JP6444708B2 - 長尺体及びケーブル等支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブル・チューブ等の弾性を有する長尺体に関し、例えば、電子部品製造装置等のロボット、工作機械、クレーン、プリンタ等におけるＸ−Ｙの２軸等で往復移動する機構の先端側の移動部と基端側の固定部との間に配置されるケーブル・チューブ等の長尺体に関する。

従来、例えば、チップマウンタ等の半導体製造装置は、ノズルに吸着したチップ型の電子部品をプリント基板・ウエハ等の所定箇所まで移動させ、当該箇所に搭載するために、モータ等で駆動され、Ｘ−Ｙの２軸等で往復移動する機構を備えている。かかる往復移動機構の先端側の移動部と基端側の固定部との間には、電気ケーブルやエアの流路となるチューブ等の弾性を有する長尺体が配置されており、先端側の移動部の位置に応じて長尺体が湾曲状等に弾性変形することで先端側の移動部の動きに追従するように構成されている。このような従来例として、特許文献１には、単にフラットケーブルをＵ字状に曲げてその屈曲を利用して往復運動する機器に電力や電気信号を伝達するために、そのフラットケーブルに弾性ベルトを添わせた長尺体（帯状物）を構成することで、フラットケーブルの座屈を防止している。

特開平９−５６０４６号公報

このように従来は、素材の選択や組み合わせにより、長尺体（帯状物）全体としての弾性や剛性の程度を調整する等により、座屈等を防止しながら先端側の移動部の動きにも追従できるようにしていた。しかしながら、特許文献１記載の従来例では、上記した長尺体（帯状物）の厚み如何によってＵ字状の湾曲部に生じる反発力によりＵ字状の帯状物の対向する面同士の距離が大きくなるため、往復移動機構の収容のための省スペース化が困難であった。また、限られた空間でのケーブルやチューブの配線・配管は、装置のステージとの接触に起因するケーブル等の剛性による負荷の問題が生じる。即ち、ケーブル等の剛性による負荷は、ケーブル等の重量自体による負荷に比べ、往復移動機構を駆動するモータ等の可動ユニットに対する顕著な負荷となり得るので、単にステージ精度を維持するためよりも、より大きな可動ユニットを必要とすることになり、結果としてチップマウンタ等の装置の重量増加と大型化につながる。

一方、上記の長尺体（帯状物）をコイルケーブル（カールコード）のような構成にすれば、柔軟性は向上するものの、コイルケーブル（カールコード）の構成上、複数のケーブルを並列することが困難であるとともに、コードが細いため、多回路や大電流用に用いるのに適さず、一方向への湾曲の方向性が規制されないため、往復移動により配線が暴れてしまうことがあるので、同様に省スペース化の問題があった。また、いわゆるケーブルベア（登録商標）等、Ｕ字摺動するキャタピラ様のプラスチック体にケーブル等を収納して移動させる従来例もあったが、プラスチック体がかさばり、キャタピラによる振動・騒音を生じ、またケーブルが擦れて塵が出るため、半導体ウエハへのチップマウンタには適さない等の問題があった。

近年の半導体製造装置をはじめとした製造機器は、タスク向上のための小型化・軽量化・高速化が要求される一方で、製造される製品の多機能化・高機能化に伴う高密度化・高精度化・クリーン化も求められている。そこで、このような製造機器の往復移動機構に配線・配管されるケーブル・チューブ等の長尺体にも、上記要求をより満足する品質が求められている。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、全体としての剛性は維持しつつ、長手方向の柔軟性を高めることによって、省スペース化および往復移動機構の可動ユニットに対する負荷を低減することができる長尺体を提供することにある。

本発明者は、全体としての剛性を維持しつつ長手方向の柔軟性を有する長尺体の構造を鋭意研究した結果、往復移動機構の動作に応じた長尺体の全体形状の動的な変化に着目し、予め長尺体に迂回部を成形しておくことで、上述した長尺体の湾曲部に生じる反発力を緩和して長手方向の柔軟性を付与し得ることを見出した。

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少なくとも長手方向の一部分が湾曲された状態で使用される全体として弾性を有する単線状又は帯状の長尺体であって、長尺体は、一端部と、前記一端部に対して相対的に移動可能な他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、他端部の移動に応じて湾曲形状を形成する変形可能領域とを有し、長尺体の前記変形可能領域には、長手方向以外の一方向に迂回する迂回部が形成されていることを特徴とする。

ここで、上記の迂回部とは、長尺体の長手方向において、部分的、連続的、断続的に長尺体の長手方向とは別の所定の方向に迂回するように成形された部分を指し、長尺体の長手方向とは別の不特定無数の方向に迂回するような構成、例えば前述したコイルケーブル（カールコード）のように長尺体の全体形状が螺旋状に形成されたものは除くものである。かかる構成によれば、長尺体に成形された迂回部によって、長尺体の一端から他端までの長手方向に沿った長さが、迂回部が成形されていない単線状または帯状の長尺体（例えば、引用文献１のフラットケーブル）の一端から他端までの長さと比較して長くなることで、一端部および／または他端部の移動による湾曲に対し、長尺体の湾曲部において作用する力点と作用点の距離が長くなる。これにより、反発力を長尺体の一部に集中させることなく迂回部に逃がすことが可能になるので、湾曲に対し発生する反発力が低減されることによって、長尺体の長手方向の柔軟性を高めることで往復移動機構の収容のための省スペース化を実現し易くなる上に、往復移動機構の可動ユニットに対する負荷も低減することができる。また、長手方向以外の一方向とは、長尺体の長手方向とは別の方向に対し、一方向の範囲内で迂回するものであり、これは、コイルケーブルのように多方向に迂回することにより、その多方向それぞれに柔軟性を持たせるようなものではなく、あくまで、一方向のみに柔軟性を向上させるように構成した状態を指す。これにより、前述したコイルケーブルではその柔軟性においても湾曲の方向性が規制されないという問題によりケーブルが暴れて省スペース化が達成されないという課題に対し、上記の構成によれば、一方向のみの柔軟性を確保でき、ケーブル等が暴れることもなく、省スペース化を図ることができる。

また、一端部および／または他端部は、往復移動可能である事が望ましく、また、前記迂回部は、第１または第２移動部の移動に伴う湾曲部の湾曲において、曲げモーメントが最大になる場所に成形されているのが望ましい。かかる構成によれば、湾曲時の応力を湾曲部分に集中させることなく最も効果的に迂回部に逃がすことが可能になる。

本発明の第１実施形態の往復移動機構を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の長尺体における迂回部が反発力を緩和する機序（原理）を説明するための概念図である。 本発明の第１実施形態の長尺体における迂回部の成形方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（位置及び個数）を変えたサンプル毎に、往復移動機構の移動部の移動前、中間位置、移動後の３段階における長尺体の湾曲状態の変化を示す図であり、（ａ）は比較例として未処理（迂回部を成形加工しないもの）、（ｂ）は上部のみに加工したもの、（ｃ）は中間部のみに加工したもの、をそれぞれ示す。 本発明の第１実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（位置及び個数）を変えたサンプル毎に、往復移動機構の移動部の移動前、中間位置、移動後の３段階における長尺体の湾曲状態の変化を示す図であり、（ｄ）は下部のみに加工したもの、（ｅ）は上下にそれぞれ加工したもの、（ｆ）は全体的に複数（図では上中下にそれぞれ）加工したもの、をそれぞれ示す。 本発明の第１実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（位置及び個数）を変えた図４及び図５のサンプル毎に、往復移動機構の移動部の移動距離と長尺体の移動部に加わる応力との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（個数）を変えたサンプル毎に、往復移動機構の移動部の移動距離と長尺体の移動部に加わる応力との関係を示すグラフである。 本発明の第３実施形態において、第１実施形態の往復移動機構にガイドをさらに設けた往復移動機構を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態の長尺体の構成の一例であり、複合電気ケーブル、光ファイバケーブル、同軸ケーブル及びエアチューブの組み合わせから成る長尺体の一例を示す。 本発明の実施形態の迂回部の側断面形状の一例を模式的に示す図である。 本発明の載置部材の一例を模式的に示す図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は斜視図である。 本発明の長尺体と載置部材の動きを示す図である。

以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係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本発明の成立に必須であるとは限らない。図１は、本発明の第１実施形態の往復移動機構を模式的に示す斜視図である。尚、本実施形態の往復移動機構は、例えば、チップマウンタのモータ等で駆動される可動ユニットとしてのＸ−Ｙの２軸で往復移動する機構の移動部と固定部との間に配置されて使用されるものであり、電気ケーブルやエアの流路となるチューブ等を組み合わせた全体として弾性を有する帯状体として構成される。但し、以下の説明では、その往復移動機構の要部のみを模式的に示し、ステージ、フィーダ、モータ等、実際のチップマウンタが備える他の構成は省略している。また、往復移動機構のＸ軸方向の移動に関してのみ説明している。

図１に示すように、本実施形態の往復移動機構１００は、固定部１０２、Ｘ軸方向（紙面の左右方向）に移動可能な移動部１０４、および長尺体１０を有しており、同図においては、移動部１０４の移動の初期状態を示している。移動部１０４は、スライドガイド１０６に沿って、矢印で示すＸ軸方向に往復移動（摺動）する。長尺体１０は、ポリウレタン製のチューブを複数本（本実施形態では３本）、互いに融着する事で、全体として弾性を有する帯状のものであり、長手方向の一部分１０Ｐが湾曲された状態で、長手方向の一端側１０Ｍと他端側１０Ｆがそれぞれ往復移動機構１００の固定部１０２と移動部１０４間に縦置きの状態（幅方向の一面が設置面と接する状態）で配置されて使用される。本実施形態の長尺体１０は、長手方向の一端側１０Ｍが紙面上の左右方向に伸びるように固定部１０２に固定・配置されるとともに、他端側１０Ｆが紙面上の前後方向に伸
びるように移動部１０４に固定・配置されている。

ここで、本実施形態の大きな特徴として、長尺体１０は、長手方向以外の所定の一方向に成形された迂回部２０を有している。迂回部２０は、往復移動機構１００に配置されて使用される前の長尺体１０が製作される時に、後述する制作方法により予め成形加工されるものであり、往復移動機構１００に配置されて使用される時に、図１に示すように、上述した一部分１０Ｐにおける移動部１０４側の一端部において、長尺体１０の湾曲に対し内向きの方向に向かって迂回するように成形されている。尚、本発明は、上記の構成に限らず、往復移動機構１００の固定部１０２と、移動部１０４と、一端が固定部１０２に接続され他端が移動部１０４に接続される単線状又は帯状の長尺体１０により構成されるモジュールを対象とし、長尺体１０は湾曲部を有することにより全体形状がＵ字状・Ｃ字状・Ｓ字状等であればよく、更に、その長手方向以外の一方向に迂回する迂回部２０を有していれば良い。ここで、湾曲部とは、固定部１０２と移動部１０４との間に配置された単線状又は帯状の長尺体１０全体のＵ字状・Ｃ字状・Ｓ字状等における湾曲した部分のレイアウトに相当する。また、迂回部２０は、その単線状又は帯状の長尺体１０の一部に成形され、これにより長尺体２０の長手方向の長さの総距離が長くなっている部分に相当する。尚、迂回部２０は、長尺体１０全体のＵ字状・Ｃ字状・Ｓ字状等の湾曲部において、移動部１０４の移動に伴い曲げモーメントがより大きくなる場所に成形することが好ましく、さらには、曲げモーメントが最大になる場所に成形することで、柔軟性の点で最も高い効果が得られる。具体的には、第１実施形態の長尺体１０が示すように、移動部１０４により近い場所に迂回部２０を成形することが望ましい。これは、移動部１０４に接続・固定された長尺体１０にかかる曲げモーメントＭから導き出したものである。すなわち、長尺体１０の一端部である固定部１０２側の端部おいては、接続・固定という形で一定の力Ｐがかけられており、移動部１０４からの距離Ｘとの関係においては、Ｍ＝ＰＸという関係式が成り立ち、上記のように力Ｐは一定であるため、曲げモーメントＭが最大になる位置というのは、移動部１０４から固定部１０２に至るまでの長尺体１０全体の長さとなる。すなわち、第１実施形態の長尺体１０においては、移動部１０４により近い位置に迂回部２０を設けることによって、より効果的に上記の柔軟性の効果を得ることができる（図５および図６のサンプル４参照）。

ここで、本発明の長尺体１０における迂回部２０が反発力を緩和する機序（原理）について説明しておく。図２は、本発明の第１の実施形態の長尺体における迂回部が反発力を緩和する機序（原理）を説明するための概念図である。ここで、図２（ａ）は前述した迂回部２０が整形されていない単なるフラットチューブの一部分を示しており、これに対し図２（ｂ）は、長尺体１０の一部分である迂回部２０のみを模式的に示している。図２（ａ）および同図（ｂ）においては、支店１１と力点（曲げの力の作用点）１２、１４に符号をつけて示しており、両図における力点１２、１４の間の距離は互いに同じとする。同図に示すように、支点１１・力点（曲げの力の作用点）１２又は１４間の距離を考えてみると、まず図２（ａ）に示すように、迂回していない形状、換言すれば、直線的に伸びた状態の長尺体１０の一端（力点）１２と他端（力点）１４とに矢印方向の力が加わると、てこの原理からは、支点１１・力点（曲げの力の作用点）１２又は１４間の距離ｄ１と力Ｆ１の積（ｄ１×Ｆ１）の曲げ応力が長尺体１０に作用する。

これに対し、図２（ｂ）に示すように、一端（力点）１２と他端（力点）１４間の直線的な距離は図２（ａ）と同じであり、迂回している（湾曲している）形状の長尺体１０の一端（力点）１２と他端（力点）１４に矢印方向の力が加わる場合には、支点１１・力点（曲げの力の作用点）１２又は１４間の距離ｄ２と力Ｆ２の積（ｄ２×Ｆ２）の曲げ応力が長尺体１０に作用する。この場合、ｄ１×Ｆ１＝ｄ２×Ｆ２が成り立つので、図２（ａ）に示す場合に比べて、図２（ｂ）に示すように、支点１１・力点（曲げの力の作用点）１２又は１４間の距離が大きければ（ｄ２＞ｄ１）作用点、つまり、長尺体１０の一端（力点）１２と他端（力点）１４における曲げる力は小さくて済む。反対に、長尺体１０の迂回部２０の一端（力点）１２と他端（力点）１４とに作用する反発力も小さくて済み、それぞれに接続された往復移動機構１００の移動部１０２と固定部１０４に加わる負荷も小さくて済むことになる。このように、てこの原理（ｄ１×Ｆ１＝ｄ２×Ｆ２）により、迂回部２０が形成された部分をスポットとして見た場合に支点１１と作用点１２又は１４との距離が大きくなるため、応力が低減される。

更に、長尺体全体として見た場合について、図２（ｃ）および同図（ｄ）を用いて説明する。図２（ｃ）は、前述した迂回部２０が成形されていないと仮定した場合の長尺体を概念的に直線的に伸ばした図である。これに対し、図２（ｄ）は、第１実施形態の長尺体１０を同様に伸ばした図である。これらの図においても、前述した図２（ａ）および図２（ｂ）と同様、支点１１、力点（曲げの力の作用点）１２、１４を示し、力点１２、１４の間の距離は互いに同じである。これによれば、図２（ｃ）における力点（曲げの力の作用点）１２から支点１１までの距離の長さ（Ｄ１）よりも、図２（ｄ）に示すように、迂回部２０が形成されている場合の一端（側）から他端（側）までの距離の長さ（Ｄ２）が大きくなる（Ｄ１＜Ｄ２）。従って、長尺体全体として見た場合にも、迂回部２０が形成されたことにより長尺体１０の総距離が大きくなるため、てこの原理（Ｄ１×Ｆ３＝Ｄ２×Ｆ４）により、柔軟性が向上する。

以上を踏まえ、図１の往復移動機構１００において、同図の初期位置から移動部１０４がＸ軸方向（紙面上の右方向）に移動するのに伴い、長尺体１０もその他端側１０Ｆから紙面上の右方向に追従する形で移動する。その際、長尺体１０の全体形状において発生する湾曲した部分に対し、曲げ応力が発生するものの、上述した機序（原理）により、長尺体１０にかかる曲げ応力が迂回部２０によって分散され、長尺体１０全体としての対向する二面間の反発力が低減する。これにより、長尺体１０にかかる応力を低減しつつ柔軟性を向上させることができるので、往復移動機構の収容のための省スペース化を実現し易くなる上に、湾曲部に作用する応力を低減することができる。

次に、図３を用いて本実施形態の長尺体１０において、迂回部２０を成形する方法を説明しておく。同図は、本発明の第１の実施形態の長尺体における迂回部の成形方法を説明するための図であり、（ａ）は、加工用の治具の概略斜視図、（ｂ）は、その治具のローラの斜視図、（ｃ）は、その治具を用いて迂回部が成形される態様を上面から見た図である。即ち、本実施形態の長尺体１０に迂回部２０を曲げ加工により成形するには、図３（ａ）に示すように、迂回部形成前の直線状の長尺体１０を加工用の治具３０のプレート３２に縦置きの状態で通していき、複数のローラ３４間を蛇行させることで迂回部２０を形成する。尚、図３（ｂ）に示すように、各ローラ３４には、長尺体１０を構成する複数本のチューブ１０ａに対応する溝３４ａが所定の数（本実施形態では３つ）だけ形成されているので、帯状の長尺体１０を構成する複数本のチューブ１０ａ全体に迂回部２０を成形することができる。そして、図３（ｃ）に示すように、加工用の治具３０のプレート３２上で迂回部２０が形成された状態のまま、例えばアニール処理されることにより、迂回部２０が成形加工される。尚、アニール処理以外により成形しても良いのは勿論である。例えば、本実施形態では、直線状の長尺体を曲げ加工することにより迂回部２０を成形したが、予め迂回部を一体成型するようにしても良い。また、迂回部は、長尺体の全体に亘って形成しても良いし、長尺体の一部分のみに形成しても良い。また、複数の迂回部を連続的に形成しても良いし、非連続的（離散的）に形成しても良い。

次に、図４ないし図６を用いて本実施形態の長尺体によって往復移動機構の固定部等に対する負荷がどのように軽減されるのかを検証した結果を示す。図４および図５は、本発明の第１の実施形態において、長尺体１０における迂回部２０の加工態様（位置及び個数）を変えたサンプル毎に、往復移動機構の移動部の初期位置、中間位置、最終位置の３段階の位置における長尺体１０の湾曲状態の変化を示す図であり、図４（ａ）は比較例として未処理（迂回部を成形加工しないもの、以下、サンプル１とする）、図４（ｂ）は上部のみに加工したもの（以下、サンプル２とする）、図４（ｃ）は中間部のみに加工したもの（以下、サンプル３とする）、をそれぞれ示す。また、図５（ｄ）は下部のみに加工したもの（以下、サンプル４とする）、図５（ｅ）は上下にそれぞれ加工したもの（以下、サンプル５とする）、図５（ｆ）は全体的に複数（図では上中下にそれぞれ）加工したもの（以下、サンプル６とする）、をそれぞれ示す。図６は、本発明の第１の実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（位置及び個数）を変えた図４及び図５のサンプル毎に、往復移動機構の移動部の移動位置（距離）と長尺体の移動部１０４に加わる応力との関係を示すグラフである。即ち、サンプル１乃至６の各種のサンプルを作製し、それぞれ移動部１０４の直線移動に伴う動的形状の変化を観察するとともに、移動部１０４に加わる応力を測定した。

図４に示す往復移動機構のレイアウト及びスペースにおいては、まず、未処理（迂回部なし）のサンプル１では、図４（ａ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、移動部１０４に近い側１０ＮＭと固定部１０２に近い側１０ＮＦはそれぞれ直線形状に近く、中間部１０Ｈが湾曲した全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは逆方向に少しずつ湾曲し始め、移動部１０４が最終位置まで移動すると緩やかな逆Ｃ字状に変化する。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が長くなり、移動部１０４が最終位置まで移動すると移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が短くなる。即ち、移動部１０４の移動に伴い、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、その直線部分が伸長し、反対に短縮するという直線運動をするだけで、略湾曲しない。また、中間部１０Ｈは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４の初期位置の時よりも、同じ方向への湾曲度合が増し（曲率が大きくなり）、移動部１０４が最終位置まで移動すると、緩やかなＣ字状に変化する（１０ＮＭとは逆方向のＣ字状）。従って、移動部１０４が最終位置まで移動すると、中間部１０Ｈと移動部１０４に近い側１０ＮＭの両部分で緩やかなＳ字状に湾曲した状態になる。

次に、上加工のサンプル２では、図４（ｂ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、固定部１０２に近い側１０ＮＦに波状の迂回部２０を有する以外は、図４（ａ）に示したサンプル１と略同様に、全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは逆方向に少しずつ湾曲し始め、移動部１０４が最終位置まで移動すると逆Ｃ字状に変化する。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動しても、移動部１０４の初期位置の時と略変わらず、移動部１０４が最終位置まで移動すると、波状の迂回部２０の位置が下がり、小さなＳ字状を呈する。また、中間部１０Ｈは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、く字状に湾曲し）、移動部１０４が最終位置まで移動すると、Ｃ字状に変化する（１０ＮＭとは逆方向のＣ字状）。従って、移動部１０４が最終位置まで移動すると、中
間部１０Ｈと移動部１０４に近い側１０ＮＭの両部分でＳ字状に湾曲した状態になる。

次に、中間加工のサンプル３では、図４（ｃ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、中間部１０Ｈに波状の迂回部２０を有する以外は、図４（ａ）に示したサンプル１と略同様に、全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは逆方向への傾きが大きくなり、移動部１０４が最終位置まで移動すると逆方向へ反り返った形状になる。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が長くなり、移動部１０４が最終位置まで移動すると移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が短くなる。即ち、移動部１０４の移動に伴い、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、その直線部分が伸長し、反対に短縮するという直線運動をするだけで、略湾曲しない。

次に、下加工のサンプル４では、図５（ｄ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、移動部１０４に近い側１０ＮＭに波状の迂回部２０を有する以外は、図４（ａ）に示したサンプル１と略同様に、全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは、その迂回部２０が左に旋回するようにやや上昇し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、その迂回部２０の位置は上記の中間位置の時と略変わらず、その開口部が狭くなった状態になる。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が長くなり、移動部１０４が最終位置まで移動すると移動部１０４の初期位置の時よりも直線部分が短くなる。即ち、移動部１０４の移動に伴い、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、その直線部分が伸長し、反対に短縮するという直線運動をするだけで、略湾曲しない。また、中間部１０Ｈは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、大きく緩やかなＣ字状に湾曲し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、そのＣ字状部の下半分の傾きがなくなり、移動部１０４に近い側１０ＮＭの一部と略直線状を形成する。

次に、上下加工のサンプル５では、図５（ｅ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、固定部１０２に近い側１０ＮＦと移動部１０４に近い側１０ＮＭに、それぞれ波状の迂回部２０Ｕ、２０Ｌを有する以外は、図４（ａ）に示したサンプル１と略同様に、全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは、その迂回部２０Ｌが左に旋回するようにやや上昇し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、その迂回部２０Ｌの位置は上記の中間位置の時と略変わらず、その開口部が狭くなった状態になる。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動しても、その迂回部２０Ｕの位置と形状は上記の初期位置の時と略変わらず、移動部１０４が最終位置まで移動すると、波状の迂回部２０の位置が下がり、小さなＳ字状を呈する。また、中間部１０Ｈは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、大きなＣ字状に湾曲し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、そのＣ字状部が左に旋回するように傾いて、そのＣ字状部の下半分の傾きがなくなり、移動部１０４に近い側１０ＮＭの一部と緩やかな湾曲状を形成する。

次に、全体加工のサンプル６では、図５（ｆ）に示すように、移動部１０４の初期位置では、長尺体１０は、固定部１０２に近い側１０ＮＦ、中間部１０Ｈ、移動部１０４に近い側１０ＮＭに、それぞれ波状の迂回部２０Ｕ、２０Ｃ１、２０Ｃ２、２０Ｌを有するが、全体として略Ｃ字状である。移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、移動部１０４に近い側１０ＮＭは、その迂回部２０Ｌが左に旋回するようにやや上昇し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、その迂回部２０Ｌの位置は上記の中間位置の時と略変わらず、その開口部が狭くなった状態になる。一方、固定部１０２に近い側１０ＮＦは、移動部１０４が中間位置まで移動しても、その迂回部２０Ｕの位置と形状は上記の初期位置の時と略変わらず、移動部１０４が最終位置まで移動すると、波状の迂回部２０Ｕの位置が下がり、小さなＳ字状を呈する。また、中間部１０Ｈは、移動部１０４が中間位置まで移動するにつれて、その波状の迂回部２０Ｃ１と２０Ｃ２が衝突するように、複雑なカエデ状に変形し、移動部１０４が最終位置まで移動すると、そのカエデ状部が左に旋回するように傾いて、移動部１０４に近い側１０ＮＭの一部と連続的な迂回部群を形成する。

図６は、上述した実施形態において、長尺体における迂回部の加工態様（位置及び個数）を変えた図４及び図５の各サンプル１〜６毎に、往復移動機構１００の移動部１０４の移動位置（距離）と長尺体の移動部１０４に加わる応力との関係を示すグラフである。図６に示すように、移動距離が０から１００（ｍｍ）までは、サンプル１〜６のいずれも、応力（ｋｇ）は急角度で上昇する。移動距離が１００（ｍｍ）から２００（ｍｍ）の間は、未処理のサンプル１以外では、応力（ｋｇ）が減少する。その後、移動距離が２００（ｍｍ）から４５０（ｍｍ）の間は、未処理のサンプル１以外では、いずれも、応力（ｋｇ）が比較的低い値に抑えられている。全体として、いずれかの箇所に迂回部を有するサンプル２〜６では、移動距離が１００（ｍｍ）を超えた後も応力（ｋｇ）が低い値に抑えられており、未処理のサンプル１に比べて大変良好な成績が得られているが、特に、下加工のサンプル４、上下加工のサンプル５及び全体加工のサンプル６では、上加工のサンプル２及び中間加工のサンプル３以上に良好な成績が得られており、少なくとも下加工、即ち、移動部１０４に近い側に迂回部を有することが望ましく、さらには曲げモーメントがより大きくなる移動部１０４付近に成形することが最も好ましいことが確認された。

以上のように、本実施形態の長尺体１０は、長手方向の一部分が湾曲された状態で、一端側と他端側がそれぞれ往復移動機構１００の固定部１０２と移動部１０４間に配置されて使用される全体として弾性を有する単線状又は帯状の長尺体であり、長手方向以外の方向に成形された迂回部２０を有するので、移動部１０４の移動に伴い長尺体１０全体が湾曲することにより生じる反発力を、長尺体１０の一部に集中させることなく迂回部２０に逃がすことが可能になるので、長尺体１０の長手方向の柔軟性を高めることができ、移動部１０４等に加わる応力を低減することが可能である。従って、かかる往復移動機構を含むモジュールの収容のための省スペース化を実現し易くなる上に、往復移動機構１００の図示しないモータ等の可動ユニットに対する負荷も低減することができる。

図７は、本発明の第２実施形態の往復移動機構を模式的に示す図である。本実施形態の往復移動機構は、チップマウンタのモータ等で駆動される可動ユニットとして、その移動部と固定部との間に長尺体が配置されて使用されるのは、上述した第１実施形態と同様であり、同様の部分には同様の参照符号を付し、詳しい説明は省略する。本施形態の特徴は、上述した第１実施形態と異なり、往復移動機構２００の全体のレイアウトがＵ字状であり、迂回部が２つ成形されている。また、長尺体１０の移動部側の端部を固定する方向が第１実施形態とは異なり、Ｘ軸方向に固定されている。図７に示すように、本実施形態の往復移動機構２００は、固定部２０２、Ｘ軸方向に移動可能な移動部１０４、および長尺体１０を有している。移動部１０４は、スライドガイド（図示せず）に沿って、矢印で示すＸ軸方向に往復移動（摺動）する。長尺体１０は、全体がＵ字状に湾曲された状態で、長手方向の一端側１０Ｍと他端側１０Ｆがそれぞれ往復移動機構２００の固定部１０２と移動部１０４間に配置されて使用される。本実施形態の長尺体１０は、長手方向の一端側１０Ｍが紙面上の左右方向に伸びるように固定部１０２に固定・配置されるとともに、他端側１０Ｆも紙面上の左右方向に伸びるように移動部１０４に固定・配置されている。また、長尺体１０の固定部１０２近傍位置と移動部１０４近傍位置に、それぞれ迂回部２０Ｕ、２０Ｌが形成されている。

本実施形態でも、長尺体１０によって往復移動機構２００の移動部１０４に対する負荷がどのように軽減されるのかを検証したので、その結果を図８に示す。図８は、本実施形態の長尺体１０、即ち、図７に示した迂回部２０Ｕ、２０Ｌを有するサンプル１２と、比較例として、全体として同様にＵ字状に湾曲しながらも迂回部を形成しないサンプル１１について、往復移動機構２００の移動部１０４の移動距離と移動部１０４に加わる応力との関係を示すグラフである。図８に示すように、サンプル１１では、応力（ｋｇ）は、移動距離が０から５０（ｍｍ）までは急角度で上昇し、５０から１００（ｍｍ）までは比較的緩やかな角度で上昇する。その後、移動距離が１００（ｍｍ）から２５０（ｍｍ）の間は、応力（ｋｇ）は殆ど減少せず、２５０（ｍｍ）を超えると再び上昇し、３００（ｍｍ）を超えると略０．２０（ｋｇ）に達してしまう。これに対して、迂回部２０Ｕ、２０Ｌを有するサンプル１２では、移動距離が０から１００（ｍｍ）までも、応力（ｋｇ）の上昇は緩やかで、０．０８（ｋｇ）未満に留まる。その後、移動距離が１００（ｍｍ）から２００（ｍｍ）の間に、応力（ｋｇ）は緩やかに減少し、２００（ｍｍ）を超えた後も、略一定の応力（ｋｇ）に維持されている。このように、Ｕ字状のレイアウトであっても、長尺体１０に迂回部（２０Ｕ、２０Ｌ）が形成されることにより、柔軟性が向上することが確認された。従って、かかるＵ字状のレイアウトの往復移動機構２００を含むモジュールの収容のための省スペース化を実現し易くなる上に、往復移動機構２００の図示しないモータ等の可動ユニットに対する負荷も低減することができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本発明の第３実施形態において、第１実施形態の往復移動機構にガイドをさらに設けた往復移動機構３００を模式的に示す斜視図である。上記ガイドを設けた点以外の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、同様の部分には同様の参照符号を付し、詳しい説明は省略する。即ち、本施形態では、図９に示すように、長尺体１０の固定部１０２側の一端部には、長尺体１０のＸ軸およびＹ軸方向の移動を規制するためのガイド９０が設けられている。このガイド９０は、可撓性を有する素材、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０１ＥＨ）で構成された板状のガイド板９０Ａと、高密度ポリエチレンで構成された全体形状がＬ字状に形成された規制部９０Ｂによって構成されている。ガイド板９０Ａは、長尺体１０の外側に沿った状態で配置されるとともに、一端部が長尺体１０と固定部１０２によって挟持されている。また、規制部９０Ｂは、Ｌ字状の短尺部９０ｂ１がガイド板９０Ａの他端部に取り付けられることによって、Ｌ字状の長尺部９０ｂ２とガイド板９０Ａによって長尺体１０を挟持している。

これにより、移動部１０４の移動に伴い、長尺体１０の長さ如何により発生するＹ軸方向（紙面の上下方向）に対する長尺体１０の横揺れが規制されるため、所望のスペース内での使用をより確実に行う事ができ、さらなる省スペース化が図られる。また、ガイド９０は、往復移動機構３００の一部に設けられるものであり、仮に、長尺体１０のＹ軸方向の移動を規制するために、往復移動機構３００の全体の下面に板状のガイドを設けた場合と比較しても、より簡易な構成で省スペース化を達成することができる。

尚、以上の実施形態では、図１（図９）及び図７に示すように、長尺体１０は、往復移動機構１００（３００）又は２００に沿って縦置きに、且つＣ字状（又はＵ字状）のレイアウトで配置したが、長尺体全体のレイアウトは、Ｃ字状及びＵ字状に限られず、Ｓ字状、
半円状や半楕円状等、移動可能なレイアウトであれば、その形状を問わない。また、長尺体１０は、往復移動機構１００の固定部１０２と移動部１０４間に配置したが、固定部１０２ではなく、第１移動部と第２移動部から成る２つの移動部間に配置するものでも良い。更に、以上の実施形態では、長尺体１０は、移動部がＸ軸等の一軸に沿って往復移動する機構に配置する例について説明したが、移動機構の動きは、往復移動（運動）に限られず、移動部（第１及び／又は第２移動部）が、例えば、（長尺体の捻じれが生じない範囲で）周回運動する等、他の動きをする機構を含む。また、上述した実施形態では、図１に示すように、長尺体１０の幅方向の面を縦置きする形態について説明したが、横置きでも良いし、中空に配される等、長尺体の幅方向（及び／又は厚さ方向）の面がチップマウンタ等の装置の主面と接しないレイアウトでも良い。更に、湾曲されて使用される帯（フラット）状の長尺体１０に対して迂回部２０を成形したが、帯（フラット）状ではなく、単線状の長尺体でも良いのは勿論である。尚、迂回部は、１個だけでも良いし、複数個でも良く、その個数は問わないが、迂回部同士が相互に衝突して悪影響を及ぼし合わないのが望ましい。また、本実施形態の迂回部２０の側断面形状は、図１等に示すとおり、滑らかな曲線を描くΩ状のものであるが、これに限らず、前述したｄ１×Ｆ１＝ｄ２×Ｆ２の関係式において、迂回部を形成しない長尺体の支点１１と力点１２、１４との距離（ｄ１）よりも大きな距離（ｄ２）を有するような構成であればよく、例えば、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すとおり、種々の形状が考えられる。また、各迂回部の大きさが相違していても良いし、例えば、ひとつの迂回部の端部（開始箇所）に、より小さな迂回部を形成する等も可能である。更に、長尺体は、電気ケーブル・光ファイバケーブル・エア・液体等の流体を流すチューブ又は固体を挿通するチューブでも良い。

図１０は、本発明の他の実施形態の長尺体６０の構成の一例であり、複合電気ケーブル、光ファイバケーブル、同軸ケーブル及びエアチューブの組み合わせから成る長尺体の一例を示す。即ち、他の実施形態の長尺体６０は、例えば、３本の複合電気ケーブル６２ａから成る帯状物６２、２本の光ファイバケーブル６４ａから成る帯状物６４、４本の同軸ケーブル６６ａから成る帯状物６６及び３本のエアチューブ６８ａから成る帯状物６８の組み合わせから成り、図１０では、各ケーブルやチューブ同士、各帯状物６２、６４、６６、６８同士を離間して示しているが、実際は略相互に接触するような組み合わせ体として構成されている。尚、各ケーブルやチューブ同士は相互に固定され、或いは一体成型されているが、各帯状物同士は固定されておらず、相互に摺動可能である。このように、本発明の長尺体は、複数本のケーブルやチューブから成る帯状物同士の組み合わせ体により構成することができる。この場合でも、その長尺体６０の長手方向以外の方向に迂回部を成形しておくことで、長尺体６０全体として長手方向の柔軟性を高めることができる。また、迂回部は、帯状物同士を組み合わせた長尺体６０全体に形成しても良いし、一部の帯状部のみに形成しても良い。例えば、各チューブの外径が大きく、エア耐圧等のために剛性が比較的大きいエアチューブ６８ａから成る帯状物６８のみに、迂回部を成形するようにしても良い。この場合、図１及び図５等から分かるように、例えば、エアチューブ６８ａから成る帯状物６８が内側にくるように長尺体６０を往復移動機構等に配置すれば良い。

図１２は、本発明に係る載置部材１１０を表す。長尺体を中空に配し、チップマウンタ等の装置の主面と接しないレイアウトをとる場合、重力により垂れた長尺体の一部分が前記主面とこすれて発塵することがある。長尺体を前記載置部材１１０の連動部１１２に搭載することで、長尺体の垂れは防止できる。接続部１１１は、往復移動機構の移動部に載置部材１１０を接続させるものである。前記連動部１１２は、往復移動機構の移動部の運動に伴う長尺体の変形に連動して、接続部１１１との相対的位置関係が変化する。位置決め部材１１３は、長尺体が連動部１１２からこぼれ落ちないようにするストッパーである。なお、載置部材は往復移動機構の固定部に取り付けられることもあるし、接続部を設けずに、連動部を往復移動機構の移動部又は固定部に直接に取り付けることもある。図１３は、往復移動機構における長尺体１０及び載置部材１１０の動きを表す。図では、便宜上 迂回部の記載を省略している。

本発明は、その長手方向の一端側と他端側がそれぞれ往復移動機構の固定部と移動部間又は移動部相互間に配置されて使用される長尺体であれば、その大きさ・材質・用途の如何を問わず広く適用可能である。

１０ 長尺体、 ２０ 迂回部、 １００ 往復移動機構、 １０２ 固定部、１０４ 移動部、 １０６ スライドガイド、 １０Ｐ 一部分、 １０Ｍ 一端側、１０Ｆ 他端側

Claims (9)

1. 少なくとも長手方向の一部分が湾曲された状態で使用される全体として弾性を有する単線状又は帯状の長尺体であって、
   前記長尺体は、一端部と、前記一端部に対して相対的に移動可能な他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置し、前記他端部の移動に応じて前記湾曲形状を形成する変形可能領域とを有し、
   前記長尺体の前記変形可能領域には、前記長手方向以外の一方向に迂回する迂回部が形成されていることを特徴とする長尺体。
2. 前記一端部および／または前記他端部は、往復移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の長尺体。
3. 前記迂回部は、前記一端部および／または前記他端部の移動に伴う湾曲部の湾曲において、曲げモーメントが最大になる場所に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の長尺体。
4. 前記長尺体は、複数のケーブルが並列配置されたフラットケーブルであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載された長尺体。
5. 前記迂回部は、前記湾曲の内側に向かって形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載された長尺体。
6. 前記迂回部は、アニール処理により成形加工されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載された長尺体。
7. 前記長尺体は、電気ケーブル、流体チューブまたは光ファイバケーブルのいずれかを一つ以上含むことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載された長尺体。
8. 請求項１に記載の長尺体を含むケーブル等のケーブル等支持装置であって、当該ケーブル等の一部を載置する載置部材を有し、当該載置部材が当該ケーブル等の動きと連動することを特徴とするケーブル等支持装置。
9. 一端部と他端部とを有し、全体として弾性を有する直線状の長尺体を準備する工程と、
   前記直線状の長尺体の前記一端部と前記他端部との間に、前記長尺体の長手方向以外の一方向に迂回する迂回部を形成する工程と、
   固定部と前記固定部に対して往復移動する移動部とを備えた往復移動機構の、前記固定部と前記移動部との間に前記迂回部が形成された前記長尺体を配置する工程と、
   を備える半導体製造装置の製造方法であって、
   前記長尺体は、前記一端部と前記他端部との間に位置し、前記移動部の移動に応じて湾曲形状を形成する変形可能領域が形成され、前記迂回部は前記変形可能領域に形成されていることを特徴とする半導体製造装置の製造方法。

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