KR100626841B1 - 멀티 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 중공실을 갖는 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각기 독립된 챔버에 동시에 유체를 공급 및 배출할 수 있고, 각 챔버의 기밀을 독립적으로 유지할 수 있는 멀티 챔버에 관한 것이다.

본 발명은 다수의 중공실을 갖는 멀티 챔버부와, 상기 멀티 챔버부와 다수의 주입라인으로 연결되어 상기 챔버부로 유체를 공급하는 공급관로 및 상기 멀티챔버부와는 폐색되어 있는 조절관로로 구성된 작동관부와, 상기 공급관로와 상기 조절관로에 각각 부착되어 있는 개폐밸브로 구성된 멀티 챔버에 있어서, 상기 공급관로와 조절관로는 격막에 의해 구분되며, 상기 격막이 팽창 또는 복원되면서 상기 챔버의 주입라인를 개폐하도록 된 것을 특징으로 한다.

멀티챔버, 밸브, 공급관로, 조절관로, 합성수지, 고무, 융착

Description

멀티 챔버{Multi chamber}

도 1은 본 발명에 따른 멀티 챔버의 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 챔버의 사시도.

도 3a는 도 2의 A-A' 선의 단면도로서 공급관로로 부터 챔버로 유체가 공급되는 상태를 도시한 단면도.

도 3b는 도 2의 A-A' 선의 단면도로서 조절관로에 유체가 공급되는 상태를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 멀티 챔버 제조 공정의 일실시예를 도시한 순서도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버 제조 공정 중 소재 적층 공정을 설명하기 위한 평면도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버 제조 공정 중 구획 공정을 설명하기 위한 평면도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버의 제조 공정 중 조절관로에 개폐밸브를 부착하는 공정을 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버의 제조 공정 중 공급관로에 개폐밸브를 부착하는 공정을 도시한 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 멀티 챔버의 주입라인을 착탈식으로 구성할 경우의 분해 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 챔버 2: 수직 융착부

3: 수평 융착부 4: 공급관로

5: 개폐밸브 5a: 스트로우

6: 주입라인 7: 조절관로

8: 격막 11: 시트

12: 테프론 13: 히팅 롤러

본 발명은 다수의 중공실을 갖는 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각기 독립된 챔버에 동시에 유체를 공급 및 배출할 수 있고, 각 챔버의 기밀을 독립적으로 유지할 수 있는 멀티 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 기체나 액체 등의 유체를 주입하여 사용하는 에어 매트리스(Air Mattress)나 에어 베드(Air Bed) 등의 제품들은 하나의 챔버(Chamber)로 이루어진 것이 보통이고 경우에 따라서는 하나의 챔버 속을 여러개로 구획하여 다수로 구성한 것도 있다.

상기 어떠한 경우이든 하나의 챔버는 적어도 하나의 주입라인(혹은 주입구 및 배출구)을 가지는 것이 당연하며, 또 하나의 튜브를 다수의 챔버로 구획하였다 면 그 각각의 챔버마다 각각 하나씩의 주입라인을 갖는 것이 상식적인 구성이다.

그러나, 상기 하나의 주입라인을 갖는 경우의 에어 매트리스나 에어 베드 등은 외부에서 압력이 가해질 경우, 내부의 유체가 챔버 일측으로 쏠림에 따라 에어 매트리스나 에버 베드의 본디 기능을 상실하게 되는 문제가 있다.

또한, 하나의 튜브를 다수의 챔버로 구획한 경우는 상기와 같은 문제점은 극복할 수 있지만, 구획한 챔버마다 개폐기구를 부착하여야 하는 제조상의 어려움과 제조 비용의 상승을 초래하는 문제를 안고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 극복하고자 창안한 것으로서, 각기 독립된 챔버에 동시에 유체를 공급 및 배출할 수 있고, 각 챔버의 기밀을 독립적으로 유지할 수 있는 멀티 챔버를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 중공실을 갖는 멀티 챔버부와, 상기 멀티 챔버부와 다수의 주입라인으로 연결되어 상기 챔버부로 유체를 공급하는 공급관로 및 상기 멀티 챔버부와는 폐색되어 있는 조절관로로 구성된 작동관부와, 상기 공급관로와 상기 조절관로에 각각 부착되어 있는 개폐밸브로 구성된 멀티 챔버에 있어서, 상기 공급관로와 조절관로는, 격막에 의해 구분되며, 상기 격막이 팽창 또는 복원되면서 상기 챔버의 주입라인을 개폐하도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 작동관부의 재질은 탄성재질 또는 비탄성재질로 부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

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상기 주입라인과 공급관로는 원터치휘팅을 이용하여 착탈식으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 챔버의 구성을 보다 상세히 설명 하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 챔버의 평면도, 도 2는 본 발명에 따른 멀티 챔버의 사시도이고, 도 3a는 도 2의 A-A' 선의 단면도로서 공급관로로 부터 챔버로 유체가 공급되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3b는 도 2의 A-A' 선의 단면도로서 조절관로에 유체가 공급되는 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명이 추구하는 기술적 사상은 각기 독립된 챔버를 구성하여 동시에 각각의 챔버로 유체를 공급 및 배출하고, 각 챔버의 기밀을 독립적으로 유지할 수 있는 멀티 챔버를 구성함에 있다.

이를 위해, 본 발명은 크게 다수의 중공실을 갖는 멀티 챔버부, 상기 멀티 챔버부에 동시에 유체를 공급 및 배출할 수 있는 공급관로 및 상기 공급관로의 개폐를 조절하는 조절관로, 상기 공급관로와 상기 조절관로의 어느 일측단에 부착되어 있는 개폐밸브로 구성된다.

이하, 작동관부가 탄성재질로 구성된 멀티 챔버의 일실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1 내지 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기의 멀티 챔버부, 공급관로 및 조절관로, 밸브의 구성 및 결합관계를 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 멀티 챔버부는 다수의 챔버(1)로 구성되 어 있다.

또한, 상기 챔버(1)는 다수의 수직 융착부(2) 및 수평 융착부(3)로 구획되어 다수의 챔버(1)를 갖는 구조로 되어 있다.

상기 공급관로(4)는 주입라인(6)을 통하여 상기 챔버(1)에 연결되어 있으며, 공급관로(4) 일단에 연결된 개폐밸브(5)를 통하여 유체를 상기 공급관로(4)와 챔버(1)와의 사이에 구성된 주입라인(6)을 통하여 공급할 수 있는 구조로 되어 있다(도 3a 참조). 부연하면, 상기 공급관로(4)와 챔버(1)와의 사이에 구성된 주입라인(6)의 내표면에는 비융착코팅제가 도포되어 있어 융착되지 않은 개구로(주입라인, 6)를 갖는 구조이다.

상기 조절관로(7)는 격막(8)에 의해 상기 공급관로(4)와 구분되며, 상기 챔버(1)와는 상기 격막(8)에 의해 폐색(도 2 확대부 참조)되어 있는 구조이다(도 3a 및 도 3b 참조).

상기 조절관로(7) 일측에도 공급관로(4)와 대칭 구조로 개폐밸브(9)가 부착되어 있어서, 유체를 조절관로(7)로 공급할 수 있는 구조로 되어 있다.

참고로, 상기 공급관로(4) 및 조절관로(7)의 각각에 부착된 개폐밸브(5, 9)는 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이, 길이방향 양끝을 융착하여 겹으로 구성된 밸브판을 갖는 플랫 밸브(Flat Valve) 형태의 밸브를 대칭 구조로서 채용할 수도 있고, 세 방향으로 유체의 출입구를 갖춘 3방 밸브(Cross Valve, 미도시)를 상기 공급관로(4) 및 조절관로(7)의 일측에만 부착시킬 수도 있다.

개폐밸브(5, 9)를 플랫 밸브로 채용한 경우, 상기 개폐밸브(5, 9)의 내측은 공급관로(4) 및 조절관로(7)에 삽입되어 있고, 외측은 유체를 공급 및 배출 할 수 있는 스트로우(5a, 9a)가 상기 밸브판 사이로 삽입되어질 수 있는 구조로 되어 있다.

따라서, 유체를 공급관로(4), 조절관로(7) 및 챔버(1)에 공급하거나 배출할 시에는 상기 스트로우(5a, 9a)를 공급관로(4) 및 조절관로(7) 내측으로 삽입하고, 공급을 완료 하였을 경우에는 상기 스트로우(5a, 9a)를 빼거나 후진시켜 밸브판이 닫히게 되면 플랫 밸브의 본디 기능인 기밀을 유지하게 되는 것이다.

개폐밸브(5, 9)를 3방 밸브로 채용한 경우, 상기 3방 밸브(미도시)는 공급관로(4) 및 조절관로(7)의 동일방향 일측에 부착될 수 있다. 3방 밸브(미도시)의 제1 방향은 공급관로(4)의 유체의 출입을 제어하고, 제2 방향은 조절관로(7)의 유체의 출입을 제어하고, 제3 방향은 외부에서 유체주입기(미도시)와 맞물려 멀티 챔버로 유체를 주입하거나 유체를 배출할 수 있는 유체 출입구가 되는 것이다.

따로이 예시하지 않았지만, 개폐밸브(5, 9)의 채용 구조 및 방법은 본 발명의 특허청구범위 안에서 얼마든지 변형할 수 있음은 당업자에게 있어서는 용이할 것이다.

상기한 다수의 챔버(1)로 구성된 멀티 챔버부, 공급관로(4), 조절관로(7), 격막(8) 및 개폐밸브(5, 9)는 합성수지재 및 고무재로 구성되어 있어서, 유체의 공급에 따라 팽창할 수 있을 뿐만 아니라, 챔버(1) 외부의 압력변화에도 충분히 수축,팽창할 수 있는 적응성을 가지고 있다.

또한, 상기 공급관로(4)와 조절관로(7)로 구성된 작동관부(14, 도 9 참조)는 멀티 챔버의 설계 형상에 따라 합성수지재 또는 고무재와 같은 탄성재질과, 탄성력이 없는 비탄성재질 중에서 택일이 가능하다.

상기 작동관부(14, 도 9 참조)의 일부나 전체를 비탄성재질로 구성하였을 경우에는, 공급관로(4)의 일부나 전체를 구성하는 비탄성재질부에 체결수단을 구비하여 일정 크기로 멀티 챔버를 분할하게 되면, 각각 분할된 멀티 챔버를 조립할 수 있는 잇점을 얻을수 있기 때문에 본 발명에 따른 기술적 사상을 대형 제조품에도 적용할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 도 9에 예시된 바와 같이, 격막(8)에 의해 공급관로(4) 및 조절관로(7)로 구분 형성된 작동관부(14)의 공급관로(4)에 연결되는 주입라인(6)을 착탈식으로 구성하여 각기 독립된 챔버(1)가 손상될 경우에 손상된 챔버를 용이하게 분해하여 새로운 챔버로 장착할 수 있는 구성으로 할 수 있다.

물론, 도 9와 같은 착탈식 구성의 멀티 챔버의 형상에 있어서도 작동관부(14)의 재질은 탄성 또는 비탄성 재질 중 어느 하나로 택일할 수 있다.

챔버(1)들을 상기와 같이 장착 구조로 할 경우에는, 도 9와 같이, 작동관부(14)의 주입라인(6)에 메탈 또는 플라스틱 바디(15b, Metal or Plastic Body)를 장착하고, 상기 메탈 또는 플라스틱 바디(15b)에 삽입,장착될 수 있는 주입라인튜브(15a)가 장착된 챔버(1)들이 구성된다.

참고로, 상기와 같은 챔버(1)의 착탈구조는 주입라인튜브(15a)를 한동작으로 쉽게 연결 및 분리할 수 있는 원터치휘팅(One Touch Fitting) 구조를 채용한 바, 당업자에게 있어서는 용이하게 이해될 것이다.

상기와 같은 구조에서는 어느 특정 챔버(1)가 손상되더라도, 손상된 챔버(1)들에 장착된 주입라인튜브(15a)를 용이하게 메탈 또는 플라스틱 바디(15b)에 삽입시킴으로써, 손쉽게 멀티 챔버를 복구할 수 있는 효과를 얻을수 있다.

이하, 도 2와 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기와 같이 구성된 멀티 챔버의 작동 관계를 설명하고자 한다.

공급관로(4)의 일측에 부착된 개폐밸브(5)의 스트로우(5a)를 통하여 유체를 공급하면, 챔버(1)와 공급관로(4) 사이의 주입라인(6)을 통하여 유체가 챔버(1)로 공급되어 챔버(1)가 팽창되게 되면, 상기 스트로우(5a)를 후진시키거나 빼면 상기에 언급한 플랫 밸브의 밀폐기능으로 기밀이 유지 된다.

상기와 같이 다수의 챔버(1)로의 유체 공급을 완료한 후에는, 주입라인(6)을 차단하고 공급관로(4)에 만입된 유체를 가압하여 챔버(1)로 이동시켜야 하는바, 조절관로(7)의 일측에 부착된 개폐밸브(9)의 스트로우(9a)를 통하여 유체를 공급하게 된다.

상기와 같이 조절관로(7)로 유체를 공급하게 되면, 조절관로(7)가 팽창하여 도 3b에 도시한 것과 같이 공급관로(4)를 가압하여 공급관로(4)에 만입된 유체가 챔버(1)로 이동됨에 따라, 공급관로(4)가 조절관로(7)에 의해 압착되고 주입라인(6)이 차단되어, 도 2와 같이 형성된 다수의 챔버(1)가 독립적으로 기밀을 유지할 수 있게 된다.

부연하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 챔버(1) 속 압력(P₁) 보다 조절관로(7)의 압력(P₂)이 더 크기 때문에, 챔버(1)들 속에 공급된 유체는 조절관로(7)의 유체의 압력을 낮추어서, 주입라인(6)이 열리거나 공급관로(4)의 압착이 느슨해 지지 않는 한 누출되지 않게 되는 것이다.

이와 같이 기밀이 유지되는 상태에서는 챔버(1)들 중 어느 하나가 터져도 각각의 챔버(1)들이 독립적으로 기밀을 유지하고 있기 때문에 다른 챔버(1)들 내의 유체가 누출되는 일이 없다.

본 발명에 따른 멀티 챔버 내에 만입된 유체를 배출하고자 할때는 조절관로(7) 일측에 부착된 개폐밸브(9)의 스트로우(9a)를 이용하여 조절관로(7)에 만입된 유체를 배출한 후(도 3a의 상태), 공급관로(4)의 일측에 부착된 개폐밸브(5)의 스트로우(5a)를 이용하여 챔버(1)들 및 공급관로(4) 내부에 만입된 유체를 배출하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명에 따른 멀티 챔버의 제조 공정의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 예시하고자 한다. 단, 하기에 언급하는 실시예는 멀티 챔버 제조의 일예를 보여줄 뿐 본 발명에 따른 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티 챔버 제조 공정의 일실시예를 도시한 순서도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버 제조 공정 중 소재 적층 공정을 설명하기 위한 평면도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버 제조 공정 중 구획 공정을 설명하기 위한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔 버의 제조 공정 중 조절관로에 개폐밸브를 부착하는 공정을 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 챔버의 제조 공정 중 공급관로에 개폐밸브를 부착하는 공정을 도시한 사시도이다.

[실시예]

본 실시예는 멀티 챔버 제조 공정의 일예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 소재 절단 공정(100), 절단 소재 적층 공정(200), 멀티 챔버의 공급관로 및 조절관로 형성을 위한 구획공정(300) 및 상기 공급관로 및 조절관로의 각각에 밸브를 부착하는 밸브부착 공정(400)으로 이행된다.

소재 절단 공정

소재 절단 공정(100)은 멀티 챔버의 설계 형상에 따라 합성수지재 또는 고무재 등의 재료를 절단하는 공정으로서, 도 5에 도시된 것과 같이 중심선(10)을 중심으로 대칭 형상으로 절단한다.

물론, 제조하고자 하는 멀티 챔버의 형상에 따라 얼마든지 또다른 형상으로 절단 할 수 있음은 자명하다.

또한, 하기에 언급하는 절단 소재 적층 공정(200)에서 필요한 격막(8, 도 5 참조)도 절단한다.

소재 적층 공정

소재 적층 공정(200)은 상기 소재 절단 공정(100)에서 얻어진 소재를 적층하는 공정으로서, 멀티 챔버를 형성시키는 시트의 위치배열단계, 상기 시트 사이에 공급관로와 조절관로를 구분시키는 소재인 격막을 삽입시키는 격막삽입단계, 상기 격막 일면의 일부나 멀티 챔버의 외피가 되는 시트에 공급관로로 부터 멀티 챔버로의 주입라인을 형성시키기 위한 코팅액도포단계로 이행된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 위치배열단계는 멀티 챔버의 외피를 형성하는 시트(11)를 배열 시키는 단계이다.

격막삽입단계는 시트(11)를 상기와 같이 배열 시킨 후, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 공급관로(4)와 조절관로(7)를 구분 형성 시키기 위한 격막(8)을 삽입 시키는 단계이다.

코팅액도포단계는 공급관로(4)와 챔버(1)들 간의 주입라인(6)을 형성시키기 위한 단계로서, 비점착성과 저마찰특성을 갖고 있기 때문에 하기에 언급하는 구획공정(300)의 열융착시에도 눌러 붙지 않는 불화탄소(Fluorocarbon)인 테프론(12, Teflon)이나, 셀룰로즈(cellulosic), 나일론(nylon), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 소재 중에서 시트(11)에 채용되는 수지와는 이형 소재를 택일하여, 주입라인(6, 도 7 및 도 8 참조)을 형성시키고자 하는 격막(8) 일부나 상기에 언급한 시트(11) 일부에 도포하는 단계이다(도 5 참조).

코팅액도포방법은 멀티 챔버 설계 형상의 복잡도에 따라 코팅기(미도시)를 사용하여 주입라인(6)을 형성시키고자 하는 시트(11)나 격막(8)의 일부에 도포할 수도 있고, 본 실시예에서 예시하는 바와 같은 튜브를 채용할 수도 있다.

상기 코팅액도포단계 후, 도 5에 도시된 바와 같이 중심선(10)을 중심으로 화살표 방향으로 접으면 적층 공정(200)이 완료 된다.

구획 공정

구획 공정(300)은 도 1에 도시한 바와 같은 다수의 수직 융착부(2) 및 수평 융착부(3)를 이용하여 본 발명에 따른 챔버(1)들과 공급관로(4) 및 조절관로(7)를 구획하기 위해 열융착 기구를 이용하는 공정이다.

본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버(1)들이 나열되는 방향으로 설계된 멀티 챔버의 효과적인 제조를 위해 다수의 수직 융착부(2)와 수평 융착부(3)를 히팅 롤러(13)로써 반복하여 형성하는 방법을 채용하였다.

이때, 상기한 수직 융착부(2) 및 수평 융착부(3)의 융착부를 제외한 공급관로(4)나 조절관로(7)를 형성해야 하는 바, 이에 따라 히팅 롤러(13)를 제작하는 것은 당업자에게 있어서는 자명할 것이다.

또한, 열융착 기구는 본 실시예에서 언급한 상기 히팅 롤러(13) 외에도 다이(Die)를 이용한 압착기구 등이 채용될 수 있다.

밸브 부착 공정

밸브 부착 공정(400)은 도 2와 도 7 및 도 8에 예시된 바와 같이, 상기 구획 공정(300)에서 형성된 공급관로(4) 및 조절관로(7)의 어느 일측 각각에 개폐밸브(5a, 9a)를 부착시키는 공정이다.

상기와 같이 밸브 부착 공정(400)이 끝나면 공급관로(4)에 부착된 개폐밸브(5)를 이용하여 공급관로(4)와 다수의 주입라인(6)을 통하여 다수의 챔버(1)들이 구비된 멀티 챔버부로 유체 공급이 이루어 지게 된다.

챔버(1)들로의 유체의 공급이 완료된 다음 조절관로(7) 속으로 유체를 주입시키면 조절관로(7)가 팽창되어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 주입라인(6)이 완전히 차단되고, 공급관로(4)가 압착되어 각각의 챔버(1)들의 기밀이 독립적으로 유지되게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 각기 독립된 챔버에 동시에 유체를 공급 및 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 챔버의 기밀을 독립적으로 유지할 수 있기 때문에 에어 매트리스, 에어 베드 및 고무보트 등의 제조 상품에 널리 적용될 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (3)

1. 다수의 중공실을 갖는 멀티 챔버부와, 상기 멀티 챔버부와 다수의 주입라인으로 연결되어 상기 챔버부로 유체를 공급하는 공급관로 및 상기 멀티챔버부와는 폐색되어 있는 조절관로로 구성된 작동관부와, 상기 공급관로와 상기 조절관로에 각각 부착되어 있는 개폐밸브로 구성된 멀티 챔버에 있어서,

   상기 공급관로와 조절관로는

   격막에 의해 구분되며, 상기 격막이 팽창 또는 복원되면서 상기 챔버의 주입라인를 개폐하도록 된 것을 특징으로 하는 멀티 챔버.
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