チェックバルブ

【課題】多段エジェクタに用いるチェックバルブであって、長時間の使用に耐える高耐久性を有するチェックバルブを提供することである。
【解決手段】多段エジェクタの吸引ポートと減圧室との間の隔壁を構成するとともに吸引ポートと減圧室とを連通させる連通孔１７ａを設けた金属製の基板１７と、中央部に設けた厚肉部２１ａとその両側の薄肉部２１ｃとを有するゴム製の弁部材２１と、この弁部材の厚肉部と基板とを重ねて貫通し、一方の端部に抜け止め用の大径２２ｂを備えたピン部材２２と、ピン部材の他方の端部に取り付けるリング部材２３とからなり、弁部材２１を、基板１７に対して減圧室側で、かつ、上記薄肉部２１ｃが基板の連通孔１７ａを覆う位置に設けるとともに、上記ピン部材２２の大径部２２ｂと上記リング部材２３とによって上記基板１７および弁部材２１の厚肉部２１ａとを挟んで構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空圧発生源として用いる多段エジェクタのチェックバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空圧発生装置として用いる多段エジェクタがある。
例えば、図５に示すエジェクタは、金属製の本体１に、加圧気体室１０、第１減圧室１１、第２減圧室１２、第３減圧室１３、および排気室１４を、それぞれ隔壁を介して隣接するように形成されている。また、上記加圧気体室１０と第１減圧室１１との間の隔壁には第１ノズル３、第１減圧室１１と第２減圧室１２との間の隔壁には第２ノズル４、第３減圧室１２と第３減圧室１３との間の隔壁には第３ノズル５、第３減圧室１３と排気室１４との間の隔壁には第４ノズル６を、同軸上に直列に設けている。これらの第１〜第４ノズルの内径を、第１から第４ノズルへ、順に大きくしている。
【０００３】
また、基体２には、上記加圧気体室１０に通じる気体の供給ポート７と、第１〜第３減圧室１１〜１３に通じる吸引ポート８、排気室に通じる排気ポート９を形成している。
このような本体１と基体２とを、シール部材１５を介してボルトなどの結合手段によって結合している。
さらに、上記本体１と基体２とに挟み込むようにして、第２減圧室１２および第３減圧室１３と、吸引ポート８との間にチェックバルブ１６を設けている。
【０００４】
このチェックバルブ１６は、図６、図７に示すように、金属製の基板１７とゴム製の弁部材１８とからなる。
上記基板１７には、上記第２、第３減圧室１２，１３と吸引ポート８とを連通させるための複数の連通孔１７ａと、弁部材１８の取り付け孔１７ｂとを貫通させている。
また、弁部材１８は、シート部１８ａと、その中央部にシート部１８ａと一体的に形成した２本のピン状の凸部１８ｂとからなり、この凸部１８ｂの根元には環状凹部１８ｃを形成している。また、凸部１８ｂの外径を、上記基板１７の取り付け孔１７ｂの内径よりも大きくしている。
【０００５】
そこで、上記凸部１８ｂを上記取り付け孔１７ｂに貫通させて、根元に形成した凹部１８ｃを取り付け孔１７ｂに一致させれば、弁部材１８が基板１７に固定できる。
なお、図６では、１枚の基板１７に、３個の弁部材１８を設けて３個のチェックバルブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを構成しているが、チェックバルブ１６ａ、１６ｂは、弁部材の取り付け位置を二点線で示している。そして、チェックバルブ１６ａは、第２減圧室１２に取り付け、他の２個のチェックバルブ１６ｂ、１６ｃを、第３減圧室１３に取り付けている。また、ここでは、個々のチェックバルブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを区別する必要がない場合には、チェックバルブ１６として説明する。
【０００６】
このように構成した、多段エジェクタ装置において、供給ポート７から気体を供給すると、加圧気体室１０から第１ノズル３を通過して、第２ノズル４に向かって噴出する。第１ノズル３から噴出した空気は、第２ノズル４へ流入すると際に、第１減圧室内の空気を引き込んで、これらの気体が、第２ノズル４から、第３ノズル５へ向かって噴出する。第２ノズル４からの噴出気体が第３ノズル５へ流入する際には、第２減圧室１２内の空気を引き込んでいる。同様に、第３ノズル５から第４ノズル６へ気体が流入する際には、第３減圧室１３の空気を引き込む。
【０００７】
上記のように、加圧空気を供給ポート７から供給すると、各減圧室１１〜１３の空気が引き込まれて、排気ポート９から外部へ排出される。これにより、各減圧室が減圧されるが、その真空度は、第１減圧室１１から順に低くなる。
上記各減圧室１１〜１３が、減圧され、吸引ポート８よりも真空度が高くなると、上記チェックバルブ１６の弁対１８が、図７の二点鎖線で示すように開いて、吸引ポート１８から第２減圧室１２および第3減圧室１３へ空気が流れ込む。その結果、吸引ポート８側の真空度が上がり、吸引ポート８側の真空度が、減圧室側よりも高くなれば、上記チェックバルブ１６は閉じる。
【０００８】
具体的には、初めは、全てのチェックバルブ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが開状態で、吸引ポート８から減圧室側への空気の流入がある。空気の排出に伴って、吸引ポート８側の真空度が上がって、第３減圧室１３よりも真空度が高くなると、第３減圧室１３のチェックバルブ１６ｂ，１６ｃが閉じて、吸引ポート８と第３減圧室１３との間の流路は遮断される。第１減圧室１１と第２減圧室１２を介して、空気を吸引することにより、吸引ポート８の真空度がさらに高くなり、第２減圧室１２の真空度を超えると、第２減圧室１２のチェックバルブ１６ａも閉じて、吸引ポート８側の空気は、第１減圧室１１のみを介して、吸引、排出されるようになる。このように、複数の減圧室を順番に減圧していくことによって、より速やかに、高真空度を実現できるのである。
このようにした吸引ポート８には、真空配管を介して真空チェンバーを接続し、チェンバー内を真空にしたり、ワークを吸着させたりすることができる。
【特許文献１】登録実用新案第３０２２１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようなエジェクタ装置で、真空を発生させる場合、上記チェックバルブ１６は、それが設けられている第２減圧室１２および第３減圧室１３の真空度と、吸引ポート８の真空度との高低によって開閉する動作をする。チェックバルブ１６の開状態では、図７の二点鎖線で示すように、弁部材１８のシート部１８ａが基板１７から離れた状態となる。この状態で、吸引ポート８から減圧室１２，１３へ空気が流れ込むと、矢印方向の気流によってシート部１８ａの両端が、減圧室側へ引っ張られる。一方、シート部１８ａに設けた凸部１８ｂは、基板１７に固定されている。
【００１０】
そのため、弁部材１８のシート部１８ａは、凸部１８ｂを固定されたまま、減圧室側へ引っ張られることになり、シート部１８ａと凸部１８ｂと接続部Ｐ１には張力が作用する。
また、シート部１８ａの両端が気流により振動し、その振動によって、上記接続部Ｐ１が、基板１７の取り付け孔１７ｂで摩擦される。
このように、シート部１８ａが、基板から離れる方向に引っ張られたり、金属製の基板１７で摩擦されたりすることが繰り返されると、上記接続部Ｐ１から破断してしまうことがある。
【００１１】
また、この装置をワークの真空吸着に用いた場合、吸引ポート８側にワークを吸着させることができるが、吸着したワークを離脱させる際には、減圧室および吸引ポート８内の真空度を落として、常圧にしなければならない。上記供給ポート７からの加圧空気の供給を停止して放置すれば、リークによって内部の真空度は下がるが、より速やかにワークの離脱を行うために、図示しない経路から吸引ポート８へ正圧空気を供給することがある。特に、ワークを吸着する吸着面にゴムなど、粘着性がある素材を用いた場合、ワークがその粘着力によって接着されていることがあり、内部圧力が常圧になっても離脱しないこともある。
その場合には、供給ポート８側から装置内へ正圧空気を供給すれば、その空気は、上記チェックバルブ１６を開いて各減圧室１２，１３へ流れ込み、第１〜第３減圧室１１〜１３の真空が壊されるとともに、吸引ポート８も常圧あるいは、正圧となって、吸着していたワークを簡単に離脱させることができる。
【００１２】
このように、第２、第３減圧室１１，１２と吸引ポート８が減圧されて、上記チェックバルブ１６が閉状態のときに、吸引ポート８へ正圧を導くと、チェックバルブ１６がいきなり大きく開くことになる。このとき、チェックバルブ１６の弁部材１８のシート部１８ａには、このエジェクタ装置を、真空発生源として用いているときよりも大きな力が作用する。そのため、シート部１８ａが、凸部１８ｂからちぎれてしまうこともある。
このように、シート部１８ａと凸部１８ｂとの間に亀裂が入ってしまったり、凸部１８ｂからシート部１８ａがちぎれて、取れてしまったりすると、減圧室１２，１３から吸引ポート８への空気の流れを規制することができなくなる。そのため、各減圧室の真空度を速やかに高めることができなくなり、その結果として、吸引ポート８の真空度を高くすることもできなくなる。
【００１３】
従って、弁部材１８が破損しないうちに、新しい弁部材１８に交換しなければならない。ところが、図６、図７に示すチェックバルブ１６は、弁部材１８の耐久性が低いので、弁部材１８あるいは、チェックバルブ１６を頻繁に交換しなければならず、その分、装置コストが高くなることになる。
この発明の目的は、多段エジェクタに用いるチェックバルブであって、長時間の使用に耐える高耐久性を有するチェックバルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明は、吸気ポートから排気ポートまでの流体の流れ方向に沿って複数の減圧室および同軸上に配置した複数の直管状のノズルと、上記ノズルの軸線から外れた位置に設けた吸引ポートとを備えた多段エジェクタにおける減圧室から吸引ポートへの流体の流れを規制するチェックバルブであって、上記吸引ポートと減圧室との間の隔壁を構成するとともに吸引ポートと減圧室とを連通させる連通孔を設けた金属製の基板と、中央部に設けた厚肉部とその両側の薄肉部とを有するゴム製の弁部材と、この弁部材の厚肉部と基板とを重ねて貫通し、一方の端部に抜け止め用の大径部を備えたピン部材と、ピン部材の他方の端部に取り付けるリング部材とからなり、上記弁部材を、基板に対して減圧室側で、かつ、上記薄肉部が基板の連通孔を覆う位置に設けるとともに、上記ピン部材の大径部と上記リング部材とによって上記基板および弁部材の厚肉部とを挟んで構成した点に特徴を有する。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明を前提とし、上記弁部材における厚肉部両側の薄肉部の両先端を、薄肉部の他の部分よりも肉厚にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１６】
第１、第２の発明によれば、繰り返しの開閉に対しても、弁部材の耐久性が高く、チェックバルブの耐久性が向上した。
第２の発明によれば、チェックバルブが開いたときに、減圧室内のノズルに弁部材の先端が衝突しても、破損し難くなる。その結果、チェックバルブの耐久性がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図４にこの発明のチェックバルブ２０の一実施形態を示す。
なお、このチェックバルブ２０は、上記従来のチェックバルブ１６と同様に、真空発生源として機能する図５に示す多段エジェクタに用いるものである。そして、図５に示すチェックバルブ１６の代わりに、チェックバルブ１６と同じように取り付けるものである。従って、以下の説明にも、図５を用いる。つまり、上記チェックバルブ２０は、第２減圧室１２および第３減圧室１３と、吸引ポート８との間に設けている。そして、図５に示す多段エジェクタにおけるチェックバルブ２０の作用は、従来例のチェックバルブ１７と同じなので、ここでは、その説明は省略する。
【００１８】
図１に示すチェックバルブ２０は、金属の基板１７と、ゴム製の弁対２１と、ピン部材２２とで構成される。
基板１７は、図６に示す従来例の基板１７と同じで、第２減圧室１２および第３減圧室１３と吸引ポート８を連通させるための複数の連通孔１７ａと、弁部材２１の一対の取り付け孔１７ｂとを備えている。
そして、この基板１７に、上記連通孔１７ａを覆うように弁部材１８を取り付けることによって、チェックバルブ２０を構成する。
【００１９】
なお、図１では、１枚の基板１７に、３個の弁部材２１を設けて３個のチェックバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを構成しているが、チェックバルブ２０ａ、２０ｂは、弁部材の取り付け位置を二点線で示している。そして、チェックバルブ２０ａは、第２減圧室１２に取り付け、他の２個のチェックバルブ２０ｂ、２０ｃを第３減圧室１３に取り付けている。また、ここでは、個々のチェックバルブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを区別する必要がない場合には、チェックバルブ２０として説明する。
【００２０】
このチェックバルブ２０の弁部材２１は、図２に示すように、略四辺形のシート状であり、中央に他の部分より厚みを厚くした帯状の厚肉部２１ａを備えている。この厚肉部２１ａには、基板１７の取り付け孔１７ｂに対応する一対の貫通孔２１ｂ，２１ｂを形成している。
また、上記厚肉部２１ａの両側を薄肉部２１ｃとし、その先端部２１ｄを薄肉部２１ｃの他の部分よりも厚くしている。
【００２１】
上記ピン部材２２は、図３に示すように、軸部２２ａの一方の端部に大径部２２ｂを備え、他方の端部側には環状凹部２２ｃを備えている。
このような弁部材２１を、上記基板１７の連通孔１７ａを覆うように重ねるとともに、弁部材２１の貫通孔２１ｂと基板１７の取り付け孔１７ｂとを一致させ、そこにピン部材２２の軸部２２ａを貫通させる。そして、基板１７から突出した軸部２２ａの環状凹部２２ｃにリング部材としてのＣリングを嵌め、上記大径部２２ｂとＣリング２３とによって基板１７と弁部材２１とを挟んで両者を結合する。
【００２２】
このようにしたチェックバルブ２０において、取り付け孔１７ｂおよび貫通孔２１ｂの内周から空気の漏れが発生しないように、ピン部材２２の軸部の外径を貫通孔２１ｂの内周と同じか僅かに大きくて、ピン部材２２と貫通孔２１ｂとの間に隙間ができないようにしている。また、環状凹部２２ｃと大径部２２ｂ間の距離を、上記厚肉部２１ａと基板１７との合計厚み以下にして、大径部２２ｂとＣリング２３とで、厚肉部２１ａと基板とを挟みこむと、厚肉部２１ａが弾性変形して隙間を塞ぐようにしている。
【００２３】
上記厚肉部２１ａの変形量は、ピン部材２２とＣリング２３とによる厚肉部２１ａに対する締め付け力によって決まるが、上記軸部２２ａにおける環状凹部２２ｃの位置によって調整することができる。
例えば、上記ピン部材２２とＣリング２３とを用いる代わりに、ボルトとナットを用いた場合に、締め付け力が一定になるように両者を結合するためには手間がかかるが、この実施形態のように、Ｃリング２３を環状凹部２２ｃに嵌める構成では、上記環状凹部２２ｃの位置が決まっていれば、上記締め付け力を一定にすることは簡単である。
【００２４】
このチェックバルブ２０を、図５に示すエジェクタに取り付けて使用する際に、第２減圧室１２または第３減圧室１３が、吸引ポート８よりも真空度が高くなった場合には、図４のように弁部材２１が基板１７から離れて開状態となる。このように、弁部材２１の厚肉部２１ａの両脇で薄肉部２１ｃが曲がっても、従来例の弁部材１８の接続部Ｐ１（図７参照）のように、反対方向へ引っ張られる部分がない。また、弁部材２１には、基板１７の取り付け孔１７ｂに挿入されている部分も無いので、金属との摩擦部分もない。
【００２５】
従って、このチェックバルブ２０なら、開閉を繰り返しても、薄肉部２１ｃが、簡単に破断してしまうことがない。
また、薄肉部２１ｃの先端２１ｄの厚みを厚くしているので、弁部材２１が大きく開いて、その先端が減圧室内のノズルの外壁に衝突しても破損することがない。
従来は、全体に厚みの薄いシート部１８ａを有する弁部材１８を用いていたので、その先端が、ノズル外壁に繰り返し衝突することで先端がちぎれてしまうこともある。弁部材１８の先端が、ノズルの外壁に当たらないようにするためには、チェックバルブ１６とノズルとの距離を長くしなければならず、減圧室を大きくすることになる。減圧室がやたら大きいと、短時間で高真空度に達成することが難しくなる。この実施形態のように、先端部２１ｄを厚くしておけば、ノズルの外壁に衝突しても、弁部材２１が破損し難いので、減圧室をやたらに大きくする必要もない。
【００２６】
なお、この発明のチェックバルブ２０と、従来例のチェックバルブ１６とについて、開閉を繰り返す耐久性試験を行い、この発明により耐久性が向上したことを確認した。同一条件下で、チェックバルブ１６のシート部１８に亀裂が入って凸部１８ｂから取れてしまうまでの開閉回数に対し、この発明のチェックバルブ２０の弁部材２１に亀裂が発生するまでの開閉回数は、１０倍以上であった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態の平面図である。
【図２】実施形態の弁部材の斜視図である。
【図３】実施形態のピン部材の斜視図である。
【図４】図１のIV-IV線断面図である。
【図５】多段エジェクタの断面図である。
【図６】従来例のチェックバルブの平面図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１７基板
１７ａ連通孔
２０チェックバルブ
２０ａチェックバルブ
２０ｂチェックバルブ
２０ｃチェックバルブ
２１弁部材
２１ａ厚肉部
２１ｂ貫通孔
２１ｃ薄肉部
２１ｄ先端部
２２ピン部材
２２ｂ大径部
２２ｃ環状凹部
２３Ｃリング

【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートから排気ポートまでの流体の流れ方向に沿って複数の減圧室および同軸上に配置した複数の直管状のノズルと、上記ノズルの軸線から外れた位置に設けた吸引ポートとを備えた多段エジェクタにおける減圧室から吸引ポートへの流体の流れを規制するチェックバルブであって、上記吸引ポートと減圧室との間の隔壁を構成するとともに吸引ポートと減圧室とを連通させる連通孔を設けた金属製の基板と、中央部に設けた厚肉部とその両側の薄肉部とを有するゴム製の弁部材と、この弁部材の厚肉部と基板とを重ねて貫通し、一方の端部に抜け止め用の大径部を備えたピン部材と、ピン部材の他方の端部に取り付けるリング部材とからなり、上記弁部材を、基板に対して減圧室側で、かつ、上記薄肉部が基板の連通孔を覆う位置に設けるとともに、上記ピン部材の大径部と上記リング部材とによって上記基板および弁部材の厚肉部とを挟んで構成した多段エジェクタ用のチェックバルブ
【請求項２】
上記弁部材における厚肉部両側の薄肉部の両先端を、薄肉部の他の部分よりも肉厚にしたことを特徴とする請求項1に記載の多段エジェクタ用のチェックバルブ。

【図１】