JP2019042895A - 吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】吸引装置は、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旋回流形成手段と、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、一端側は本体に固定され、他端側は板体を端面に対向するように保持する保持部材であって、端面と板体の間に、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板体を保持する保持部材と、負圧により吸引される流体を通しつつ、凹部内への被吸引物の進入を阻害するように、その一端が板体に固定される１以上の筒体とを備える。【選択図】図５

Description

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。

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。

特開２０１７−３５３５０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

吸引装置１０の一例の斜視図である。 吸引装置１０の一例の上面図である。 吸引装置１０の一例の側面図である。 吸引装置１０の一例の底面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 旋回流形成体１の一例の斜視図である。 旋回流形成体１の一例の上面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 旋回流形成体５の下面の一例を示す斜視図である。 旋回流形成体５の上面の一例を示す斜視図である。 図１１のＤ−Ｄ線断面図である。 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１３とは別の方向から見た斜視図である。 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１５とは別の方向から見た斜視図である。 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。 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。 筒体４Ａの一例を示す斜視図である。 筒体４Ｂの一例を示す斜視図である。 筒体４Ｃの一例を示す斜視図である。 筒体４Ｄの一例を示す斜視図である。 筒体４Ｅの一例を示す斜視図である。 筒体４Ｆの一例を示す斜視図である。 吸引装置１０Ａの一例を示す側面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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

Claims (6)

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。
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。
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。
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。
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。
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。

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