JP7481009B2 - 導管支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、導管と、該導管と一体化されて導管を支持する支持部材とを含み、該導管と該支持部材とが湾曲可能な導管支持装置に関する。

例えば、機械加工ライン、半導体製造装置、電子部品実装装置には、被加工材、ウエハ、電子部品、基板等のワークを把持して搬送するためのロボット走行装置が組み込まれている。ロボット走行装置では、軌道上を往復移動する移動体である走行台車に、例えばワークをハンドリングするロボットが搭載されている。

このようなロボット走行装置の走行台車には、電気ケーブル、光ケーブル、油圧又は空圧動力供給用のチューブ等（以下、これらのケーブル及びチューブを含め「導管」という。）が接続される。繰り返し往復移動をしてその位置が変化する走行台車に対しても、導管による接続は安定的に維持される必要がある。このため、導管は、導管支持装置によって支持される。導管支持装置は、互いに対向する２つの直線部とそれらをつなぐ所定の径を有する湾曲部とからなるＵ字状の支持部材によって、一定長の導管を支持する。導管支持装置が、走行台車の位置に応じて対向する直線部の長さをそれぞれ変化させることにより、位置が変化する走行台車に対しても、導管の安定した接続が維持される。このような導管支持装置は、走行台車の位置が変化する過程においても、導管の曲率半径を所定値以上に保つことができる。これにより、導管による信号伝送性や輸送性を確保するとともに、導管の破損が防止される。

このような導管支持装置は、内部に導管と支持部材とを収容可能な収容部材を備えている。収容部材の内部において、導管は、支持部材に沿って収容されることにより、導管の湾曲形状は、支持部材の湾曲形状と同様な形状に規制される。さらに収容部材は、支持部材の変形動作等により生じる摩耗粉等の塵埃が、周囲に飛散することを防止する役割を備える。

このような導管支持装置における、支持部材及び収容部材には極めて高い信頼性が求められる。例えば支持部材が動作中に破損すると導管に損傷を与えたり、ワークの品質を損ねたりする虞がある。収容部材が破損した場合も、内部の摩耗粉が飛散することなどにより、処理中のワークだけでなく、周辺環境まで汚染するなど、深刻な損害を与えることがある。
一方で、高い生産性を得るために、導管支持装置には、より大きな往復移動距離への対応（長ストローク化）や、より高速の移動への対応が求められている。さらに、このように機械的な負荷が増した条件下においても、より長期間にわたる安定動作が求められる。このように、導管支持装置に対する信頼性向上の要求は、高まる一方である。

特許文献１には、可とう性材料と、該可とう性材料に取り付けられた非連動固形物とを備える支持部材を含む導管支持装置が開示されている。可とう性材料は例えば、ステンレス鋼やバネ鋼から構成され、非連動固形物は、例えば高耐圧縮性を有する金属材料や樹脂材料から構成される。支持部材は、非連動固形物が互いに接触することにより、ある向きへの曲げは制限され、一方、非連動固形物が互いに離れることにより反対の向きへの湾曲が可能な構成を有する。これにより、高度の可とう性、低機械的騒音、小曲げ半径及び長寿命を実現し、摩耗等によって生じる粒状物を含む摩耗粉を実質的に発生させない支持部材を提供できる、とする。

特許文献２には、摩耗粉を外部に散乱させないように、コネクターユニットが、多関節支持部材の多関節端部とケーブル類のケーブル端部と可撓性ベルト部材の挿通口端部とを一体に保持するとともに、可撓性ベルト部材の挿通口端部を封止した、多関節型ケーブル類保護案内装置が開示されている。

特許文献３には、摩耗や摩耗に伴う発塵を抑制することを目的とした、可動部配線用ケーブルが挿抜される丸型チューブと、支持部材が挿入される角型チューブとを、並列に配置させた、可動部配線用フラットケーブルが開示されている（図２１参照）。このフラットケーブルでは、角型チューブの内周に、フッ素樹脂からなる内層を備えることで、支持部材との接触に伴う磨耗や磨耗に伴う発塵を抑制できる、としている。

特表２００６－５０７７８８号公報 特開２０１２－１７０２４５号公報 特開２０１７－２１９０３号公報

しかし、これらの文献に開示された導管支持装置は、信頼性の観点で改善の余地があった。特に、支持部材により大きな機械的な負荷が加えられる場合、及び／又はより長期間にわたり安定した連続動作が求められる場合に、十分な信頼性を確保することは難しかった。

本発明は、厳しい条件下においても高い信頼性を有する導管支持装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、導管と、前記導管の長手方向に沿って延在して前記導管を一体的に支持するとともに、長手方向の任意の位置で湾曲可能に構成された支持部材と、 前記導管及び前記支持部材を内部に収容する収容部材と、を備える導管支持装置であって、 前記支持部材と前記収容部材との間に、中間部材が配置されている導管支持装置が提供される。

前記支持部材は、第一の向きには所定の曲率にまで湾曲可能であり、かつ、前記第一の向きとは逆の向きである第二の向きには湾曲せずに直線形状を維持するように構成されており、前記導管支持装置は、前記支持部材が湾曲したときに前記湾曲の内周となる側に、前記支持部材と前記収容部材との間に前記中間部材が配置された領域を含み、前記支持部材が湾曲したときに前記湾曲の外周となる側に、前記支持部材と前記収容部材との間に中間部材が配置されていない領域を含んでいてもよい。

前記支持部材と前記中間部材との間は、前記支持部材の湾曲に伴うすべりが発生可能に構成されており、前記中間部材と前記収容部材との間は、前記支持部材の湾曲に伴うすべりが発生可能に構成されていてもよい。

中間部材と収容部材との間に発生する前記すべりは、支持部材と中間部材との間に発生する前記すべりよりもすべり量が大きくてもよい。

前記支持部材は、収容部材内に存在する粒子を捕捉可能な捕捉層を備えていてもよい。

前記捕捉層は、粘着性を有する物質で構成されていてもよい。

前記捕捉層は、常温で半個体状の物質で構成され、その厚さが１０μｍ以上の層として形成されていてもよい。

前記導管支持装置は、前記支持部材の表面と前記中間層の端部とで構成される谷形状部の内部領域内であって捕捉層が形成された捕捉層形成領域と、前記支持部材と前記収容部材とか接する領域内であって、捕捉層が形成されていない捕捉層非形成領域とを含んでいてもよい。

前記収容部材は、前記支持部材が収容される第一の収容室と、前記導管が収容される第二の収容室とを備え、前記第一の収容室は、前記支持部材と前記収容部材との間に前記中間部材を含み、前記第二の収容室は、前記導管と前記収容部材との間に前記中間部材を含まなくてよい。

前記収容部材は、前記支持部材の前記湾曲の内周側に位置する内側シートと、前記支持部材の前記湾曲の外周側に位置する外側シートから構成され、前記収容部材は、前記内側シートと前記外側シートとが貼り合わされることで形成された複数の接合領域と、前記接合領域間に形成された複数の収容室とを含み、前記支持部材及び前記導管は、前記複数の収容室にそれぞれ収容されていてもよい。

前記外側シートは、前記内側シートより伸長性に富んだシートにて構成されていてもよい。

前記収容部材は、前記支持部材を収容する収容室を区画する第一の接合領域と第二の接合領域とを含み、前記導管支持装置１を、その長手方向からみた断面視において、第一の接合領域と第二の接合領域との間の、内側シートに沿った長さは、第一の接合領域と第二の接合領域との間の、外側シートに沿った長さより短くてよい。

本発明の態様によれば、厳しい条件下においても、高い信頼性を有する導管支持装置を提供できる。

図１は、本発明の処理装置の概要図である。 図２は、本発明の導管支持装置１の基本構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の、支持部材３と収容部材との間に中間部材５を設けた例の一部破断図である。 図４は、本発明の実施形態である、支持部材３と収容部材との間に中間部材５を設けた他の例を示す。 図５は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の一例の内プレートの正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図６は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の一例の外プレートの正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図７は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の一例の正面図（ａ）と断面図（ｂ）である。 図８は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の別の例のブロック部材の正面図（ａ）、上面図（ｂ）、断面図（ｃ）である。 図９は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の別の例の断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 図１０は、本発明の実施形態を適用する支持部材３の別の例である図９の正面の拡大図である。 図１１は、本発明の実施形態を適用する支持部材３のさらに別の例の正面図であり、直線状態（ａ）と湾曲状態（ｂ）を示す。 図１２は、本発明の導管支持装置１の変形例を示す。 図１３は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図１４は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図１５は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図１６は、図１５のＢで示された領域を説明する図である。 図１７は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図１８は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図１９は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図２０は、本発明の導管支持装置１の別の変形例を示す。 図２１は、先行技術に係る可動部配線用フラットケーブルの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、それぞれの実施例における各々の実施形態は、本発明の技術的な意義を失わない範囲で自由に組み合わせても良い。

図１は、導管支持装置１を備えた処理装置１００の概要図である。処理装置１００は、その本体上のステージ１０１を備え、ステージ１０１上には被処理物（図示せず）が配置される。処理装置１００は、図１に示すように、被処理物に対して相対的に移動可能な処理ヘッド１０２を備える。処理ヘッド１０２は、例えばロボットハンド等の被処理物保持手段、単色光やＸ線等の電磁波照射手段、あるいは、カメラや検出器等の取得手段を備え、被処理物上の任意の位置に対応する位置に移動可能に構成される。導管支持装置１の一端は固定端として処理装置１００の本体と接続され、他端は処理ヘッド１０２と接続される。処理ヘッド１０２が移動するとともに、導管支持装置１の湾曲部も所定の半径を維持しつつ移動し、同時に対向する２つの直線部の長さが変化することで、処理装置１００と処理ヘッド１０２との間の安定した接続を維持することができる。

図１の左右方向における、処理ヘッド１０２の往復移動の両端位置間の距離（ストローク量）は例えば０．３ｍ以上であり、１ｍ以上であってもよい。あるいは、例えば液晶パネルの処理装置であれば、３ｍ以上の最大移動距離を有する。また、図１において、処理ヘッド１０２の全移動範囲が固定端からみて一方の側にのみ配置された例を示しているが、処理ヘッド１０２が固定端の両側の領域にまたがって、移動可能となるように構成してもよい。

なお、図１の処理装置１００は処理装置の一例であって、導管支持装置１の湾曲形状は処理装置１００の構成によって任意に設定できる。したがって、導管支持装置１の形状は、図１に示されるようなＵ字状、すなわち、２つの平行な直線部とそれらをつなぐ湾曲部とからなる形状に限定されない。また、処理ヘッド１０２の移動方向も水平方向に限定されない。例えば、導管支持装置１が水平部と傾斜部とこれらの間に位置する湾曲部からなり、処理ヘッド１０２が水平部の端部側に位置し、水平部と傾斜部とが例えば４５°の鋭角をなしており、水平部の長さが短縮されつつ処理ヘッド１０２が斜め上方に移動する構成が想定される。また、２つの直線部が鉛直方向であるＵ字状又は逆Ｕ字状の導管支持装置１とし、処理ヘッド１０２が鉛直方向に移動する構成とすることもできる。

図２は、導管支持装置１の基本構成を示す斜視図である。導管支持装置１は、導管２と、支持部材３と、収容部材４（導管袋、保護袋とも称する。）と、中間部材５（保護具とも称する。）と、を備えている。

導管２は、ケーブルやチューブの類であって、電気や光等による信号、電力等のエネルギー、気体、液体からなる群のうち、少なくとも１つを導通させるものである。導管２が導通させる対象は、導管支持装置１が設置される装置によって適宜決定される。導管２は、機械加工ライン等の処理装置等が備える、互いの相対的な位置が変化する２つの端子接続部とそれぞれ接続される第１の端子２１と第２の端子２２とを両端に備えている（図１）。

支持部材３は、上記のとおり、処理装置１００等の装置と導管２との安定した接続を維持するために、２つの直線部とそれらをつなぐ湾曲部とからなるＵ字状に湾曲した状態で導管２を支持する長尺の部材である（図１（ａ）（ｂ））。支持部材３を用いることで、導管２、収容部材４及び中間部材５の形状が支持部材３の変形形状によって規制されるため、導管支持装置１の繰り返し往復移動においても、導管２と、処理装置１００等の装置との間の安定した接続を維持することが可能となる。支持部材３は、例えば、複数の固定形状部と、該複数の固定形状部の間に形成された関節部とから構成されるものである。

収容部材４は、導管２を収容する導管収容部４１と、導管収容部４１に沿って形成された支持部材３を収容する支持部材収容部４２とを備えている。導管収容部及び支持部材収容部は、内部に収容室を備える。概収容室は、導管支持装置の長手方向に延伸する筒状の空間であり、その内部に１つ又は複数の導管２や、１つ又は複数の支持部材３を収容することができる。収容部材４が、導管収容部４１と支持部材収容部４２とを備え、導管２と支持部材３とを分離して収容することによって、安定した連続動作が可能となり、導管支持装置１の信頼性が向上する。

導管収容部４１は、１つであっても、複数であってもよい。また、図２に示された導管支持装置１では、２本の支持部材３の間に導管２が設けられている。図２の構成以外の適用例については、後で詳述する。

収容部材４は、可とう性を有するシート状の部材から構成される。例えば、曲率半径３ｃｍでの湾曲が可能な可とう性と、該湾曲形状と直線形状を往復する曲げ戻し動作を１０万回行っても破れ等の損傷が生じない耐久性を備えることが好ましい。また、収容部材４は水を実質的に透過させない程度のバリア性を有することが好ましい。また、収容部材４は破損や汚染が発生した際の検出性の観点から、少なくともその表面の９０％以上の面積は同じ色で構成され、かつ、肉眼で識別可能な模様が形成されていないことが好ましい。同様の理由から、その色は白、黒、又はその混合色の何れか、即ち無彩色であることが好ましい。

収容部材４の材質としては、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）などの汎用プラスチック、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリアミド合成樹脂（ＰＡ、例えばＰＡ６６）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））などのスーパーエンジニアリングプラスチック、ポリウレタンなどの熱硬化性プラスチックなどが挙げられる。ＰＴＦＥとして、延伸加工を行ったｅＰＴＦＥ（延伸ポリテトラフルオロエチレン）も用いられる。ＰＴＦＥは、ｅＰＴＦＥと比較して剛性が高いという利点があり、ｅＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して柔軟性が高いという利点がある。ＰＥとして、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）は、低価格、低摩擦という利点がある。

収容部材を複数の層で構成することもできる。例えば表面に露出する層はすべりに優れたフッ素樹脂を主成分とする層により構成し、内部の層は前記フッ素樹脂より伸縮性に富む樹脂を主成分とする層により構成しても良い。例えば、ポリウレタンからなる中間層を、ｅＰＴＦＥで形成した内層及び外層で挟んだ３層構造とするなど、複数の層を採用することによって、層毎に機能を付加しつつ、コストを抑制することが可能となり、すべりや、低摩擦などの特性を付加することができる。

図２に示すように、本発明の実施形態における導管支持装置１は、支持部材３と収容部材４との間に、中間部材５を備える。この中間部材５は、支持部材３と収容部材４の内面との接触を抑制する。これにより、導管支持装置１の動作時に、支持部材３との摩擦による、収容部材４の損傷を抑制でき、高い信頼性を有する導管支持装置１を提供できる。

なお、中間部材５は支持部材３の全長にわたって形成されていることが好ましいが、必ずしも支持部材３の全長にわたって形成されている必要はない。処理装置１００の動作時に、支持部材３の湾曲が生じる領域の少なくとも一部に形成されていればよく、動作時に支持部材３の湾曲が生じる全ての領域にわたって形成されていることが特に好ましい。また、これらの形成領域において、一体の中間部材５にて、支持部材３の長手方向に連続的に形成されていることが好ましい。

図３及び図４を参照して、本発明の実施形態における、中間部材５をより詳細に説明する。図３及び図４においては、説明のため、中間部材５の外周に配置される収容部材４の図示を省略している。

図３では、中間部材５として、袋状部材（チューブ）を使用している。袋状の部材を中間部材５として用いることにより、支持部材３が部分的に突出した構造を有している場合であっても、その突出構造部を含めて支持部材３の外周が覆われるため、収容部材４の磨耗を安定して抑制できる。

このような導管支持装置１は、まず、支持部材３の所定の長さにわたり、支持部材３の外周を覆うように中間部材５を形成し、次に、中間部材５が形成された支持部材３を、収容部材４に収容することにより得ることができる。支持部材３への中間部材５の形成は、管状又は袋状に形成したチューブに支持部材３を挿入すればよい。あるいは、支持部材３の外周を覆うように帯状のシートを巻きつけた後、該シートの端部領域を該シートの他の領域と接合することにより形成してもよい。例えばシガレット巻きのように、帯状シートの長辺が支持部材３の長手方向と平行になるように配置した上で、支持部材３の外周に巻きつけて中間部材５を形成してもよい。あるいは、２以上の帯状シートで支持部材３を挟み込み、該帯状シートの両端同士を接合することにより中間部材５を形成してもよい。

中間部材５を形成するための管状又は袋状部材として、収縮性のチューブを使用してもよい。この場合、袋状部材に支持部材３を挿入した後、袋状部材を収縮させることによって、支持部材３の周囲に中間部材５を配置できる。収縮性のチューブとしては加熱により収縮する熱収縮チューブが特に好ましい。中間部材５として熱収縮チューブを採用した場合は、支持部材３と中間部材５との密着性を高めることができ、湾曲動作を阻害することがなく、回転湾曲の内周側での皺の発生が抑制される。

図４に示す支持部材３の表面には、中間部材５として、帯状の被覆材料が、支持部材３の周囲にスパイラル（螺旋）状に形成されている。中間部材５がスパイラル状に形成されていることにより、中間部材５を構成する材料の伸縮性が小さい場合であっても、スパイラルの巻きピッチが変化することで、支持部材３の湾曲などの形状変化に容易に追従することができる。

このような中間部材５は、予めスパイラル状に形成された帯状被覆材料中に支持部材３を挿入して形成することができる。あるいは、加熱等により軟化した帯状被覆材料を支持部材３にスパイラル状に巻き付けた後、冷却等により硬化させて形状を固定することで形成できる。中間部材５として支持部材３の周囲に巻回された帯状の被覆材料を採用した場合は、支持部材３全体を被覆することに比べて、柔軟性を確保することが可能となる。

上記のように、スパイラル状の被覆材料によって中間部材５を形成する場合には、支持部材３が直線状態にあるときに、スパイラル状の被覆材料に隙間がないように被覆してもよいし、湾曲し易さを考慮してスパイラル状の被覆材料に多少の隙間があるように被覆してもよい。

中間部材５は、収容部材４より柔軟であることが好ましい。例えば、中間部材５の曲げ弾性率は、収容部材４の曲げ弾性率より小さくなるように構成するとよい。このようにすることで、中間部材５を導入した場合であっても、導管支持装置の湾曲動作や伸長動作の悪化を抑制できる。

中間部材５の伸縮性を収容部材４の伸縮性より大きくしてもよい。例えば、中間部材５の引っ張り弾性率を、収容部材４の引っ張り弾性率より小さくなるように構成するとよい。このようにすることで、湾曲の外周側で中間部材５が突っ張ることにより導管支持装置の湾曲動作を阻害することを抑制できるだけでなく、湾曲の内周側での中間部材５の皺の形成が抑制され、支持部材３の関節部における、かみ込みなども抑制される。

中間部材５の少なくとも外側（収容部材４と接する側）の面は、収容部材４の内側（中間部材５と接する側）の面に比べ、平滑性が高いこと、摩擦係数が小さいこと、及び／又は表面粗さ（例えば算術平均粗さＲａ）が小さい、こと、のいずれか１つ以上を満たしてもよい。中間部材５がこのような構成を備えることにより、収容部材４の材料選択や、構成上の制限を小さくでき、高い信頼性を備えた導管支持装置を提供することができる。

収容部材４のうち、支持部材３と接する領域の厚さをＴｂとしたとき、中間部材５の厚さＴｍは、Ｔｂの０．６倍以上であることが好ましく、Ｔｂの０．８倍以上であることがさらに好ましい。中間部材５が所定の厚さを有することにより、支持部材３の表面が大きな凹凸形状を有する場合であっても、中間部材５の厚さにより凹凸の少なくとも一部を吸収でき、収容部材４又は中間部材５の磨耗による損傷を抑制することができる。
中間部材５の厚さＴｍは、Ｔｂの１．５倍以下であることが好ましく、１．２倍以下であることがさらに好ましい。湾曲時に、収容部材には、内周面と外周面で径の違いによる周長の差が生じる。この周長の差は、湾曲動作、伸長動作を通じて磨耗や皺の原因となる。中間部材５の厚さＴｍが過度に大きな厚さを有する場合には、収容部材の内周面と外周面の径の違いが大きくなるため、周長の差も大きくなってしまう。これに対して、中間部材５の厚さを上記の範囲内に制限することにより、収容部材の内周面と外周面での周長の差が過度に大きくなることを抑制できる。

中間部材５の材質としては、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの汎用プラスチックが挙げられる。
中間部材５の材質についても、収容部材４同様に、耐摩耗性、低摩擦性、化学的安定性を備えた材質が好ましい。このため、例えばＰＴＦＥなどの、前述したような、収容部材と同様の部材を適用することが好ましい。ただし、各部材の要求特性に応じて、上述の汎用プラスチックを適切に選択することによっても、同等以上の特性を備えた導管支持装置をより安価に得ることも可能である。

本実施形態において支持部材３と中間部材５とは接着されておらず、かつ、中間部材５と収容部材４とは接着されていない。好ましくは、支持部材３と中間部材５との間はすべりが発生可能に構成されており、かつ、中間部材５と収容部材４との間も、すべりが発生可能に構成されている。導管支持装置１の特定の領域に注目した場合、処理装置１００の動作に伴い、該特定の領域は、湾曲動作と伸長動作とを繰り返すことになる。このとき、前記導管支持装置１の湾曲動作及び／又は伸長動作に伴い、支持部材３と収容部材４との間で、湾曲の径の違いに起因して、相対的な位置のずれが生じる。中間部材５を備えない従来の構成において、収容部材４と支持部材３との間のズレは、収容部材４と支持部材３との間に大きな距離のすべりを発生させ、過度の磨耗の原因となることがあった。これに対して、支持部材３と中間部材５との間はすべりが発生可能に構成されており、かつ、中間部材５と収容部材４との間も、すべりが発生可能に構成されることにより、ズレをこれら２つの界面のすべりに分離して発生させることができ、個々の界面におけるすべり量を小さくでき、磨耗を抑制することが可能となる。

これらのすべりは、設計によって意図的に大きくしたり、小さくしたりすることが可能である。すべりに関する好ましい構成としては、例えば、中間部材５の外面と収容部材４の内面との間のすべりが、中間部材５の内面と支持部材３の外面との間のすべりよりも大きいことが挙げられる。中間部材５の外面と収容部材４の内面との間のすべりが大きいことによって、湾曲動作を阻害することがなく、湾曲の内周側での皺の発生が抑制される。

中間部材５は複数の層からなっていてもよい。複数の層を組み合わせることによって、柔軟性を確保しつつ、表面は低摩擦の特性を有する等の機能を付加することができる。

なお、中間部材５は、支持部材３と収容部材４との間だけでなく、導管２と収容部材４との間にも配置してもよい。これによって、収容部材４と導管２との間における摩耗や、破損を防止することができる。

本発明の実施形態を適用することができる、導管支持装置１に用いる支持部材３の例を図５～図１１に示す。図５～図７は本発明の実施形態を適用することができる一例であり、図８～図１０及び図１１は別の例である。

支持部材３は、所定の向きには直線形状を維持して、それ以上の変形が規制され、逆の向きには、所定の曲率にまで湾曲することができるように構成されている。支持部材３は、複数の固定形状部と、隣接する固定形状部の間に形成された関節部とを含んでいる。支持部材３は、多数の関節部で湾曲することによって、多角形状となり湾曲する。ここで多角形状の内角を十分に大きくすることで滑らかな円形に近似する湾曲を形成することができる。内角は１２０度以上であり、好ましくは１５０度以上である。支持部材３は、具体的には、２つの連結孔を設けた金属プレートを厚さ方向に２枚又は３枚程度重ねるとともに、支持部材３の長手方向に連結孔をずらせて連結してチェーン状に構成されている。支持部材３における直線形状及び湾曲形状の維持又は規制は、固定形状部の形状に基づいて、隣接する固定形状部の相互の接触によって相対的な角度及び位置が規制されていることで達成される。

図５～図７の例に関して、図７に示された支持部材３は、図５に示された内プレート３１を中間に配置し、図６に示された外プレート３２をその両側に配置して、プレートの厚さ方向（支持部材３の移動方向である長手方向に対して横方向）に３枚重ねて構成される。内プレート３１及び外プレート３２は、外形がほぼ四角形状に形成されている。内プレート３１は、連結孔３１１、３１２、及び、隣接する内プレート３１に当接する当接面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを有している。内プレート３１の当接面３１ａが隣接する内プレート３１の当接面３１ｂに当接することによって、支持部材３は直線形状から（図面上で）上向きへの変形はできない。逆向きの変形については、内プレート３１の当接面３１ｃが隣接する内プレート３１の当接面３１ｄに当接することによって、支持部材３は所定の湾曲形状を超えて変形することはできない。

同様に、外プレート３２は、連結孔３２１、３２２、当接面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有しており、当接面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが互いに当接することによって、支持部材３の変形形状が制限される。内プレート３１の連結孔３１１、３１２及び外プレート３２の連結孔３２１、３２２にピン（図示せず）が嵌合される。ピンが嵌合された連結孔３１１、３１２、３２１、３２２が回転可能な関節部となることによって、内プレート３１と外プレート３２とが相互に連結されて、湾曲可能な支持部材３が構成される。なお、中間の内プレート３１と、両側の外プレート３２とは、外形は同じであるが、連結孔３１１、３１２と、連結孔３２１、３２２の大きさが若干異なっている。この例の特徴としては、外形がほぼ四角形状という比較的単純な形状であるため製造組立が容易であり、一つの向きのみ湾曲を可能とするという所定の性能が容易に得られることが挙げられる。

金属プレートの材質としては、Ｓ４５Ｃ等の炭素鋼が適用できる。あるいは、炭素鋼に、ケイ素、マンガン、ニッケル、コバルト、クロム、タングステン、及びモリブデンからなる群のうち、１つ又は複数の元素を添加した特殊鋼であってもよい。これらの材質は機械的に高い強度を有しており、支持装置の長ストローク化を容易にする。又は、ステンレス鋼を適用することで、強度と耐食性の両立を図ることもできる。
金属プレートの材質としては、アルミニウム、チタン、又はマグネシウムを主成分とする軽合金も適用することができる。

図８～図１０に、本発明の実施形態を適用可能な支持部材３の別の例を示す。この支持部材３は、背景技術の欄で提示した特許文献１に記載のものと同じタイプである。図８は、可とう性材料３６上に配置される非連動固形物であるブロック部材３５を示しており、図９は、この支持部材３が直線形状と湾曲形状を含む状態を示す。図１０は、直線形状部分の拡大図である。ブロック部材３５は、当接面３５ａ、３５ｂを有している。ブロック部材３５の当接面３５ａが隣接するブロック部材３５の当接面３５ｂに当接するため、支持部材３は図１０において、下に凸の向きへの変形はできないため、直線形状が維持される。一方、逆向きについては、支持部材３は湾曲形状を規制する当接面を有していない。したがって、この別の例の支持部材３は、上記の例とは異なり、一つの向き（図１０での下に凸の向き）への湾曲は直線状に制限されているものの、逆向きへの湾曲形状が規制されていない。支持部材３は、簡易な構造で製造が容易であり、軽量であることに利点がある。

図１１に、本発明の実施形態を適用可能な支持部材３の別の例を示す。図１１（ａ）は、直線部の正面図であり、図１１（ｂ）は湾曲部の正面図である。この支持部材３は、可とう性材料３６上に、複数のブロック部材３７が形成されている。可とう性材料は例えばステンレス製の板バネから構成され、ブロック部材は例えば液晶ポリマなどの樹脂により構成される。図１１において、可とう性材料３６はブロック部材３７に遮られて直接見ることができないが、図１１（ａ）に示される位置において、支持部材３の長手方向に延伸している。本例におけるブロック部材３７は、第一の当接面の対となる３７ａ、３７ｂを有しており、これらが隣接するブロック部材同士で当接することで、ある向きへの湾曲を抑制し、直線形状を維持する。ブロック部材３７は第二の当接面の対となる３７ｃ、３７ｄをさらに有しており前記ある向きとは逆向きの湾曲が一定以上にならないように、すなわち、所定の曲率半径より小さくならないように規制することで、可とう性材料３６の疲労などによる破壊を抑制することができる。このような支持部材３は、長寿命が実現されるものであり、国際公開番号ＷＯ２０１９／１４２９２９Ａ１の特許文献に開示されているものと同じタイプである。

本発明の実施形態の適用例を図１２、図１３及び図１４に示す。前述のとおり、収容部材４は、導管２を収容する導管収容部４１と、支持部材３を収容する支持部材収容部４２と、支持部材３と収容部材４との間に形成された、中間部材５とを備える。
図１２に示す例は、図２と同様に、収容部材４の中央に導管収容部４１を配置し、その両側の部分に支持部材３を収容する支持部材収容部４２を設けた例の断面図である。図１３に示す例は、収容部材４の中央に支持部材３を収容する支持部材収容部４２を配置し、その両側の部分に導管収容部４１を設けた変形例である。図１４は、収容部材４を２段に組み合わせた例である。このように、任意の配置構成の収容部材４及び導管支持装置１に対して、本発明の実施形態を適用することができる。
中間部材５は、支持部材３と収容部材４との間だけでなく、導管２と収容部材４との間に形成されていてもよい。しかし、一般に導管の表面は支持部材の表面より平坦であり、また、軟らかいため、導管収容部４１は支持部材収容部４２より信頼性を確保しやすい。過度の中間部材５の導入は、導管支持装置全体の重量を増加させるだけでなく、変形抵抗も大きくする虞があるため、導管２の一部または全部と収容部材４の間には、中間部材５が形成されないことが好ましい。

図１５から図２０を用いて、導管支持装置１の別の実施形態を説明する。これらの図においては、図の下側が導管支持装置１の使用時（例えば図１を参照）における湾曲の内周側であり、図の上側が湾曲の外周側である。換言すれば、図示された導管支持装置１は、図の上に凸の向きには湾曲可能であるが、図の下に凸の向きには支持部材３の作用により湾曲が規制され、直線形状が維持される。

図１５（ａ）は他の実施形態における導管支持装置１をその長手方向から見た断面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ－Ａの位置において、導管支持装置１を正面方向から見た概略図であり、支持部材３、収容部材４、及び中間部材５の高さ方向における位置関係の概略を示す図である。
図に示されるように、収容部材４は、湾曲の内周側に位置する内側シート４ａと湾曲の外周側に位置する外側シート４ｂとを含む。内側シート４ａと外側シート４ｂとの間には、収容室ＣＲが形成されており、収容室ＣＲ内には、支持部材３が挿通されている。また、導管支持装置１は、収容部材４の図示されない領域に収容された１又は複数の導管を備える。支持部材３と収容部材４との間には、中間部材５が形成されている。
ここで支持部材３として、図１１に示された、可とう性材料３６を含む支持部材３を組み合わせた例を示しているが、これに限定されず、例えば図５～図１０に示された他の支持部材３や、これらと同様の機能を有する他の構造の支持部材と自由に組み合わせてもよい。

本実施形態において、導管支持装置１は、支持部材３と収容部材４との間に中間部材５が形成された領域と、支持部材３と収容部材４との間に中間部材５が形成されていない領域とを含む。さらに詳細には、導管支持装置１の支持部材３は、導管支持装置１の湾曲の内周側に中間部材５が形成された領域を含み、湾曲の外周側に中間部材５が形成されていない領域を含む。このような構成を有することにより、収容部材４の磨耗が大幅に抑制され、高い信頼性を備えた導管支持装置を得ることができる。

以下、本実施形態において、収容部材４の磨耗が大幅に抑制される理由を説明する。
導管支持装置１の湾曲形状領域において、支持部材３の支持部材に沿った長さは、支持部材の内周側が外周側より小さくなる。この長さの差は支持部材３の厚さ（図の上下方向の大きさ）分だけ、外周側の径が大きくなることに起因する。そして、収容部材４の伸縮のみで、支持部材３の内外周の長さの差を吸収することは難しく、その結果、収容部材４の内周側には余った長さを吸収するために、皺、すなわち波型のパタンが形成される。本願発明者らは、湾曲と伸長を繰り返す中で、この波型パタンが、収容部材４の曲げ癖として位置が固定されてしまうことがあることを見出した。
そして、波型パタンの山に当たる領域（支持部材３に向かって突出した形状の頂点を含む領域）の位置が固定されると、収容部材４の他の領域より支持部材３の内周側の面と繰り返し強く当たるために磨耗が進行しやすく、収容部材の信頼性を低下させていると考えた。

このため、本願発明者らは、位置が固定された波型パタンの形成を抑制することにより、収容部材の信頼性をさらに向上できると考えた。前述のとおり、波型パタンは、支持部材３の厚さに起因することから、支持部材３の厚さを小さくすることも考えられたが、支持部材の厚さは支持部材の機械的強度と密接な相関があり、単に厚さを小さくすることは支持部材の強度不足を発生させ、例えばストローク量を確保できなくなるなどの課題を生じさせる。
中間部材５を薄くすることによっても、支持部材３の厚さを小さくする場合と同様に波型パタンの形成の抑制が期待されるが、単に中間部材５の厚さを制限するのでは設計上、あるいは、材料選択上の制約となってしまう。

本実施形態において、導管支持装置１は、上述の波型パタンが形成される支持部材の内周側に中間部材５が形成された領域を含み、湾曲の外側に中間部材５が形成されていない領域を含む。このような構成においては、収容部材の余長による波型パタンの形成、それに伴う磨耗の影響が大きな内周側に中間部材５を形成することでその領域の信頼性を向上させつつ、そのような磨耗の影響が小さい外周側には中間部材５が形成されていない領域を含むことで、中間部材を含めた支持部材の高さの増加を抑制し、波型パタンの顕在化を小さくできる。

このように、支持部材の内周側に中間部材５が形成された領域を含み、湾曲の外側に中間部材５が形成されていない領域を含む構成は、中間部材５が厚い場合であっても、波型パタンの顕在化を抑制できるため、特に中間部材５の厚さや形成高さが大きな場合に有効である。典型的には、中間部材の厚さが、収容部材４のうち支持部材５と接する領域の厚さより大きな場合に本構成の適用が好ましい。

中間部材５は、支持部材３と接する面と、収容部材と接する面をその表裏に備えている。中間部材５は収容部材と接する面において互いにすべり可能に構成されている。さらに、中間部材５は支持部材３と接する面においても互いにすべり可能に構成されていてもよい。中間部材５はその表裏においてすべりが生じる構成にあるとき、支持部材に対するすべり量より、収容部材に対するすべり量が大きくなるように構成されることが好ましい。

導管支持装置１は、支持部材３と中間部材５との間に、緩衝層ＢＬを含んでいてよい。本実施形態において、緩衝層ＢＬは空気層として構成されており、中間部材５の図の上下方向の変形を容易とすることにより、収容部材４の波型パタンの山領域の当たりを弱めることができる。
また、図１５（ｂ）に示すように、緩衝層ＢＬは、支持部材の長手方向に連続的に延伸していることが好ましい。このような構成とすることで、多関節部材である支持部材３の湾曲や伸長に伴う形状変化、特に支持部材３の収容部材に向けた局所的な形状変化の影響を緩和できる。

図１５（ａ）に示されるように支持部材の長手方向からみた断面において、中間部材５の下面（導管支持装置１の湾曲形状を円周の一部として含む仮想円を想定したとき、中間部材５の表面のうち、該仮想円の中心位置に対向する面）は、下に凸の曲面のみで構成されていることが好ましい。そして、該下に凸の曲面に含まれる曲率のうち、最小となる曲率半径ｒ１は、同断面における、支持部材３の下面（導管支持装置１の湾曲形状を円周の一部として含む仮想円を想定したとき、支持部材３の表面のうち、該仮想円の中心位置に対向する面）に含まれる下に凸の曲面のうち、最小となる曲率半径ｒ２よりも大きくことが好ましい。このような構成を有することで、支持部材３と収容部材４との接触面積を拡大し、局所的にあたりが強くなることを抑制できる。

このような中間部材５としては、樹脂からなるチューブの周上の任意の位置をチューブの長手方向に沿って切断分離、もしくは一部除去することにより、断面をアルファベットのＣ字状にしたものを用いることができる。チューブの切断又は除去された位置、すなわち切り欠き部から、支持部材３をチューブ内に嵌合することにより、支持部材の任意の位置に中間部材５が形成された領域と、中間部材５が形成されない領域とを形成することができる。チューブを構成する材料としては支持部材３を構成する材料より硬度が小さい樹脂が適しており、例えばＰＴＦＥでよく、ＰＴＦＥを長手方向に延伸したｅＰＴＦＥでもよい。

このようなチューブの形成高さは、図１５（ｂ）において符号５ｕで示された線に示すように、支持部材３の高さ（図の上下方向の大きさ）の２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。このように一定の嵌合量を確保することで中間部材５の支持部材３からの脱落を抑制できる。また、チューブの長手方向に平行な切り欠き部を備えたチューブではチューブの形成高さを大きくした場合であっても、支持部材３の摺動による変形に応じて切り欠きの幅が変化することで支持部材のスムースな摺動を維持することができる。

チューブを接着剤などで支持部材３に対しても固定しても良い。この場合であっても、接着層の形成領域を限定することで支持部材のスムースな摺動を維持することができる。例えば、断面視において、支持部材３の下面と中間部材５との間に接着層が形成され、支持部材３の側面（チューブの端部と対向する面）と中間部材５の間には接着層が形成されない構成としてもよい。すなわち、支持部材３の断面視における側面とチューブの切り欠き近傍とは互いに位置が固定されない構成が好ましい。

図１６を用いて、図１５（ａ）において破線で囲った領域Ｂにおける収容部材４の構造を説明する。本実施形態において、収容部材４は、内側シート４ａと外側シート４ｂとを貼りあわせることで構成されている。内側シート及び外側シートは、それぞれ内層ＩＬ、外層ＯＬ、及び内層と外層との間に形成された中間層ＭＬとを含む。内層ＩＬは収容室ＣＲに面しており、その最表面は、収容室内に挿通された導管２、支持部材３、及び／又は中間部材５と接触する。外層ＯＬは導管支持装置の設置雰囲気に露出しており、一部は処理装置１００（図１）の筐体表面と接触することがある。内層ＩＬ及び／又は外層ＯＬは耐磨耗性やすべり性に優れた材料、例えばｅＰＴＦＥを適用することができる。中間層ＭＬは内層ＩＬ及び／又は外層ＯＬに比して、柔軟性や伸縮性に優れた材料、例えばポリウレタンを適用することができる。

収容部材４は、複数の収容室ＣＲを備える。それぞれの収容室ＣＲは、内側シート４ａと外側シート４ｂが接合された接合領域ＡＲにより区画される。より具体的には、２つの接合領域ＡＲの間の非接合領域において、内側シート４ａと外側シート４ｂとをそれぞれ外向きに膨出させて形成された空間を収容室ＣＲとすることができる。接合領域ARは、収容部材の長手方向に沿って互いに平行に延伸するように形成される。この結果、収容部材４には、収容部材の長手方向に沿って互いに平行に延伸する収容室CRが形成され、この収容室CRに導管や支持部材が挿通可能となる。接合領域ＡＲは例えば、内側シート４ａの内層ＩＬと外側シート４ｂの内層ＩＬとの間に接着剤を塗布して貼り合わせることにより形成できるが、加熱による融着など他の方法で形成してもよい。

図１６に示す実施形態においては、接合領域ＡＲに対応する位置には内層ＩＬが形成されておらず、内側シート４ａの中間層ＭＬと外側シート４ｂの中間層ＭＬとが内層ＩＬを介さずに接着される。このようにすることで、接着強度を確保しつつ、内層ILに適用した材料の強度が高い場合であっても、例えば導管２を収容した収容室と、支持部材３を収容した収容室の、摺動時の挙動の違いによるストレスを吸収し、スムースな動作を得ることができる。このような構造は内層ILの一部が形成されずに中間層MLが露出した内側シート及び外側シートを準備し、中間層ML同士を接合することで得ることができる。例えば、局所加熱により中間層MLを構成する材料の融点以上まで昇温することで熱融着してもよく、あるいは中間層ＭＬを融解可能な溶媒を塗布の上で貼り合わせてもよい。

図１５に戻って、支持部材３は、その表面に収容部材内に発生した粒子を捕捉する捕捉層ＴＬを備えていてもよい。
収容部材の信頼性が向上した導管支持装置１では従来に比して長期間の連続使用が可能となる。長寿命化された導管支持装置１は、少なくとも２００万回以上、条件にもよるが１０００万回以上の往復動作に問題なく耐えられるが、長期間繰り返される摺動によって発生する、支持部材３や収容部材４の摩耗粉を含む微小な粒子（以下単に粒子か塵埃と記す）が問題となる虞がある。特に支持部材は機械的強度が高い材料で構成されているため、支持部材から脱落などの形で発生した粒子は、支持部材や他の部材の磨耗に対して加速方向に作用することがある。
これに対して、導管支持装置１は、捕捉層ＴＬを含む。これにより、収容部材内部で粒子が発生した場合であっても、発生した粒子を、捕捉層によって捕捉することにより、磨耗の加速を抑制でき、また、収容部材外部への塵埃の放出も抑制できる。

捕捉層ＴＬは、表面に接触した粒子を捕捉できるものであれば構成は限定されないが、例えば粘着性を有する物質を適用することができる。粘着性物質としては、例えば、ゴム系、アクリル系、あるいはシリコーン系の粘着剤から使用環境や要求特性に応じて選択すればよい。捕捉層の形成は、支持部材の表面に塗布や転写などの形で形成してもよく、あるいは、導管支持装置を構成する各種部材のいずれかに捕捉層を形成したものを準備し、これを組み込むことで、捕捉層を備えた導管支持装置を構成してもよい。

支持部材３は、捕捉層ＴＬが形成された領域と、形成されていない領域とを含む。特に捕捉層の粘着性が大きな場合には支持部材の摺動や動作が悪化したり、支持部材と収容部材のすべりが悪化したりすることがあるが、捕捉層ＴＬの形成領域を限定することにより、塵埃の捕捉性能の付与と、導管支持装置のスムースな動作を両立することができる。捕捉層ＴＬは、例えば、図１５（ａ）にてＴＬ（１）と示される位置、すなわち、支持部材３の長手方向の断面視における支持部材３の側面と中間層５の端部から構成された谷形状部分の内部領域に形成してもよい。あるいは、図１５（ｂ）にてＴＬ（２）と示される位置、すなわち、支持部材３を構成する複数のブロック部材の内部空間に面したブロック部材表面のうち、他のブロック部材との接触がない領域に形成してもよい。
支持部材と収容部材が接する領域や、ブロック部材同士が当接する領域には、捕捉層ＴＬを形成しないことが好ましい。このように、捕捉層が限定的な領域に形成された場合であっても、粒子が収容部材の内部を移動する過程で、いずれかの捕捉層にて捕捉されると考えられる。

捕捉層は、１０μｍ（マイクロメートル）以上の厚さを有する半個体状の物質からなる層で構成することも可能である。ここで半個体状の物質とは、常温において定まった形をもつが、例えば指先で軽く押す程度の微小な外力で塑性変形するものを指す。このような物質で捕捉層を形成する場合、粘着性は必ずしも必要ない。支持部材３の表面に、このような捕捉層を備える場合、塵埃などの粒子は、捕捉層に付着したのち、収容部材などから外部応力を受けることで捕捉層内にとりこまれる。厚さが１０μｍより小さい場合には、粒子径によっては捕捉層内にとりこめず、また、捕捉後の離脱も発生しやすくなる。液体としての性質が強すぎる場合も同様であり、十分な塵埃捕捉性能が得られなくなる。

半個体状の物質としては、限定されないが、例えばグリースが好適である。なかでもシリコーンオイルに増ちょう剤を添加したシリコーンオイルグリースが安定性などの面からも有効である。グリースの硬さは増ちょう剤の量や種類で調整可能であるが、例えば、２５℃における混和ちょう度が４００以下となる硬さを有するとよく、３００以下がさらに好ましい。グリースのちょう度は、例えばJIS K 2220に規定された方法で測定可能である。一方でグリースが硬すぎても、粒子を捕捉層内に取り込みにくくなるため、混和ちょう度は少なくも８０以上が好ましく、１５０以上が特に好ましい。このような硬さのグリースとして、SUPER LUBE（登録商標）の４１６６０などが例示される。

捕捉層としてグリースを適用した場合は、粒子の捕捉だけでなく、摺動部の潤滑性の向上も同時に得ることができる。なにより、部材間の粘着による導管指示装置の動作悪化の懸念も小さい。このため、粘着性物質に比べて、支持部材表面上における捕捉層の形成面積を大きくすることができる。しかしながら、例えば支持部材のブロック部材の当接面に捕捉層を形成すると、捕捉した粒子により支持部材の可動域が変化してしまう虞がある。このため、前述した粘着性物質と同様に、捕捉層ＴＬは、支持部材３の表面と中間層５の端部から構成された谷形状部分の内部領域や、支持部材３を構成する複数のブロック部材の内部空間に面したブロック部材表面のうち、他のブロック部材との接触がない領域に形成することが好ましい。
一方で、支持部材と収容部材が接する領域や、ブロック部材同士が当接する領域には、捕捉層ＴＬを形成しないことが好ましい。なお、ここで捕捉層ＴＬを形成しないとは、グリースを塗布しないことに限定されず、捕捉層ＴＬ形成領域よりも塗布厚を薄くすることにより捕捉性能を制限する形を含んでいてもよい。

図１７（ａ）はさらに他の例における導管支持装置１をその長手方向から見た断面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の導管支持装置１を正面方向から見た概略図であり、支持部材３、収容部材４、及び中間部材５の高さ方向における位置関係の概略を示す図である。
本実施形態の導管支持装置１は、中間部材５の構成が一部異なる点を除き、上記のそれぞれの導管支持装置１と同様の構成を有することができる。

本実施形態においても、導管支持装置１の支持部材３は、導管支持装置１の湾曲の内周側に中間部材５が形成された領域を含み、湾曲の外周側に中間部材５が形成されていない領域を含む。そして、本実施形態における中間部材５は、支持部材３上に固定されている。中間部材５は例えば本体層と接着層とを含み、接着層を介して支持部材３の底面に貼付される。接着層は本体層の一方の面の全面に形成されており、支持部材３の底面に安定に固定することができる。本体層は例えばＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を含んでいてもよく、接着層はシリコーン樹脂を含んでいても良い。接着層は非硬化型のものを適用することが好ましく、さらに、接着層の厚さは、本体層の厚さより大きいことが特に好ましい。

支持部材３上に固定された中間部材５を備えた導管支持装置１は、自立部材３の底面に市販のテープを貼付することでも容易に得ることができる。好適なテープとしてはＮＩＴＯＦＬＯＮ（登録商標）粘着テープなどが例示される。

本実施形態において中間部材５は支持部材３の側面にかかるように形成されていてもよい。例えば、図１７の５ｕで示される高さまで形成してもよい。しかし、接着層を有する中間部材５を支持部材の高い位置まで形成すると支持部材の摺動動作を制限したり、中間部材の破損が生じたりするため、中間部材５の形成高さは、支持部材３の高さ（図の上下方向の大きさ）の３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることが特に好ましい。

本実施形態において、中間部材５が厚いと中間部材の伸縮が制限されたり、収容部材との接触による外力などにより、特に支持部材の側面領域において剥がれやすくなってしまうため、中間部材５の厚さは収容部材の内側シート４ａの厚さより小さいことが好ましい。

次に、収容部材４の構造により、収容部材４の波型パタンの山領域の当たりを弱める構成を検討した。図１８は、導管支持装置１のさらに他の例を示すものであり、導管支持装置１の長手方向からみた断面図である。本実施形態の導管支持装置１は、収容部材の構成が一部異なる点を除き、上記のそれぞれの導管支持装置１と同様の構成を有することができる。
本図に示される導管支持装置１の収容部材は、湾曲時に内周側に位置する内側シート４ａと、湾曲時に外周側に位置する外側シート４ｂとを備える。それぞれのシートは、少なくとも、接合領域ＡＲ１、接合領域ＡＲ２、及び、接合領域ＡＲ３において互いに接合されており、接合領域ＡＲ１と接合領域ＡＲ２との間の収容室ＣＲには、支持部材３が挿通されており、接合領域ＡＲ２と接合領域ＡＲ３との間の収容室ＣＲには、導管２が挿通されている。本実施形態において、支持部材３と収容部材との間に中間部材５は必ずしも形成されていなくても良いが、図に示すように、中間部材５が形成されていることにより、より高い信頼性を得られることは言うまでもない。

本実施形態において、断面視における支持部材３のアスペクト比（図の上下方向における支持部材３の大きさを、図の左右方向における支持部材の大きさで除した値）は、０．７以上である。このように大きなアスペクト比を有する支持部材３は、長ストローク対応性に優れるが、収容部材における波型パタンが顕在化しやすい傾向にある。これに対して、本実施形態においては、接合領域ＡＲ１と接合領域ＡＲ２との間の長さは、接合領域ＡＲ２と接合領域ＡＲ３との間の長さより大きくなるように構成されている。好ましくは、接合領域ＡＲ１と接合領域ＡＲ２との間の長さは、接合領域ＡＲ２と接合領域ＡＲ３との間の長さの１．２倍以上である。ここで、接合領域間の長さとは、収容室中に支持部材も導管を挿通しておらず、収容部材４を平坦につぶした状態における各接合領域間の長さを意味する。支持部材３が中間部材３を備える場合には、支持部材３のアスペクト比は、中間部材３を含めた外形をもって算出してもよい。

大きなアスペクト比を有する支持部材３を収容する収容室CRは、支持部材に対する寸法マージンを大きくすることも有効である。長手方向からみた断面視において、収容室の最大断面積（以下S_CRと示す）は、収容室の内周の長さを円周とする円の面積として算出できる。支持部材を長手方向からみたときの輪郭で表される図形の断面積をS_SMとすると、S_CR／S_SMがあまり大きいと、収容室内で支持部材が捩れなどの変形を発生しやすくなる等の問題があり、これまで、S_CR／S_SMで表される寸法マージンは１．３前後に設定されることが一般的であった。しかし、断面視におけるアスペクト比が０．７以上の支持部材３は長ストローク対応が想定されたものが多いこともあり、剛性が有利である反面、相対的に波型パタンが顕在化しやすい特徴を有する。このような支持部材３を収納する収容室において、S_CR/S_SMは１．６以上に設定することが好ましい。このとき、導管を長手方向からみたときの輪郭で表される図形の断面積S_CTとすると、Ｓ_ＣＲ／Ｓ_ＣＴはＳ_ＣＲ／Ｓ_ＳＭより小さくてよい。
特に、支持部材３と収容部材との間に、中間部材５を備える導管支持装置において、このような寸法マージンを有することが好ましい。このときの支持部材の輪郭図形の断面積Ｓ_ＳＭは中間部材５を含めた面積を適用するとよい。

波型パタンの顕在化が懸念されるアスペクト比が大きな支持部材３を用いる場合であっても、あるいは、中間部材により高さが大きくなる場合であっても、導管支持装置１がこのような構成を有することで、収容部材において曲げ癖となるような波型パタンの発生を緩和し、収容部材の高信頼性化を得ることができる。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、導管支持装置１のさらに他の例を示すものであり、導管支持装置１を、その長手方向からみた断面図である。本実施形態の導管支持装置１は、収容部材の構成が一部異なる点を除き、他の導管支持装置１と同様の構成を有することができる。本実施形態において、導管支持装置１の収容部材は、湾曲時に内周側に位置する内側シート４ａと、湾曲時に外周側に位置する外側シート４ｂとを備える。内側シート４ａと外側シート４ｂの間には収容室ＣＲが形成され、該収容室ＣＲ中には支持部材３が挿通される。本実施形態においても、支持部材３と収容部材との間に中間部材５は必ずしも形成されていなくても良いが、中間部材５が形成されていることにより、より高い信頼性を得られることは言うまでもない。

本実施形態において、外側シート４ｂは、内側シート４ａより伸長性に富んだシートにて構成されている。ここで伸長性に富むとは、同じ大きさの外部応力が印加されたときの長さ方向の変形量が大きいことを意味する。
例えば、同形状、同面積の試験片を外側シート及び内側シートよりそれぞれ切り出し、これらの試験片に対して同じ大きさの引張り荷重を印加したとき、少なくとも弾性変形域において、外側シートから切り出した試験片の変形量が、内側シートから切り出した試験片の変形量より大きくなるような材料から構成された収容部材がこれに該当する。
このような構成を有する導管支持装置１においては、湾曲による内外周の周長の差を、外側シートの伸長によって、より大きく吸収できるため、内周側に位置する内側シートに発生する波型パタンを抑制することが可能となる。

図１９（ａ）において、外側シートは内側シートより厚さの小さな中間層を備える。図１９（ｂ）において、外側シートは、内側シートより層数が少なく構成されている。内側シートの中間層は、ＭＬ１、ＭＬ２、及びＭＬ３を含む３層構造となっており、ＭＬ２にはＭＬ１及びＭＬ３より機械的強度が高い材料から構成されている。外側シートの中間層及び内側シートの中間層ＭＬ１及びＭＬ３は例えばポリウレタンで構成され、内側シートの備える中間層ＭＬ２は例えばｅＰＴＦＥから構成される。

図１９（ｂ）の構成においては、中間層ＭＬ２が機械的な補強層として作用するため、内側シートの曲げ弾性も大きくなる。高い曲げ弾性を有する内側シートは、外力による変形抵抗が大きくなるため、機械的補強層を備えない場合にくらべ、波型パタンの発生を抑制する作用も得ることができる。

図２０は、導管支持装置１のさらに他の例を示すものであり、導管支持装置１を、その長手方向からみた断面図である。本実施形態の導管支持装置１は、収容部材の構成が一部異なる点を除き、他の導管支持装置１と同様の構成を有することができる。本実施形態において、導管支持装置１の収容部材は、湾曲時に内周側に位置する内側シート４ａと、湾曲時に外周側に位置する外側シート４ｂとを備える。内側シート４ａ及び外側シート４ｂとは、接合領域ＡＲ１、接合領域ＡＲ２、及び接合領域ＡＲ３を含む３つの接合領域により互いに接合されている。
接合領域ＡＲ１及び接合領域ＡＲ２の間の領域において、内側シート４ａと外側シート４ｂの間には収容室ＣＲが形成され、該収容室ＣＲ中には支持部材３が挿通されている。本実施形態においても、支持部材３と収容部材との間に中間部材５は必ずしも形成されていなくても良いが、中間部材５が形成されていることにより、より高い信頼性を得られることは言うまでもない。接合領域ＡＲ２及び接合領域ＡＲ３の間の領域において、内側シート４ａと外側シート４ｂの間には他の収容室ＣＲが形成され、該他の収容室ＣＲ中には導管２が挿通されている。

本実施形態において、導管支持装置１を、その長手方向からみた断面視において、接合領域ＡＲ１と接合領域ＡＲ２との間の、内側シート４ａに沿った長さは、接合領域ＡＲ１と接合領域ＡＲ２との間の、外側シート４ｂに沿った長さより短い。このような構成を備えた収容部材を有する導管支持装置１においては、内側シート４ａの形状が、外側シート４ｂの形状より凹凸が小さいものとなる。このため、導管支持装置１の湾曲時において、内側シート４ａは複数の湾曲が重なることによる複雑な皺の発生を小さくでき、その結果、波型パタンの発生による磨耗の加速を抑制することができる。尚、図２０において、内側シート４ａは、完全に平坦な構造として示されているが、内周側に向けて（図の下に向けて）膨らんでいても良い。少なくとも隣接する２つの接合領域ＡＲ１とＡＲ２を含む平面からみて、内側シート４ａの内周側への膨出量が、外側シート４ｂの外周側への膨出量より小さければよい。

次に、本発明の実施例を説明する。

（実施例１、比較例１の作成）
図５ないし７に示した金属素材からなる支持部材３を、内層ＩＬ（ｅＰＴＦＥ）、中間層ＭＬ（ポリウレタン）、外層ＯＬ（ｅＰＴＦＥ）の３層からなる収容部材４に収容した。
そして、実施例１としてポリエチレン樹脂（ＰＥ）からなる熱収縮チューブ構造の中間部材５を支持部材３と収容部材４との間に形成した導管支持装置１を準備した。対比のための比較例１として、中間部材５が形成されていないもの、すなわち、支持部材３の表面が収容部材４と直接接触する、導管支持装置１を準備した。

（耐久性試験）
準備した実施例１及び比較例１を、取付け高さ（支持部材３の湾曲部の曲率半径Ｒの２倍に相当）を１００ｍｍとして、移動端をストローク量４００ｍｍ、周波数１０５サイクル／分で往復移動させた。１００万サイクル後、導管支持装置１を停止し、収容部材４の内面を光学顕微鏡で観察した。

（試験結果）
比較例１は、収容部材４の内面のうち、支持部材３の外面と接触する領域に、支持部材３の長手方向と平行な方向の、明確なスジ状のパタンが確認された。一部には表面層が削られて形成された傷と思われるパタンも確認された。これらは往復移動の際に、支持部材３と収容部材４が支持部材３の長手方向に相対的に移動することが繰り返されて形成された傷と推測される。この傷は非常に浅い傷ではあるが、さらに往復移動を重ねた場合や、支持部材が支持する導管の重量などによっては、収容部材４の破損などの不具合に繋がる虞もある。
これに対して、実施例１においては、比較例１で見られたような明確なスジ状のパタンも、表面層が削られた形成された傷と思われるパタンも確認されなかった。
このように、中間部材５を支持部材３と収容部材４との間に形成した導管支持装置１の耐久性を確認することができた。

（比較例２の作成）
比較例２として、以下の導管支持装置を準備した。比較例２において、中間部材は形成されていない。まず、図１１に示した支持部材３を準備した。この支持部材３はガラス強化された液晶ポリマからなるブロック部材を有し、支持部材のアスペクト比（高さ／幅）は約０．８３である。
この支持部材を、図１６に示した構造を有する収容部材４に収容した。収容部材の内側シート４ａ及び外側シート４ｂは、ともに、内層ＩＬ及び外層ＯＬをｅＰＴＦＥで構成し、中間層ＭＬはポリウレタンで構成した。内側シート、外側シートの総厚は共に０．４ｍｍである。前述のS_CR／S_SMで表される寸法マージンは約１．３とした。収容室を区画する接合領域ＡＲ間の長さは、内側シートと外側シートとで同じ大きさとした。

（実施例２～５の作成）
実施例として、以下の導管支持装置を準備した。各導管支持装置は、記載された違い以外は、比較例と同様の構成を備える。
実施例２として、底面にＮＩＴＯＦＬＯＮ粘着テープを貼付した支持部材が挿通された導管支持装置を準備した。この粘着テープの厚さは０．０８ｍｍであり、支持部材の長手方向からみた断面において、支持部材側面におけるテープの形成高さは、支持部材の高さの約１０％とした。
実施例３として、同じ支持部材を、前述のS_CR／S_SMで表される寸法マージンが１．６となるように拡大した収容部材に挿通した導管支持装置を準備した。
実施例４として、同じ支持部材を、内側シートの厚さを０．８ｍｍにした収容部材に挿通した導管支持装置を準備した。この収容部材の外側シートの厚さは、内側シートの厚さの約５０％となる。
実施例５として、支持部材を挿通する収容室を区画する接合領域間の長さが、内側シートに沿った長さが、外側シートに沿った長さより小さなものを準備した。

（耐久性試験）
準備した比較例２及び実施例２～５を、取付け高さ（支持部材３の湾曲部の曲率半径Ｒの２倍に相当）を１２５ｍｍとして、移動端をストローク量４００ｍｍ、周波数７０サイクル／分で往復移動させた。所定のサイクル数毎に、導管支持装置１を停止し、スムーサの背面に光源を設置することでスムーサに現れる透過パタンを観察することで、磨耗状態を観察した。

（試験結果）
比較例２は約２００万サイクルにおいて、磨耗による影がはっきりと確認されたのに対して、実施例２、３及び４は約２６８～３１５万サイクル後であっても、磨耗はほぼ確認できなかった。また、実施例５の導管支持装置は、湾曲させた状態の目視検査において、湾曲内周側の波型パタンが緩和されていることを確認した。このように、各種実施形態において、導管支持装置の信頼性が実際に向上していることの検証もできた。

本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本発明に係る導管支持装置は、例えば、機械加工ライン、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置、電子部品実装装置等に組み込まれたロボット走行装置などに適用が可能である。

１ 導管支持装置
２ 導管
３ 支持部材
４ 収容部材
５ 中間部材

Claims (17)

1. 導管と、
   前記導管の長手方向に沿って延在して前記導管を一体的に支持するとともに、長手方向の任意の位置で湾曲可能に構成された支持部材と、前記導管及び前記支持部材を内部に収容する収容部材と、を備える導管支持装置であって、
   前記支持部材と前記収容部材との間に、中間部材が配置されており、
   前記支持部材は、収容部材内に存在する粒子を捕捉可能な捕捉層を備えることを特徴とする導管支持装置。
2. 前記支持部材は、第一の向きには所定の曲率にまで湾曲可能であり、かつ、前記第一の向きとは逆の向きである第二の向きには湾曲せずに直線形状を維持するように構成されており、
   前記導管支持装置は、
   前記支持部材が湾曲したときに前記湾曲の内周となる側に、前記支持部材と前記収容部材との間に前記中間部材が配置された領域を含み、
   前記支持部材が湾曲したときに前記湾曲の外周となる側に、前記支持部材と前記収容部材との間に中間部材が配置されていない領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の導管支持装置。
3. 前記支持部材と前記中間部材との間は、前記支持部材の湾曲に伴うすべりが発生可能に構成されており、
   前記中間部材と前記収容部材との間は、前記支持部材の湾曲に伴うすべりが発生可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導管支持装置。
4. 中間部材と収容部材との間に発生する前記すべりは、支持部材と中間部材との間に発生する前記すべりよりもすべり量が大きいことを特徴とする請求項３に記載の導管支持装置。
5. 前記捕捉層は、粘着性を有する物質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の導管支持装置。
6. 前記粘着性を有する物質が、ゴム系、アクリル系、あるいはシリコーン系の粘着剤から選択されるいずれかを含む請求項５に記載の導管支持装置。
7. 前記捕捉層は、常温で半個体状の物質で構成されている請求項１乃至４のいずれか１に記載の導管支持装置。
8. 前記常温で半個体状の物質は、その厚さが10μm以上の層として形成されていることを含む請求項７に記載の導管支持装置。
9. 前記常温で半個体状の物質は、その厚さが10μm以上のグリースからなる層として形成されていることを含む請求項７乃至８のいずれか１に記載の導管支持装置。
10. 前記グリースからなる層は、25℃における混和ちょう度が400以下の硬さであるグリースを含む請求項９に記載の導管支持装置。
11. 前記収容部材内に存在する粒子が導管支持装置の摺動により発生した前記支持部材または収容部材の摩耗粉を含む請求項１乃至１０のいずれか１に記載の導管支持装置。
12. 前記導管支持装置は、
    前記支持部材の表面と前記中間層の端部とで構成される谷形状部の内部領域内であって前記捕捉層が形成された捕捉層形成領域と、
    前記支持部材と前記収容部材とか接する領域内であって、前記捕捉層が形成されていない捕捉層非形成領域とを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の導管支持装置。
13. 前記収容部材は、前記支持部材が収容される第一の収容室と、前記導管が収容される第二の収容室とを備え、
    前記第一の収容室は、前記支持部材と前記収容部材との間に前記中間部材を含み、
    前記第二の収容室は、前記導管と前記収容部材との間に前記中間部材を含まないことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１に記載の導管支持装置。
14. 前記収容部材は、前記支持部材の前記湾曲の内周側に位置する内側シートと、前記支持部材の前記湾曲の外周側に位置する外側シートから構成され、
    前記収容部材は、前記内側シートと前記外側シートとが貼り合わされることで形成された複数の接合領域と、前記接合領域間に形成された複数の収容室とを含み、
    前記支持部材及び前記導管は、前記複数の収容室にそれぞれ収容されることを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１に記載の導管支持装置。
15. 前記外側シートは、前記内側シートより伸長性に富んだシートにて構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の導管支持装置。
16. 前記収容部材は、前記支持部材を収容する収容室を区画する第一の接合領域と第二の接合領域とを含み、
    前記導管支持装置１を、その長手方向からみた断面視において、
    第一の接合領域と第二の接合領域との間の、内側シートに沿った長さは、
    第一の接合領域と第二の接合領域との間の、外側シートに沿った長さより短いことを特徴とする請求項１４に記載の導管支持装置。
17. 本体上に形成され被処理物が配置されるステージと、前記被処理物に対して相対的に移動可能な処理ヘッドと、一端が前記本体に接続され他端が前記処理ヘッドに接続された請求項１乃至１６のいずれか１に記載の導管支持装置と、を備えた処理装置。

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