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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-27
(45)【発行日】2022-10-05
(54)【発明の名称】吸引装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/06 20060101AFI20220928BHJP
【ＦＩ】
B25J15/06 Z
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2017180384
(22)【出願日】2017-09-20
(65)【公開番号】P2019055439
(43)【公開日】2019-04-11
【審査請求日】2020-06-03
(73)【特許権者】
【識別番号】397049158
【氏名又は名称】株式会社ハーモテック
(74)【代理人】
【識別番号】110000752
【氏名又は名称】弁理士法人朝日特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岩坂 斉
(72)【発明者】
【氏名】徳永 英幸
(72)【発明者】
【氏名】河西 裕二
(72)【発明者】
【氏名】輿石 克洋
(72)【発明者】
【氏名】田中 秀光
(72)【発明者】
【氏名】小野 浩彦
(72)【発明者】
【氏名】箕浦 勝利
(72)【発明者】
【氏名】岩坂 直然
【審査官】木原 裕二
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１０３６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２５１９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００４２５０７（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０１３９９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１９９４５２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１１－１６１５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－１１８１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０１６２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／１０５５９６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱状の本体と、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、
前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、
前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の内周縁から外周縁にかけて、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形成された直線状の案内溝と、
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と
を備え、
前記吐出口は前記案内溝よりも前記軸方向における底側に配置されている
吸引装置。
【請求項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。
【請求項3】
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又は２に記載の吸引装置。
【請求項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縮小するよう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。
【請求項5】
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１に記載の吸引装置。
【請求項6】
柱状の本体と、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、
前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、
前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の上に前記凹部の開口部を囲むように設けられた環状の部材であって、前記軸方向において前記本体から離れる程、内径が連続的に大きくなるように形成され、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、
前記環状壁の内壁面の前記軸方向における前記本体に近い側の端から前記本体に遠い側の端にかけて直線状に形成された案内溝と
を備える吸引装置。
【請求項7】
柱状の本体と、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、
前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、
前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の上に前記凹部の開口部を囲むように設けられた環状の部材であって、前記軸方向において前記本体から離れる程、内径が連続的に大きくなるように形成され、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、
前記環状壁の内壁面の前記軸方向における前記本体に近い側の端から前記本体に遠い側の端にかけて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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－５１２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の内周縁から外周縁にかけて、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形成された直線状の案内溝と、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とを備え、前記吐出口は前記案内溝よりも前記軸方向における底側に配置されている。
【0006】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0011】
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。
【0013】
また、本発明に係る別の吸引装置は、柱状の本体と、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の上に前記凹部の開口部を囲むように設けられた環状の部材であって、前記軸方向において前記本体から離れる程、内径が連続的に大きくなるように形成され、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、前記環状壁の内壁面の前記軸方向における前記本体に近い側の端から前記本体に遠い側の端にかけて直線状に形成された案内溝とを備える。
【0014】
また、本発明に係る別の吸引装置は、柱状の本体と、前記本体の一面から前記一面に垂直な軸方向に凹むように形成される円柱形状の有底孔である凹部と、前記凹部の内周側面上の位置であって、前記有底孔の前記軸方向における中央より底側の位置に配置される吐出口から、前記凹部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、前記一面のうち前記凹部の開口部を除く環状の面である端面の上に前記凹部の開口部を囲むように設けられた環状の部材であって、前記軸方向において前記本体から離れる程、内径が連続的に大きくなるように形成され、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、前記環状壁の内壁面の前記軸方向における前記本体に近い側の端から前記本体に遠い側の端にかけて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。
【発明の効果】
【0015】
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。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】旋回流形成体１の一例の斜視図である。
【図2】旋回流形成体１の一例の底面図である。
【図5】案内溝１６の配置例を示す図である。
【図6】旋回流形成体２の一例の斜視図である。
【図7】旋回流形成体２の一例の底面図である。
【図8】案内溝２２の配置例を示す図である。
【図9】放射流形成体３の一例の斜視図である。
【図10】放射流形成体３の一例の底面図である。
【図12】案内溝３６の配置例を示す図である。
【図13】放射流形成体４の一例の斜視図である。
【図14】放射流形成体４の一例の底面図である。
【図15】案内溝４３の配置例を示す図である。
【図16】案内溝１６の変形例を示す斜視図である。
【図17】案内溝１６の変形例を示す底面図である。
【図18】案内溝１６の変形例を示す斜視図である。
【図19】案内溝１６の変形例を示す底面図である。
【図20】案内溝１６の変形例を示す斜視図である。
【図21】案内溝１６の変形例を示す底面図である。
【図22】案内溝３６の変形例を示す斜視図である。
【図23】案内溝３６の変形例を示す底面図である。
【図24】案内溝３６の変形例を示す斜視図である。
【図25】案内溝３６の変形例を示す底面図である。
【図26】案内溝３６の変形例を示す斜視図である。
【図27】案内溝３６の変形例を示す底面図である。
【図28】案内溝の変形例を示す側面図である。
【図29】旋回流形成体１Ａの一例の斜視図である。
【図30】旋回流形成体１Ａの一例の底面図である。
【図31】旋回流形成体１Ｂの一例の側面図である。
【図32】旋回流形成体１Ｃの一例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
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。
【0062】
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。
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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）。
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）。
【符号の説明】
【0067】
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】