WO2012132047A1 - エジェクタ - Google Patents

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智博 渡邉
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株式会社コガネイ
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    • F04B39/0055—Pulsation and noise damping means with a special shape of fluid passage, e.g. bends, throttles, diameter changes, pipes
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    • F04F5/46—Arrangements of nozzles

Definitions

  • the present invention relates to an ejector that generates a negative pressure in a suction port by blowing compressed air from a nozzle to a diffuser and ejecting the compressed air from an ejection port of the diffuser, and more particularly to reduce exhaust noise ejected from the ejection port
  • This relates to an ejector equipped with a muffler.
  • the vacuum generator that uses the flow of compressed air to generate a negative pressure is called an ejector.
  • This ejector has a nozzle that squeezes compressed air and then diffuses and ejects it, and a diffuser that is coaxial with the nozzle.
  • a negative pressure region is formed around the tip of the nozzle.
  • the suction port is opened in this negative pressure region, the suction port portion becomes negative pressure due to the viscosity of air.
  • Patent Document 2 there is a type incorporated in a block as an ejector used for sucking and transporting a small electronic component such as a semiconductor chip of several millimeters square.
  • This type of ejector consists of a vacuum generating solenoid valve that controls the supply of compressed air to the ejector nozzle, and a vacuum breaking solenoid valve that controls the supply of compressed air for vacuum breaking when removing electronic components from the suction tool. Is assembled to the block.
  • Both types of ejectors are provided with a muffler in order to reduce exhaust noise caused by air discharged from the diffuser jet port, that is, the exhaust port.
  • the total exhaust noise ejected from the plurality of ejection ports is larger than the exhaust noise from one ejector.
  • the exhaust port formed in the most downstream part of the exhaust flow path is closed by a silencing member made of a porous member, and exhaust air is blocked.
  • a type in which ventilation resistance is added before discharging to the outside is often used.
  • the degree of vacuum of the negative pressure air and the suction flow rate cannot be secured sufficiently, so in the method of adding ventilation resistance to the exhaust air, In order to secure the degree of vacuum and the suction flow rate, there was a limit to enhancing the silencing effect.
  • Increasing the ventilation resistance of the exhaust flow path by disposing a silencer member at the exhaust port so as to block the flow of air exhausted from the ejection port will reduce the vacuum degree of negative pressure air and the suction flow rate. It is.
  • An object of the present invention is to reduce exhaust noise from the ejector while maintaining the vacuum degree and suction flow rate of the negative pressure air by the ejector.
  • the ejector according to the present invention includes an ejector block in which an air supply port communicates with a base end and an ejector block formed on the base end side of the ejector storage hole and throttles compressed air from the air supply port.
  • a nozzle that is diffused and ejected, and an ejecting port that is disposed in the ejector receiving hole at a position downstream of the nozzle and that ejects air ejected from the nozzle and air that has flowed in from the suction port is formed, and
  • a diffuser that forms an ejector together with a nozzle, a cylindrical portion that covers the ejection port, and a distal end wall portion that is integrated with the distal end of the cylindrical portion, and a silencer chamber into which air discharged from the ejection port flows is provided.
  • the ejector according to the present invention is characterized in that a silencing gap is formed between the silencing member and the inner peripheral surface of the cylindrical portion.
  • the ejector according to the present invention is characterized in that an inner diameter of the nozzle is 0.5 to 1.0 mm and a length of the silencer member is 20 to 50 mm.
  • the ejector according to the present invention is characterized in that the inner diameter of the nozzle is 0.5 to 1.0 mm, and the inner diameter of the exhaust port is 2 to 4 times the inner diameter of the nozzle.
  • the air ejected from the ejector port of the diffuser in the ejector flows downstream while expanding radially outward, and the diffused air that is the main element of noise generation is a cylindrical silencer It is silenced by the member.
  • the flow of the central part of the exhaust jet with few noise generating elements is discharged to the outside from the exhaust port, and the vacuum level and suction flow rate of the negative pressure air generated by discharging the central air flow from the exhaust port And can be secured sufficiently.
  • the exhaust noise from an ejector can be reduced, maintaining the vacuum degree and suction flow rate of the negative pressure air by an ejector.
  • FIG. (A) to (C) are characteristic diagrams showing the measurement results of the relationship between the supply pressure and the degree of vacuum when the length of the silencer member is different for the 05 type, 07 type and 10 type. It is. (A) to (C) are characteristic diagrams showing the measurement results of the relationship between the supply pressure and the suction flow rate when the lengths of the silencer members are made different for the three types.
  • (A) to (C) are characteristic diagrams showing the relationship between the length of the muffler member and the noise performance for three types.
  • (A) to (C) are characteristic diagrams showing the measurement results of the relationship between the supply pressure and the degree of vacuum when the inner diameters of the exhaust ports are made different for the three types.
  • (A) to (C) are characteristic diagrams showing the measurement results of the relationship between the supply pressure and the suction flow rate when the inner diameters of the exhaust ports are made different for the three types.
  • (A) to (C) are characteristic diagrams showing the measurement results of the relationship between the inner diameter of the exhaust port and the noise performance for three types.
  • the ejector 10 has a rectangular parallelepiped ejector block 11.
  • a positive pressure joint 12 and a negative pressure joint 13 are attached to one end face 11 a of the ejector block 11.
  • a positive pressure pipe 14 is detachably attached to the positive pressure joint 12, and the ejector 10 is connected to an air pressure supply source 15 having a compressor and the like by the positive pressure pipe 14.
  • a negative pressure pipe 16 is detachably attached to the negative pressure joint 13, and an adsorption tool 17 as a negative pressure operating device for adsorbing electronic components is attached to the negative pressure pipe 16.
  • the positive pressure pipe 14 and the negative pressure pipe 16 are each formed of a member in which a flow path for guiding air is formed, such as a flexible tube and a rigid pipe.
  • an ejector receiving hole 18 is formed in the ejector block 11. As shown in FIGS. 2 and 3, the ejector receiving hole 18 is open to the other end surface 11 b of the ejector block 11 and is a bottomed hole having a bottom. An ejector 20 is incorporated in the ejector accommodation hole 18.
  • the ejector 20 has a nozzle 21 disposed on the bottom side of the ejector receiving hole and a diffuser 22 disposed on the opening end side of the nozzle 21.
  • the nozzle 21 has a base portion 21a fitted in the ejector receiving hole 18 and a tip portion 21b having a smaller diameter.
  • An inflow hole 24 communicating with an air supply port 23 formed in the bottom surface of the ejector accommodating hole 18 is formed in the base portion 21a, and a throttle hole 25 having a smaller diameter than the inflow hole 24 flows into the distal end portion 21b.
  • a diffusion hole 26 is formed which communicates with the hole 24 and communicates with the throttle hole 25 and has an inner diameter gradually increasing toward the distal end surface on the distal end side.
  • the diffuser 22 has a suction portion 22a on the proximal end side that is fitted to the outside of the distal end portion 21b of the nozzle 21 and an ejection portion 22b on the distal end side.
  • a guide hole 27 through which compressed air flows from the diffusion hole 26 of the nozzle 21 and a diffusion hole 28 having an inner diameter gradually increasing toward the tip surface are formed in the ejection portion 22b.
  • the opening of the diffusion hole 28 serves as an ejection port 29 for discharging air.
  • a suction port 30 communicating with the suction space between the tip of the nozzle 21 and the guide hole 27 of the diffuser 22 is formed in the suction portion 22 a of the diffuser 22.
  • the suction port 30 is communicated with the negative pressure joint 13.
  • the compressed air from the air pressure supply source 15 When the compressed air from the air pressure supply source 15 is supplied to the air supply port 23, the compressed air passes through the throttle hole 25 of the nozzle 21 and is injected from the diffusion hole 26 toward the guide hole 27 of the diffuser 22.
  • the air injected from the diffusion hole 26 entrains the air between the diffusion hole 26 and the guide hole 27, that is, the air in the suction port 30, and is ejected from the diffusion hole 28 of the diffuser 22 together with the entrained air.
  • negative pressure air is supplied from the suction port 30 to the suction tool 17 connected by the negative pressure pipe 16, and an electronic component such as a semiconductor chip can be sucked and transported by the suction tool 17.
  • a solenoid valve block 31 and a joint block 32 are attached to the upper surface of the ejector block 11.
  • the electromagnetic valve block 31 is a tandem 3-port valve, and two 3-port valves are provided.
  • one three-port valve constitutes a vacuum generation control valve 34 that opens and closes a vacuum generation flow path 33 between the positive pressure joint 12 and the air supply port 23.
  • the other three-port valve constitutes a vacuum break control valve 37 that opens and closes a vacuum break flow path 36 between the vacuum flow path 35 formed between the suction port 30 and the negative pressure joint 13 and the positive pressure joint 12. .
  • a filter 38 is provided on the upper surface of the ejector block 11 in order to remove foreign substances in the air that flow inside the negative pressure pipe 16 and travel toward the suction port 30.
  • a pressure sensor 39 is provided on the upper surface of the ejector block 11 in order to detect the degree of vacuum of the vacuum channel 35.
  • a throttle 40 is attached to the upper surface of the ejector block 11 in order to adjust the flow rate of the compressed air for vacuum break supplied to the adsorber 17 by the vacuum break channel 36.
  • a muffler 41 is attached to the end surface 11b of the ejector block 11 in order to reduce exhaust noise due to the air flow ejected from the ejection port 29 of the ejector 20.
  • the muffler 41 has a muffler main body 42 including a cylindrical portion 42a attached to the end surface 11b of the ejector block 11 with a screw or the like, and a tip wall portion 42b integrated with the tip of the cylindrical portion 42a.
  • a muffler chamber 43 is formed inside the muffler main body 42.
  • the tip of the diffuser 22 protrudes into the muffler main body 42, and a cylindrical holder 44 is attached to the tip of the diffuser 22.
  • a cylindrical silencing member 45 is disposed inside the muffler main body 42. One end of the silencing member 45 is supported by the holder 44, and the other end is formed on a projection 46 provided on the tip wall 42b. It is supported.
  • the silencing member 45 is formed of a material having air permeability such as a porous material or a fibrous material.
  • a silencing gap 47 is provided between the silencing member 45 and the cylindrical portion 42 a, and exhaust noise that has passed through the silencing member 45 is silenced in the silencing gap 47.
  • An exhaust port 48 is formed in the tip wall portion 42 b so as to face the ejection port 29 and be coaxial with the ejection port 29.
  • the axial airflow in the center of the air jetted from the jet port 29 of the diffuser 22 into the sound deadening chamber 43 is directly discharged from the exhaust port 48 to the outside.
  • the diffused airflow that flows into the silencer chamber 43 from the ejection port 29 and diffuses outward in the radial direction collides with the silencer 45 and is absorbed by the silencer 45.
  • the noise of the diffused airflow that has passed through the silencing member 45 is silenced by the silencing gap 47.
  • the ejector 10 for supplying negative pressure air to the negative pressure operating device such as the suction tool 17 sucks the negative pressure air having a degree of vacuum and a flow rate necessary for suction in order to suck the electronic component by the suction tool 17. It is necessary to supply the tool 17.
  • the ejector 10 preferably has not only a desired degree of vacuum and a suction flow rate, but also low exhaust noise due to air ejected from the ejection port of the diffuser 22.
  • a sound deadening member is embedded in an exhaust passage that guides the air ejected from the diffuser to the exhaust port.
  • the inner diameter D of the exhaust port 48 also has a great influence on the degree of vacuum and flow rate of the generated negative pressure air. If the inner diameter D of the exhaust port 48 is made too small, a desired degree of vacuum is obtained. And it becomes impossible to secure the flow rate.
  • the flow rate of the negative pressure air supplied to the adsorber 17 greatly depends on the nozzle diameter d set by the inner diameter of the throttle hole 25 of the nozzle 21. is doing. If the nozzle diameter d is in the range of about 0.5 to 1.0 mm, it is possible to secure a sufficient flow rate for the negative pressure air supplied to the negative pressure operating equipment used in the assembly production line for electronic components. it can.
  • the vacuum degree, the suction flow rate, and the sound absorption performance of the negative pressure air were measured.
  • An ejector having a nozzle diameter d of 0.5 mm is said to be of type 05
  • an ejector having a nozzle diameter of 0.7 mm is said to be of type 07
  • an ejector having a nozzle diameter d of 1.0 mm is said to be of type 10.
  • 5A to 5C show the measurement results of the relationship between the supply pressure and the degree of vacuum when the length dimension L of the silencer 45 is different for the 05 type, 07 type and 10 type. Show.
  • the inner diameter D of the exhaust port 48 of the ejector 10 used for the measurement is 3 mm.
  • the supply pressure is the pressure of the compressed air supplied to the supply port 23, and the degree of vacuum is the pressure of the negative pressure air obtained by the ejector.
  • the length dimension L of the sound deadening member 45 eight types of 11 mm, 16 mm, 21 mm, 26 mm, 31 mm, 36 mm, 41 mm, and 46 mm were measured.
  • 5A and 5B the relationship between the supply pressure and the degree of vacuum in the above-described eight types of ejectors having different lengths is the same as illustrated. Changed. For the 10 types, a slight difference was recognized, and even when the length L was varied, there was not much difference in the degree of vacuum.
  • 5A and 5B show the measurement results when the length dimension L is 11 mm, respectively.
  • FIG. 5C the case where the length dimension L is 16 mm is shown by a solid line.
  • a case where L is 41 mm is indicated by a one-dot chain line.
  • FIGS. 6A and 6B show measurement results of the relationship between the supply pressure and the suction flow rate when the length dimension L of the silencer 45 is made different for the three types described above.
  • the inner diameter D of the exhaust port 48 of the ejector 10 used for the measurement is 3 mm.
  • the suction flow rate is a flow rate of air sucked into the suction tool 17 by the negative pressure obtained by the ejector 10.
  • the measurement results of an ejector with an L dimension of 11 mm with the dimension L being the shortest in FIGS. 6A and 6B are shown, but there is no significant change in the suction flow rate even with other lengths. It was.
  • 10 types in FIG.
  • the suction flow rate was between.
  • FIGS. 7A to 7C show the relationship between the length L of the muffling member 45 and the noise performance for the three types described above.
  • the inner diameter D of the exhaust port 48 of the ejector 10 used for this measurement is 3 mm as in the case shown in FIGS.
  • the above-described eight types are denoted by reference numerals 1 to 8, and the ejector dimension L indicated by reference numeral 1 is 11 mm, and the ejector dimensions L of 2 to 8 are sequentially 16, 21, 26. , 31, 36, 41, 46 mm.
  • the noise reduction performance is improved by increasing the dimension L.
  • the dimension L is set to 50 mm or more, the ejector 10 is enlarged, and the dimension L is a length in the range of 20 to 50 mm.
  • the silencing performance it is possible to ensure the silencing performance for all three types.
  • FIGS. 7A and 7B it has been found that for the 05 type and 07 type, when the dimension L is increased from 21 mm to 36 mm, the reduction rate of the noise is large, and the dimension L is 20 to 50 mm.
  • the dimension L is set in the range of 40 to 50 mm, the silencing effect can be further enhanced.
  • the sound absorbing performance can be improved if the length dimension L of the muffling member 45 is large, but if it is excessively long, the ejector 10 will be enlarged. Therefore, for the three types described above, it was found that if the length dimension L is set in the range of 20 to 50 mm, the desired noise reduction performance can be secured, and if the length dimension L is set in the range of 40 to 50 mm, the noise reduction effect can be further enhanced. . In addition, it has been found that the length dimension L of the sound deadening member 45 does not significantly affect the degree of vacuum and the suction flow rate.
  • 8A to 8C show the measurement results of the relationship between the supply pressure and the degree of vacuum when the inner diameter D of the exhaust port 48 is made different for the three types described above. This measurement was performed for five types of inner diameter D, ⁇ 1, ⁇ 1.5, ⁇ 2, ⁇ 2.5, and ⁇ 3, respectively.
  • 8A shows the measurement results for ⁇ 1 and ⁇ 3, and
  • FIG. 8B shows the measurement results for ⁇ 1, ⁇ 1.5, and ⁇ 3.
  • FIG. 8C shows the measurement results for ⁇ 1.5, ⁇ 2, ⁇ 2.5, and ⁇ 3.
  • the inner diameter D is set to 1 mm or more for the 05 type, the inner diameter D is set to 1.5 mm or more for the 07 type, and the inner diameter D is set to 2 mm or more for the 10 type, the negative pressure vacuum obtained by the ejector is obtained.
  • the degree was found to be sufficient. That is, it has been found that if the inner diameter D is set to be twice or more than the nozzle inner diameter d, a necessary degree of vacuum can be obtained.
  • FIGS. 9A to 9C show the measurement results of the relationship between the supply pressure and the suction flow rate when the inner diameter D of the exhaust port 48 is made different for the above-described three types. Similar to the measurement result shown in FIG. 8, this measurement was performed for five types of inner diameter D, ⁇ 1, ⁇ 1.5, ⁇ 2, ⁇ 2.5, and ⁇ 3, respectively. As shown in FIG. 9C, for the 10 types, when the inner diameter D was 1 mm, the suction flow rate was insufficient, but sufficient suction flow rates were obtained with other inner diameters. For the 05 type and 07 type, the inner diameter D was sufficient.
  • the inner diameter D of the exhaust port 48 is twice or more the nozzle inner diameter d in order to secure the degree of vacuum and the suction flow rate.
  • FIGS. 10A to 10C show the measurement results of the relationship between the inner diameter D of the exhaust port 48 and the noise performance for the three types described above. From this measurement, as shown in FIG. 10 (A), it was found that a sufficient silencing effect can be obtained when the inner diameter D of the 05 type is 2.5 mm or less, that is, 5 times or less of the nozzle inner diameter d. As shown in FIG. 10B, for the 07 type, if the inner diameter D is in the range of 1.5 mm to 2.5 mm, that is, in the range of about 2 to 4 times the nozzle inner diameter d, a sufficient silencing effect can be obtained. It has been found. As shown in FIG. 10C, for the 10 types, if the inner diameter D is in the range of 2.0 to 3.0 mm, that is, about 2 to 3 times the nozzle inner diameter d, a sufficient silencing effect can be obtained. found.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the nozzle inner diameter is not limited to the three types described above, and various nozzle diameters can be used.
  • the ejector block 11 is provided with the electromagnetic valve block 31, the filter 38, and the like, but these members may be arranged separately from the ejector block 11.
  • the ejector of the present invention is applied to an apparatus for sucking and transporting a small electronic component.

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Abstract

　エジェクタ収容孔１８内に組み込まれるエジェクタ２０は、給気ポート２３からの圧縮空気を拡散して噴出するノズル２１と、ノズル２１から噴出された空気と吸引ポート３０から流入した空気とを吐出する噴出ポート２９が形成されたディフューザ２２とを有している。エジェクタブロック１１に取り付けられるマフラ本体４２には、消音室４３が形成されており、マフラ本体４２の先端壁部４２ｂには噴出ポート２９に対向して排気口４８が形成されている。排気口４８から空気を排気することにより、負圧空気の真空度と吸込流量とを確保しつつ消音効果を達成することができる。

Description

エジェクタ
　本発明は、圧縮空気をノズルからディフューザに吹き付けてディフューザの噴出ポートから圧縮空気を噴出させることにより吸引ポートに負圧を発生させるエジェクタに関し、特に、噴出ポートから噴出される排気騒音を低減するためのマフラを備えたエジェクタに関する。
　圧縮空気の流れを利用して負圧を発生させるようにした真空発生装置は、エジェクタと言われている。このエジェクタは、圧縮空気を一度絞ってから拡散させて噴出させるノズルと、このノズルと同軸となったディフューザとを有している。ノズルからディフューザに圧縮空気を供給してディフューザの下流部に設けられた噴出ポートに向けて空気を流すと、ノズルの先端部周囲に負圧の領域が形成される。この負圧領域に吸引ポートを開口させると、空気の粘性により吸引ポートの部分は負圧となる。
　このような作動原理を有するエジェクタとしては、特許文献１に記載されるように、真空レギュレータと真空フィルタとが組み付けられる空気圧機器ユニットに取り付けられるタイプのものがある。このタイプのエジェクタは、多量の負圧空気を供給する場合に適用されており、吸い込み空気の流量を多くするためにディフューザを２段としている。
　一方、数ミリ四方の半導体チップ等の小型の電子部品を吸着搬送するために使用されるエジェクタとしては、特許文献２に記載されるように、ブロック内に組み込まれたタイプがある。このタイプのエジェクタは、エジェクタのノズルに対する圧縮空気の供給を制御する真空発生用電磁弁と、吸着具から電子部品を外す際に真空破壊用の圧縮空気の供給を制御する真空破壊用電磁弁とをブロックに組み付けている。
　いずれのタイプのエジェクタにもディフューザの噴出ポートつまり排気ポートから外部に排出される空気に起因した排気騒音を低減するためにマフラが設けられている。
特開２００３－１９４０００号公報 特開２００５－２６２３５１号公報
　小型の電子部品を吸着するための真空吸着装置にエジェクタを搭載すると、圧縮空気をエジェクタに供給することにより吸引ポートに負圧を発生させることができるとともに、圧縮空気により真空を破壊して吸着具に吸着された電子部品を外すことができる。真空を発生させるためにエジェクタを利用すると、真空吸着装置から離れた位置に配置された真空ポンプから真空を供給する場合に比して、エジェクタからの排気騒音が大きくなる。
　特に、それぞれエジェクタを有する複数の真空吸着装置が集合されたマニホールドタイプにおいては、複数の噴出ポートから噴出される合計の排気騒音は、１つのエジェクタからの排気騒音よりも大きくなる。
　エジェクタが組み込まれるエジェクタブロックからの排気騒音を低減するために、従来では、排気流路の最下流部に形成された排気口を多孔質性の部材からなる消音部材により塞ぐようにし、排気空気を外部に排出するまでに通気抵抗を加えるようにしたタイプが多用されている。しかしながら、エジェクタにおいては噴出ポートからの排気空気量を高めるようにしないと、負圧空気の真空度と吸込流量とを十分に確保することができないので、排気空気に通気抵抗を加えるという方式では、真空度と吸込流量とを確保するためには、消音効果を高めることに限度があった。噴出ポートから排気された空気の流れを遮断するように排気口に消音部材を配置して排気流路の通気抵抗を大きくすると、負圧空気の真空度と吸込流量とを低下させることになるためである。
　そこで、エジェクタにおける排気騒音の発生原因についての研究が行われた。エジェクタにおけるディフューザの噴出ポートは拡散孔により形成されているので、その部分から噴出された空気は、径方向外方に膨張しながら下流に向けて流れることになる。このため、噴出ポートからの騒音は径方向外方に拡散することになり、排気噴流の中心部分の直進空気による騒音は拡散空気による騒音よりも小さいと考えられる。排気噴流の中心部分の流れは、騒音成分を多く含まないのに対して、排気噴流の中心部分の流れは、発生させる負圧空気の真空度と吸込流量に大きく依存していると考えられる。このような考えにより、エジェクタの排気騒音を低減することかできるエジェクタが開発された。
　本発明の目的は、エジェクタによる負圧空気の真空度と吸込流量とを維持しつつ、エジェクタからの排気騒音を低減することにある。
　本発明のエジェクタは、基端に給気ポートが連通するエジェクタ収容孔が形成されたエジェクタブロックと、前記エジェクタ収容孔の基端部側に配置され前記給気ポートからの圧縮空気を絞った後に拡散して噴出するノズルと、前記エジェクタ収容孔に前記ノズルの下流側に位置させて配置され、前記ノズルから噴出された空気と吸引ポートから流入した空気とを吐出する噴出ポートが形成されて前記ノズルとともにエジェクタを構成するディフューザと、前記噴出ポートを覆う円筒部および当該円筒部の先端に一体となった先端壁部を有し、内部に前記噴出ポートから吐出された空気が流入する消音室が形成されたマフラ本体と、前記円筒部内に配置される円筒形状の消音部材と、前記噴出ポートに対向させて前記先端壁部に前記エジェクタと同軸に設けられる排気口とを有することを特徴とする。
　本発明のエジェクタは、前記消音部材と前記円筒部の内周面との間に消音隙間を形成することを特徴とする。本発明のエジェクタは、前記ノズルの内径を0.5～1.0ｍｍとし、前記消音部材の長さを20～50ｍｍとすることを特徴とする。本発明のエジェクタは、前記ノズルの内径を0.5～1.0ｍｍとし、前記排気口の内径を前記ノズル内径の２～４倍とすることを特徴とする。
　本発明によれば、エジェクタにおけるディフューザの噴出ポートから噴出される空気は、径方向外方に膨張しながら下流に向けて流れることになり、騒音発生の主たる要素とする拡散空気は円筒形状の消音部材により消音される。一方、騒音発生要素が少ない排気噴流の中心部分の流れは、排気口から外部に排出されることになり、中心気流を排気口から排出させることにより、発生させる負圧空気の真空度と吸込流量とを十分に確保することができる。これにより、エジェクタによる負圧空気の真空度と吸込流量とを維持しつつ、エジェクタからの排気騒音を低減することができる。
本発明の一実施の形態であるエジェクタを示す斜視図である。 図１の一部切欠き正面図である。 図２の一部拡大断面図である。 図１に示したエジェクタにおける空気の流れを示す空気圧回路図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、０５タイプと０７タイプと１０タイプの３種類について、消音部材の長さ寸法を相違させた場合における供給圧と真空度との関係の測定結果を示す特性線図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、３種類のタイプについて、消音部材の長さ寸法を相違させた場合における供給圧と吸込流量との関係の測定結果を示す特性線図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、３種類のタイプについて、消音部材の長さ寸法と騒音性能との関係を示す特性線図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、３種類のタイプについて、排気口の内径を相違させた場合における供給圧と真空度との関係の測定結果を示す特性線図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、３種類のタイプについて、排気口の内径を相違させた場合における供給圧と吸込流量との関係の測定結果を示す特性線図である。 （Ａ）～（Ｃ）は、３種類のタイプについて、排気口の内径と騒音性能との関係の測定結果を示す特性線図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。エジェクタ１０は、図１および図２に示されるように、直方体形状のエジェクタブロック１１を有している。このエジェクタブロック１１の一方の端面１１ａには正圧継手１２と負圧継手１３とが取り付けられている。正圧継手１２には正圧配管１４が着脱自在に装着され、この正圧配管１４によりエジェクタ１０はコンプレッサ等を有する空気圧供給源１５に接続される。負圧継手１３には負圧配管１６が着脱自在に装着され、この負圧配管１６には電子部品を吸着するための負圧作動機器としての吸着具１７が取り付けられる。正圧配管１４と負圧配管１６は、それぞれ可撓性のチューブや剛性のパイプ等のように内部に空気を案内する流路が形成された部材により形成されている。
　エジェクタブロック１１にはエジェクタ収容孔１８が形成されている。図２および図３に示すように、このエジェクタ収容孔１８はエジェクタブロック１１の他方の端面１１ｂに開口しており、底部を有する底付きの孔となっている。このエジェクタ収容孔１８には、エジェクタ２０が組み込まれている。
　このエジェクタ２０は、図３に示されるように、エジェクタ収容孔の底部側に配置されるノズル２１と、これよりも開口端部側に配置されるディフューザ２２とを有している。ノズル２１は、エジェクタ収容孔１８に嵌合される基部２１ａとこれよりも小径の先端部２１ｂとを有している。基部２１ａにはエジェクタ収容孔１８の底面に開口して形成された給気ポート２３に連通する流入孔２４が形成されており、先端部２１ｂには流入孔２４よりも小径の絞り孔２５が流入孔２４に連通して形成されるとともに、絞り孔２５に連通してこれよりも先端部側には先端面に向けて内径が徐々に大きくなった拡散孔２６が形成されている。
　ディフューザ２２は、ノズル２１の先端部２１ｂの外側に嵌合される基端部側の吸引部２２ａと先端部側の噴出部２２ｂとを有している。噴出部２２ｂにはノズル２１の拡散孔２６から圧縮空気が流入する案内孔２７と、この案内孔２７に連通して先端面に向けて内径が徐々に大きくなった拡散孔２８とが形成されており、拡散孔２８の開口部は空気を吐出する噴出ポート２９となっている。ディフューザ２２の吸引部２２ａには、ノズル２１の先端とディフューザ２２の案内孔２７との間の吸引空間に連通する吸引ポート３０が形成されている。この吸引ポート３０は負圧継手１３に連通される。
　空気圧供給源１５からの圧縮空気を給気ポート２３に供給すると、圧縮空気がノズル２１の絞り孔２５を通り、拡散孔２６からディフューザ２２の案内孔２７に向けて噴射される。拡散孔２６から噴射された空気は、拡散孔２６と案内孔２７との間の空気、つまり吸引ポート３０の空気を巻き込んで、巻き込んだ空気とともにディフューザ２２の拡散孔２８から噴出される。これにより、負圧配管１６により接続される吸着具１７に吸引ポート３０から負圧空気が供給され、半導体チップ等の電子部品を吸着具１７により吸着して搬送することができる。
　エジェクタブロック１１の上面には、図１に示されるように、電磁弁ブロック３１と継手ブロック３２とが取り付けられている。電磁弁ブロック３１はタンデム３ポート弁となっており、３ポート弁が２つ設けられている。１つの３ポート弁は、図４に示されるように、正圧継手１２と給気ポート２３との間の真空発生流路３３を開閉する真空発生制御弁３４を構成する。他の３ポート弁は吸引ポート３０と負圧継手１３との間に形成された真空流路３５と正圧継手１２との間の真空破壊流路３６を開閉する真空破壊制御弁３７を構成する。
　負圧配管１６の内部を流れて吸引ポート３０に向かう空気中の異物を除去するために、図１および図２に示されるように、エジェクタブロック１１の上面にはフィルタ３８が設けられている。エジェクタブロック１１の上面には、真空流路３５の真空度を検出するために、圧力センサ３９が設けられている。さらに、真空破壊流路３６により吸着具１７に供給される真空破壊用の圧縮空気の流量を調整するために、エジェクタブロック１１の上面には絞り４０が取り付けられている。
　エジェクタ２０の噴出ポート２９から噴出する空気流による排気騒音を低減するために、エジェクタブロック１１の端面１１ｂにはマフラ４１が装着されている。マフラ４１は、エジェクタブロック１１の端面１１ｂにねじ等により取り付けられる円筒部４２ａと、この円筒部４２ａの先端に一体となった先端壁部４２ｂとからなるマフラ本体４２を有している。マフラ本体４２の内部には消音室４３が形成される。ディフューザ２２の先端部はマフラ本体４２の内部に突出しており、ディフューザ２２の先端部には円筒形状のホルダー４４が取り付けられている。
　マフラ本体４２の内部には、円筒形状の消音部材４５が配置されており、この消音部材４５の一端部はホルダー４４に支持され、他端部は先端壁部４２ｂに設けられた突起部４６に支持されている。この消音部材４５は多孔質性の材料や繊維状の材料等のように通気性を有する材料により形成されている。消音部材４５と円筒部４２ａとの間には、消音隙間４７が設けられており、消音部材４５を透過した排気騒音は消音隙間４７において消音される。
　先端壁部４２ｂには、噴出ポート２９に対向させて噴出ポート２９と同軸となって排気口４８が形成されている。ディフューザ２２の噴出ポート２９から消音室４３内に噴出した空気の中心部の軸方向気流は、そのまま排気口４８から外部に排出される。これに対し、噴出ポート２９から消音室４３内に流入して径方向外方に拡散した拡散気流は、消音部材４５に衝突して消音部材４５に吸音される。消音部材４５を透過した拡散気流の騒音は消音隙間４７により消音される。
　吸着具１７等の負圧作動機器に対して負圧空気を供給するためのエジェクタ１０は、吸着具１７により電子部品を吸着させるには、吸着に必要な真空度と流量の負圧空気を吸着具１７に供給する必要がある。エジェクタ１０は所望の真空度と吸込流量を有するのみならず、ディフューザ２２の噴出ポートから噴出される空気による排気騒音が低いことが好ましい。
　エジェクタに設けられている従来のマフラは、ディフューザから噴出された空気を排気口にまで案内する排気流路に消音部材を埋め込むようにしている。このような従来のマフラにあっては、電子部品の吸着に必要な真空度と流量の負圧空気を吸着具に供給しつつ、排気騒音を低減するには限度があった。
　図示するように、ディフューザ２２の噴出ポート２９に排気口４８を対向させると、噴出ポート２９から消音室４３内に噴出した空気の中心部の軸方向気流は、そのまま排気口４８から外部に排出されることになる。このように噴出ポート２９から気流をそのままの姿勢で外部に排気すると、従来では排気騒音が高まると考えられていた。しかしながら、この排気口４８によって直進気流の中心部を外部に排出させるようにし、他の空気を径方向外方に拡散させてから外部に排出するようにすると、負圧空気の真空度と吸込流量とを確保しつつ、排気口４８から外部に排出される空気流による排気騒音を低減することができることが判明した。ただし、排気口４８の内径Ｄは、発生される負圧空気の真空度と流量にも大きな影響を与えることが判明しており、排気口４８の内径Ｄを小さくし過ぎると、所望の真空度と流量を確保することができなくなる。
　吸着具１７等の負圧作動機器に供給すべき負圧空気の真空度と流量とを所望の値としつつ、排気口４８から排気される空気の排気騒音を低減することができる条件が見出された。半導体チップ等の電子部品を吸着するために使用されるエジェクタ１０においては、吸着具１７に供給される負圧空気の流量がノズル２１の絞り孔２５の内径により設定されるノズル径ｄに大きく依存している。ノズル径ｄが0.5～1.0ｍｍ程度の範囲となっていれば、電子部品の組立生産ラインにおいて使用される負圧作動機器に対して供給する負圧空気としては、十分な流量を確保することができる。
　そこで、ノズル径ｄをｄ＝0.5ｍｍと、ｄ＝0.7ｍｍと、ｄ＝1.0ｍｍの３種類について、消音部材４５の長さ寸法Ｌと、排気口４８の内径Ｄとを変化させて、得られる負圧空気の真空度、吸込流量および吸音性能を測定した。ノズル径ｄが0.5ｍｍのエジェクタは０５タイプと言われ、ノズル径ｄが0.7ｍｍのエジェクタは０７タイプと言われ、ノズル径ｄが1.0ｍｍのエジェクタは１０タイプと言われている。
　図５（Ａ）～（Ｃ）は、０５タイプと０７タイプと１０タイプの３種類について、消音部材４５の長さ寸法Ｌを相違させた場合における供給圧と真空度との関係の測定結果を示す。測定に使用したエジェクタ１０の排気口４８の内径Ｄは３ｍｍである。供給圧は給気ポート２３に供給した圧縮空気の圧力であり、真空度はエジェクタにより得られる負圧空気の圧力である。消音部材４５の長さ寸法Ｌとしては、１１ｍｍ，１６ｍｍ，２１ｍｍ，２６ｍｍ，３１ｍｍ，３６ｍｍ，４１ｍｍ，４６ｍｍの８種類について測定した。０５タイプと０７タイプについては、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、長さが相違する上述した８種類のエジェクタにおける供給圧と真空度との関係はそれぞれ図示されるように同様に変化した。１０タイプについては、僅かな差が認められる程度であり、長さＬを相違させても、真空度の差はあまりなかった。図５（Ａ）（Ｂ）においては、それぞれ長さ寸法Ｌを１１ｍｍとした場合の測定結果を示し、図５（Ｃ）においては、長さ寸法Ｌを１６ｍｍとした場合を実線で示し、寸法Ｌを４１ｍｍとした場合を一点鎖線で示す。
　図６（Ａ）～（Ｃ）は、上述した３種類のタイプについて、消音部材４５の長さ寸法Ｌを相違させた場合における供給圧と吸込流量との関係の測定結果を示す。測定に使用したエジェクタ１０の排気口４８の内径Ｄは３ｍｍである。吸込流量は、エジェクタ１０により得られた負圧により吸着具１７に吸引される空気の流量である。０５タイプと０７タイプについては、図６（Ａ）（Ｂ）において寸法Ｌを最も短くしたＬ寸法１１ｍｍのエジェクタの測定結果を示すが、他の長さとした場合でも吸込流量には大きな変化はなかった。１０タイプについては、図６（Ｃ）において、Ｌ寸法が最も短いＬ＝１１ｍｍのエジェクタを実線で示し、最も長いＬ＝４６ｍｍのエジェクタを一点鎖線で示しており、他の寸法のエジェクタはこれらの間の吸込流量となった。
　図５および図６に示すように、マフラ４１の長さ寸法に対応する消音部材４５の長さ寸法Ｌは、得られる負圧空気の真空度と吸込流量には大きな影響を与えないことが判明した。
　図７（Ａ）～（Ｃ）は、上述した３種類のタイプについて、消音部材４５の長さ寸法Ｌと騒音性能との関係を示す。この測定に使用したエジェクタ１０の排気口４８の内径Ｄは、図５および図６に示した場合と同様に３ｍｍである。図７においては、上述した８種類を符号１～８で示しており、符号１で示すエジェクタの寸法Ｌは、１１ｍｍであり、２～８のエジェクタの寸法Ｌは、順次、１６，２１，２６，３１，３６，４１，４６ｍｍである。
　この結果から分かるように、寸法Ｌを大きくすれば消音性能が高まるが、寸法Ｌを５０ｍｍ以上に設定すると、エジェクタ１０を大型化することになり、寸法Ｌとしては、２０～５０ｍｍの範囲の長さにすれば、３つのタイプ全てについて、消音性能を確保することができる。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、０５タイプと０７タイプについては、寸法Ｌを２１ｍｍから３６ｍｍに長くすると、騒音の低下率大きいことが判明しており、寸法Ｌを２０～５０ｍｍの範囲に設定すると、実用上好ましい消音効果となる。特に、寸法Ｌを４０～５０ｍｍの範囲に設定すると、消音効果をより高めることができる。
　図５～図７に示すように、消音部材４５の長さ寸法Ｌが大きい方が吸音性能を高くすることかできるが、過度に長くすると、エジェクタ１０を大型化させることになる。したがって、上述した３タイプについては、長さ寸法Ｌを２０～５０ｍｍの範囲に設定すれば、所望の消音性能を確保でき、４０～５０ｍｍの範囲に設定すると、より消音効果を高くできることが判明した。しかも、消音部材４５の長さ寸法Ｌは、真空度と吸込流量には大きな影響を与えないことが判明した。
　図８（Ａ）～（Ｃ）は、上述した３種類のタイプについて、排気口４８の内径Ｄを相違させた場合における供給圧と真空度との関係の測定結果を示す。この測定は、内径Ｄをそれぞれφ1、φ1.5、φ2、φ2.5、およびφ3の５種類について行った。図８（Ａ）はφ1とφ3についての測定結果を示し、図８（Ｂ）はφ1，φ1.5およびφ3についての測定結果を示す。図８（Ｃ）はφ1.5、φ2、φ2.5、およびφ3についての測定結果を示す。
　この測定結果により、０５タイプについては内径Ｄを１ｍｍ以上とし、０７タイプについては内径Ｄを１．５ｍｍ以上とし、１０タイプについては内径Ｄを２ｍｍ以上とすれば、エジェクタにより得られる負圧の真空度としては、十分であることが判明した。つまり、内径Ｄをノズル内径ｄの２倍以上に設定すれば、必要な真空度を得ることが判明した。
　図９（Ａ）～（Ｃ）は、上述した３種類のタイプについて、排気口４８の内径Ｄを相違させた場合における供給圧と吸込流量との関係の測定結果を示す。この測定は、図８に示した測定結果と同様に、内径Ｄをそれぞれφ1、φ1.5、φ2、φ2.5、およびφ3の５種類について行った。図９（Ｃ）に示すように、１０タイプについては内径Ｄを１ｍｍとした場合には、吸込流量としては不十分であったが、他の内径では十分な吸込流量が得られた。０５タイプと０７タイプについては、それぞれの内径Ｄで十分であった。
　図８および図９に示す測定結果により、真空度と吸込流量を確保するには、排気口４８の内径Ｄをノズル内径ｄの２倍以上に設定すると好ましいことが判明した。
　図１０（Ａ）～（Ｃ）は、上述した３種類のタイプについて、排気口４８の内径Ｄと騒音性能との関係の測定結果を示す。この測定により、図１０（Ａ）に示すように、０５タイプについては内径Ｄを2.5ｍｍ以下、つまりノズル内径ｄの５倍以下とすれば、十分な消音効果が得られることが判明した。図１０（Ｂ）に示すように、０７タイプについては、内径Ｄを1.5ｍｍ～2.5ｍｍの範囲、つまりノズル内径ｄの約２倍～４倍の範囲とすれば、十分な消音効果が得られることが判明した。図１０（Ｃ）に示すように、１０タイプについては、内径Ｄを2.0～3.0ｍｍの範囲、つまりノズル内径ｄの約２～３倍の範囲とすれば、十分な消音効果が得られることが判明した。
　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ノズル内径としては上述した３種類に限られることなく、種々の径とすることができる。エジェクタブロック１１には、電磁弁ブロック３１やフィルタ３８等が取り付けられているが、これらの部材をエジェクタブロック１１から分離して配置するようにしても良い。
　本発明のエジェクタは、小型の電子部品を吸着して搬送するための装置に適用される。

Claims (4)

  1. 　基端に給気ポートが連通するエジェクタ収容孔が形成されたエジェクタブロックと、
    　前記エジェクタ収容孔の基端部側に配置され前記給気ポートからの圧縮空気を絞った後に拡散して噴出するノズルと、
    　前記エジェクタ収容孔に前記ノズルの下流側に位置させて配置され、前記ノズルから噴出された空気と吸引ポートから流入した空気とを吐出する噴出ポートが形成されて前記ノズルとともにエジェクタを構成するディフューザと、
    　前記噴出ポートを覆う円筒部および当該円筒部の先端に一体となった先端壁部を有し、内部に前記噴出ポートから吐出された空気が流入する消音室が形成されたマフラ本体と、
    　前記円筒部内に配置される円筒形状の消音部材と、
    　前記噴出ポートに対向させて前記先端壁部に前記エジェクタと同軸に設けられる排気口とを有することを特徴とするエジェクタ。
  2. 　請求項１記載のエジェクタにおいて、前記消音部材と前記円筒部の内周面との間に消音隙間を形成することを特徴とするエジェクタ。
  3. 　請求項１または２記載のエジェクタにおいて、前記ノズルの内径を0.5～1.0ｍｍとし、前記消音部材の長さを20～50ｍｍとすることを特徴とするエジェクタ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項記載のエジェクタにおいて、前記ノズルの内径を0.5～1.0ｍｍとし、前記排気口の内径を前記ノズル内径の２～４倍とすることを特徴とするエジェクタ。
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