JP7846850B2 - 真空エジェクタポンプ - Google Patents

Description

本発明は真空エジェクタポンプに関し、より詳しくは、高速で流入及び排出される圧縮空気によって作用し、一定空間を排気するのに使用される真空エジェクタポンプに関する。

一般に、真空エジェクタポンプは真空移送システムで使用される装置であり、直列配置される多段ノズルを含むエジェクタ本体と、前記本体の側壁に形成される側壁通孔と、前記側壁通孔の内側に設置される可撓性バルブとを含んで構成される。特に、小型の真空エジェクタポンプは配置を要する筐体の内部に直接取り付けられ、この際、筐体内部の真空チェンバは前記側壁通孔と疎通するようになる。そして、別途の吸着装置、例えば、吸着カップやパッドが前記真空チェンバに連結されて真空システムを構成する。

システムを動作する際に供給された圧縮空気がエジェクタ本体を高速で通過して排出される際、前記真空チェンバの内部空気が前記側壁通孔を介して本体内部に誘引されて圧縮空気と共に排出される。それによって、前記真空チェンバ及び吸着装置に真空及び負圧（－ｋＰａ）が生成され、その生成された負圧が一定レベル以下になると前記側壁通孔がバルブによって閉鎖されて、真空チェンバはその圧力レベルを維持するようになる。この過程で生成された吸着装置の内部負圧は物品の把持及び搬送に利用される。

このような真空エジェクタポンプの代表的な類型として、特許文献１（米国特許公報第６，３９４，７６０号）及び特許文献２（米国特許公報第８２３，１３５８号）に開示された真空エジェクタポンプがある。前者は同じ形態の複数のノズルが一方向に並んで配置される状態で組み立てられ、各ノズルの間にバルブ要素が設置される構成であり、後者は別途の円筒状部材を利用して各ノズルを組み立てる構成である。

前記開示された装置は現在真空移送の作業現場で実際に使用されている。しかし、この装置はいずれも、各構成の組立が複雑で生産性が落ちるという問題、装着及び使用の際に各部品が任意に分離又は回転されるなど構造的に脆弱で安定的ではないという問題、それによって機密性が弱くなって真空漏れ（ｌｅａｋａｇｅ）が発生しやすいという問題などがある。その上、後者の場合は部品数が多く、生産及び組立が煩わしくて非経済的な問題もある。

韓国登録特許公報 第１０－０３９３４３４号 韓国登録特許公報 第１０－０６２９９９４号 韓国登録特許公報 第１０－１０３９４７０号 韓国登録特許公報 第１０－１６８５９９８号

本発明は前記従来の真空エジェクタポンプ、特に特許文献２に開示の真空エジェクタポンプの問題点を解決しようとして提案された改良発明である。本発明の目的は、簡便に組み立て及び製造され得、装着及び使用時に堅固で安定的な状態に維持され得、ひいては真空漏れが最小化され得る真空エジェクタポンプを提供しようとすることである。

本発明の真空エジェクタポンプは、
高速で流入及び排出される圧縮空気によって作用し、外側の包囲空間に負圧を発生させる真空ポンプを基盤に、
エア流入管とディスク及びエア排出管が順次に離隔配置され、スペーサによって連結されて一体になるフレームと、前記ディスクの中央を貫通して取り付けられるノズルを含む本体と、
前記スペーサ部分に取り付けられる可撓性のチェックバルブに対応する位置に形成される側壁通孔を有し、前記本体を密着収容して各スペーサ区間に真空チェンバが形成されるようにする円筒状の筐体と、
前記本体のエア流入管側の外径に差し込まれ、一端が前記エア排出管のかかり段差に支持される前記筐体の他端をエア流入管側から加圧する方式で前記筐体を密着固定させる「Ｃ」型のクリップと、
を含み、
ここで、前記チェックバルブは、
前記ディスクの外径に形成される環状の溝に差し込まれて固定されるリング状の固定部と、前記固定部から延長されて空気圧によって前記側壁通孔を開閉するフラップバルブ部が一体に形成されるものであり、
この際、前記フラップバルブ部は、
左右一対で構成され、前記固定部との境界部分にその遊動を自由にするための溝又は孔が形成されること
を特徴とする。

好ましくは、真空エジェクタポンプは、
前記ディスクの外周面に締結溝が形成され、前記筐体の内面に前記締結溝に対応する締結突起が形成され、
前記本体と筐体の間を組み立てる際に締結突起が締結溝に差し込まれて結合するようにすることで前記筐体の回転を防止すること
を特徴とする。
この際、前記筐体の組立性のために、
前記筐体の端部とエア排出管のかかり段差との間には、互いに噛み合って「締結突起と締結溝が対応締結される」正方向が設定されることを外部から肉眼で確認し得るようにする組立用のガイド溝と突起が形成されること
を特徴とする。

本発明の真空エジェクタポンプは、組足られるノズル本体と筐体を含む真空ポンプを基盤に、「Ｃ」型のクリップ、締結溝と突起、ガイド溝と突起、チェックバルブの構造を最適構成することで、その装着及び使用の際に筐体及び装置全体が堅固で安定的な状態に維持され得、結果的に真空漏れが最小化され得る効果がある。

本発明による真空エジェクタポンプの外形図である。 図１の分解図である。 図２に適用された「クリップ」の拡大図である。 図２に適用された「バルブ」の拡大図である。 図１のＡ－Ａ’線の断面図である。 図１のＢ－Ｂ’線の断面図である。 本発明による真空エジェクタポンプの使用状態の例示図である。

前記に記載又は不記載の本発明の「真空用エジェクタポンプ（以下、「エジェクタポンプ」という）の特徴と作用効果は、以下で添付図面を参照して説明する実施例の記載を介して更に明確になるはずである。図面において、符号「１０」は本発明によるエジェクタポンプを示す。

図１乃至図６を参照すると、本発明のエジェクタポンプ１０は高速で流入及び排出される圧縮空気によって作用し、外部の包囲空間に負圧を発生させるいわゆる真空ポンプを基盤にする。前記エジェクタポンプ１０は、ノズル本体１１と、前記本体１１を収容する円筒状の筐体１２、及び前記筐体１２を本体１１に固定するためのクリップ１３を含んでなる。

前記本体１１はフレーム１４とノズル１５、１６、１７を含むものである。ここで、前記フレーム１４はエア流入管１８と円形ディスク１９、２０及びエア排出管２１が順次に離隔配置され、スペーサ２２によって連結されて一体に構成される。そして、前記ノズル１５、１６、１７は各ディスク１９、２０の中央を貫通して取り付けられる。本実施例において、前記ディスク１９、２０は２つであるとしているが、図示していない他の実施例において、一つ又は３つ以上であり得る。

前記ノズル１５、１６、１７は各ディスク１９、２０の中心に差し込まれて取り付けられ、直列に離隔配列されて一つのノズルセットを形成する。図示していない他の実施例において、各ディスク１９、２０に装着孔を多数個形成する方法で複数のノズルセットが並列に備えられてもよい。

前記スペーサ２２はディスク１９、２０の縁に形成され、互いに向かい合う一対に形成される。より詳しくは、各スペーサ２２はラウンド状の外側表面と、平面状の内側表面を有する。特に、前記スペーサ２２がラウンド状の外側表面を有するため円筒状の筐体１２の内面に密着し得る。前記スペーサ２２によって開放される部分に可撓性のチェックバルブ２３が配置される。

詳しくは、前記チェックバルブ２３は、ディスク１９、２０の外径に形成される環状の溝（符号なし）に差し込まれてその環状の溝を囲みながら固定されるリング状の固定部２３ａと、前記固定部２３ａから延長され、空気圧によって遊動して後述する筐体１２の側壁通孔２４を開閉するフラップ（ｆｌａｐ）バルブ部２３ｂが一体に形成されるものである。本実施例において、前記フラップバルブ部２３ｂは左右一対に構成され、前記固定部２３ａと各フラップバルブ部２３ｂの境界部分には前記フラップバルブ部２３ｂの遊動を自由にするための溝又は孔２３ｃが形成される。

前記チェックバルブ２３は可撓性材料、例えば、天然ゴム、合成ゴム、又はウレタンゴムなどから選択される材料からなり得る。

前記筐体１２は、チェックバルブ１２の各フラップバルブ部２３ｂ部分に対応する位置に形成される側壁通孔２４を有するものである。前記筐体１２はノズル本体１１を内壁に密着して収容する。詳しくは、ノズル１５、１６、１７を除いた本体１１の各要素及びチェックバルブ２３は筐体１２の内面に密着される。よって、前記本体１１の各スペーサ２２区間には真空チェンバ２５、２６、２７が形成される。ここで、各真空チェンバ２５、２６、２７はディスク１９、２０に取り付けられるノズル１５、１６、１７を媒介に互いに連通し、また、各側壁通孔２４を介して外部又は包囲空間と疎通可能である。この際、各側壁通孔２４は空気圧で動作する前記チェックバルブ２３の各柔軟フラップバルブ部２３ｂによって開閉が制御される。

例えば、前記フラップバルブ部２３ｂと側壁通孔２４との間の「一対一」の対応関係では、前記側壁通孔２４のサイズによってフラップバルブ部２３ｂが側壁通孔２４に差し込まれて元のように復帰できない場合がある。そこで、本実施例では前記側壁通孔２４と各フラップバルブ部２３ｂとの間の「多対一」の対応関係、つまり、一つのフラップバルブ部２３ｂが互いに隣接した少なくとも２つの側壁通孔２４に同時に対応する関係を構成し、実際に一つの側壁通孔２４のサイズを小さくすることでこの問題を解決する。

図面において、符号２８は、各真空チェンバ２５、２６、２７の間の不必要な空気の移動を遮断するために各ディスク１９、２０の角に提供され、筐体１２の内面に接触する「Ｏ」型のガスケットである。

前記エジェクタポンプ１０は、前記本体１１にチェックバルブ２３を取り付けた後、本体１１を筐体１２に差し込むことで組み立てられる。前記本体１１が筐体１２に容易に挿入され得るようにするために、好ましくは、前記筐体１２は階段式に拡張される内径を有する。そして、この際、前記筐体１２の一側端部がエア排出管２１の端部を収容すると共に、そのエア排出管２１のかかり段差２９に支持されるように構成されるのである。

ただし、この程度では前記筐体１２が堅固に維持されることが難しい。実際に、前記筐体１２はエジェクタポンプ１０を構造物に強制固定して使用する場合に相当なねじれ（ｔｏｒｓｉｏｎ）及びトルク（ｔｏｒｑｕｅ）を受けるためその変形が発生しやすく、結果的には装置の真空特性を十分に発揮できなくなる。そこで、前記筐体１２を堅固に固定及び維持し得るようにする手段が求められるのである。

まず、本発明において、前記クリップ１３は筐体１２を本体１１に堅固に固定するために備えられるものである。このクリップ１３は大よそ「Ｃ」型に構成されて本体１１のエア流入管１８側の外径に差し込まれ、それで一端がエア排出管２１のかかり段差２９に支持された筐体１２の他端がエア流入管１８側でクリップ１３によって加圧及び密着されることで堅固に固定され得る。前記クリップ１３の両端及び外径には複数の突起１３ａが形成されてその分解及び組み立てを容易にし得る。

次に、前記各ディスク１９、２０の外周面には締結溝３０ａが形成され、前記筐体１２の内面には前記締結溝３０ａに対応する締結突起３０ｂが形成される。それで組み立てる際に前記締結突起３０ｂが締結溝３０ａに差し込まれることで、前記筐体１２が本体１１で任意に回転せずに堅固に結合するのである。

ただし、前記締結突起３１は外見上確認される要素ではないため、筐体１２と本体１１の間を組み立てる際に締結溝３０ａと締結突起３０ｂの方向を合わせることが容易ではない。そこで、本実施例では、前記筐体１２を組み立てる際に筐体１２の端部とエア排出管２１のかかり段差２９との間に、互いに噛み合って「締結突起と締結溝が対応締結される」正方向が設定さ得ることを組み立てる際に外部から肉眼で容易に確認し得る組み立て用のガイド溝３１ａと突起３１ｂが形成される。詳しくは、組み立てる際に前記筐体１２を本体１１に差し込むときガイド溝３１ａがガイド突起３１ｂに対応するようにすると、前記締結溝３０ａと締結突起３１ｂが正位置で互いに締結するとみなすのである。

図７を参照すると、別途の装置の筐体Ｈの内部に収容される本発明のエジェクタポンプ１０が示されている。前記エジェクタポンプ１０は包囲空間Ｓを通過して筐体Ｈの両側壁に据え置かれ、この場合、包囲空間Ｓは側壁通孔２４を介してエジェクタポンプ１０の内側真空チェンバ２５、２６、２７と疎通可能である。

この状態で、エア流入管１８を介してエジェクタポンプ１０内に供給された圧縮空気は各ノズル１５、１６、１７を高速で通過し、エア排出管２１を介して外部に排出される。この際、包囲空間Ｓの空気はエジェクタポンプ１０の各側壁通孔２４及び開放されるチェックバルブ２３を介して各真空チェンバ２５、２６、２７内に誘引されて圧縮空気と共に排出され（矢印を参照）、このような排気及び排出作用によって前記包囲空間Ｓに真空及び負圧が発生するのである。

続けて、前記包囲空間Ｓの真空及び負圧（－ｋＰａ）がエジェクタポンプ１０の内部圧力以下に落ちたら、前記チェックバルブ２３が元の位置に復帰しながら全ての側壁通孔２４が閉鎖されることで、包囲空間Ｓはその圧力レベルを維持するようになる。このように生成及び維持される真空及び負圧は、実際に対象の物品を把持して決めされた位置に移送する真空移送システムで有効に利用される。

１０：エジェクタポンプ
１１：本体
１２：筐体
１３：クリップ
１３ａ：突起
１４：フレーム
１５、１６、１７：ノズル
１８：エア流入管
１９、２０：ディスク
２１：エア排出管
２２：スペーサ
２３：チェックバルブ
２３ａ：固定部
２３ｂ：フラップバルブ部
２３ｃ：孔
２４：側壁通孔
２５、２６、２７：真空チェンバ
２８：ガスケット
２９：かかり段差
３０ａ：締結溝
３０ｂ：締結突起
３１ａ：ガイド溝
３１ｂ：ガイド突起
Ｈ：筐体
Ｓ：包囲空間

Claims (6)

1. 高速で流入及び排出される圧縮空気によって作用し、外側の包囲空間に負圧を発生させる真空エジェクタポンプにおいて、
   エア流入管（１８）とディスク（１９）、（２０）及びエア排出管（２１）が順次に離隔配置され、スペーサ（２２）によって連結されて一体になるフレーム（１４）と、前記ディスク（１９）、（２０）の中央を貫通して取り付けられるノズル（１５）、（１６）、（１７）を含む本体（１１）と、
   前記スペーサ（２２）部分に取り付けられる可撓性のチェックバルブ（２３）に対応する位置に形成される側壁通孔（２４）を有し、前記本体（１１）を密着収容して各前記スペーサ（２２）区間に真空チェンバ（２５）、（２６）、（２７）が形成されるようにする円筒状の筐体（１２）と、
   前記本体（１１）の前記エア流入管（１８）側の外径に差し込まれ、一端が前記エア排出管（２１）のかかり段差（２９）に支持される前記筐体（１２）の他端を前記エア流入管（１８）側から加圧する方式で前記筐体（１２）を密着固定させる「Ｃ」型のクリップ（１３）と、
   を含み、
   ここで、前記チェックバルブ（２３）は、
   前記ディスク（１９）、（２０）の外径に形成される環状の溝に差し込まれて固定されるリング状の固定部（２３ａ）と、前記固定部（２３ａ）から延長されて空気圧によって前記側壁通孔（２４）を開閉するフラップバルブ部（２３ｂ）が一体に形成されるものであり、
   前記フラップバルブ部（２３ｂ）は、
   左右一対で構成され、前記固定部（２３ａ）との境界部分にその遊動を自由にするための溝又は孔（２３ｃ）が形成されること、
   を特徴とする真空エジェクタポンプ。
2. 前記クリップ（１３）の両端及び外径には複数の突起（１３ａ）が形成されてその分解及び組み立てを容易し得ること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空エジェクタポンプ。
3. 前記ディスク（１９）、（２０）の外周面に締結溝（３０ａ）が形成され、前記筐体（１２）の内面に前記締結溝（３０ａ）に対応する締結突起（３０ｂ）が形成され、
   前記本体（１１）と前記筐体（１２）の間を組み立てる際に前記締結突起（３０ｂ）が前記締結溝（３０ａ）に差し込まれて結合するようにすることで前記筐体（１２）の回転を防止すること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空エジェクタポンプ。
4. 前記筐体（１２）の端部と前記エア排出管（２１）の前記かかり段差（２９）との間には、互いに噛み合って「前記締結突起と前記締結溝（３０ａ）が対応締結される」正方向が設定されることを外部から肉眼で確認し得るようにする組立用のガイド溝（３１ａ）と突起（３１ｂ）が形成されること、
   を特徴とする請求項３に記載の真空エジェクタポンプ。
5. 前記スペーサ（２２）は前記ディスク（１９）、（２０）の縁に形成され、互いに向かい合う一対に形成されること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空エジェクタポンプ。
6. 前記筐体（１２）と前記チェックバルブ（２３）は、前記側壁通孔（２４）と各前記フラップバルブ部（２３ｂ）との間の「多対一」の対応関係、つまり、一つの前記フラップバルブ部（２３ｂ）が互いに隣接した少なくとも２つの前記側壁通孔（２４）に同時に対応する関係を構成すること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空エジェクタポンプ。