JP6116629B2 - 吸引装置 - 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吸引するための装置が開発されている。例えば、特許文献１では、ベルヌーイの定理を用いて板状部材を非接触で吸引する装置が提案されている。この装置では、装置下面に開口する円筒室内に旋回流を発生させ、当該旋回流の中心部の負圧によって板状部材を吸引する一方、当該円等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吸引を可能としている。

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、液体や粉体等の物体を吸引する吸引装置において、吸引した物体の飛散を抑制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、前記凹部の開口部を囲み、前記凹部から前記端面に沿って流出する流体の流れを規制して、当該流体を、前記被吸引物の吸引前の位置から離れる方向に案内する案内部とを備える吸引装置を提供する。

好ましい態様において、前記案内部は、前記端面と比較して開口縁が前記被吸引物側へ突出するように配置される筒状の部材である。

さらに好ましい態様において、前記案内部の開口縁に、前記端面に対向する面を有する内向きのフランジ部が形成される。

さらに好ましい態様において、前記案内部の内周面に、前記開口縁に向かって縮径するテーパが形成され、前記案内部は、前記凹部から流出する流体を前記内周面に沿って案内する。

さらに好ましい態様において、前記案内部は、他方の開口縁に架け渡される板状部材を有し、前記板状部材は、前記本体の、前記端面と反対側の面に固定される。

別の好ましい態様において、前記案内部は、複数の部材により構成される。

さらに好ましい態様において、前記案内部の外周を囲み、底面に貫通孔を有する有底筒状の容器をさらに備え、前記本体は、前記凹部が前記容器の外側に向かって開口するように前記貫通孔内に配置される。

さらに好ましい態様において、前記容器の内周面に、前記貫通孔に向かって縮径するテーパが形成される。

さらに好ましい態様において、前記被吸引物は食品である。

本発明によれば、液体や粉体等の物体を吸引する吸引装置において、吸引した物体の飛散を抑制することができる。

吸引装置１０の構造の一例を示す図である。 旋回流形成体１の構造の一例を示す図である。 吸引装置１０の使用方法の一例を示す図である。 ダストビン３を取り付けた吸引装置１０の構造の一例を示す図である。 蓋部２３を省略した吸引装置１０Ａの構造の一例を示す図である。 フランジ部２２をさらに省略した吸引装置１０Ｂの構造の一例を示す図である。 邪魔板５の平面図である。 他の形状を有する邪魔板５の平面図である。 他の形状を有する邪魔板５の平面図である。 他の形状を有する邪魔板５の構造を示す図である。 異なる形状の凹部５５１を有する邪魔板５Ｅの構造を示す図である。 他の形状を有する邪魔板５の構造を示す図である。 凹部１２内に凸部１１３が形成された旋回流形成体１Ａの構造の一例を示す図である。 放射流形成体６の構造の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
１．実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る吸引装置１０の構造の一例を示す図である。図１（ａ）は、吸引装置１０の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は、吸引装置１０の底面図である。吸引装置１０は、被吸引物Ｆが付着した物（被吸引物Ｆよりも体積が大きい）から被吸引物Ｆを吸引するための装置である。被吸引物Ｆは、主に液体や粉体等の物体であり、より具体的には食品である。例えば、吸引装置１０は、揚げ物（例えば、フライ麺）の油を吸引する油切り装置や（図３参照）、湯で茹でた食品（例えば、茹でた麺）に付いた水分を吸引する湯切り装置や、粉をまぶした食品から余分な粉を吸引する粉体分離器として機能する。また、被吸引物Ｆは、具体的には埃やごみであり、吸引装置１０は、床に落ちた埃やごみを吸引する掃除機として機能する。

吸引装置１０は、旋回流形成体１とケース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Ｆを吸引する装置である。具体的には、旋回流形成体１は、凹部１２内に流体を吐出することにより凹部１２内に負圧を発生させて被吸引物Ｆを吸引する。ここで流体とは、例えば圧縮空気等の気体である。または、純水や炭酸水等の液体である。ケース２は、旋回流形成体１を収容し、旋回流形成体１の凹部１２から流出した流体の流れを案内する部材である。ケース２の材質は、例えばアルミニウム合金である。

図２は、旋回流形成体１の構造の一例を示す図である。図２（ａ）は、旋回流形成体１の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。旋回流形成体１は、本体１１と、凹部１２と、端面１３、２個の噴出口１４と、傾斜面１５とを備える。

本体１１は、円柱形状を有する。本体１１の材質は、例えばアルミニウム合金である。端面１３は、本体１１の一の面（具体的には、被吸引物Ｆに臨む面）（以下、「底面」という。）に平坦状に形成される。凹部１２は、円柱形状を有し、端面１３に形成される。凹部１２は、本体１１と同軸に形成される。凹部１２に面する本体１１の内周側面１１１には、開口部に向かって拡径するテーパが形成される。２個の噴出口１４は、凹部１２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、例えば、内周側面１１１の軸方向中央部に配置される。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１２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１２内に吐出される。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、底面と反対の面）の中央に設けられる。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る。この供給口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１２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１２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の内部に設けられ、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１３に対して略平行、且つ凹部１２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１２内に流体の旋回流を形成する。各供給路１９は、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。

次に、ケース２は、図１に示されるように、案内部２１と、フランジ部２２と、蓋部２３とを備える。フランジ部２２を案内部２１に対して着脱可能にすることで、当該ケース２内に旋回流形成体１を収容する構造となっている。

案内部２１は、円筒形状を有し、旋回流形成体１の本体１１の外周側面１１２を囲むように配置される。すなわち、凹部１２の開口部の外周を囲むように配置される。その際、案内部２１は、その内周面２１１が、旋回流形成体１の本体１１の外周側面１１２と接触しないように配置される。また、案内部２１は、その一方の開口縁２１２が、旋回流形成体１の端面１３と比較して被吸引物Ｆ側へ突出するように配置される。案内部２１の軸方向の長さは、旋回流形成体１の本体１１の軸方向の長さと比較して長めに設定される。開口縁２１２は、旋回流形成体１の端面１３と略平行となるように配置される。開口縁２１２の外周側には、傾斜面２１３が形成される。案内部２１の内周面２１１には、開口縁２１２に向かって縮径する線形テーパが形成される。テーパ比は、例えば０．５程度である。

以上の構造を有する案内部２１は、旋回流形成体１の凹部１２から端面１３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Ｆ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２１は特に、凹部１２から端面１３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Ｆ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、旋回流形成体１の凹部１２から流出する流体を内周面２１１に沿って、開口縁２１２から開口縁２１４に向けて案内する。凹部１２から端面１３に沿って流出する流体は、案内部２１の内周面２１１に衝突すると、当該内周面に沿って、当該内周面と本体１１の外周側面１１２との間を開口縁２１４に向かって流れる。その際、当該流体は、凹部１２から流出する際に径方向に対して角度をつけて流出するため、内周面２１１上をらせん状に流れる。

フランジ部２２は、案内部２１の開口縁２１２に内向きに形成される円環状の部材である。フランジ部２２は、旋回流形成体１の端面１３と平行に形成される。その際、フランジ部２２の幅（径方向の長さ）は、端面１３を覆いつつ、凹部１２の底面を覆わない程度に設定される。フランジ部２２と端面１３との間のギャップは、流体供給ポンプから吸引装置１０に対して供給される流体の流量に応じて設定される。例えば、当該ギャップは、凹部１２から流出する流体が、フランジ部２２の開口部２２１を通過せずに、フランジ部２２と端面１３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、なるべく当該ギャップは小さい方が好ましい。

蓋部２３は、案内部２１の開口縁２１４に架け渡される円板状の部材である。蓋部２３の外縁には、４つの凹み２３１が等間隔に形成され、これらの凹み２３１が形成されることにより、蓋部２３と案内部２１の開口縁２１４との間に４つの開口部２３２が形成される。上記の案内部２１に案内された流体は、この開口部２３２を介して吸引装置１０の外へ排出される。蓋部２３の外縁のうち凹み２３１に挟まれた略矩形状の部分（突部２３３）は、その一の面が開口縁２１４に固定される。また、蓋部２３の中央には、円形の貫通孔２３４が形成される。この貫通孔２３４を介して、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延びるチューブが接続される。蓋部２３は、旋回流形成体１の本体１１の上面に固定される。固定方法は、例えばネジ止めである。その際、各ネジは、蓋部２３に対して垂直に（換言すると、本体１１の軸方向に）挿入される。

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１２内に吐出される。凹部１２に吐出された流体は、凹部１２内において旋回流となって整流され、その後、凹部１２の開口部から流出する。その際、フランジ部２２の開口部２２１に対向する位置に、被吸引物Ｆが付着した物（以下、「被吸引物保持体Ｍ」という。）が存在する場合には、凹部１２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１２内に負圧が発生する。この結果、被吸引物保持体Ｍに付着した被吸引物Ｆ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。凹部１２の開口部から流出した流体は、フランジ部２２の開口部２２１を通過せずに、フランジ部２２と端面１３との間に形成される流路を通って、案内部２１の内周面２１１に衝突する。そして、当該内周面に沿って、当該内周面と本体１１の外周側面１１２との間を開口縁２１４に向かって流れ、やがて蓋部２３の開口部２３２を介して吸引装置１０の外へ流出する。吸引装置１０側に引き寄せられた上記の被吸引物Ｆは、この流体の流れに乗って、蓋部２３の開口部２３２を介して吸引装置１０の外へ排出される。

図３は、吸引装置１０の使用方法の一例を示す図である。同図に示される例は、吸引装置１０を油切り装置として使用する場合を想定している。この例では、被吸引物Ｆとして油が想定され、被吸引物保持体Ｍとして揚げ物（例えば、フライ麺）が想定されている。被吸引物保持体Ｍは、揚げカゴＢに複数格納されて、メッシュ状のベルトコンベヤＣ上を矢印方向に搬送される。吸引装置１０は、揚げカゴＢの底面と、その搬送過程においてベルトコンベヤＣを介して対向するように固定的に配置される。吸引装置１０は、凹部１２がベルトコンベヤＣ側に開口するように配置される。その際、吸引装置１０と揚げカゴＢとの距離はなるべく近い方が好ましい。ベルトコンベヤＣを搬送される揚げカゴＢが吸引装置１０の上方にさしかかると、揚げカゴＢに格納される被吸引物保持体Ｍは、旋回流形成体１により生成される負圧により旋回流形成体１側に引き寄せられる。しかし、被吸引物保持体Ｍは、そのサイズが揚げカゴＢの網の目よりも大きいため、その網の目よりも小さい油滴のみが旋回流形成体１側に引き寄せられる。旋回流形成体１により吸引された油滴は、旋回流形成体１の凹部１２から流出する流体に乗って、フランジ部２２と端面１３との間に形成される流路を通り、案内部２１の内周面２１１に沿って開口縁２１４に向かって流れ、やがて蓋部２３の開口部２３２を介して吸引装置１０の外へ流出する。

なお、図３に示される例では、吸引装置１０が１つしか示されていないが、揚げカゴＢの搬送ルート上に複数の吸引装置１０を配置するようにしてもよい。または、吸引装置１０を、揚げカゴＢと同期して移動させるように制御してもよい。

以上説明した吸引装置１０によれば、旋回流形成体１内で発生する旋回流の吸引力のみを分離して利用することが可能となる。その結果、凹部１２から流出する流体と被吸引物保持体Ｍとの衝突が抑制され、被吸引物保持体Ｍのばたつきが抑制される。また、被吸引物保持体Ｍが流出流体により回転させられる現象が抑制される。また、上記の吸引装置１０によれば、吸引した被吸引物Ｆの排出方向を装置の吸引方向（言い換えると、図１（ｂ）の上方向）に制限することができる。案内部２１を備えずに被吸引物Ｆを水平方向に撒き散らしてしまう場合と比較して、被吸引物Ｆの飛散を抑制することができる。また、上記の吸引装置１０によれば、吸引した被吸引物Ｆはすべて吸引装置１０の外に排出され、凹部１２や噴出口１４に侵入することはないため、被吸引物Ｆにより流体の供給路が汚染されることがない。

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

２−１．変形例１
上記の実施形態に係る吸引装置１０に、吸引された被吸引物Ｆを収容するためのダストビン３を取り付けてもよい。図４は、は、ダストビン３を取り付けた吸引装置１０の構造の一例を示す図である。図４（ａ）は、ダストビン３を取り付けた吸引装置１０の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。ダストビン３は、底面に貫通孔３２１を有する有底筒状の容器である。吸引装置１０は、ダストビン３の貫通孔３２１内に、凹部１２がダストビン３の外側に向かって開口するように配置される。ダストビン３は、案内部３１と、フランジ部３２と、蓋部３３と、支持棒３４とを備える。

案内部３１は、円筒形状を有し、吸引装置１０のケース２の外周側面２１５を囲むように配置される。すなわち、案内部２１の外周を囲むように配置される。その際、案内部３１は、その内周面３１１が、案内部２１の外周側面２１５と接触しないように配置される。また、案内部３１は、その一方の開口縁３１２が、吸引装置１０の開口縁２１２と比較して被吸引物Ｆ側へ突出しないように配置される。案内部３１の軸方向の長さは、吸引装置１０の案内部２１の軸方向の長さと比較して長めに設定される。開口縁３１２は、旋回流形成体１の端面１３と略平行となるように配置される。開口縁３１２の外周側には、傾斜面３１３が形成される。案内部３１の内周面３１１には、貫通孔３２１向かって縮径する線形テーパが形成される。テーパ比は、例えば０．３５程度である。

以上の構造を有する案内部３１は、吸引装置１０の開口部２３２から流出する流体の流れを規制して、当該流体を被吸引物Ｆ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。その際、案内部３１は、当該流体を、被吸引物Ｆ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、開口部２３２から流出する流体を内周面３１１に沿って、開口縁３１２から開口縁３１４に向けて案内する。吸引装置１０の開口部２３２から流出する流体は、案内部３１の内周面３１１に沿って開口縁３１４に向かって流れる。その際、当該流体は、凹部１２から流出する際に径方向に対して角度をつけて流出するため、内周面３１１上をらせん状に流れる。

フランジ部３２は、案内部３１の開口縁３１２に内向きに形成される環状の部材である。フランジ部３２は、旋回流形成体１の端面１３と平行に形成される。フランジ部３２の貫通孔３２１の内径は、吸引装置１０の案内部２１の外径と等しくなるように設定される。すなわち、フランジ部３２は、その内周側面３２２が、案内部２１の外周側面２１５を接した状態で囲むように配置される。

蓋部３３は、案内部３１の開口縁３１４の内側にはめ込まれる円板状の部材である。蓋部３３の中央には、円形の貫通孔３３１が形成される。また、蓋部３３には、貫通孔３３１を囲むように、複数の円形の貫通孔３３２が同心円状に２列にわたって形成される。貫通孔３３１及び３３２のサイズと数は、例えば吸引装置１０により吸引される被吸引物Ｆの種類によって決定される。上記の案内部３１に案内された流体は、これら貫通孔３３１及び３３２を介してダストビン３の外へ排出される。その際、貫通孔３３１及び３３２よりもサイズの大きい被吸引物Ｆは、ダストビン３の外へ排出されず、ダストビン３内に収容されることになる。貫通孔３３１及び３３２のうちのいずれかを介して、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延びるチューブが接続される。蓋部３３は、４本の円形の支持棒３４を介して吸引装置１０の蓋部２３の上面に固定される。固定方法は、例えばネジ止めである。

以上説明したダストビン３を取り付けた吸引装置１０の使用方法としては、例えば掃除機としての使用が考えられる。具体的には、吸引装置１０のフランジ部２２を床面に近づけて、床面に落ちている埃やごみを吸引することが考えられる。または、図３を参照して説明したように、油切り装置としての使用が考えられる。ただ、この場合は、吸引装置１０の吸引方向と重力方向とが一致するため（すなわち、吸引装置１０の凹部１２が重力方向と反対方向に向かって開口する状態で使用されるため）、蓋部３３に貫通孔３３１及び貫通孔３３２を形成する代わりに、フランジ部３２に、流体が流出するための通気孔を形成するようにしてもよい。

２−２．変形例２
上記の実施形態に係る吸引装置１０において、蓋部２３を省略してもよい。図５は、蓋部２３を省略した吸引装置１０Ａの構造の一例を示す図である。図５（ａ）は、吸引装置１０Ａの平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ線断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）のＦ−Ｆ線断面図である。吸引装置１０Ａは、蓋部２３が省略されている点と、旋回流形成体１とケース２Ａとを接続する４つの連結部材４が備えられている点において吸引装置１０と相違している。

連結部材４は、各々円柱の形状を有するスペーサである。連結部材４は、端面１３から突出してフランジ部２２に向かって垂直に延びる。連結部材４の一方の面は端面１３に固定され、他方の面はフランジ部２２の一方の面（具体的には、端面１３に対向する側の面）に固定される。その結果、本体１１とケース２Ａとは連結部材４を介して連結される。連結部材４は、端面１３とフランジ部２２との間に、凹部１２から流出する流体が流れるための流路を形成する。この流路は端面１３及びフランジ部２２に対して平行に形成され、凹部１２から流出する流体は、この流路に沿って流れて（すなわち、端面１３とフランジ部２２の表面と平行に流れて）、案内部２１の内周面２１１に衝突する。この流路を通過する流体は、フランジ部２２の開口部２２１からは流出しない。連結部材４の高さ（すなわち、端面１３とフランジ部２２との間のギャップ）は、流体供給ポンプから吸引装置１０に対して供給される流体の流量に応じて設定される。例えば、当該高さは、凹部１２から流出する流体が、フランジ部２２の開口部２２１を通過せずに、連結部材４により端面１３とフランジ部２２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、なるべく連結部材４の高さは低い方が好ましい。

なお、連結部材４は、好ましくは、当該部材により端面１３とフランジ部２２との間に形成される流路を阻害しない位置に配置される。言い換えると、流路が形成されない位置（又は、流量が他の位置と比較して少ない位置）に配置される。具体的には、図５（ｃ）に示されるように、矢印Ａ１又はＡ２に示される流路と交わらない位置に配置される。これは、凹部１２から流出する流体と連結部材４とが衝突することで乱流が発生することを防止するためである。なお、凹部１２から流出する流体の流路は、凹部１２の直径や深さ及び流体の流速によって決定される。また、ここで流路とは、例えば、凹部１２から流出する流体の合成ベクトルにより表される。

なお、連結部材４の形状は、円柱に限られず角柱や楕円柱でもよい。また、連結部材４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、連結部材４の配置は、フランジ部２２の径方向において内側、中央、外側のいずれであってもよい。

２−３．変形例３
上記の変形例２に係る吸引装置１０Ａにおいて、フランジ部２２をさらに省略してもよい。図６は、フランジ部２２をさらに省略した吸引装置１０Ｂの構造の一例を示す図である。図６（ａ）は、吸引装置１０Ｂの平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＧ−Ｇ線断面図であり、図６（ｃ）は、吸引装置１０Ｂの底面図である。吸引装置１０Ｂは、フランジ部２２が省略されている点と、旋回流形成体１とケース２Ｂとを接続する４つの連結部材４Ａが連結部材４に代えて備えられている点において吸引装置１０Ａと相違している。

連結部材４Ａは、各々円柱の形状を有するスペーサである。連結部材４Ａは、旋回流形成体１の外周側面１１２から突出して案内部２１の内周面２１１に向かって垂直に延びる。連結部材４Ａの一方の面は外周側面１１２に固定され、他方の面は内周面２１１に固定される。その結果、本体１１とケース２Ｂとは連結部材４Ａを介して連結される。連結部材４Ａは、外周側面１１２と内周面２１１との間に、凹部１２から流出してその流れが内周面２１１によって規制された流体が流れるための流路を形成する。

なお、連結部材４Ａの形状は、円柱に限られず角柱や楕円柱でもよい。また、連結部材４Ａ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、連結部材４Ａの配置は、案内部２１の軸方向において上側、中央、下側のいずれであってもよい。

２−４．変形例４
上記の実施形態に係る吸引装置１０において、被吸引物保持体Ｍの凹部１２内への吸い込みを防止するために邪魔板５を取り付けてもよい。図７は、邪魔板５の平面図である。

邪魔板５は、円形の樹脂製平板である。邪魔板５は、円形の開口部を有する円板部５１と、円板部５１の開口部に架け渡される複数の棒状部材５２ａ及び５２ｂ（以下、総称して「棒状部材５２」という。）と、棒状部材５２ａ及び５２ｂの間に架け渡される複数の環状部材５３ａ及び５３ｂ（以下、総称して「環状部材５３」という。）とを有する。邪魔板５は、フランジ部２２と同心かつ平行となるようにフランジ部２２の一方の面（具体的には、被吸引物Ｆに対向する側の面）に取り付けられる。取り付け方法は、例えばネジ止めである。円板部５１は、邪魔板５がケース２に取り付けられた際に、その一方の面がフランジ部２２と対向する。棒状部材５２ａ及び５２ｂは、円板部５１の開口部の中心において互いに交差するように架け渡される。棒状部材５２ａ及び５２ｂは、邪魔板５がケース２に取り付けられた際には、フランジ部２２の開口部２２１に架け渡された状態となる。棒状部材５２ａ及び５２ｂは、例えば十字を形成するように架け渡される。環状部材５３ａ及び５３ｂは、棒状部材５２ａ及び５２ｂが交差する交点を中心として、同心円状に架け渡される。最も内側に配置される環状部材５３ａと棒状部材５２ａ及び５２ｂの交点との間には隙間が設けられる。すなわち、環状部材５３ａは、邪魔板５がケース２に取り付けられたときに、フランジ部２２の開口部２２１の中央を覆わないように設けられる。よって、環状部材５３ａは、凹部１２内に吸引される流体の流入を阻害しない。

なお、邪魔板５の形状は、図７に示される例に限られない。図８は、他の形状を有する邪魔板５の平面図である。同図に示される邪魔板５Ａでは、上記の邪魔板５と比較して、最も内側に配置される環状部材５３ａよりも内側の領域において、棒状部材５２ａ及び５２ｂが切除されている。この邪魔板５Ａは、円板部５１と、棒状部材５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆと、環状部材５３ａ及び５３ｂとを有する。棒状部材５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆは、それぞれ円板部５１の開口縁から、その開口部の中心に向かって延びる等長の部材である。棒状部材５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆは、それぞれ隣り合う棒状部材に対して垂直に延びる。環状部材５３ａは、その外周縁が各棒状部材５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆの先端と接するように配置される。環状部材５３ｂは、棒状部材５２ａと同心となるように、各棒状部材５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ及び５２ｆの間に架け渡される。

図９は、他の形状を有する邪魔板５の平面図である。図９（ａ）に示される邪魔板５Ｂは、円板部５１の開口部に、円形の目の粗いメッシュ部５４を有する。メッシュ部５４は、邪魔板５Ｂがケース２に取り付けられると、フランジ部２２の開口部２２１を覆う。図９（ｂ）に示される邪魔板５Ｃは、円板部５１の開口部に、円形の目の細かいメッシュ部５５を有する。メッシュ部５５は、邪魔板５Ｃがケース２に取り付けられると、フランジ部２２の開口部２２１を覆う。図９（ｃ）に示される邪魔板５Ｄは、円板部５１に代えて、その中央部に複数の丸穴を有する円板部５１Ａを有する。なお、上記の邪魔板５Ｂにおいて、メッシュ部５４に代えて多孔質材料（ポーラス材料）を採用してもよい。

図１０は、他の形状を有する邪魔板５の構造を示す図である。図１０（ａ）は、邪魔板５Ｅの平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。邪魔板５Ｅは、円板部５１の開口部に、円形の目の細かいメッシュ部５５Ａを有する。このメッシュ部５５Ａは、その中央部に円錐形状の凹部５５１を有する。邪魔板５Ｅは、この凹部５５１がフランジ部２２の開口部２２１に陥没するように、ケース２に取り付けられる。この凹部５５１に被吸引物保持体Ｍの一部又は全部が陥入すると、凹部５５１を形成するメッシュ部５５Ａの斜面により被吸引物保持体Ｍの動きが規制されて、被吸引物保持体Ｍの位置決めがなされる。凹部５５１の底はメッシュ部５５Ａの他の部分よりも旋回流形成体１の凹部１２により近いため、凹部５５１に陥入した被吸引物保持体Ｍの部分は他の部分よりもより強く吸引される。なお、凹部５５１の直径や深さは、被吸引物保持体Ｍの形状及び大きさに応じて決定される。

なお、凹部５５１の形状もまた、被吸引物保持体Ｍの形状に応じて決定されてよい。図１１は、異なる形状の凹部５５１を有する邪魔板５Ｅの構造を示す図である。図１１（ａ）は、邪魔板５Ｆの平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。邪魔板５Ｆは、円板部５１の開口部に、円形の目の細かいメッシュ部５５Ｂを有し、このメッシュ部５５Ｂは、その中央部に半球形状の凹部５５１Ａを有する。凹部５５１の別の形状の例として、凹部５５１の形状を溝状として、細長い被吸引物保持体Ｍの方向揃えを可能なようにしてもよい。

図１２は、他の形状を有する邪魔板５の構造を示す図である。図１２（ａ）は、邪魔板５Ｇの斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＪ−Ｊ線断面図である。邪魔板５Ｇは、円板部５１に代えて、その中央部に開口部５１１を有する円板部５１Ｂを有する。開口部５１１は貫通孔である。円板部５１Ｂは、その開口端に４つの規制部５１２を有する。規制部５１２は、例えば、円板部５１Ｂの開口端に対してＲ曲げ加工を施すことにより形成される。規制部５１２は、バネ同様の弾性を有する。邪魔板５Ｇは、この規制部５１２がフランジ部２２の開口部２２１側に突出するように、ケース２に取り付けられる。邪魔板５Ｇの開口部５１１に被吸引物保持体Ｍの一部が陥入すると、開口部５１１を囲む規制部５１２により被吸引物保持体Ｍの動き（邪魔板５Ｇに対して水平方向及び垂直方向の動き）が規制されて、被吸引物保持体Ｍの位置決めがなされる。この際、開口部５１１に陥入した部分は他の部分よりも旋回流形成体１の凹部１２に近いためより強く吸引される。なお、本変形例では、図１２（ｂ）において破線で示されるように、被吸引物保持体Ｍとして、例えば球体や楕円体の物を想定している。また、開口部５１１の形状及び大きさは、被吸引物保持体Ｍの形状及び大きさに応じて決定される。

２−５．変形例５
上記の実施形態に係る旋回流形成体１において、凹部１２内に凸部１１３を形成してもよい。図１３は、凹部１２内に凸部１１３が形成された旋回流形成体１Ａの構造の一例を示す図である。図１３（ａ）は、旋回流形成体１Ａの底面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。凸部１１３は、円柱形状を有し、凹部１２の底部から延びるように形成される。凸部１１３は、本体１１又は凹部１２と同軸に形成される。凸部１１３の上面（具体的には、被吸引物Ｆと対向する面）は、端面１３に対して窪むように形成される。凸部１１３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し、凹部１２内に吐出された流体は、この流体流路を流れることにより旋回流を形成する。なお、凸部１１３の上面は、端面１３と同一平面上に形成されてもよい。また、凸部１１３の上面の端部は、面取りされてもよい。

２−６．変形例６
上記の実施形態に係る吸引装置１０において、旋回流形成体１に代えて、放射流を形成する放射流形成体を採用してもよい。図１４は、放射流形成体６の構造の一例を示す図である。図１４（ａ）は、放射流形成体６の斜視図であり、図１４（ｂ）は、放射流形成体６の底面図であり、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＬ−Ｌ線断面図である。放射流形成体６は、流体を吐出することにより被吸引物Ｆとの間に負圧を発生させて、被吸引物Ｆを吸引する装置である。

放射流形成体６は、本体６１と、環状凹部６２と、端面６３と、対向面６４と、傾斜面６５とを備えている。本体６１は、円柱形状を有する。端面６３は、本体６１の一の面（具体的には、被吸引物Ｆ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６２は、端面６３に形成される。環状凹部６２は、本体６１の外周と同心円状に形成される。対向面６４は、本体６１の底面に平坦状に形成される。対向面６４は、周囲を環状凹部６２に囲まれ、被吸引物Ｆと対向する面である。対向面６４は、本体６１の底面において、端面６３に対して窪むように形成される。傾斜面６５は、環状凹部６２の開口部（具体的には、その外周縁）に形成される。

放射流形成体６は、また、６本のノズル孔６６と、導入口６７と、導入路６８と、環状通路６９と、連通路７０とをさらに備える。導入口６７は、円形状を有し、本体６１の上面（すなわち、底面と反対の面）の中央に設けられる。導入口６７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６８は、本体６１の内部に設けられ、本体６１の中心軸に沿って直線状に延びる。導入路６８は、その一端が導入口６７と連通し、他端が連通路７０と連通する。導入路６８は、導入口６７を介して本体６１内に供給される流体を連通路７０に供給する。連通路７０は、本体６１の内部に設けられ、環状通路６９の半径方向に直線的に延びる。連通路７０は、その軸方向中央部において導入路６８と連通し、その両端部において環状通路６９と連通する。連通路７０は、導入路６８から供給される流体を環状通路６９に供給する。環状通路６９は、円筒形状を有し、本体６１の内部に設けられる。環状通路６９は、本体６１と同軸に形成される。環状通路６９は、連通路７０から供給される流体をノズル孔６６に供給する。６本のノズル孔６６は、それぞれ、端面６３又は対向面６４に対して略平行、且つ本体６１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６９と連通し、他端は環状凹部６２と連通する。６本のノズル孔６６は、隣り合うノズル孔６６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６６は、環状凹部６２内に気体等の流体を吐出して放射流を形成する。各ノズル孔６６は、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。

以上説明した放射流形成体６に対して導入口６７を介して流体が供給されると、その流体は、導入路６８、連通路７０及び環状通路６９を通ってノズル孔６６から環状凹部６２内に吐出される。環状凹部６２に吐出された流体は、環状凹部６２の開口部から流出する。その際、フランジ部２２の開口部２２１に対向する位置に、被吸引物保持体Ｍが存在する場合には、対向面６４と被吸引物保持体Ｍとの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。この結果、被吸引物保持体Ｍに付着した被吸引物Ｆは、周囲の流体によって押圧されて放射流形成体６側に引き寄せられる。

なお、放射流形成体６の構造（特に、ノズル孔６６の数と、本体６１内の流体流路の構造）は、図１４に示される例に限られない。当該構造は、放射流形成体６により吸引される被吸引物Ｆのサイズ、形状及び材質に応じて決定されてよい。

２−７．変形例７
上記の実施形態に係る吸引装置１０において、旋回流形成体１に代えて、周知の電動ファンを採用してもよい（例えば、特開２０１１−１３８９４８号公報参照）。具体的には、旋回流形成体１の本体１１に吸気口を設けるとともに、凹部１２内に設けられ、その回転によって凹部１２内に吸気口から気体を吸い込み、凹部１２内に旋回流を発生せしめるファンを設けるようにしてもよい。このファンは、本発明に係る「流体流形成手段」の一例である。

２−８．変形例８
上記の実施形態に係る旋回流形成体１の本体１１と凹部１２の形状は、円柱に限られず角柱や楕円柱でもよい。また、旋回流形成体１に設けられる供給路１９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、傾斜面１５は設けなくてもよい（すなわち、端面１３の端部は面取りしなくてもよい）。

２−９．変形例９
上記の実施形態に係るケース２の案内部２１は、必ずしも１つの部材により円筒形状に形成される必要はなく、複数の平板状の部材を環状に並べて配置することにより形成されてもよい。案内部２１の形状は、円筒に限られず角筒や楕円筒でもよい。案内部２１の内周面２１１に形成されるテーパは、線形テーパに限られず指数関数テーパや放物線テーパでもよい。または、細かい段差により構成されるテーパであってもよい。または、上記の実施形態とは逆に、開口縁２１２に向かって拡径させてもよい。または、テーパの形成を省略してもよい。フランジ部２２の形状は、円環に限られず角環や楕円環であってもよい。蓋部２３の形状は、円形に限られず矩形や楕円でもよい。

２−１０．変形例１０
変形例１に係るダストビン３の案内部３１の形状は、円筒に限られず角筒や楕円筒でもよい。案内部３１の内周面３１１に形成されるテーパは、線形テーパに限られず指数関数テーパや放物線テーパでもよい。または、細かい段差により構成されるテーパであってもよい。または、上記の変形例１とは逆に、開口縁３１２に向かって拡径させてもよい。または、テーパの形成を省略してもよい。フランジ部３２の形状は、円環に限られず角環や楕円環であってもよい。蓋部３３の形状は、円形に限られず矩形や楕円でもよい。

２−１１．変形例１１
上記の実施形態に係る吸引装置１０は、半導体ウェーハやガラス基板等の板状の部材を吸引して搬送するために使用されてもよい。

１…旋回流形成体、２…ケース、３…ダストビン、４…連結部材、５…邪魔板、６…放射流形成体、１０…吸引装置、１１…本体、１２…凹部、１３…端面、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…案内部、２２…フランジ部、２３…蓋部、３１…案内部、３２…フランジ部、３３…蓋部、３４…支持棒、５１…円板部、５２…棒状部材、５３…環状部材、５４…メッシュ部、５５…メッシュ部、６１…本体、６２…環状凹部、６３…端面、６４…対向面、６５…傾斜面、６６…ノズル孔、６７…導入口、６８…導入路、６９…環状通路、７０…連通路、１１１…内周側面、１１２…外周側面、１１３…凸部、２１１…内周面、２１２…開口縁、２１３…傾斜面、２１４…開口縁、２１５…外周側面、２２１…開口部、２３１…凹み、２３２…開口部、２３３…突部、２３４…貫通孔、３１１…内周面、３１２…開口縁、３１３…傾斜面、３１４…開口縁、３２１…貫通孔、３２２…内周側面、３３１…貫通孔、３３２…貫通孔、５１１…開口部、５１２…規制部、５５１…凹部

Claims (8)

1. 柱状の本体と、
   前記本体に形成される平坦状の端面と、
   前記端面に形成される凹部と、
   前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、
   前記凹部の開口部を囲み、前記凹部から前記端面に沿って流出する流体の流れを規制して、当該流体を、前記被吸引物の吸引前の位置から離れる方向に案内する案内部と
   を備え、
   前記案内部は、前記端面と比較して開口縁が前記被吸引物側へ突出するように配置される筒状の部材であることを特徴とする吸引装置。
2. 前記案内部の開口縁に、前記端面に対向する面を有する内向きのフランジ部が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. 前記案内部の内周面に、前記開口縁に向かって縮径するテーパが形成され、
   前記案内部は、前記凹部から流出する流体を前記内周面に沿って案内する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸引装置。
4. 前記案内部は、他方の開口縁に架け渡される板状部材を有し、
   前記板状部材は、前記本体の、前記端面と反対側の面に固定される
   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. 前記案内部は、複数の部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載の吸引装置。
6. 柱状の本体と、
   前記本体に形成される平坦状の端面と、
   前記端面に形成される凹部と、
   前記凹部内に流体の旋回流を形成するか又は前記凹部内に流体を吐出して放射流を形成することにより負圧を発生させて被吸引物を吸引する流体流形成手段と、
   前記凹部の開口部を囲み、前記凹部から前記端面に沿って流出する流体の流れを規制して、当該流体を、前記被吸引物の吸引前の位置から離れる方向に案内する案内部と、
   前記案内部の外周を囲み、底面に貫通孔を有する有底筒状の容器と
   を備え、
   前記本体は、前記凹部が前記容器の外側に向かって開口するように前記貫通孔内に配置される
   ことを特徴とする吸引装置。
7. 前記容器の内周面に、前記貫通孔に向かって縮径するテーパが形成されることを特徴とする請求項６に記載の吸引装置。
8. 前記被吸引物は食品であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の吸引装置。

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