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明 細 書

発明の名称 吸引装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005   0006   0007   0008   0009   0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059  

符号の説明

0060  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25  

明 細 書

発明の名称 : 吸引装置

技術分野

[0001]
 本発明は、ベルヌーイ効果を利用して材料を吸引する装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、半導体ウェーハやガラス基板等の板状部材を、ベルヌーイ効果を利用して吸引するための装置が知られている。例えば、特許文献1には、その凹部内に旋回流を形成して負圧を発生することにより被吸引物を吸引する旋回流形成体を備える吸引装置が記載されている。この吸引装置は、旋回流形成体が備える凹部から流出する流体の流れを規制して、当該流体を被吸引物から離れる方向に案内する案内部を備え、被吸引物を安定的に吸引することができる。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2017-35350号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 本発明は、上記の技術に鑑みてなされたものであり、負圧発生領域から離れた位置に存在する被吸引物を吸引可能な吸引装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005]
 上記の課題を解決するため、本発明に係る吸引装置は、柱状の本体と、前記本体に形成される平坦状の端面と、前記端面に形成される凹部と、前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、前記負圧により吸引される流体を通すように形成された板体と、一端側は前記本体に固定され、他端側は前記板体を前記端面に対向するように保持する保持部材であって、前記端面と前記板体の間に、前記凹部から流出する流体が流れるための間隙が形成されるように前記板体を保持する保持部材と、前記負圧により吸引される流体を通しつつ、前記凹部内への前記被吸引物の進入を阻害するように、その一端が前記板体に固定される1以上の筒体とを備える。
[0006]
 好ましい態様において、前記1以上の筒体は蛇腹形状を有してもよい。
[0007]
 別の態様において、前記1以上の筒体は複数の筒体であってもよい。
[0008]
 さらに別の態様において、前記1以上の筒体の他端は複数の切り欠きを有してもよい。
[0009]
 さらに別の態様において、前記1以上の筒体の他端の開口面積は、前記凹部の開口面積よりも小さくてもよい。
[0010]
 また、本発明に係る別の吸引装置は、柱状の本体と、前記本体に形成される平坦状の端面と、前記端面に形成される凹部と、前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、前記負圧により吸引される流体を通しつつ、前記凹部内への前記被吸引物の進入を阻害するように、その一端が前記端面に固定される筒体であって、前記凹部から流出する流体が流れるための孔部をその側壁に備える筒体とを備える。

発明の効果

[0011]
 本発明に係る吸引装置によれば、筒体を備えない場合と比較して、負圧発生領域からより離れた位置に存在する被吸引物を吸引することができる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 吸引装置10の一例の斜視図である。
[図2] 吸引装置10の一例の上面図である。
[図3] 吸引装置10の一例の側面図である。
[図4] 吸引装置10の一例の底面図である。
[図5] 図2のA-A線断面図である。
[図6] 旋回流形成体1の一例の斜視図である。
[図7] 旋回流形成体1の一例の上面図である。
[図8] 図7のB-B線断面図である。
[図9] 図8のC-C線断面図である。
[図10] 旋回流形成体5の下面の一例を示す斜視図である。
[図11] 旋回流形成体5の上面の一例を示す斜視図である。
[図12] 図11のD-D線断面図である。
[図13] 環状板6が着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。
[図14] 図13とは別の方向から見た斜視図である。
[図15] 環状板6Aが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1Aの一例を示す斜視図である。
[図16] 図15とは別の方向から見た斜視図である。
[図17] 環状板6Bが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。
[図18] 環状板6Cが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。
[図19] 筒体4Aの一例を示す斜視図である。
[図20] 筒体4Bの一例を示す斜視図である。
[図21] 筒体4Cの一例を示す斜視図である。
[図22] 筒体4Dの一例を示す斜視図である。
[図23] 筒体4Eの一例を示す斜視図である。
[図24] 筒体4Fの一例を示す斜視図である。
[図25] 吸引装置10Aの一例を示す側面図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
1.実施形態
 図1は、本実施形態に係る吸引装置10の一例の斜視図である。図2は、吸引装置10の一例の上面図である。図3は、吸引装置10の一例の側面図である。図4は、吸引装置10の一例の底面図である。図5は、図2のA-A線断面図である。これらの図に示す吸引装置10は、苺、梅、桃等の食品を吸引して保持し、搬送するための装置である。この吸引装置10は、例えば、ロボットアームの先端に取り付けられて使用される。この吸引装置10は、旋回流形成体1と、旋回流形成体1に対して4つのスペーサ3を介してねじ止めされる返し付き環状板2と、返し付き環状板2にねじ止めされる筒体4とを備える。なお、ねじ止めは固定方法の一例である。以下、各構成要素について説明する。
[0014]
 図6は、旋回流形成体1の一例の斜視図である。図7は、旋回流形成体1の一例の上面図である。図8は、図7のB-B線断面図である。図9は、図8のC-C線断面図である。これらの図に示す旋回流形成体1は、旋回流を形成してベルヌーイ効果により被吸引物を吸引する装置である。この旋回流形成体1は、本体11と、端面12と、凹部13と、2個の噴出口14と、傾斜面15とを備える。本体11は、円柱形状を有し、アルミニウム合金等の材料からなる。端面12は、本体11の一の面(具体的には、被吸引物に臨む面)(以下、「底面」という。)に平坦状に形成される。凹部13は、端面12に形成され、円柱形状を有する有底孔である。凹部13は、本体11と同軸に形成される。2個の噴出口14は、凹部13に面する本体11の内周側面111に形成される。2個の噴出口14は、内周側面111の軸方向中央より底側に配置される。また、2個の噴出口14は、互いに対向するように配置される。具体的には、本体11又は凹部13の中心軸の軸心を中心に点対称に配置される。旋回流形成体1に供給された流体は各噴出口14を介して凹部13内に吐出される。ここで流体とは、例えば、圧縮空気等の気体や、純水や炭酸水等の液体である。傾斜面15は、本体11の開口端に形成される。
[0015]
 また、旋回流形成体1は、供給口16と、環状通路17と、連通路18と、2本の供給路19とを備える。供給口16は、円形状を有し、本体11の上面(すなわち、底面と反対側の面)の中央に形成される。供給口16は、例えばチューブを介して、図示せぬ流体供給ポンプに接続され、供給口16を介して本体11内に流体が供給される。環状通路17は、円筒形状を有し、凹部13を囲むように本体11の内部に形成される。環状通路17は、凹部13と同軸に形成される。環状通路17は、連通路18から供給される流体を供給路19に供給する。連通路18は、本体11の内部に形成され、本体11の底面又は上面の半径方向に直線状に延びる。連通路18は、その両端部において環状通路17と連通する。連通路18は、供給口16を介して本体11内に供給される流体を環状通路17に供給する。2本の供給路19は、端面12に対して略平行、且つ凹部13の外周に対して接線方向に延びるように形成される。2本の供給路19は、互いに平行に延びる。各供給路19は、その一端が環状通路17と連通し、他端が噴出口14と連通する。各供給路19は、凹部13内に流体の旋回流を形成する。各供給路19は、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。
[0016]
 次に、返し付き環状板2は、旋回流形成体1から流出する流体を、被吸引物の位置から離れる方向に案内するための部材である。この返し付き環状板2は、アルミニウム合金等の材料からなる。この返し付き環状板2は、環状板21と、環状板21の外縁から筒状に延びる案内部22とを備える。環状板21は、円環状の形状を有し、その外径は端面12の外径よりも大きく、その内径は端面12の内径(言い換えると、凹部13開口の直径)よりも小さくなるように形成される。この環状板21は、旋回流形成体1が発生させる負圧により吸引される流体を通すように形成される。この環状板21は、本発明に係る「板体」の一例である。案内部22は、円筒形状を有し、返し付き環状板2が旋回流形成体1に取り付けられたときに本体11の外周側面(換言すると、凹部13の開口の外周)を囲むように形成される。案内部22は、その内周面221が本体の外周側面と接触しないように形成される。案内部22の軸方向の長さは、図示の例では本体11の軸方向の1/2の長さよりも短いが、これよりも長くてもよい。案内部22は、旋回流形成体1の凹部13から端面12に沿って流出する流体の流れを規制して、当該流体を被吸引物の位置(正確には、吸引開始前の位置)から離れる方向に案内する。案内部22は特に、凹部13から端面12に沿って流出する流体の、径方向成分を有する方向への流れを規制する。そして、当該流体を、被吸引物の吸引方向の方向成分を含む方向に案内する。より具体的には、凹部13から流出する流体を案内部22の内周面221に沿って、図5においては上方向に案内する。
[0017]
 次に、4つのスペーサ3は、旋回流形成体1の端面12と返し付き環状板2の環状板21の間に、凹部13から流出する流体が流れるための間隙(流路)が形成されるように返し付き環状板2を保持するための部材である。これら4つのスペーサ3は、本発明に係る「保持部材」の一例である。各スペーサ3は、一端側が本体11の端面12に固定され、
他端側が環状板21の一方の面(具体的には、端面12に対向する側の面)に固定される。その際、各スペーサ3は等間隔に配置される。各スペーサ3は、アルミニウム合金等の材料からなり、円柱形状を有する。4つのスペーサ3により形成される流路は端面12及び環状板21に対して平行に形成され、凹部13から流出する流体は、環状板21の開口から流出せずに、この流路に沿って流れて(すなわち、端面12と環状板21の表面と平行に流れて)、案内部22の内周面221に衝突する。このスペーサ3の高さ(すなわち、端面12と環状板21との間のギャップ)は、流体供給ポンプから吸引装置10に対して供給される流体の流量に応じて設定される。例えば、当該高さは、凹部13から流出する流体が、環状板21の開口を通過せずに、スペーサ3により端面12と環状板21との間に形成される流路を通過するように設定される。その際、吸引装置10の吸引力が落ちないように、なるべくスペーサ3の高さは低い方が好ましい。
[0018]
 なお、スペーサ3は、好ましくは、当該部材により端面12と環状板21との間に形成される流路を阻害しない位置に配置される。言い換えると、流路が形成されない位置(又は、流量が他の位置と比較して少ない位置)に配置される。これは、凹部13から流出する流体とスペーサ3とが衝突することで乱流が発生することを防止するためである。なお、凹部13から流出する流体の流路は、凹部13の直径や深さ及び流体の流速によって決定される。また、ここで流路とは、例えば、1つの噴出口14から吐出され、凹部13から流出する流体分子のベクトルの合成により表される。
[0019]
 次に、筒体4は、ゴム等の弾性材料からなる蛇腹状の円筒体であって、旋回流形成体1により吸引された被吸引物を保持するための部材である。この筒体4は、旋回流形成体1が発生させる負圧により吸引される流体を通しつつ、凹部13内への被吸引物の進入を阻害するように、その一端が返し付き環状板2に固定される。言い換えると、凹部13と同軸に固定される。この筒体4のくびれ部の内径は、凹部13の内径と被吸引物の最大径よりも小さく、その他端は、被吸引物に向かって拡径している。この筒体4の高さは、流体供給ポンプから吸引装置10に対して供給される流体の流量や、被吸引物の種類に応じて設定される。なお、筒体4の形状は、円筒に限られず、角筒や楕円筒等であってもよい。
[0020]
 次に、以上説明した吸引装置10の吸引動作について説明する。旋回流形成体1の供給口16に対して流体供給ポンプから流体が供給されると、その流体は、連通路18、環状通路17及び供給路19を通って噴出口14から凹部13内に吐出される。凹部13に吐出された流体は、凹部13内において旋回流となって整流され、その後、凹部13の開口から流出する。その際、筒体4の開口41に対向する位置に、例えば、被吸引物として苺が存在した場合、凹部13への外部流体の流入が制限され、旋回流の遠心力とエントレインメント効果により、旋回流中心部の単位体積あたりの流体分子の密度が小さくなり、凹部13内に負圧が発生する。その結果、吸引装置10の周囲の流体は、筒体4の開口41を介して凹部13内への流入を開始し、苺は、周囲の流体によって押圧されて吸引装置10側に引き寄せられる。吸引装置10に引き寄せられた苺は、例えばその先端部分が筒体4の開口41に陥入し、その位置決めがなされる。一方、凹部13の開口から流出した主な流体は、返し付き環状板2の開口を通過せずに、返し付き環状板2と端面12との間に形成された流路を通って、吸引装置10の外へ流出する。
[0021]
 以上説明した吸引装置10によれば、筒体4により周囲の流体の流入が限定されることで、負圧発生領域から離れた位置に存在する被吸引物を吸引することができる。また、筒体4が伸縮可能な蛇腹形状を有しているため、吸引装置10が被吸引物を吸引する際に芯ずれが発生していたとしても、筒体4が被吸引物の形状に合わせて変形することで、被吸引物を安定的に吸引保持することができる。また、筒体4が蛇腹状であるため、被吸引物が筒体4と接触することで生じる被吸引物の損傷を抑えることができる。また、筒体4が蛇腹状であるため、吸引装置10と被吸引物との間の上下方向のクリアランスの確保が容易となる。言い換えると、被吸引物の各々に高さのばらつきがあったとしても、筒体4の伸縮性が当該ばらつきを吸収してくれる。
[0022]
 また、上記の吸引装置10によれば、凹部13から流出する主な流体は、筒体4の開口41を通らずに吸引装置10の外へ流出するため、筒体4の開口41から流出した流体が被吸引物と衝突して、被吸引物がばたついたり回転したりする現象が抑制される。また、旋回流形成体1から流出する流体を、被吸引物の位置から離れる方向に案内することができる。
[0023]
 また、上記の吸引装置10によれば、旋回流を形成してベルヌーイ効果により被吸引物を吸引する仕組みであるため、真空吸引の場合と比較して、筒体4の開口41が被吸引物により完全に塞がれていなくても(すなわち真空状態が形成されなくても)、被吸引物を吸引保持することができる。また、吸引した流体はすべて吸引装置10の外に排出され、凹部13や噴出口14に侵入することがないため、被吸引物により流体の供給路が汚染されることが防止される。
[0024]
2.変形例
 上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。なお、以下の変形例は互いに組み合わせてもよい。
[0025]
2-1.変形例1
 上記の実施形態に係る旋回流形成体1の本体11と凹部13の形状は、円柱に限られず、例えば角柱や楕円柱でもよい。また、凹部13に面する本体11の内周側面111には、開口に向かって拡径するテーパが形成されてもよい。また、凹部13内には、その外周側面と本体11の内周側面111との間に流体流路を形成する凸部が形成されてもよい(例えば、特開2016-159405号公報の図13参照)。また、旋回流形成体1に設けられる噴出口14及び供給路19の数は、2つに限られず1つであっても3つ以上であってもよい。また、噴出口14の配置は、内周側面111の軸方向中央よりも底側に限られず、軸方向中央や端面12側でもよい。また、傾斜面15の形成は省略されてもよい。また、供給口16の形状は、円形に限られず、例えば矩形や楕円でもよい。また、供給口16は、本体11上面ではなく側面に形成されてもよい。また、2本の供給路19は、必ずしも互いに平行に延びていなくてもよい。
[0026]
 また、上記の実施形態に係る吸引装置10において、旋回流形成体1に代えて、放射流を形成してベルヌーイ効果により被吸引物を吸引する装置である放射流形成体を採用してもよい(例えば、特開2016-159405号公報の図12参照)。この放射流形成体は、柱状の本体と、本体に形成される平坦状の端面と、端面に形成される凹部と、凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する放射流形成手段とを備える。ここで、この放射流形成手段は、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。
[0027]
 また、上記の実施形態に係る吸引装置10において、旋回流形成体1に代えて、旋回流を形成してベルヌーイ効果により被吸引物を吸引する装置である、電動ファンを用いた非接触チャックを採用してもよい(例えば、特開2011-138948号公報参照)。この非接触チャックは、柱状の本体と、本体に形成される平坦状の端面と、端面に形成される凹部と、凹部内に流体の旋回流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する旋回流形成手段とを備える。ここで、この旋回流形成手段は、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。
[0028]
 また、上記の実施形態に係る吸引装置10において、旋回流形成体1に代えて、以下に説明する旋回流形成体5を採用してもよい。
[0029]
 図10は旋回流形成体5の下面の一例を示す斜視図である。図11は旋回流形成体5の上面の一例を示す斜視図である。図12は、図11のD-D線断面図である。これらの図に示す旋回流形成体5は、旋回流を形成してベルヌーイ効果により被吸引物を吸引する装置である。この旋回流形成体5は、中央に断面円形の貫通孔52(本発明に係る「凹部」の一例)を有する略環状の柱体である本体51と、本体51の下面に形成され、被吸引物と対向する平坦状の第1端面53と、本体51の上面に形成された平坦状の第2端面54と、貫通孔52に面する本体51の内周面511に形成された2つの噴出口55と、本体51の外周面512に形成された2つの供給口56と、噴出口55と供給口56とを連通する2本の直線状の流体通路57(本発明に係る「流体流形成手段」の一例)と、略円板状のカバー58と、カバー58を第2端面54に対して略平行に対向するように固定的に保持する保持部材である4つのスペーサ59とを有する。
[0030]
 本体51の中心軸に略垂直な断面の外周は、対向する外周の一部を各々直線状に切り欠いた円の形状を有する。本体51の内周面511は、噴出口55から噴出された流体を被吸引物から離れる方向に案内して貫通孔52から排出させるように形成される。より具体的には、第2端面54の開口に案内して貫通孔52から排出させるように形成される。さらに具体的には、内周面511の、本体51中心軸に略垂直な断面の面積が、第1端面53の開口から第2端面54の開口にかけて漸次拡径するように形成される。すなわちテーパ状に形成される。
[0031]
 貫通孔52は本体51の中心軸方向に直線状に延びるように形成される。貫通孔52は第1端面53に開口するとともに第2端面54に開口する。
[0032]
 第1端面53及び第2端面54は本体51の中心軸に対して略垂直に形成される。
[0033]
 2つの噴出口55は内周面511において本体51の中心軸方向中央に形成される。また本体51の中心軸に対して点対称となるように形成される。2つの供給口56は外周面512において本体51の中心軸方向中央に形成される。また本体51の中心軸に対して点対称となるように形成される。また各々、例えばチューブを介して、図示せぬ流体供給ポンプに接続される。
[0034]
 2つの流体通路57は本体51の内周に対して接線方向に延びるように形成される。また互いに略平行に延びるように形成される。また本体51の中心軸に略垂直に延びるように形成される。また各々噴出口55の手前で縮径するように形成される。2つの流体通路57は噴出口55から貫通孔52内に流体を噴出させる。貫通孔52内に噴出された流体はコアンダ効果により本体51の内周面に沿って流れ、貫通孔52内において旋回流を形成する。形成された旋回流を構成する流体分子のうち大部分は、その流体分子が供給された流体通路57が延びる方向に対して約45度の角度で貫通孔52から第2端面54に沿って流出する。貫通孔52内に形成された旋回流は貫通孔52の中央部の静止流体を巻き込むこと(エントレインメント)により貫通孔52の中央部に負圧を発生させる。この負圧により、第1端面53に対向する板状部材は吸引される。なお、流体分子が貫通孔52から第2端面54に沿って流出する角度は貫通孔52の直径や深さ及び流体の流速によって決定され、上記の約45度の角度はあくまで一例である。
[0035]
 カバー58は、本体51の中心軸に略垂直な断面の外周と同様の形状を有する。カバー58は貫通孔52を覆い、貫通孔52への外部流体(具体的には気体や液体)の流入を制限する。
[0036]
 4つのスペーサ59は各々円柱の形状を有する。4つのスペーサ59は第2端面54の外周に沿って等間隔に取り付けられる。その際、第2端面54からカバー58に向かって略垂直に延びるように取り付けられ、本体51とカバー58とを連結する。各スペーサ59は本体51とカバー58とに対し、例えばねじ止めにより固定される。4つのスペーサ59は第2端面54とカバー58との間に、貫通孔52から流出する流体が流れるための流路を形成する。この流路を通過した流体は旋回流形成体5の外部へと流れ出る。4つのスペーサ59の高さ(言い換えると第2端面54とカバー58との間のギャップ)は、流体供給ポンプから旋回流形成体5に対して供給される流体の流量に応じて設定される。4つのスペーサ59は第2端面54において、貫通孔52から流出する流体の流路を阻害しない位置に取り付けられることが望ましい。これは、貫通孔52から流出する流体がスペーサ59に衝突して乱流が発生することを防止するためである。貫通孔52から流出する流体の流路は貫通孔52の直径や深さ及び流体の流速によって決定されるが、4つのスペーサ59は例えば、流体通路57が延びる方向と略45度の角度をなす線上に取り付けられないことが望ましい。
[0037]
 以上説明した旋回流形成体5に対してチューブを介して流体を供給すると、供給された流体は供給口56と流体通路57とを通って噴出口55から貫通孔52内に噴出される。貫通孔52内に噴出された流体は貫通孔52内において旋回流として整流される。そして旋回流を構成する流体分子の大部分は内周面511に案内されて貫通孔52から第2端面54に沿って流出する。その際、第1端面53に対向して被吸引物が存在する場合には、貫通孔52への外部流体(具体的には、気体や液体)の流入が制限された状態において、旋回流の遠心力と巻き込みにより旋回流の中心部の単位体積あたりの流体分子の密度が小さくなる。すなわち旋回流の中心部に負圧が発生する。その結果、被吸引物は周囲の流体によって押圧されて第1端面53側に引き寄せられる。
[0038]
 このように旋回流形成体5では貫通孔52から流出する流体分子の大部分が第2端面54に沿って流出するため、第1端面53に沿って流出する流体分子の量が仮に存在するとしてもわずかとなる。そのため、第1端面53に沿って流出する流体と被吸引物とが衝突して被吸引物が振動したり回転したりしてしまう現象が、流体を第2端面54側から流出させない場合と比較して抑制される。その結果、被吸引物のより安定的な吸引、保持及び搬送が実現される。また、振動(ばたつき)に起因する被吸引物の損傷が抑制される。すなわち旋回流形成体5では、貫通孔52内で形成される旋回流の吸引力のみを分離して利用することを可能にする。
[0039]
2-2.変形例2
 上記の実施形態に係る返し付き環状板2の環状板21の形状は、円環に限られず、例えば角環や楕円環でもよい。また、環状板21の外径は、必ずしも端面12の外径よりも大きくなくてもよく、環状板21の内径は、必ずしも端面12の内径よりも小さくなくてもよい。また、環状板21の開口に、メッシュや多孔質材料(ポーラス材料)を取り付けてもよい(例えば、特開2016-159405号公報の図6参照)。また、返し付き環状板2において、案内部22を省略してもよい。
[0040]
 上記の実施形態に係るスペーサ3の数は、4つに限られず3つ以下であっても5つ以上であってもよい。また、スペーサ3の配置は、端面12の外縁に限られず径方向中央や内縁でもよい。また、スペーサ3は、必ずしも等間隔に形成されなくてもよい。また、スペーサ3の断面形状は、円形に限られず、例えば矩形や楕円でもよい。
[0041]
 また、上記の実施形態に係る吸引装置10において、返し付き環状板2及びスペーサ3に代えて、以下に説明する環状板6を採用してもよい。
[0042]
 図13は、環状板6が着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。図14は、図13とは別の方向から見た斜視図である。これらの図に示す環状板6は、環状板本体61(本発明に係る「板体」の一例)と、4つの保持部材62とを備え、各保持部材62を外側に押し広げて、保持部材62間に旋回流形成体1を挟み込むことで、旋回流形成体1に取り付けられる。環状板本体61は、円環状の形状を有し、旋回流形成体1が発生させる負圧により吸引される流体を通す。4つの保持部材62は、一端側が本体11に着脱可能に固定され、他端側が環状板本体61を端面12に対向するように保持する。4つの保持部材62は、端面12と環状板本体61の間に、凹部13から流出する流体が流れるための流路が形成されるように環状板本体61を保持する。また、環状板本体61と4つの保持部材62は、一体に成形される。
[0043]
 環状板本体61は、板ばね材よりなり、円環状の形状を有する。環状板本体61は、その外径が端面12の外径と略同一となり、その内径が端面12の内径(換言すると、凹部13開口の直径)と略同一となるように形成される。環状板本体61は、4つのスペーサ611を備える。4つのスペーサ611は、各々、端面12と環状板本体61の間に両者の間隔を形成するように設けられ、後述する保持部材62の爪部621との間で本体11を挟み込む(挟持する)とともに、凹部13から流出する流体が流れるための流路を形成する。4つのスペーサ611は、環状板本体61の外縁に等間隔で形成される。4つのスペーサ611は、エンボス加工により円形かつ略同一の高さとなるように形成される。4つのスペーサ611の高さは、端面12と環状板本体61との間のギャップを規定し、当該高さは、流体供給ポンプから吸引装置10に対して供給される流体の流量に応じて設定される。例えば、当該高さは、凹部13から流出する流体が、環状板本体61の開口を通過せずに、スペーサ611により端面12と環状板本体61との間に形成される流路を通過するように設定される。その際、吸引装置10の吸引力が落ちないように、なるべくスペーサ611の高さは低い方が好ましい。
[0044]
 4つの保持部材62は、各々、環状板本体61の周縁から等間隔で延びる細長い板ばね材を、環状板本体61に対して略垂直に折り曲げて形成される。板ばね材は、本体11の軸方向の長さよりも長くなるように形成される。板ばね材を折り曲げる際、その角度は、旋回流形成体1に環状板6を取り付けたときに、旋回流形成体1の本体11側面が、各保持部材62の復元力(弾性力)により押圧されて、本体11が各保持部材62の間で挟持されるように調整される。4つの保持部材62の端部には、各々、爪部621が形成される。爪部621は、本体11の上面の外縁に掛止される(換言すると、引っ掛けて固定される)。爪部621は、保持部材62をなす板ばね材の端部を、板ばね材が延びる方向に対して略垂直に内側に折り曲げて形成される。その際、板ばね材を折り曲げる角度は、旋回流形成体1に環状板6を取り付けたときに、旋回流形成体1の本体11の上面及び底面が、爪部621の復元力(弾性力)により押圧されて、本体11が爪部621とスペーサ611との間で挟持されるように調整される。爪部621は、旋回流形成体1に環状板6を取り付けたときに、上面に対して凸となるようにV曲げ加工が施される。
[0045]
 以上説明した環状板6を採用した場合、環状板6は旋回流形成体1に対して工具を用いずとも着脱可能に取り付けられているため、旋回流形成体1と環状板6の間に挟まったゴミを除去したり、環状板6単体で洗浄したりすることが容易である。
[0046]
 以下さらに、環状板6の変形例について説明する。
 図15は、環状板6の変形例である環状板6Aが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1Aの一例を示す斜視図である。図16は、図15とは別の方向から見た斜視図である。これらの図に示す環状板6Aは、支持部材が旋回流形成体1Aの本体側面に固定される点と、スペーサを備えない点において環状板6と相違している。以下、これらの相違点について説明する。
[0047]
 旋回流形成体1Aは、旋回流形成体1と比較して、4つの溝部112をさらに備える。4つの溝部112は、本体11側面に等間隔に形成される。4つの溝部112は、本体11側面の軸方向中央より上面側に形成される。4つの溝部112は、その周方向の長さが、端面12外周の円弧の1/4の長さよりも短くなるように形成される。4つの溝部112は、各々、軸方向に並べられた、周方向に延びる3つのV字状の溝(換言すると、スリット)により構成される。4つの溝部112の各々には、後述する環状板6Aの爪部621Aが係止される。
[0048]
 環状板6Aは、環状板本体61と、4つの保持部材62Aとを備える。環状板本体61については、上記の環状板6と重複するため、その説明を省略する。4つの保持部材62Aは、一端側が本体11に着脱可能に固定され、他端側が環状板本体61を端面12に対向するように支持する。4つの保持部材62Aは、端面12と環状板本体61の間に間隙が形成されるとともに、凹部13から流出する流体が流れるための流路が形成されるように環状板本体61を保持する。また、環状板本体61と4つの保持部材62Aは、一体に成形される。
[0049]
 4つの保持部材62Aは、各々、環状板本体61の周縁から等間隔で延びる細長い板ばね材を、環状板本体61に対して略垂直に折り曲げて形成される。板ばね材は、本体11の軸方向の1/2の長さよりも長く、かつ、本体11の軸方向の全体の長さよりも短くなるように形成される。板ばね材を折り曲げる際、その角度は、旋回流形成体1Aに環状板6Aを取り付けたときに、旋回流形成体1Aの本体11側面が、各保持部材62Aの復元力(弾性力)により押圧されて、本体11が各保持部材62Aの間で挟持されるように調整される。4つの保持部材62Aの端部には、各々、爪部621Aが形成される。爪部621Aは、保持部材62Aの復元力(弾性力)により本体11の溝部112に係止される(換言すると、係り合わせて固定される)。その結果、環状板6Aの旋回流形成体1Aに対する上下方向の位置が固定される。爪部621Aは、保持部材62Aをなす板ばね材の端部に、旋回流形成体1Aに環状板6Aを取り付けたときに本体11側面に対して凸となるようにV曲げ加工を施して形成される。
[0050]
 以上説明した環状板6Aを採用した場合、上記の環状板6で得られる利点に加えて、スペーサを形成する必要がないという利点がある。これは、環状板6Aの爪部621Aが旋回流形成体1Aの溝部112に係止されて、環状板6Aの旋回流形成体1Aに対する上下方向の位置が固定され、その結果、端面12と環状板本体61の間に間隙が保持されるからである。また、環状板6Aが係止される本体11の溝を変更することで、端面12と環状板本体61との間のギャップを調整することができるという利点がある。
[0051]
 次に、図17は、環状板6の別の変形例である環状板6Bが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。同図に示す環状板6Bは、案内部612を備えている点において上記の環状板6と相違している。この案内部612は、円筒形状を有し、環状板6Bが旋回流形成体1に取り付けられたときに本体11の外周側面(換言すると、凹部13の開口の外周)を囲むように形成される。案内部612は、その内周面が本体の外周側面と接触しないように形成される。案内部612の軸方向の長さは、図示の例では本体11の軸方向の1/2の長さよりも短いが、これよりも長くてもよい。案内部612は、旋回流形成体1の凹部13から端面12に沿って流出する流体の流れを規制して、当該流体を被吸引物の位置(正確には、吸引開始前の位置)から離れる方向に案内する。案内部612は特に、凹部13から端面12に沿って流出する流体の、径方向成分を有する方向への流れを規制する。そして、当該流体を、被吸引物の吸引方向の方向成分を含む方向に案内する。より具体的には、凹部13から流出する流体を案内部612の内周面に沿って図中上方向に案内する。
[0052]
 次に、図18は、環状板6の別の変形例である環状板6Cが着脱可能に取り付けられた旋回流形成体1の一例を示す斜視図である。同図に示す環状板6Cは、各保持部材62Bの爪部621Bが、ねじ止めにより旋回流形成体1の本体11上面に固定され、環状板本体61Aが旋回流形成体1に対して工具を用いることで着脱可能なように取り付けられている点と、環状板本体61Aがスペーサを備えていない点において環状板6と相違している。爪部621Bは、平坦状に形成される点においてのみ環状板6の爪部621と相違する。爪部621Bが本体11上面にねじ止めされていることで、環状板6Cの旋回流形成体1に対する上下方向の位置が固定され、その結果、端面12と環状板本体61Aの間に間隙が保持される。そのため、環状板6Cではスペーサが不要となる。なお、ねじ止めに代えて、磁力や摩擦力により爪部621Bを旋回流形成体1の本体11上面に固定してもよい。
[0053]
2-3.変形例3
 図19~21は、上記の実施形態に係る筒体4の変形例を示す図である。図19に示す筒体4Aは、そのくびれ部の内径がより小さい点において筒体4と相違している。筒体4Aのくびれ部の内径は、旋回流形成体1の凹部13の内径の1/2以下となっている。そのため、筒体4Aを使用すれば、より小さい被吸引物を吸引保持することが可能となる。図20に示す筒体4Bは、被吸引物を保持する側の端部に複数の切り欠きを有する点において筒体4と相違している。より具体的には筒体4Bの端部は、鋸歯状の形状を有し、被吸引物に向かって拡径している。なお、切り欠きの形状は、半円や半長円や矩形等であってもよい。図21に示す3つの筒体4Cは、そのくびれ部の内径がより小さく、各筒体により筒体群を形成している点において筒体4と相違している。各筒体4Cのくびれ部の内径は、旋回流形成体1の凹部13の内径の1/2以下となっており、各々その一端が凹部13に対向するように配置されている。筒体4Cを使用すれば、一度に複数の被吸引物を吸引保持することができる。なお、筒体4Cの数は、2であっても4以上であってもよい。
[0054]
 図22~24は、上記の実施形態に係る筒体4の別の変形例を示す図である。図22に示す筒体4Dは、蛇腹形状を有しない点において筒体4と相違している。この筒体4Dの被吸引物を保持する側の端部は、被吸引物に向かって拡径している。図23に示す筒体4Eは、蛇腹形状を有さず、被吸引物を保持する側の端部の開口面積が、返し付き環状板2に固定される側の端部の開口面積(及び凹部13の開口面積)よりも小さくなっている点において筒体4と相違している。より具体的には筒体4Eは、返し付き環状板2に固定される側の端部から軸方向中央にかけて漸次縮径している一方で、被吸引物を保持する側の端部は、被吸引物に向かって拡径している。なお、変形例として、被吸引物を保持する側の端部にかけて漸次縮径させてもよい。図24に示す筒体4Fは、蛇腹形状を有さず、被吸引物を保持する側の端部に複数の切り欠きを有する点において筒体4と相違している。より具体的には筒体4Fの端部は、半長円形の複数の切り欠きを有し、被吸引物に向かって拡径している。なお、切り欠きの形状は、半円や矩形等であってもよい。
[0055]
 なお、上記の実施形態に係る筒体4又は図19~21に示す筒体4A~4Cを、蛇腹形状のまま、図23に示す筒体4Eのように、返し付き環状板2に固定される側の端部から軸方向中央にかけて漸次縮径させてもよい。あるいは、被吸引物を保持する側の端部にかけて漸次縮径させてもよい。また、図21に示す3つの筒体4Cの各々を、図22に示す筒体4Dのように、蛇腹形状を有しないものとしてもよい。
[0056]
2-4.変形例4
 図25は、吸引装置10の変形例である吸引装置10Aの一例を示す側面図である。同図に示す吸引装置10Aは、返し付き環状板2を備えず、筒体4Gが旋回流形成体1にねじ止めされている点において吸引装置10と相違している。なお、ねじ止めは固定方法の一例である。
[0057]
 同図に示す筒体4Gは、その一端が旋回流形成体1の端面12に固定され、その側壁に、旋回流形成体1の凹部13から流出する流体が流れるための複数の孔部42を備える点において上記の実施形態に係る筒体4と相違している。複数の孔部42は、旋回流形成体1から流出する流体が端面12に沿って流出可能なように、等間隔に形成される。
[0058]
 この吸引装置10Aによれば、旋回流形成体1から流出する主な流体は、筒体4Gの開口を通らずに、孔部42を通って吸引装置10Aの外へ流出するため、筒体4Gの開口から流出した流体が被吸引物と衝突して、被吸引物がばたついたり回転したりする現象が抑制される。
[0059]
2-5.変形例5
 上記の実施形態に係る吸引装置10又は10Aは、食品に限られず、半導体ウェーハやガラス基板等の板状又はシート状の部材を吸引して保持し、搬送するために使用されてもよい。その際、被吸引物のサイズによっては、板状のフレームに複数の吸引装置10又は10Aを取り付けて使用してもよい(例えば、特開2016-159405号公報の図10及び11参照)。

符号の説明

[0060]
1…旋回流形成体、2…返し付き環状板、3…スペーサ、4、4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G…筒体、5…旋回流形成体、6、6A…環状板、10、10A…吸引装置、11…本体、12…端面、13…凹部、14…噴出口、15…傾斜面、16…供給口、17…環状通路、18…連通路、19…供給路、21…環状板、22…案内部、41…開口、42…孔部、51…本体、52…貫通孔、53…第1端面、54…第2端面、55…噴出口、56…供給口、57…流体通路、58…カバー、59…スペーサ、61、61A…環状板本体、62、62A、62B…保持部材、111…内周側面、112…溝部、221、511…内周面、512…外周面、611…スペーサ、612…案内部、621、621A、621B…爪部

請求の範囲

[請求項1]
 柱状の本体と、
 前記本体に形成される平坦状の端面と、
 前記端面に形成される凹部と、
 前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、
 前記負圧により吸引される流体を通すように形成された板体と、
 一端側は前記本体に固定され、他端側は前記板体を前記端面に対向するように保持する保持部材であって、前記端面と前記板体の間に、前記凹部から流出する流体が流れるための間隙が形成されるように前記板体を保持する保持部材と、
 前記負圧により吸引される流体を通しつつ、前記凹部内への前記被吸引物の進入を阻害するように、その一端が前記板体に固定される1以上の筒体と
 を備えることを特徴とする吸引装置。
[請求項2]
 前記1以上の筒体は蛇腹形状を有することを特徴とする請求項1に記載の吸引装置。
[請求項3]
 前記1以上の筒体は複数の筒体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸引装置。
[請求項4]
 前記1以上の筒体の他端は複数の切り欠きを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の吸引装置。
[請求項5]
 前記1以上の筒体の他端の開口面積は、前記凹部の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の吸引装置。
[請求項6]
 柱状の本体と、
 前記本体に形成される平坦状の端面と、
 前記端面に形成される凹部と、
 前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、
 前記負圧により吸引される流体を通しつつ、前記凹部内への前記被吸引物の進入を阻害するように、その一端が前記端面に固定される筒体であって、前記凹部から流出する流体が流れるための孔部をその側壁に備える筒体と
 を備えることを特徴とする吸引装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]