JP6744630B2 - 邪魔板 - Google Patents

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取り付けられる邪魔板に関する。

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部材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への被吸引部材の進入を阻害する邪魔板と、旋回流形成体が備える端面と邪魔板との間に、凹部から流出する流体が流れるための流路を形成する連結部材とをさらに備え、被吸引部材を安定的に吸引することができる。

特開２０１６−１５９４０５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、旋回流または放射流を形成して負圧を発生させることで被吸引物を吸引する流体流形成体に着脱可能に取り付けられる邪魔板本体を備える邪魔板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を備える流体流形成体に取り付けられる邪魔板であって、前記流体流形成体から着脱可能なように設けられ、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邪魔板本体と、一端側は前記本体に固定され、他端側は前記邪魔板本体を前記端面に対向するように支持する支持部材であって、前記端面と前記邪魔板本体の間に間隙が保持されるとともに、前記凹部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前記邪魔板本体を支持する支持部材とを備えることを特徴とする邪魔板を提供する。

好ましい態様において、前記邪魔板は、前記端面と前記邪魔板本体の間に両者の間隔を保持するように設けられる間隙保持部をさらに備える。

さらに好ましい態様において、前記支持部材は、前記本体の、前記端面と反対側の面に掛止される爪部を備え、前記間隙保持部は、前記爪部との間で前記本体を挟み込むとともに、前記流路を形成するように設けられる。

さらに好ましい態様において、前記邪魔板本体は、前記邪魔板本体の中央部に形成され、前記被吸引物の一部が陥入することにより当該被吸引物の位置決めがなされる開口部と、前記邪魔板が前記流体流形成体に取り付けられたときに前記凹部に対向するように、前記開口部の周囲に形成される孔部とを備える。

さらに好ましい態様において、前記支持部材は、当該支持部材の弾性力により前記本体に固定される。

本発明によれば、旋回流または放射流を形成して負圧を発生させることで被吸引物を吸引する流体流形成体に着脱可能に取り付けられる邪魔板本体を備える邪魔板を提供することができる。

吸引装置１０の一例の斜視図である。 図１とは別の方向から見た吸引装置１０の斜視図である。 吸引装置１０の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図４のＢ部の拡大図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 図６のＤ−Ｄ線断面図である。 吸引装置１０Ａの一例の斜視図である。 図８とは別の方向から見た吸引装置１０Ａの斜視図である。 吸引装置１０Ａの分解斜視図である。 図８のＥ−Ｅ線断面図である。 図１１のＦ部の拡大図である。 図１１のＧ−Ｇ線断面図である。 図１３のＨ−Ｈ線断面図である。 旋回流形成体３の下面の一例を示す斜視図である。 旋回流形成体３の上面の一例を示す斜視図である。 図１６のＩ−Ｉ線断面図である。 吸引装置１０Ｂの一例の斜視図である。 図１８とは別の方向から見た吸引装置１０Ｂの斜視図である。 邪魔板２Ｃの一例の斜視図である。 吸引装置１０Ｃの一例の斜視図である。 吸引装置１０Ｃの側面図である。 図２２のＪ部の拡大図である。 段部２２３の一例の拡大図である。 吸引装置１０Ｄの一例の斜視図である。

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実施形態に係る吸引装置１０の斜視図である。図２は、図１とは別の方向から見た吸引装置１０の斜視図である。図３は、吸引装置１０の分解斜視図である。図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図５は、図４のＢ部の拡大図である。図６は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。図７は、図６のＤ−Ｄ線断面図である。吸引装置１０は、苺等の食品を吸引して保持し、搬送するための装置である。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。

吸引装置１０は、旋回流形成体１と、旋回流形成体１に着脱可能に取り付けられる邪魔板２とを備える。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。旋回流形成体１は、本発明に係る「流体流形成体」の一例である。邪魔板２は、旋回流形成体１により吸引される被吸引物が、後述する凹部１３に進入するのを阻害するための部材である。邪魔板２は、後述する各支持部材２２を外側に押し広げて、支持部材２２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。

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の軸方向中央より端面１２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。

旋回流形成体１は、また、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。

一方、邪魔板２は、邪魔板本体２１と、４つの支持部材２２とを備える。邪魔板本体２１は、旋回流形成体１から着脱可能なように設けられ、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。邪魔板本体２１は、円環状の形状を有する。４つの支持部材２２は、一端側が本体１１に着脱可能に固定され、他端側が邪魔板本体２１を端面１２に対向するように支持する。４つの支持部材２２は、端面１２と邪魔板本体２１の間に間隙が保持されるとともに、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邪魔板本体２１を支持する。また、４つの支持部材２２は、凹部１３の一部を覆うように邪魔板本体２１を支持する。邪魔板本体２１と４つの支持部材２２は、一体に成形される。

邪魔板本体２１は、外側環状板２１１と、内側環状板２１２とを備える。外側環状板２１１は、板ばね材よりなり、円環状の形状を有する。外側環状板２１１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。外側環状板２１１は、４つのスペーサ２１１１を備える。４つのスペーサ２１１１は、各々、端面１２と邪魔板本体２１の間に両者の間隔を保持するように設けられ、後述する支持部材２２の爪部２２１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２１１１は、各々、本発明に係る「間隙保持部」の一例である。４つのスペーサ２１１１は、外側環状板２１１の外縁に等間隔で形成される。４つのスペーサ２１１１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２１１１の高さは、端面１２と邪魔板本体２１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、後述する内側環状板２１２の開口部２１２１を通過せずに、スペーサ２１１１により端面１２と邪魔板本体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２１１１の高さは低い方が好ましい。

内側環状板２１２は、ゴム材や高弾性樹脂などの弾性部材よりなり、円環状の形状を有する。内側環状板２１２は、接触した被吸引物の形状に応じて変形可能となっている。内側環状板２１２は、その外径が外側環状板２１１の開口の直径よりも大きく、かつ、外側環状板２１１の外径よりも小さくなるように形成され、接着剤やねじ止め等により外側環状板２１１に略同軸に取り付けられる。内側環状板２１２は、開口部２１２１と、４つの孔部２１２２とを備える。開口部２１２１は、内側環状板２１２の中央部（換言すると、邪魔板本体２１の中央部）に円形に形成され、被吸引物の一部が陥入することにより当該被吸引物の位置決めがなされる。開口部２１２１は、その直径が凹部１３開口の直径よりも小さくなるように形成される。４つの孔部２１２２は、邪魔板２が旋回流形成体１に取り付けられたときに凹部１３に対向するように、開口部２１２１の周囲に等間隔で円形に形成される。孔部２１２２は、その直径が開口部２１２１の直径よりも小さくなるように形成される。

４つの支持部材２２は、各々、邪魔板本体２１の周縁から等間隔で延びる細長い板ばね材を、邪魔板本体２１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に邪魔板２を取り付けたときに、旋回流形成体１の本体１１側面が、各支持部材２２の復元力（弾性力）により押圧されて、本体１１が各支持部材２２の間で挟持されるように調整される。４つの支持部材２２の端部には、各々、爪部２２１が形成される。爪部２２１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２２１は、支持部材２２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に邪魔板２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２２１の復元力（弾性力）により押圧されて、本体１１が爪部２２１とスペーサ２１１１との間で挟持されるように調整される。爪部２２１は、旋回流形成体１に邪魔板２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。

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、邪魔板本体２１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の周囲の流体は邪魔板２の開口部２１２１と孔部２１２２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邪魔板２の開口部２１２１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、邪魔板２の開口部２１２１や孔部２１２２を通過せずに、邪魔板本体２１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、邪魔板２により被吸引物が凹部１３内に進入することが阻害されるため、被吸引物が旋回流形成体１の傾斜面１５と接触して傷ついてしまうことが防止される。また、凹部１３から流出する主な流体は、邪魔板２の開口部２１２１や孔部２１２２を通らずに吸引装置１０の外へ流出するため、開口部２１２１や孔部２１２２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。すなわち、被吸引物のより安定的な吸引が可能となる。また、邪魔板２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と邪魔板２の間に挟まったゴミを除去したり、邪魔板２単体で洗浄したりすることが容易である。また、邪魔板２は、支持部材２２の弾性力により旋回流形成体１に固定されているため、支持部材２２を板ばね材で形成しない場合と比較して、邪魔板２が旋回流形成体１から外れて落下するリスクが低減される。また、被吸引物の一部が開口部２１２１に陥入して開口部２１２１が塞がれたとしても、孔部２１２２を介して周囲の流体が凹部１３内に向かって流入することができるため、周囲の流体が開口部２１２１と被吸引物の隙間に強引に流入し、内側環状板２１２が振動して騒音が発生してしまうことを防止することができる。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に侵入することはないため、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
図８は、第２実施形態に係る吸引装置１０Ａの斜視図である。図９は、図８とは別の方向から見た吸引装置１０Ａの斜視図である。図１０は、吸引装置１０Ａの分解斜視図である。図１１は、図８のＥ−Ｅ線断面図である。図１２は、図１１のＦ部の拡大図である。図１３は、図１１のＧ−Ｇ線断面図である。図１４は、図１３のＨ−Ｈ線断面図である。吸引装置１０Ａは、邪魔板の支持部材が旋回流形成体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第１実施形態に係る吸引装置１０と相違している。以下、これらの相違点についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

吸引装置１０Ａは、旋回流形成体１Ａと、旋回流形成体１Ａに着脱可能に取り付けられる邪魔板２Ａとを備える。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。旋回流形成体１Ａは、本発明に係る「流体流形成体」の一例である。邪魔板２Ａは、旋回流形成体１Ａにより吸引される被吸引物が、凹部１３に進入するのを阻害するための部材である。邪魔板２Ａは、後述する各支持部材２２Ａを外側に押し広げて、支持部材２２Ａ間に旋回流形成体１Ａを挟み込むことで、旋回流形成体１Ａに取り付けられる。

旋回流形成体１Ａ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に加えて、４つの溝部１１２を備える。４つの溝部１１２以外の構成要素については、第１実施形態と重複するため、その説明を省略する。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、後述する邪魔板２Ａの爪部２２１Ａが係止される。

旋回流形成体１Ａは、また、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。これらの構成要素については、第１実施形態と重複するため、その説明を省略する。

一方、邪魔板２Ａは、邪魔板本体２１と、４つの支持部材２２Ａとを備える。邪魔板本体２１については、第１実施形態と重複するため、その説明を省略する。４つの支持部材２２Ａは、一端側が本体１１に着脱可能に固定され、他端側が邪魔板本体２１を端面１２に対向するように支持する。４つの支持部材２２Ａは、端面１２と邪魔板本体２１の間に間隙が保持されるとともに、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邪魔板本体２１を支持する。また、４つの支持部材２２Ａは、凹部１３の一部を覆うように邪魔板本体２１を支持する。邪魔板本体２１と４つの支持部材２２Ａは、一体に成形される。

４つの支持部材２２Ａは、各々、邪魔板本体２１の周縁から等間隔で延びる細長い板ばね材を、邪魔板本体２１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に邪魔板２を取り付けたときに、旋回流形成体１Ａの本体１１側面が、各支持部材２２Ａの復元力（弾性力）により押圧されて、本体１１が各支持部材２２Ａの間で挟持されるように調整される。４つの支持部材２２の端部には、各々、爪部２２１Ａが形成される。爪部２２１Ａは、支持部材２２Ａ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、邪魔板２Ａ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２２１Ａは、支持部材２２Ａをなす板ばね材の端部に、旋回流形成体１Ａに邪魔板２Ａ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。

次に、以上説明した吸引装置１０Ａの吸引動作について説明する。旋回流形成体１Ａ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、邪魔板本体２１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１０Ａの周囲の流体は邪魔板２Ａの開口部２１２１と孔部２１２２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１０Ａ側に引き寄せられる。吸引装置１０Ａに引き寄せられた苺は、例えばその先端部分が邪魔板２Ａの開口部２１２１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、邪魔板２Ａの開口部２１２１や孔部２１２２を通過せずに、邪魔板本体２１と端面１２との間に形成された流路を通って、吸引装置１０Ａの外へ流出する。

以上説明した吸引装置１０Ａによれば、第１実施形態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、邪魔板２Ａの爪部２２１Ａが旋回流形成体１Ａの溝部１１２に係止されて、邪魔板２Ａ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と邪魔板本体２１の間に間隙が保持されるからである。また、邪魔板２Ａが係止される本体１１の溝を変更することで、端面１２と邪魔板本体２１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。

３．変形例
上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。また、以下の変形例は、互いに組み合わせてもよい。

３−１．変形例１
上記の実施形態に係る旋回流形成体１又は１Ａ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又は１Ａ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端面１２側に限られず、軸方向中央や上面側でもよい。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又は１０Ａにおいて、旋回流形成体１又は１Ａ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）。放射流形成体は、本発明に係る「流体流形成体」の一例である。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。

また、上記の実施形態に係る吸引装置１０又は１０Ａにおいて、旋回流形成体１又は１Ａ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、本発明に係る「流体流形成体」の一例である。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。

また、上記の実施形態に係る吸引装置１０又は１０Ａにおいて、旋回流形成体１又は１Ａに代えて、以下に説明する旋回流形成体３を採用してもよい。

図１５は旋回流形成体３の下面の一例を示す斜視図である。図１６は旋回流形成体３の上面の一例を示す斜視図である。図１７は図１６のＩ−Ｉ線断面図である。旋回流形成体３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。旋回流形成体３は、本発明に係る「流体流形成体」の一例である。この旋回流形成体３は、中央に断面円形の貫通孔３２（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３１と、本体３１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３３と、本体３１の上面に形成された平坦状の第２端面３４と、貫通孔３２に面する本体３１の内周面３１１に形成された２つの噴出口３５と、本体３１の外周面３１２に形成された２つの供給口３６と、噴出口３５と供給口３６とを連通する２本の直線状の流体通路３７と、略円板状のカバー３８と、カバー３８を第２端面３４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３９とを有する。

本体３１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３１の内周面３１１は、噴出口３５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３２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３４の開口に案内して貫通孔３２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３１１の、本体３１中心軸に略垂直な断面の面積が、第１端面３３の開口から第２端面３４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３２は本体３１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３２は第１端面３３に開口するとともに第２端面３４に開口する。

第１端面３３及び第２端面３４は本体３１の中心軸に対して略垂直に形成される。

２つの噴出口３５は内周面３１１において本体３１の中心軸方向中央に形成される。また本体３１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３６は外周面３１２において本体３１の中心軸方向中央に形成される。また本体３１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３７は本体３１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３１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３５の手前で縮径するように形成される。２つの流体通路３７は噴出口３５から貫通孔３２内に流体を噴出させる。貫通孔３２内に噴出された流体はコアンダ効果により本体３１の内周面に沿って流れ、貫通孔３２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３７が延びる方向に対して約４５度の角度で貫通孔３２から第２端面３４に沿って流出する。貫通孔３２内に形成された旋回流は貫通孔３２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３２の中央部に負圧を発生させる。この負圧により、第１端面３３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３２から第２端面３４に沿って流出する角度は貫通孔３２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３８は、本体３１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３８は貫通孔３２を覆い、貫通孔３２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３９は各々円柱の形状を有する。４つのスペーサ３９は第２端面３４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３４からカバー３８に向かって略垂直に延びるように取り付けられ、本体３１とカバー３８とを連結する。各スペーサ３９は本体３１とカバー３８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３９は第２端面３４とカバー３８との間に、貫通孔３２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３の外部へと流れ出る。４つのスペーサ３９の高さ（言い換えると第２端面３４とカバー３８との間のギャップ）は、流体供給ポンプから旋回流形成体３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３９は第２端面３４において、貫通孔３２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３２から流出する流体がスペーサ３９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３２から流出する流体の流路は貫通孔３２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３９は例えば、流体通路３７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３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３６と流体通路３７とを通って噴出口３５から貫通孔３２内に噴出される。貫通孔３２内に噴出された流体は貫通孔３２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３１１に案内されて貫通孔３２から第２端面３４に沿って流出する。その際、第１端面３３に対向して被吸引物が存在する場合には、貫通孔３２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３３側に引き寄せられる。

このように旋回流形成体３では貫通孔３２から流出する流体分子の大部分が第２端面３４に沿って流出するため、第１端面３３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３３に沿って流出する流体と板状部材とが衝突して板状部材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３４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、板状部材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）に起因する板状部材のしわの発生や変形や欠損の発生が抑制される。すなわち旋回流形成体３では、貫通孔３２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。

３−２．変形例２
上記の実施形態に係る外側環状板２１１と内側環状板２１２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、外側環状板２１１の材料は、板ばね材に限られずその他の弾性材料でもよい。または、弾性変形しにくい材料でもよい。また、外側環状板２１１の外径は、必ずしも端面１２の外径と同一でなくてもよく、外側環状板２１１の内径は、必ずしも端面１２の内径と同一でなくてもよい。外側環状板２１１の内径を端面１２の内径よりも小さくする場合、外側環状板２１１に内側環状板２１２を取り付けずに、外側環状板２１１の開口の周囲に４つの孔部を形成するようにしてもよい。また、外側環状板２１１が備えるスペーサ２１１１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。スペーサ２１１１の配置は、外側環状板２１１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２１１１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２１１１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、スペーサ２１１１の形成方法は、エンボス加工に限られず、例えば柱状の小片を外側環状板２１１の表面に取り付けることでスペーサ２１１１を形成してもよい。また、内側環状板２１２が備える孔部２１２２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、孔部２１２２の配置は、凹部１３に対向する位置に限られず端面１２に対向する位置でもよい。また、孔部２１２２は、必ずしも等間隔に形成されなくてもよい。また、孔部２１２２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、上記の実施形態に係る外側環状板２１１に、以下に説明する案内部２１１２を備えさせてもよい。

図１８は、吸引装置１０Ｂの斜視図である。図１９は、図１８とは別の方向から見た吸引装置１０Ｂの斜視図である。吸引装置１０Ｂは、外側環状板２１１Ａが案内部２１１２を備えている点において第１実施形態に係る吸引装置１０と相違している。この案内部２１１２は、円筒形状を有し、邪魔板２Ｂ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２１１２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２１１２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２１１２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２１１２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２１１２の内周面に沿って図中上方向に案内する。

また、上記の実施形態に係る外側環状板２１１に、内側環状板２１２に代えて、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）。または、中央部に円錐形状又は半球形状の凹部を有するメッシュを取り付けてもよい（例えば、特開２０１６−１５９４０５号公報の図７及び８参照）。当該凹部には、被吸引物の一部又は全部が陥入し、被吸引物の位置決めがなされる。または、外側環状板２１１の開口端に対してＲ曲げ加工を施すことにより、凹部１３に向かって突出する規制部を形成してもよい（例えば、特開２０１６−１５９４０５号公報の図９参照）。

３−３．変形例３
上記の実施形態に係る支持部材２２又は２２Ａの材料は、板ばね材に限られずその他の弾性材料でもよい。また、支持部材２２又は２２Ａを形成する際に板ばね材を折り曲げる角度は、本体１１の形状によっては必ずしも邪魔板本体２１に対して垂直でなくてもよい。また、支持部材２２又は２２Ａ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、支持部材２２又は２２Ａの一端側（必ずしも先端に限られない）は、外側環状板２１１の周縁に限られずその表面から延びてもよい。また、支持部材２２又は２２Ａは、必ずしも等間隔に形成されなくてもよい。また、支持部材２２Ａの長さは、必ずしも本体１１の軸方向の全体の長さよりも短くなくてもよい。また、支持部材２２又は２２Ａにおいて爪部２２１又は２２１Ａが形成される位置は、先端に限られず先端よりも邪魔板本体２１側でもよい。また、爪部２２１が本体１１において掛止される位置は、上面の外縁に限られず上面の径方向中央や上面の中央部でもよい。また、爪部２２１の形状は、Ｖ字形に限られず例えば平坦状や波形でもよい。また、爪部２２１Ａの形成方法は、Ｖ曲げ加工に限られず、支持部材２２Ａ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ることで形成されてもよい。図２０は、このような方法で形成された爪部２２１Ｂを備える邪魔板２Ｃの斜視図である。または、爪部２２１Ａの形状は波形でもよい。また、爪部２２１Ａは、ねじ止めにより本体１１側面に固定されてもよい。

また、上記の第２実施形態に係る邪魔板２Ａにおいて、４つの支持部材２２Ａに加えて、第１実施形態に係る１以上の支持部材２２を備えさせてもよい。この変形によれば、邪魔板２Ａが旋回流形成体１Ａから外れて落下するリスクがより低減される。

また、上記の第１実施形態に係る吸引装置１０において、４つの支持部材２２に代えて、以下に説明する４つの支持部材２２Ｂを採用してもよい。

図２１は、吸引装置１０Ｃの斜視図である。図２２は、吸引装置１０Ｃの側面図である。図２３は、図２２のＪ部の拡大図である。吸引装置１０Ｃは、各支持部材２２ＢがＲ部２２２を備えている点と、外側環状板２１１Ａがスペーサを備えていない点において第１実施形態に係る吸引装置１０と相違している。Ｒ部２２２は、旋回流形成体１の端面１２と邪魔板本体２１Ａの間に両者の間隔を保持する湾曲構造である。具体的にはＲ部２２２は、端面１２の外周と接して旋回流形成体１を支持することで当該間隔を保持する。そのため吸引装置１０Ｃでは、スペーサを備える必要がない。Ｒ部２２２は、本発明に係る「間隔保持部」の一例である。４つの支持部材２２Ｂは、各々、邪魔板本体２１Ａの周縁から等間隔で延びる細長い板ばね材を、邪魔板本体２１Ａに対して略垂直に延びるようにアール加工によ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。板ばね材を曲げる際、その曲率は、旋回流形成体１に邪魔板２Ｄを取り付けたときに、旋回流形成体１の本体１１側面が、各支持部材２２Ｂの復元力（弾性力）により押圧されて、本体１１が各支持部材２２Ｂの間で挟持されるように調整される。４つの支持部材２２Ｂの端部には、各々、爪部２２１が形成される。爪部２２１については、第１実施形態と重複するため、その説明を省略する。

なお、上記の吸引装置１０Ｃが備える支持部材２２Ｂにおいて、Ｒ部２２２に代えて、図２４に示す段部２２３を採用してもよい。段部２２３は、旋回流形成体１の端面１２と邪魔板本体２１Ａの間に両者の間隔を保持する構造である。具体的には段部２２３は、端面１２の外縁と接して旋回流形成体１を支持することで当該間隔を保持する。段部２２３は、本発明に係る「間隔保持部」の一例である。

また、上記の第１実施形態に係る吸引装置１０において、４つの支持部材２２に代えて、以下に説明する４つの支持部材２２Ｃを採用してもよい。

図２５は、吸引装置１０Ｄの斜視図である。吸引装置１０Ｄは、各支持部材２２Ｃの爪部２２１Ｃ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、邪魔板２Ｅ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、外側環状板２１１Ｂがスペーサを備えていない点において第１実施形態に係る吸引装置１０と相違している。爪部２２１Ｃは、平坦状に形成される点においてのみ第１実施形態に係る爪部２２１と相違する。爪部２２１Ｃが本体１１上面にねじ止めされていることで、邪魔板２Ｅ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と邪魔板本体２１の間に間隙が保持される。そのため、吸引装置１０Ｄではスペーサが不要となる。

なお、上記の吸引装置１０Ｄにおいて、ねじ止めに代えて、磁力や摩擦力により爪部２２１Ｃを旋回流形成体１の本体１１上面に固定してもよい。

また、上記の吸引装置１０Ｄにおいて、４つの支持部材２２Ｃと邪魔板本体２１とを一体に成形せずに、別体として成形してもよい。その際、４つの支持部材２２Ｃと邪魔板本体２１のうち、邪魔板本体２１のみを旋回流形成体１から着脱可能なようにしてもよい。
例えば、４つの支持部材２２Ｃを旋回流形成体１の本体１１上面に溶接する一方で、邪魔板本体２１については支持部材２２Ｃにねじ止めで固定して、工具を用いて着脱可能なようにしてもよい。

また、上記の吸引装置１０Ｄにおいて、４つの支持部材２２Ｃを旋回流形成体１の本体１１上面に溶接することで、邪魔板２Ｅを旋回流形成体１から着脱不能なように取り付けてもよい。

３−４．変形例４
上記の第２実施形態に係る溝部１１２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、溝部１１２の位置は、本体１１側面の軸方向中央より上面側に限られず、本体１１側面の軸方向中央やそれよりも端面１２側でもよい。また、溝部１１２は、必ずしも等間隔に形成されなくてもよい。また、溝部１１２の周方向の長さは、必ずしも端面１２外周の円弧の１／４の長さよりも短くなくてもよい。各溝部１１２を構成する溝の数は、３つに限られず２つ以下であっても４つ以上であってもよい。また、溝の形状は、Ｖ字形に限られず例えばＵ字形でもよい。

３−５．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、被吸引部材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、１Ａ、３…旋回流形成体、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ…邪魔板、３…旋回流形成体、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…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、２１Ａ…邪魔板本体、２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ…支持部材、３１…本体、３２…貫通孔、３３…第１端面、３４…第２端面、３５…噴出口、３６…供給口、３７…流体通路、３８…カバー、３９…スペーサ、１１１…内周側面、１１２…溝部、２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ…外側環状板、２１２…内側環状板、２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃ…爪部、２２２…Ｒ部、２２３…段部、３１１…内周面、３１２…外周面、２１１１…スペーサ、２１１２…案内部、２１２１…開口部、２１２２…孔部

Claims (5)

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
   を備える流体流形成体に取り付けられる邪魔板であって、
   前記流体流形成体から着脱可能なように設けられ、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邪魔板本体と、
   一端側は前記本体に固定され、他端側は前記邪魔板本体を前記端面に対向するように支持する支持部材であって、前記端面と前記邪魔板本体の間に間隙が保持されるとともに、前記凹部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前記邪魔板本体を支持する支持部材と
   を備えることを特徴とする邪魔板。
2. 前記端面と前記邪魔板本体の間に両者の間隔を保持するように設けられる間隙保持部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の邪魔板。
3. 前記支持部材は、前記本体の、前記端面と反対側の面に掛止される爪部を備え、
   前記間隙保持部は、前記爪部との間で前記本体を挟み込むとともに、前記流路を形成するように設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の邪魔板。
4. 前記邪魔板本体は、
   前記邪魔板本体の中央部に形成され、前記被吸引物の一部が陥入することにより当該被吸引物の位置決めがなされる開口部と、
   前記邪魔板が前記流体流形成体に取り付けられたときに前記凹部に対向するように、前記開口部の周囲に形成される孔部と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の邪魔板。
5. 前記支持部材は、当該支持部材の弾性力により前記本体に固定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の邪魔板。

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