一例として示す材料搬送器具10の斜視図である図1等の添付の図面を参照し、本発明にかかる材料搬送器具の詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図2は、接続ロッド11の斜視図であり、図3は、固定ベース26の側から示す材料ホルダー12Aの斜視図である。図4は、底面の側から示す材料ホルダー12Aの斜視図である。図1では、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとを分離した状態で示す。図1では、軸方向を矢印Aで示し、径方向を矢印Bで示すとともに、回転方向(回り方向)を矢印Cで示す。図2,4では、軸方向前方を矢印A1で示し、軸方向後方を矢印A2で示す。
材料搬送器具10は、後記する真空フィードスルー50(図10,11参照)のシャフト52の先端部に着脱可能に取り付けられ、真空状態を保持した状態でフィードスルー50とともに材料を真空装置(装置)(図示せず)の設置箇所まで搬送する場合に使用される。材料搬送器具10は、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとから形成されている。接続ロッド11は、軸方向へ延びる第1回転軸13および第2回転軸14と、コイルバネ15とを有する。第1回転軸13および第2回転軸14は、ステンレスから作られている。第1回転軸13は、真空フィードスルーに挿脱可能に取り付けられる円筒状のシャフト支持軸16と、シャフト支持軸16の先端に連接されて支持軸16から軸方向前方へ延びる円柱状のバネ支持軸17とから形成されている。
シャフト支持軸16には、真空フィードスルーのシャフトの先端部を挿脱可能に挿入させる挿入部(図示せず)と、径方向へ開口するビス孔18とが作られている。ビス孔18にビス(図示せず)を螺着することで、挿入部に挿入されたシャフトの先端部がシャフト支持軸16に固定される。バネ支持軸17は、その直径がシャフト支持軸16のそれよりも小さい。バネ支持軸17(第1回転軸13)の外周面には、径方向外方へガイドピン19が延出している。コイルバネ15は、バネ支持軸17(第1回転軸13)に嵌め込まれている。コイルバネ15は、その後端部がシャフト支持軸16の前端に当接している。
第2回転軸14は、円筒状のパイプ部20と、パイプ部20の先端に連接されてパイプ部20から軸方向前方へ延びる円柱状のシャフト部21と、シャフト部21の先端部分21aの外周面から径方向外方へ凸となる(延出する)円柱状の嵌合凸部22とを有する。パイプ部20には、軸方向へ延びる案内スリット23が作られている。パイプ部20は、バネ支持軸17(第1回転軸13の先端部)に係入され、その後端にコイルバネ15の前端部が当接している。したがって、コイルバネ15がシャフト支持軸16とパイプ部20との間に介在し、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ付勢(押圧)されている。パイプ部20の案内スリット23には、バネ支持軸17のガイドピン19が係入している。
接続ロッド11では、シャフト支持軸16やバネ支持軸17(第1回転軸13)が時計回り方向または反時計回り方向へ回転すると、それにともなってパイプ部20およびシャフト部21(第2回転軸14)が時計回り方向または反時計回り方向へ回転する。パイプ部20は、軸方向へ進退移動する。パイプ部20に軸方向後方への押圧力が作用しない状態では、ガイドピン19が案内スリット23の後端に当接している。
接続ロッド11では、パイプ部20の先端を軸方向後方へ押圧すると、コイルバネ15の付勢力に抗してパイプ部20が図2に矢印A2で示す軸方向後方へ後退するとともに、案内スリット23に係入したガイドピン19がスリット23を軸方向後方へ後退し、ガイドピン19がスリット23の前端に当接する。パイプ部20の先端に対する押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が図2に矢印A1で示す軸方向前方へ前進するとともに、ガイドピン19が案内スリット23を軸方向後方へ後退し、ガイドピン19がスリット23の後端に当接する。
材料ホルダー12Aは、ステンレスから作られ、固定プレート24、ステージ25、固定ベース26を有する。ステージ25は、押さえ板27と固定プレート24との間に配置され、プレート24の略中央に固定されている。固定プレート24やステージ25、押さえ板27は、それらに穿孔されたビス孔(図示せず)にビスが螺着されることで互いに固定されている。ステージ25には、サンプルや加工材料、測定試料等の材料(図示せず)が載置される円形の材料載置台28が作られている。
固定ベース26は、ステージ25の下方であって固定プレート24(材料ホルダー12A)の一端部に連接され、プレート24と一体成型されている。固定ベース26には、軸方向へ貫通(開口)するカギ孔29が作られている。カギ孔29の周縁部30には、第1凹部31と第2凹部32とが作られている。カギ孔29は、第2回転軸14のシャフト部21が挿脱可能に挿入される第1カギ孔33と、嵌合凸部22が挿脱可能に挿入される第2カギ孔34とから形成されている。
第1カギ孔33は、シャフト部21の径よりもわずかに大きい円形の開口であり、固定ベース26を軸方向へ貫通している。第2カギ孔34は、シャフト部21の外周面からの嵌合凸部22の延出長さよりもわずかに大きい開口であり、第1カギ孔33から径方向へ延びているとともに、固定ベース26を軸方向へ貫通している。カギ孔29では、嵌合凸部22が第2カギ孔34を通過した状態で、シャフト部21および嵌合凸部22を時計回り方向または反時計回り方向へ回転させることができる。
第1凹部31は、図4に示すように、第1カギ孔33に対するシャフト部21の初期挿入位置35および第2カギ孔34に対する嵌合凸部22の初期挿入位置35(カギ孔29に対するシャフト部21の初期挿入位置35)から回転方向(反時計回り方向)へ90度離間した位置に作られている。第1凹部31は、初期挿入位置35よりも軸方向前方に位置し、軸方向後方へ半円状に凹んでいる。初期挿入位置35と第1凹部31との間には、軸方向前方へ凸となる第1壁部36が作られている。
第2凹部32は、第1凹部31から回転方向(反時計回り方向)へ90度離間した位置(初期挿入位置35から180度離間した位置)に作られている。第2凹部32は、初期挿入位置35よりも軸方向前方(第1凹部31よりも軸方向後方)に位置し、軸方向後方へ半円状に凹んでいる。第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方へのそれよりも小さく、第2凹部32が第1凹部31よりも軸方向後方に位置している。第1凹部31と第2凹部32との間には、軸方向前方へ凸となる第2壁部37が作られている。
第2壁部37(第1凹部31と第2凹部32との間)には、第1凹部31から径方向外方へ延びるにつれて軸方向後方へ次第に傾斜する傾斜案内面38が作られている。傾斜案内面38は、第1凹部31から径方向外方へ延びるにつれて下り勾配に傾斜している。固定ベース26からの第2壁部37の軸方向前方への隆起高さは、固定ベース26からの第1壁部36の軸方向前方へのそれと略同一である。
図5は、カギ孔29に第2回転軸14のシャフト部21を挿入した状態の材料搬送器具10の斜視図であり、図6は、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態の材料搬送器具10の斜視図である。図7は、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態の材料搬送器具10の底面図である。図5では、時計回り方向(回転方向)を矢印C1で示し、反時計回り方向(回転方向)を矢印C2で示す。図5,6では、軸方向前方を矢印A1で示し、軸方向後方を矢印A2で示す
シャフト部21をカギ孔29に挿入するには、シャフト部21の先端部分21aを第1カギ孔33の挿入側開口33aに対向させるとともに、嵌合凸部22を第2カギ孔34の挿入側開口34aに対向させた状態で、シャフト部21を第1カギ孔33の挿入側開口33aからカギ孔33に挿入するとともに、嵌合凸部22を第2カギ孔34の挿入側開口34aからカギ孔34に挿入する。シャフト部21をカギ孔29に挿入すると、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接するが、その状態でシャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21をカギ孔29において軸方向前方へ移動させる。
第2回転軸14のシャフト部21をカギ孔29において軸方向前方へ移動させると、パイプ部20がコイルバネ15の付勢力に抗して軸方向後方へ次第に後退するとともに、ガイドピン19が案内スリット23の後端から前端に向かって軸方向前方へ次第に移動し、シャフト部21の先端部分21aが第1カギ孔33の挿入側開口33aからカギ孔33の通過側開口33bに向かってカギ孔33に深く進入し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の挿入側開口34aからカギ孔34の通過側開口34bに向かってカギ孔34に深く進入する。
シャフト支持軸16をさらに軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを第1カギ孔33に押し込むとともに、コイルバネ15の付勢力に抗して嵌合凸部22を第2カギ孔34に押し込み、先端部分21aが第1カギ孔33の通過側開口33bを通過し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bを通過すると、図5に示すように、先端部分21aが第1カギ孔33の通過側開口33bから軸方向前方へ露出し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bから軸方向前方に露出する。
シャフト部21の先端部分21aが第1カギ孔33を通過し、嵌合凸部22が第2カギ孔34を通過すると、シャフト部21の先端部分21aと嵌合凸部22とがカギ孔29に対する初期挿入位置35に位置する。図5の状態(先端部分21aが第1カギ孔33の通過側開口33bから軸方向前方へ露出し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bから軸方向前方に露出し、シャフト部21の先端部分21aと嵌合凸部22とがカギ孔29に対する初期挿入位置35に位置した状態)では、嵌合凸部22がカギ孔29に作られた第1壁部36に引っ掛かることはなく、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越えることができ、シャフト部21を図5に矢印C2で示す反時計回り方向へ回転させることができる。なお、図5の状態からシャフト部21を時計回り方向(矢印C1)へ回転させようとすると、嵌合凸部22が固定プレート24の底面に当接し、シャフト部21の回転が阻止される。
図5の状態からシャフト支持軸16を反時計回り方向に回転させると、それにともなってシャフト部21が反時計回り方向へ回転する。シャフト部21を反時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越え、シャフト部21が初期挿入位置35から反時計回り方向へ90度回転した時点で、嵌合凸部22が第1凹部31に対向する。嵌合凸部22が第1凹部31に対向した状態で、シャフト支持軸16に加えた軸方向前方への押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進するとともに、ガイドピン19が案内スリット23の前端の側から後端に向かって軸方向後方へ瞬時に移動し、図6,7に示すように、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合する。
嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態では、コイルバネ15による軸方向前方への付勢力がパイプ部20に作用しているが、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接しているとともに、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合しているから、パイプ部20の軸方向前方や軸方向後方への移動が阻止され、コイルバネ15の軸方向前方への付勢力によってパイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に密着するとともに、嵌合凸部22が第1凹部31に密着し、材料ホルダー12Aが接続ロッド11に固定される。
図8は、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態の材料搬送器具10の斜視図であり、図9は、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態の材料搬送器具10の側面図である。図8では、軸方向前方を矢印A1で示し、軸方向後方を矢印A2で示すとともに、時計回り方向(回転方向)を矢印C1で示し、反時計回り方向(回転方向)を矢印C2で示す。
嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態(図6,7の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、図示はしていないが、パイプ部20が軸方向後方へ後退するとともに、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第1凹部31から脱出してシャフト部21を図8に矢印C2で示す反時計回り方向へ回転させることができる。
嵌合凸部22が第1凹部31から脱出した状態からシャフト支持軸16を反時計回り方向へ回転させると、それにともなってシャフト部21が反時計回り方向へ回転する。シャフト部21を反時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22がカギ孔29に作られた第2壁部37を乗り越える。嵌合凸部22が第2壁部37を乗り越えた時点でシャフト支持軸16に加えた押圧力を解除しつつ、シャフト部21をさらに反時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22が第2壁部37に作られた傾斜案内面38を摺動しつつ第2凹部32に向かう。嵌合凸部22が傾斜案内面38を下り、シャフト部21が第1凹部31から反時計回り方向へ90度回転して嵌合凸部22が第2凹部32に位置すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進するとともに、ガイドピン19が案内スリット23の後端の側から前端に向かって軸方向前方へ瞬時に移動し、図8,9に示すように、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合する。
嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態では、コイルバネ15による軸方向前方への付勢力がパイプ部20に作用しているが、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接しているとともに、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合しているから、パイプ部20の軸方向前方や軸方向後方への移動が阻止され、コイルバネ15の軸方向前方への付勢力によってパイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に密着するとともに、嵌合凸部22が第2凹部32に密着し、材料ホルダー12Aが接続ロッド11に固定される。
材料搬送器具10では、固定ベース26に作られた第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方への凹み寸法よりも小さいから、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方への付勢力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方へのそれよりも大きくなる。したがって、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力よりも大きく、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させることで、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させた場合と比較し、接続ロッド11に材料ホルダー12Aが強く固定される。
逆に、第2凹部32の軸方向後方への凹み寸法が第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法よりも大きいから、第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方への付勢力が第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方へのそれよりも小さくなる。したがって、第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力が第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力よりも小さく、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させることで、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させた場合と比較し、接続ロッド11に材料ホルダー12Aが弱く固定される。
嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態(図8,9の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、図示はしていないが、パイプ部20が軸方向後方へ後退するとともに、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第2凹部32から脱出してシャフト部21を図8に矢印C1で示す時計回り方向へ回転させることができる。
嵌合凸部22が第2凹部32から脱出した状態からシャフト支持軸16を時計回り方向へ回転させると、それにともなってシャフト部21が時計回り方向へ回転する。シャフト部21を時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22が第2壁部37を乗り越え、シャフト部21が第2凹部32から時計回り方向へ90度回転した時点で、嵌合凸部22が第1凹部31に対向する。嵌合凸部22が第1凹部31に対向した状態で、シャフト支持軸16に加えた押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進するとともに、ガイドピン19が案内スリット23の後端の側から前端に向かって軸方向前方へ瞬時に移動し、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合する。
嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態(図6,7の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、図示はしていないが、パイプ部20が軸方向後方へ後退するとともに、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第1凹部31から脱出してシャフト部21を時計回り方向へ回転させることができる。
嵌合凸部22が第1凹部31から脱出した状態からシャフト支持軸16を時計回り方向へ回転させると、それにともなってシャフト部21が時計回り方向へ回転する。シャフト部21を時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越え、シャフト部21が第1凹部31から時計回り方向へ90度回転した時点で、シャフト部21および嵌合凸部22がカギ孔29の初期挿入位置35に戻り、嵌合凸部22が第2カギ孔34に対向し、接続ロッド11に対する材料ホルダー12Aの固定が解除される。
シャフト部21および嵌合凸部22がカギ孔29の初期挿入位置35に位置し、嵌合凸部22が第2カギ孔34に対向した時点で、シャフト支持軸16に加えた押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進するとともに、ガイドピン19が案内スリット23の後端の側から前端に向かって軸方向前方へ瞬時に移動し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bからカギ孔34に進入し、シャフト部21が第1カギ孔33の通過側開口33bからカギ孔34に進入する。接続ロッド11を軸方向後方へ移動させることにより、シャフト部21が第1カギ孔33から脱出し、嵌合凸部22が第2カギ孔34から脱出し、図1に示すように、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとが分離される。
材料搬送器具10は、固定ベース26に作られた第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方へのそれよりも小さく、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのパイプ部20(第2回転軸14)に作用するコイルバネ15の軸方向前方への付勢力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのパイプ部20に作用するコイルバネ15の軸方向前方へのそれよりも大きくなり、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と固定ベース26との嵌合力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と固定ベース26とのそれよりも強くなるから、接続ロッド11と固定ベース26との嵌合力を強いそれと弱いそれとの2段階に調節することができる。
材料搬送器具10は、ガイドピン19が案内スリット23を軸方向へ進退移動することにより、接続ロッド11の第2回転軸14のパイプ部20をスリット23に沿って軸方向前方と後方とへ正確に進退移動させることができるから、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21を軸方向後方へ後退させ、嵌合凸部22を第1凹部31や第2凹部32に確実に嵌合させることができ、パイプ部20に作用する軸方向前方への付勢力によって嵌合凸部22と第1凹部31や第2凹部32との嵌合状態を確実に保持することができる。
図10は、材料搬送器具10を取り付けた状態で示す真空フィードスルー50の上面図であり、図11は、材料搬送器具10を取り付けた状態で示す真空フィードスルー50の側面図である。図10では、真空容器55の一部を破断した状態で示す。図10では、軸方向を矢印Aで示し、回転方向(回り方向)を矢印Cで示す。
真空フィードスルー50は、真空にすることが可能な内部空間を有して軸方向へ延びる所定長さのパイプ51と、パイプ51の内部空間に設置されて軸方向へ延びる所定長さの搬送シャフト52と、パイプ51の外周面に摺動可能に設置されたマグネットスライダー53と、搬送シャフト52の後端部に取り付けられたマグネットホルダー(図示せず)とから形成されている。マグネットスライダー53は、パイプ51の外周面を一方向前方と一方向後方とへスライド可能かつパイプ51の外周面を回り方向へ回転可能である。
真空フィードスルー50では、マグネットスライダー53とマグネットホルダーとが磁力によって互いに引き合っている。したがって、マグネットスライダー53を軸方向前方へスライドさせると、マグネットスライダー53と引き合うマグネットホルダーを取り付けた搬送シャフト52がパイプ51の先端に形成された開口から外部に向かって軸方向前方へ前進し、マグネットスライダー53を軸方向後方へスライドさせると、搬送シャフト52がパイプ51の開口から内部空間に向かって軸方向後方へ後退する。さらに、マグネットスライダー53を時計回り方向(回転方向)へ回転させると、搬送シャフト52が時計回り方向へ回転し、マグネットスライダー53を反時計回り方向(回転方向)へ回転させると、搬送シャフト52が反時計回り方向へ回転する。
真空フィードスルー50に材料搬送器具10を取り付けるには、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させ、接続ロッド11に材料ホルダー12Aを強く固定した後、第1回転軸13のシャフト支持軸16に形成された挿入部に真空フィードスルー50の搬送シャフト52の先端部を挿入する。挿入部にシャフト52の先端部を挿入した後、ビス孔18にビスを螺着し、シャフト支持軸16と搬送シャフト52の先端部とを固定する。
次に、真空フィードスルー50のパイプ51の先端部に設置されたフランジ54と真空容器55のフランジ56とを溶接し、真空フィードスルー50に真空容器55を連結する。真空フィードスルー50に真空容器55を連結すると、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとが真空容器55の内部に収容される。なお、真空容器55は、ステンレスから作られ、軸方向へ長い円筒状に成型されている。真空容器55の周壁には、配管57を介して真空ポンプ58が取り付けられている。真空容器55の前端には、ゲートバルブ59が取り付けられている。
真空フィードスルー50に真空容器55を連結した後、真空ポンプ58を起動させて真空引きし、真空フィードスルー50の内部空間と真空容器55の内部とを真空状態にする。真空フィードスルー50の内部空間や真空容器55の内部が真空になった後、材料搬送器具10を取り付けた状態の真空フィードスルー50を所定の真空装置の設置箇所に運ぶ。したがって、真空フィードスルー50を利用して材料ホルダー12Aが材料とともに真空状態で所定の真空装置の設置箇所に搬送される。
真空フィードスルー50を真空装置の設置箇所に運んだ後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を反時計回り方向(回転方向)へ90度回転させ、搬送シャフト52とともに接続ロッド11を反時計回り方向へ90度回転させて嵌合凸部22を第1凹部31から第2凹部32に嵌合させ、接続ロッド11に材料ホルダー12Aを弱く固定する。
次に、真空容器55および真空装置を繋ぐ連結バルブ(図示せず)のフランジとゲートバルブ59とにボルトを螺着して連結バルブとゲートバルブ59とを強固に固着し、連結バルブを介して真空装置と真空容器55とを連結する。真空装置の内部が真空状態になっている場合、または、真空装置に設置された真空ポンプによって真空引きし、真空装置の内部を真空状態にした後、真空容器55に取り付けられたゲートバルブ59のゲートを開放するとともに、連結バルブのゲートを開放し、真空装置と真空容器55とを連通させる。
各ゲートを開放して真空装置と真空容器55とを連通させた後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向前方へスライドさせ、搬送シャフト52を軸方向前方へ前進させる。搬送シャフト52を前進させると、シャフト52がパイプ51の先端開口から軸方向前方へ次第に露出するとともに、シャフト52に取り付けられた材料搬送器具10(接続ロッド11および材料ホルダー12A)が軸方向前方に次第に移動する。搬送シャフト52の前進にともなって、材料搬送器具10がゲートバルブ59のゲートを通過するとともに真空装置の内部に移動し、材料ホルダー12Aが真空装置のステージに達する。
材料ホルダー12Aが真空装置のステージに達した後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向前方へ押圧しつつ、スライダー53を時計回り方向(回転方向)へ180度回転させ、搬送シャフト52とともに接続ロッド11(シャフト部21)を時計回り方向へ180度回転させて嵌合凸部22を第2凹部32から初期挿入位置35に戻し、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの固定を解除する。材料ホルダー12Aは、接続ロッド11から分離され、それのみが真空装置のステージに据え付けられる。
次に、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向後方へスライドさせ、搬送シャフト52を軸方向後方へ後退させる。搬送シャフト52を後退させると、シャフト52がパイプ20の内部空間に次第に進入するとともに、シャフト52に取り付けられた材料搬送器具10の接続ロッド11が軸方向後方に次第に移動する。接続ロッド11が真空容器55の内部に移動した後、ゲートバルブ59のゲートを閉鎖するとともに、連結バルブのゲートを閉鎖し、真空装置と真空容器55とを遮断する。真空容器55および真空装置を繋ぐ連結バルブ(図示せず)のフランジとゲートバルブ59とに螺着したボルトを取り外し、連結バルブとゲートバルブ59との連結を解除し、真空装置と真空容器55とを分離する。真空装置と真空容器55とを分離すると、真空装置のステージに材料ホルダー12Aのみが据え付けられ、搬送シャフト52に取り付けられた接続ロッド11は真空容器55の内部に戻っている。したがって、材料ホルダー12Aのステージ25に設置された材料が真空フィードスルー50によって所定の真空装置のステージに移送される。
材料搬送器具10は、材料を材料ホルダー12Aのステージ25に設置した状態で材料ホルダー12Aを所定の真空装置の設置箇所に搬送するときに、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させて接続ロッド11と固定ベース26とを強く嵌合させることで、搬送時に材料搬送器具10に伝わる振動によって接続ロッド11と固定ベース26との固定が不用意に解除されることはなく、搬送中における材料ホルダー12Aの接続ロッド11からの脱落を防ぐことができ、材料とともに材料ホルダー12Aを安全に真空装置の設置箇所に搬送することができる。材料搬送器具10は、材料ホルダー12Aを真空装置に搬送した後、ホルダー12Aをその真空装置のステージに据え付けるときに、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させて接続ロッド11と固定ベース26とを弱く嵌合させることで、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合を簡単に解除することができ、材料とともに材料ホルダー12Aをその真空装置のステージに容易に据え付けることができる。
図12は、固定ベース26の側から示す材料ホルダー12Bの他の一例の斜視図である。図13は、底面の側から示す材料ホルダー12Bの他の一例の斜視図である。材料ホルダー12Bは、図1のそれと同様に、ステンレスから作られ、固定プレート24、円形の材料載置台28が作られたステージ25、固定ベース26を有する。固定プレート24やステージ25、押さえ板27は、それらに穿孔されたビス孔(図示せず)にビスが螺着され、押さえ板27のバネ力によって互いに固定されている。
固定ベース26は、ステージ25の下方であって固定プレート24(材料ホルダー12B)の一端部に連接されている。固定ベース26には、軸方向へ貫通(開口)するカギ孔29が作られ、カギ孔29の周縁部30には、第1凹部31と第2凹部32とが作られている。カギ孔29は、図1の材料ホルダー12Aと同様に、固定ベース26を軸方向へ貫通する円形の第1カギ孔33と、第1カギ孔33から径方向へ延びているとともに、固定ベース26を軸方向へ貫通する第2カギ孔34とから形成されている。第1凹部31は、図12に示すように、カギ孔29に対するシャフト部21の初期挿入位置35から回転方向(反時計回り方向)へ90度離間した位置に作られている。第1凹部31は、初期挿入位置35よりも軸方向前方に位置し、軸方向後方へ半円状に凹んでいる。初期挿入位置35と第1凹部31との間には、軸方向前方へ凸となる第1壁部36が作られている。
第2凹部32は、第1凹部31から回転方向(反時計回り方向)へ90度離間した位置に作られている。第2凹部32は、初期挿入位置35よりも軸方向前方(第1凹部31よりも軸方向前方)に位置し、軸方向後方へ半円状に凹んでいる。第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方へのそれよりも大きく、第1凹部31が第2凹部32よりも軸方向後方に位置している。第1凹部31と第2凹部32との間には、軸方向前方へ凸となる第2壁部37が作られている。第2壁部37(第1凹部31と第2凹部32との間)には、第1凹部31から径方向外方へ延びるにつれて軸方向前方へ次第に傾斜する傾斜案内面38が作られている。傾斜案内面38は、第1凹部31から径方向外方へ延びるにつれて上り勾配に傾斜している。固定ベース26からの第2壁部37の軸方向前方への隆起高さは、固定ベース26からの第1壁部36の軸方向前方へのそれよりも大きい。
図14は、カギ孔29に第2回転軸14のシャフト部21を挿入した状態の材料搬送器具10の斜視図であり、図15は、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態の材料搬送器具10の斜視図である。図14では、時計回り方向(回転方向)を矢印C1で示し、反時計回り方向(回転方向)を矢印C2で示す。図14,15では、軸方向前方を矢印A1で示し、軸方向後方を矢印A2で示す。
シャフト部21の先端部分21aを第1カギ孔33の挿入側開口33aに対向させ、嵌合凸部22を第2カギ孔34の挿入側開口34aに対向させた状態で、シャフト部21を第1カギ孔33の挿入側開口33aからカギ孔33に挿入するとともに、嵌合凸部22を第2カギ孔34の挿入側開口34aからカギ孔34に挿入する。シャフト部21をカギ孔29に挿入すると、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接した状態で、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21をカギ孔29において軸方向前方へ移動させる。
第2回転軸14のシャフト部21をカギ孔29において軸方向前方へ移動させると、パイプ部20がコイルバネ15の付勢力に抗して軸方向後方へ次第に後退し、シャフト部21の先端部分21aが第1カギ孔33の挿入側開口33aからカギ孔33の通過側開口33bに向かってカギ孔33に深く進入し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の挿入側開口34aからカギ孔34の通過側開口34bに向かってカギ孔34に深く進入する。シャフト支持軸16をさらに軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを第1カギ孔33に押し込むとともに、嵌合凸部22を第2カギ孔34に押し込み、先端部分21aが第1カギ孔33の通過側開口33bを通過し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bを通過すると、図14に示すように、先端部分21aが通過側開口33bから軸方向前方へ露出し、嵌合凸部22が通過側開口34bから軸方向前方に露出する。
シャフト部21の先端部分21aが第1カギ孔33を通過し、嵌合凸部22が第2カギ孔34を通過すると、シャフト部21の先端部分21aと嵌合凸部22とがカギ孔29に対する初期挿入位置35に位置する。図14の状態(先端部分21aが通過側開口33bから軸方向前方へ露出し、嵌合凸部22が通過側開口34bから軸方向前方に露出し、先端部分21aと嵌合凸部22とがカギ孔29に対する初期挿入位置35に位置した状態)では、嵌合凸部22がカギ孔29に作られた第1壁部36に引っ掛かることはなく、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越えることができ、シャフト部21を図14に矢印C2で示す反時計回り方向へ回転させることができる。
図14の状態からシャフト支持軸16を反時計回り方向に回転させると、シャフト部21が反時計回り方向へ回転し、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越え、シャフト部21が初期挿入位置35から反時計回り方向へ90度回転した時点で、嵌合凸部22が第1凹部31に対向する。その状態でシャフト支持軸16に加えた軸方向前方への押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進し、図15に示すように、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合する。
嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態では、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接しているとともに、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合しているから、パイプ部20の軸方向前方や軸方向後方への移動が阻止され、コイルバネ15の軸方向前方への付勢力によってパイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に密着するとともに、嵌合凸部22が第1凹部31に密着し、材料ホルダー12Aが接続ロッド11に固定される。
図16は、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態の材料搬送器具10の斜視図である。図16では、軸方向前方を矢印A1で示し、軸方向後方を矢印A2で示すとともに、時計回り方向(回転方向)を矢印C1で示し、反時計回り方向(回転方向)を矢印C2で示す。嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態(図15の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第1凹部31から脱出してシャフト部21を図16に矢印C2で示す反時計回り方向へ回転させることができる。
嵌合凸部22が第1凹部31から脱出した状態からシャフト支持軸16を反時計回り方向へ回転させると、シャフト部21が反時計回り方向へ回転し、嵌合凸部22が第2壁部37に作られた傾斜案内面38を摺動しつつ第2凹部32に向かう。嵌合凸部22が傾斜案内面38を上り、嵌合凸部22が第2壁部37を乗り越えて第2凹部32に位置すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進し、図16に示すように、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合する。
嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態では、パイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に当接しているとともに、嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合しているから、パイプ部20の軸方向前方や軸方向後方への移動が阻止され、コイルバネ15の軸方向前方への付勢力によってパイプ部20の前端が固定ベース26の後端面39に密着するとともに、嵌合凸部22が第2凹部32に密着し、材料ホルダー12Aが接続ロッド11に固定される。
材料搬送器具10では、固定ベース26に作られた第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方への凹み寸法よりも大きいから、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方への付勢力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方へのそれよりも小さくなる。したがって、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力よりも小さく、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させることで、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させた場合と比較し、接続ロッド11に材料ホルダー12Aが弱く固定される。
逆に、第2凹部32の軸方向後方への凹み寸法が第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法よりも小さいから、第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方への付勢力が第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのコイルバネ15による軸方向前方へのそれよりも大きくなる。したがって、第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力が第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と材料ホルダー12Aとの嵌合力よりも大きく、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させることで、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させた場合と比較し、接続ロッド11に材料ホルダー12Aが強く固定される。
嵌合凸部22が第2凹部32に嵌合した状態(図16の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第2凹部32から脱出してシャフト部21を図16に矢印C1で示す時計回り方向へ回転させることができる。嵌合凸部22が第2凹部32から脱出した状態からシャフト支持軸16を時計回り方向へ回転させると、嵌合凸部22が第2壁部37を乗り越えてシャフト部21が時計回り方向へ回転し、嵌合凸部22が第2壁部37に作られた傾斜案内面38を摺動しつつ第1凹部31に向かう。嵌合凸部22が傾斜案内面38を下り、第1凹部31に位置すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進し、図15に示すように、嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合する。
嵌合凸部22が第1凹部31に嵌合した状態(図15の状態)から、シャフト支持軸16を軸方向前方へ押圧し、コイルバネ15の付勢力に抗してシャフト部21の先端部分21aを軸方向前方へ移動させると、嵌合凸部22が軸方向前方へ移動し、嵌合凸部22が第1凹部31から脱出してシャフト部21を時計回り方向へ回転させることができる。嵌合凸部22が第1凹部31から脱出した状態からシャフト支持軸16を時計回り方向へ回転させると、シャフト部21が時計回り方向へ回転し、嵌合凸部22が第1壁部36を乗り越え、シャフト部21が第1凹部31から時計回り方向へ90度回転した時点で、シャフト部21および嵌合凸部22がカギ孔29の初期挿入位置35に戻り、嵌合凸部22が第2カギ孔34に対向し、接続ロッド11に対する材料ホルダー12Bの固定が解除される。
シャフト部21および嵌合凸部22がカギ孔29の初期挿入位置35に位置し、嵌合凸部22が第2カギ孔34に対向した時点で、シャフト支持軸16に加えた押圧力を解除すると、コイルバネ15の付勢力によってパイプ部20が軸方向前方へ瞬時に前進し、嵌合凸部22が第2カギ孔34の通過側開口34bからカギ孔34に進入するとともに、シャフト部21が第1カギ孔33の通過側開口33bからカギ孔34に進入する。接続ロッド11を軸方向後方へ移動させることにより、シャフト部21が第1カギ孔33から脱出し、嵌合凸部22が第2カギ孔34から脱出し、接続ロッド11と材料ホルダー12Bとが分離される。
材料搬送器具10は、固定ベース26に作られた第1凹部31の軸方向後方への凹み寸法が第2凹部32の軸方向後方へのそれよりも大きく、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときのパイプ部20(第2回転軸14)に作用するコイルバネ15の軸方向前方への付勢力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときのパイプ部20に作用するコイルバネ15の軸方向前方へのそれよりも小さくなり、第1凹部31に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と固定ベース26との嵌合力が第2凹部32に嵌合凸部22が嵌合したときの接続ロッド11と固定ベース26とのそれよりも弱くなるから、接続ロッド11と固定ベース26との嵌合力を強いそれと弱いそれとの2段階に調節することができる。
接続ロッド11と材料ホルダー12Bとを連結した材料搬送器具10は、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとを連結した材料搬送器具10と同様に、真空フィードスルー50のシャフト52の先端部に着脱可能に取り付けられ、真空状態を保持した状態でフィードスルー50とともに材料を真空装置(装置)(図示せず)の設置箇所まで搬送する場合に使用される。真空フィードスルー50を利用して材料ホルダー12Bが材料とともに真空状態で所定の真空装置の設置箇所に搬送される。
嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させ、接続ロッド11に材料ホルダー12Bを強く固定した後、材料搬送器具10を真空フィードスルー50に取り付ける。なお、真空フィードスルー50に対する材料搬送器具10の取り付け手順や真空フィードスルー50に対する真空容器55の連結手順は、接続ロッド11と材料ホルダー12Aとを連結した材料搬送器具10のそれと同一であるから、図10および図11を援用するとともに、それら図の説明を援用することで、その手順の説明は省略する。
真空フィードスルー50を真空装置の設置箇所に運んだ後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を時計回り方向(回転方向)へ90度回転させ、搬送シャフト52とともに接続ロッド11を時計回り方向へ90度回転させて嵌合凸部22を第2凹部32から第1凹部31に嵌合させ、接続ロッド11に材料ホルダー12Aを弱く固定する。次に、真空容器55および真空装置を繋ぐ連結バルブとゲートバルブ59とを強固に固着し、連結バルブを介して真空装置と真空容器55とを連結した後、ゲートバルブ59のゲートを開放するとともに、連結バルブのゲートを開放し、真空装置と真空容器55とを連通させる。
各ゲートを開放して真空装置と真空容器55とを連通させた後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向前方へスライドさせ、搬送シャフト52を軸方向前方へ前進させる。搬送シャフト52の前進にともなって、材料搬送器具10がゲートバルブ59のゲートを通過するとともに真空装置の内部に移動し、材料ホルダー12Bが真空装置のステージに達する。材料ホルダー12Bが真空装置のステージに達した後、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向前方へ押圧しつつ、スライダー53を時計回り方向(回転方向)へ90度回転させ、搬送シャフト52とともに接続ロッド11(シャフト部21)を時計回り方向へ90度回転させて嵌合凸部22を第1凹部31から初期挿入位置35に戻し、接続ロッド11と材料ホルダー12Bとの固定を解除する。材料ホルダー12Bは、接続ロッド11から分離され、それのみが真空装置のステージに据え付けられる。
次に、真空フィードスルー50のマグネットスライダー53を軸方向後方へスライドさせ、搬送シャフト52を軸方向後方へ後退させる。接続ロッド11が真空容器55の内部に移動した後、ゲートバルブ59のゲートを閉鎖するとともに、連結バルブのゲートを閉鎖し、真空装置と真空容器55とを遮断する。真空容器55および真空装置を繋ぐ連結バルブとゲートバルブ59との連結を解除し、真空装置と真空容器55とを分離する。真空装置と真空容器55とを分離すると、真空装置のステージに材料ホルダー12Bのみが据え付けられ、搬送シャフト52に取り付けられた接続ロッド11は真空容器55の内部に戻っている。したがって、材料ホルダー12Bのステージ25に設置された材料が真空フィードスルー50によって所定の真空装置のステージに移送される。
材料搬送器具10は、材料を材料ホルダー12Bのステージ25に設置した状態で材料ホルダー12Bを所定の真空装置の設置箇所に搬送するときに、嵌合凸部22を第2凹部32に嵌合させて接続ロッド11と固定ベース26とを強く嵌合させることで、搬送時に材料搬送器具10に伝わる振動によって接続ロッド11と固定ベース26との固定が不用意に解除されることはなく、搬送中における材料ホルダー12Bの接続ロッド11からの脱落を防ぐことができ、材料とともに材料ホルダー12Bを安全に真空装置の設置箇所に搬送することができる。材料搬送器具10は、材料ホルダー12Bを真空装置に搬送した後、ホルダー12Bをその真空装置のステージに据え付けるときに、嵌合凸部22を第1凹部31に嵌合させて接続ロッド11と固定ベース26とを弱く嵌合させることで、接続ロッド11と材料ホルダー12Bとの嵌合を簡単に解除することができ、材料とともに材料ホルダー12Bをその真空装置のステージに容易に据え付けることができる。