Notice: Undefined variable: fterm_desc_sub in /mnt/www/biblio_conv.php on line 353
回転供給継手、回転タイミング弁および製品移動装置
説明

回転供給継手、回転タイミング弁および製品移動装置

互いに相対的に回転する第1の表面および第2の表面のそれぞれの開口が整列されるとき、入口から出口に少なくとも周期的に流体流れをもたらす、具体的には回転タイミング弁であってよい回転供給継手であって、気体軸受が第1の表面と第2の表面の間に軸受力をもたらすように構成される、回転供給継手が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転供給継手に関し、詳細には、回転タイミング弁およびそうした回転供給継手を含む製品移動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
回転タイミング弁では、2つの表面が設けられ、互いに相対的に回転する。各表面は開口を備える。回転タイミング弁は、表面が互いに相対的に回転すると、一方の表面の開口が他方の表面の開口と周期的に整列されるように構成される。整列の間、流体は一方の開口から他方に、すなわち一方の面から他方に流れることができるが、開口が整列されないときはそうした流体流れが阻止され得る。したがって、相対回転の速度および開口の構成は、開口間に所望のタイミングの流れをもたらすように選ばれ得る。一般に、開口は、一方の表面の開口が他方の表面の開口と常に整列されるように構成され得る。したがって、回転供給継手は、一方が他方に対して回転する間、一方の表面に連結される構成部品と他方の表面に連結される構成部品の間に流体流れのための接続をもたらすことができる。
【0003】
一般に、2つの形態の回転タイミング弁が既知である。第1の形態は、2つの表面が円筒形の形状であり、一方が他方に入れ子式にされる、円筒形回転タイミング弁である。しかし、円筒形回転タイミング弁は、整合する2つの円筒形表面の非常に精確な制御を必要とするので、製造が難しく、したがって高価である。さらに、これらは、使用時に表面の整合の維持が必要であり、それは例えば構成部品の膨張により困難であり得るので、維持費が高くつく。
【0004】
回転タイミング弁の第2の形態は、表面が平らであり、表面に垂直な軸まわりに一方が他方に対して回転する、平面回転タイミング弁である。平らな表面は形成がより容易であるので、そうした回転タイミング弁は形成がより容易である。しかし、回転タイミング弁によって切り替えられる流体の漏れを防止するために、2つの表面は、接触しないが非常に接近することが絶対必要である。したがって、摩擦が問題となる恐れがあり、その結果、例えば高い摩耗率、摩擦熱の発生、表面の相対回転を駆動するより大きな電動機を必要とし得るより高い電力消費、より高価な材料の使用および/または寿命が限られることになる。
【0005】
上述のものと同様の問題は、さらに一般的には、回転供給継手に当てはまると理解されよう。
場合によっては、回転供給継手によって供給されるまたは回転タイミング弁によって切り替えられる流体が具体的に液体であるとき、その液体は潤滑剤として働くことができる。しかし、これが常に適切であるわけではなく、他の状況では、供給または切り替えられる流体は液体でなくてもよい。例えば、減圧源(under−pressure source)の供給である例えば真空ポンプとの接続の実現に回転供給継手(または切り替えに回転タイミング弁)を使用できることが望ましいことがある。しかし、減圧源の供給に回転供給継手(または切り替えに回転タイミング弁)を使用すると、結果的に2つの表面を合わせようとする追加の力が生じ、上述の摩擦の問題が悪化することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明の目的は、上述の難点のいくつかを少なくとも部分的に克服する回転供給継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、1つまたは複数の出口と1つまたは複数の入口との間に流体流れのための接続をもたらすように構成される、1つまたは複数の出口および1つまたは複数の入口を有する回転供給継手であって、
第1の表面および第2の表面を含み、第1の表面および第2の表面が、互いに相対的に回転し、第1の表面および第2の表面の相対回転の間実質的に一定の分離が第1の表面と第2の表面との間で維持され得るように対応する形状を有するように構成され、
前記1つまたは複数の入口のそれぞれが、流体流れのために第1の表面の少なくとも1つの開口に接続され、
前記1つまたは複数の出口のそれぞれが、流体流れのために第2の表面の少なくとも1つの開口に接続され、
第1の表面および第2の表面が互いに相対的に回転するとき、第1の表面の少なくとも1つの開口が第2の表面の少なくとも1つの開口と少なくとも周期的に少なくとも部分的に整列され、それによって一方から他方への流体の流れが可能になり、
第1の表面と第2の表面の間に設けられ、第1の表面と第2の表面の間に軸受力をもたらすように構成される、気体軸受を特徴とする、
回転供給継手が提供される。
【0008】
第1の表面と第2の表面の間に気体軸受を設けることによって、表面間の制御された分離を可能にすることができる。したがって、必要な回転供給継手の動作のときの、切り替えられる流体のいかなる漏れも十分に小さくなるように、分離は十分に小さくてよい。同時に、小さい分離を設けることによって、2つの表面の相対運動により生じる摩擦の問題を大幅に低減することができる。構成によっては、気体軸受が、実際には、2つの表面の間に分離をもたらさないことがあると理解されよう。しかし、第1の表面と第2の表面の間に軸受力をもたらすことによって、それらの間の接触力が低減され、それによって、それに対応して2つの表面の間に働く摩擦力も低減され得るようになる。さらに、気体軸受は、たとえ2つの表面の間に完全な分離をもたらさなくても、2つの表面の間の空間に十分な気体をもたらすことができ、その気体が2つの表面の間の潤滑剤として機能して摩擦を低減する。
【0009】
回転供給継手は、第1の表面および第2の表面の開口の適切な構成ならびに入口および出口へのそれらの接続によって、流体流れのために1つまたは複数の入口と1つまたは複数の出口の間に必要なサイクルの接続をもたらす回転タイミング弁として使用可能である。
【0010】
さらに、気体軸受の使用は、本質的に、安定した分離をもたらすので、特に有益であり得る。具体的には、2つの表面の間の分離が何らかの理由で減少した場合、気体軸受の軸受力が増大し、すなわち所望レベルまで戻すように2つの表面の間に分離傾向をもたらす。同様に、2つの表面の間の分離が増大した場合、軸受力が減少し、その結果、表面が互いにより接近する傾向になる。したがって、たとえ2つの表面に作用する他の力の変動があっても、2つの表面の間の分離は安定したままになる。
【0011】
本発明の回転供給継手は、具体的には、減圧源の供給、すなわち、回転供給継手が動作する周囲環境よりもより低い圧力の気体を有する例えば真空ポンプであるシステムの供給に使用され得る。
【0012】
この場合、減圧源を入口の少なくとも1つに接続することによって、2つの表面にそれらを合わせるように作用する力が生じることになる。減圧源の気体の圧力と回転供給継手を取り巻く周囲の気体圧力との間の圧力差が大きいほど、2つの表面の間に結果として生じる力も大きくなる。同様に、減圧が作用する有効面積が大きいほど、表面に作用する力も大きくなる。有効面積は、減圧源に接続される第1の表面の開口の投影面積に対応することができる。しかし、第1の表面および第2の表面が互いに非常に近づくことができるので、圧力が第1の表面の開口に隣接する減圧源のレベルから開口からある距離に離れたところにおける周囲レベルまで増大する圧力勾配が確立され得る。したがって、有効面積は、面積全体の圧力が減圧源の圧力であった場合同等の力をもたらす面積である。第1の表面と第2の表面の間の分離が減少すると、圧力勾配が変化し、有効面積が増大し、したがって軸受力が増大することに留意されたい。
【0013】
どんな場合でも、気体軸受の適切な制御によって、気体軸受によりもたらされる軸受力は、分離を維持するために、減圧源に接続される結果として生じる表面を合わせようとする力を補償することができる。一般に、気体軸受は、表面に加えられ得る任意の他の力を含む、表面にそれらを合わせるように作用する正味の力の釣り合いを保つように構成され得ると理解されよう。
【0014】
特定の構成では、回転供給継手はマウントを含むことができる。マウントは、回転供給継手の要素を支持し、回転供給継手が使用されるべきシステム内の他の構成部品に回転供給継手が取り付けられ得るようにする。この場合、第1の表面は、回転しないようにマウントによって支持され、任意の流体源と1つまたは複数の入口との好都合な接続が可能になる。第2の表面は、マウントに対して、したがって回転の軸まわりに第1の表面に対しても回転できるようにマウント上で支持され得る。例えば、第2の表面は、回転軸受上に取り付けられ得る。したがって、例えば回転タイミング弁の入口と出口の間に必要な切り替えをもたらすように、第1の表面と第2の表面の必要な相対回転が行われ得る。
【0015】
第2の表面の一方または両方は、第2の表面の回転軸に平行な直線方向に動くことができるようにマウント上で支持され、それによって第1の表面と第2の表面の分離の調節が可能にされ得るようになる。一構成では、第2の表面は、その回転軸に平行な方向に動かないようにマウント上で支持され、それによって第2の表面についての軸受構成の複雑性が低減され得るようになる。その場合、第1の表面は、第2の表面の回転軸に平行な直線方向に動くことができるがマウントに対して任意の他の方向に動かないように、マウント上で支持されると理解されよう。どんな場合でも、第2の表面の回転軸に平行な直線方向における必要な運動範囲は比較的小さくてよいと理解されよう。というのも、それは、気体軸受が、表面に加えられる外力の変動の影響を受けても2つの表面の間の安定した分離を維持できるようにするのに必要な運動範囲しかもたらさなくてよいからである。
【0016】
気体軸受は、1つまたは複数の気体軸受開口から形成され得る。1つまたは複数の気体軸受開口は、第1の表面および第2の表面の一方また両方に設けられ、回転供給継手が動作する環境の周囲圧力よりも高い圧力の気体を供給する気体供給源に接続される。
【0017】
したがって、連続気体流れは、気体軸受開口からもたらされ、必要な軸受力をもたらす。回転供給継手の要件によっては、気体供給源は、回転供給継手まわりから空気を吸い込みそれを圧縮する圧縮機であってよい。あるいは、例えば、リザーバから特定の気体または混合気体を供給してもよい。前者の構成は、より簡単で費用が少なくて済む。しかし、例えば、後者の構成は、例えば回転供給継手によって供給される流体と反応しない不活性気体を供給することが必要とされ得る。
【0018】
特定の構成では、気体軸受は、多数の気体軸受開口を有することができ、気体軸受開口の少なくとも2つへの気体の供給は、その気体の圧力が独立して制御可能なようにされ得る。そのような構成は、2つの表面の分離の改善された制御を可能にすることができる。
【0019】
例えば、そのような構成は、異なる軸受力が、表面の異なる領域において2つの表面の間にもたらされ得るようにする。これは、表面に作用する外力が領域によって異なり得るので、有益であり得る。そうした状況は、例えば、表面の一領域における開口が、他の領域のものとは異なる圧力を有する流体源に接続される、および/または表面の一領域における開口の寸法が他の領域のものとは異なる場合に起こり得る。
【0020】
別法としてまたはそれに加えて、例えば表面の広さの制限により気体軸受開口が異なる寸法を有する場合、2つの異なる気体軸受開口から排出される気体の圧力を制御するのが望ましいことがある。
【0021】
2つ以上の気体軸受開口についての独立した圧力制御は、例えば、気体軸受開口を別個の気体供給源に接続することによって、および/または気体軸受開口への流れラインに別個の制御可能弁を設けることによって実現され得る。
【0022】
気体軸受開口のそれぞれは、例えば、たとえ気体軸受開口が同じ圧力で動作するように構成される場合でも、それぞれの気体流れ絞りに接続され得る。各気体軸受開口に、圧力に従って気体軸受からの気体流れを制限する別個の気体流れ絞りを設けることによって、2つの表面の間の分離の安定性を向上させることができる。具体的には、そうした構成では、気体軸受開口のうちの1つの位置における2つの表面の間の分離の変化は、他の気体軸受開口によってもたらされる軸受力に影響を及ぼし得ない。
【0023】
第1の表面がマウントに対して回転しないようなそうしたマウントによって第1の表面が支持される上述のような構成では、1つまたは複数の気体軸受開口は、第1の表面だけに設けられ得る。そうした構成は、具体的には、気体軸受への気体の供給を容易にすることできる。
【0024】
1つまたは複数の気体軸受開口は、第2の表面の回転軸を囲繞するリングに沿って設けられ得る。具体的には、1つまたは複数の気体軸受開口は、第2の表面の回転軸から等しい位置に設けられ得る。気体軸受開口の少なくとも1つは、第2の表面の回転軸を囲繞するリングの少なくとも一部に沿って第1の表面に形成される溝またはグルーブの形をなしてよい。例えば、気体軸受は、第2の表面の回転軸を完全に囲繞する環状の溝を含む気体軸受開口を含むことができる。気体軸受は、第2の表面の回転軸を囲繞するリングの孤上に形成される溝の形の1つまたは複数の気体軸受開口を含むことができる。しかし、やはりまた、気体軸受開口は任意の好都合な形状から形成され得ると理解されよう。
【0025】
1つまたは複数の入口に接続される第1の表面の1つまたは複数の開口は、気体軸受開口について上述されたもののいずれかに対応する構成を有することができる。
しかし、回転供給継手の使用の間、出口に接続される第2の表面の開口の1つが気体軸受開口と整列されないようにするために、入口に接続される1つまたは複数の開口は、気体軸受開口の構成に使用されるものとは異なる1つまたは複数のリング上に設けられ得ると理解されよう。
【0026】
特定の構成では、気体軸受開口は、第2の表面の回転軸を囲繞する第1のリング上に配置され得る。1つまたは複数の入口に接続される第1の表面の開口は、第2のリングまわりに配置され得る。そうした構成では、第1のリングは、第2の表面の回転軸および第2のリングからより遠い距離のところに配置され得る。そうした構成は、気体軸受を配置するためにより大きな空間をもたらすことができるので、有益であり得る。さらに、気体軸受開口を第2の表面の回転軸からより遠い距離のところに設けることによって、第1の表面に対する第2の表面の回転の安定性が増大され得る。
【0027】
回転供給継手は、製品移動装置の一部として使用され得る。例えば、回転供給継手の少なくとも1つの入口は減圧源に接続され、少なくとも1つの出口は第2の表面に取り付けられる関連の製品ホルダに接続され得る。したがって、製品ホルダは、流体流れのために減圧源に少なくとも周期的に接続され得る。そうした構成は、減圧が製品の移動のために製品を製品ホルダに固定するのに使用され、それによって、例えば製品が第2の表面とともに回転され得るようにすることができるので、有益であり得る。これは、製造、試験および/または検査工程などの工程の一部からその工程の他の部分への製品の移動を可能にすることができる。別法としてまたはそれに加えて、製品の検査を容易にすることもできる。例えば、製品ホルダは、製品が両側から検査され得るように第2の表面に対してさらに回転するように構成され得る。
【0028】
次に、添付の図面を参照して、限定されない例として本発明が説明される。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明による回転タイミング弁の全体的な構成を示す図である。
【図2】本発明による回転タイミング弁の特定の構成の一部を示す図である。
【図3】図2に示されるような回転タイミング弁をさらに詳細に示す図である。
【図4】図4aは、図2、3に示される構成で使用される空気軸受についての可能な制御システムを示す図である。図4bは、図2、3に示される構成で使用される空気軸受についての可能な制御システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明は、入口および出口が表面の関連する開口に接続され、少なくとも1つの入口が流体流れのために少なくとも1つの出口に周期的に接続されるように2つの対応する表面の開口が配置される、回転タイミング弁10すなわち回転供給継手の文脈で、以下に説明される。しかし、表面の開口の適切な構成によって、第1の表面および第2の表面の相対回転にもかかわらず、少なくとも1つの入口が流体流れのために少なくとも1つの出口に周期的に接続される、一般的な回転供給継手が実現され得ると理解されよう。
【0031】
図1は、本発明による回転タイミング弁10の概略構成を示す。図示の構成では、回転タイミング弁10は、第1の表面11aを含む第1のディスク11、および第1の表面11aに隣接するように配置される第2の表面12aを含む第2のディスク12を含む。第2のディスク12は、軸13まわりに、第1のディスク11の位置に対して回転することができるように構成される。
【0032】
第1のディスク11は、流体の流れを可能にする通路22によって第1の表面11aの1つまたは複数の開口23に接続される1つまたは複数の入口21を含む。それに対応して、第2のディスク12は、第2の表面12aの1つまたは複数の開口33からの流体流れを可能にする通路32に接続される1つまたは複数の出口31を含む。
【0033】
第2のディスク12が第1のディスク11に対して回転すると、第1の表面11aの開口23は第2の表面12aの開口33と周期的に整列される。図1に示されるように、第2の表面12aの開口33が第1の表面11aの開口23と少なくとも部分的に整列されるとき、流体が入口21と出口31の間を流れることができる。
【0034】
入口21は、流体源25に接続され得る。したがって、第2のディスク12が第1のディスク11に対して回転すると、流体が、流体源25から入口21に周期的に供給され、第1の表面11aの開口23と第2の表面12aの開口33の間を移動し、そこから出口31まで移動する。しかし、流体源25が真空ポンプのような減圧源である場合、流体は、反対方向、すなわち出口31から入口21に入り、そこから減圧源25まで流れると理解されよう。
【0035】
第1の表面11aの開口23および第2の表面12aの開口33までの適切な構成によって、入口21と出口31の間における必要なデューティサイクルの接続切り替えが行われ得る。
【0036】
任意の数の入口21および出口31を設けることができ、それぞれが、異なる流体源に接続され得る、または例えば回転タイミング弁によって流体源に周期的に接続されるべき異なる空間に接続され得ると理解されたい。
【0037】
同様に、任意の数の開口23、33を第1の表面11aおよび第2の表面12aに設けることができる。複数の開口23、33は、入口21および出口31のうちのどれか1つにそれぞれ接続され得る。やはりまた、回転タイミング弁10のデューティサイクルは、出口31が、デューティサイクルの一部の間流体流れのために入口21のうちの1つに接続され、デューティサイクルの他の部分では流体流れのために入口21のうちの他のものに接続されるように構成され得ると理解されたい。やはりまた、デューティサイクルの諸部分の間、入口21および/または出口31は、流体流れのために出口31または入口21にそれぞれ接続され得ないと理解されよう。
【0038】
さらに、図1に示される回転タイミング弁10は第1のディスク11および第2のディスク12を含むが、本発明にはディスクの使用は必要ないと理解されたい。したがって、代替形状の構成部品が、互いに隣接して配置され得る第1の表面11aおよび第2の表面12aをそれぞれ含むならば、使用可能である。
【0039】
さらに、図1に示される表面11a、12aは平面であるが、これは不可欠ではない。しかし、第1の表面11aおよび第2の表面12aは、対応する形状を有し、第2の表面12aが回転軸13まわりに第1の表面11aに対して回転するとき2つの表面11aと12aの間の分離が一定のままであり得るように構成されなければならない。例えば、第1の表面および第2の表面は円錐形であってよく、その結果円錐形のタイミング弁となってもよい。それでもやはり、平らな表面は、正確な形成がより容易であるので好ましい。
【0040】
図1に示されるように、分離は、第1の表面11aと第2の表面12aの間で維持される。これは第1の表面11aと第2の表面12aの間の摩擦を低減する。図1は概略図であり、図示の第1の表面11aと第2の表面12aの間の間隙15は一定の率で縮尺されていないと理解されよう。具体的には、第1の表面11aと第2の表面12aの間の間隙は、流体の漏れを最小限に抑えるために非常に小さくてよい。
【0041】
図示のように、本発明の回転タイミング弁10は、第1の表面11aと第2の表面12aの間の分離15を維持する気体軸受を含む。気体軸受は、1つまたは複数の気体軸受開口16を含む。気体軸受開口16は、気体供給源17によって気体が供給され、軸受力をもたらすガス流れ18をもたらす。
【0042】
以下にさらに論じるように、任意の数の気体軸受開口16が用いられ得ると理解されたい。同様に、様々な異なる気体源17が用いられ得ると理解されたい。具体的には、気体源17は、空気などの気体を回転タイミング弁10を取り巻く環境から吸い込み、それを圧縮し、減圧された気体を気体軸受開口16に供給する、圧縮機であってよい。別法としてまたはそれに加えて、気体源17は、気体軸受開口16に供給される特定の気体または混合気体を含む気体リザーバを含むこともできる。例えば、気体供給源17は、不活性気体を供給することができる。どんな場合でも、気体供給源17は、閉塞を引き起こす恐れがある微粒子が気体軸受に入り込まないことを確実にするフィルタを含むことができる。
【0043】
図2、3は本発明による回転タイミング弁の特定の構成部分を示す。図2は、回転タイミング弁の一部である第1の表面11aの平面図を示す。図3は、第1の表面11aの一部および第1の表面11aに隣接する第2の表面12aの対応する部分の断面図を示す。
【0044】
図2に示されるように、第1の表面および第2の表面は、環状形状を有し、軸13上に中心が置かれる。軸13は、表面11a、12aに垂直であり、第1の表面11aに対する第2の表面12aの回転の軸13に対応する。
【0045】
第1の表面11aは、通路22によって流体流れのために1つまたは複数の入口21に接続される複数の開口23を含む。第2の表面12aは、通路32によって流体流れのために複数の出口31までの接続される複数の開口33を含む。図2に示されるように、第1の表面11aの開口23は、軸13まわりに形成される第1のリング51上に配置される。第2の表面12aの複数の開口33は、第2の表面12aの軸13から同じ距離のところに配置される。したがって、第2の表面12aが軸13まわりに第1の表面11aに対して回転すると、各開口33が第1の表面の開口23のうちの1つと、少なくとも部分的に、周期的に整列される。
【0046】
したがって、そのような間、第2の表面12aの開口33に接続される出口31は、流体流れのために、第2の表面12aの開口33に隣接する第1の表面11aの開口23に接続される入口21に接続される。
【0047】
図2に示されるように、第1の表面11aの開口23は異なる寸法のものであってよい。したがって、出口31が流体流れのために開口23に連結される入口21に接続されるデューティサイクル部分が制御され得る。例えば、第2の表面の開口33が第1のリング51の円周と比較して比較的小さい場合、開口23が延在するリング51の部分は、各出口31が流体流れのために開口23に連結される入口21に接続される、回転タイミング弁のデューティサイクル部分に対応する。
【0048】
図2に示される構成では、開口23のうちの1つがリング51の円周の半分に相当する。したがって、各出口31は、回転タイミング弁のデューティサイクルの約半分の間、流体流れのために対応する入口21に接続され得る。
【0049】
第1の表面11aの開口23または第2の表面12aの開口33が、第1の表面11aまたは第2の表面12aの寸法と比較して比較的大きい場合、開口は、1つまたは複数の通路22、32によって関連する入口21または出口31に接続される、表面11a、12aに形成される溝の形をなすことができる。
【0050】
図3に示されるように、入口21は、流体供給源25に接続され得る。流体供給源25は、流体を入口21、それから周期的に出口31に供給することができると理解されたい。あるいは、それは、流体を入口21、それから周期的に出口から抜き取る真空ポンプなどの減圧源であってもよい。
【0051】
図2、3に示されるように、図示の構成の回転タイミング弁は、第1の表面と第2の表面の間の分離を維持するために、第1の表面11aから第2の表面12aに気体流れをもたらすように構成される複数の気体軸受開口16を含む気体軸受をさらに含む。気体軸受の構成のさらなる詳細は以下に記載される。
【0052】
図2、3に示される回転タイミング弁の特定の構成は、取り付け構造40をさらに含む。取り付け構造40は、回転タイミング弁が使用されるべきシステムの一部などの他の構成部品41に回転タイミング弁を取り付けるのに使用され得る。第1の表面11aは、軸受42を用いて取り付け構造40に取り付けられ得る。軸受42は、第1の表面11aが、第2の表面12aの回転軸13に平行な方向に限られた範囲内で移動できるようにする。したがって、第1の表面11aは、第1の表面11aと第2の表面12aの分離を制御するために移動され得る。
【0053】
第1の表面11aおよび第2の表面12aは、例えば第1の表面11aに作用する弾性部材によっておよび/または少なくとも1つの入口21の減圧源への接続によって、互いに近づくように偏らされ得る。したがって、第1の表面11aと第2の表面12aの分離は、気体軸受によってもたらされる軸受力を調節することによって制御され得る。第2の表面12aは、それを支持しかつ回転軸13まわりに回転できるようにする回転軸受43を用いて取り付け構造40に取り付けられ得る。第2の表面12aを必要な速度で駆動するために、やはりまたアクチュエータシステム44が設けられ得る。
【0054】
上述され図2に示されるように、気体軸受は、第1の表面11aに形成される複数の気体軸受開口16を含むことができる。具体的には、図2に示されるように、気体軸受開口16は、軸13まわりに配置される第2のリング52に沿って配置され得る。具体的には、気体軸受開口16のそれぞれは、第2のリング52の孤をたどる、第1の表面11aの溝として形成され得る。
【0055】
図示のように、気体軸受開口16のそれぞれの寸法は同じであってよい。しかし、これはそうである必要はない。同様に、任意の数の気体軸受開口が使用され得ると理解されたい。具体的には、望むなら、例えば環状形状の単一の気体軸受開口が設けられてよい。しかし、気体軸受を第1の表面まわりに分配される複数の気体軸受開口に分割すると、第1の表面11aと第2の表面12aの間の分離の安定性を有益に向上させることができる。
【0056】
気体軸受開口16から出る気体の圧力は同じであってよい。あるいは、気体軸受開口16のいくつかの圧力を気体軸受開口16の他のものとは異なるようにするのが望ましいことがある。例えば、減圧源に接続される第1の表面11aの開口23に隣接する気体軸受開口16の気体圧力が、正圧流体供給源に接続される第1の表面11aの開口23に隣接する気体軸受開口16の気体圧力、または入口47に接続される第1の表面の開口23に隣接しない気体軸受開口16の気体圧力よりも大きいことが望ましいことがある。
【0057】
万一、異なる気体圧力を気体軸受開口16にもたらすのが望ましい場合、別個の気体供給源が異なる圧力を有するべき気体軸受開口に接続される、および/または気体軸受開口のそれぞれの圧力を調節するために弁が設けられてよい。
【0058】
どんな場合でも、本発明による回転タイミング弁を使用するシステムのセットアップの間、回転タイミング弁の細かい調節作業を可能にするために、気体軸受開口のそれぞれに連結される加減弁を設けるのが望ましいことがあると理解されよう。加減弁は、例えば、圧力調節器であってよい。これらは、気体軸受への圧力供給が変わらず、供給変化に応じて変動しないことを確実にすることができる。
【0059】
別法としてまたはそれに加えて、気体軸受開口16の気体圧力が回転タイミング弁の動作中に調節され得るシステムを提供するのが望ましいことがある。したがって、図4a、4bに示されるような制御システムが使用され得る。図4aのシステムでは、第1の制御可能圧力気体供給源61および第2の制御可能圧力気体供給源62が設けられる。第1の気体圧力を有する気体軸受開口16a、16bは、第1の制御可能圧力気体供給源61に接続され、独立して制御可能な第2の気体圧力を有する気体軸受開口16c、16d、16eは第2の制御可能圧力気体供給源62に接続される。両方の制御可能圧力気体供給源61、62とも制御装置63に接続され得る。
【0060】
あるいは、図4bに示される、単一の気体供給源65が気体軸受開口のすべてに供給することができる。しかし、第1の組の気体軸受開口16a、16bは、第1の圧力制御弁66に接続され、独立して制御される圧力を有する第2の組の気体軸受開口16c、16d、16eは、第2の圧力制御可能弁67に接続され得る。この場合、制御装置63は、気体軸受開口16の圧力を制御するために、圧力制御弁66、67の動作を制御することができる。
【0061】
制御装置63は、例えば、必要な回転速度を実現するために第2の表面12aの回転速度の監視およびアクチュエータ44の制御、必要ならば、所望の分離を維持するために第1の表面11aと第2の表面12aの分離の監視および気体軸受の動作の調節である、様々な他の機能を実施することができると理解されよう。
【0062】
制御システムが使用されるかどうか、もしそうなら、制御システムの性質が気体軸受の制御に使用されるかどうかにかかわらず、気体流れ絞り68を気体軸受開口16のそれぞれに設けることが望まれ得る。そうした気体流れ絞りは、気体圧力に従って気体軸受開口16からの気体の流れを絞るように構成され得る。これは、気体供給ラインが気体軸受開口16に開口するポイントにあるスロットルによって簡単に行われ得る。
【0063】
気体流れ絞りの使用は、第1の表面11aと第2の表面12aの間の分離の制御の安定性をさらに向上させ得る。具体的には、表面の間の分離が増大すると、気体流量が上昇し、絞りの両端の圧力降下が増大する。そして次に、これは表面の間に作用する圧力を減少させ、それによって分離が減少される。気体流れ絞りの設定は、気体軸受および負荷変動に対するその応答の制御に使用され得ると理解されたい。さらに、特に気体軸受の負荷が場所によって異なる場合、様々な絞り寸法がそれぞれの場所の気体軸受開口に使用され得ると理解されよう。これは、例えば、第1の表面および第2の表面の開口の幾何形状のばらつきおよび異なる源へのそれらの接続の結果として起こり得る。
【0064】
2つの表面の回転の動安定は、本発明による回転供給継手または回転タイミング弁の設計において重要な要素であり得る。具体的には、十分な安定性が実現されない場合、2つの表面の回転速度が制限される必要があり、それはその使用次第では十分でないことがある。
【0065】
一般に、気体軸受開口は、動安定を引き起こすことなく気体圧力を空気軸受表面に分配するように構成されなければならない。軸受内の気体は、圧縮可能であり、一部が第2に対して振動する状況が起こり得るようにすることができる。これはエアハンマとして知られている。
【0066】
2つの表面の安定性を最大にするために、気体流れ絞りは、気体軸受開口に可能な限り近づくように配置され、それによって気体流れ絞りと開口の間の空間にある気体の体積を最小限に抑えることができるようになる。
【0067】
動安定は、やはりまた、2つの表面の間の分離を最小限に抑えることによっても増大され得る。これは、上述されるような有効面積を増大することができる。さらに、2つの表面が互いに接近する場合、気体薄膜が閉じ込められ、表面の相対運動の強い減衰がもたらされ得る。そうした減衰は安定性を増大させると理解されよう。しかし、2つの表面の間の分離が小さいほど、2つの表面についての必要な製造公差がより厳しくなり、それによって回転供給継手または供給タイミング弁の製造費が増大し、維持費が増大する。
【0068】
気体軸受開口の形状、構成および配置も回転の安定性に影響を及ぼし得る。例えば、気体軸受開口を第1の表面に対する第2の表面の回転の軸からさらに離して配置すると、安定性を増大させることができる。同様に、寸法がより小さいより多くの気体軸受開口を使用しても安定性を増大させることができる。したがって、より多くの気体軸受開口を設ける費用と、使用中第1の表面と第2の表面の間の分離が低減され得るように第1の表面および第2の表面を比較的高い公差で機械加工する費用とのバランスをとる必要があり得る。
【0069】
図2に示されるように、気体軸受開口16が上にある第2のリング52は、第1の表面の開口23が上に配置される第1のリング51よりも回転軸13からさらに遠くに配置され、それによって回転軸からの気体軸受開口の距離が最大にされ得るようになる。しかし、これは逆にされてもよい。さらに、気体軸受開口も、入口21に接続される第1の表面11aの開口も、軸13を囲繞する1つより多いリング上に配置されてよい。
【0070】
回転供給継手または回転タイミング弁は、その構造に関係なく、様々な状況において使用され得る。具体的には、それは製品移動装置において使用され得る。多くの製品の製造では、製造費が最低限に抑えられることを確実にするように様々な工程の自動化が使用され得る。同様に、費用が最低限に抑えられることを確実にするように、移動工程の自動化も使用され得る。したがって、例えば製造、運送、試験および/または検査の間、製品を移動する製品移動装置の構成は、製造システムの重要な部分であり得る。図3に示されるように、本発明による回転供給継手または回転タイミング弁は、製品移動装置の構成において使用され得る。
【0071】
例えば、製品ホルダ45は、1つまたは複数または全部の出口31に取り付けられ得る。したがって、製品ホルダ45は、流体流れのために1つまたは複数の入口21に少なくとも周期的に接続され得る。したがって、具体的には、入口21が減圧源に接続される場合、それに対応して、製品ホルダ45は、流体流れのために減圧源に周期的に接続される。
【0072】
製品ホルダ45は、製品47の少なくとも一部に対応する形状を有する受け部46を含むことができる。溝48は、製品受け部46と出口31の間に設けられ得る。したがって、出口が回転供給継手または回転タイミング弁によって減圧源に接続されると、製品47は圧力を受けて製品受け部46に固定され得る。
【0073】
そうした構成は様々な状況で使用され得ると理解されよう。例えば、回転供給継手を使用する構成では、製品ホルダ45は、流体流れのために減圧源に連続して接続され得る。したがって、製品47は、製品受け部から物理的に取り外されるまで、製品受け部46内でしっかりと保持され得る。
【0074】
別法としてまたはそれに加えて、製品ホルダ45は、デューティサイクルの所与の部分の間製品ホルダ45が流体流れのために減圧源に接続される回転タイミング弁と併せて使用されてもよい。この場合、製品47は、製品受け部内に固定される。しかし、製品ホルダ44は、デューティサイクルの他の部分の間は流体流れのために減圧源に接続され得ない。この場合、製品47は、デューティサイクルのその部分の間、製品受け部分46から離れて落ち得る。
【0075】
他の変形形態では、デューティサイクルのさらに他の部分の間、製品ホルダ45は、流体流れのために、正圧供給源に接続される異なる入口に接続され得る。正圧は、例えば、製品受け部46から製品47を勢いよく放出するのに使用され得る。しかし、別法として、製品移動装置は、製品ホルダ45が正圧源に接続される前に製品47が製品受け部46から離れて落ちるように構成されてもよい。その場合、正圧源は、例えば製品受け部46内に残存することがあるあらゆる破片を取り除くために、気体または他の流体の流れを製品ホルダ45にもたらすのに使用され得る。
【0076】
特定の構成では、製品ホルダ45は、少なくとも、製品受け部46内で製品47を保持する間、第2の表面に対して回転するように構成され得る。そうした構成は、製品受け部46から延在する製品47の実質的に全体を検査する検査システムの提供を可能にすることができる。
【0077】
上述のような製品移動装置は、様々な異なる製品について提供され得ると理解されよう。例えば、上述のような製品移動装置は、丸薬およびカプセルなどの医薬品を移動するのに提供され得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
1つまたは複数の出口と1つまたは複数の入口の間に流体流れのための接続をもたらすように構成される、1つまたは複数の出口(31)と1つまたは複数の入口(21)を有する回転供給継手であって、
第1の表面および第2の表面(11a、12a)を含み、前記第1の表面および前記第2の表面が、互いに相対的に回転し、前記第1の表面および前記第2の表面の相対回転の間実質的に一定の分離が前記第1の表面と前記第2の表面の間で維持され得るように対応する形状を有するように構成され、
前記1つまたは複数の入口(21)のそれぞれが、流体流れのために前記第1の表面(11a)の少なくとも1つの開口(23)に接続され、
前記1つまたは複数の出口(31)のそれぞれが、流体流れのために前記第2の表面(12a)の少なくとも1つの開口(33)に接続され、
前記第1の表面および前記第2の表面(11a、12a)が互いに相対的に回転するとき、前記第1の表面(11a)の少なくとも1つの開口(23)が前記第2の表面(12a)の少なくとも1つの開口(33)と少なくとも周期的に少なくとも部分的に整列され、それによって一方から他方への流体の流れが可能になり、
前記第1と前記第2の表面(11a、12a)の間に設けられ、前記第1の表面と前記第2の表面の間に軸受力をもたらすように構成される、気体軸受を特徴とする、
回転供給継手。
【請求項2】
前記第1の表面および前記第2の表面の前記開口(23、33)が、前記第1の表面および前記第2の表面(11a、12a)が互いに相対的に回転するとき、前記1つまたは複数の入口(21)と前記1つまたは複数の出口(31)の間に流体流れのための必要なデューティサイクルの接続がもたらされるように構成される、請求項1に記載の回転供給継手。
【請求項3】
前記入口(21)の少なくとも1つが減圧源に接続され得るように構成される、請求項1に記載の回転供給継手。
【請求項4】
前記気体軸受が、前記2つの表面(11a、12a)に間に、前記入口(21)の少なくとも1つが減圧源に接続されるときに生成される前記2つの表面(11a、12a)を互いに引き寄せるように前記表面に加えられる正味の力を補う力をもたらすように構成される、請求項3に記載の回転供給継手。
【請求項5】
前記回転供給継手が、他の構成部品に取り付けられるとき前記回転供給継手を支持するように構成される取り付け構造(40)を含み、
前記第1の表面(11a)が、前記取り付け構造に対して回転しないように前記取り付け構造(40)に取り付けられ、
前記第2の表面(12a)が、前記取り付け構造に対して回転できかつ回転軸(13)まわりに前記第1の表面に対して回転できるように前記取り付け構造(40)に取り付けられる、
請求項1に記載の回転供給継手。
【請求項6】
前記第1の表面および前記第2の表面(11a、12a)の少なくとも1つが、前記第1の表面と前記第2の表面の間の前記分離を調節するために、前記第2の表面(12a)の前記回転軸(13)に平行な直線方向に動くことができるように、前記取り付け構造(40)に取り付けられる、請求項5に記載の回転供給継手。
【請求項7】
前記気体軸受が、前記第1の表面および前記第2の表面(11a、12a)の少なくとも1つにある1つまたは複数の気体軸受開口(16)を含み、前記1つまたは複数の気体軸受開口(16)が、前記気体軸受開口からの気体の軸受流れ(18)をもたらすために、前記回転タイミング弁が使用される環境の周囲圧力よりも高い圧力の気体供給源(17)に接続され得る、請求項1に記載の回転供給継手。
【請求項8】
前記気体軸受が、複数の気体軸受開口(16)を含み、気体が、前記気体軸受開口の少なくとも2つにそれぞれの気体圧力が独立して制御され得るように供給される、請求項7に記載の回転供給継手。
【請求項9】
前記気体軸受が、各前記気体軸受開口(16)がそれぞれの気体流れ絞り(68)に連結されるように構成される、請求項7に記載の回転供給継手。
【請求項10】
前記1つまたは複数の気体軸受開口(16)が、前記第1の表面(11a)に設けられる、請求項5および7に記載の回転供給継手。
【請求項11】
前記1つまたは複数の気体軸受開口(16)が、前記第2の表面(12a)の前記回転軸(13)を囲繞するリング(52)に沿って設けられる、請求項10に記載の回転供給継手。
【請求項12】
少なくとも1つの前記気体軸受開口(16)が、前記リング(52)の少なくとも一部に沿った溝の形に構成される、請求項11に記載の回転供給継手。
【請求項13】
流体流れのために前記少なくとも1つの入口(21)に接続される前記第1の表面(11a)の前記少なくとも1つの開口が、前記第2の表面(12a)の前記回転軸(13)を囲繞する第2のリング(51)に沿って設けられる、請求項11に記載の回転供給継手。
【請求項14】
前記第2のリング(51)が、前記1つまたは複数の気体軸受開口(16)を備える前記第1のリング(52)よりも前記第2の表面(12a)の前記回転軸(13)の近くに設けられる、請求項13に記載の回転供給継手。
【請求項15】
請求項3に記載の回転供給継手と、前記少なくとも1つの入口(21)に接続される減圧源とを備える、製品移動装置であって、
前記第2の表面(12a)に取り付けられ、流体流れのために前記1つまたは複数の出口(31)のうちの1つに接続される、少なくとも1つの製品ホルダ(45)をさらに備え、
前記回転供給継手が、前記製品ホルダ(45)が流体流れのために前記減圧源に少なくとも周期的に接続されるように前記出口(31)が流体流れのために前記少なくとも1つの入口(21)に少なくとも周期的に接続されるように構成される、
製品移動装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4a】
image rotate

【図4b】
image rotate


【公表番号】特表2012−504737(P2012−504737A)
【公表日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−529666(P2011−529666)
【出願日】平成21年9月30日(2009.9.30)
【国際出願番号】PCT/IB2009/054272
【国際公開番号】WO2010/038199
【国際公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【出願人】(593141953)ファイザー・インク (302)
【Fターム(参考)】