WO2019058989A1 - 吸引装置 - Google Patents

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WO2019058989A1
WO2019058989A1 PCT/JP2018/033086 JP2018033086W WO2019058989A1 WO 2019058989 A1 WO2019058989 A1 WO 2019058989A1 JP 2018033086 W JP2018033086 W JP 2018033086W WO 2019058989 A1 WO2019058989 A1 WO 2019058989A1
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WO
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recess
fluid
guide groove
face
flow
Prior art date
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PCT/JP2018/033086
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English (en)
French (fr)
Inventor
斉 岩坂
英幸 徳永
裕二 河西
克洋 輿石
秀光 田中
浩彦 小野
勝利 箕浦
直然 岩坂
Original Assignee
株式会社ハーモテック
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Publication date
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Priority to CN201880041926.1A priority patent/CN110785270B/zh
Priority to SG11201911488UA priority patent/SG11201911488UA/en
Priority to US16/618,545 priority patent/US11642794B2/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0675—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum of the ejector type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005—Vacuum work holders
    • B25B11/007—Vacuum work holders portable, e.g. handheld
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B25J15/0683—Details of suction cup structure, e.g. grooves or ridges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for suctioning material utilizing the Bernoulli effect.
  • Patent Document 1 describes an apparatus for non-contact conveyance of a plate-like member by using the Bernoulli effect.
  • This device generates a swirling flow in a cylindrical chamber opened in the lower surface of the device, and suctions the plate-like member by the negative pressure at the central portion of the swirling flow, while the device and the plate-like member flow by the fluid flowing out of the cylindrical chamber.
  • the non-contact conveyance of the plate-like member is made possible by keeping a constant distance between them.
  • the present invention is made in view of the above-mentioned art, and an object of the present invention is to provide a suction device which suctions a suction thing more stably.
  • the suction device comprises a columnar main body, an end face formed on the main body, a recess formed on the end face, and a swirl flow by discharging a fluid into the recess.
  • the fluid flow forming means is a fluid passage which discharges a fluid into the recess to form a swirling flow, and the guide groove is substantially in a direction in which the fluid passage extends when viewed toward the end face. It may be formed on the end face along a direction forming an angle of 45 degrees.
  • the fluid flow forming means is a fluid passage which discharges a fluid into the recess to form a radial flow, and the guide groove is substantially in a direction in which the fluid passage extends when viewed toward the end face. It may be formed on the end face along a parallel direction.
  • the guide groove may be formed to expand as its cross-sectional area moves away from the recess.
  • the guide groove may be formed such that its cross-sectional area decreases with distance from the recess.
  • the semiconductor device may further include movement restricting means provided on the end face and restricting movement of the aspirated substance sucked by the negative pressure along the end face.
  • the movement restricting means may be a horn-like protrusion, and the movement of the aspirated material may be restricted by piercing the aspirated material.
  • another suction device comprises a columnar main body, an end face formed in the main body, a recess formed in the end face, and a fluid discharged into the recess to make a swirl flow or a radial flow.
  • a fluid flow forming unit configured to generate a negative pressure to form a negative pressure to suction a suction target, and a guide groove formed on the end surface along a direction in which the fluid discharged into the concave portion flows out from the concave portion. And a guide groove having a curvature smaller than the arc of the opening of the recess when viewed toward the end face.
  • another suction device is negative by discharging a fluid into a columnar main body, a recess formed on one surface of the main body, and the recess to form a swirling flow or a radial flow.
  • Fluid flow forming means for generating a pressure to suck the aspirated object, an annular wall provided so as to surround the recess and inhibiting entry of the aspirated object into the recess, and discharging into the recess And a linear guide groove formed on the inner wall surface of the annular wall along the direction in which the fluid flows out of the recess.
  • another suction device is negative by discharging a fluid into a columnar main body, a recess formed on one surface of the main body, and the recess to form a swirling flow or a radial flow.
  • a guide groove formed on the inner wall surface of the annular wall along a direction in which the fluid flows out of the recess, the guide having a curvature smaller than the arc of the opening of the recess when viewed toward the opening of the recess And a groove.
  • the suction device of the present invention it is possible to suction the object to be sucked more stably, as compared with the case where the guide groove is not provided.
  • FIG. 2 is a perspective view of an example of a swirl flow former 1;
  • FIG. 2 is a bottom view of an example of a swirl flow former 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3; It is a figure which shows the example of arrangement
  • FIG. 6 is a perspective view of an example of a swirling flow forming body 2;
  • FIG. 6 is a bottom view of an example of a swirl flow former 2; It is a figure which shows the example of arrangement
  • 5 is a perspective view of an example of a radial flow former 3;
  • FIG. 5 is a bottom view of an example of a radial flow former 3;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. It is a figure which shows the example of arrangement
  • 5 is a perspective view of an example of a radial flow former 4;
  • FIG. 6 is a bottom view of an example of a radial flow former 4; It is a figure which shows the example of arrangement
  • FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove 16.
  • FIG. is a bottom view which shows the modification of the guide groove 16.
  • FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove 16.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. It is a figure which shows the example of arrangement
  • 5 is a perspective view of an example of a radial flow former 4
  • 6 is a bottom view of an example
  • FIG. It is a bottom view which shows the modification of the guide groove 16. As shown in FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove 16. As shown in FIG. It is a bottom view which shows the modification of the guide groove 16. As shown in FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove. It is a bottom view which shows the modification of the guide groove 36. As shown in FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove. It is a bottom view which shows the modification of the guide groove 36. As shown in FIG. It is a perspective view which shows the modification of the guide groove. It is a bottom view which shows the modification of the guide groove 36. As shown in FIG. It is a side view which shows the modification of a guide groove.
  • FIG. 1A It is a perspective view of an example of swirl flow formation object 1A. It is a bottom view of an example of swirling flow formation object 1A. It is a side view of an example of swirling flow formation object 1B. It is a side view of an example of swirling flow formation object 1C.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a swirl flow-forming body 1 (an example of a “suction apparatus” according to the present invention) according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view of an example of the swirl flow former 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • a swirling flow forming body 1 shown in these figures is a device that forms a swirling flow and sucks a suctioned object by the Bernoulli effect.
  • the aspirated object is, for example, a food such as croquettes and scraped fish.
  • the suction device 10 is used, for example, attached to the tip of a robot arm.
  • the swirl flow forming body 1 includes a main body 11, an end surface 12, a recess 13, two jets 14, an inclined surface 15, and eight guide grooves 16.
  • the main body 11 is made of a material such as an aluminum alloy and has a cylindrical shape.
  • the end surface 12 is formed flat on one surface of the main body 11 (specifically, the surface facing the object to be suctioned) (hereinafter, referred to as “bottom surface”).
  • the recess 13 is a cylindrical bottomed hole formed on the end surface 12.
  • the recess 13 is formed coaxially with the main body 11.
  • the two spouts 14 are formed on the inner circumferential side surface 111 of the main body 11 facing the recess 13.
  • These spouts 14 are disposed on the bottom side of the axial center of the inner peripheral side surface 111. Moreover, these jets 14 are arrange
  • the fluid supplied to the swirl flow-forming body 1 is discharged into the recess 13 through the jets 14.
  • the fluid is, for example, a gas such as compressed air or a liquid such as pure water or carbonated water.
  • the inclined surface 15 is formed at the open end of the main body 11.
  • the fluid discharged into the recess 13 flows out from the recess 13 from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the end face 12 (specifically, it is discharged from one jet outlet 14, Is formed in a straight line along the direction represented by the composition of the vector of fluid molecules flowing out of the More specifically, these guide grooves 16 have an angle of approximately 36 degrees with respect to a tangent passing through the contact point between the guide groove 16 and the opening of the recess 13 as viewed toward the end face 12. It is formed. For example, in the example of the bottom shown in FIG.
  • the guide groove 16A is formed along a direction forming an angle of 36 degrees with respect to a tangent L1 passing through the contact point P1 between the guide groove and the opening of the recess 13. Further, among the guide grooves 16, two guide grooves 16 are formed along a direction forming an angle of about 45 degrees with respect to the direction in which the supply path 20 described later extends when seen toward the end face 12. Ru. The remaining six guide grooves 16 are formed such that the direction in which the adjacent guide grooves 16 extend is at an angle of approximately 45 degrees. For example, in the example of the bottom shown in FIG. 5, the guide groove 16B is formed along a direction (arrow A2) forming an angle of 45 degrees with the direction (arrow A1) in which the supply path 20A extends. In addition, the guide groove 16C is formed along a direction (arrow A4) that forms an angle of 45 degrees with the direction (arrow A3) in which the supply path 20B extends. The cross-sectional shape of each guide groove 16 is semicircular.
  • the guide groove 16 configured as described above guides the main fluid flowing out from the opening of the recess 13 in a direction away from the recess 13 while rectifying it.
  • the fluid guided by the guide groove 16 avoids collision with the aspirated object as compared with the fluid flowing along the end face 12.
  • the swirl flow forming body 1 includes a supply port 17, an annular passage 18, a communication passage 19, and two supply passages 20 (an example of the "fluid flow forming means" according to the present invention).
  • the supply port 17 has a circular shape and is formed at the center of the upper surface (that is, the surface opposite to the bottom surface) of the main body 11.
  • the supply port 17 is connected to a fluid supply pump (not shown) via, for example, a tube, and the fluid is supplied into the main body 11 through the supply port 17.
  • the annular passage 18 has a cylindrical shape and is formed inside the main body 11 so as to surround the recess 13.
  • the annular passage 18 is formed coaxially with the recess 13.
  • the annular passage 18 supplies the fluid supplied from the communication passage 19 to the supply passage 20.
  • the communication passage 19 is formed inside the main body 11 so as to extend linearly in the radial direction of the bottom surface or the upper surface of the main body 11.
  • the communication passage 19 communicates with the annular passage 18 at both ends thereof.
  • the communication passage 19 supplies the fluid supplied into the main body 11 via the supply port 17 to the annular passage 18.
  • the two supply paths 20 are formed so as to extend substantially parallel to the end face 12 and tangential to the outer periphery of the recess 13. These feed channels 20 extend parallel to one another.
  • Each supply passage 20 communicates with the annular passage 18 at one end and communicates with the jet 14 at the other end.
  • Each supply passage 20 forms a swirling flow of fluid in the recess 13.
  • the swirl flow forming body 1 described above the main fluid flowing out from the recess 13 is rectified by the guide groove 16 and discharged, so that the outflowing fluid collides with the object to be sucked and the object to be sucked is shaken.
  • the phenomenon of rotating or rotating is suppressed.
  • the noise caused by the collision of the outflow fluid and the aspirated object is reduced.
  • the number of parts is reduced as compared with a conventional suction device (for example, JP-A-2016-159405) in which the flow path of the outflowing fluid is secured by inserting a spacer between the swirl flow forming body and the baffle plate. It becomes possible to manufacture cheaper. Also, compared to the conventional suction device in which the flow path is blocked by the baffle plate, the flow path can be easily cleaned.
  • a swirling flow forming body 2 (an example of a “suction device” according to the present invention) according to a second embodiment includes an annular wall 21 instead of the end face 12 and the inclined surface 15. It differs from the swirl flow-forming body 1 according to the first embodiment in that the guide grooves 22 of the book are formed. Hereinafter, these differences will be described.
  • FIG. 6 is a perspective view of an example of the swirling flow forming body 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a bottom view of an example of the swirl flow former 2.
  • the annular wall 21 shown in these figures has a trapezoidal sectional shape, and is formed such that the outer diameter of one end face is equal to the diameter of the main body 11 and the inner diameter is equal to the diameter of the recess 13.
  • the outer diameter of the other end surface is smaller than the outer diameter of the one end surface, and the inner diameter is larger than the inner diameter of the one end surface.
  • the annular wall 21 is formed so that the thickness is continuously reduced from one end to the other end.
  • the opening area is formed so as to continuously decrease from one end to the other end.
  • the annular wall 21 thus formed is coaxially fixed to the main body 11 at one end surface so as to surround the recess 13.
  • the annular wall 21 configured as described above blocks the entry of the aspirated material into the recess 13 by contacting the material to be attracted by the negative pressure generated in the recess 13. Further, the annular wall 21 restricts the radial movement of the object to be suctioned, a part of which is invaginated in the opening of the annular wall 21.
  • the eight guide grooves 22 extend from one end of the annular wall 21 to the other end in the direction in which the fluid discharged into the recess 13 flows out from the recess 13 (specifically, it is discharged from one jet outlet 14. Is formed in a straight line along the direction represented by the composition of the vector of fluid molecules flowing out of the More specifically, these guide grooves 22 form an angle of about 20 degrees with respect to a tangent passing through the contact point between the guide groove 22 and the opening of the recess 13 when viewed toward the other end face of the annular wall 21. It is formed along the direction. For example, in the example of the bottom shown in FIG.
  • the guide groove 22A is formed along a direction forming an angle of 20 degrees with respect to a tangent L2 passing through the contact point P2 between the guide groove and the opening of the recess 13. Further, among the guide grooves 22, the two guide grooves 22 are in a direction forming an angle of about 45 degrees with respect to the direction in which the supply passage 20 extends when viewed toward the other end face of the annular wall 21. It is formed. The remaining six guide grooves 22 are formed such that the directions in which the adjacent guide grooves 22 extend extend at an angle of approximately 45 degrees. For example, in the example of the bottom shown in FIG. 8, the guide groove 22B is formed along a direction (arrow A4) forming an angle of 45 degrees with the direction (arrow A1) in which the supply passage 20A extends. Further, the guide groove 22C is formed along a direction (arrow A5) which forms an angle of 45 degrees with the direction (arrow A3) in which the supply passage 20B extends. The cross-sectional shape of each guide groove 22 is semicircular.
  • the guide groove 22 configured as described above guides the main fluid flowing out from the opening of the recess 13 in the direction away from the recess 13 while straightening the main fluid. As compared with the fluid flowing along the inner wall surface of the annular wall 21, the fluid guided by the guide groove 22 avoids collision with the aspirated object.
  • the swirling flow forming body 2 described above the main fluid flowing out from the opening of the recess 13 is rectified by the guide groove 22 and discharged out of the swirling flow forming body 2 at the time of the suction operation. Therefore, even in this swirl flow forming body 2, the same effect as the swirl flow forming body 1 according to the first embodiment can be obtained.
  • a radial flow forming body 3 (an example of the “suction apparatus” according to the present invention) according to the third embodiment is a first embodiment in that it forms a swirling flow and sucks a suctioned object by the Bernoulli effect. This is different from the swirl flow former 1 according to. Hereinafter, differences between these devices will be described.
  • FIG. 9 is a perspective view of an example of the radial flow former 3.
  • FIG. 10 is a bottom view of an example of the radial flow former 3.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the radial flow former 3 shown in these figures comprises a main body 31, an annular recess 32, an end face 33, an opposing face 34, an inclined face 35, and eight guide grooves 36.
  • the main body 31 is made of a material such as an aluminum alloy and has a cylindrical shape.
  • the end surface 33 is formed flat on one surface of the main body 31 (specifically, the surface facing the object to be sucked) (hereinafter, referred to as “bottom surface”).
  • the annular recess 32 is formed on the end surface 33 concentrically with the outer periphery of the main body 31.
  • the opposing surface 34 is formed flat on the bottom surface of the main body 31. At that time, the opposing surface 34 is formed to be recessed with respect to the end surface 33 at the bottom surface of the main body 31.
  • the facing surface 34 is surrounded by the annular recess 32 and faces the object to be sucked.
  • the inclined surface 35 is formed at the open end of the annular recess 32.
  • the eight guide grooves 36 extend from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the end face 33 in the direction in which the fluid discharged in the annular recess 32 flows out from the annular recess 32 (specifically, from the one nozzle hole 37 described later Are formed in a straight line along the direction (represented by the composition of the vector of fluid molecules flowing out of the annular recess 32). More specifically, these guide grooves 36 extend in a direction forming an angle of approximately 90 degrees with respect to a tangent passing through the contact point between the guide groove 36 and the opening of the annular recess 32 when viewed toward the end face 33. It is formed. For example, in the example of the bottom shown in FIG.
  • the guide groove 36A is formed along a direction forming an angle of 90 degrees with respect to the tangent L3 passing through the contact point P3 between the guide groove and the opening of the annular recess 32.
  • the guide grooves 36 are formed (more specifically, on a straight line) substantially parallel to the direction in which the nozzle holes 37 described later extend, as viewed from the end face 33.
  • the guide groove 36B is formed along the direction (arrow A6) in which the nozzle hole 37A extends.
  • the guide groove 36 configured as described above guides the main fluid flowing out of the opening of the annular recess 32 in a direction away from the annular recess 32 while straightening the main fluid.
  • the fluid guided by the guide groove 36 avoids collision with the aspirated object as compared with the fluid flowing along the end face 33.
  • the radial flow forming member 3 includes eight nozzle holes 37 (an example of the “fluid flow forming means” according to the present invention), the inlet 38, the inlet 39, the annular passage 40, and the communicating passage 41.
  • the inlet 38 has a circular shape and is provided at the center of the upper surface (that is, the surface opposite to the bottom surface) of the main body 31.
  • the inlet 38 is connected to a fluid supply pump (not shown), for example, via a tube.
  • the introduction path 39 is provided inside the main body 31 so as to extend linearly along the central axis of the main body 31.
  • One end of the introduction passage 39 communicates with the introduction port 38, and the other end communicates with the communication passage 41.
  • the introduction passage 39 supplies the fluid supplied into the main body 31 via the introduction port 38 to the communication passage 41.
  • the communication passage 41 is provided inside the main body 31 so as to linearly extend in the radial direction of the annular passage 40.
  • the communication passage 41 communicates with the introduction passage 39 at its axial center, and communicates with the annular passage 40 at both ends.
  • the communication passage 41 supplies the fluid supplied from the introduction passage 39 to the annular passage 40.
  • the annular passage 40 has a cylindrical shape and is provided inside the main body 31.
  • the annular passage 40 is formed coaxially with the main body 31.
  • the annular passage 40 supplies the fluid supplied from the communication passage 41 to the nozzle hole 37.
  • Each of the eight nozzle holes 37 is formed substantially in parallel to the end face 33 or the opposing face 34 and linearly extends in the radial direction of the bottom or upper surface of the main body 31, and one end thereof communicates with the annular passage 40 The other end communicates with the annular recess 32.
  • These nozzle holes 37 are arranged on the same plane so that adjacent nozzle holes 37 form an angle of about 45 degrees.
  • Each nozzle hole 37 discharges a fluid into the annular recess 32 to form a radial flow.
  • the main fluid flowing out of the annular recess 32 is rectified by the guide groove 36 and discharged, so that the outflowing fluid collides with the aspirated object and flutters the aspirated object.
  • the phenomenon of squeezing and rotating is suppressed.
  • the noise caused by the collision of the outflow fluid and the aspirated object is reduced.
  • a number of parts is reduced and it becomes possible to manufacture more cheaply.
  • the flow path can be easily cleaned.
  • a radial flow forming body 4 (an example of the “suction apparatus” according to the present invention) according to the fourth embodiment includes an annular wall 42 instead of the end face 33, and eight guide grooves are formed in the annular wall 42. It differs from the radial flow former 3 according to the third embodiment in that 43 is formed. Hereinafter, these differences will be described.
  • FIG. 13 is a perspective view of an example of the radial flow former 4 according to the present embodiment.
  • FIG. 14 is a bottom view of an example of the radial flow former 4.
  • the annular wall 42 shown in these figures has a trapezoidal cross-sectional shape, and is formed such that the outer diameter of one end face is equal to the diameter of the main body 31 and the inner diameter is equal to the outer diameter of the annular recess 32.
  • the outer diameter of the other end surface is smaller than the outer diameter of the one end surface, and the inner diameter is larger than the inner diameter of the one end surface.
  • the annular wall 42 is formed so that the thickness is continuously reduced from one end to the other end.
  • the opening area is formed so as to continuously decrease from one end to the other end.
  • the annular wall 42 thus formed is coaxially fixed to the main body 31 at one end face so as to surround the annular recess 32.
  • the annular wall 42 configured as described above inhibits the entry of the aspirated material into the annular recess 32 by coming into contact with the aspirated material sucked by the negative pressure generated by the main body 31. Further, the annular wall 42 restricts the radial movement of the suctioned object, a part of which is invaginated in the opening of the annular wall 42.
  • the eight guide grooves 43 extend from one end of the annular wall 42 to the other end in the direction in which the fluid discharged into the annular recess 32 flows out from the annular recess 32 (specifically, from one nozzle hole 37, It is formed in a straight line along the direction (represented by the composition of the vector of fluid molecules flowing out of the annular recess 32). More specifically, these guide grooves 43 have an angle of about 90 degrees with respect to a tangent passing through the contact point between the guide groove 43 and the opening of the annular recess 32 when viewed toward the other end face of the annular wall 42 It is formed along the direction of For example, in the example of the bottom shown in FIG.
  • the guide groove 43A is formed along a direction forming an angle of 90 degrees with respect to a tangent L4 passing through the contact point P4 between the guide groove and the opening of the annular recess 32. Further, these guide grooves 43 are formed along a direction substantially parallel to the direction in which the nozzle holes 37 extend (more specifically, on a straight line) when viewed toward the other end face of the annular wall 42 Ru. For example, in the example of the bottom shown in FIG. 15, the guide groove 43B is formed along the direction (arrow A6) in which the nozzle hole 37A extends.
  • the guide groove 43 configured as described above guides the main fluid flowing out of the opening of the annular recess 32 in the direction away from the annular recess 32 while straightening the main fluid. As compared with the fluid flowing along the inner wall surface of the guide groove 43, the fluid guided by the guide groove 43 avoids collision with the aspirated object.
  • the main fluid flowing out from the opening of the annular recess 32 is rectified by the guide groove 43 and discharged out of the radial flow forming body 4 during the suction operation. Therefore, even with this radial flow former 4, the same effect as the radial flow former 3 according to the third embodiment can be obtained.
  • the shape of the main body 11 and the recess 13 of the swirling flow forming body 1 according to the first embodiment is not limited to a cylinder, and may be, for example, a prism or an elliptic cylinder.
  • a taper may be formed which is expanded in diameter toward the opening.
  • a protrusion that forms a fluid flow path may be formed between the outer peripheral side surface and the inner peripheral side surface 111 of the main body 11 (for example, FIG. 13 of JP-A-2016-159405). reference).
  • the number of the jet nozzle 14 and the supply path 20 provided in the swirl flow-forming body 1 is not limited to two, and may be one or three or more. Further, the arrangement of the jet nozzle 14 is not limited to the bottom side of the inner circumferential side surface 111 from the axial center, and may be the axial center or the end face 12 side. In addition, the formation of the inclined surface 15 may be omitted. Further, the shape of the supply port 17 is not limited to a circle, and may be, for example, a rectangle or an ellipse. Moreover, the supply port 17 may be formed not on the upper surface of the main body 11 but on the side surface. Also, the two supply paths 20 may not necessarily extend parallel to one another.
  • an electric fan in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011, for example, that forms a swirling flow instead of the fluid passage group formed in the main body 11 and sucks a suctioned object by Bernoulli effect. -138948
  • This electric fan is an example of the "fluid flow forming means" according to the present invention.
  • the shape of the main body 31 of the radial flow former 3 according to the third embodiment is not limited to a cylinder, and may be, for example, a prism or an elliptic cylinder. Further, the number of the nozzle holes 37 provided in the radial flow forming body 3 is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more. Further, the shape of the inlet 38 is not limited to a circle, and may be, for example, a rectangle or an ellipse. Moreover, the inlet 38 may be formed not on the upper surface of the main body 31 but on the side surface.
  • the cross-sectional shapes of the annular wall 21 according to the second embodiment and the annular wall 42 according to the fourth embodiment are not limited to the trapezoidal shape, and may be semicircular or triangular. Further, the annular wall 21 may be integrally formed with the main body 11 and the annular wall 42 may be integrally formed with the main body 31.
  • Modification 2 16 to 21 are views showing a modification of the guide groove 16 according to the first embodiment.
  • the guide groove 51 shown in FIGS. 16 and 17 differs from the guide groove 16 in that its cross-sectional shape is rectangular. In addition to the rectangular shape, it may be a V-shape or a semi-elliptic shape.
  • the guide groove 52 shown in FIGS. 18 and 19 is different from the guide groove 16 in that the cross-sectional shape is rectangular and the cross-sectional area is formed so as to expand as being away from the recess 13.
  • the guide groove 52 is expanded as the diameter leaves
  • the guide groove 20 and 21 differs from the guide groove 16 in that the cross-sectional shape is rectangular and the cross-sectional area of the guide groove 53 is formed so as to decrease as it goes away from the recess 13.
  • the guide groove 53 is reduced as its diameter is separated from the recess 13, it may be reduced in depth in addition to or instead of the diameter.
  • Each modification to the above-mentioned guide groove 16 may be applied to the guide groove 22 concerning a 2nd embodiment.
  • the guide groove 61 shown in FIGS. 22 and 23 differs from the guide groove 36 in that its cross-sectional shape is rectangular. In addition to the rectangular shape, it may be a V-shape or a semi-elliptic shape.
  • the guide groove 62 shown in FIGS. 24 and 25 differs from the guide groove 36 in that the cross-sectional shape is rectangular and the cross-sectional area is formed so as to expand as being away from the annular recess 32.
  • the guide groove 62 is expanded as the diameter leaves
  • 26 and 27 differs from the guide groove 36 in that the cross-sectional shape is rectangular and the cross-sectional area is formed so as to decrease with distance from the annular recess 32.
  • the guide groove 63 reduces in diameter as it goes away from the annular recess 32, the depth may be reduced in addition to or instead of the diameter.
  • Each modification to the above-mentioned guide groove 36 may be applied to the guide groove 43 concerning a 4th embodiment.
  • the number of guide grooves according to each of the above embodiments is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more. Also, the width and depth of each guide groove may be larger than the illustrated example.
  • the end surface 12 according to the first embodiment may be a corrugated surface in a side view.
  • the arrangement method of a guide groove is not restricted to said example. The optimum number, size and arrangement of the guiding grooves depend on the flow rate of the fluid flowing out of the recess.
  • the guide groove which concerns on said each embodiment is not necessarily restricted to a linear form, and may be curved a little.
  • it may be a guide groove whose curvature is smaller than the arc of the opening of the recess or the outer periphery of the main body when viewed toward the end face or the concave portion of the main body.
  • it may be a guide groove having a curvature of half an arc of the opening of the recess or the outer periphery of the main body.
  • the main body may be a guide groove whose curvature is smaller than the arc of the circumscribed circle passing through the apexes on the outer side of the main body when viewed toward the end face or recess of the main body.
  • FIG. 29 is a perspective view of an example of a swirling flow-forming body 1A (an example of the "suction apparatus” according to the present invention) to which four angular projections 71 are attached.
  • FIG. 30 is a bottom view of an example of the swirl flow former 1A.
  • the four projections 71 shown in these figures have a cylindrical shape with a pointed tip and are attached so as to extend substantially perpendicularly from the end face 12.
  • each protrusion 71 is made to surround the periphery of the aspirated object sucked by the negative pressure. In the example of illustration, it arrange
  • the projection 71 configured in this manner limits the movement of the suctioned object sucked by the negative pressure along the end face 12 during high speed conveyance.
  • the shape of the protrusion 71 may be a prism with a pointed tip, a cone, or a pyramid. Further, the number of the protrusions 71 may be three or less or five or more. Also, the position of the protrusion 71 may be the radially outer edge or the inner edge of the end surface 12. Also, the arrangement of the projections 71 may be made to pierce the aspirated object sucked by negative pressure.
  • the projections 71 may be attached to the end face 33 of the radial flow former 3 according to the third embodiment.
  • FIG. 31 is a side view of an example of a swirl flow-forming body 1B which is a modification of the swirl flow-forming body 1A according to the third modification.
  • the swirl flow forming body 1B shown in the same figure is different from the swirl flow forming body 1A in that it does not have eight guide grooves 16 and the projection 71 is attached to the end face 12 via a spacer 81.
  • the four spacers 81 provided in the swirl flow forming body 1B have a cylindrical shape having a diameter larger than that of the protrusion 71, and are attached coaxially with the protrusion 71.
  • the spacer 81 may have a prismatic shape.
  • FIG. 32 is a side view of an example of a swirling flow-forming body 1C (an example of the "suction apparatus" according to the present invention) to which a cylindrical body 91 is attached.
  • a cylindrical body 91 shown in the same figure is a bellows-like cylindrical body made of an elastic material such as rubber, and is a member for holding a suctioned object sucked by the swirling flow forming member 1C.
  • One end of the cylindrical body 91 is fixed to the end face 12 so as to block the entry of the object to be sucked into the recess 13 while letting the fluid sucked by the negative pressure generated by the swirling flow forming body 1C. .
  • it is fixed coaxially with the recess 13.
  • the inner diameter of the constricted portion of the cylindrical body 91 is smaller than the inner diameter of the recess 13 and the maximum diameter of the object to be attracted, and the other end is expanded toward the object to be attracted.
  • the height of the cylindrical body 91 is set according to the flow rate of the fluid supplied from the fluid supply pump to the swirl flow forming body 1C and the type of the aspirated object.
  • the shape of the cylindrical body 91 is not limited to a cylinder, and may be a square cylinder, an oval cylinder, or the like.
  • the cylindrical body 91 when the suctioned object is suctioned, the inflow of the surrounding fluid is limited by the cylindrical body 91, whereby the suctioned object present at a position separated from the negative pressure generation region Can be aspirated.
  • the cylindrical body 91 since the cylindrical body 91 has an expandable bellows shape, the cylindrical body 91 is a substance to be sucked even if a misalignment occurs when the swirling flow forming body 1C sucks the suctioned substance. By deforming in accordance with the shape, the object to be sucked can be stably sucked and held.
  • the cylindrical body 91 is in the shape of a bellows, it is possible to suppress damage to the aspirated substance caused by contact of the aspirated substance with the cylindrical body 91.
  • the cylindrical body 91 is in the shape of a bellows, it is easy to secure the vertical clearance between the swirl flow forming body 1C and the object to be attracted. In other words, even if the objects to be suctioned have variations in height, the stretchability of the cylindrical body 91 absorbs the variations.
  • a smaller object to be sucked may be suctioned by setting the inner diameter of the constricted portion of the cylindrical body 91 to 1/2 or less of the inner diameter of the recess 13 of the swirling flow forming member 1C.
  • a plurality of notches may be formed at the end of the cylindrical body 91 on the side holding the object to be suctioned.
  • the shape of the notch may be serrated, semicircular, semielliptical, rectangular or the like.
  • a plurality of cylinders whose diameter is smaller than that of the cylinder 91 may be attached to the end surface 12 so that a plurality of objects to be sucked can be sucked at one time.
  • the cylindrical body 91 may have a shape that does not have a bellows shape.
  • the cylindrical body 91 may be gradually reduced in diameter from the end fixed to the end face 12 to the end holding the object to be suctioned.
  • the cylindrical body 91 may be attached to the end face 33 of the radial flow forming body 3 according to the third embodiment.
  • the swirl flow-forming body or the radial flow-forming body according to each of the above-described embodiments is not limited to food, and is used to suck and hold a plate-like or sheet-like member such as a semiconductor wafer or a glass substrate and convey it. May be At that time, depending on the size of the object to be sucked, a plurality of swirl flow forming members or radial flow forming members may be attached to a plate-like frame and used (see, for example, FIGS. 10 and 11 of JP-A-2016-159405). reference).
  • SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C Swirling flow formation body, 2 ... Swirling flow formation body, 3 ... Radiation flow formation body, 4 ... Radiation flow formation body, 11 ... Main body, 12 ... End face, 13 ... Recess, 14 ...

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Abstract

被吸引物をより安定的に吸引する吸引装置を提供する。吸引装置は、柱状の本体（１１）と、本体（１１）に形成される平坦状の端面（１２）と、端面（１２）に形成される凹部（１３）と、凹部（１３）内に流体を吐出して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流体流形成手段と、凹部（１３）内に吐出された流体が凹部（１３）から流出する方向に沿って端面（１２）に形成された直線状の案内溝（１６）とを備える。

Description

吸引装置
　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。
　近年、半導体ウェーハやガラス基板等の板状部材を非接触で搬送するための装置が利用されている。例えば、特許文献１には、ベルヌーイ効果を利用して板状部材を非接触で搬送する装置が記載されている。この装置は、装置下面に開口する円筒室内に旋回流を発生させて、旋回流中心部の負圧によって板状部材を吸引する一方で、当該円筒室から流出する流体によって当該装置と板状部材との間に一定の距離を保つことで板状部材の非接触での搬送を可能としている。
特開２００５－５１２６０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、被吸引物をより安定的に吸引する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端面と、前記端面に形成される凹部と、前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記端面に形成された直線状の案内溝とを備える。
　前記流体流形成手段は、前記凹部内に流体を吐出して旋回流を形成する流体通路であって、前記案内溝は、前記端面に向かって見て、前記流体通路が延びる方向に対して略４５度の角度をなす方向に沿って前記端面に形成されてもよい。
　前記流体流形成手段は、前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成する流体通路であって、前記案内溝は、前記端面に向かって見て、前記流体通路が延びる方向に対して略平行な方向に沿って前記端面に形成されてもよい。
　前記案内溝は、その断面積が前記凹部から離れるにつれて拡大するように形成されてもよい。
　前記案内溝は、その断面積が前記凹部から離れるにつれて縮小するように形成されてもよい。
　前記端面上に設けられ、前記負圧により吸引される前記被吸引物が前記端面に沿って移動するのを制限する移動制限手段をさらに備えてもよい。
　前記移動制限手段は、角状の突起物であり、前記被吸引物に突き刺さることで前記被吸引物の移動を制限してもよい。
　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端面と、前記端面に形成される凹部と、前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記端面に形成された案内溝であって、前記端面に向かって見て、前記凹部の開口の円弧よりも曲率が小さい案内溝とを備える。
　また、本発明に係る別の吸引装置は、柱状の本体と、前記本体の一の面に形成される凹部と、前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、前記凹部を囲むように設けられ、前記凹部内への前記被吸引物の侵入を阻害する環状壁と、前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記環状壁の内壁面に形成された直線状の案内溝とを備える。
　また、本発明に係る別の吸引装置は、柱状の本体と、前記本体の一の面に形成される凹部と、前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、前記凹部を囲むように設けられ、前記凹部内への前記被吸引物の侵入を阻害する環状壁と、前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記環状壁の内壁面に形成された案内溝であって、前記凹部の開口に向かって見て、前記凹部の開口の円弧よりも曲率が小さい案内溝とを備える。
　本発明に係る吸引装置によれば、案内溝を備えない場合と比較して、被吸引物をより安定的に吸引することができる。
旋回流形成体１の一例の斜視図である。 旋回流形成体１の一例の底面図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。 図３のＢ－Ｂ線断面図である。 案内溝１６の配置例を示す図である。 旋回流形成体２の一例の斜視図である。 旋回流形成体２の一例の底面図である。 案内溝２２の配置例を示す図である。 放射流形成体３の一例の斜視図である。 放射流形成体３の一例の底面図である。 図１０のＣ－Ｃ線断面図である。 案内溝３６の配置例を示す図である。 放射流形成体４の一例の斜視図である。 放射流形成体４の一例の底面図である。 案内溝４３の配置例を示す図である。 案内溝１６の変形例を示す斜視図である。 案内溝１６の変形例を示す底面図である。 案内溝１６の変形例を示す斜視図である。 案内溝１６の変形例を示す底面図である。 案内溝１６の変形例を示す斜視図である。 案内溝１６の変形例を示す底面図である。 案内溝３６の変形例を示す斜視図である。 案内溝３６の変形例を示す底面図である。 案内溝３６の変形例を示す斜視図である。 案内溝３６の変形例を示す底面図である。 案内溝３６の変形例を示す斜視図である。 案内溝３６の変形例を示す底面図である。 案内溝の変形例を示す側面図である。 旋回流形成体１Ａの一例の斜視図である。 旋回流形成体１Ａの一例の底面図である。 旋回流形成体１Ｂの一例の側面図である。 旋回流形成体１Ｃの一例の側面図である。
　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．第１実施形態
　図１は、第１実施形態に係る旋回流形成体１（本発明に係る「吸引装置」の一例）の一例の斜視図である。図２は、旋回流形成体１の一例の底面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図４は、図３のＢ－Ｂ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。被吸引物とは、例えば、コロッケやかき揚げ等の食品である。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。
　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、８本の案内溝１６とを備える。本体１１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。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に形成される円柱形状の有底孔である。この凹部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。これらの噴出口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、これらの噴出口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。
　８本の案内溝１６は、端面１２の内周縁から外周縁にかけて、凹部１３内に吐出された流体が凹部１３から流出する方向（具体的には、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方向）に沿って直線状に形成される。より具体的には、これらの案内溝１６は、端面１２に向かって見て、その案内溝１６と凹部１３の開口との接点を通る接線に対して略３６度の角度をなす方向に沿って形成される。例えば、図５に示す底面の例において、案内溝１６Ａは、当該案内溝と凹部１３の開口との接点Ｐ１を通る接線Ｌ１に対して３６度の角度をなす方向に沿って形成される。また、これらの案内溝１６のうち、２本の案内溝１６は、端面１２に向かって見て、後述する供給路２０が延びる方向に対して略４５度の角度をなす方向に沿って形成される。そして、残りの６本の案内溝１６は、隣り合う案内溝１６が延びる方向が略４５度の角度をなすように形成される。例えば、図５に示す底面の例において、案内溝１６Ｂは、供給路２０Ａが延びる方向（矢印Ａ１）に対して４５度の角度をなす方向（矢印Ａ２）に沿って形成される。また、案内溝１６Ｃは、供給路２０Ｂが延びる方向（矢印Ａ３）に対して４５度の角度をなす方向（矢印Ａ４）に沿って形成される。各案内溝１６の断面形状は半円形である。
　以上説明したように構成される案内溝１６は、凹部１３の開口から流出する主な流体を整流しつつ凹部１３から離れる方向に案内する。案内溝１６により案内される流体は、端面１２に沿って流れる流体と比較して、被吸引物との衝突が避けられる。
　また、旋回流形成体１は、供給口１７と、環状通路１８と、連通路１９と、２本の供給路２０（本発明に係る「流体流形成手段」の一例）とを備える。供給口１７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。この供給口１７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１７を介して本体１１内に流体が供給される。環状通路１８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。この環状通路１８は、凹部１３と同軸に形成される。環状通路１８は、連通路１９から供給される流体を供給路２０に供給する。連通路１９は、本体１１の底面又は上面の半径方向に直線状に延びるように本体１１内部に形成される。この連通路１９は、その両端部において環状通路１８と連通する。連通路１９は、供給口１７を介して本体１１内に供給される流体を環状通路１８に供給する。２本の供給路２０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。これらの供給路２０は、互いに平行に延びる。各供給路２０は、その一端が環状通路１８と連通し、他端が噴出口１４と連通する。各供給路２０は、凹部１３内に流体の旋回流を形成する。
　次に、以上説明した旋回流形成体１の吸引動作について説明する。旋回流形成体１の供給口１７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１９、環状通路１８及び供給路２０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、凹部１３の開口に対向する位置に被吸引物が存在した場合、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、旋回流形成体１の周囲の流体は、凹部１３内への流入を開始し、被吸引物は周囲の流体によって押圧されて旋回流形成体１側に引き寄せられる。一方、凹部１３の開口から流出した主な流体は、案内溝１６により整流されて、旋回流形成体１の外へ排出される。
　以上説明した旋回流形成体１によれば、凹部１３から流出する主な流体は案内溝１６により整流されて排出されるため、流出流体が被吸引物と衝突して被吸引物をばたつかせたり回転させたりする現象が抑制される。また、流出流体と被吸引物の衝突に起因する騒音が軽減される。また、旋回流形成体と邪魔板の間にスペーサを挿入することで流出流体の流路を確保する従来の吸引装置（例えば、特開２０１６－１５９４０５号公報）と比較して、部品点数が削減され、より安価に製造することが可能になる。また、邪魔板により流路が遮蔽される従来の吸引装置と比較して、流路の清掃が容易になる。
　また、上記の旋回流形成体１によれば、吸引した流体はすべて旋回流形成体１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．第２実施形態
　第２実施形態に係る旋回流形成体２（本発明に係る「吸引装置」の一例）は、端面１２と傾斜面１５に代えて環状壁２１を備え、この環状壁２１に８本の案内溝２２が形成されている点において第１実施形態に係る旋回流形成体１と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
　図６は、本実施形態に係る旋回流形成体２の一例の斜視図である。図７は、旋回流形成体２の一例の底面図である。これらの図に示す環状壁２１は、台形の断面形状を有し、一端面の外径が本体１１の径と等しくなり、かつ内径が凹部１３の径と等しくなるように形成される。また、他端面の外径が一端面の外径よりも小さく、かつ内径が一端面の内径よりも大きくなるように形成される。言い換えると、環状壁２１は、一端から他端にかけて厚みが連続的に小さくなるように形成される。または、一端から他端にかけて開口面積が連続的に小さくなるように形成される。このように形成された環状壁２１は、凹部１３を囲むように、その一端面が本体１１に同軸に固定される。
　以上説明したように構成される環状壁２１は、凹部１３内で発生する負圧により吸引される被吸引物と接触することで、当該被吸引物の凹部１３への進入を阻害する。また、環状壁２１は、その一部が環状壁２１の開口に陥入した被吸引物の径方向への移動を制限する。
　８本の案内溝２２は、環状壁２１の一端から他端にかけて、凹部１３内に吐出された流体が凹部１３から流出する方向（具体的には、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方向）に沿って直線状に形成される。より具体的には、これらの案内溝２２は、環状壁２１の他端面に向かって見て、その案内溝２２と凹部１３の開口との接点を通る接線に対して略２０度の角度をなす方向に沿って形成される。例えば、図８に示す底面の例において、案内溝２２Ａは、当該案内溝と凹部１３の開口との接点Ｐ２を通る接線Ｌ２に対して２０度の角度をなす方向に沿って形成される。また、これらの案内溝２２のうち、２本の案内溝２２は、環状壁２１の他端面に向かって見て、供給路２０が延びる方向に対して略４５度の角度をなす方向に沿って形成される。そして、残りの６本の案内溝２２は、隣り合う案内溝２２が延びる方向が略４５度の角度をなすように形成される。例えば、図８に示す底面の例において、案内溝２２Ｂは、供給路２０Ａが延びる方向（矢印Ａ１）に対して４５度の角度をなす方向（矢印Ａ４）に沿って形成される。また、案内溝２２Ｃは、供給路２０Ｂが延びる方向（矢印Ａ３）に対して４５度の角度をなす方向（矢印Ａ５）に沿って形成される。各案内溝２２の断面形状は半円形である。
　以上説明したように構成される案内溝２２は、凹部１３の開口から流出する主な流体を整流しつつ凹部１３から離れる方向に案内する。案内溝２２により案内される流体は、環状壁２１の内壁面に沿って流れる流体と比較して、被吸引物との衝突が避けられる。
　以上説明した旋回流形成体２では、その吸引動作時において、凹部１３の開口から流出した主な流体が案内溝２２により整流されて、旋回流形成体２の外へ排出される。そのため、この旋回流形成体２であっても、第１実施形態に係る旋回流形成体１と同様の効果が得られる。
３．第３実施形態
　第３実施形態に係る放射流形成体３（本発明に係る「吸引装置」の一例）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点において第１実施形態に係る旋回流形成体１と相違する。以下、これら装置の相違点について説明する。
　図９は、放射流形成体３の一例の斜視図である。図１０は、放射流形成体３の一例の底面図である。図１１は、図１０のＣ－Ｃ線断面図である。これらの図に示す放射流形成体３は、本体３１と、環状凹部３２と、端面３３と、対向面３４と、傾斜面３５と、８本の案内溝３６とを備える。本体３１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。端面３３は、本体３１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。環状凹部３２は、本体３１の外周と同心円状に、端面３３に形成される。対向面３４は、本体３１の底面に平坦状に形成される。その際、対向面３４は、本体３１の底面において、端面３３に対して窪むように形成される。この対向面３４は、周囲を環状凹部３２に囲まれ、被吸引物と対向する。傾斜面３５は、環状凹部３２の開口端に形成される。
　８本の案内溝３６は、端面３３の内周縁から外周縁にかけて、環状凹部３２内に吐出された流体が環状凹部３２から流出する方向（具体的には、後述する１つのノズル孔３７から吐出され、環状凹部３２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方向）に沿って直線状に形成される。より具体的には、これらの案内溝３６は、端面３３に向かって見て、その案内溝３６と環状凹部３２の開口との接点を通る接線に対して略９０度の角度をなす方向に沿って形成される。例えば、図１２に示す底面の例において、案内溝３６Ａは、当該案内溝と環状凹部３２の開口との接点Ｐ３を通る接線Ｌ３に対して９０度の角度をなす方向に沿って形成される。また、これらの案内溝３６は、端面３３に向かって見て、後述するノズル孔３７が延びる方向に対して略平行な方向に沿って（より具体的には、一直線上に）形成される。例えば、図１２に示す底面の例において、案内溝３６Ｂは、ノズル孔３７Ａが延びる方向（矢印Ａ６）に沿って形成される。
　以上説明したように構成される案内溝３６は、環状凹部３２の開口から流出する主な流体を整流しつつ環状凹部３２から離れる方向に案内する。案内溝３６により案内される流体は、端面３３に沿って流れる流体と比較して、被吸引物との衝突が避けられる。
　また、放射流形成体３は、８本のノズル孔３７（本発明に係る「流体流形成手段」の一例）と、導入口３８と、導入路３９と、環状通路４０と、連通路４１とをさらに備える。導入口３８は、円形状を有し、本体３１の上面（すなわち、底面と反対の面）の中央に設けられる。この導入口３８は、例えばチューブを介して、図示せぬ流体供給ポンプと接続される。導入路３９は、本体３１の中心軸に沿って直線状に延びるように本体３１の内部に設けられる。この導入路３９は、その一端が導入口３８と連通し、他端が連通路４１と連通する。導入路３９は、導入口３８を介して本体３１内に供給される流体を連通路４１に供給する。
　連通路４１は、環状通路４０の半径方向に直線的に延びるように本体３１の内部に設けられる。この連通路４１は、その軸方向中央部において導入路３９と連通し、その両端部において環状通路４０と連通する。連通路４１は、導入路３９から供給される流体を環状通路４０に供給する。環状通路４０は、円筒形状を有し、本体３１の内部に設けられる。この環状通路４０は、本体３１と同軸に形成される。環状通路４０は、連通路４１から供給される流体をノズル孔３７に供給する。
　８本のノズル孔３７は、各々、端面３３又は対向面３４に対して略平行、且つ本体３１の底面又は上面の半径方向に直線的に延びるように形成され、その一端は環状通路４０と連通し、他端は環状凹部３２と連通する。これらのノズル孔３７は、隣り合うノズル孔３７同士が略４５度の角度をなすように同一平面上に配置される。各ノズル孔３７は、環状凹部３２内に流体を吐出して放射流を形成する。
　次に、以上説明した放射流形成体３の吸引動作について説明する。放射流形成体３の導入口３８に対して流体が供給されると、その流体は、導入路３９、連通路４１及び環状通路４０を通ってノズル孔３７から環状凹部３２内に吐出される。環状凹部３２に吐出された流体は、環状凹部３２の開口から放射流として流出する。その際、環状凹部３２の開口に対向する位置に被吸引物が存在した場合、放射流形成体３と被吸引物の間の空間への外部流体の流入が制限され、放射流のエントレインメント効果により、当該空間の単位体積あたりの流体分子の密度が小さくなり、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放射流形成体３側に引き寄せられる。一方、環状凹部３２の開口から流出した主な流体は、案内溝３６により整流されて、放射流形成体３の外へ排出される。
　以上説明した放射流形成体３によれば、環状凹部３２から流出する主な流体は案内溝３６により整流されて排出されるため、流出流体が被吸引物と衝突して被吸引物をばたつかせたり回転させたりする現象が抑制される。また、流出流体と被吸引物の衝突に起因する騒音が軽減される。また、上述した従来の吸引装置と比較して、部品点数が削減され、より安価に製造することが可能になる。また、邪魔板により流路が遮蔽される従来の吸引装置と比較して、流路の清掃が容易になる。
　また、上記の放射流形成体３によれば、吸引した流体はすべて放射流形成体３の外に排出され、環状凹部３２やノズル孔３７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。
４．第４実施形態
　第４実施形態に係る放射流形成体４（本発明に係る「吸引装置」の一例）は、端面３３に代えて環状壁４２を備え、この環状壁４２に８本の案内溝４３が形成されている点において第３実施形態に係る放射流形成体３と相違する。以下、これらの相違点について説明する。
　図１３は、本実施形態に係る放射流形成体４の一例の斜視図である。図１４は、放射流形成体４の一例の底面図である。これらの図に示す環状壁４２は、台形の断面形状を有し、一端面の外径が本体３１の径と等しくなり、かつ内径が環状凹部３２の外径と等しくなるように形成される。また、他端面の外径が一端面の外径よりも小さく、かつ内径が一端面の内径よりも大きくなるように形成される。言い換えると、環状壁４２は、一端から他端にかけて厚みが連続的に小さくなるように形成される。または、一端から他端にかけて開口面積が連続的に小さくなるように形成される。このように形成された環状壁４２は、環状凹部３２を囲むように、その一端面が本体３１に同軸に固定される。
　以上説明したように構成される環状壁４２は、本体３１が発生させる負圧により吸引される被吸引物と接触することで、当該被吸引物の環状凹部３２への進入を阻害する。また、環状壁４２は、その一部が環状壁４２の開口に陥入した被吸引物の径方向への移動を制限する。
　８本の案内溝４３は、環状壁４２の一端から他端にかけて、環状凹部３２内に吐出された流体が環状凹部３２から流出する方向（具体的には、１つのノズル孔３７から吐出され、環状凹部３２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方向）に沿って直線状に形成される。より具体的には、これらの案内溝４３は、環状壁４２の他端面に向かって見て、その案内溝４３と環状凹部３２の開口との接点を通る接線に対して略９０度の角度をなす方向に沿って形成される。例えば、図１５に示す底面の例において、案内溝４３Ａは、当該案内溝と環状凹部３２の開口との接点Ｐ４を通る接線Ｌ４に対して９０度の角度をなす方向に沿って形成される。また、これらの案内溝４３は、環状壁４２の他端面に向かって見て、ノズル孔３７が延びる方向に対して略平行な方向に沿って（より具体的には、一直線上に）形成される。例えば、図１５に示す底面の例において、案内溝４３Ｂは、ノズル孔３７Ａが延びる方向（矢印Ａ６）に沿って形成される。
　以上説明したように構成される案内溝４３は、環状凹部３２の開口から流出する主な流体を整流しつつ環状凹部３２から離れる方向に案内する。案内溝４３により案内される流体は、案内溝４３の内壁面に沿って流れる流体と比較して、被吸引物との衝突が避けられる。
　以上説明した放射流形成体４では、その吸引動作時において、環状凹部３２の開口から流出した主な流体が案内溝４３により整流されて、放射流形成体４の外へ排出される。そのため、この放射流形成体４であっても、第３実施形態に係る放射流形成体３と同様の効果が得られる。
５．変形例
　上記の各実施形態は、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。
５－１．変形例１
　第１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２０の数は、２本に限られず、１本であっても３本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１７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１７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２０は、必ずしも互いに平行に延びていなくてもよい。
　第１実施形態に係る旋回流形成体１において、本体１１内に形成される流体通路群に代えて、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電動ファン（例えば、特開２０１１－１３８９４８号公報参照）を採用してもよい。この電動ファンは、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。
　第３実施形態に係る放射流形成体３の本体３１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、放射流形成体３に設けられるノズル孔３７の数は、８本に限られず、７本以下であっても９本以上であってもよい。また、導入口３８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、導入口３８は、本体３１上面ではなく側面に形成されてもよい。
　第２実施形態に係る環状壁２１と上記の第４実施形態に係る環状壁４２の断面形状は、台形に限られず、半円形や三角形であってもよい。また、環状壁２１は本体１１と、環状壁４２は本体３１と一体に成形されてもよい。
５－２．変形例２
　図１６～２１は、第１実施形態に係る案内溝１６の変形例を示す図である。図１６及び１７に示す案内溝５１は、その断面形状が矩形である点において案内溝１６と相違している。なお、矩形以外にも、Ｖ字や半楕円であってもよい。図１８及び１９に示す案内溝５２は、その断面形状が矩形であり、かつその断面積が凹部１３から離れるにつれて拡大するように形成されている点において案内溝１６と相違している。なお、案内溝５２は、その径が凹部１３から離れるにつれて拡大しているが、径に加えて又は代えてその深さを拡大させてもよい。図２０及び２１に示す案内溝５３は、その断面形状が矩形であり、かつその断面積が凹部１３から離れるにつれて縮小するように形成されている点において案内溝１６と相違している。なお、案内溝５３は、その径が凹部１３から離れるにつれて縮小しているが、径に加えて又は代えてその深さを縮小させてもよい。
　なお、上記の案内溝１６に対する各変形は、第２実施形態に係る案内溝２２に適用してもよい。
　図２２～２７は、第３実施形態に係る案内溝３６の変形例を示す図である。図２２及び２３に示す案内溝６１は、その断面形状が矩形である点において案内溝３６と相違している。なお、矩形以外にも、Ｖ字や半楕円であってもよい。図２４及び２５に示す案内溝６２は、その断面形状が矩形であり、かつその断面積が環状凹部３２から離れるにつれて拡大するように形成されている点において案内溝３６と相違している。なお、案内溝６２は、その径が環状凹部３２から離れるにつれて拡大しているが、径に加えて又は代えてその深さを拡大させてもよい。図２６及び２７に示す案内溝６３は、その断面形状が矩形であり、かつその断面積が環状凹部３２から離れるにつれて縮小するように形成されている点において案内溝３６と相違している。なお、案内溝６３は、その径が環状凹部３２から離れるにつれて縮小しているが、径に加えて又は代えてその深さを縮小させてもよい。
　なお、上記の案内溝３６に対する各変形は、第４実施形態に係る案内溝４３に適用してもよい。
　上記の各実施形態に係る案内溝の本数は、８本に限られず、７本以下であっても９本以上であってもよい。また、各案内溝の幅と深さは、図示の例よりも大きくてもよい。例えば、第１実施形態に係る端面１２を、図２８に例示するように、側面視で波形状の面としてもよい。また、案内溝の配置方法は上記の例に限られない。案内溝の最適な本数、寸法及び配置は、凹部から流出する流体の流量に応じて決まる。
　また、上記の各実施形態に係る案内溝は、必ずしも直線状に限られず、多少湾曲していてもよい。具体的には、本体の端面又は凹部に向かって見て、凹部の開口又は本体の外周の円弧よりも曲率が小さい案内溝としてもよい。例えば、凹部の開口又は本体の外周の円弧の半分の曲率の案内溝としてもよい。仮に本体が角柱形状を有する場合には、本体の端面又は凹部に向かって見て、本体の外側の頂点を通る外接円の円弧よりも曲率が小さい案内溝としてもよい。
５－３．変形例３
　第１実施形態に係る旋回流形成体１の端面１２に、被吸引物の横ずれを防止するための突起７１（本発明に係る「移動制限手段」の一例）を取り付けてもよい。図２９は、４本の角状の突起７１が取り付けられた旋回流形成体１Ａ（本発明に係る「吸引装置」の一例）の一例の斜視図である。図３０は、旋回流形成体１Ａの一例の底面図である。これらの図に示す４本の突起７１は、先端の尖った円柱形状を有し、端面１２から略垂直に延びるように取り付けられる。各突起７１の配置は、負圧により吸引された被吸引物の周囲を取り囲むようになされる。図示の例では、端面１２の径方向中央に、等間隔に配置されている。このように構成される突起７１は、高速搬送時に、負圧によって吸引された被吸引物が端面１２に沿って移動するのを制限する。
　なお、突起７１の形状は、先端の尖った角柱や円錐や角錐であってもよい。また、突起７１の本数は、３本以下であっても５本以上であってもよい。また、突起７１の位置は、端面１２の径方向外縁又は内縁であってもよい。また、突起７１の配置は、負圧により吸引された被吸引物に突き刺さるようになされてもよい。
　突起７１は、第３実施形態に係る放射流形成体３の端面３３に取り付けてもよい。
５－４．変形例４
　図３１は、変形例３に係る旋回流形成体１Ａの変形例である旋回流形成体１Ｂの一例の側面図である。同図に示す旋回流形成体１Ｂは、８本の案内溝１６を有さず、また突起７１がスペーサ８１を介して端面１２に取り付けられている点において旋回流形成体１Ａと相違している。この旋回流形成体１Ｂが備える４本のスペーサ８１は、突起７１よりも大径の円柱形状を有し、突起７１と同軸に取り付けられる。なお、変形例として、スペーサ８１は角柱形状であってもよい。これらのスペーサ８１は、旋回流形成体１Ｂが被吸引物を吸引する際に、突起７１に突き刺さった被吸引物（例えば、かき揚げ）の表面と接触し、当該被吸引物が端面１２と接触することを妨げることで、当該被吸引物と端面１２との間に間隙を保持する。この保持された間隙を、凹部１３の開口から流出した主な流体が流れることで、流出流体と被吸引物の衝突が軽減される。そのため、この旋回流形成体１Ｂによっても、第１実施形態に係る旋回流形成体１と同様の効果が得られる。
５－５．変形例５
　第１実施形態に係る旋回流形成体１の端面１２に、被吸引物を保持するための筒体９１を取り付けてもよい。図３２は、筒体９１が取り付けられた旋回流形成体１Ｃ（本発明に係る「吸引装置」の一例）の一例の側面図である。同図に示す筒体９１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１Ｃ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９１は、旋回流形成体１Ｃ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、その一端が端面１２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９１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９１の高さは、流体供給ポンプから旋回流形成体１Ｃ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９１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。
　以上説明した旋回流形成体１Ｃによれば、被吸引物を吸引する際に筒体９１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９１が伸縮可能な蛇腹形状を有しているため、旋回流形成体１Ｃ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９１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９１が蛇腹状であるため、被吸引物が筒体９１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９１が蛇腹状であるため、旋回流形成体１Ｃ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９１の伸縮性が当該ばらつきを吸収してくれる。
　なお、上記の筒体９１のくびれ部の内径を、旋回流形成体１Ｃの凹部１３の内径の１／２以下として、より小さい被吸引物を吸引可能としてもよい。また、筒体９１の、被吸引物を保持する側の端部に複数の切り欠きを形成してもよい。切り欠きの形状は、鋸歯状や半円や半長円や矩形等であってよい。また、筒体９１よりもくびれ部が小径の筒体を複数、端面１２に取り付けて、一度に複数の被吸引物を吸引可能としてもよい。また、筒体９１を、蛇腹形状を有しない形状としてもよい。また、筒体９１を、端面１２に固定される側の端部から、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。
　筒体９１は、第３実施形態に係る放射流形成体３の端面３３に取り付けてもよい。
５－６．変形例６
　上記の各実施形態に係る旋回流形成体又は放射流形成体は、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旋回流形成体又は放射流形成体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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…旋回流形成体、２…旋回流形成体、３…放射流形成体、４…放射流形成体、１１…本体、１２…端面、１３…凹部、１４…噴出口、１５…傾斜面、１６…案内溝、１７…供給口、１８…環状通路、１９…連通路、２０…供給路、２１…環状壁、２２…案内溝、３１…本体、３２…環状凹部、３３…端面、３４…対向面、３５…傾斜面、３６…案内溝、３７…ノズル孔、３８…導入口、３９…導入路、４０…環状通路、４１…連通路、４２…環状壁、４３…案内溝、５１…案内溝、５２…案内溝、５３…案内溝、６２…案内溝、６３…案内溝、７１…突起、８１…スペーサ、９１…筒体、１１１…内周側面

Claims (10)

  1. 　柱状の本体と、
    　前記本体に形成される端面と、
    　前記端面に形成される凹部と、
    　前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、
    　前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記端面に形成された直線状の案内溝と
    　を備える吸引装置。
  2. 　前記流体流形成手段は、前記凹部内に流体を吐出して旋回流を形成する流体通路であって、
    　前記案内溝は、前記端面に向かって見て、前記流体通路が延びる方向に対して略４５度の角度をなす方向に沿って前記端面に形成される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の吸引装置。
  3. 　前記流体流形成手段は、前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成する流体通路であって、
    　前記案内溝は、前記端面に向かって見て、前記流体通路が延びる方向に対して略平行な方向に沿って前記端面に形成される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸引装置。
  4. 　前記案内溝は、その断面積が前記凹部から離れるにつれて拡大するように形成され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. 　前記案内溝は、その断面積が前記凹部から離れるにつれて縮小するように形成され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。
  6. 　前記端面上に設けられ、前記負圧により吸引される前記被吸引物が前記端面に沿って移動するのを制限する移動制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の吸引装置。
  7. 　前記移動制限手段は、角状の突起物であり、前記被吸引物に突き刺さることで前記被吸引物の移動を制限することを特徴とする請求項６に記載の吸引装置。
  8. 　柱状の本体と、
    　前記本体に形成される端面と、
    　前記端面に形成される凹部と、
    　前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、
    　前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記端面に形成された案内溝であって、前記端面に向かって見て、前記凹部の開口の円弧よりも曲率が小さい案内溝と
    　を備える吸引装置。
  9. 　柱状の本体と、
    　前記本体の一の面に形成される凹部と、
    　前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、
    　前記凹部を囲むように設けられ、前記凹部内への前記被吸引物の侵入を阻害する環状壁と、
    　前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記環状壁の内壁面に形成された直線状の案内溝と
    　を備える吸引装置。
  10. 　柱状の本体と、
    　前記本体の一の面に形成される凹部と、
    　前記凹部内に流体を吐出して旋回流又は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、
    　前記凹部を囲むように設けられ、前記凹部内への前記被吸引物の侵入を阻害する環状壁と、
    　前記凹部内に吐出された流体が前記凹部から流出する方向に沿って前記環状壁の内壁面に形成された案内溝であって、前記凹部の開口に向かって見て、前記凹部の開口の円弧よりも曲率が小さい案内溝と
    　を備える吸引装置。
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