JPH06197986A - プラスチックチューブを選択的に連結・分離する装置 - Google Patents

プラスチックチューブを選択的に連結・分離する装置

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JPH06197986A
JPH06197986A JP24805193A JP24805193A JPH06197986A JP H06197986 A JPH06197986 A JP H06197986A JP 24805193 A JP24805193 A JP 24805193A JP 24805193 A JP24805193 A JP 24805193A JP H06197986 A JPH06197986 A JP H06197986A
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JP
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tube
wafer
clamp
carriage
arm
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JP24805193A
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English (en)
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Ivars V Ivansons
ヴィー アイヴァンソンズ アイヴァース
Valdis Ivansons
アイヴァンソンズ ヴァルディス
Dudley W C Spencer
ダブリュー シー スペンサー ダドリー
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Denco Inc
Original Assignee
Denco Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 色々な部品の操作を個別に制御するためにそ
の操作を自動化したプラスチックチューブの連結・分離
装置を提供する。 【構成】 溶接器１０を含むプラスチックチューブ６６
を選択的に連結・分離する装置。キャリジ３６が溶接器
を通して加熱ウエハー１６を移送する溶接器中に配置さ
れる。一対のアーム３４が溶接器中に取付けられ、各ア
ームはチューブ保持ポケット６４をもち、保持ポケット
は夫々のアームを横切って延びる。アームはアーム間の
間隙をポケットと整列させるよう移動可能に備える。各
アームはチューブをポケット中に選択的に締め付けるた
めのクランプ５２をもつ。ウエハー除去ステーションは
アームの下流側で溶接器中にある。キャリジはウエハー
除去ステーションに進められ、ウエハーは間隙を通って
チューブに接触し、次いで除去ステーションに入る。溶
接器は作業を制御し、キャリジとアームのタイミングを
同期させるコンピュータを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラスチックチューブを
選択的に連結・分離する装置と方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】先ず本願と相互関連する米国特許出願と
の関係を述べれば、本願は１９９１年９月２３日付け米
国特許出願第７６４，２４９号の一部継続出願に対応す
るものである。上記米国出願は１９９１年４月１０日付
け米国出願第６８２，９７７号の一部継続出願であり、
更にこの出願は１９９０年１０月２９日付け米国特許出
願第６０４，９７６号の一部継続出願であり、またこの
出願は１９９０年８月２０日付け米国特許出願第５６
９、８５５号で現在は米国特許第５、１４１、５９２号
の一部継続出願である。上に列挙した米国特許出願は汚
染物がチューブ管腔に入ったり、残留したりしないプラ
スチックチューブの溶接法のための色々な技術を取扱っ
ている。一般に、上記溶接法には軸線方向に整列した溶
融物／払拭プロセスが含まれ、この場合、チューブセク
ションの端を溶融して溶融状態となし、次いで一体にな
るよう押し合わせる。
【０００３】上記技術は特にＣＡＰＤ、血液処理及び使
用済み消費物を取り替えることを要するその他の技術を
含む広範囲の用途に望ましい。かかる方法の実施におい
ては、患者の使用済みバッグから患者へ通じるチューブ
を切断し、次いで新鮮なバッグから出る新しいチューブ
セクションを患者から出るチューブセクションに溶接す
ることが必要である。これらの処理を困難なく実施する
ためにはチューブ切断又は分離処理又はチューブ接合又
は連結処理をできるだけ簡単に行うことが望ましい。
【０００４】プラスチックチューブを連結・分離する従
来装置は色々な部品の操作を個別に制御するために色々
なスイッチを手動で作動することが要求された。従って
かかる装置はその操作を自動化されることが望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記要
求を満たす無菌チューブ連結／分離技術を提供すること
にある。他の目的は適切な手法で作動することが保証さ
れるかかる技術を実施する装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では単一装置がプラスチックチューブを選択
的に連結・分離するために使用される。この装置は加熱
されたウエハーを移送するためのキャリジをもつ溶接器
を備える。一対のアームがチューブ保持ポケットを夫々
もつ溶接器に設けられる。前記ポケットは夫々のアーム
を横切って延在する。前記アームはポケットをほぼ整列
させることができるように枢着される。各アームはその
ポケットにチューブセクションを選択的に締め付けるた
めのクランプを備える。ウエハー除去ステーションがア
ームの下流側で溶接器中に配置される。キャリジはウエ
ハー除去ステーションに進められ、その際ウエハーはチ
ューブ間の間隙を通過してチューブを溶融し、ウエハー
が連結作業中に除去ステーションに移送された後、チュ
ーブがウエハーに向かって押圧され、その結果チューブ
の溶融端が融着されるようになす。
【０００７】分離作業中、同じ装置が使用され、単一の
チューブがポケット間の間隙を跨いで両ポケット内に置
かれ、加熱されたウエハーがチューブを切断して分離作
業を行う。コンピュータが前記作業を制御し、装置を自
動化するためキャリジとアームのタイミングを同期させ
る。
【０００８】本発明の好適実施例では、除去ステーショ
ンはウエハーを冷却するための掴みブロックを含む。負
イオン発生手段が加熱されたイオンから生じるエーロゾ
ルを放散させるために備えられる。クランプは鋸歯状切
り込み付きクランプブロックを含み、前記鋸歯状切り込
み付きクランプブロックは先ず、２つのチューブの溶接
連結部に鋸歯状切り込み付きクランプブロックを押し付
けることにより溶接チューブをその平坦な側を水平から
垂直位置に移動させるよう約９０°回転させることによ
って、連結モードにおいて溶接チューブを再開口させる
ために使用される。チューブをほぼ円形断面に変形させ
て２つの溶接チューブセクション間に開口連通を実現さ
せる。
【０００９】
【実施例】本発明は前記米国特許出願に開示した種々の
技術、更に詳細には前記米国特許出願に一般的に記載し
たようなチューブの連結又は分離作業を効率良く実施で
きる装置に関連するものである。前記米国特許出願の詳
細は本願の参考文献として用いるものとする。図示の如
くプラスチックチューブを選択的に連結又は分離する装
置は溶接器１０を備える。この溶接器は一般に、ヒンジ
連結した蓋又はカバー１２をもつシャシ又は本体部材を
もつ。溶接器１０用のケーシングは下部胴体１１をな
し、前記胴体は適当な緊締具によって上部胴体１３に着
脱自在に定着される。蓋１２は一端を上部胴体１３にヒ
ンジ連結される。カバー１２は磁気閉鎖具１４の如き適
当な手段で閉鎖位置に確実に保持される。前記閉鎖具は
溶接器本体の一部に磁気的に引き付けられる。溶接器１
０を使用したいとき、カバー１２は図３に示す開放位置
に旋回させられる。
【００１０】一般に、溶接器１０は加熱された使い捨て
型ウエハー１６を用いて作業する。前記ウエハーは連結
処理中に溶融／払拭作業をなし、分離処理中に切断作業
をなす。ウエハー１６は適当なホルダー１８に取付けら
れる。図６、７に示すように、ホルダー１８はスロット
をもち、ウエハー１６はその翼部２０をホルダー１８の
下部閉塞部分２２に衝合させて、前記スロット内に着脱
自在に取付けられる。一対の切欠き２４が下部閉塞部分
２２と上部閉塞部分２６の間に形成される。ウエハー１
６は後述の目的で切欠き又は切除部２８をもつ。
【００１１】ウエハー１０は頂面から露出したスロット
３０をもち、スロット３０の上流側端３２はウエハー１
６とそのホルダー１８を前記スロット内に挿入できるの
に十分な幅をもつ。スロット３０の上流側の幅広の端３
２はホーム位置と考えることができる。スロット３０は
切欠き３４に掛合し、キャリヤ１８用の軌道をなす。一
対のテーパ付きばねアーム３４がスロット３０の底に設
けられる。アーム３４はホルダー１８がスロット３０の
端にあるときウエハー１６に衝合するような寸法をも
つ。アーム３４はウエハー１６を加熱するヒータに接続
される。
【００１２】キャリジ３６はホーム位置３２から遠方の
側にスロット３０によって形成された軌道に沿って置か
れる。キャリジ３６はばね取付けした爪３８をもち（図
９）、前記爪はウエハー１６の切除部２８に掛合して、
ウエハー１６をキャリジ３６にロックし、ウエハー１６
がキャリジ３６に対してロックされた状態にある間に、
ホルダー１８をホーム位置に対して行き来させて、ウエ
ハー１６をホルダー１８から外れさせる。次いで、キャ
リジ１８はホーム位置３２に戻ったとき、溶接器１０か
ら除去される。キャリジ３６が後述するように下流方向
に駆動されるまで、ばねアーム４０（図１３）はキャリ
ジ３６の出発位置に置かれてキャリジ３６をその位置に
ロックする。キャリジ３６がその出発位置にある間にウ
エハー１６がキャリジ３６に取付けられると、アーム３
４に接続された適当なヒータ素子がウエハー１６を加熱
する。
【００１３】図９に示すように、ばねアーム４２はキャ
リジ３６の出発位置に取付けられ、そしてキャリジ３６
が出発位置にある間、ウエハー１６に接触する。アーム
４２は溶接器１０の後の作業中センサーとして働き、下
流方向へのウエハー１６の通過を検出する。溶接器１０
はまた、ピボットピン４６、４６の回りに旋回する一対
の旋回アーム４４、４４をもち、従ってアーム４４、４
４は水平面内で移動できる。
【００１４】例えば図２０に示すように、クランプホル
ダーアーム４４は片寄り延長部４８をもち、前記延長部
はブラケット５０の下を摺動するよう配置される。かく
してブラケット５０は旋回するクランプホルダーアーム
４４を適切な水平の向きに確実に保持する。図２０に示
すように、クランプ機構は各ホルダーアーム４４に固定
される。クランプ機構は基部クランプ５２と蓋５４から
なる。基部クランプ５２は各アーム４４に固定され、蓋
５４は基部クランプ５２に対してピン５６の回りに旋回
し、従って蓋はその開と閉の位置へ移動できる。蓋５４
は把手部分５３をもち、前記把手部分は蓋５４の主部分
に向かってピン５５の回りに旋回する。把手部分５３は
ほぼＬ形をなし、延長部５７がローラ６０をもち、前記
ローラは延長部５７を横切って長手方向に延びる。基部
クランプ５２はロックリップ５８をもつ。蓋５４は把手
５３を掴み、蓋５４を基部クランプ５２に向かって回す
ことによってその閉鎖位置に移動させられる。把手５３
の連続移動によってローラ６０をロックリップ５８の下
へ移動させ、クランプ蓋５４を基部クランプ５２に対し
て有効にロックさせる。
【００１５】図２０に示す如く、ポケット６２は基部ク
ランプ５２に形成される。ポケット６２は例えば図１
０、１８に示すように基部クランプ５２を完全に横切っ
て延びる。図９はアーム４４の細部を一層明確に示すよ
うに、クランプ機構を除去してアーム４４を示す。
【００１６】例えば図１０に示すように、位置決め壁６
４はポケットを閉鎖するために各ポケット６２の端に移
動可能に設けられる。位置決め壁６４はほぼＵ形をな
し、その湾曲部又は主壁部分は夫々のポケットの端を越
えて配置される。チューブ６６がポケット６４に挿入さ
れるとチューブ端が位置決め壁６４に衝合するまで、チ
ューブ６６は夫々のポケット内に内方に移動する。これ
によって後の連結作業のためのチューブの適切な位置決
めを確実となす。各蓋５４は上向きにばね付勢された位
置決め壁６４を下方へ移動させるよう配置された一対の
不作動化部材６８を含み、クランプ蓋５４がその閉鎖位
置にあるとき、ポケット６２から離れるよう壁６４を動
かす。
【００１７】クランプ機構の他の特徴は潰されたチュー
ブの存在を確認するため及びクランプが閉鎖位置にある
ことを確認するための感知手段を備えたことにある。そ
の詳細は図１７〜２０に示す。図１８、２０に示すよう
に、ばねアーム７０は適当な緊締具７２によって基部ク
ランプ５２に定着される。ピン７４は基部クランプ５２
中の適切な通路内に移動可能に据え付けられ、ばねピン
７０上に載っている。ピン７４は環状のフランジ７６を
もち、前記フランジは基部クランプ５２の肩部８４に掛
合して、ピン７４の上向き移動を制限する。緊締具７２
から遠方側のばねアーム７０の端はセンサーフラッグ７
８を担持し、前記フラッグはセンサー８０から出るビー
ム内に出入りするように配置される。クランプ蓋５４が
開放位置にあるとき（図１７〜１８）ばねアーム７０は
フラッグ７０を上向きに付勢して、ビームを中断させて
クランプ機構が開放したことを示す。クランプ蓋５４は
チューブ接触パッド８２をもつ。クランプ機構がその閉
鎖位置にあるとき、チューブ接触パッド８２はチューブ
６６に押し付けられ、またピン７４を下方に移動させる
ようピン７４にも押し付けられて、そのフランジ７６を
基部クランプ５２の肩部８４から離間させる。この下方
移動もまた、ばねアーム７０を緊締具７２の回りに旋回
させ、センサー８０から出るビームの外へフラッグ７８
を移動させ、かくしてクランプが閉鎖され、チューブが
その適切な潰れ状態にあることを示す。簡明化のため
に、チューブは図２０には示さないが、図１９に示して
いる。クランプ機構にチューブ６６を装荷した後、キャ
リジ３６はウエハー１６が予定温度に加熱されたとき、
下流方向に移動させられる。
【００１８】図９はキャリジ３６を駆動するための可逆
式モータ８６を示す。後述するように、モータ８６は磁
気エンコーダ８７をもつ。モータ８６は細長い駆動ねじ
８８を回転させて、キャリジをその出発位置から遠ざけ
たり、出発位置へ戻したりする。案内ロッド９０は駆動
ねじ８８に平行に置かれて、キャリジ３６をその移動中
適切に整列させる。キャリジモータ８６はバッテリーパ
ック９２の如き適当な電源によって作動させられる（図
２）。ウエハー１６用ヒータの回転のため、駆動モータ
８６のため、アーム４４の回転のため、及び種々の作業
のタイミング調整のための種々の機構は図２９に示すよ
うな適当な制御装置又はコンピュータ１４６によって制
御される。
【００１９】アーム４４の制御継手の旋回運動は図８、
１１に示す揺動機構によって行われる。各ホルダーアー
ム４４は回転可能のボール又は球９４を連結されてい
る。一対の揺動アーム９６、９８を備え、各揺動アーム
は対応するヨークに形成したソケット１００をもつ。揺
動アーム９６はねじ８８の平滑な端の回りに旋回可能に
取付けられる。揺動アーム９８は案内ロッド９０の回り
に旋回する。揺動アーム９８は駆動式アームであり、ピ
ン１０４をもち、前記ピンは揺動アーム９６のスロット
１０６を貫通して延びる。揺動アーム９６は被動式揺動
アームである。
【００２０】モータ１０８は案内ロッド９０の回転を制
御する。前記ロッドは被動式揺動アーム９８と連動す
る。磁気エンコーダ１０７はモータ１０８のために備え
る。揺動アームが案内ピン９０によって旋回すると、揺
動アーム９８のソケット１００はそのボール９４を回転
させて、そのアーム４４を水平方向に回転させる。スロ
ット１０６中に取付けたピン１０４は被動式揺動アーム
９６を回転させ、このアームはアーム９６のソケット１
００内にそのボール９４が着座するとそれに応答して他
方のクランプ支持アーム４４を水平に移動させる。
【００２１】揺動アームのもう１つの特徴は、揺動アー
ムは、チューブセクションがウエハーに接触するようク
ランプアーム４４が互いに十分接近したことを探知する
のに使用されることである。この特徴は図８に示されて
おり、この場合、クランプホルダーアームがチューブセ
クションをウエハー衝合状態となるように動かされたと
き、揺動アーム９８のかど１１０はセンサー１１２から
の光ビームを遮るよう配置される。
【００２２】クランプ機構から下流側にウエハー除去ス
テーション１１４があり、前記ステーションは一対の銅
製急冷ブロック１１１をもち、前記ブロックはキャリジ
３６がその端位置へ移動したときウエハーを前記ブロッ
ク１１１間に配置させるような寸法をもつ。ブロック１
１１は、ウエハーを冷却させるためウエハー１６に確実
に接触させるためにばねアーム１０９に取付けることに
よってお互いの方に向かってばね付勢される。ウエハー
１６が十分に冷却した後、ウエハーはブロック１１６間
から上方に引き抜かれ、つめ３８を切欠き又は切除部２
４から離させる。次いでこの使用済ウエハーは捨てられ
る。キャリジ３６は次いで、駆動ねじ８８によってその
出発位置に戻される。
【００２３】溶接器１０の１特徴はウエハー１０がその
意図する仕方で確実に作業するように、種々のセンサー
を備えたことにある。図１、２及び２３、２４は蓋又は
カバー１２が確実に閉鎖位置にくるようになす感知装置
を示す。。図２４に示すように、蓋１２は下方に突き出
るピン１４８をもつ。上部胴体１３は開口１５０をも
ち、蓋１２がケーシングの上部胴体部分１３上に閉ざさ
れたとき、この開口にピン１４８が入る。光センサー１
５２は開口１５０中に備える。蓋１２が完全に閉じた状
態でピン１４８が開口１５０に入ると、光センサー１５
２からくる光ビームが遮られて、カバー又は蓋１２の適
切な閉鎖を探知することができる。
【００２４】図１２〜１４に示すように、キャリジ３６
は外方に延びるアーム１１９をもち、前記アームは種々
のセンサー用の探知器として作用して、溶接器１０の色
々な状態を決定する。例えば、センサー１１３Ａ（図１
４）はウエハー１６がキャリジ３６中に適切に装荷され
たこと示すために備える。センサー１１３Ｂ（図１３）
は掴持ブロック１２７間に適切に調整配置されたことを
探知する。
【００２５】追加の感知は図１２〜１４に示すようにシ
ャシに固定されたばねアーム１２５によって行われる。
フラッグ１２３はばねアーム１２５の端に取付けられ
る。ウエハー１２３が光センサー１２１からのビームを
遮ると、これはウエハーがキャリジ１３６内にないとい
う信号となる。
【００２６】従って色々なセンサーはウエハーが急冷ブ
ロック内にある時、ウエハーが適切に装荷されている
時、及びウエハーがキャリジ内にない時を探知する。更
に、センサーはキャリジがそのホーム位置又は出発位置
にある時、キャリジが急冷ステーション１１１でその最
前位置にある時を探知する。
【００２７】本発明の重要な特徴は溶融したプラスチッ
クチューブから出るエーロゾルを放散させる手段を備え
たことにある。これは上部胴体１３の内面に取付けられ
た負イオン発生器を備えることによって行われる。負イ
オン発生器１５４は固体の銅ワイヤ１５６によって相互
連結され、ワイヤ１５８によって一対のダイオード及び
変圧器１６２と関連するコンデンサ１６０に接続され
る。負イオン発生器はＰＶＣ材料の如き溶融したチュー
ブから生じるエーロゾル又はガスを溶解させる。溶解ガ
スは銅製ウエハー１６に引き付けられる。閉鎖カバー１
２をもつことによってエーロゾルの放散が保証されて、
閉鎖した空洞内にすべての煙を保持し、従ってエーロゾ
ルがウエハー１６に差し向けられるようになる。
【００２８】カバー１２の設置は負イオン発生器の適切
な作業を保証し、溶接器１０の審美的外観を増す働きを
するのみならず、溶接器１０の作業中患者が触ってはい
けない溶接器１０の種々の部品を覆う。従ってカバー１
２は溶接器１０の作業の安全性を増す。
【００２９】溶接器１０の他の明確な特徴はクランプパ
ッド１６４を含むことである。前記パッドの各々は各ク
ランプ蓋５４の底に取付けられたアーム１６６の片寄り
延長部とする。図２５〜２７及び図１０、１７〜１９に
示すように、各クランプパッド１６４は鋸歯状切り込み
付き縁１６８で終端する。クランプパッド１６４はチュ
ーブを押し付けて、チューブを水平面内で平坦化する。
溶接器１０を連結処理に使用するとき、チューブ６６は
閉鎖状態に平坦化されて、破線１７０で示す平面内に溶
接継ぎ目１３６をもつ連結チューブ１３４を形成する。
次いで、チューブを溶接継ぎ目１３６で開口させる必要
がある。このことは上部クランプ５４を開放し、平坦化
したチューブ１３４を約９０°回転させて、平面１７０
内の平坦化チューブがこのとき垂直ではなくむしろ水平
の向きになるようにする。上部クランプ５４は再び図２
６に示すように閉鎖方向に動かされ、クランプパッド１
６４が平坦なチューブ１３４を押して、チューブをポン
と開口させることを始めさせる。鋸歯状切り込み付き縁
１６８の設置はチューブ１３４がその開放操作中にその
水平位置へ滑り戻らないようになすのを助ける。連結操
作で接続されたチューブの開放は１つのクランプパッド
のみを使用して行うことができるが、必要に応じて２つ
のクランプパッドを使用することもできる。
【００３０】以下ではチューブ連結処理中の一連の作業
を説明する。作業サイクルはチューブが溶接器１０内に
なく、またウエハーも溶接器内にないホーム位置又は休
止位置で始まる。この位置でクランプ機構は両方とも開
いており、ヒータはオフに切られている。
【００３１】次いで新しいウエハー１６がホルダー１８
に挿入され、このユニットが溶接器１０の頂部スロット
３０内に取付けられる。次いでキャリヤは、ウエハー１
６がキャリジ３６に掛合するまで前進させられる。次い
でホルダー１８が戻され、溶接器１０から除去される。
この移動がウエハーをウエハーホルダーから引出し、そ
れをキャリジ３６に装荷する。もし使用者が十分に進ま
なければ、ウエハーは設置されず、センサーはＬＥＤ１
１５（図１）によって示すようにこの状態を探知する。
もし使用者が最初のウエハーで溶接することなしにもう
１つのウエハーを送ろうと試みるならば、キャリジロッ
ク機構がもう１つのウエハーの送りを阻止する。もしキ
ャリジがその出発位置まで戻らないならば、ウエハー送
りは阻止される。
【００３２】典型的使用法では、消耗物がチューブ６６
を取付けられる。使用者は最初にチューブを基部クラン
プ５２のポケット６２に挿入する。チューブ６６はその
端が位置決め壁６４に押し付けられるように設置され
る。クランプ蓋６４が閉鎖されてロックされると、位置
決め壁６４は邪魔にならないよう脇へ揺動させられる。
次いで使用者は例えば彼の腹膜から出る他のチューブ６
６の自由な密封端を他のクランプ機構に設置し、チュー
ブの密封端が他の位置決め壁６４に衝合して、その壁も
また締め付けられた蓋が閉鎖されたとき邪魔にならない
所へ移動させられるようになす。始動ボタン１１６（第
１図）が次いで押される。制御ユニットはこの信号を読
み取り、作業サイクルを開始する。クランプセンサー
は、潰されたチューブが両クランプ内にありそしてクラ
ンプ蓋５４が前述のように閉鎖されることを確認するた
めにチエックされる。
【００３３】コンピュータ１４６は溶接器を作動させ
て、クランプ組立体を引き離そうとすることを試みるこ
とによって２つのチューブが適切に装荷されたかどうか
を知るためにテストする。もし、適切に装荷されておれ
ば、前記引き離しは行うことは可能であるが、もし１つ
のチューブだけが装荷されているか又は１つのチューブ
が両クランプに跨がるようであれば、クランプ組立体を
引き離すことはできない。
【００３４】もし適切な条件がすべて正しければ、ヒー
タがオンに切り換えられる。温度が上昇するにつれて、
適切な温度に達することを保証するため、ヒータに取付
けられた熱電対がウエハー１６の温度をモニターする。
ヒータがオフに切り換えられそしてキャリジ駆動モータ
８６がオンに切り換えられて、キャリジ３６にウエハー
１６を溶融位置へ引き入れさせる。次いで、モータ８６
はオフに切り換えられて、モータ１０８がチューブを第
一の時間中熱いウエハーに接触させる。この時間は注目
され、制御装置によって節約される。チューブ６６は溶
融流動学に従って決定される制御速度でモータ１０８に
よってウエハーの両側に押し込められる。
【００３５】キャリジモータ８６は再びキャリジ３６と
そのウエハー１６をウエハー除去ステーション１１１で
溶着位置に急速に動かし始める。同時に、アームモータ
１０８はアームの閉鎖を制御して、チューブ６６が既知
の最終の溶着点に一緒に進められる点でウエハーが両チ
ューブ６６から完全に離れるまで、前記アームが溶着部
を形成しないようになす。次いで両モータ８６、１０８
が停止し、制御器１４６が溶着部を硬化させそして消費
されたウエハーを冷却させるための時間をモニターし始
める。冷却後チューブクランプは開放され、溶接された
チューブが取り除かれる。
【００３６】溶接器１０は適切な条件が存在することを
保証するための色々な表示器をもつ。例えば、前述のＬ
ＥＤ１１５はウエハーがその適切な位置にあることを示
す。ＬＥＤ１１８はチューブが適切に装荷されることを
示す。ＬＥＤ１１７は始動ボタン１１６が押されたとき
に溶接器がオンに切り換えられることを示す。ＬＥＤ１
２０は例えばボタン１１６が２回押されると、溶接器１
０がその連結モードになることを示す。ＬＥＤ１２２は
溶接器１０が分離モードにあることを示す。ＬＥＤ１２
４はウエハーがその適当な温度に加熱されたことを示
す。
【００３７】図１５はチューブ連結処理の作業順序を示
す。図示のように作業の第一段階ではウエハー１６はキ
ャリジ３６に取付けられ、キャリジ３６はその出発位置
にある。チューブは参照数字１２６で示される距離だけ
互いに離れてアーム４４、４４に取付けられる。
【００３８】作業の次の段階で、キャリジ３６はウエハ
ー１６をチューブの端間の間隙に入れる。チューブは数
字１２８で示す距離だけ互いに接近させられる。この位
置で、チューブ端はウエハー１６の影響下にある。
【００３９】作業の次の段階で、チューブ端は図１５の
第三段階に示すようにウエハー１６の翼部２０がチュー
ブ間を通過できるように十分に離される。次いで、チュ
ーブ端はチューブ端が溶融するように距離１３０だけ離
間してウエハー１１６に向かって動かされる。ウエハー
１６がチューブ６６を越えて行った後、チューブは押し
合わされて図１６に示すように継ぎ目１３６によって端
を溶接された単位チューブ１３４を形成する状態にな
る。クランプパッド１６４により融着継ぎ目で押し合わ
せることによって、接合されたチューブ１３４のチュー
ブ端が開き、互いに連通する。
【００４０】以下、分離処理での溶接器１０の使用法を
図２１を参照して説明する。この場合も、作業サイクル
はチューブが溶接器内に無いホーム位置で開始する。新
しいウエハーは前述の如く設置される。使用者は単一の
チューブ６６Ａを両ポケット６２を横切って挿入し、従
ってチューブを設置すると、チューブ６６Ａはポケット
を横切って延在して位置決め壁６４をポケットから押し
出す。次いでクランプ蓋５４が閉鎖され、ロックされ
る。ボタン１１６の各押し操作によりウエハー１０を次
の作業モードに調節される。従ってもし前の作業が連結
モードでなかったならば、ボタン１１６の次の押し操作
により溶接器をその分離モードにセットする。
【００４１】始動ボタン１１６が押され、制御ユニット
が作業サイクルを開始するための信号を読み取る。ＬＥ
Ｄ１２２が溶接器１０が分離モードにあることを示す。
チューブが押し合わされそしてクランプカバーが閉鎖さ
れることを保証するために、クランプセンサーがチェッ
クされる。使用者は制御器１４６にクランプされた組立
体を引き離すことを試みさせることによって、唯１つの
チューブが装荷されたことを知るためのテストをするこ
とができる。もし正しく装荷されたならば、前記引き離
しは行うことはできない。もし装荷が適切でない場合だ
け、クランプ組立体は引き離されることができる。装荷
が適切な場合ヒーターはオンに切り換えられ、前述の如
く温度がモニターされる。適切な温度で作業サイクルが
始まる。ヒータっはオフに切り換えられ、キャリジモー
タ駆動装置８６がオンに切り換えられて、キャリジ３６
にウエハーを切断位置へ引き入れさせる。次いで、ウエ
ハー１６はチューブ６６Ａを貫通するその経路で溶融さ
せ、それを２つのセクションに分割する。
【００４２】チューブが分割されると、アームモータ１
０８は始動し、アーム４４を離間させて、ウエハーの翼
部２０のためのスぺースを所定位置に得るために離れさ
せる。一旦キャリジモータ８６がウエハーを所定位置に
移動させると、前記モータはオフに切り換えられる。こ
の時点で、熱いウエハー１６がチューブの露出端の間に
あるので、アームモータ１０８はチューブセクションを
一緒に移動させるが、しかしウエハー１６の翼部２０は
平坦化したチューブの端に突っ込まれる。。ウエハー１
６はまだ３００°程度の極めて高い温度にあるので、露
出したチューブ端の管腔は溶融してシールを形成する。
図２２は端シール１４０をもつ２つのチューブセクショ
ン１３８を示す。
【００４３】モータ８６は再び始動させられて、キャリ
ジ３６とウエハー１６をウエハー除去ステーション１１
４へ急速に移動させる。次いでキャリジモータ８６が停
止し、シールを硬化させそして消費されたウエハー１６
を冷却させるための時間を制御器がモニターし始める。
冷却後チューブクランプは開かれ、密封されたチューブ
が取り除かれる。消費されたウエハー１６は捨てられ、
キャリジ３６がその出発位置に戻される。
【００４４】図２１はチューブ６６Ａを保持するアーム
４４の状態とキャリジ３６中のウエハー１６の位置を示
す。最初の作業段階で、アーム４４の端は距離１４２だ
け離される。ウエハーがアーム４４、４４に跨がるチュ
ーブ６６Ａを切断する間この距離は保たれる。翼部２０
がアーム４４に接近するとアーム４４は距離１４４に離
れて、切断されたチューブ端間の間隙に翼部を入らせる
ようになす。次いでアームは、翼部がチューブの溶融し
た端に入るようにお互いに向かって移動させられる。再
び、アームは離され、ウエハーがチューブ端を越えて移
動できるように翼部はチューブ端から離れる。
【００４５】連結と分離処理の上記説明は制御器又はコ
ンピュータ１４６を使用することによって完全に自動化
される。これは連結と分離処理を行うのにスイッチの手
動操作を要する現在の技術水準を越えた著しい利点を与
える。図２９は制御器１４６の作業を示す流れブロック
図である。適当な制御器又はコンピュータを使用でき
る。本発明の実施例では、制御器１４６としてマイクロ
コントローラ インテル ８０５０ マイクロ ４４
０が使用される。図示の如く、アナログ信号が制御器１
４６へ送られたりそれから出されたりして溶接器１０の
作業を制御する。キャリジモータ８６及びアームモータ
１０８と共に磁気エンコーダ８７、１０７を使用すれ
ば、キャリジとアームが任意の所定時間に何処にあるか
を正確に決定するための手段が与えられる。各エンコー
ダは夫々のモータシャフトの回転数を探知する。これは
制御器１４６のための時間及び／又は距離のパラメータ
に変換される。制御器１４６はまた、突出端がクランプ
アーム中にあるかどうか及びクランプアームが適切な間
隔をもっているかどうかを決定する働きをもする。例え
ば、モータ１０８がアームをそれらの閉鎖位置へ移動さ
せるために作動されたとき、もし突出端が各アーム中に
偶発的に残されているならば、アームはお互いに十分接
近することができない。というのは、アームが閉鎖位置
に移動する前に突出端が互いに接触するからである。
【００４６】図２８は溶接器１０の色々な部品と共に、
アーム、キャリジ及びウエハーの操作を含む制御器１４
６の相互関係を示すブロック図である。
【００４７】図２９、図３０、図３１は溶接器１０の使
用法を例示するソフトウエアプログラムを示す。このプ
ログラムでは溶接器１０は４つの主モジュールからなる
コンピュータプログラムによって制御される： １．ＡＣＴＩＶＡＴＥ ＤＥＶＩＣＥ ２．ＣＨＥＣＫ ＣＥＶＩＣＥ ＳＴＡＴＵＳ ３．ＧＥＴ ＤＥＶＩＣＤ ＳＴＡＴＵＳ ４．ＤＯ ＣＯＮＮＥＣＴ ＯＲ ＤＩＳＣＯＮＮＥＣ
Ｔ
【００４８】モジュール１．ＡＣＴＩＶＡＴＥ ＤＥＶ
ＩＣＥ これは初期条件をセットする：これには中断を一掃す
る、クロックをＯＮに切り換える、負のイオン発生器１
５４がＯＦＦであることを確認し、溶接器の状態をチュ
ーブ装荷についてＮＯＴ ＲＥＡＤＹにセットすること
のようなものがある。それはまた、最後の好結果のサイ
クルからメモリに記憶されたＮｅｘｔ ＣＹＣＬＥの情
報を読み取る。
【００４９】モジュール２．ＣＨＥＣＫ ＣＥＶＩＣＥ
ＳＴＡＴＵＳ このプログラムモジュールはＳＴＡＲＴ 押しボタン１
１６の操作を取扱い、装置状態をチェックする。唯１つ
の押しボタンスイッチ（ＳＴＡＲＴ押しボタン１１６）
がオプションの外部コンピュータとのＣＯＮＮＥＣＴ、
ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ、ＣＨＥＣＫ−ＳＴＡＴＵＳ ｔ
ｏ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＥを始動させる。これは４つ
のスイッチ（電力のＯＮ／ＯＦＦ、連結、分離及び熱ス
イッチの始動）を排除し、操作を簡単化するため独特で
ある。Ｃｈｅｃｋ−Ｄｅｖｉｃｅ−Ｓｔａｔｕｓプログ
ラムはセンサーを読み取り、もしあるなら、装置に挿入
されたチュービングの型式を確認する。もし装置１０の
アーム４４が完全閉鎖位置から完全開放位置に移動すれ
ば、装置１０は空になる（チュービングは挿入されてい
ない）。もしアーム４４が動くことができなければ、チ
ューブ型式は単一の固体チュービングとしてセットされ
る。もしアーム４４が動き、前プログラミングされた有
効位置で停止するならば、チューブ型式は連結準備完了
状態にある２つのチューブとなる。モジュール２はま
た、バッテリ電圧を測定し、もしバッテリ電圧が適切な
作業にとって低すぎるならば、電力指示器１１７を明滅
させる。
【００５０】モジュール３． ＧＥＴ−ＤＥＶＩＣＥ
ＲＥＡＤＹ ｆｏｒ ＴＵＢＥ ＬＯＡＤＩＮＧ 最初に、電力が印加されたとき、ユニットはチューブ装
荷の準備が完了していない。もし前の作業からきたチュ
ービングが取り除かれていないならば、先ずモジュール
３はＴＵＢＥＳ指示器を明滅させる。第二に、もし使用
済ウエハー１６が検出されたならば（モジュール３Ａ参
照）、モジュール３はウエハーキャリジ３６をウエハー
降荷位置（ＣＬＥＡＲ ＷＡＦＥＲ ルーチン）までず
っと前進させる。
【００５１】もし装置が空であれば（ウエハーもチュー
ブもない）、ＧＥＴ−ＤＥＶＩＣＥ−ＲＥＡＤＹルーチ
ンはウエハーキャリジをホーム位置へ動かす。もしＣＹ
ＣＬＥが連結にセットされるならば、アームは連結のた
めのホーム位置へ動き、連結指示器はＯＮに切り換わ
る。もしＣＹＣＬＥが分離にセットされるならば、アー
ムは分離のためのホーム位置へ動き、分離指示器はＯＮ
に切り換わる（モジュール３Ｂ参照）。
【００５２】モジュール４．ＤＯ ＣＯＮＮＥＣＴ Ｏ
Ｒ ＤＩＳＣＯＮＮＥＣＴ もし、ＳＴＡＲＴ１１６が押されたとき、ウエハー１６
と適切な型式のチュービングが探知されるならば、モジ
ュール４のプログラムルーチンが始動してウエハー１６
に熱を印加する。ウエハー１６が所要温度に達すると、
該装置はチュービング連結又は分離をなす。もし現行の
サイクルが連結であり、２つのチューブが探知されるな
らば、適切なアームとキャリジの運動が連結をするため
にモジュール４によって起こされる。さもなければ、も
し現行のサイクルが分離であり、固体の単一のチューブ
が探知されるならば、該装置はチュービングを切断、密
封するためにアーム及びキャリジの運動を行う。次いで
モジュール４がＮｅｘｔＣｙｃｌｅを持久記憶装置にセ
ットし、セーブする。プログラムは通常は次のサイクル
を交替させ、即ちもし現行のＣＹＣＬＥが連結であれ
ば、Ｎｅｘｔ Ｃｙｃｌｅは分離のためにセットされ、
又はその逆の関係となす。また、モジュール４はなされ
た連結と分離の数を数え、また、ＥＸＩＴを忠実にセッ
トする。このことはバッテリ電力を節約して使うために
主プログラムが電力をＯＦＦに切り換えることを意味す
る。ＳＴＡＲＴ押しボタンは電力をＯＮに切り換えるこ
とに注目されたい。
【００５３】もし該装置が準備完了状態にあって、空で
あれば、ＳＴＡＲＴが押されたとき、即ちウエハーが無
く、チューブが無いとき、プログラムモジュール４Ｂは
現行のＣＹＣＬＥを切り換える。例えば、もし現行のサ
イクルが連結であれば、ＣＹＣＬＥは分離のためにセッ
トされ、アームは分離のためにホーム位置へ動く。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラスチックチューブ用の全体を含む連結／分
離装置の側面図である。
【図２】図１の装置の上面図である。
【図３】装置のカバーが開放位置にある状態を示す図
１、２の装置の上面図である。
【図４】図３の装置の右側側面図である。
【図５】図１〜４の装置に使用したウエハーの斜視図で
ある。
【図６】キャリヤに取付けた図５のウエハーの端面図で
ある。
【図７】図６に示す装置のウエハーとキャリヤの側面図
である。
【図８】図３の線８−８上の横断面図である。
【図９】クランプ機構を省略して、図１〜４の装置のホ
ルダーアームを１作業段階において示す平面図である。
【図１０】クランプ機構を示す、図９に類似の平面図で
ある。
【図１１】図１０の線１１−１１上の横断面図である。
【図１２】図１から４に示す装置の連結位置にある側面
図である。
【図１３】図１２に示す装置の平面図である。
【図１４】図１３の線１４−１４上の横断面図である。
【図１５】チューブ連結法のための一連の作業を示す図
である。
【図１６】連結法によって出来るチューブを一部断面で
示す側面図である。
【図１７】チューブを分離法のために取付けた状態にあ
る図１〜４の装置の側面図である。
【図１８】図１７に示す装置の平面図である。
【図１９】図１７、１８に示す装置の一部断面で示す側
面図である。
【図２０】図１７、１８に示す装置の一部の断面立面図
である。
【図２１】チューブ分離法のための一連の作業を示す図
である。
【図２２】チューブ分離法で出来たチューブセクション
を一部断面で示す側面図である。
【図２３】図１〜４に示した装置のケーシングの上部胴
体の底面図である。
【図２４】カバーを一部開いて示す図１〜４に示す装置
の側面図である。
【図２５】連結モードで平坦化した溶接チューブに当て
た締め付けパッドを示す、図１〜４に示す装置の一部の
側面図である。
【図２６】平坦化したチューブを開放するために使用さ
れる締め付けパッドを示す図２１に類似の図である。
【図２７】図２５〜２７に示す締め付けパッドの正面図
である。
【図２８】図１〜４に示す装置に使用する制御器のブロ
ック図である。
【図２９】図２８の制御器の使用法を示す流れ図の一部
である。
【図３０】図２８の制御器の使用法を示す流れ図の他の
一部である。
【図３１】図２８の制御器の使用法を示す流れ図の更に
他の一部である。
【符号の説明】
１０ 溶接器 １２ カバー １６ ウエハー １８ ホルダー １８ キャリヤ ３０ スロット ３４ アーム ３６ キャリジ ４０ ばねアーム ４４ アーム ５２ 基部クランプ ５４ クランプ蓋 ６４ 位置決め壁 ６６ チューブ ８２ 接触パッド ８６、１０８ モータ ８７ 磁気エンコーダ ９６、９８ 揺動アーム １１１ 急冷ブロック １１４ ウエハー除去ステーション １１６ ボタン １２１、１５２ 光センサー １４６ コンピュータ １６４ クランプパッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルディス アイヴァンソンズ アメリカ合衆国 デラウエア州 19810 ウイルミントン シャーウッド ドライブ 2222 (72)発明者 ダドリー ダブリュー シー スペンサー アメリカ合衆国 デラウエア州 19803 ウイルミントン シップレイ ロード 619

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラスチックチューブを選択的に連結・
    分離する装置において、溶接器と、前記溶接器中でウエ
    ハーを移送するための前記溶接器中のキャリジと、前記
    溶接器中の一対のアームとを備え、各アームは前記アー
    ムを横切って延びるチューブ保持ポケットをもち、前記
    アームは前記ポケットをそれらの間の間隙とほぼ整列さ
    せるために移動可能に設けられ、各アームはそのポケッ
    ト中にチューブを選択的に締め付けるためのクランプ機
    構をもち、更に、前記アームから下流側で前記溶接器中
    のウエハー除去ステーションと、ウエハーが前記キャリ
    ジから除去されそして前記キャリジがその出発位置へ戻
    ることを可能ならしめるためウエハーが先ず前記間隙を
    通過し、次いで前記ウエハー除去ステーションに入るよ
    う、前記ウエハー除去ステーションに前記キャリジを移
    動させるためのキャリジ駆動手段とを備え、更に、前記
    装置の作業を自動化するために前記アームと前記キャリ
    ジの作業を制御するコンピュータを備えたことを特徴と
    するプラスチックチューブを選択的に連結・分離する装
    置。
  2. 【請求項２】 連結作業モード中ウエハーがチューブを
    溶融するようウエハーを加熱するための加熱組立体と、
    溶融したプラスチックチューブによって生じたエーロゾ
    ルを制御するためのエーロゾル制御機構を含むことを特
    徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記ウエハー除去ステーションは急冷ブ
    ロックを含み、ウエハーは前記間隙を通過した後キャリ
    ジによって前記ブロック内に配置され、前記急冷ブロッ
    クは前記エーロゾル制御機構の一部をなし、前記エーロ
    ゾル制御機構はエーロゾルを放散させそして放散したエ
    ーロゾルをウエハーに引き付けるようになすため前記急
    冷ブロックの近くに置かれた負イオン発生器を含み、更
    に、エーロゾルを閉じ込めるための空洞を形成するため
    前記溶接器上にカバーを設けたことを特徴とする請求項
    ２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記急冷ブロックは銅からなり、各クラ
    ンプ機構は基部クランプと、選択的に前記基部クランプ
    の方に行ったりそれから離れたりするよう移動可能に設
    けられたクランプ蓋と、プラスチックチューブに押し付
    けるための前記クランプ蓋上のクランプパッドを備え、
    前記クランプパッドは鋸歯状切り込み付き縁で終端する
    ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 更に、前記キャリジとウエハーの状態を
    感知するための感知手段を含み、前記コンピュータは前
    記アームと前記キャリジ及びウエハーの作業の順序とタ
    イミングを完全に自動化することを特徴とする請求項４
    に記載の装置。
  6. 【請求項６】 クランプ機構は基部クランプと、選択的
    に前記基部クランプの方に行ったりそれから離れたりす
    るよう移動可能に設けられたクランプ蓋と、プラスチッ
    クチューブに押し付けるための前記クランプ蓋上のクラ
    ンプパッドを備えたことを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  7. 【請求項７】 前記クランプパッドは鋸歯状切り込み付
    き縁で終端することを特徴とする請求項６に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 プラスチックチューブの連結の間にチュ
    ーブ端が平坦化した状態にクランプ機構によって締め付
    けられ、チューブ端が加熱ウエハーによって溶融され、
    継ぎ目でチューブを融着するためにクランプ機構を保持
    するアームの操作によって前記溶融したチューブ端が押
    し合わされ、分離モードの間にプラスチックチューブが
    クランプアームを横切って挿入されて、加熱ウエハーに
    よって個々のセクションに切断され、切断されたチュー
    ブの端が密封されて成るプラスチックチューブを選択的
    に連結・分離する方法において、連結モードと分離モー
    ドは同じ溶接装置内で行われ、ウエハーはキャリジによ
    って溶接装置を通って動かされ、アームとキャリジの作
    業がコンピュータによって自動化されることを特徴とす
    る方法。
  9. 【請求項９】 チューブ端が平坦化した状態にクランプ
    機構によって締め付けられ、チューブ端が加熱ウエハー
    によって溶融され、継ぎ目でチューブを融着するために
    クランプ機構を保持するアームの操作によって前記溶融
    したチューブ端が押し合わされて成るプラスチックチュ
    ーブを連結する方法において、クランプ機構に設けられ
    たクランプパッドによってチューブを平坦化し、平坦化
    したチューブ端が連結された後、出来た連結チューブか
    らクランプパッドを除去し、次いで、前記連結チューブ
    がクランプ機構中にある間に前記連結チューブを約９０
    °回転させ、次いで少なくとも１つのクランプパッドを
    チューブに対して押し付けることによって前記連結チュ
    ーブを開口連通させることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 回転させられるチューブの滑りをクラ
    ンプパッド上の鋸歯状切り込み付き縁によって防止する
    工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
JP24805193A 1992-10-23 1993-10-04 プラスチックチューブを選択的に連結・分離する装置 Pending JPH06197986A (ja)

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DK (1) DK0599057T3 (ja)
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