EJECTOR ASSEMBLY AND VACUUM PUMP

이상에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 이젝터 어셈블리(이하 '어셈블리') 및 진공펌프의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 3 이하의 도면에서, 본 발명의 어셈블리가 부호 100으로, 진공펌프가 부호 200으로 표시되어 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 이젝터 어셈블리(100)는 원통형의 진공 이젝터(110)와, 상기 이젝터(110)의 양단부를 거치하는 지지부(120,140)를 포함하여 이루어진다.

여기 적용된 상기 이젝터(110)는, 일단의 공급구(111)와 타단의 배출구(112) 및 측벽에 형성된 통공(113)을 갖는 통상의 진공 이젝터이다. 필요에 따라, 상기 이젝터(110)는 그 내부에 직렬로 배치되는 다단-노즐을 포함할 수 있으며, 또 다른 형태나 구조의 설계도 가능할 것이다. 다만 상기 요소(111,112,113)를 가지는 이젝터(110)인 한, 본 발명에서 제한없이 적용될 수 있다.

상기 지지부는 이젝터(110)의 양단부 측에 서로 대향하여 배치되는 제1지지구(120) 및 제2지지구(140)를 포함하여 이루어진다. 실제로, 이 지지부는:

본 발명의 어셈블리(100)가 별도로 제공되는 원통형 파이프 부재(210)에 내장될 때;

각 지지구(120,140)의 원형 외주면이 상기 부재(210)의 내벽에 접촉하여;

양 지지구(120,140) 사이에 상기 이젝터(110)의 통공(113)과 소통하는 공간(V)이 형성되도록;

설계된 것이다.

여기에서, 상기 파이프 부재(210)가 원통형이고, 제1지지구(120) 및 제2지지구(140)가 상기 부재(210)의 내면에 접촉하는 원형 외주면을 갖는 것은, 예컨대 각형인 것에 비하여, 각 요소(210,120,140)의 제작 및 조립의 편의 및 조립 후 상기 공간(V)의 기밀 유지를 위하여 상당히 효과적이다. 뒤에 다시 설명하겠지만, 상기 파이프 부재(210)와 공간(V)은 각각 본 발명 진공펌프(도 9의 부호 200)의 '하우징'과 '진공챔버'에 해당한다.

여기에서, 상기 제1지지구(120)는 이젝터(110)의 공급구(111) 측 단부가 끼워져 거치되는 홀(121)로부터 외부로 연장되는 공급라인(122)을 가지며, 상기 제2지지구(140)는 이젝터(110)의 배출구(112) 측 단부가 끼워져 거치되는 홀(141)로부터 외부로 연장되는 배출라인(142)을 갖는다. 이와 별도로, 상기 제1지지구(120)는 외주면으로부터 상기 공간(V)으로 연장되는 파기라인(126a)를 더 갖는다.

본 실시예에서, 상기 공급라인(122) 및 배출라인(142)의 연장 끝단은 각 지지구(120,140)의 외주면에 형성된다. 당연하게, 이 구조에서 각 라인(122,142)은 상기 홀(121,141) 및 이젝터(120)의 방향에 대하여 대략 직각으로 형성되는데, 이는 상기 지지부(120,140)를 이용한 다양한 설계를 가능하게 한다. 다만 다른 실시예에서, 각 라인(122,142)은 상기 홀(121,141)을 관통하여 이젝터(110)와 일직선상으로 형성될 수 있을 것이다.

상기 각 지지구(120,140)는 홀(121,141)의 반대쪽 방향으로 형성된 돌출부(124,144)를 포함하여 이루어진다. 바람직하게, 상기 각 지지구(120,140)는 상기 홀(121,141)을 갖는 몸체(123,143)와, 상기 몸체(123,143)의 외측에 밀접 배치되는 링형 돌출부(124,144)를 포함하며, 상기 몸체(123,143)와 돌출부(124,144)는 체결부재(125)에 의하여 상호 결합되도록 구성된다. 실제로 이러한 지지구(120,140)의 형태 및 구조는:

1) 상기 어셈블리(100)가 파이프 부재(210)에 장착, 고정될 수 있도록 하며;

2) 이때 상기 어셈블리(100)의 조립, 분해의 편리성을 제공한다.

3) 그리고, 지지구(120,140)를 이용한 각 에어 라인(122,126a,126b,142,145) 및 패스(127) 등의 설계 및 구현을 쉽게 해준다.

상기 제1지지구(120)는 그 돌출부(124)의 내경을 흡입포트(128)로 이용하도록 설계되어 있으며, 이를 위해 상기 몸체(123)에는 상기 흡입포트(128)와 공간(V)을 연통시키는 패스(127)가 형성된다. 부호 129는 흡입포트(128)와 패스(127) 사이에 배치되는 에어 필터이다.

본 실시예에서, 상기 제1지지구(120)는 외주면으로부터 상기 흡입포트(128)로 연장되는 파기라인(126b)을 더 갖는다. 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(124)의 흡입포트(128) 측에는 흡입되는 공기의 여과를 위한 필터(129)가 설치되며, 이때 파기라인(126b)은 상기 필터(129)의 이면(裏面)을 향하여 경사지게 형성되는데, 이 경사는 파기라인(116b)로 공급되는 압축공기의 속도 및 압력을 가능한 감쇄시키지 않는다.

상기 제2지지구(140)는 그 돌출부(144)의 내경을 배출포트(145)로 이용하도록 설계되어 있다. 즉, 상기 이젝터(110)를 통과한 압축공기는 배출라인(142)과 배출포트(145)를 통하여 외부로 배출될 수 있는 것이다.

상기 체결부재(125)는 'U'형 클립으로서 그 양단이, 서로 밀접해 있는 상기 몸체(123,143)와 돌출부(124,144)의 각 외주면으로 연장된다. 구체적으로, 상기 클립(125)은 그 양단부가 각 대응요소(123-124,143-144)의 외주면에 형성된 홈(130)에 충분히 삽입되며, 이에 그 상면(131)이 각 외주면으로부터 돌출되지 않도록 설계된다. 이는 양측 지지구(120,140)를 이용한 상기 공간(V)의 형성에 있어서 유익하며, 바람직하게, 상기 클립(125)의 상면(131)이 각 지지구(120,140)의 외주면과 동일한 수준의 곡면을 형성하도록 하는 것이 좋다.

*이상과 같이 구성된 본 발명의 어셈블리(100)는, 상기 파이프 부재로서 도 7 이하의 하우징(210) 내부에 장착되어, 하나의 진공펌프(200)를 구성한다. 부호 132 및 146은, 이때 상기 어셈블리(100)가 다른 구조물과 결합되어 임의로 회전되는 것을 방지하기 위해, 제1지지구(120) 및 제2지지구(140)에 형성된 키 또는 키홈이다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 진공펌프(200)는 상기한 이젝터 어셈블리(100)와, 상기 어셈블리(100)를 내장하는 하우징(210), 상기 어셈블리(100)와 하우징(210)을 결합시키는 체결수단(220)을 포함하여 이루어진다.

전술한 바, 상기 어셈블리(100)는 파이프 부재(210)에 내장되며, 이때 각 지지구(120,140)의 외주면이 상기 부재(210)의 내벽에 접촉하여, 양 지지구(120,140) 사이에 상기 이젝터(110)의 통공(113)과 소통하는 공간(V)이 형성되는 것이다. 상기 파이프 부재(210)가 본 발명 진공펌프(200)의 '하우징'이며, 이때 상기 공간(V)이 '진공챔버'이다.

상기 하우징(210)은 이젝터 어셈블리(100)를 내장하는 파이프 부재로서, 상기 공급라인(122)에 연통하는 일측의 유입포트(211), 상기 배출라인(142)에 연통하는 타측의 배출포트(212), 측벽에 형성되어 상기 진공챔버(V) 및 통공(113)에 연통하는 흡입포트(213)를 가지며, 바람직하게, 상기 파기라인(126a,126b)에 연통하는 파기포트(214)를 더 가진다.

본 실시예에서, 상기 하우징(210)은 흡입포트(213)를 갖는 메인 파트(215)를 포함하여 2 이상의 실린더형 파트(215,216,217)가 일렬로 밀접하게 배치되어 이루어지며, 상기 메인 파트(215)와 인접 파트(216,217) 간 단부 접촉면(S1,S2)을 따라 상호 걸림수단(218a,218b)이 다수 형성되어, 상기 인접 파트(216,217)에 대한 메인 파트(215)의 회전 및 그에 따른 흡입포트(213)의 방향변환이 가능하도록 구성된다.

실제 진공이송 시스템에서, 상기 하우징(210)에는 각 흡입포트(213)와 흡착컵(suction cup)을 연결하는 플랙시블 호스가 다수 접속될 것이다. 이때 상기 흡입포트(213)의 방향 또는 진공컵이나 대상물의 방향에 따라, 상기 호스가 꼬이거나 얽히게 되는 경우가 많이 있다. 이러한 경우에, 상기 흡입포트(213)의 방향이 필요에 따라 선택될 수 있도록 한 구성은 매우 효과적이다.

구체적으로, 상기 하우징(210)은 중앙에 배치된 상기 메인 파트(215)와 그 양측에 각각 배치된 인접 파트(216,217)를 포함하여 3 개의 파트(215,216,217)가 하나의 하우징(210)을 형성한다. 다만 다른 실시예서는:

2 개 또는 4 개 이상의 파트로 하우징(210)을 구성할 수 있으며,

길이가 짧은 파트를 여러 개 구비함으로써, 하우징(210)의 길이를 필요에 따라, 예컨대 상기 이젝터 어셈블리(100)의 길이에 따라 필요에 따라, 조절할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.

도면에서, 상기 유입포트(211)는 제1인접 파트(216)에, 흡입포트(213)는 메인 파트(215)에, 배출포트(212)는 제2인접 파트(217)에 각각 형성되어 있다. 다만, 각 포트(211,212,213)의 위치나 수가 도시된 바에 의해 한정될 필요는 없으며, 설계에 따라 각 파트(215,216,217)는 두 종 이상의 포트(211,212,213)를 가질 수도 있을 것이다. 또한, 상기 걸림수단(218a-218b)으로서 돌기-요홈 방식의 대응구조를 예시하지만, 회전형 톱니방식의 대응구조로 가능할 것이며, 그 외 필요에 따른 다양한 변형이 가능할 것이다.

상기 걸림수단(218a-218b)의 수 및 위치는 메인 파트(215)의 외형에 관련이 있다. 도시된 것처럼, 그 외형이 대략의 사각형인 경우 상기 걸림수단(218a-218b)은 각 면에 대응하는 위치에 하나씩 총 4개가 형성되며, 각각은 모두 동일한 형태이다. 따라서 상기 메인 파트(215)는 인접 파트(216,217)에 대하여 회전하면서(도 8의 'R' 참조) 선택된 하나의 방향을 가지고 인접 파트(216,217)와 연결될 수 있는 것이다. 도시된 예에서 말하자면, 상기 흡입포트(213)의 방향은 4 방향 중 필요에 따라 선택될 수 있는 것이다.

상기 체결수단(220)은 상기 하우징(210)의 각 파트(215,216,217) 간 밀착력을 제공하는 동시에, 상기 이젝터 어셈블리(100)와 하우징(210)을 결합시키는 수단으로서 제공된다. 실제로 이 목적을 위한 수단으로서는, 상기 하우징(210)의 일측으로 돌출된 어셈블리(100)의 외측 돌출부(144)의 외경에 끼워지는 스냅 링(225) 또는 너트 부재로 충분하다. 다만, 본 실시예에서는 플레이트(221)를 이용한 체결수단(220)을 개시한다.

상기 체결수단(220)은, 구체적으로, 하우징(210)의 양 측면에 접촉하는 플레이트(221)와, 상기 플레이트(221)의 장착홀(222)을 통과한 어셈블리(100)의 돌출부(124,144)에 끼워져 상기 플레이트(221) 및 각 파트(215,216,217)를 가압하여 밀착시키는 압착구(223)를 포함하여 이루어진다.

부호 224는 인접 파트(216,217) 측 돌기에 대응하여, 하우징(210)을 견고하게 고정하기 위해, 플레이트(241)의 표면에 형성된 끼움 홀 또는 홈이다. 상기 홀(224)은 상기 장착홀(222)의 주변을 따라 다수 형성되며, 이에 플레이트(221)에 대한 인접 파트(216,217)의 회전 및 방향 설정이 가능해지는 것이다. 이 구조는 상기 하우징(210)의 유입포트(211) 및 배출포트(212)의 방향변환이 가능하다는 것을 의미한다.

바람직하게, 상기 플레이트(221)는 진공펌프(200) 고정용 브래킷으로 이용되며, 상기 압착구(223)는 돌출부(124,144)의 외경에 끼워지는 너트부재이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 진공펌프(200)는 전자밸브를 통하여 유입포트(211) 및 파기포트(214)에 선택적으로 연결되는 압축공기 공급장치, 각 흡입포트(213)에 긴 호스로 연결되는 흡착컵, 상기 흡착컵에 연결되는 로봇 아암 등을 포함하여 진공이송 시스템을 구성한다. 그리고, 상기 진공펌프(200)는 압축공기의 공급방향에 따라 진공 및 부압의 생성 또는 파기를 수행한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 먼저 압축공기는 유입포트(211)로 공급되고, 공급라인(122) - 배출라인(142)을 고속으로 통과한 후, 배출포트(212,145)을 통하여 외부로 배출된다(화살표 ① 참조). 이때 진공컵의 내부공기가 흡입포트(213,128) - 진공챔버(V) - 통공(113)을 차례로 경유한 후, 이젝터(110) 내부로 유인되어 압축공기와 함께 외부로 배출된다(화실표 ② 참조).

이 과정에서 상기 진공챔버(V)와 흡착컵에 진공 및 부압이 생성되며, 이 생성된 부압을 이용하여 대상물을 파지하게 된다. 그리고 로봇 아암이 동작하여, 대상물을 정해진 장소로 이송하는 것이다. 이때 사용되는 흡입포트(213), 진공컵, 대상물 등의 위치에 따라, 흡입포트(213)와 흡착컵을 연결하는 호스들이 휘거나 꺽어지고, 서로 엉키게 될 수 있다. 이 경우에는:

상기 압착구(223)의 조임을 약간 해제하여, 분리된 메인 파트(215)를 회전시키면서 흡입포트(213)의 방향을 변환 선택할 수 있으며;

상기 걸림수단(218a-218b)의 대응방식에 따라서는, 압착구(223)의 조임을 해제할 필요없이, 메인 파트(215)를 강제 회전시켜 흡입포트(213)의 방향을 변환 선택할 수도 있을 것이다.

다음, 위의 대상물 이송이 완료되면 흡착컵과 대상물의 신속 분리를 위하여, 압축공기는 파기포트(214)로 공급된다. 상기 파기포트(214)로 공급된 압축공기(화살표 ③ 참조)는 파기라인(126a,126b)을 통과한 후, 진공챔버(V)를 경유하여 흡입포트(213)로 공급(화살표 ③-1 참조)되거나 또는 직접 흡입포트(128)로 공급(화살표 ③-2 참조)된다. 이로써 상기 생성된 진공 및 부압이 파기되고, 진공컵이 대상물로부터 분리되는 것이다.

특히, 파기라인(126b)을 통과한 압축공기는 우선 필터(129)의 이면을 부딪쳐 통과하면서, 그 표면에 붙은 이물질을 털어 제거해주는 역할도 한다.