JP2010142671A - 塵埃吸引方法及び塵埃吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発生した塵埃に接触することなく、しかも周囲に散乱することなく確実に吸引することができる塵埃吸引方法及び塵埃吸引装置を提供する。
【解決手段】両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線１１４ａがほぼ直線状に延びた直管部１１４を有し、直管部１１４の内部に気流を生じさせて負圧を発生させる。両端の開口部の間で直管部１１４の外部に開口する吸引開口部１１１から外側の周辺気体を塵埃とともに吸引する。吸引開口部１１１の下方に支持される基板Ｂの表面に対して、直管部１１４の軸線１１４ａをほぼ平行に、しかも略一定の距離を維持しつつ相対移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板等の基板にスクライブラインを形成する場合、ブレークする場合等に発生する屑、切粉等の塵埃を、基板に接触することなく確実に吸引することができる塵埃吸引方法及び塵埃吸引装置に関する。

ガラス基板を製造する場合、一般に脆性材料であるガラス基板の表面をけがいてスクライブラインを形成し、ガラス基板に所定の荷重を付加し、形成されたスクライブラインに沿ってブレーク（折り割る）することにより、ガラス基板を所望のサイズにする。スクライブラインを形成する場合にはガラス基板の表面を削り、ブレークする場合には割れ等が生じることから、ガラス屑、ガラス切粉等の塵埃が発生する。

脆性材料を加工することにより生じる塵埃を除去するため、例えば特許文献１では、搬送される打抜きシート表面の全幅にわたって、ほぼ均等に空気を吹き付けて紙粉等の埃を舞い上げ、シート表面からはね返った空気とともに舞い上がった紙粉等の埃を吸い込む集塵装置が開示されている。また、特許文献２では、静止したガラス基板の表面に対し２０乃至４０度の角度で切断予定線に空気を吹き付け、吸引ノズルによりガラス屑を吸引して排出するガラス板切断方法が開示されている。

さらに特許文献３では、走行する紙シートに対して斜め４５度前後の方向にて処理空気を吹き出し、誘引された周辺気体によって紙粉等の埃を浮上させ、処理空気、周辺気体及び紙粉等の埃を吸引する紙粉除去装置が開示されている。
特開平１０−７１５９６号公報 特開２００６−８９３２５号公報 特開２００６−２６７５２号公報

しかし、特許文献１乃至３に開示されているような空気を吹き付けて粉状の埃を浮上させて吸引する方法では、浮上した埃のほぼ全てを吸引することは保証できない。したがって、吸引されなかった粉状の埃により周辺環境が汚染される可能性も高く、作業者の健康上の観点からも長時間の継続使用に耐えることが困難になるという問題点があった。

また、自動車のワイパーのように、ガラス基板の表面にブレードを接触させて表面に生じている塵埃を除去する装置も開発されている。しかし、塵埃は切断面に生じていることが多く、またスクライブラインを形成した場合に生じた塵埃は、ブレードによりスクライブライン内へと寄せてしまい、ブレーク時に飛散するおそれがあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発生した塵埃に接触することなく、しかも周囲に散乱することなく確実に吸引することができる塵埃吸引方法及び塵埃吸引装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る塵埃吸引方法は、両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸した直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、両端の前記開口部の間で前記直管部の外部に開口する吸引開口部から外側の周辺気体を塵埃とともに吸引することを特徴とする。

第１発明では、両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸した直管部を有しており、該直管部の内部に気流を生じさせることにより吸引開口部近傍に負圧を発生させる。負圧が発生することにより、吸引開口部の外側の周辺気体は直管部内部へと吸引され、吸引される周辺気体とともに塵埃を吸引する。したがって、塵埃に気体を直接吹き付けることがないので、塵埃が浮上して周囲へ散乱する等周囲環境を汚染することがなく、基板に接触することなく塵埃のみを確実に吸引することができる。

また、第２発明に係る塵埃吸引方法は、第１発明において、前記吸引開口部の下方に支持される基板の表面に対して、前記直管部の軸線をほぼ平行に、しかも略一定の距離を維持しつつ相対移動させることを特徴とする。

第２発明では、吸引開口部の下方に支持される基板の表面に対して、直管部の軸線をほぼ平行に、しかも略一定の距離を維持しつつ相対移動させることにより、基板に接触することなく塵埃のみを確実に吸引することができる。

また、第３発明に係る塵埃吸引方法は、第１又は第２発明において、前記直管部の一端の開口部に向かって気体を噴射し、前記直管部の他端の開口部から気体を吸引することを特徴とする。

第３発明では、直管部の一端の開口部に向かって気体を噴射し、直管部の他端の開口部から気体を吸引することにより、直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させることができ、発生する負圧により、吸引開口部の外側の周辺気体とともに吸引開口部近傍の塵埃を吸引することができる。

また、第４発明に係る塵埃吸引方法は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記直管部の内部における気流の方向に沿って、基板の表面に対して前記直管部を相対移動させることを特徴とする。

第４発明では、直管部の内部における気流の方向に沿って、基板の表面に対して直管部を相対移動させることにより、基板に接触することなく塵埃を確実に吸引することができる。

また、第５発明に係る塵埃吸引方法は、第１乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記直管部の内部に層流状の気流を生じさせることを特徴とする。

第５発明では、直管部の内部に層流状の気流を生じさせることにより、確実に負圧を発生させることができ、吸引開口部の外側の周辺気体とともに塵埃を吸引することができる。

また、第６発明に係る塵埃吸引方法は、第１乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記直管部の一端に管断面積が漸次減少する縮流管部を、他端に管断面積が漸次増加する拡流管部を、それぞれ接続することを特徴とする。

第６発明では、直管部の一端に管断面積が漸次減少する縮流管部を、他端に管断面積が漸次増加する拡流管部を、それぞれ接続することにより、直管部の内部で流速が最も速くなり、より確実に層流状の気流を生じさせることができ、吸引開口部の外側の周辺気体とともに塵埃を吸引することができる。

また、第７発明に係る塵埃吸引方法は、第６発明において、前記縮流管部及び前記拡流管部は前記直管部と軸線を共有することを特徴とする。

第７発明では、縮流管部及び拡流管部が直管部と軸線を共有することにより、直管部を短くした場合でも直管部の内部で層流状の気流を容易に生じさせることができ、さらに縮流管部に入る気流の流路や拡流管部から出る気流の流路について設計の自由度を高めることができる。

次に、上記目的を達成するために第８発明に係る塵埃吸引装置は、塵埃を吸引する塵埃吸引装置において、両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸する直管部を有し、該直管部は、両端の前記開口部の間に外部に開口する吸引開口部を備え、前記直管部の一端の開口部は気体を噴射する気体噴射機構に接続されており、前記直管部の他端の開口部は気体を吸引する気体吸引機構に接続されており、前記直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、前記吸引開口部の外側の周辺気体を塵埃とともに、前記直管部内部へ吸引するようにしてあることを特徴とする。

第８発明では、両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸する直管部を有し、該直管部は、両端の開口部の間に外部に開口する吸引開口部を備えている。直管部の一端の開口部は気体を噴射する気体噴射機構に接続されており、他端の開口部は気体を吸引する気体吸引機構に接続されている。直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、吸引開口部の外側の周辺気体を塵埃とともに、直管部内部へ吸引する。吸引開口部の外側の周辺気体は直管部内部へと吸引開口部から吸引され、吸引される周辺気体とともに塵埃を吸引する。したがって、塵埃に気体を直接吹き付けないので、塵埃が浮上して周囲へ散乱する等周囲環境を汚染することがなく、基板に接触することなく塵埃のみを確実に吸引することができる。

上記構成により、直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、吸引開口部の外側の周辺気体を塵埃とともに、直管部内部へ吸引する。吸引開口部の外側の周辺気体は直管部内部へと吸引開口部から吸引され、吸引される周辺気体とともに塵埃を吸引する。したがって、塵埃に気体を直接吹き付けないので、塵埃が浮上して周囲へ散乱する等周囲環境を汚染することがなく、基板に接触することなく塵埃のみを確実に吸引することができる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る塵埃吸引方法の原理を示す模式図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る塵埃吸引装置は、ガラス板等の脆性基板Ｂをスクライブするスクライブ装置及び／又はブレークするブレーク装置の支持台（図示せず）上を相対的に移動する脆性基板Ｂの上方に配置されており、断面形状が軸線１１４ａの方向に略一定の円環である直管部１１４を有している、直管部１１４の略中央下部には、外部に存在する塵埃を吸引する吸引開口部１１１を設けてある。

直管部１１４の両端は開口しており、それぞれ気体を噴射する気体噴射装置１５及び気体を吸引する吸引装置１３に接続されている。気体噴射装置１５から噴射された気体は、直管部１１４を通過して吸引装置１３にて吸引される。したがって、直管部１１４の内部には、気体噴射装置１５側から吸引装置１３側へ向かう気流が生じる。

脆性基板Ｂは、直管部１１４の内部の気流の方向に沿って、直管部１１４に対して相対的に移動する。このようにすることで、吸引開口部１１１近傍に存在する塵埃を確実に吸引することができる。

図２は、吸引開口部１１１近傍の気体の流れる状態を示す模式図である。直管部１１４には可能な限り層流に近い気流が提供され、吸引開口部１１１近傍を比較的速い流速で流れることにより、吸引開口部１１１近傍の直管部１１４の内部には負圧が発生する。したがって、大気圧よりも直管部１１４の内部の圧力の方が低くなるので、吸引開口部１１１近傍の外側にある周辺気体は、直管部１１４の内部へと吸引される。これにより、吸引開口部１１１近傍に存在する塵埃は、斯かる周辺気体の流れにより吸引開口部１１１から直管部１１４の内部へと誘導され、内部に生じている気流により吸引装置１３まで誘導される。

直管部１１４は、図１に示すような円筒形状を、吸引開口部１１１を脆性基板Ｂ側へ向けて並べて配置しても良い。実際には直管部１１４は、相対的に移動する方向に略直交する方向に延伸した楕円筒形状又は角筒形状を有しており、脆性基板Ｂ側に向けて吸引開口部１１１をスリット状に設けてある。図３は、本実施の形態に係る塵埃吸引装置の直管部１１４の構成を模式的に示す斜視図である。

図３に示すように、直管部１１４の下部に開口するスリット状の吸引開口部１１１に略直交する方向に、脆性基板Ｂが一定の距離を維持しつつ相対的に移動する。これにより、脆性基板Ｂ表面に存在する塵埃は、スリット状の吸引開口部１１１から直管部１１４の内部へ吸引される。

なお、直管部１１４の一端に管断面積が漸次減少する縮流管部を、他端に管断面積が漸次増加する拡流管部を、それぞれ接続しても良い。図４は、直管部１１４が円筒形状である場合の直管部１１４の構成を示す斜視図である。

図４に示すように、直管部１１４の脆性基板Ｂに対する相対的な移動方向１６１に対して、手前側（図４に向かって左側）に縮流管部１６２を、反対側（図４に向かって右側）に拡流管部１６３を形成している。縮流管部１６２により、気流が直管部１１４へ近づくにつれて流速が漸次増し、直管部１１４内を通過する時点で流速が最大となることから、直管部１１４内には層流状の気流が生じやすい。一方、拡流管部１６３により流速が漸次減ることから、直管部１１４を通過した気流に渦流が発生しにくく、直管部１１４内の気流に乱れを生じさせにくい。

図５は、直管部１１４が角筒形状である場合の直管部１１４の構成を示す斜視図である。図４と同様に、直管部１１４の脆性基板Ｂに対する相対的な移動方向１６１に対して、手前側（図５に向かって左側）に縮流管部１６２を、反対側（図５に向かって右側）に拡流管部１６３を形成している。縮流管部１６２により、気流が直管部１１４へ近づくにつれて流速が増し、直管部１１４内を通過する場合には層流となりやすい。一方、拡流管部１６３により直管部１１４を通過した気流に渦流が発生しにくく、直管部１１４内の気流に乱れを生じさせにくい。

また、縮流管部１６２及び拡流管部１６３が直管部１１４と軸線を共有にすることにより、直管部１１４の軸線方向における全長が比較的短い場合であっても、直管部１１４の流入側開口部から流入した気流が吸引開口部１１１から流出することを防止することができ、直管部１１４の内部で層流状の気流を容易に生じさせることができる。さらに縮流管部１６２に入る気流の流路及び拡流管部１６３から出る気流の流路について設計の自由度を高めることができる。

このように直管部１１４内に層流を生じさせることにより、吸引開口部１１１近傍の直管部１１４内部に安定して負圧を発生させることができ、塵埃を安定して吸引することが可能となる。

図６は、上述した塵埃吸引方法を適用した本発明の実施の形態に係る塵埃吸引装置１の構成を示す、脆性基板Ｂの移動方向に沿った面での断面図である。図６に示すように、本発明の実施の形態に係る塵埃吸引装置１は、脆性基板Ｂをスクライブするスクライブ装置及び／又はブレークするブレーク装置の支持台２上にあって相対的に矢印方向へ移動する脆性基板Ｂの上方に配置されており、本体部１１の下端部には、塵埃を吸引する吸引開口部１１１を設けてある。

本体部１１には、内部を気体が通過することが可能な流路である気体通過部１１２が形成されている。気体通過部１１２は、脆性基板Ｂが相対的に移動して向かってくる側（図６に向かって左側１１２ａ）では下方へ向かうにつれて断面積が漸次減少し、脆性基板Ｂが相対的に移動して離れていく側（図６に向かって右側１１２ｂ）では上方へ向かうにつれて断面積が漸次増加するように形成されている。これにより、図４及び図５に示す縮流管部１６２及び拡流管部１６３と同様、内部を流れる気体の流速が加速されて直管部１１４内に層流状の気流が生じるとともに、内部を流れる気体の流速が減速されて乱流、渦流の発生を防止する。さらに、気体通過部１１２における気流の圧力損失が低減されるので、気体噴射装置１５及び吸引装置１３の小型化を図ることができる。

図１に示す吸引装置１３が吸引する気体は、図１の気体噴射装置１５から、接続されている噴射管を介して図６の本体部１１の内部の気体噴射部１１３にて噴射される。直管部１１４を通過した気流は、気体通過部１１２の上端部にある吸引管１２を通じて、接続してある吸引装置１３（図１）により吸い上げられる。

気体通過部１１２の内部には、直管部１１４を挟んで一対の整流部材１１７、１１７が配設してある。整流部材１１７、１１７は、気体通過部１１２の中央部近傍に配設することにより、中央部近傍の気流が外側に回りこみ、中央部近傍での吸引力が小さくなる。一方、吸引された気流が外側へ押し出されることにより、吸引力が比較的小さかった気体通過部１１２の端部分の吸引力が大きくなる。したがって、気体通過部１１２の内部の吸引力が、脆性基板Ｂの移動方向と略直交する方向で均一になるよう補正することができる。
吸引開口部１１１から吸引された塵埃は、本体部１１の内部を通過して吸引管１２を介して吸引装置１３（図１）へと吸引される。

以上のように本実施の形態によれば、両端に開口部を有し、一定の断面形状で軸線１１４ａがほぼ直線状に延伸した直管部１１４を有しており、直管部１１４の内部に気流を生じさせることにより吸引開口部１１１近傍に負圧を発生させる。負圧が発生することにより、吸引開口部１１１の外側の周辺気体は直管部１１４内部へと吸引開口部１１１から吸引され、吸引される周辺気体とともに塵埃を吸引する。したがって、塵埃に気体を直接吹き付けることがないので、塵埃が浮上して周囲へ散乱する等周囲環境を汚染することがなく、上述したブレード等を脆性基板Ｂに接触させることなく塵埃のみを確実に吸引することができる。

なお、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能である。例えば直管部１１４へ直接気体を供給又は直管部１１４からスムーズに排気するために、気体噴射装置１５及び吸引装置１３を直管部１１４の両端方向に配設するような構成であっても良い。

本発明の実施の形態に係る塵埃吸引方法の原理を示す模式図である。 吸引開口部近傍の気体の流れる状態を示す模式図である。 本実施の形態に係る塵埃吸引装置の直管部の構成を模式的に示す斜視図である。 直管部が円筒形状である場合の直管部の構成を示す斜視図である。 直管部が角筒形状である場合の直管部の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る塵埃吸引装置の構成を示す、脆性基板の移動方向に沿った面での断面図である。

符号の説明

１ 塵埃吸引装置
１１ 本体部
１３ 吸引装置
１１１ 吸引開口部
１１２ 気体通過部
１１３ 気体噴射部
１１４ 直管部
１１７ 整流部材
Ｂ 脆性基板（基板）

Claims (8)

1. 両端に開口部を形成し、
   一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸した直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、
   両端の前記開口部の間で前記直管部の外部に開口する吸引開口部から外側の周辺気体を塵埃とともに吸引することを特徴とする塵埃吸引方法。
2. 前記吸引開口部の下方に支持される基板の表面に対して、前記直管部の軸線をほぼ平行に、しかも略一定の距離を維持しつつ相対移動させることを特徴とする請求項１記載の塵埃吸引方法。
3. 前記直管部の一端の開口部に向かって気体を噴射し、前記直管部の他端の開口部から気体を吸引することを特徴とする請求項１又は２記載の塵埃吸引方法。
4. 前記直管部の内部における気流の方向に沿って、基板の表面に対して前記直管部を相対移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の塵埃吸引方法。
5. 前記直管部の内部に層流状の気流を生じさせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の塵埃吸引方法。
6. 前記直管部の一端に管断面積が漸次減少する縮流管部を、他端に管断面積が漸次増加する拡流管部を、それぞれ接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塵埃吸引方法。
7. 前記縮流管部及び前記拡流管部は前記直管部と軸線を共有することを特徴とする請求項６に記載の塵埃吸引方法。
8. 塵埃を吸引する塵埃吸引装置において、
   両端に開口部を形成し、一定の断面形状で軸線がほぼ直線状に延伸する直管部を有し、
   該直管部は、両端の前記開口部の間に外部に開口する吸引開口部を備え、
   前記直管部の一端の開口部は気体を噴射する気体噴射機構に接続されており、前記直管部の他端の開口部は気体を吸引する気体吸引機構に接続されており、
   前記直管部の内部に気流を生じさせて負圧を発生させ、前記吸引開口部の外側の周辺気体を塵埃とともに、前記直管部内部へ吸引するようにしてあることを特徴とする塵埃吸引装置。

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