ誘引（矢印４）され、圧縮空気と共に排出される。

この過程で、前記真空チャンバ２１及び装置の内部空間に真空および負圧が発生し、この発生した負圧は、例えば物品の把持および移送に用いられる。一方、前述した矢印４の過程では、物品の表面に付着していた異物が前記エアフィルタ４０によって濾過されながらその表面にくっ付くことになる。

図６を参照すると、前記供給ポート２６から供給された圧縮空気（矢印５）は、第２供給路２３を通過し、各真空ポンプ１０ａ、１０ｂ側のエアフィルタ４０の内顎部ホール４４を介して、エジェクタポンプ３０とエアフィルタ４０との間のギャップ２４に延びる破棄ラインに沿って流れる（矢印６）。続いて、この圧縮空気は、負圧がかかっている前記吸着装置の内部空間へ供給される（矢印７）。

この過程で、前記真空チャンバ２１及び装置の内部空間に形成された真空および負圧が破棄され、前記吸着装置に把持された物品が装置から分離される。前記真空ポンプアレイ１０は、次の物品の移送のために準備される。

一方、矢印７の過程では、前記エアフィルタ４０の表面に異物がくっ付いた方向（図５の矢印４）の正反対方向に圧縮空気が供給され、この空気圧によってその表面から異物（Ｄ）が払われる動作が行われる。このような動作によって、真空の発生および破棄が繰り返される間、前記エアフィルタ４０は別途分離して掃除しなくても自然に掃除がなされるのである。

このとき、前記エアフィルタ４０の汚染または清掃状態は、前記ハウジング２０の側壁に設けられた透明窓２９を介して外部から肉眼で確認することができる。したがって、強いて真空ポンプ１０ａ、１０ｂを分解しなくても、前記エアフィルタ４０の汚染度および交換時期、清掃機能の正常動作などを容易にチェックすることができる。

以上、図５及び図６を参照して、真空ポンプアレイ１０における真空発生および破棄作用が行われることを説明したが、このような作用の説明は、各単位真空ポンプ１０ａ、１０ｂが独立的に構成されて作動する場合にも同様に適用されるだろう。ただし、前記アレイ１０を用いる場合、一般に同じレベルのエネルギーを用いてポンプ装置の真空効率を倍増させることができるという利点がある。

１０ 真空ポンプアレイ
１０ａ、１０ｂ 真空ポンプ
２０ ハウジング
２１ 真空チャンバ
２２ 第１供給路
２３ 第２供給路
２４ ギャップ
２５、２６ 供給ポート
２７ 吸入ポート
２８ 開口
２９ 透明窓
３０ エジェクタポンプ
３１ 流入口
３２ 排出口
３３ 通孔
３４ ストッパ
４０ エアフィルタ
４１ 本体
４２ 保形具
４３ 内顎部
４４ ホール
５０ 閉止部材
５１ 吸音材

Claims (7)

1. 内部の真空チャンバ（２１）、および該真空チャンバから延びた側壁吸入ポート（２７）を有するハウジング（２０）と、前記真空チャンバの内部に軸方向に装着されるエジェクタポンプ（３０）と、前記エジェクタポンプの外側に同軸配置されるエアフィルタ（４０）とを含む真空ポンプにおいて、
   前記エジェクタポンプ（３０）は、一端が流入口（３１）、他端が排出口（３２）であるパイプ型ポンプであって、側壁に設けられて前記真空チャンバ（２１）との疎通を可能にする通孔（３３）を含み、
   前記エアフィルタ（４０）は、多孔性の管状フィルタであり、
   前記ハウジング（２０）は、個別圧縮空気供給ラインとして、第１供給路（２２）を介して前記エジェクタポンプの流入口（３１）に延びる真空ラインと、第２供給路（２３）を介して前記エジェクタポンプ（３０）と前記エアフィルタ（４０）との間のギャップ（２４）に延びる破棄ラインとを含み、
   前記エアフィルタ（４０）は、管状フィルタ本体（４１）と、前記本体を外部から支持するリブ連結型保形具（４２）とを含み、
   前記保形具（４２）は、前記エジェクタポンプ（３０）の前記流入口（３１）側の外面に突設された環状内顎部（４３）と、該内顎部を貫通して設けられたホール（４４）とを含み、
   前記破棄ラインは、第２供給路（２３）から前記ホール（４４）を介して前記ギャップ（２４）を経由して前記側壁吸入ポート（２７）に延びることを特徴とする、真空ポンプ。
2. 前記真空ポンプは、
   前記エジェクタポンプの前記排出口側の端部を収容しながら前記ハウジングの開口に結合され、前記真空チャンバ内に配置されたエジェクタポンプを軸方向に加圧固定する中空型閉止部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
3. 前記閉止部材がサイレンサー（ｓｉｌｅｎｃｅｒ）であることを特徴とする、請求項２に記載の真空ポンプ。
4. 前記エジェクタポンプ（３０）は、前記流入口（３１）側の外面にエアフィルタ（４０）の内顎部（４３）に対応する環状ストッパ（３４）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
5. 前記ハウジング（２０）は、前記エアフィルタ（４０）の状態を外部から肉眼で確認することができるように、側壁に設けられた少なくとも一つの透明窓（２９）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
6. 前記エアフィルタ（４０）は、
   前記保形具（４２）の両端がそれぞれ前記エジェクタポンプ（３０）の前記流入口（３１）側および前記排出口（３２）側の外面に嵌められて圧着される方法で、前記エジェクタポンプ（３０）上に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の真空ポンプ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項の前記真空ポンプが複数備えられて並列に配列され、各真空ポンプのハウジング（２０）が一体に設けられた形態のアレイ（１０）であって、
   各真空ポンプの前記吸入ポート（２７）が隣接の真空ポンプの前記真空チャンバ（２１）と疎通するように連結され、
   各真空ポンプの第１供給路（２２）および第２供給路（２３）が隣接の真空ポンプの前記第１供給路（２２）および前記第２供給路（２３）にそれぞれ連結されるように設計されたことを特徴とする、真空ポンプアレイ。