CN103459855B - 排出器 - Google Patents

Abstract

装入排出器容纳孔18内的排出器20具有喷嘴21和扩散器22，所述喷嘴21用于扩散并喷出来自进气口23的压缩空气，所述扩散器22形成有用于吐出从喷嘴21喷出的空气以及从吸入口30流入的空气的喷出口29。安装于排出器块11的消声器主体42形成有消音室43，消声器主体42的前端壁部42b上与喷出口29相对形成有排气口48。通过将空气从排气口48排出，能够在确保负压空气的真空度与吸入流量的同时实现消音效果。

Description

排出器

技术领域

本发明涉及一种通过从喷嘴向扩散器喷压缩空气、再从扩散器的喷出口喷出压缩空气来而在吸入口产生负压的排出器，特别涉及一种具有用于降低从喷出口喷出的排气噪音的消声器的排出器。

背景技术

利用压缩空气的气流产生负压的真空产生装置被称为排出器。该排出器具有将压缩空气进行一次挤压后使其扩散并喷出的喷嘴，以及与该喷嘴同轴的扩散器。从喷嘴向扩散器供给压缩空气并使空气流向设置于扩散器下游部的喷出口后，在喷嘴的前端部周围形成负压区域。如果在该负压区域打开吸入口，则由于空气粘性而使吸入口的部分成为负压。

作为具有这种工作原理的排出器，如专利文献1所述，有一种被安装在组装有真空调节器和真空过滤器的气动设备单元的排出器。这种排出器适用于大量供给负压空气的情况，为增加吸入空气的流量而采用两段扩散器。

而作为用于吸附运送几毫米见方的半导体芯片等小型电子部件的排出器，如专利文献2所述，还有一种被装入块内的排出器。这种排出器在块内组装有真空产生用电磁阀，用于控制向排出器的喷嘴供给压缩空气；以及真空破坏用电磁阀，用于控制从吸附装置取下电子部件时供给用于破坏真空的压缩空气。

每种排出器均设置有消音器，用于降低因从扩散器的喷出口、即排气口向外部排出空气而产生的排气噪音。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开2003-194000号公报

专利文献2：特开2005-262351号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在用于吸附小型电子部件的真空吸附装置上搭载排出器后，通过将压缩空气供给至排出器而能够在吸入口产生负压，同时压缩空气破坏真空，从而能够取下吸附在吸附装置上的电子部件。如果为了产生真空而使用排出器，则与从在远离真空吸附装置的位置设置的真空泵供给真空的情况相比，来自排出器的排气噪音增大。

特别是在集合有各自具有排出器的多个真空吸附装置的歧管型装置中，从多个喷出口喷出的总排气噪音要比来自一个排出器的排气噪音大。

被广泛应用于降低来自块的排气噪音的、装入有排出器的现有的排出器中，利用由多孔部件形成的消音部件堵住形成在排气流道的最下游部分的排气口，对被排出至外部的排出空气增加通气阻力。但是，在排出器中如果不提高从喷出口排出的空气量，就不能充分确保负压空气的真空度和吸入流量，因此在增加排出空气中的通气阻力这种方式中，为了确保真空度和吸入流量，而在提高消音效果方面是受限制的。这是因为如果以切断从喷出口排出的空气气流的方式在排气口设置消音部件而增加排气流道的通气阻力，则会使得负压空气的真空度和吸入流量下降。

于是，对排出器中排气噪音的发生原因进行了研究。排出器中的扩散器的喷出口由扩散孔形成，因此从该部分喷出的空气一边向径向外侧膨胀一边向下游流动。因此可以认为，来自喷出口的噪音向径向外侧扩散，而排气喷射流的中心部分的直行空气产生的噪音小于扩散空气产生的噪音。可以认为排气喷射流的中心部分的气流所含噪音成分不多，而产生的负压空气的真空度和吸入流量很大程度上依赖于排气喷射流的中心部分的气流。基于这种考虑，开发出一种能够降低排出器的排气噪音的排出器。

本发明的目的在于在维持排出器产生的负压空气的真空度和吸入流量的同时，降低来自排出器的排气噪音。

解决技术问题的技术方案

本发明的排出器的特征在于，包括：排出器块，在基端形成有连通进气口的排出器收容孔；喷嘴，设置于所述排出器收容孔的基端侧，对来自所述进气口的压缩空气进行挤压后将其扩散并喷出；扩散器，设置于所述排出器收容孔并位于所述喷嘴的下游侧，形成有喷出口并与所述喷嘴共同构成排出器，其中，所述喷出口吐出由所述喷嘴喷出的空气和由吸入口流入的空气；消声器主体，具有覆盖所述喷出口的圆筒部及与所述圆筒部的前端成为一体的前端壁部，所述消声器主体内部形成有由所述喷出口吐出的空气流入的消音室；圆筒状的消音部件，设置于所述圆筒部内；以及排气口，设置为与所述喷出口相对且在所述前端壁部与所述排出器同轴。

本发明的排出器的特征在于，所述消音部件与所述圆筒部的内周面之间形成消音间隙。本发明的排出器的特征在于，所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述消音部件的长度为20mm～50mm。本发明的排出器的特征在于，所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述排气口的内径为所述喷嘴的内径的2倍～4倍。

发明效果

根据本发明，从排出器中的扩散器喷出口喷出的空气一边向径向外侧膨胀一边向下游流动，成为产生噪音的主要因素的扩散空气通过圆筒状的消音部件被消音。另一方面，噪音产生因素较少的排气喷射流中心部分的气流从排气口向外部排出，通过将中心气流从排气口排出，从而能够充分确保产生的负压空气的真空度和吸入流量。由此，能够在维持由排出器产生的负压空气的真空度和吸入流量的同时，降低来自排出器的排气噪音。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的排出器的立体图。

图2是图1的一部分切掉后的主视图。

图3是图2的一部分放大截面图。

图4是表示图1所示的排出器中的空气气流的气压电路图。

图5的（A）～（C）是表示使05型、07型和10型3种类型排出器的消音部件的长度尺寸不同时的供给压和真空度之间关系的测量结果的特性曲线图。

图6的（A）～（C）是表示使3种类型排出器的消音部件的长度尺寸不同时的供给压和吸入流量之间关系的测量结果的特性曲线图。

图7的（A）～（C）是表示3种类型排出器的消音部件的长度尺寸和噪音性能之间的关系的特性曲线图。

图8的（A）～（C）是表示使3种类型排出器的排气口的内径不同时的供给压和真空度之间的关系的测量结果的特性曲线图。

图9的（A）～（C）是表示使3种类型排出器的排气口的内径不同时的供给压和吸入流量之间的关系的测量结果的特性曲线图。

图10的（A）～（C）是表示3种类型排出器的排气口的内径和噪音性能之间的关系的测量结果的特性曲线图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。排出器10如图1及图2所示，具有长方体状的排出器块11。该排出器块11的一侧端面11a安装有正压接头12和负压接头13。正压接头12自由装卸地安装有正压配管14，通过该正压配管14排出器10连接至具有压缩机等的气压供给源15。负压接头13自由装卸地安装有负压配管16，该负压配管16安装有用于吸附电子部件的、作为负压工作设备的吸附装置17。正压配管14和负压配管16分别由可挠性管或刚性管等那样在内部形成有引导空气的流道的部件形成。

排出器块11中形成排出器容纳孔18。如图2及图3所示，该排出器容纳孔18开口于排出器块11的另一侧端面11b，是具有底部的带底的孔。排出器20装入该排出器容纳孔18中。

如图3所示，该排出器20具有设置于排出器容纳孔底部侧的喷嘴21，及设置于比喷嘴21更靠近开口端部一侧的扩散器22。喷嘴21具有嵌合至排出器容纳孔18的基部21a，及直径小于基部21a的前端部21b。基部21a形成有流入孔24，该流入孔24与开口于排出器容纳孔18的底面而形成的进气口23连通，前端部21b上形成直径小于流入孔24并与流入孔24连通的挤压孔25，并形成与挤压孔25连通且在比挤压孔25更靠近前端部一侧向着前端面内径逐渐增大的扩散孔26。

扩散器22具有与喷嘴21的前端部21b的外侧嵌合的基端部侧的吸引部22a以及前端部侧的喷出部22b。喷出部22b形成有压缩空气从喷嘴21的扩散孔26流入的引导孔27，以及与该引导孔27连通且向着前端面内径逐渐增大的扩散孔28，扩散孔28的开口部成为用于吐出空气的喷出口29。扩散器22的吸引部22a形成有与喷嘴21的前端和扩散器22的引导孔27之间的吸引空间连通的吸入口30。该吸入口30连通至负压接头13。

将来自气压供给源15的压缩空气供给进气口23后，压缩空气通过喷嘴21的挤压孔25，从扩散孔26向扩散器22的引导孔27喷射。从扩散孔26喷射出的空气将扩散孔26和引导孔27之间的空气、即吸入口30的空气卷入，并与卷入的空气一起从扩散器22的扩散孔28喷出。由此，负压空气从吸入口30被供给至通过负压配管16连接的吸附装置17，半导体芯片等电子部件可以通过吸附装置17吸附运送。

如图1所示，排出器块11的上表面安装有电磁阀块31和接头块32。电磁阀块31是串联三通阀，设置有两个三通阀。一个三通阀如图4所示，构成真空产生控制阀34，所述真空产生控制阀34用于开关正压接头12和进气口23之间的真空产生流道33。另一个三通阀构成真空破坏控制阀37，所述真空破坏控制阀37用于开关吸入口30和负压接头13之间形成的真空流道35与正压接头12之间的真空破坏流道36。

为去除流经负压配管16内部向吸入口30流动的空气中的异物，如图1及图2所示，排出器块11的上表面设置有过滤器38。排出器块11的上表面设置有用于检测真空流道35的真空度的压力传感器39。并且，排出器块11的上表面安装有节流器40，用于调整经由真空破坏流道36供给吸附装置17的真空破坏用压缩空气的流量。

为降低由从排出器20的喷出口29喷出的气流产生的排气噪音，排出器块11的端面11b安装有消音器41。消音器41具有消声器主体42，该消声器主体42包括通过螺钉等安装于排出器块11的端面11b的圆筒部42a，和与该圆筒部42a成为一体的前端壁部42b。消声器主体42的内部形成有消音室43。扩散器22的前端部向消声器主体42的内部突出，扩散器22的前端部安装有圆筒状的支撑架44。

消声器主体42的内部设置有圆筒状的消音部件45，该消音部件45的一端部被支撑架44支撑，另一端部被设置在前端壁部42b的突起部46支撑。该消音部件45由多孔材料或纤维材料等具有通气性的材料形成。消音部件45与圆筒部42a之间设置有消音间隙47，透过消音部件45的排气噪音在消音间隙47中被消音。

前端壁部42b形成有与喷出口29相对且与喷出口29同轴的排气口48。从扩散器22的喷出口29向消音室43内喷出的空气的中心部的轴向气流直接从排气口48向外部排出。与此相对，从喷出口29流入消音室43内后向径向外侧扩散的扩散气流与消音部件45碰撞而被消音部件45吸音。透过消音部件45的扩散气流的噪音通过消音间隙47被消音。

用于向吸附装置17等负压工作设备供给负压空气的排出器10，为了通过吸附装置17使电子部件吸附，需要向吸附装置17供给具有吸附所必需的真空度与流量的负压空气。排出器10优选不但具有所需的真空度与吸入流量，而且从扩散器22的喷出口喷出的空气所产生的排气噪音较低。

设置于排出器的现有技术中的消音器将消音部件嵌入将从扩散器喷出的空气引导至排气口的排气流道。这种现有技术中的消音器虽然向吸附装置供给具有吸附电子部件所需的真空度和流量的负压空气，但在降低排气噪音方面受到限制。

如图所示，如果使排气口48与扩散器22的喷出口29相对，则从喷出口29向消音室43内喷出的空气的中心部的轴向气流直接从排气口48向外部排出。如果这样将气流从喷出口29以原来的状态向外部排出，以往则认为排气噪音增加。但是已经判明，如果通过该排气口48使直行气流的中心部向外部排出，而使其他空气向径向外侧扩散后再向外部排出，则可以在确保负压空气的真空度与吸入流量的同时，降低由从排气口48向外部排出的气流产生的排气噪音。但是，还判明排气口48的内径D对产生的负压空气的真空度与流量也产生很大影响，如果排气口48的内径D过小，则不能确保所需的真空度与流量。

发明者发现了既能够将需要供给吸附装置17等负压工作设备的负压空气的真空度与流量设定为所需的值，又能够降低从排气口48排出的空气的排气噪音的条件。在用于吸附半导体芯片等电子部件的排出器10中，供给吸附装置17的负压空气的流量很大程度上依赖于根据喷嘴21的挤压孔25的内径设定的喷嘴内径d。喷嘴内径d如果在0.5mm～1.0mm左右的范围，则作为向电子部件的安装生产线中使用的负压工作设备供给的负压空气，可以确保足够的流量。

于是，针对喷嘴内径d=0.5mm、d=0.7mm和d=1.0mm的3种类型的排出器，改变消音部件45的长度尺寸Ｌ和排气口48的内径D，测量获得的负压空气的真空度、吸入流量及吸音性能。喷嘴内径d为0.5mm的排出器被称为05型，喷嘴内径d为0.7mm的排出器被称为07型，喷嘴内径d为1.0mm的排出器被称为10型。

图5（A）～（C）是表示使05型、07型和10型3种类型的排出器的消音部件45的长度尺寸L不同时的供给压和真空度之间关系的测量结果。测量中使用的排出器10的排气口48的内径D是3mm。供给压是供给进气口23的压缩空气的压力，真空度是通过排出器得到的负压空气的压力。对消音部件45的长度尺寸L为11mm、16mm、21mm、26mm、31mm、36mm、41mm、46mm这8种情况进行了测量。关于05型和07型，如图5（A）（B）所示，长度不同的上述8种情况的排出器中供给压和真空度之间的关系，分别如图所示发生了相同的变化。关于10型，观测到微小的差异，即使长度L不同真空度也几乎没有变化。图5（A）（B）中，分别示出将长度尺寸L设定为11mm时的测量结果，图5（C）中以实线表示长度尺寸L为16mm时的情况，以点划线表示尺寸L为41mm时的情况。

图6（A）～（C）表示使上述3种类型的排出器的消音部件45的长度尺寸L不同时的供给压和吸入流量之间关系的测量结果。测量中使用的排出器10的排气口48的内径D是3mm。吸入流量是指通过由排出器10获得的负压而被吸附装置17吸引的空气的流量。关于05型和07型，图6（A）（B）示出将尺寸L设定为最短的L尺寸11mm的排出器的测量结果，在设定为其他长度时吸入流量也没有太大的变化。关于10型，图6（C）中，以实线表示L尺寸为最短的L=11mm的排出器，以点划线表示最长的L=46mm的排出器，其他尺寸的排出器的吸入流量在此二者之间。

如图5及图6所示可知，与消音器41的长度尺寸相对应的消音部件45的长度尺寸L对得到的负压空气的真空度和吸入流量没有太大的影响。

图7表示（A）～（C）上述3种类型的排出器的消音部件45的长度尺寸L和噪音性能之间的关系。该测量使用的排出器10的排气口48的内径D与图5及图6所示情况相同为3mm。图7中，以符号1～8表示上述8种情況，以符号1表示的排出器的尺寸L为11mm，2～8的排出器的尺寸L依次为16mm、21mm、26mm、31mm、36mm、41mm、46mm。

由该结果可知，尺寸L越大消音性能越高，但如果将尺寸L设定为50mm以上，则导致排出器10大型化，而将尺寸L设定为20mm～50mm范围的长度，3种类型均可以确保消音性能。如图7（A）（B）所示可知，关于05型和07型，将尺寸L由21mm加长至36mm时，噪音的降低率较大，将尺寸L设定为20mm～50mm的范围时，在实用方面得到了所期望的消音效果。特别是如果将尺寸L设定为40mm～50mm的范围，则能够进一步提高消音效果。

如图5～图7所示，消音部件45的长度尺寸L越大越能够提高吸音性能，但如果过长则导致出器10大型化。因此可知，关于上述3种类型，如果将长度尺寸L设定为20mm～50mm的范围，则能够确保所需的消音性能，如果设定为40mm～50mm的范围，则能够进一步提高消音效果。并且可知，消音部件45的长度尺寸L对真空度和吸入流量没有太大影响。

图8（A）～（C）表示使上述3种类型的排出器的排气口48的内径D不同时的供给压和真空度之间的关系的测量结果。该测量是针对将内径D分别设定为φ1、φ1.5、φ2，φ2.5及φ3这5种情况进行的。图8（A）表示关于φ1和φ3的测量结果，图8（B）表示φ1、φ1.5及φ3的测量结果。图8（C）表示φ1.5、φ2、φ2.5及φ3的测量结果。

根据该测量结果可知，将05型的内径D设定为1mm以上、07型的内径D设定为1.5mm以上、10型的内径D设定为2mm以上时，通过排出器得到的负压的真空度足够。即，可知只要将内径D设定为喷嘴内径d的2倍以上，就能够获得需要的真空度。

图9（A）～（C）表示使上述3种类型的排出器的排气口48的内径D不同时的供给压和吸入流量之间的关系的测量结果。该测量与图8所示的测量结果相同，是分别将内径D设定为φ1、φ1.5、φ2、φ2.5及φ3这5种情况而进行的。如图9（C）所示，关于10型虽然将内径D设定为1mm时吸入流量不充分，但在其他内径中得到充分的吸入流量。关于05型与07型，各个内径D都得到充分的吸入流量。

根据图8及图9所示的测量结果可知，为确保真空度和吸入流量，优选将排气口48的内径D设定为喷嘴内径d的2倍以上。

图10（A）～（C）表示上述3种类型的排出器的排气口48的内径D和噪音性能之间的关系的测量结果。根据该测量可知，如图10（A）所示，关于05型，将内径D设定为2.5mm以下，即喷嘴内径d的5倍以下时，可以得到充分的消音效果。如图10（B）所示可知，关于07型，将内径D设定为1.5mm～2.5mm的范围，即喷嘴内径d的约2倍～4倍的范围时，可以得到充分的消音效果。如图10（C）所示可知，关于10型，将内径D设定为2.0mm～3.0mm的范围，即喷嘴内径d的约2倍～3倍的范围时，可以得到充分的消音效果。

本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种改变。例如，喷嘴内径并不局限于上述3种类型，可以采用各种内径。排出器块11安装有电磁阀块31及过滤器38等，但这些部件也可以与排出器块11分开设置。

工业可利用性

本发明的排出器适用于吸附运送小型电子部件的装置。

Claims (6)

1.一种排出器，其特征在于，

具有：

排出器块，在基端形成有连通进气口的排出器收容孔；

喷嘴，设置于所述排出器收容孔的基端侧，对来自所述进气口的压缩空气进行挤压后将其扩散并喷出；

扩散器，设置于所述排出器收容孔并位于所述喷嘴的下游侧，形成有喷出口，其中，所述喷出口吐出由所述喷嘴喷出的空气和由吸入口流入的空气；

消声器主体，具有覆盖所述喷出口的圆筒部及与所述圆筒部的前端成为一体的前端壁部，所述消声器主体内部形成有由所述喷出口吐出的空气流入的消音室；

中空的圆筒状的消音部件，设置于所述圆筒部内；以及

排气口，设置为与所述喷出口相对且在所述前端壁部与所述喷出口同轴。

2.根据权利要求1所述的排出器，其特征在于，

所述消音部件与所述圆筒部的内周面之间形成消音间隙。

3.根据权利要求1所述的排出器，其特征在于，

所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述消音部件的长度为20mm～50mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的排出器，其特征在于，

所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述排气口的内径为所述喷嘴的内径的2倍～4倍。

5.根据权利要求2所述的排出器，其特征在于，

所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述消音部件的长度为20mm～50mm。

6.根据权利要求5所述的排出器，其特征在于，

所述喷嘴的内径为0.5mm～1.0mm，所述排气口的内径为所述喷嘴的内径的2倍～4倍。