KR20160092041A - 이젝터 - Google Patents

Abstract

이젝터 수용공 (18)에 내장된 이젝터(20)는, 급기 포트(23)로부터의 압축 공기를 확산하고 분출하는 노즐(21)과, 노즐(21)로부터 분출된 공기와 흡인 포트(30)로부터 유입된 공기를 토출하는 분출 포트(29)가 형성된 디퓨저를 구비한다. 이젝터 블록(11)에 부착된 머플러 본체에는, 소음실(43)이 형성되고, 머플러 본체의 선단벽부(42b)에는 분출포트(29)와 마주보는 배기구(48)가 형성된다. 배기구(48)로부터 공기를 배기하는 것에 의해서, 부압 공기의 진공도와 흡입유량을 확보하면서 소음효과를 달성할 수 있다.

Description

이젝터{EJECTOR}

원출원과의 상관관계

본 출원은 원출원인 특허출원 제10-2013-7025548호에 대한 2016. 4. 14.자 보정각하결정서 및 2016. 4. 22.자 특허거절결정서에 대하여 특허청구범위 제1항을 감축한 분할출원입니다. 본 출원의 청구항 1에서 보정된 내용, 즉 "소음 부재의 내측 공간과 머플러 본체의 외부를 연통시켜, 분출 포트에서 소음실로 유입된 공기를 상기 외부로 배기하는 배기구" 및 "선단 벽부에 일체로 형성되고, 배기구와 동축으로 소음실 내로 연장"은, 원출원의 도 3에서 뒷받침되며, 명세서에 기재된 실시예로부터 알 수 있는 특징입니다.

본 발명은 노즐로부터 디퓨저로 불어 넣어진 압축 공기를 디퓨저의 분출 포트로부터 분출시키는 것에 의해 흡인 포트에 부압을 발생시키는 이젝터에 관한 것으로, 특히 분출 포트로부터 분출되는 배기 소음을 줄이기 위한 머플러를 구비한 이젝터에 관한 것이다.

압축 공기의 흐름을 이용하여 부압을 발생시키도록 한 진공 발생 장치는 이젝터라 칭해진다. 이 이젝터는 압축 공기를 집속한 다음 확산시켜 분출시키는 노즐과, 이 노즐과 동축으로 된 디퓨저를 갖는다. 노즐에서 디퓨저에 압축 공기를 공급하여 디퓨저의 하류부에 설치된 분출 포트로 공기를 흘리면 노즐의 선단부 주위에 부압 영역이 형성된다. 이러한 부압 영역에서 흡인 포트를 개구시키면 공기의 점성에 의해 흡인 포트의 부분은 부압이 된다.

이러한 작동 원리를 갖는 이젝터로는, 특허 문헌 1 에 기재된 바와 같이, 진공 레귤레이터와 진공 필터가 조립되어 있는 공기압기기 유닛에 장착되는 타입이 있다. 이러한 타입의 이젝터는 다량의 부압 공기를 공급하는 경우에 적용되며, 흡인 공기의 유량을 많게 하기 위해 디퓨저를 2 단으로 하고 있다.

한편, 수 평방밀리미터의 반도체 칩 등 소형 전자 부품을 흡착 반송하는 데 사용되는 이젝터로는 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이, 블록 내에 조립된 타입이 있다. 이 타입의 이젝터는, 이젝터의 노즐에 대하여 압축 공기의 공급을 제어하는 진공발생용 전자밸브와, 흡착 기구로부터 전자 부품을 분리할 때 진공 파괴용의 압축 공기의 공급을 제어하는 진공 파괴용 전자밸브를 블록에 조립하고 있다.

어떤 타입의 이젝터에도 디퓨저의 분출 포트, 즉 배기 포트에서 외부로 배출 되는 공기로 인한 배기 소음을 줄이기 위한 머플러가 설치되어 있다.

JP 2003-19400 A1 JP 2005-262351 A1

소형 전자 부품을 흡착하는 진공 흡착 장치에 이젝터를 탑재하면, 압축 공기를 이젝터에 공급함으로써 흡인 포트에 부압을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압축 공기에 의해 진공을 파괴하여 흡착 도구에 흡착된 전자 부품을 분리할 수 있다. 진공을 발생시키기 위해 이젝터를 이용하면, 진공 흡착 장치에서 떨어진 위치에 배치된 진공펌프로부터 진공을 공급하는 경우에 비해 이젝터의 배기 소음이 커진다.

특히, 각각 이젝터를 갖는 복수의 진공 흡착 장치가 집합된 매니폴드 타입 에서는, 복수의 분출 포트로부터 분출되는 총 배기 소음은 1 개의 이젝터로부터 분출되는 배기 소음보다 크다.

블록으로부터의 배기 소음을 줄이기 위해 많이 사용되는 이젝터가 포함된 기존의 이젝터에서는 배기 유로의 최하류부에 형성된 배기구를 다공질성의 부재로 이루어진 소음 부재로 막아서, 외부로 배출되는 배기 공기에 환기 저항이 가해지고 있다. 그러나 이러한 이젝터에 있어서, 분출 포트에서 배기 공기량을 높일 수 있게 하지 않으면 부압 공기의 진공도와 흡인 유량을 충분히 확보할 수 없기 때문에, 배기 공기에 통기 저항을 가하는 방식으로는 진공도와 흡인 유량을 보장하기 위해서 소음 효과를 높이는 데 한계가 있었다. 분출 포트에서 배기된 공기의 흐름을 차단하도록 배기구에 소음 부재를 배치하여 배기 유로의 통기 저항을 크게 하면, 부압 공기의 진공도와 흡인 유량을 저하시키는 것이 되기 때문이다.

그래서, 이젝터의 배기 소음 발생 원인에 대하여 연구를 하였다. 이젝터의 디퓨저의 분출 포트는 확산공에 의해 형성되어 있기 때문에, 그 부분에서 분출된 공기는 반경 방향 바깥쪽으로 팽창하면서 하류 쪽으로 흐르게 된다 . 따라서 분출 포트에서의 소음은 반경 방향 바깥쪽으로 확산하게 되고, 배기 분류의 중심 부분의 직진 공기에 의한 소음은 확산 공기에 의한 소음보다 작은 것으로 생각된다. 배기 분류의 중심 부분의 흐름은 소음 성분을 많이 포함하지 않는 반면에, 발생하는 부압 공기의 진공도와 흡인유량은 배기분류의 중심부분의 흐름에 크게 의존하고 있다고 생각된다. 이러한 아이디어에 기초하여, 이젝터의 배기 소음을 저감할 수 있는 이젝터를 개발하였다.

본 발명의 목적은 이젝터에 의한 부압 공기의 진공도와 흡인 유량을 유지하면서, 이젝터로부터의 배기 소음을 저감하는데 있다.

본 발명의 이젝터는

기단에 급기 포트가 연통하는 이젝터 수용공이 형성된 이젝터 블록과, 상기 이젝터 수용공의 기단부측에 배치된 상기 급기 포트로부터의 압축 공기를 집속한 후 확산시켜 분출하는 노즐과;

상기 이젝터 수용공에 상기 노즐 하류 쪽에 위치하여 배치되며, 상기 노즐에서 분출된 공기와 흡인 포트로부터 유입된 공기를 토출하는 분출 포트가 형성되며, 상기 노즐과 함께 이젝터를 구성하는 디퓨저와;

상기 분출 포트를 덮는 원통부 및 상기 원통부의 선단에 일체로 된 선단벽부를 가지며, 내부에 상기 분출 포트에서 토출된 공기가 유입되는 소음실이 형성된 머플러 본체와;

상기 원통 부 내에 배치되는 원통 형상의 소음 부재와;

상기 분출 포트와 서로 마주보고, 상기 선단벽부에 상기 분출 포트와 동축으로 설치되는 배기구;를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이젝터는 상기 소음 부재와 상기 원통부의 내주면의 사이에 소음 간극을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 이젝터는 상기 노즐의 내경을 0.5 ~ 1.0mm로 하고, 상기 소음 부재의 길이를 20 ~ 50mm 로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이젝터는 상기 노즐의 내경을 0.5 ~ 1.0mm 로 하고, 상기 배기구의 내경을 상기 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 이젝터 디퓨저의 분출 포트에서 분출되는 공기가 반경 방향 바깥쪽으로 팽창하면서 하류쪽으로 흐르고, 소음 발생의 주된 요소인 확산 공기는 원통 형상의 소음 부재에 의해 소음된다. 한편, 소음 발생 요소가 적은 배기 분류의 중심 부분의 흐름은 배기구로부터 외부로 배출되도록, 중심 기류를 배기구에서 배출시킴으로써, 발생하는 부압 공기의 진공도와 흡인 유량을 충분히 확보할 수 있다. 그러면 이젝터의 부압 공기의 진공도와 흡인 유량을 유지하면서 이젝터로부터의 배기 소음을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 이젝터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 절결 정면도이다 .
도 3은 도 2의 일부 확대 단면도 이다.
도 4는 도 1에 나타낸 이젝터에서 공기의 흐름을 나타내는 공기압 회로도이다.
도 5의(A)~(C)는 05 타입, 07 타입 및 10 타입의 3 종류에 대해, 소음 부재의 길이 치수를 다르게 한 경우에서 공급 압력과 진공도와의 관계를 측정한 결과를 나타내는 특성 선도이다.
도 6의(A)~(C)는 세 가지 타입에 대한 소음 부재의 길이 치수를 다르게 한 경우의 공급 압력과 흡인 유량과의 관계를 측정한 결과를 나타내는 특성 선도이다.
도 7의(A)~(C)는 세 가지 타입에 대한 소음 부재의 길이 치수와 소음 성능과의 관계를 나타내는 특성 선도이다.
도 8의(A)~(C)는 세 가지 타입에 대해 배기구의 내경을 다르게 한 경우의 공급 압력과 진공도와의 관계를 측정한 결과를 나타내는 특성 선도이다.
도 9의(A)~(C)는 세 가지 타입에 대해 배기구의 내경을 다르게 한 경우의 공급 압력과 흡인 유량과의 관계를 측정한 결과를 나타내는 특성 선도이다.
도 10의(A)~(C)는 세 가지 타입에 대해 배기구의 내경과 소음 성능과 관계를 측정한 결과를 나타내는 특성 선도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 이젝터 (10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상의 이젝터 블록(11)을 가지고 있다. 이 이젝터 블록(11)의 한쪽 면(11a)에 정압조인트(12)와 부압조인트(13)가 설치되어 있다. 정압조인트(12)에는 정압 배관(14)이 착탈가능하게 장착되고, 이 정압 배관(14)에 의해 이젝터(10)는 콤프레셔 등을 구비한 공기압 공급원(15)에 연결된다. 부압조인트(13)에 부압 배관(16)이 착탈가능하게 장착 되고, 이 부압 배관(16)에는 전자 부품을 흡착하는 부압작동기로서의 흡착구(17)가 장착된다. 정압 배관(14)과 부압 배관(16)은 각각 유연성 튜브 및 강성 파이프 등과 같이 내부에 공기를 안내하는 유로가 형성된 부재로 형성되어 있다.

이젝터 블록(11)에는 이젝터 수용공(18)이 형성되어 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 이젝터 수용공(18)은 이젝터 블록(11)의 다른 쪽 단부면(11b) 에 개구되어 있고, 저부를 갖는 바닥이 있는 공동으로 되어 있다. 상기 이젝터 수용공(18)에 이젝터(20)가 내장되어 있다.

상기 이젝터(20)는 도 3에 도시된 것처럼 이젝터 수용공의 저부 측에 배치되는 노즐(21)과 개구단부측에 배치되는 디퓨저(22)를 가지고있다. 노즐 (21)은 이젝터 수용공(18)에 꼭 맞는 베이스부(21a)와 이보다 작은 직경의 선단부(21b)를 갖고 있다. 베이스부(21a)에는 이젝터 수용공(18)의 저면에 개구되어 형성된, 급기 포트(23)에 연통하는 유입공(24)이 형성되고, 선단부(21b)에 유입공(24) 보다 작은 직경의 스로틀공(25)이 유입공(24)에 연통하여 형성되는 동시에, 스로틀공(25)에 연통하며 이보다 선단부 측에 선단면을 향해 내경이 점점 커지는 확산공(26)이 형성되어 있다.

디퓨저(22)는 노즐(21)의 선단부(21b) 외측에 꼭 맞는 기단부측의 흡인부 (22a)와 선단부측의 분출부(22b)를 갖고 있다. 분출부(22b)에는 노즐(21)의 확산공(26)으로부터 압축 공기가 유입되는 안내공(27)과, 상기 안내 공(27)에 연통하며 선단면을 향해 내경이 점점 커지는 확산공(28)이 형성되어 있으며, 확산공(28)의 개구부는 공기를 토출하는 분출 포트(29)가 된다. 디퓨저(22)의 흡인부(22a)에는 노즐(21)의 선단과 디퓨저(22)의 안내공(27) 사이의 흡인 공간에 연통하는 흡인 포트(30)가 형성되어 있다. 이 흡인 포트(30)는 부압조인트(13)에 연통 된다.

공기압 공급원(15)으로부터의 압축 공기를 급기포트(23)에 공급하면, 압축 공기는 노즐(21)의 스로틀공(25)을 거쳐 확산공(26)에서 디퓨저(22)의 안내공(27) 을 향해 분사된다. 확산공(26)에서 분사된 공기는 확산공(26)과 안내공(27) 사이 의 공기, 즉 흡인 포트(30)의 공기를 끌어들이고, 끌어들인 공기와 함께 디퓨저(22)의 확산공(28)에서 분출된다. 그러면 부압 배관(16)에 의해 연결되는 흡착구(17)에 흡인 포트(30)로부터 부압 공기가 공급되어 반도체 칩 등의 전자 부품을 흡착구(17)로 흡착하여 반송할 수 있다.

이젝터 블록(11)의 상면에는 도 1에서 보는 바와 같이 전자 밸브 블록(31)과 조인트 블록(32)이 설치되어 있다. 전자 밸브 블록(31)은 탠덤 3 포트 밸브로 되는, 3 포트 밸브가 2개 설치되어있다. 1 개의 3 포트 밸브는 도 4 에 도시된 바와 같이, 정압조인트(12)와 급기 포트(23) 사이의 진공 발생 유로(33)를 개폐하는 진공 발생 제어 밸브(34)를 구성한다. 다른 3 포트 밸브는 흡인 포트(30)와 부압조인트(13) 사이에 형성된 진공 유로(35)와 정압조인트(12) 사이의 진공 파괴 유로(36)를 개폐하는 진공 파괴 제어 밸브(37)를 구성한다.

부압 배관(16)의 내부를 흘러서 흡인 포트(30)로 향하는 공기의 이물질을 제거하기 위해 도 1과 도 2 에 도시된 것처럼 이젝터 블록(11)의 상면에는 필터 (38)가 설치되어있다 . 이젝터 블록(11)의 상면에는 진공 유로(35)의 진공도를 감지하는 압력 센서(39)가 설치되어있다 . 또한 진공 파괴 유로(36)에 의해 흡착구(17)에 공급되는 진공 파괴용 압축 공기의 유량을 조정하기 위해 이젝터 블록(11)의 상면에는 다이어프램(40)이 설치되어 있다.

이젝터(20)의 분출 포트(29)에서 발생하는 기류에 의한 배기 소음을 줄이기 위해 이젝터 블록(11)의 단부면(11b)에는 머플러(41)가 장착되어 있다. 머플러 (41)는 이젝터 블록(11)의 단부면(11b)에 나사 등에 의해 장착되는 원통 부(42a)와 상기 원통 부(42a)의 선단에 일체로 된 선단벽부(42b)로 이루어진 머플러 본체 (42)를 가지고 있다. 머플러 본체(42)의 내부에 소음실(43)이 형성된다. 디퓨저(22)의 선단부는 머플러 본체(42)의 내부로 돌출하고, 디퓨저(22)의 선단부에는 원통 형상의 홀더(44)가 설치되어 있다.

머플러 본체(42)의 내부에는 원통형의 소음 부재(45)가 배치되고, 상기 소음 부재(45)의 일 단부는 홀더(44)에서 지지되고, 타 단부는 선단벽부(42b)에 설치된 돌출부(46)에서 지지되어 있다. 상기 소음 부재(45)는 다공질성의 재료나 섬유질 재료 등과 같이 통기성이 있는 재료로 형성되어 있다. 소음 부재(45)와 원통부(42a) 사이에는 소음 간극(47)이 마련되어있어, 소음 부재(45)를 투과한 배기 소음은 소음 간극(47)에서 소음 된다.

선단벽부(42b)에는 분출 포트(29)와 서로 마주보며 분출 포트(29)와 동축이되는 배기구(48)가 형성되어 있다. 디퓨저(22)의 분출 포트(29)에서 소음실(43) 내로 분출한 공기의 중심부의 축 방향 기류는 그대로 배기구(48)에서 외부로 배출된다. 이에 대해 분출 포트(29)에서 소음실(43) 내로 유입하여 반경 방향 바깥쪽으로 확산하는 확산기류는 소음 부재(45)에 충돌하여 소음 부재(45)에 흡음된다. 소음 부재(45)를 투과한 확산기류 소음은 소음 간극(47)에 의해 소음된다.

흡착구(17) 등의 부압작동기구에 대해 부압 공기를 공급하기 위한 이젝터 (10)는 흡착구(17)에 의한 전자 부품 흡착을 위하여, 흡착에 필요한 진공도와 유량 의 부압 공기를 흡착구(17)에 공급할 필요가 있다. 이젝터(10)는 소망하는 진공도와 흡인 유량을 제공하면서도, 디퓨저(22)의 분출 포트에서 분출되는 공기의 배기 소음이 낮은 것이 바람직하다.

이젝터에 설치되어있는 기존의 머플러는 디퓨저에서 분출된 공기를 배기구 까지 안내하는 배기 유로에 소음 부재를 매설하게 되어 있다. 이러한 종래의 머플러에서는, 전자 부품의 흡착에 필요한 진공도와 유량의 부압 공기를 흡착구로 공급 하면서 배기 소음을 줄이는 데는 한계가 있었다.

도시되는 바와 같이, 디퓨저(22)의 분출 포트(29)에 배기구(48)를 대향시키면 분출 포트(29)에서 소음실(43)로 분출한 공기의 중심 축 방향 기류는 그대로 배기구(48)에서 외부로 배출되게 된다. 이렇게 분출 포트(29)에서 기류를 그대로 외부로 배출하면 종래에는 배기 소음이 높아질 것으로 생각하고 있었다. 그러나 이 배기구(48)에서 직진 기류의 중심을 외부로 배출하도록 하고 다른 공기를 반경 방향 바깥쪽으로 확산시켜 외부로 배출하도록 하면 부압 공기의 진공도와 흡인 유량 을 확보하면서, 배기구(48)에서 외부로 배출되는 기류에 의한 배기 소음을 감소할 수있는 것으로 판명되었다. 그러나 배기구(48)의 내경(D)은 발생되는 부압 공기의 진공도 및 유량에도 큰 영향을 미치는 것이 판명되어, 배기구(48) 내경(D)을 너무 낮게 설정하면 원하는 진공도와 유량을 확보할 수 없게 된다.

흡착구(17) 등의 부압작동기구에 공급하는 부압 공기의 진공도와 유량을 원하는 값으로 하면서 배기구(48)에서 배기되는 공기 배출 소음을 저감할 수 있는 조건을 알게 되었다. 반도체 칩 등의 전자 부품을 흡착하는 데 사용되는 이젝터(10)에서는 흡착구(17)에 공급되는 부압 공기의 유량이 노즐(21)의 스로틀공(25)의 내경에 의해 설정되는 노즐 직경(d)에 크게 의존하고 있다. 노즐 직경(d)이 0.5 ~ 1.0mm 정도의 범위로 되어 있으면, 전자 부품 조립 생산 라인에서 사용되는 부압작동기구에 대하여 공급하는 부압 공기로서 충분한 유량을 확보할 수 있다.

그래서 노즐 직경(d)을 d = 0.5mm, d = 0.7mm, 및 d = 1.0mm의 3 종류에 대해 소음 부재(45)의 길이 치수(L)와 배기구(48)의 내경(D)을 변화시켜 얻은 부압 공기의 진공도, 흡인 유량 및 흡음 성능을 측정하였다. 노즐 직경(d)이 0.5mm인 이젝터는 05 타입이라 하고, 노즐 직경(d)이 0.7mm인 이젝터 는 07 타입이라 하며, 노즐 직경(d)이 1.0mm인 이젝터는 10 타입이라 하는 것이 알려져 있다.

도 5 (A) ~ (C)는 05 타입, 07 타입 및 10 타입의 3 종류에 대해, 소음 부재 (45)의 길이 치수(L)을 다르게 한 경우의 공급 압력과 진공도와의 관계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 측정에 사용된 이젝터(10)의 배기구(48)의 내경(D)은 3mm 이다. 공급 압력은 급기 포트(23)에 공급된 압축 공기의 압력이며, 진공도는 이젝터에 의해 얻어지는 부압 공기의 압력이다. 소음 부재(45)의 길이 치수(L)가 11mm, 16mm, 21mm, 26mm, 31mm, 36mm, 41mm, 및 46mm인 8 종류에 대해 측정하였다. 05 타입과 07 타입은 도 5 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 길이가 서로 다른 상기한 8 종의 이젝터의 공급 압력과 진공도와의 관계는 각각 도시된 바와 같이 유사하게 변화하였다. 10 타입은 약간의 차이가 인정되는 정도이며, 길이 L을 다르게 하여도 진공도는 별 차이가 없었다. 도 5 (A) 및 (B)에서는 각각 길이 치수(L)를 11mm로 한 경우의 측정 결과를 나타내고, 도 5 (C)에서는 길이 치수(L)를 16mm로 한 경우 를 실선으로 나타내고, 치수 L을 41mm로 한 경우를 일점쇄선으로 나타낸다.

도 6 (A) ~ (C)는 상술한 3 가지 타입에 대해 소음 부재(45) 길이 치수(L)를 다르게 한 경우의 공급 압력과 흡인 유량과의 관계를 측정한 결과를 보여준다. 측정에 사용된 이젝터(10)의 배기구(48) 내경(D)은 3mm 이다. 흡인 유량은 이젝터(10)에 의해 얻어진 부압에 의해 흡착구(17)에 흡인되는 공기의 유량이다. 05 타입과 07 타입에 있어서는, 도 6 (A) 및 (B)에서 치수 L을 가장 짧게 한 L 치수 11mm의 이젝터의 측정 결과를 제시하지만, 다른 길이로 한 경우에도 흡인 유량에 큰 변화는 없었다. 10 타입은 도 6(C)에서 L 치수가 가장 짧은 L = 11mm의 이젝터의 경우는 실선으로 제시되고, 가장 긴 L = 46mm의 이젝터는 일점 쇄선으로 제시되며, 다른 크기의 이젝터는 이 선들 사이의 흡인 유량이 된다.

도 5 및 도 6에 제시되는 바와 같이, 머플러(41)의 길이 치수에 대응하는 소음 부재(45)의 길이 치수(L)는 얻어지는 부압 공기의 진공도와 흡인 유량에 큰 영향을 주지 않는 것으로 판명되었다.

도 7 (A) ~ (C)는 상기한 3 가지 타입에 대해 소음 부재(45)의 길이 치수(L)와 소음 성능과의 관계를 보여준다. 이 측정에 사용된 이젝터(10)의 배기구(48) 내경(D)는 도 5와 도 6에 나타낸 것처럼 3mm 이다. 도 7 에서는 상기한 8 종류를 부호 1-8로 나타내며, 부호 1로 표시된 이젝터의 치수 L은 11mm 이며. 2-8 이젝터의 치수 L은 순차적 16, 21, 26, 31, 36, 41, 46 mm 이다.

그 측정 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 치수 L을 크게 하면 소음 성능이 높아지지만, 치수 L을 50mm 이상으로 설정하면 이젝터(10)를 대형화하는 것이 되고, 치수 L을 20 ~ 50mm 범위의 길이로 하면 세 가지 타입 모두에서 소음 성능을 확보할 수 있다. 도 7 (A) 및 (B)에서 볼 수 있는 바와 같이, 05 타입과 07 타입은 크기 L을 21mm에서 36mm로 증가시키면 소음 감소율이 큰 것을 알 수 있고, 크기 L을 20 ~ 50mm의 범위로 설정하면 실제 적용에 바람직한 소음 효과가 된다. 특히 치수 L을 40 ~ 50mm의 범위로 설정하면 소음 효과를 더 높일 수 있다.

도 5 ~ 도 7에 나타낸 바와 같이, 소음 부재(45)의 길이 치수(L)가 큰 것이 흡음 성능을 높일 수 있지만, 지나치게 길게 하면 이젝터(10)을 대형화하는 것이 된다. 따라서 상술한 3 타입은 길이 치수 L을 20 ~ 50mm의 범위로 설정하면 소망하는 소음 성능을 확보할 수 있으며, 40 ~ 50mm의 범위로 설정하면 보다 소음 효과를 높일 수 있는 것이 판명되었다. 게다가, 소음 부재(45)의 길이 치수(L)는 진공도와 흡인 유량에 큰 영향을 주지 않는 것으로 판명되었다.

도 8 (A) ~ (C)는 상술한 3 가지 타입에 대해 배기구(48) 내경(D)을 다르게 한 경우의 공급 압력과 진공도와의 관계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 이 측정은 내경(D)을 각각 φ1, φ1.5, φ2, φ2.5 및 φ3의 5 종류로 실행하였다. 도 8(A)는 φ1 과 φ3 에 대한 측정 결과를 보여주고, 도 8 (B)는 φ1 , φ1.5 및 φ3 에 대한 측정 결과를 보여준다. 도 8(C)는 φ1.5, φ2, φ2.5 및 φ3 에 대한 측정 결과를 보여준다.

상기한 측정 결과에 의하면, 05 타입은 내경 D를 1mm 이상으로 하고, 07 타입은 내경 D를 1.5mm 이상으로 하고, 10 타입은 내경 D를 2mm 이상으로 하면, 이젝터에 의해 얻어지는 부압의 진공도로서는 충분하다는 것이 판명되었다. 즉, 내경 D를 노즐 내경(d)의 2 배 이상으로 설정하면 필요한 진공도를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.

도 9(A) ~(C)는 상술한 3 가지 타입에 대해 배기구(48) 내경(D)을 다르게 한 경우의 공급 압력과 흡인 유량과의 관계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 상기 측정은 도 8에 나타낸 측정 결과와 마찬가지로, 내경 D를 각각 φ1, φ1.5, φ2, φ2.5 및 φ3의 5 종류로 실행하였다 . 도 9(C)에서 볼 수 있는 바와 같이, 10 타입은 내경 D를 1mm로 한 경우에는 흡인 유량으로는 불충분하지만, 다른 내경에서는 충분한 흡인 유량이 얻어졌다. 05 타입과 07 타입은 각각의 내경 D로 충분하였다.

도 8 및 도 9 측정 결과에 의하면, 진공도와 흡인 유량을 확보하려면 배기구(48) 내경(D)을 노즐 내경(d)의 2 배 이상으로 설정하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.

도 10(A) ~(C)는 상술한 3 가지 타입에 대해 배기구(48) 내경(D)과 소음 성능과의 관계를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 상기 측정은 도 10(A)와 같이, 05 타입은 내경 D를 2.5mm 이하로, 즉 노즐 내경(d)의 5 배 이하로 하면 충분한 소음 효과를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다. 도 10(B)에 나타낸 바와 같이, 07 타입은 내경 D를 1.5mm ~ 2.5mm의 범위, 즉 노즐 내경(d)의 약 2 배 ~ 4 배의 범위로 하는 경우 충분한 소음 효과 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 도 10(C) 와 같이, 10 타입은 내경 D를 2.0 ~ 3.0mm 의 범위, 즉 노즐 내경 d의 약 2 ~ 3 배의 범위로 하는 경우 충분한 소음 효과를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.

본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 노즐 내경으로는 위에서 언급 한 3 종류에 국한되지 않고 다양한 직경으로 할 수 있다. 이젝터 블록(11)에는 전자 밸브 블록(31) 및 필터(38) 등이 설치되어 있지만, 이러한 부재를 이젝터 블록(11)에서 분리하여 배치할 수도 있다.

다음은, 본 출원 제1항 발명과 다음의 비교대상발명들을 비교하여 설명한 것입니다.

- 비교대상발명 1: 미국특허출원 공개공보 US2010/0207409

- 비교대상발명 2: 일본 공개특허공보 특개평09-317698호

- 비교대상발명 3: 일본 공개특허공보 특개2003-035300호

- 비교대상발명 4: 일본 공개특허공보 특개2003-120530호

본 출원 발명의 목적은, 이젝터에 의한 부압공기의 진공도와 흡입 유량을 유지하면서, 이젝터로부터의 배기소음을 줄이는 것입니다.

도 3에 도시되는 바와 같이, 본 출원 제1항 발명의 이젝터는,

분출 포트로부터 소음실로 유입된 공기 중,

(a) 소음실의 축근방의 기류 성분 ( 소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)은 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향의 기류 성분 ( 소음실의 경방향으로 확산하는 공기)는 소음 부재에 의해 소음된 후 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해,

분출 포트, 소음 부재, 배기를 동축 상에 배치하고,

소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고,

소음 부재의 다른 쪽 개구는 배기구와 마주보고,

배기구의 내경을 노즐의 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음부재의 내경보다 작게 설정하고 있습니다.

이 구성은 아래에 기재하는 효과를 달성하고 있습니다:

- 소음실 내에 유입된 공기의 유속을 저하시키지 않고 배기구에서 배기할 수 있는 효과,

- 머플러의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있는 효과 (소형화할 수 있음), 및

- 공동형 소음부를 종렬(縱列)로 접속하지 않고 배기소음을 줄일 수 있는 효과.

또한, 선단 벽부에 일체로 형성되며, 배기구와 동축으로 연장하며, 소음 부재내에 수용되는 소음 부재의 일단을 지지하는 환상의 돌기부와 , 원통부의 타단에 수용되어 소음 부재의 타단을 지지하는 홀더를 구비하고 있습니다,

돌기부와 홀더가 소음 부재의 양단을 지지하기 때문에,

분출 포트, 중공의 소음 부재, 배기구를 확실하게 동축으로 배치 할 수 있다.

본 출원 제1항 발명과 비교대상발명 1-4의 차이점 1-5에 관하여,

(차이점 1) "머플러가, 선단 벽부에 일체로 형성되고, 배기구와 동축으로 연장하며, 소음 부재 내에 수용되어 상기 소음 부재의 일단을 지지하는 환상의 돌기부 (비교대상발명 4의 상판 부재 12)와 , 원통부의 타단에 수용되어 상기 소음 부재의 타단을 지지하는 홀더 (비교대상발명 4의 저판 부재 11)를 갖는다는 것"에 관해서,

아래의 도면은 비교대상발명 4에서, 공동형 소음부(4)가 분리되어 있고, 공명형 소음부(3)만 설치된 상태를 보여줍니다.

소음장치 A의 제1 통체 8와 조합되는 상판 부재 12는 통형상의 하우징 1의 내즉의 내통 19과 흡음재 31의 일단을 지지하는 환상의 돌기부가 형성되어있는 것을, 비교대상발명 4의 도 2 및 도 3에서 알 수 있습니다.

그러나 돌기부의 내측에 형성된 관통공 10의 내경과 이젝터 펌프 B의 노즐의 내경의 관계 (배기구의 내경이 노즐의 2 ~ 4 배)에 대해서 비교대상발명 4는 제시하지 시사하지도 않습니다.

한편, 본 출원 제1항 발명의 이젝터의 경우,

분출 포트에서 분출한 공기가, 소음실의 축근방의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요없는 성분)과 소음실의 경방향의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요한 성분)으로 구성되어있는 것에 착안하여, 배기구의 내경을 노즐의 내경의 2 ~ 4 배로 설정하고,

(a) 소음실의 축 근방의 기류 성분 ( 소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)은, 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향의 기류 성분 ( 소음실의 경방향으로 확산하는 공기)은, 소음 부재에 의해 소음되고 나서 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해서,

분출 포트, 소음 부재, 배기 구를 동축 상에 배치하고,

소음 부재의 한쪽의 개구는 분출 포트와 마주보고,

소음 부재의 다른 쪽 개구는 배기구와 마주보고,

배기구의 개경은 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음부재의 내경 보다 작게 설정하고 있습니다.

이러한 구성에 의해서,

이젝터에 의한 부압 공기의 진공도와 흡입 유량을 유지하면서 이젝터로부터의 배기소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 다음의 효과도 달성하고 있습니다:

- 소음실 내에 유입된 공기의 유속을 저하시키지 않고 배기구에서 배기할 수 있는 효과,

- 머플러의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있는 효과 (소형화할 수 있음). 및

- 공동형 소음부를 종렬로 접속하지 않고 배기소음을 감소시킬 수 있는 효과.

비교대상발명 4의 도 2는 아래에 제시하는 바와 같습니다.

비교대상발명 4에 개시된 소음장치(A)에는,

도 2에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 합금제의 통상 하우징 1의 내측에 이젝터 펌프 B에서 토출된 혼합 기체 C를 대기중으로 방출시키는 방출 통로 2를 설치함과 동시에, 그 방출 통로 2를 따라 공명형 소음부 3와 공동형 소음부 4가 직렬로 배치되어, 방출 통로 2에서 방출되는 혼합 기체 C의 방출음을 감소시키는 소음부 5가 설치되어 있습니다. (비교대상발명 4의 단락 [0018] 참조)

또한, 공명형 소음기 3을 설치하고 있는 긴 길이의 제 1 통상부 6와 공동 형 소음부 4를 설치하고 있는 짧은 길이의 제 2 통상부 7가, 동축으로 착탈가능하게 접속되어 있습니다. (비교대상발명 4의 단락 [0019] 참조).

공명형 소음부 3에 유입된 혼합 기체 C는, 관통공 10을 통과하여 공동형 소음부 4에 유입되어, 방출공(20)에서 외부로 방출됩니다. (비교대상발명 4의 단락 [0022] 참조)

공동형 소음부 4의 방출 통로 2는, 내통 19 내의 방출 통로 2에 비해 단면적이 넓게 구성된 공동형 소음부 4의 방출 통로 2에 유입된 혼합 기체 C의 유속을 단면적의 급격한 변화와 탈취부 23의 활성탄에 의해 저하시켜 , 혼합 기체 C의 방출음을 감소시키고 있습니다. (비교대상발명 4의 단락 [0027] 참조)

또한, 방출공 20의 총 단면적이, 내통 19의 단면적보다 크게 되도록 방출공 직경과 방출공 수가 설정되어 있습니다. (비교대상발명 4의 단락 [0023] 참조)

비교대상발명 4에는, 공명형 소음부 3와 공동형 소음부 4가 직렬 접속 ( 종렬 접속)된 소음부에 의해 소음하는 구성이 제시되어 있으며, 본 발명과는 분명히 구성이 다릅니다.

또한, 공동형 소음부 4를 제거하는 구성이 제시되어 있지만,

공명형 소음부 3만으로 배기소음을 확실히 제거하기 어렵습니다.

공동형 소음부 4를 제거한 경우에도 배기 소음을 확실히 없앨 수 있다면,

공명형 소음부 3와 공동형 소음부 4를 직렬 접속(종렬 접속)할 필요가 없습니다.

비교대상발명 1에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 선단 벽부 212a에 형성된 원추형의 다이버터 216에 의해 분출 포트에서 공기의 흐름이 축방향에서 경방향으로 변환되는 것이 개시되어있습니다.

그러나, 비교대상발명 1은

분출 포트에서 분출한 공기가, 소음실의 축 근방의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요없는 성분)과 소음실의 경방향의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요한 성분)으로 구성되어있는 것에 착안하여 배기구의 내경을 노즐의 배경의 2 ~ 4 배로 설정하고,

(a) 소음실의 축 근방의 기류 성분 (소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)은 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향 기류 성분 (소음실의 경방향으로 확산된 공기)은 소음 부재에 의해 소음된 후 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해

분출 포트, 소음 부재, 배기구를 동축 상에 배치하고,

소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고,

소음 부재의 다른쪽 개구는 배기구와 마주보고,

배기구의 내경을 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음부재의 내경보다 작게 설정하는 것은 제시하지도 시사하지도 않습니다.

따라서 비교대상발명 1 및 비교대상발명 4중 어느 것도, 본 발명의 구성 및 효과와 동일하거나 유사한 구성이나 효과를 제시 또는 시사하지 않으며, 비교대상발명 1과 비교대상발명 4를 조합하여도 본 발명을 달성 할 수 없습니다.

(차이점 2) "분출 포트, 소음 부재, 배기구가 동축 상에 배치 된 것" 및

(차이점 3) "소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고, 소음 부재의 다른쪽 개구는 배기구와 마주보게한 것"에 관하여,

비교대상발명 2에는 선단 벽부에 배기구가 형성된 진공 발생기가 개시되어있습니다 (아래 도면 참조). 그러나 분출 포트와 배기구 사이에 소음 필터가 설치되어 있기 때문에, 분출 포트와 배기구가 마주보는 것으로 보는 것은 적절하지 않다고 생각합니다.

또한, 분출 포트와 배기구 사이에 ( 관통공이 없는) 소음필터가 설치되어 있기 때문에 분출 포트에서 소음실내로 분출된 공기의 축방향 기류와 경방향 기류가 구별됨이 없이, 모두 소음필터를 통해 배기구에서 외부로 배출되는 구성인 것을 상기 도면에서 알 수 있습니다.

따라서, 분출 포트에서 분출한 공기가, 소음실의 축근방의 기류성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요없는 성분)과 소음실의 경방향의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요한 성분)으로 구성되어있는 것에 착안하여 배기구의 내경을 노즐의내경의 2 ~ 4 배로 설정하고,

(a) 소음실의 축근방의 기류 성분 (소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)은 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향의 기류 성분 (소음실의 경방향으로 확산하는 공기)는 소음 부재에 의해 소음된 후 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해

분출 포트, 소음 부재, 배기구를 동축 상에 배치하고,

소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고,

소음 부재의 다른쪽 개구는 배기구과 마주보고,

배기구의 내경을 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음부재의 내경보다 작게 설정하는 것을, 비교대상발명 2는 제시하지도 시시하지도 않는 것입니다.

비교대상발명 3 (아래의 도 12 및 13 참조)에는 제 2 디퓨저 11의 타단에 연결된 사일렌서 엘레멘트 12와 배기 포트 20가 개시되어 있습니다.

그러나 제 2 디퓨저 11에서 분출한 공기가, 소음실의 축근방의 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요없는 성분)과 소음실의 경방향 기류 성분 (소음 부재에 의한 소음이 필요한 성분)으로 구성되어있는 것에 착안하여, 배기구의 내경을 노즐의 내경의 2 ~ 4 배로 설정하고

(a) 소음실의 축근방의 기류 성분 (소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)는 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향 기류 성분 (소음실의 경방향으로 확산하는 공기)은 소음 부재에 의해 소음된 후 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해

분출 포트, 소음 부재, 배기구를 동축 상에 배치하고,

소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고,

소음 부재의 다른쪽 개구는 배기구와 마주보고,

배기구의 내경을 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음부재의 내경보다 작게 설정하는 것을, 비교대상발명 3은 제시하지도 시시하지도 않습니다.

따라서 비교대상발명 1 ~ 비교대상발명 3를 결합하여

(차이점 2) "분출 포트, 소음 부재, 배기구가 동축 상에 배치되는 것"과

(차이점 3) "상기 소음 부재 한쪽 개구는 상기 분출 포트와 마주보고, 상기 소음 부재의 다른쪽 개구는 상기 배기구와 마주보는 것"이 달성할 수 있다 하더라도, 본 발명의 구성과 효과를 달성할 수 없는 것입니다.

(차이점 4) "배기구의 내경을 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하는 것"과

(차이점 5) "배기구의 내경을 소음 부재의 내경보다 작게 하는 것"에 관하여,

상기 차이점 4 및 5는, 단독으로 당업자에게 쉽게 이용되는 기술적 특징이지만, 본 발명에서는 다른 기술적 특징과 결합되어 현저한 효과를 제공하고 있습니다.

예를 들어, 본 발명의 경우에는

(a) 소음실의 축근방의 기류 성분 (소음실의 축심과 평행하게 흐르는 공기)은 소음 부재에 의해 소음되지 않고 배기구에서 외부로 배출되고,

(b) 소음실의 경방향 기류 성분 (소음실의 경방향으로 확산하는 공기)은 소음 부재에 의해 소음된 후 배기구에서 외부로 배출되도록 하기 위해

분출 포트, 소음 부재, 배기구를 동축 상에 배치하고

소음 부재의 한쪽 개구는 분출 포트와 마주보고

소음 부재의 다른쪽 개구는 배기구와 마주보고

배기구의 내경을 노즐 내경의 2 ~ 4 배로 하고,

배기구의 내경을 소음 부재의 내경보다 작게 설정하고,

이젝터에 의한 부압 공기의 진공도와 흡입 유량을 유지하면서, 이젝터로부터의 배기소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다음의 효과도 달성하고 있습니다:

- 소음실 내에 유입된 공기의 유속을 저하시키지 않고 배기구에서 배기할 수 있는 효과,

- 머플러의 축 방향 길이를 짧게 할 수 있는 효과 (소형화할 수 있음), 및

- 공동형 소음부를 종열로 접속시키기 않고 배기소음을 줄일 수 있는 효과.

그러나 비교대상발명 1 ~ 4 어디에도, 차이점 4,5로서 기재된 특징이 이용되어 개선한 소음 구조에 대해 제시하거나 시사하는 바가 없습니다.

따라서, 본 발명은 비교대상발명 1 ~ 4에 대한 진보성 및 신규성이 있는 발명이라고 사료됩니다.

본 발명의 이젝터는 소형 전자 부품을 흡착하여 반송하기 위한 장치에 적용된다.

Claims (5)

1. 기단에 급기 포트가 연통하는 이젝터 수용공이 형성되고, 상기 수용공이 단부면에서 개구된 이젝터 블록과;
   상기 이젝터 수용공의 기단부측에 배치되어, 상기 급기 포트로부터의 압축 공기를 집속한 후 확산시켜 분출하는 노즐과;
   상기 노즐 하류 측에 위치되고 상기 이젝터 수용공에 내장되어, 상기 노즐에서 분출된 공기와 흡인 포트에서 유입된 공기를 토출하는 분출 포트가 형성되어 상기 노즐과 함께 이젝터를 구성하는 디퓨저와;
   상기 단부면에 장착되는 머플러를 포함하여 구성되며;
   상기 머플러는,
   상기 단부면에 설치되어, 상기 분출 포트를 덮는 원통부 및 상기 원통부의 일단에 일체로 된 선단벽부를 가지며, 내부에 상기 분출 포트에서 토출된 공기가 유입되는 소음실이 형성된 머플러 본체와;
   상기 원통부 내에 동축으로 배치되며, 상기 소음실을 형성하는 중공의 원통형 소음부재와;
   상기 분출 포트와 서로 마주보고, 상기 선단벽부에 상기 분출 포트와 동축으로 설치되며, 상기 소음 부재의 내부 공간과 상기 머플러 본체의 외부를 연통시켜 상기 분출 포트에서 상기 소음 챔버로 유입된 공기를 상기 머플러 본체 외부로 배출하는 배기구와;
   상기 선단벽부에 일체로 형성되어, 상기 배기구와 동축으로 상기 소음부재내에 연장되며, 상기 소음부재 내에 수용되어 상기 소음부재의 일단을 지지하는 환형 돌출부와;
   상기 원통부의 타단에 수용되어 상기 소음부재의 타단을 지지하는 홀더를 구비하며;
   상기 분출포트, 상기 소음 부재 및 상기 배기구가 동축으로 배치되고,
   상기 소음 부재의 한 쪽 개구는 상기 분출포트와 서로 마주보고,
   상기 소음 부재의 다른 쪽 개구는 상기 배기구와 서로 마주보며,
   상기 배기구의 내경을 상기 노즐 내경의 2 내지 4 배로 하고,
   상기 배기구의 내경을 상기 소음 부재의 내경보다 작게 한 것을 특징으로 하는 이젝터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 소음 부재와 상기 원통부의 내주면과의 사이에 소음 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 노즐의 내경을 0.5 ~ 1.0mm로 하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 소음 부재의 길이를 20 ~ 50mm로 하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 노즐의 내경을 0.5 ~ 1.0mm로 하고, 상기 소음 부재의 길이를 20 ~ 50mm로 하는 것을 특징으로 하는 이젝터.

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