JP7240651B2 - 支持部材、導管支持装置、および、それを備えた処理装置 - Google Patents
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Description
また、弾性部材EEは曲率半径30mm以下では塑性変形する構成としてもよい。弾性部材や支持部材の耐久性の観点からは弾性変形域が広い方が良い。しかし導管は一定以下の曲率半径となることで不可逆的に特性が変化することがある。導管支持装置CUの使用中に導管の不可逆的な特性変化を伴うような変化が生じた場合に、塑性変形を生じる弾性部材EEとすることにより、導管の特性変化を早期に発見すること可能となり、導管支持装置CUの修理や交換等の処置を促すことができる。
あるいは、弾性部材EEは、曲率半径15mm以下で塑性変形する構成としても良く、曲率半径5mm以下で破断が生じる構成としても良い。
また、弾性部材EEを金属又は導体粉を分散させた高分子材料などの、導体材料で構成しても良い。例えば導電性の弾性部材の少なくとも一端を接地させることで、支持部材の帯電や、それによる導管への電気的な影響を小さくすることができる。
なお、ここで直線形状とは必ずしも完全な直線に沿っていなくても良く、例えば、自重による弾性変形を含まない状態で、わずかに山反りの向きの湾曲(例えば曲率半径が800mm以上、好ましくは1000mm以上)を有していても良い。
また、端面BESは、必ずしもブロック部材の中心位置からもっとも遠い位置にある面でなくても良い。例えば、ブロック部材が、ブロック部材の端面より外側に延伸する突出形状領域を備えていても良い。
以下、区別のため、一定数(たとえば10個)以上の数の非連動固形物(ブロック部材)を含む長さにわたり、弾性部材が形成する巨視的な曲がりを湾曲と言い、非連動固形物の取り付け部以外の位置等において局所的に発生する弾性部材の微視的な曲がりを屈曲という。湾曲の曲率半径より屈曲の曲率半径のほうが小さく、つまり、急な曲がり形状を有しており、屈曲の発生は、弾性部材を破断させるか、弾性部材の疲労や劣化を加速する。特に、弾性部材が上述のような所定の曲げ弾性率を有する場合や、復元力を有する場合においては、局所的に小さな曲率半径を有する屈曲が発生してしまうと、弾性部材の信頼性に大きな影響を与えることがある。
また、直線形状においては、ブロック部材BEと弾性部材EEとの接触面積を大きくできるため、谷反りの向きへの湾曲に対する耐力も大きくすることができる。これにより、大きな移動距離を有する処理装置への適用も可能となる。
なお、固定領域における弾性部材は、その固定領域が接触するブロック部材の底面に対して、相対的な位置および形状が固定されていればよい。例えば、固定領域において、弾性部材が厳密な直線形状である必要はなく、湾曲した形状で固定された場合は、その湾曲形状が維持されればよい。
また、弾性部材の固定領域以外の領域、すなわち、支持部材の湾曲時に変形が可能な領域のうち、半固定領域の占める割合は、10%以上としても良く、好ましくは30%以上であり、特に好ましくは70%以上である。
なお、上記の割合を求めるにあたり、弾性部材の全長としては、必ずしも支持部材に含まれる弾性部材の一端から他端までの全ての長さである必要は無く、例えば1mなどのブロック部材の全長に対して十分な長さを取り出して弾性部材の全長と見なしても良い。特に、支持部材において、ブロック部材が同一形状の繰り返しからなる場合、繰り返しパターンの長さの整数倍の長さを取り出すことで、弾性部材の全長と見なしても良い。
また、高剛性層BHLは図に示すようにブロック部材BEの両端に露出していることが好ましいが、これに限定されない。例えば、ブロック部材BEの両端はブロック部材本体を構成する高分子材料で構成されていても良い。高剛性層BHLは、第一の方向に平行な向きの圧縮応力に対して、ブロック部材の圧縮弾性率を大きくするように形成されていれば良い。
支持部材が直線形状にあるとき、これらの凸部と凹部とは、互いにかみ合うことにより、第一の方向の応力に対するブロック状部材の取り付け強度を高めることができる。そして、弾性部材EEが山反りの向きに湾曲するときは、凸部と凹部とが、離れる向きに相対的に移動することにより、この湾曲を規制しない。なお、弾性部材の半固定領域ECR2側に凸部、ブロック部材の底面側に凹部を形成してもよい。また、凹部は貫通孔であってもよい。
これに対して、弾性部材の有するバネ弾性や復元力により、単独でも一定の曲率半径を形成できる支持部材に対して、最小曲率半径を規定する手段を組み合わせることにより、通常動作時、偶発的/一時的動作時のいずれに対しても高い信頼性を備えた支持部材が提供される。
この結果、支持部材の曲率半径が局所的なものを含めて一定以下にならないように制限され、つまり、屈曲の発生が抑制され、耐久性、信頼性に優れた支持部材CGが提供される。
一端側延出部と他端側延出部は図13に示されるように、一方がブロック部材の上方(弾性部材EEに遠い側)の領域に形成され、他方が、下方(弾性部材EEに近い側)に形成されることが好ましい。これにより、ブロック部材の強度と、延出部の磨耗抑制を両立できる。ただし、これに限定されず、弾性部材EEの上面に平行に、それぞれの延出部を横並びで配列しても良く、あるいは、一方の延出部が他方の延出部に挟まれる位置関係としても良い。
図15、および図16を用いて、本実施例のブロック部材BEを説明する。図15において、(c)は本実施例のブロック部材BEを図14と同じ方向から見た図であり、これを正面図とすると、(a)は上方図、(b)は左側面図、(d)は右側面図となる。図16(a)は図15におけるAA´の位置におけるブロック部材BEの断面を表し、図16(b)は図15におけるBB´の位置におけるブロック部材BEの断面を表す。これらの図において、弾性部材EEおよびその下面側に形成されるブロック部材の下面側支持部は図示を省略している。
このブロック部材を用いた支持部材CGは、ブロック部材のガイド部BGPが、隣接するブロック部材のガイド溝BGDに挿入されるように組み立てられる。本実施例においては、支持部材が直線形状にあるときだけでなく、支持部材が湾曲形状にあるときを含めて、少なくともガイド部の一部がガイド溝中に位置するように構成される。これにより、支持部材の形状に関わらず、ブロック部材同士の位置ズレや回転ズレを抑制することができる。支持部材の移動ストロークが2mを超えるような場合において、搭載する導管の重量によっては、導管支持装置CUの横倒れが発生する虞がある。これに対して、本実施例の構成を有することで、2mを超えるような長ストロークであっても、横倒れリスクを小さくすることができる。
一端側の延長領域は、端面BESと逆側の面に当接領域TCRを含む。他端側の延長領域も、もう一つの当接領域TCRを含む。図17(b)に示すように支持部材CGが予め規定された最大湾曲となったときに、一端側の当接領域TCRは、隣接するブロック部材の他端側の当接領域TCRと当接することにより、支持部材CGのそれ以上の湾曲を抑制する。
上面付近に厚肉部を有することで、高い圧縮弾性を維持しつつ、軽量化を図ることができる。薄肉部は隣接する二つの当接領域TCRの間を接続しても良い。これにより、当接領域TCRの機械的強度を補強することができる。薄肉部は隣接する二つの爪部BTNの間に形成されていても良い。これにより、組み立て時の嵌入における作業性を向上させるとともに、組み立て時の機械的ストレスによるマイクロクラックの発生などを抑制することができる。
他端側延出部BLPの延長領域は、サポート板BSBを有する。延長領域の機械的強度を補強することで、安定した動作と高い耐久性を得ることができる。
一端側の延長領域は、端面BESと逆側の面に当接領域TCRを含む。他端側の延長領域も、もう一つの当接領域TCRを含む。本実施例において、それぞれの延長領域は先端が内側に向けて湾曲しており、湾曲の内周面に当接領域TCRが形成される。図20の(c)および(d)に示すように、支持部材CGが予め規定された最大湾曲となったときに、一端側の当接領域TCRは、隣接するブロック部材の他端側の当接領域TCRと当接する。これらの当接領域により、支持部材CGの最小曲率半径が規定され、高い信頼性を奏する。また、先端が内側に向けて湾曲した延長領域は、ブロック部材に傾きの発生を抑制したり、傾きが発生した場合であっても、当接領域の嵌合を外れにくくする。
また、本実施例においては、固定領域ECR1は、ブロック部材BEの本体部ではなく、他端側延出部BLPの下面に形成されている。
そして本願発明の導管支持装置CUにおいては、支持部材の破損による落下や位置ずれ等が発生しないため、高い品質の製品を得ることができる。また、処理装置PUの稼働時、停止時を含めて、弾性部材EEの劣化が抑制されるため、メンテナンスのための停止時間が少なく、高い生産性を有する処理装置PUを提供することができる。さらに、処理ヘッドの移動時の振動が抑制されるため、高い位置精度が要求される処理であっても、優れた生産性を得ることができる。
また、導管支持装置CUは図のように重力の向きと直線部が交わる向きでの使用に限定されず、直線部と重力の向きが平行な向きで使用しても良い。このとき、湾曲部は直線部より上方でも下方でも構わない。
Claims (21)
- 第一の面を有し第一の方向に延伸する弾性部材と、前記弾性部材に固定され、前記弾性部材の第一の面と対向する底面および前記第一の方向と交差する端面をそれぞれ有する複数のブロック部材と、を備えた支持部材であって、
前記複数のブロック部材の底面は、前記弾性部材の第一の面と接触する接触部と前記弾性部材の第一の面から離間した逃げ部とを含み、
前記弾性部材は前記複数のブロック部材のそれぞれの前記接触部と接触する接触領域を含み、
前記支持部材は、前記複数のブロック部材の前記端面が互いに接した第一の形状から、前記複数のブロック部材の前記端面が互いに離間し、前記弾性部材の第一の面を外側とする向きに湾曲した第二の形状に変形可能であり、
前記弾性部材の前記接触領域は第一の接触領域と第二の接触領域とを含み、
前記弾性部材の前記第一の接触領域は前記複数のブロック部材が取り付けられ前記弾性部材の変形が規制されており、
前記弾性部材の前記第二の接触領域は前記支持部材が第一の形状にあるとき前記複数のブロック部材の底面の前記接触部と接触し、前記支持部材が第二の形状にあるとき前記弾性部材の湾曲により前記複数のブロック部材の底面の前記接触部から離間することを特徴とする支持部材。 - 前記複数のブロック部材は、フィラーを含まない状態で1000MPa以上の圧縮弾性率を有する高分子材料からなることを特徴とする請求項1に記載の支持部材。
- 前記複数のブロック部材は、第一のブロック部材と、前記第一のブロック部材に隣接し前記第一のブロック部材と同じ形状および同じ大きさを有する第二のブロック部材と、を含むことを特徴とする請求項1または2の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記複数のブロック部材は、前記弾性部材上に同一の向き、同一の間隔でとりつけられていることを特徴とする請求項3に記載の支持部材。
- 前記複数のブロック部材は、前記第一の方向に沿って一直線上に配列するように前記弾性部材上に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記弾性部材の前記接触領域において、前記第一の接触領域は、2つの前記第二の接触領域の間の位置に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記弾性部材は前記ブロック部材の底面の前記逃げ部と対向する非接触領域を備え、
前記弾性部材の前記接触領域は、2つの前記非接触領域の間の位置に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の支持部材。 - 前記弾性部材は、SUS301又はSUS304を含み、厚さが0.1mm以上の板状の部材であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記弾性部材は板バネを含むことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の支持部材。
- 前記弾性部材は、曲率半径5mm以下に曲げたときに破断が生じる板状部材であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記複数のブロック部材は第一のブロック部材と、前記第一のブロック部材に隣接する第二のブロック部材とを含み、
前記第一のブロック部材の前記端面は凸部を含み、
前記第二のブロック部材の前記端面には、前記支持部材が前記第一の形状にあるとき、前記第一のブロック部材の前記凸部がかみあう凹部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の支持部材。 - 前記弾性部材は側面をさらに含み、
前記複数のブロック部材は、前記弾性部材の前記側面に向かい合うように形成された側面支持部を有し、
前記側面支持部は、少なくとも前記弾性部材の前記第二の接触領域に隣接する位置に形成されていることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の支持部材。 - 前記弾性部材は前記ブロック部材の底面の逃げ部と対向する非接触領域を備え、、
前記弾性部材の前記非接触領域は、前記第一の形状において前記ブロック部材の底面と離間しており、かつ、前記第二の形状においても前記ブロック部材の底面と離間しており、
前記第二の接触領域と前記非接触領域との合計長さに占める前記第二の接触領域の割合は10%以上であることを特徴とする、請求項1乃至12の何れか一項に記載の支持部材。 - 前記弾性部材の全長に占める前記弾性部材の前記第一の接触領域の合計長の割合は75%以下であることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記弾性部材の全長に占める前記弾性部材の前記第一の接触領域の合計長の割合は50%以下であることを特徴とする請求項1乃至14の何れか一項に記載の支持部材。
- 前記複数のブロック部材は第一のブロック部材と前記第一のブロック部材に隣接する第二のブロック部材とを含み、
前記第一のブロック部材は第一の当接面を備え、
前記第二のブロック部材は、前記支持部材の湾曲に伴い前記第一のブロック部材と前記第二のブロック部材との間の距離が所定の大きさに拡大したときに前記第一のブロック部材の前記第一の当接面と当接することにより前記第一のブロック部材と前記第二のブロック部材との間の距離のそれ以上の拡大を制限する第二の当接面を備えることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の支持部材。 - 前記請求項1乃至16の何れか1項に記載の支持部材と、導管と、前記支持部材と導管とが内部に挿通された導管袋とを含む導管支持装置。
- 前記導管は電気エネルギーを伝達するケーブル及び/又は流体を伝達するチューブを含むことを特徴とする請求項17に記載の導管支持装置。
- 前記導管袋は複数の樹脂フィルムが貼り合された複合材から構成されていることを特徴とする請求項17または請求項18の何れか一項に記載の導管支持装置。
- 前記請求項17乃至19の何れか一項に記載の導管支持装置を含む処理装置。
- 前記処理装置は被処理物が配置されるステージと、該被処理物に対して相対的に移動可能であり、かつ、該被処理物に対して把持、物理的処理、化学的処理、電磁波照射、または電磁波検出を行う処理ヘッドを含み、
前記導管支持装置は、直線形状の領域と湾曲形状の領域とを含み、前記相対的な移動に応じて前記直線形状の領域の長さが変化することを特徴とする請求項20に記載の処理装置。
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