TWI545266B - 引射器 - Google Patents

Description

引射器

本發明係為一引射器，該引射器可將壓縮空氣從噴嘴噴射於擴散器，使壓縮空氣從擴散器之噴出端口噴出，而使吸引端口產生負壓，特別是該引射器具用於減低從噴出端口噴出之排氣噪音的消音器。

利用壓縮空氣之流動以產生負壓的真空產生裝置亦稱為引射器。該引射器具有先將壓縮空氣凝聚後，使其擴散而噴出的噴嘴；以及與該噴嘴同軸之擴散器。從噴嘴供給壓縮空氣至擴散器，當空氣朝向設於擴散器之下游部的噴出端口而流動時，噴嘴之前端周圍會形成負壓區域。在該負壓區域開啟吸引端口時，吸引端口部分藉由空氣的黏性而形成負壓。

利用此種作用原理之引射器，有如專利文獻1中所記載之類型，該類引射器係安裝於組裝有真空調節器與真空過濾器之空氣壓機器元件。此類型之引射器適用於供給大量負壓空氣之情況，並為了增加吸入空氣之流量，而將擴散器設計成2段式。

另外，亦有如專利文獻2中所記載之類型的引射器，使用於吸附搬運數毫米四方形半導體晶片等的小型電子零件，此類引射器係裝置於區塊內。該類型之引射器係將控制對引射器之噴嘴供給壓縮空氣的真空產生電磁閥，及將電子零件從吸附工具取下時，控制供給破壞真空用之壓縮空氣的破壞真空電磁閥組裝於區塊中。

任何類型之引射器中均設有消音器，用以減低將從擴散器之噴出端口，亦即從排氣端口排出外部之空氣所造成的排氣噪音。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

[專利文獻1]日本特開2003-194000號公報

[專利文獻2]日本特開2005-262351號公報

若將引射器裝載於吸附小型電子零件之真空吸附裝置上，可藉由供給壓縮空氣至引射器，使吸引端口產生負壓，並且可藉由壓縮空氣破壞真空狀態，而取下吸附於吸附工具之電子零件。相較於利用裝置於遠離真空吸附裝置的真空泵提供真空狀態的情況，利用引射器產生真空狀態時，來自引射器之排氣噪音較大。

特別是在各有其引射器之複數真空吸附裝置的分歧管流類型，從數個噴出端口噴出之合計排氣噪音比來自1個引射器之排氣噪音大。

為了減低來自組裝有引射器之引射器區塊的排氣噪音，過去多採用藉由多孔質部材之消音構件堵塞形成於排氣流路最下游部的排氣口，再將排氣空氣於排出外部之前增加其通氣阻力。但是，由於若不在引射器中提高來自噴出端口之排氣空氣量，即無法充分確保負壓空氣之真空度與吸入流量，因此，利用對排氣空氣施加通氣阻力之方式，在確保真空度與吸入流量的前提下，對提高消音效果則有限度。此因，利用遮斷噴出端口之排氣氣流的方式，在排氣口裝置消音構件以增大排氣流路之通氣阻力時，會使負壓空氣之真空度與吸入流量降低。

因此，遂針對引射器中之排氣噪音的產生原因進行研究。由於引射器中之擴散器的噴出端口係由擴散孔而形成，因此從該部分噴出之空氣朝直徑方向外方膨脹，而朝下游流動。因來自噴出端口之噪音朝直徑方向外方擴散，所以應可推論排氣噴流之中心部分的直行空氣所造成的噪音應該會比擴散空氣所造成之噪音小。此外，相對於在排氣噴流之中心部分的氣流所含之噪音成分不多，亦可推論在排氣噴流之中心部分的氣流應該大多取決於產生之負壓空氣的真空度與吸入流量。故本發明之可減低引射器之排氣噪音的引射器係藉由此觀點所開發。

本發明之目的為維持引射器產生之負壓空氣的真空度與吸入流量，並減低來自引射器之排氣噪音。

本發明之引射器的特徵為具有：引射器區塊，其係在基端形成有連通供氣端口之引射器收容孔；噴嘴，其係將來自裝置於前述引射器收容孔基端側的前述供氣端口之壓縮空氣匯聚後予以擴散噴出；擴散器，其係裝置於前述引射器收容孔中的前述噴嘴之下游側，形成有噴出端口用以吐出從前述噴嘴噴出之空氣與從吸引端口流入之空氣，並與前述噴嘴一起構成引射器；消音器本體，其係具有覆蓋前述噴出端口之圓筒部及一體成形於該圓筒部之頂端的頂端壁部，並在內部形成有供前述噴出端口吐出之空氣流入的消音室；圓筒形狀之消音構件，其係配置於前述圓筒部內；及排氣口，其係與前述噴出端口相對，且與前述引射器同軸地設於前述頂端壁部。

本發明之引射器的特徵為在前述消音構件與前述圓筒部的內部圓周面之間形成消音間隙。本發明之引射器的特徵為前述噴嘴之內徑為0.5~1.0mm，前述消音構件之長度為20~50mm。本發明之引射器的特徵為前述噴嘴之內徑為0.5~1.0mm，前述排氣口之內徑為前述噴嘴內徑之2~4倍。

按照本發明時，從引射器中之擴散器的噴出端口噴出之空氣，係朝直徑方向外方膨脹，並向下游流動，產生噪音之主要要素的擴散空氣藉由圓筒形狀之消音構件消音。另外，產生噪音要素少之排氣噴流中心部分之氣流則從排氣口排出外部，藉由使中心氣流從排氣口排出，可充分確保產生之負壓空氣的真空度與吸入流量。藉此，可維持引射器之負壓空氣的真空度與吸入流量，並減低來自引射器之排氣噪音。

以下，按照本發明之實施形態示圖作詳細的說明。如圖1及圖2所示，引射器總成10具有立方體形狀之引射器區塊11。在該引射器區塊11之一方端面11a安裝有正壓接頭12與負壓接頭13。正壓配管14自由裝卸地裝設於正壓接頭12上，引射器總成10透過該正壓配管14而連接於具有壓縮器等之空氣壓供給源15。負壓配管16自由裝卸地裝設於負壓接頭13上，在該負壓配管16上安裝有用於吸附電子零件而作為負壓作用器之吸附工具17。正壓配管14與負壓配管16分別如可撓性之軟管及剛性管等，由在內部形成導引空氣之流路的構件而形成。

在引射器區塊11中形成有引射器收容孔18。如圖2及圖3所示，該引射器收容孔18開口於引射器區塊11之另一端面11b，而成為具有底部之附底的孔。引射器20組裝於該引射器收容孔18中。

如圖3所示，該引射器20具有裝置於引射器收容孔底部的噴嘴21、及裝置於較為靠近開口端之擴散器22。噴嘴21具有嵌合於引射器收容孔18之基部21a與直徑比基部21a小的頂端部21b。在基部21a中形成有流入孔24，用於連通開口於引射器收容孔18之底面的供氣端口23，在頂端部21b中形成有連通流入孔24且直徑比流入孔24小之縮頸孔25，同時，亦形成有連通縮頸孔25，且其內徑朝頂端面逐漸擴大之擴散孔26。

擴散器22具有嵌合於噴嘴21之頂端部21b外側的基端側之吸引部22a與頂端側之噴出部22b。在噴出部22b中形成有導引孔27及擴散孔28，壓縮空氣從噴嘴21之擴散孔26流入導引孔27，擴散孔28與導引孔27連通，其內徑朝向頂端面逐漸擴大，擴散孔28之開口部成為吐出空氣之噴出端口29。在擴散器22之吸引部22a中形成有吸引端口30，連通噴嘴21之頂端與擴散器22的導引孔27之間的吸引空間。該吸引端口30與負壓接頭13連通。

將來自空氣壓供給源15之壓縮空氣供給至供氣端口23時，壓縮空氣通過噴嘴21之縮頸孔25，再從擴散孔26朝向擴散器22之導引孔27噴射。從擴散孔26噴射出之空氣捲入擴散孔26與導引孔27間之空氣，換言之捲入吸引端口30之空氣，一起從擴散器22之擴散孔28噴出。藉此，從吸引端口30供給負壓空氣至與負壓配管16連接之吸附工具17，可使半導體晶片等之電子零件吸附於吸附工具17俾利搬運。

如圖1所示，在引射器區塊11之上方安裝有電磁閥區塊31與接頭區塊32。電磁閥區塊31成為3端口閥串聯(tandem)體，並設有2個3端口閥。如圖4所示，1個3端口閥構成產生真空控制閥34，用以開關正壓接頭12與供氣端口23間之真空產生流路33。另一個3端口閥構成破壞真空控制閥37，用以開關形成於吸引端口30與負壓接頭13之間的真空流路35與正壓接頭12之間的真空破壞流路36。

為了除去流入負壓配管16內部並朝吸引端口30流動之空氣中的雜質，如圖1及圖2所示，在引射器區塊11之上面設有過濾器38。為了檢測真空流路35之真空度，而在引射器區塊11之上面設有壓力感測器39。再者，為了調整藉由真空破壞流路36而供給至吸附工具17之破壞真空用的壓縮空氣流量，而在引射器區塊11之上面安裝有縮頸40。

為了減低從引射器20之噴出端口29噴出的空氣流所造成之排氣噪音，而在引射器區塊11之另一端面11b裝設消音器41。消音器41具有消音器本體42，係由以螺絲等裝置於引射器區塊11之另一端面11b的圓筒部42a、與在該圓筒部42a之頂端成為一體的頂端壁部42b而構成。在消音器本體42之內部形成有消音室43。擴散器22之頂端部突出於消音器本體42之內部，並在擴散器22之頂端部安裝有圓筒形狀之支持裝置44。

在消音器本體42之內部配置有圓筒形狀之消音構件45，該消音構件45之一端部係由支持裝置44所支撐，另一端部係由設於頂端壁部42b之突起部46所支撐。該消音構件45係由如多孔質性之材料或纖維狀之材料等具有透氣性的材料所形成。在消音構件45與圓筒部42a之間設有消音間隙47，通過消音構件45之排氣噪音會在消音間隙47中被消音。

在頂端壁部42b上，形成有與噴出端口29相對並與噴出端口29同軸的排氣口48。從擴散器22之噴出端口29噴出至消音室43內的空氣之中心部的軸向氣流，直接從排氣口48排出外部。相對於此，從噴出端口29流入消音室43內而朝直徑方向外方擴散之擴散氣流，與消音構件45碰撞後被消音構件45吸音。通過消音構件45之擴散氣流的噪音則藉由消音間隙47消音。

用於供給負壓空氣至吸附工具17等之負壓作用機器的引射器總成10，為使吸附工具17可吸附電子零件，則需要將吸附所需之真空度與流量的負壓空氣供給至吸附工具17。引射器總成10不僅應供應所期望的真空度與吸入流量，亦應將從擴散器22之噴出端口噴出的空氣所造成之排氣噪音降低為佳。

過去設於引射器之消音器，係將消音構件裝埋至將擴散器噴出之空氣導引至排氣口的排氣流路中。此種舊有之消音器於將吸附電子零件時所需之真空度與流量的負壓空氣供給至吸附工具時，在減低排氣噪音上有其限度。

如圖示，使排氣口48與擴散器22之噴出端口29相對時，從噴出端口29噴出至消音室43內之空氣的中心部之軸向氣流係直接從排氣口48排出外部。如此，若將氣流以原有之方式從噴出端口29排氣至外部時，可以推論在以往所產生之排氣噪音應該都很高。但是，現在可以很清楚的知道，藉由該排氣口48使直行氣流之中心部排出外部，將其他空氣朝直徑方向外方擴散後排出至外部，可確保負壓空氣之真空度與吸入流量，並可減低從排氣口48排出外部之空氣流造成的排氣噪音。不過，也證實排氣口48之內徑D對於產生之負壓空氣的真空度與流量也有很大影響，若過度縮小排氣口48之內徑D時，則無法確保期望之真空度與流量。

因而發現可使供給至吸附工具17等負壓作用機器之負壓空氣的真空度與流量達到期望值，並可減低從排氣口48排氣之空氣的排氣噪音之條件。為了吸附半導體晶片等之電子零件而使用的引射器總成10中，供給至吸附工具17之負壓空氣的流量主要取決於藉由噴嘴21之縮頸孔25的內徑所設定之噴嘴徑d。將噴嘴徑d設定在0.5~1.0mm之範圍內時，即可充分確保供給至電子零件之組裝生產線中使用的負壓作用機器的負壓空氣流量。

因此，就d=0.5mm、d=0.7mm與d=1.0mm之3種噴嘴徑d，以改變消音構件45之長度尺寸L與排氣口48之內徑D，來測定負壓空氣之真空度、吸入流量及吸音性能。將噴嘴徑d為0.5mm之引射器稱為05類型，將噴嘴徑d為0.7mm之引射器稱為07類型，將噴嘴徑d為1.0mm之引射器稱為10類型。

圖5(A)~(C)就05類型、07類型與10類型，顯示消音構件45之長度尺寸L不同時，供給壓與真空度的關係之測定結果。測定時使用之引射器10的排氣口48之內徑D係3mm。供給壓係供給至供氣端口23之壓縮空氣的壓力，真空度係自引射器取得之負壓空氣的壓力。消音構件45之長度尺寸L，分別就11mm,16mm,21mm,26mm,31mm,36mm,41mm,46mm之8種尺寸作測定。就05類型與07類型，如圖5(A)(B)所示，上述8種長度不同之引射器的供給壓與真空度之關係分別如圖示地作同樣變化。就10類型雖可看出少許差異，但即使長度L不同，真空度並無相當差異。圖5(A)(B)中顯示各個長度尺寸L為11mm之情況的測定結果，圖5(C)中以實線顯示長度尺寸L為16mm之情況，以一點鏈線(點畫線)顯示尺寸L為41mm之情況。

圖6(A)~(C)就上述3種類型，顯示使消音構件45之長度尺寸L不同時，供給壓與吸入流量的關係之測定結果。測定時使用之引射器總成10的排氣口48之內徑D係3mm。吸入流量係自引射器總成10所取得之負壓而被吸附工具17吸引之空氣的流量。就05類型與07類型，在圖6(A)(B)中，顯示尺寸L為最短之L尺寸11mm的引射器之測定結果，不過即使是其他長度，吸入流量仍無大幅變化。就10類型，在圖6(C)中，以實線顯示L尺寸為最短之L=11mm的引射器，以一點鏈線(點畫線)顯示最長之L=46mm的引射器，其他尺寸之引射器的吸入流量則在此等之間。

如圖5及圖6所示，證實對應於消音器41之長度尺寸的消音構件45之長度尺寸L，對於獲得之負壓空氣的真空度與吸入流量之影響不大。

圖7(A)~(C)就上述3種類型，顯示消音構件45之長度尺寸L與噪音性能的關係。該測定時使用之引射器總成10的排氣口48之內徑D，與圖5及圖6所示之情況同樣為3mm。在圖7中，以符號1~8顯示上述8種尺寸，符號1顯示之引射器的尺寸L係11mm，2~8之引射器的尺寸L依次係16,21,26,31,36,41,46mm。

從該結果瞭解，雖然尺寸L愈大消音性能愈高，但是將尺寸L設定為50mm以上時，將形成大型之引射器總成10，尺寸L若為20~50mm範圍之長度時，則上述3個類型全部可確保其消音性能。如圖7(A)(B)所示，就05類型與07類型，尺寸L長達21mm至36mm時，證實噪音之降低率大，將尺寸L設定成20~50mm之範圍時，可達到實用上較佳之消音效果。特別是將尺寸L設定成40~50mm之範圍時，可進一步提高消音效果。

如圖5~圖7所示，消音構件45之長度尺寸L越大越可提高吸音性能，不過過長時將使引射器總成10大型化。因此，就上述3個類型，證實將長度尺寸L設定成20~50mm之範圍時，即可確保期望之消音性能，設定成40~50mm之範圍時，可更加提高消音效果。而且證實消音構件45之長度尺寸L對真空度與吸入流量不會有太大的影響。

圖8(A)~(C)就上述3種類型，顯示使排氣口48之內徑D不同時，供給壓與真空度之關係的測定結果。該測定係分別就Φ1、Φ1.5、Φ2、Φ2.5及Φ3之5種內徑D進行測定。圖8(A)顯示就Φ1與Φ3之測定結果，圖8(B)顯示就Φ1、Φ1.5及Φ3之測定結果。圖8(C)顯示就Φ1.5、Φ2、Φ2.5及Φ3之測定結果。

藉由該測定結果證實，就05類型將內徑D設為1mm以上，就07類型將內徑D設為1.5mm以上，就10類型將內徑D設為2mm以上時，即可充分獲得引射器之負壓的真空度。換言之，將內徑D設定為噴嘴內徑d之2倍以上時，可獲得必要之真空度。

圖9(A)~(C)就上述3種類型，顯示使排氣口48之內徑D不同時，供給壓與吸入流量之關係的測定結果。該測定與圖8所示之測定結果同樣地，係分別就Φ1、Φ1.5、Φ2、Φ2.5及Φ3之5種內徑D進行測定。如圖9(C)所示，就10類型將內徑D設為1mm情況下，吸入流量不足，惟其他內徑則可獲得充分之吸入流量。就05類型與07類型各個內徑D均可確保充分之吸入流量。

藉由圖8及圖9所示之測定結果，證實為了確保真空度與吸入流量，宜將排氣口48之內徑D設定為噴嘴內徑d之2倍以上。

圖10(A)~(C)就上述3種類型，顯示排氣口48之內徑D與噪音性能的關係之測定結果。藉由該測定，如圖10(A)所示，證實就05類型將內徑D設定為2.5mm以下，換言之為噴嘴內徑d之5倍以下時，可獲得充分之消音效果。如圖10(B)所示，證實就07類型，將內徑D設定為1.5mm~2.5mm之範圍，換言之為噴嘴內徑d之2倍~4倍的範圍時，可獲得充分之消音效果。如圖10(C)所示，證實就10類型，將內徑D設定為2.0mm~3.0mm之範圍，換言之為噴嘴內徑d之2~3倍的範圍時，可獲得充分之消音效果。

本發明並非限定於前述實施形態，在不脫離其要旨之範圍內可作各種變更。例如，噴嘴內徑不限於上述3種，可為各種不同的直徑。在引射器區塊11中係安裝有電磁閥區塊31及過濾器38等，不過此等構件亦可從引射器區塊11分離而配置。

【產業上之可利用性】

本發明之引射器係為適用於吸附小型電子零件俾利搬運之裝置。

10．．．引射器總成

11．．．引射器區塊

11a．．．一方端面

11b．．．另一方端面

12．．．正壓接頭

13．．．負壓接頭

14．．．正壓配管

15．．．空氣壓供給源

16．．．負壓配管

17．．．吸附工具

18．．．引射器收容孔

20．．．引射器

21．．．噴嘴

21a．．．基部

21b．．．頂端部

22．．．擴散器

22a．．．吸引部

22b．．．噴出部

23．．．供氣端口

24．．．流入孔

25．．．縮頸孔

26．．．擴散孔

27．．．導引孔

28．．．擴散孔

29．．．噴出端口

30．．．吸引端口

31．．．電磁閥區塊

32．．．接頭區塊

33．．．真空產生流路

34．．．真空產生控制閥

35．．．真空流路

36．．．真空破壞流路

37．．．真空破壞控制閥

38．．．過濾器

39．．．壓力感測器

40．．．縮頸

41．．．消音器

42．．．消音器本體

42a．．．圓筒部

42b．．．頂端壁部

43．．．消音室

44．．．支持裝置

45．．．消音構件

46．．．突起部

47．．．消音間隙

48．．．排氣口

d．．．噴嘴內徑

D．．．內徑

L．．．長度尺寸

圖1係顯示本發明一種實施形態之引射器的斜視圖。

圖2係圖1之一部分切口前視圖。

圖3係圖2之一部分放大剖面圖。

圖4係顯示圖1所示之引射器中的空氣流動之空氣壓迴路圖。

圖5(A)~(C)係就05類型、07類型與10類型之3種，顯示使消音構件之長度尺寸不同時，供給壓與真空度之關係的測定結果之特性線圖。

圖6(A)~(C)係就3種類型，顯示使消音構件之長度尺寸不同時，供給壓與吸入流量之關係的測定結果之特性線圖。

圖7(A)~(C)係就3種類型，顯示消音構件之長度尺寸與噪音性能之關係的特性線圖。

圖8(A)~(C)係就3種類型，顯示使排氣口之內徑不同時，供給壓與真空度之關係的測定結果之特性線圖。

圖9(A)~(C)係就3種類型，顯示使排氣口之內徑不同時，供給壓與吸入流量之關係的測定結果之特性線圖。

圖10(A)~(C)係就3種類型，顯示排氣口之內徑與噪音性能之關係的測定結果之特性線圖。

10．．．引射器總成

11．．．引射器區塊

11a．．．一方端面

12．．．正壓接頭

13．．．負壓接頭

31．．．電磁閥區塊

32．．．接頭區塊

38．．．過濾器

39．．．壓力感測器

40．．．縮頸

41．．．消音器

Claims (6)

1. 一種引射器，其特徵為具有：引射器區塊，其係在基端形成有連通供氣端口之引射器收容孔，且前述引射器收容孔在前述引射器區塊的端面上開口；噴嘴，其係將來自配置於前述引射器收容孔之基端部側的前述供氣端口之壓縮空氣匯聚後予以擴散而噴出；擴散器，其係位於前述噴嘴之下游側而裝置於前述引射器收容孔中，形成吐出從前述噴嘴噴出之空氣與從吸引端口流入之空氣的噴出端口，並與前述噴嘴一起構成引射器；消音器本體，其係具有安裝於前述端面且覆蓋前述噴出端口之圓筒部及一體形成於該圓筒部之頂端的頂端壁部，並在內部形成供前述噴出端口吐出之空氣流入的消音室；中空的圓筒形狀之消音構件，其係配置於前述圓筒部內，形成前述消音室；及排氣口，其係與前述噴出端口相對，且與前述引射器同軸地設於前述頂端壁部。
2. 如申請專利範圍第1項之引射器，其特徵為在前述消音構件與前述圓筒部的內周面之間形成消音間隙。
3. 如申請專利範圍第1項之引射器，其特徵為前述噴嘴之內徑為0.5~1.0mm，前述消音構件之長度為20~50mm。
4. 如申請專利範圍第1項之引射器，其特徵為前述排氣口的內徑比前述消音構件的內徑小。
5. 如申請專利範圍第1項之引射器，其特徵為前述噴嘴之內徑為0.5~1.0mm，前述排氣口之內徑為前述噴嘴內徑之2~4倍。
6. 如申請專利範圍第1項之引射器，其特徵為：前述頂端壁部，具有環狀的突起部，於前述頂端壁部 一體形成，與前述排出口同軸延伸，收納於前述消音構件內，且支持前述消音構件的一端；前述消音構件的一方開口與前述噴出端口相對；前述消音構件的另一方開口與前述排氣口相對；前述排氣口的內徑為前述噴嘴內徑之2~4倍；以及前述排氣口的內徑比前述消音構件的內徑小。