KR102484975B1 - 선회류 형성체 - Google Patents

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Abstract

선회류 형성체(1)에는: 관통 구멍(102); 관통 구멍(102)에 면하는 내주면(105)에 형성된 분출구(106); 본체(101)의 외주면(107)에 형성된 2개의 공급구(108); 분출구(106)로부터 관통 구멍(102)으로 유체를 분출켜서 부압을 생성하고 피흡인물을 흡인하는 유체 통로(109); 내주면(105)에서 거의 수직으로 돌출되도록 형성되고, 내주면(105)으로부터 돌출하도록 형성되고 부압에 의해 흡인된 유체가 흐르게 하고, 분출구(106)로부터 분출된 유체가 피흡인물을 향헤 유출되는 것을 방지하는 플랜지부(110)가 제공된다. 내주면(105)은 피흡인물로부터 먼 방향으로 분출구(106)로부터 분출된 유체를 가이드하여 관통 구멍(102)으로부터 유체가 분출되게 하도록 형성된다.

Description

선회류 형성체
본 발명은 선회류를 형성함으로써 흡인력을 발생시키는 선회류 형성체에 관한 것이다.
기존 베르누이 효과를 이용하여 판상 부재를 반송하기 위한 장치가 이용되고 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에는 판상 본체의 중앙에 형성된 관통 구멍에서 선회류를 형성함으로써 부압을 발생시켜 피흡인물을 흡인하여 이송하는 선회류 형성체가 기재되어 있다. 이 선회류 형성체에 따르면, 관통 구멍에서 유출되는 유체가 피흡인물과 대향하는 단면과 반대측의 단면의 측면에서 배출되기 때문에 유출 유체가 피흡인물과 충돌하지 않고, 피흡인물의 진동이 억제된다.
일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보
본 발명은 상기의 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 피흡인물을 안정적으로 흡인하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 선회류 형성체는, 본체, 상기 본체에 형성되어 피흡인물과 대향하는 제 1 단면, 상기 본체에 형성되어 상기 제 1 단면의 반대측에 위치하는 제 2 단면, 상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 개구하며 상기 본체를 관통하는 구멍, 상기 본체의, 상기 구멍에 면하는, 내주면에 형성된 분출구, 상기 분출구를 통해 상기 구멍 내로 유체를 분출하도록 하여 부압을 발생시키는 선회류를 형성하는 유체 통로, 및 상기 내주면의 상기 제 1 단면측의 가장자리부로부터 상기 구멍의 내측을 향해 돌출하도록 형성되는 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부는 상기 부압에 의해 흡인되는 유체를 통과시키면서, 상기 분출구로부터 분출된 유체가 상기 구멍으로부터 상기 피흡인물을 향해 유출하는 것을 방지하고, 상기 내주면은, 상기 분출구로부터 분출된 유체를 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 안내하여 상기 구멍으로부터 배출시키도록 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 선회류 형성체는, 본체, 상기 본체에 형성되어 피흡인물과 대향하는 제 1 단면, 상기 본체에 형성되어 상기 제 1 단면의 반대측에 위치하는 제 2 단면, 상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 개구하며 상기 본체를 관통하는 구멍, 상기 본체의, 상기 구멍에 면하는, 내주면에 형성된 분출구, 상기 분출구를 통해 상기 구멍 내로 유체를 분출하도록 하여 부압을 발생시키는 선회류를 형성하는 유체 통로, 및 상기 내주면의 상기 제 1 단면측의 가장자리부로부터 상기 구멍의 내측을 향해 돌출하도록 형성되는 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부는 상기 부압에 의해 흡인되는 유체를 통과시키면서, 상기 분출구로부터 분출된 유체가 상기 구멍으로부터 상기 피흡인물을 향해 유출하는 것을 방지하고, 상기 유체 통로는, 상기 분출구로부터 분출된 유체를 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 흐르게 하여 상기 구멍으로부터 배출시키도록 형성되어 있다.
상기 선회류 형성체에 있어서, 상기 플랜지부는 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 돌출하도록 플랜지부의 단부에 형성되는 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 선회류 형성체에 있어서, 상기 플랜지부는 상기 피흡인물과 대향하는 제 1 단면, 상기 플랜지부의 상기 제 1 단면의 반대측의 제 2 단면, 및 상기 플랜지부의 상기 제 1 단면과 상기 플랜지부의 상기 제 2 단면의 양쪽 모두에 개구하는 관통 구멍을 구비하고 있다.
본 발명에 따르면, 피흡인물을 안정적으로 흡인할 수 있다.
도 1은 선회류 형성체(1)의 상면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 선회류 형성체(1)의 밑면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3는 도 1의 I-I선을 따르는 단면도이다.
도 4는 도 3의 부분 A의 확대도이다.
도 5는 본체(101A) 상면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 II-II 선 단면도이다.
도 7은 도 6의 부분 B의 확대도이다.
도 8은 플랜지부(114)의 확대도이다.
도 9은 본체(101B)의 상면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.
도 11은 본체(101B)의 밑면이다.
도 12는 도 10의 부분 C의 확대도이다.
도 13은 본체(101C)의 종단면도이다.
도 14는 선회류 형성체(1A)의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 15는 환상판(117)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1)의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 16는 도 15과는 상이한 방향에서 본 사시도이다.
도 17은 환상판(118)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1B)의 일례를 나타내는 사시이다.
도 18은 도 17과는 상이한 방향에서 본 사시도이다.
도 19는 환상판(120)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1)의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 20는 통체(121)가 설치된 선회류 형성체(1)의 일례의 측면도이다.
1. 실시 예
본 발명의 일 실시 예에 따른 선회류 형성체(1)에 대해 설명한다. 이 선회류 형성체(1)는 베르누이 효과를 이용하여 반도체 웨이퍼나 식품 등의 부재를 흡인하여 이를 보유하고 이송하기 위한 장치이다. 도 1은 선회류 형성체(1)의 상면의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 2는 선회류 형성체(1) 밑면의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1의 I-I 선을 따른 선회류 형성체(1)의 단면도이다. 도 4는 도 3의 부분 A의 확대도이다.
이러한 도면들에 도시된 선회류 형성체(1)는: 원형 단면인 원통형 바디이며 상기 원통형 바디의 중심에 형성된 관통 구멍(102)을 갖는 본체(101); 본체(101)의 하면에 형성되고 피흡인물과 대향하는 평면 형상의 제 1 단면(103); 본체(101)의 상면에 형성된 평면 형상의 제 2 단면(104); 관통 구멍(102)에 면하는 본체(101)의 내주면(105)에 형성된 2개의 분출구(106); 본체(101)의 외주면(107)에 형성된 2개의 공급구(108); 분출구(106)와 공급구(108)를 연통하는 2개의 직선 유체 통로(109); 내주면(105)에서 거의 수직으로 돌출되도록 형성되고, 피흡인물과 대향하는 환상 플랜지부(110); 및 커버(111)가 제 2 단면(104)에 반대측에 그리고 평행하게 유지되도록 커버(111)를 유지하기 위한 부재로서 역할을 하는 4개의 스페이서(112)를 포함한다.
본체(101)의 내주면(105)은 테이퍼 형상으로 형성되어, 본체(101)의 중심축에 거의 수직인 단면이 제 1 단면(103)의 개구부로부터 제 2 단면(104)의 개구부에 걸쳐 점차 확대되도록 형성된다. 이러한 형상에 의해, 내주면(105)은 분출구(106)에서 분출된 유체를 피흡인물에서 먼쪽으로 안내하고, 관통 구멍(102)에서 배출시킨다. 구체적으로는 내주면(105)은 유체를 제 2 단면(104)의 개구부로 안내하여 관통 구멍(102)으로부터 배출시킨다.
관통 구멍(102)은 본체(101)의 중심축 방향으로 직선으로 연장되도록 형성된다. 관통 구멍(102)는 제 1 단면(103)에 개구함과 동시에 제 2 단면(104)에도 개구한다.
제 1 단면(103) 및 제 2 단면(104)은 본체(101)의 중심축에 거의 수직으로 형성된다.
2개의 분출구(106)는 본체(101)의 중심축 방향에서 내주면(105)의 아래쪽에 형성된다. 또한, 본체(101)의 중심축에 대해 점대칭이되도록 형성된다. 2개의 공급구(108)는 본체(101)의 중심축 방향에서 외주면(107)의 아래쪽에 형성된다. 또한, 공급구(108)는 본체(101)의 중심축에 대해 점대칭이되도록 형성된다. 각각의 공급구(108)는 유체 공급 펌프(미도시)에서 연장하는 튜브와 연결되며, 이는 압축 공기 등의 기체나 순수와 탄산수 등의 액체를 공급한다.
2개의 유체 통로(109)는 본체(101)의 중심축에 거의 수직으로 연장하고 본체(101)의 내주에 접선 방향으로 연장되도록 형성된다. 2개의 유체 통로(109)는 서로 평행하게 연장한다. 2개의 유체 통로(109)는 분출구(106)로부터 관통 구멍(102)에 유체를 분출시킨다. 관통 구멍(102) 내에 분출된 유체는 코안다 효과(Coanda effect)에 의해 본체(101)의 내주면을 따라 흘러, 관통 구멍(102) 내에서 선회류를 형성한다. 형성된 선회류를 구성하는 유체 분자 중 대부분은 그 유체 분자가 분출된 유체 통로(109)가 연장되는 방향에 대해 약 45도 각도로 관통 구멍(102)에서 제 2 단면(104)에 따라 유출한다. 관통 구멍(102)에 형성된 선회류는 관통 구멍(102)의 중앙부에 정체하여 남아있는 유체를 동반시켜서(엔트레인먼트) 관통 구멍(102)의 중앙부에 부압을 발생시킨다. 이 부압에 의해 제 1 단면(103)에 대향하는 피흡인물은 흡인된다. 또한, 유체 분자가 관통 구멍(102)에서 제 2 단면(104)에 따라 유출되는 각도는 관통 구멍(102)의 직경 또는 깊이 및 유체의 유속에 의해 결정되고, 상기의 약 45도 각도는 단순히 일례이다.
도면에 도시된 플랜지부(110)의 반경 방향의 길이는 플랜지부(110)의 외주 직경의 약 20%의 길이로 설정된다. 바람직하게는 플랜지부(110)는 이 반경 방향의 길이는 짧은 것이 좋은데, 이것은 반경 방향의 길이가 짧은 것이 부압 발생 영역을 넓게 확보할 수 있기 때문이다. 적절한 반경 방향의 길이는 관통 구멍(102)의 직경과 깊이 및 유체의 유속에 따라 결정된다. 플랜지부(110)의 두께는 도시의 예에서는 본체(101)의 두께의 약 10%의 두께로 설정된다. 바람직하게는 이 두께는 얇은 것이 좋은데, 이는 두께가 얇은 것이 부압 발생 영역을 넓게 확보할 수 있게 하기 때문이다. 적절한 두께는 선회류 형성체(1)에 요구되는 강도에 따라 결정된다. 플랜지부(110)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 피흡인물과 대향하는 평면 형상의 제 1 단면(1101), 제 1 단면(1101) 반대편의 평면 형상의 제 2 단면(1102)을 갖춘다. 제 1 단면(1101)은 제 1 단면(103)과 실질적으로 동일 평면이 되도록 되어 있다. 플랜지부(110)는 관통 구멍(102) 내에서 발생하는 부압에 의해 흡인된 유체를 통과하면서 분출구(106)에서 분출된 유체가 피흡인물을 향해 유출(즉, 유체가 제 1 단면(103)의 구멍에서 유출)되는 것을 방지한다.
커버(111)는 관통 구멍(102)을 덮고 관통 구멍(102)에 외부 유체의 유입을 제한한다.
4개의 스페이서(112)는 각각 실린더 형상을 갖는다. 각 스페이서(112)는 제 2 단면(104)의 외주를 따라 등간격으로 설치된다. 그 때, 제 2 단면(104)에서 커버(111)를 향해 거의 수직으로 연장되도록 설치되고, 본체(101)와 커버(111)를 연결한다. 각 스페이서(112)는 본체(101)와 커버(111)에 대해 예를 들어 스크류로 고정된다. 각 스페이서(112)는 제 2 단면(104)과 커버(111)의 사이에 관통 구멍(102)으로부터 유출되는 유체가 흐르기 위한 유로를 형성한다. 이 유로를 통과한 유체는 선회류 형성체(1)의 외부로 유출된다. 각 스페이서(112)의 높이(즉, 제 2 단면(104)과 커버(111) 사이의 간격)은 유체 공급 펌프에서 선회류 형성체(1)에 공급되는 유체의 유량에 따라 설정된다. 제 2 단면(104)에서 각 스페이서(112)가 장착되는 위치는 관통 구멍(102)으로부터 유출되는 유체의 유로를 방해하지 않는 위치인 것이 바람직하다. 이것은 관통 구멍(102)으로부터 유출되는 유체가 스페이서(112)에 충돌하여 난류가 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 관통 구멍(102)으로부터 유출되는 유체의 유로는 관통 구멍(102)의 직경과 깊이 및 유체의 유속에 의해 결정되는 데, 각 스페이서(112)는 예를 들어, 유체 통로(109)가 연장되는 방향과 대략 45도 각도를 이루는 선상에 설치되지 않는 것이 바람직하다.
이상 설명한 선회류 형성체(1)에 유체 공급 펌프에서 유체가 공급되면 공급된 유체는 공급구(108) 및 유체 통로(109)를 통해서 분출구(106)로부터 관통 구멍(102)에 분출된다. 분출된 유체 중 대부분의 액체 분자는 내주면(105)의 안내에 따라 상승 선회류를 형성하여 관통 구멍(102)에서 제 2 단면(104)에 따라 유출된다. 그 때, 제 1 단면(103) 대향하여 피흡인물이 존재하는 경우에는 관통 구멍(102)에 외부 유체(구체적으로는 기체 또는 액체)의 유입이 제한된 상태에서 선회류의 원심력으로 침몰하여 선회류 중심의 단위 체적당 유체 분자의 밀도가 작아진다. 즉, 선회류의 중심부에 부압이 발생한다. 그 결과, 피흡인물은 주변의 유체에 의해 가압되어 제 1 단면(103)을 향하여 가라앉힌다. 한편, 분출된 유체 중 일부 유체 분자는 내주면(105)의 안내에 거슬러 하강 선회류를 형성한다. 이 선회류를 형성하는 유체 분자는 제 1 단면(103)의 개구부에서 유출하려고 하지만, 플랜지부(110)에 의해 유출이 방지된다. 유출이 차단된 유체 분자는 플랜지부(110)와 접촉하여 감속하고 궁극적으로 상승 선회류에 휩쓸려 관통 구멍(102)에서 제 2 단면(104)에 따라 유출된다.
이와 같이 선회류 형성체(1)에서는 관통 구멍(102)으로부터 유출되는 유체 분자의 대부분이 제 2 단면(104)에 따라 유출되고, 제 1 단면(103)에 따라 유출되는 유체 분자의 양이 만일 존재하더라도 적은 양에 불과하므로 피흡인물과 유체가 충돌하는 것이 방지된다. 따라서 피흡인물의 진동(undulation) 및 회전이 유체가 제 2 단면(104)에서 유출되지 않는 경우와 비교하여 제어되고; 다시 말하면, 피흡인물의 더욱 안정적인 흡인, 유지 및 반송이 실현된다. 또한 진동이 억제되는 결과 진동으로 인한 피흡인물의 주름, 변형 또는 결함의 발생이 억제된다. 이와 같이 선회류 형성체(1)에 의하면, 장치 내에서 형성되는 선회류의 흡인력만을 분리하여 이용할 수 있게 된다.
2. 변형 예
상기의 실시 예는 아래와 같이 변형할 수 있다. 또한, 아래의 2개 이상의 변형 예는 서로 조합할 수 있다.
2-1. 변형 예 1
플랜지부(110)의 형상은 상기 실시 형태의 형상에 제한되지 않는다. 도 5는 플랜지부(113)를 구비하는 본체(101A) 상단의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 II-II 선 단면도이다. 도 7은 도 6의 부분 B의 확대도이다. 이러한 도면들에 도시된 플랜지부(113)는 플랜지부(113)의 단부에는 평면에서 환상형인 돌출부(1131)가 형성된다. 이 돌출부(1131)는 피흡인물에서 먼쪽으로 돌출되도록 형성된다. 즉, 돌출부(1131)는 본체(101A)의 중심축 방향 위쪽으로 돌출되도록 형성된다. 돌출부(1131)의 높이는 도시의 예에서는 플랜지부(113)의 두께의 약 2배의 길이로 설정된다. 바람직하게는, 이 높이는 낮은 것이 좋다. 이것은 높이가 낮은 부압 발생 영역을 넓게 확보할 수 있기 때문이다. 적절한 높이는 관통 구멍(102)의 직경과 깊이 및 유체의 유속에 따라 결정된다. 플랜지부(113)의 단부에 돌출부(1131)가 형성되는 것으로, 이 돌출부(1131)과 내주면(105) 사이에 평면도에서 환상형의 U-자형 홈(1132)이 형성된다. 이상 설명한 플랜지부(113)에 의하면, U-자형 홈(1132)에 도달한 유체의 수평 방향으로의 이동이 돌출부(1131)에 의해 방지된다. 그 결과, 유체가 제 1 단면(103)의 개구부에서 유출이 방지된다.
또한, 돌출부(1131)과 내주면(105)에 의해 형성되는 홈의 단면 형상은 U-자형으로 제한되지 않는다. 도 8에 예시한 플랜지부(114)에서와 마찬가지로 돌출부(1131) 및 내주면(105)은 V-자형 홈(1141)을 형성한다.
다음으로, 플랜지부(110)의 다른 형태에 대해 설명한다. 도 9는 플랜지부(115)를 구비하는 본체(101B)의 상면의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 10은 도 9의 III-III 선 단면도이다. 도 11은 본체(101B)의 저면도이다. 도 12은 도 10의 부분 C의 확대도이다. 상기 도면들에 도시된 플랜지부(115)는 피흡인물과 대향하는 평면 형상의 제 1 단면(1151), 제 1 단면(1151)과 반대측의 평면 형상의 제 2 단면(1152), 제 1 단면(1151)과 제 2 단면(1152) 모두에 개구하는 8개의 관통 구멍(1153)을 갖춘다. 8개의 관통 구멍(1153)은 각각 원형의 단면 형상을 가지며, 본체(101B)의 중심축 방향으로 직선으로 연장된다. 또한 각 관통 구멍(1153)은 평면도에서 플랜지부(115)의 반경 방향 중앙에 일정한 간격으로 배치된다. 유체가 플랜지부(115)에 따라 선회할 때, 외부 유체가 관통 구멍(1153)의 각각을 통해 빨려들어가고; 즉, 이젝터 효과에 의해 흡인력이 강화된다.
또한, 관통 구멍(1153)의 개수는 8개로 한정되지 않고, 7개 이하도 좋고, 9 개 이상일 수 있다. 또한 관통 구멍(1153)의 평면에서의 배치 위치는 플랜지부(115)의 반경 방향 중앙에 한정되지 않고, 반경 방향 안쪽에도 반경 방향 외측 일 수 있다.
2-2. 변형 예 2
상기 실시예에서, 플랜지부(110)는 내주면(105)에서 상이한 위치에 제공될 수 있다. 더 구체적으로, 플랜지부(110)는 분출구(106)보다 피흡인물에 가까운 수직 방향으로 임의의 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 플랜지부(110)는 도 13에 도시된 바와 같이 본체(101C)에서와 마찬가지로 내주면(105)의 중심에 제공될 수 있다. 도면에 도시된 플랜지부(110)는 제 1 단면(103)과 동일 평면에 있지 않은 제 1 단면(1101)을 포함한다.
2-3. 변형 예 3
선회류 형성체(1)는 서로 착탈 가능한 2개의 부품으로 구성되어 있다. 도 14는 플랜지부(110)를 구비하지 않는 본체(101D)와 본체(101D)에 착탈 가능하게 부착된 환상판(116)을 구비한 선회류 형성체(1A)의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도면에 도시된 본체(101D)의 구성은 플랜지부(110)가 없는 점 이외는 본체(101)와 동일하다. 환상판(116)은 환상 판체이다. 환상판(116)의 외주 직경은 본체(101D)와 대략 동일하게 설정되어 내주 직경은 본체(101D)의 제 1 단면(103)의 개구부보다 작게 설정된다. 이 환상판(116)은 그 한쪽면이 본체(101D)의 제 1 단면(1101)에 닿도록 본체(101D)에 장착된다. 그 때, 본체(101D)와 동심이 되도록 설치된다. 설치 방법은 예를 들면 나사 고정이다. 본체(101D)에 장착된 환상판(116)은 그 내주 직경이 본체(101D)의 제 1 단면(103)의 개구부보다 작기 때문에 그 내부 단부가 내주면(105)에서 내부로 돌출하며 내부 단부는 플랜지부로서 기능한다.
선회류 형성체(1A)에서, 플랜지부의 바로 위에 분출구가 제공될 수 있다. 이 경우, 본체(101D)는 제 1 단면(103)에 형성되고 환상판(116)의 평탄면에 의해 커버되는 선형 홈을 가질 수 있다, 선형 홈은 유체 통로의 역할을 한다. 이와 같이 구성된 유체 통로는 상기 실시 예의 유체 통로(109)보다 가공이 용이하다.
환상판의 다른 설치 방법을 설명한다. 도 15은 환상판(117)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 16은 도 15와는 다른 방향에서 본 사시도이다. 이러한 도면에 도시된 환상판(117)은 환상판 본체(1171) 및 선회류 형성체(1)를 수용하고 유지하도록 끼워 넣어질 수 있는 4개의 유지 부재(1172)를 포함한다. 환상판 본체(1171)는 환상 형상을 가지며, 선회류 형성체(1)가 발생하는 부압에 의해 흡인된 유체를 통과시킨다. 4개의 유지 부재(1172)는 일단 측이 본체(101)에 착탈 가능하게 고정되고, 타단 측이 환상판 본체(1171)를 제 1 단면(103)에 대향하도록 유지하도록 환상판 본체(1171)를 지탱한다. 환상판 본체(1171)와 4개의 유지 부재(1172)은 일체로 성형된다.
환상판 본체(1171)는 판 스프링 재료로 이루어지며, 환상 형상을 갖는다. 환상판 본체(1171)는 그 외경이 제 1 단면(103)의 외경과 거의 동일하여, 그 내경이 제 1 단면(103)의 내경과 거의 동일하게 되도록 형성된다.
4개의 유지 부재(1172)는, 환상판 본체(1171)에 거의 수직인 방향으로, 규칙적인 간격으로 환상판 본체(1171)의 에지로부터 연장하는 세장형 판 스프링 재료를 접음으로써 형성된다. 판 스프링 재료는 본체(101)의 축방향 길이보다 길게 형성된다. 판 스프링 재료는, 본체(101)가 유지 부재(1172)들 사이에서 유지되도록 환상판(117)이 부착되는 선회류 형성체(1)의 본체(101)가 유지 부재(1172)의 복원력(탄성력)으로 인해 그 측 표면에서 가압되는 각도로 폴딩된다. 4개의 유지 부재(1172)의 단부에는 각각 손톱부(claw part)(1173)가 형성된다. 손톱부(1173)는 본체(101)의 상면의 외부 에지에 후킹되고(hooked) 고정되게 된다(환언하면 걸어 고정된다). 손톱부(1173)는 유지 부재(1172)를 이루는 판 스프링 재료의 단부를 판 스프링 재료가 연장 방향에 거의 수직으로 안쪽으로 접음으로써 형성된다. 그 때, 판 스프링 재료를 접는 각도는 환상판(117)이 부착되는 선회류 형성체(1)의 본체(101)가 손톱부(1173)의 복원력(탄성력)에 의해 상면과 하면에서 가압되어, 본체(101)가 손톱부(1173)와 환상판 본체(1171) 사이에 협지되도록 조정된다. 손톱부(1173)는 선회류 형성체(1)에 환상판(117)이 장착되면, 손톱부(1173)가 본체(101)의 상면을 향해 돌출하도록 V-형상으로 구부려진다.
이상 설명한 환상판(117)을 채용한 경우 환상판(117)은 선회류 형성체(1)에 공구를 이용하지 않고도 착탈 가능하게 장착된다.
또한 환상판(117)의 변형 예에 대해 이하에서 설명한다.
도 17은 환상판(117)의 변형 예인 환상판(118)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1B)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 18은 도 17과는 다른 방향에서 본 사시도이다. 이 도에 표시된 원형 플레이트(118)는 지지 부재가 선회류 형성체(1B)의 본체 측면에 고정되는 점에서 환상판(117)과 차이가 있다. 이하 이 차이점에 대해 설명한다.
선회류 형성체(1B)는 선회류 형성체(1)와 비교하여 4개의 홈부(119)를 더 구비한다. 4개의 홈부(119)는 본체(101) 측에 일정한 간격으로 형성된다. 4개의 홈부(119)는 본체(101) 측의 축 방향 중앙보다 상면 측에 형성된다. 4개의 홈부(119)는 그 둘레 방향의 길이가 제 1 단면(103) 외주 호 1/4의 길이보다 짧아지도록 형성된다. 4개의 홈부(119)는 각각 축방향으로 정렬된 원주 방향으로 연장하는 3개의 V-자형 홈(환언하면 슬릿)으로 구성된다. 4개의 홈부(119)의 각각에는 후술하는 환상판(118)의 손톱부(1183)가 걸리게 된다.
환상판(118)은 환상판 본체(1181)와 4개의 유지 부재(1182)를 갖춘다. 환상판 본체(1181)에 대한 설명은 상기 환상판(117)과 중복되기 때문에 생략한다. 4개의 유지 부재(1182)는 일단 측이 본체(101)에 착탈 가능하게 고정되고, 타단 측이 환상판 본체(1181)를 제 1 단면(103)에 대향하도록 지지한다. 환상판 본체(1181)와 4개의 유지 부재(1182)는 일체로 성형된다.
4개의 유지 부재(1182)는 환상판 본체(1181)에 거의 수직인 방향으로, 규칙적인 간격으로 환상판 본체(1181)의 에지로부터 연장하는 세장형 판 스프링 재료를 접음으로써 형성된다. 판 스프링 재료는 본체(101)의 축 방향의 1/2 길이보다 길고, 또한 본체(101)의 축 방향의 전체 길이보다 짧아지도록 형성된다. 판 스프링 재료는, 본체(101)가 유지 부재(1182)들 사이에서 유지되도록 환상판(118)이 부착되는 선회류 형성체(1B)의 본체(101)가 유지 부재(1182)의 복원력(탄성력)으로 인해 그 측 표면에서 가압되는 각도로 폴딩된다. 4개의 유지 부재(1182)의 단부에는 각각 손톱부(1183)가 형성된다. 손톱부(1183)는 유지 부재(1182)의 복원력(탄성력)에 의해 본체(101)의 홈부(119)에 체결되고 고정되게 된다. 그 결과 환상판(118)의 선회류 형성체(1B) 대한 상하 방향의 위치가 고정된다. 손톱부(1183)는 V-자형으로 판 스프링 재료의 일단을 밴딩하여 형성되어서, 선회류 형성체(1B)에 환상판(118)이 제공될 때, 손톱부(1183)는 본체(101)의 측 표면을 향해 돌출한다.
이상 설명한 환상판(118)을 채용한 경우 환상판(118)은 선회류 형성체(1B)에 공구를 이용하지 않고도 착탈 가능하게 장착된다.
다음으로, 도 19은 환상판(117)의 다른 변형 예인 환상판(120)이 착탈 가능하게 설치된 선회류 형성체(1)의 일례를 나타내는 사시도이다. 이 도면에 표시된 원형 플레이트(120)는 각 유지 부재(1202)의 스크류에 의해 선회류 형성체(1)의 본체(101) 상면에 고정된 손톱부(1203)를 갖는 것 그리고 환상판 본체(1201)가 선회류 형성체(1)에 공구를 이용하여 착탈 가능하도록 설치되어 있다는 점에서 환상판(117)과 차이가 있다. 손톱부(1203)는 평면 형상으로 형성되는 점에서만 환상판(117)의 손톱부(1173)와 상이하다. 손톱부(1203)가 본체(101) 상면에 나사 고정되는 것으로, 환상판(120)의 선회류 형성체(1)에 대한 상하 방향의 위치가 결정된다. 또한, 스크류 대신에 자력과 마찰력에 의해 손톱부(1203)를 선회류 형성체(1)의 본체(101) 상면에 고정할 수 있다.
2-4. 변형 예 4
내주면(105)의 형상은 실시 형태의 형상에 제한되지 않는다. 제 2 단면(104)의 개구부는 모서리 모따기 또는 둥근 모따기가 되어 있다(일본국 특허 공개 2017-217733호 공보의 도 7 및 도 8 참조). 또한 내주면(105)의 일부는 테이퍼진 형상이 아닐 수 있다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 9 내지 도 11 참조).
2-5. 변형 예 5
유체 통로(109)는 본체(101)의 중심축에 거의 수직 방향으로 기울여져서 형성되어 있다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 12 참조). 보다 구체적으로는 유체 통로(109)는 공급구(108)로부터 분출구(106)까지 제 2 단면(104)쪽에 기울어져 연장되도록 형성되어 있다. 이와 같이 형성함으로써 유체 통로(109)는 분출구(106)에서 분출된 유체를 피흡인물에서 먼 방향으로 관통 구멍(102)으로부터 배출시킨다. 보다 구체적으로는 제 2 단면(104)의 개구부를 향해 흘러 관통 구멍(102)에서 배출시킨다. 또한, 유체 통로(109)가 기울여 형성되는 경우에는 내주면(105)은 테이퍼 형상이 아닐 수 있다.
2-6. 변형 예 6
선회류 형성체(1)에서 스페이서(112)를 생략하고 대신에 커버(111)의 하면에 유체를 배출하기 위한 선형 홈을 형성한다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 13 및 도 14 참조). 본체(101)에 커버(111)가 고정됨으로써, 홈과 제 2 단부면(104)의 조합은 관통 구멍(102)과 연통하는 2개의 유출구, 선회류 형성체(1)의 외측에 면하는 2개의 배출구(排出口) 및 유출구로부터 배출구로 유체가 흐르도록 하는 2개의 선형 유체 통로를 형성한다. 또한, 배출구에서 배출되는 유체의 양을 조절하기 위한 부재를 설치하고 있다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 15 및 도 16 참조).
또한, 본 변형 예와 같이 스페이서(112)를 생략할 경우, 본체(101)와 커버(111)를 일체로 성형할 수 있다. 이 경우 2개의 배출구는 커버(111) 일체 성형된 본체(101)의 내주면에 형성되며 2개의 배출구는 본체(101)의 외주면에 형성된다. 또한 관통 구멍(102)의 일단은 커버(111)에 의해 폐쇄되며 오목부(凹部)를 형성한다. 일체로 성형된 본체(101)와 커버(111)는 본 발명에 따른 「본체」의 일례이다.
2-7. 변형 예 7
4개의 스페이서(112)는 커버(111)를 고정으로 유지하지 않고 이동 가능하게 유지하고 있다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 17 참조).
2-8. 변형 예 8
선회류 형성체(1)는 조합으로 사용될 수 있다(일본국 특허 공개 2017-217733 호 공보의 도 1 내지 도 3, 도 18 내지 도 31 참조).
2-9. 변형 예 9
본체(101)의 외주 형상은 원형에 제한되지 않는다. 타원형 또는 다각형일 수 있다. 내주면(105)에 붙이는 테이퍼 선형 테이퍼에 제한되지 않는다. 포물선 테이퍼와 지수 함수 테이퍼도 좋다. 다른 예로서, 내주면(105)은 그 단면적이 피흡인물에서 멀어질수록 확장하도록 계단 모양으로 형성되어 있다. 또 다른 예로서, 내주면(105)은 분출구에서 분출된 유체를 제 2 단면(104)의 개구부에 안내하도록 나선형 홈을 형성하고 있다.
관통 구멍(102)의 단면 형상은 원형에 제한되지 않는다. 타원형 또는 다각형일 수 있다.
제 1 단면(103) 및 제 2 단면(104)은 평면 형태가 아니어도 좋다. 요철이 있어도 좋다.
분출구(106)의 수는 2개로 제한되지 않는다. 1개 또는 3개 이상일 수 있다. 분출구(106)의 내주면(105)의 위치는 본체(101)의 중심축 방향 중심에 제한되지 않는다. 제 1 단면(103) 쪽이라도 제 2 단면(104) 쪽 일 수 있다.
유체 통로(109)의 수는 2개에 한정되지 않는다. 1개 또는 3개 이상일 수 있다. 유체 통로(109)는 곡선 형상으로 형성되어 있다. 유체 통로(109)는 직경이 일정하지 않아도 된다.
플랜지부(110)의 외주와 내주 형상은 원형에 제한되지 않는다. 타원형 또는 다각형일 수 있다. 플랜지부(110)의 소재는 알루미늄 합금 등의 금속, 또는 수지 등의 탄성 부재일 수 있다.
커버(111)의 형상은 원통형에 제한되지 않는다. 타원형 기둥형 또는 기둥형일 수 있다. 커버(111)의 크기는 관통 구멍(102)을 덮는 정도면 좋다.
스페이서(112)의 형상은 원통형에 한정되지 않는다. 타원 기둥과 기둥도 있다. 스페이서(112)의 수는 4개로 제한되지 않는다. 4개 미만 또는 5개 이상일 수 있다. 스페이서(112)의 배치는 도 1 내지 도 3의 예에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본체(101)의 외주면(107)에서 연장할 수 있다. 스페이서(112)는 제 2 단면(104)에서, 관통 구멍(102)로부터 유출되는 유체의 유로를 방지하는 위치에 설치해도 좋다.
2-10. 변형 예 10
제 1 단면(103)에, 관통 구멍(102)에 피흡인물의 진입을 방지하는 방해판(예를 들면, 특허 5908136 호 참조)를 설치하고 있다.
2-11. 변형 예 11
제 1 단면(103)에, 피흡인물에 접촉하여 마찰력에 의해 피흡인물의 진동과 회전을 방지하는 마찰 부재(예를 들면 특허 공개 2005-142462 호 참조)를 설치될 수 있다.
2-12. 변형 예 12
선회류 형성체(1)는 선회류 형성 수단으로 2개의 유체 통로(109) 대신에 전동 팬(예를 들면 특허 공개 2011-138948 호 참조)를 포함할 수 있다.
2-13. 변형 예 13
선회류 형성체(1)에서 관통 구멍(102)에서 제 2 단면(104)에 따라 유출되는 유체의 유출 방향은 본체(101)의 중심축에 거의 수직 방향으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 제 2 단면(104) 및 커버(111)는 관통 구멍(102)에서 유출된 액체가 본체(101)의 중심축에 평행한 방향(더 구체적으로는 본체(101)의 위쪽)에 배출되도록 형성되어 있을 수 있다.
2-14. 변형 예 14
제 1 단면(103)에, 피흡인물을 유지하기 위한 통체(121)를 장착하고 있다. 도 20은 통체(121)가 설치된 선회류 형성체(1)의 일례의 측면도이다. 이 도면에 도시된 통체(121)는 고무 등의 탄성 재료로 이루어지는 주름진 원통체이며, 선회류 형성체(1)에 의해 흡인된 피흡인물을 유지하기 위한 부재이다. 이 통체(121)는 선회류 형성체(1)가 생성하는 부압에 의해 흡인된 유체를 통과시키면서, 관통 구멍(102) 내에 피흡인물의 진입을 억제하도록 그 일단이 제 1 단면(103) 고정된다. 즉, 관통 구멍(102)과 동축에 고정된다. 이 통체(121)의 굴곡 부분의 내경은 관통 구멍(102)의 내경과 피흡인물의 최대 지름보다 작고, 통체(121)의 타단은 피흡인물을 향해 확장된다. 이 통체(121)의 높이는 유체 공급 펌프에서 선회류 형성체(1)에 공급되는 유체의 유량과 피흡인물의 종류에 따라 설정된다. 또한, 통체(121)의 형상은 원통형에 한정되지 않고, 사각형 기둥 형상이나 타원형 기둥 형상일 수 있다.
이상 설명한 통체(121)에 의하면, 피흡인물을 흡인할 때 주위 유체의 유입을 제한함으로써, 부압 생성 영역으로부터 떨어진 위치에 존재하는 피흡인물을 흡인하는 것이 가능하다. 또한 통체(121)가 신축 가능한 주름진 형상을 가지고 있기 때문에, 선회류 형성체(1)가 피흡인물을 흡인할 때 오정렬이 발생했다 하더라도 통체(121)가 피흡인물의 모양에 맞게 변형되어서 피흡인물을 안정적으로 흡인 유지할 수 있다. 또한 통체(121)가 주름진 형상을 갖기 때문에 피흡인물이 통체(121)와 접촉함으로써 생기는 피흡인물의 손상을 억제할 수 있다. 또한 통체(121)가 주름진 형상을 갖기 때문에 선회류 형성체(1)와 피흡인물 사이의 수직 간격 확보가 용이해진다. 즉, 피흡인물의 각각에 높이 차이가 있었다 하더라도 통체(121)의 탄력이 이러한 편차를 흡수한다.
또한, 상기 통체(121)의 굴곡진 부분의 내경은 관통 구멍(102)의 내경의 1/2 이하로 설정될 수 있어서 작은 피흡인물이 흡인될 수 있다. 또한 통체(121)의 피 흡인물을 유지하는 측의 단부에 복수의 홈을 형성하고 있다. 노치의 형상은 톱니 모양이나 반원 또는 반타원이나 사각형 등이 될 수 있다. 또한 통체(121)보다 잘록한 부분이 지름이 작은 통체를 여러 제 1 단면(103)에 장착하여 한 번에 여러 피흡인물을 흡인할 수 있다. 또한 통체(121)는, 주름진 형상을 갖지 않는 형상도 가질 수 있다. 또한 통체(121)는 제 1 단면(103)에 고정되는 측의 단부에서 피흡인물을 유지하는 측의 단부에 걸쳐 점진적으로 직경이 감소될 수 있다.
1,1A, 1B ... 선회류 형성체, 101,101A, 101B, 101C, 101D ... 본체, 102 ... 관통 구멍, 103 ... 제 1 단면, 104 ... 제 2 단면 105 ... 내주면 106 ... 분출구 107 ... 외주면 108 ... 공급구 109 ... 유체 통로, 110 ... 플랜지부, 111 ... 커버, 112 ... 스페이서 113 ... 플랜지부, 114 ... 플랜지부, 115 ... 플랜지부, 116 ... 환상판, 117 ... 환상판, 118 ... 환상판, 119 ... 홈부 120 ... 환상판, 121 ... 통체, 1101 ... 제 1 단면, 1102 ... 제 2 단면, 1131 ... 돌출부, 1132 ... U-자형 홈, 1141 ... V-자형 홈, 1151 ... 제 1 단면, 1152 ... 제 2 단면, 1153 ... 관통 구멍, 1171 ... 환상판 본체, 1172 ... 유지 부재, 1173 ... 손톱부, 1181 ... 환상판 본체, 1182 ... 유지 부재, 1183 ... 손톱부 1201 ... 환상판 본체, 1202 ... 유지 부재 1203 ... 손톱부

Claims (4)

  1. 선회류 형성체로서,
    본체;
    상기 본체에 형성되어 피흡인물과 대향하는 제 1 단면;
    상기 본체에 형성되어 상기 제 1 단면의 반대측에 위치하는 제 2 단면;
    상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 개구하며 상기 본체를 관통하는 구멍;
    상기 본체의, 상기 구멍에 면하는, 내주면에 형성된 분출구;
    상기 분출구를 통해 상기 구멍 내로 유체를 분출하도록 하여 부압을 발생시키는 선회류를 형성하는 유체 통로; 및
    상기 내주면의 상기 제 1 단면측의 가장자리부로부터 상기 구멍의 내측을 향해 돌출하도록 형성되는 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부는 상기 부압에 의해 흡인되는 유체를 통과시키면서, 상기 분출구로부터 분출된 유체가 상기 구멍으로부터 상기 피흡인물을 향해 유출하는 것을 방지하고, 상기 내주면은, 상기 분출구로부터 분출된 유체를 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 안내하여 상기 구멍으로부터 배출시키도록 형성되어 있는, 선회류 형성체.
  2. 선회류 형성체로서,
    본체;
    상기 본체에 형성되어 피흡인물과 대향하는 제 1 단면;
    상기 본체에 형성되어 상기 제 1 단면의 반대측에 위치하는 제 2 단면;
    상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 개구하며 상기 본체를 관통하는 구멍;
    상기 본체의, 상기 구멍에 면하는, 내주면에 형성된 분출구;
    상기 분출구를 통해 상기 구멍 내로 유체를 분출하도록 하여 부압을 발생시키는 선회류를 형성하는 유체 통로; 및
    상기 내주면의 상기 제 1 단면측의 가장자리부로부터 상기 구멍의 내측을 향해 돌출하도록 형성되는 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부는 상기 부압에 의해 흡인되는 유체를 통과시키면서, 상기 분출구로부터 분출된 유체가 상기 구멍으로부터 상기 피흡인물을 향해 유출하는 것을 방지하고, 상기 유체 통로는, 상기 분출구로부터 분출된 유체를 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 흐르게 하여 상기 구멍으로부터 배출시키도록 형성되어 있는, 선회류 형성체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 플랜지부는 상기 피흡인물로부터 먼 방향으로 돌출하도록 플랜지부의 단부에 형성되는 돌출부를 구비하는, 선회류 형성체.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 플랜지부는,
    상기 피흡인물과 대향하는 제1 단면;
    상기 플랜지부의 상기 제 1 단면의 반대 측의 제 2 단면; 및
    상기 플랜지부의 상기 제 1 단면 및 상기 플랜지부의 상기 제 2 단면의 양쪽 모두에 개구하는 관통 구멍을 구비하는, 선회류 형성체.
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