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JP6222575B2 - シート状ワークの把持機構および化学処理装置 - Google Patents
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JP6222575B2 - シート状ワークの把持機構および化学処理装置 - Google Patents

シート状ワークの把持機構および化学処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、シート状ワークの把持機構および化学処理装置に関する。
フレキシブル回路基板などのように、シート状のワークの表面にメッキなどの処理を施す場合、図4に示すような装置100が使用されている(特許文献1参照)。
図4に示すように、装置100は、ワーク供給部101から供給されるシート状のワークSを、搬送手段110によって搬送しながらメッキ部103でメッキ処理して、ワーク回収部102によって回収する構成を有している。
ワーク供給部101は、リールR1に巻かれたシート状のワークSを巻き戻して搬送手段110に供給するように構成されている。
搬送手段110は、ワーク供給部101とワーク回収部102との間を周回するエンドレスベルト111と、シート状のワークSを把持する複数の把持部12を備えている(図5参照)。この把持部12は、エンドレスベルト111に沿って等間隔で並んで配置されている。そして、搬送手段110は、エンドレスベルト111の周回移動に伴って、順次ワーク供給部101から供給されるワークSを把持し、ワーク回収部102の位置でワークSを解放するように構成されている。しかも、搬送手段110は、把持部12がワークSの幅方向の一端(上端)または幅方向の両端(上下端)を把持すると、ワークSの表面が鉛直方向と平行となるように設けられている。
ワーク回収部102は、搬送手段110の把持部12から解放されたワークSを、リールR2に巻きとるように構成されている。
そして、メッキ部103は、上流側(つまりワーク供給部101側)から下流側(つまりワーク回収部102側)に向かって、前処理槽104、メッキ槽105、後処理槽106、の順で設けられており、各槽で、ワークSの表面に処理が行われるようになっている。
以上のような構成であるので、装置100では、ワーク供給部101から供給されたワークSの表面を鉛直方向と平行に維持した状態で搬送手段110によって搬送しながら、メッキ部103でワークSの表面をメッキ処理して、メッキ処理されたワークSをワーク回収部102に回収することができるのである。
ところで、メッキ部103におけるメッキ処理では、把持部12を通してワークSに通電することによって処理が行われる。そして、ワークSのメッキ処理を所定の状態とするためには、ワークSへの通電状態を一定に保たなければならない。このためには、ワークSと把持部12との接触状態を一定に保つ必要がある。
また、ワークSは連続したシート状であり、その長手方向に沿って複数の把持部12がワークSを把持する(図4、図5参照)。このため、隣接する把持部12同士間におけるシートSの状態もワークSの通電状態に影響する。このため、ワークSへの通電状態を保つためには、隣接する把持部12同士間におけるシートSの状態を一定に保つ必要がある。具体的には、隣接する把持部12同士間の距離を一定に保ちつつ、シートSにしわができないように把持部12によってワークSを保持しなければならない。
特開2012−251182号
しかるに、図6(A)に示すように、ワークSの幅方向の端部が伸びた状態であれば、把持部12とワークSとの接触状態が一定の状態となるように、把持部12によってワークSの端部を把持することができる。
しかし、図6(B)に示すように、ワークSの厚さやワークSへの事前加工などの影響により、ワークSの幅方向の端部がカールすると、端部を折り曲げた状態で把持部12がワークSの端部を把持してしまう可能性ある。この場合、その把持部12とワークSとの接触状態は他の把持部12とワークSとの接触状態と異なる状態になってしまう。すると、その把持部12が把持した個所では、ワークSへの通電状態が他の部分と異なる状態となってしまい、ワークSのメッキ処理を適切に行えなくなってしまう。
また、一か所が折れ曲がって把持部12に把持されてしまえば、それに引き続く把持部12でも同様の把持不良が発生し、場合によっては把持部12がワークSを把持できなくなる可能性もある。このような状態となれば、ワークSにしわやたるみなどが発生してメッキ不良が増大するし、搬送手段110による搬送を安定して行えなくなり、大量の不良品を発生させてしまう恐れがある。
本発明は上記事情に鑑み、シート状のワークの端部を安定して把持することができるシート状ワークの把持機構および、かかる把持機構を備えた化学処理装置を提供することを目的とする。
(シート状ワークの把持機構)
第1発明のシート状ワークの把持機構は、シート状の部材における端部を把持する把持機構であって、互いに接近離間可能に設けられた一対の把持部材を備えた把持部と、該把持部一対の把持部材における前記シート状の部材の端部を把持する端部同士が離間した際に該端部間に形成される空間に流体を吹き付ける流体吹出部を備えた流体吹出手段と、を備えており、該流体吹出手段の流体吹出部は、空間に吹き付けた前記流体が前記シート状の部材の内方から端縁に向かう方向に沿って流れるように配置されていることを特徴とする。
第2発明のシート状ワークの把持機構は、第1発明において、前記流体吹出手段の流体吹出部は、流体を吹き出す吹き出し口の軸方向が、前記シート状の部材の表面に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする。
第3発明のシート状ワークの把持機構は、第1または第2発明において、前記流体吹出手段は、前記流体吹出部を複数備えており、該複数の流体吹出部は、前記シート状の部材における端部端縁に沿って並んで配置されていることを特徴とする。
(化学処理装置)
第4発明の化学処理装置は、シート状の部材の端部を保持して搬送しながら該部材の化学処理を行う装置であって、該装置が、シート状の部材の端部を保持する、第1、第2または第3発明に記載のシート状ワークの把持機構を備えていることを特徴とする。
第5発明の化学処理装置は、第4発明において、シート状の部材に把持部を通して通電しながら処理を行う装置であることを特徴とする。
(シート状ワークの把持機構)
第1発明によれば、把持部一対の把持部材におけるシート状の部材の端部を把持する端部同士が離間した際に離間した端部間に形成される空間にシート状の部材の端部を配置した状態で、流体吹出手段の流体吹出部から流体を吹き付ける。すると、シート状の部材の表面に沿って吹き付けられた流体がシート状の部材における端部に向かって流れるので、シート状の部材の端部が内方にカールしていても、シート状の部材を伸ばすことができる。したがって、シート状の部材の端部を安定して把持することができる。
第2発明によれば、流体吹出手段から吹き出された流体によって、シート状の部材は一対の把持部材のうちいずれか一方に押し付けられるので、シート状の部材を伸ばす効果を高くすることができる。
第3発明によれば、複数の流体吹出部によって流体が吹き付けられるので、シート状の部材を伸ばす効果を高くすることができる。
(化学処理装置)
第4発明によれば、シート状の部材の端部を安定した状態で保持できるので、部材に対する化学処理を安定して行うことができる。
第5発明によれば、シート状の部材への通電が安定するので、部材に対する化学処理を安定化させることができる。
本実施形態のシート状ワークの把持機構10の概略側面図である。 本実施形態のシート状ワークの把持機構10の概略正面図である。 本実施形態のシート状ワークの把持機構10によって、端部がカールしたワークSを把持する場合の概略説明図である。 本実施形態のシート状ワークの把持機構10を採用し得る化学処理設備100の概略説明図である。 本実施形態のシート状ワークの把持機構10を採用し得る化学処理設備100の部分拡大説明図である。 ワークSの端部の状態の概略説明図であり、(A)は端部が伸びているワークSの説明図であり、(B)は端部がカールしているワークSの説明図である。
本発明のシート状ワークの把持機構は、シート状のワークを搬送する際にワーク端部を把持する把持機構であり、ワーク端部がカール等していても安定してワーク端部を把持できるようにしたことに特徴を有している。
本発明のシート状ワークの把持機構によって把持されるシート状のワークは特に限定されない。例えば、COF(Chip On Flexible)等に用いられるフレキシブル回路基板のような長尺なシート状のワークを把持する機構として適している。
また、本発明のシート状ワークの把持機構は、シート状のワークを連続して搬送する必要がある設備等であれば採用することが可能である。例えば、上述したCOFに用いられるフレキシブル回路基板の表面にメッキ等の化学処理を行う設備などにおいて、長尺なシート状のワークを把持する機構として適している。
以下では、代表として、長尺なシート状のワークの表面にメッキ処理を行う化学処理設備に採用した場合を説明する。
(化学処理設備100の概略説明)
まず、本実施形態のシート状ワークの把持機構1を説明する前に、図4、図5を参照して、本実施形態のシート状ワークの把持機構10(以下単に把持機構10という)を採用した化学処理設備100を簡単に説明する。
図4に示すように、装置100は、ワーク供給部101から供給されるシート状のワークS(以下、単にワークSという)を、搬送手段110によって搬送しながら化学処理部103でメッキ処理して、ワーク回収部102によって回収する構成を有している。
なお、図4では、化学処理部103は、上流側(つまりワーク供給部101側)から下流側(つまりワーク回収部102側)に向かって、前処理槽104、化学処理槽105、後処理槽106、の順で設けられており、各槽で、ワークSの表面に処理が行われるようになっている。しかし、化学処理部103の構成は上記構成に限定されない。例えば、化学処理がメッキ処理の場合はメッキ槽を設定し、電解洗浄の場合は、洗浄槽等ワークSの表面に施す化学処理に合わせて適宜設定される。
(ワーク供給部101)
ワーク供給部101は、リールR1に巻かれたシート状のワークSを巻き戻して搬送手段110に供給するように構成されている。このワーク供給部101は、リールR1から巻き戻されたワークSを、その表面が鉛直方向と平行となり、しかも、その移動方向(つまり長手方向)が水平となるように姿勢を変化させる姿勢変更ロールSRを備えている。つまり、ワーク供給部101は、姿勢変更ロールSRによって、ワークSの表面が鉛直方向と平行となりしかもその幅方向が鉛直方向と平行となるようにワークSの姿勢を変更してから、ワークSを搬送手段110に供給するように構成されている。
(ワーク回収部102)
ワーク回収部102は、搬送手段110によって搬送されるワークS、つまり、化学処理部103でメッキ処理されたワークSをリールR2に巻き取って回収するように構成されている。なお、ワーク回収部102は、搬送手段110から供給されるワークSに対して、熱処理等の種々の処理を行う装置を備えていてもよい。この場合には、種々の処理が行われてから、ワークSはリールR2に巻き取られる。
(搬送手段110)
搬送手段110は、ワーク供給部101とワーク回収部102との間を周回する上下一対のエンドレスベルト111,111と、把持機構10と、を備えている。
(上下一対のエンドレスベルト111,111)
上下一対のエンドレスベルト111は、複数のプーリp等に巻き掛けられて、平面視で略矩形状の周回ループが形成されるように配設されている(図4、図5参照)。つまり、上下一対のエンドレスベルト111は、水平方向に沿って周回移動するように設けられている。
この上下一対のエンドレスベルト111は、ワーク供給部101から供給されるワークSを上下から挟む位置に設けられている。つまり、上側のエンドレスベルト111は、ワークSの上端部(ワークSの幅方向の端部であって上方に位置する端部)よりも上方に位置するように配設されている。また、下側のエンドレスベルト111は、ワークSの下端部(ワークSの幅方向の端部であって下方に位置する端部)よりも下方に位置するように配設されている。
(把持機構10)
この上下一対のエンドレスベルト111,111には、把持機構10の複数の把持部12が設けられている。複数の把持部12は、ワークSの端部を把持するものであり、エンドレスベルト111に沿って設けられている。具体的には、上側のエンドレスベルト111に設けられている複数の把持部12は、ワークSの上端部を等間隔で把持できるように、エンドレスベルト111に沿って等間隔で設けられている。同様に、下側のエンドレスベルト111に設けられている複数の把持部12は、ワークSの下端部を等間隔で把持できるように、エンドレスベルト111に沿って等間隔で設けられている。
そして、把持機構10は、ワーク供給部101の姿勢変更ロールSRによって姿勢が変更されたワークSを姿勢変更ロールSR近傍で把持部12が把持し、ワーク回収部102近傍で把持部12がワークSを解放するように構成されている。
しかも、把持機構10は、ワークSを把持する位置に、把持部12によるワークS把持をサポートする流体吹出手段11の流体吹出部11nを備えているが、詳細は後述する。
以上のような構成であるので、装置100では、ワーク供給部101から供給されたワークSの表面を鉛直方向と平行に維持した状態で搬送手段110によって搬送しながら、化学処理部103でワークSの表面をメッキ処理して、メッキ処理されたワークSをワーク回収部102に回収することができるのである。
なお、ワークSにメッキ処理を行う場合には、通常、ワークSに電流が供給される。このため、ワークSにメッキ処理を行う場合には、把持部12を介してワークSに電流を流すことができるように構成される。例えば、各把持部12におけるワークSと接触する部分(つまり後述する把持部材13,14の両方または一方)を導電性を有する素材によって形成し、この部分を導線等によって電源等に電気的に接続しておく。すると、把持部12を介して、必要なタイミングにおいて、ワークSに電流を流すことができる。
また、上下のエンドレスベルト111に設けられている把持部12は、互いに対応する位置に設けられていることが好ましい。つまり、上下のエンドレスベルト111に設けられている把持部12によって、ワークSの長手方向における同じ位置が把持されるように、上下のエンドレスベルト111に把持部12が設けられていることが望ましい。この場合、把持部12によってワークSを把持したときに、ワークSにしわなどが形成されにくくなるという利点が得られる。
上記例では、搬送手段110が上下のエンドレスベルト111を設けている場合を説明したが、エンドレスベルト111は上側だけに設けてもよい。つまり、ワークSの上端部だけを把持部12によって把持して、ワークSがエンドレスベルト111に吊り下げられたような状態で、ワークSを搬送する構成としてもよい。
(把持機構10の詳細な説明)
つぎに、把持機構10について詳細に説明する。
図1および図2に示すように、把持機構10は、流体吹出部11nを備えた流体吹出手段11と、複数の把持部12と、を備えている。
(把持部12)
まず、複数の把持部12は、ワークSの端部を把持する一対の把持部材13,14を備えており、この一対の把持部材13,14のうち、把持部材14が連結部15によって搬送手段110のエンドレスベルト111(図1および図2では上側のエンドレスベルト111)に連結されている。したがって、複数の把持部12は、エンドレスベルト111とともに周回移動するようになっている。
一対の把持部材13,14は、その下端部同士が接近離間できるように、その上端部が連結されている。例えば、図1および図2に示すように、把持部材14の上端部にブラケット14bを設け、このブラケット14bに把持部材13の上端を軸などを介して揺動可能に連結すれば、一対の把持部材13,14の下端部同士が接近離間できるように、両者を連結することができる。
なお、一対の把持部材13,14は、バネなどによって、常時両者の下端が接近した状態となるように付勢されていることが望ましい。この場合、ワークSを把持した状態において、何らかのトラブルがあってもワークSを把持した状態を維持できる。また、シリンダなどのアクチュエータによって一対の把持部材13,14を開閉する場合には、バネを設けなくてもよい。
以下では、一対の把持部材13,14の下端が接近した状態を、一対の把持部材13,14が閉じた状態といい、一対の把持部材13,14の下端が離間した状態を、一対の把持部材13,14が開いた状態という。
(流体吹出手段11)
上述した把持部12は、ワーク供給部101の姿勢変更ロールSR近傍において、ワーク供給部101から供給されたワークSの端部を把持する。このとき、把持部12は、一対の把持部材13,14が開閉し、一対の把持部材13,14が開いた状態において、ワークSの端部が一対の把持部材13,14の下端間に配置される。このように、ワークSの端部が一対の把持部材13,14の下端間に配置される位置の近傍には、流体吹出手段11の流体吹出部11nが設けられている。より詳しくいえば、一対の把持部材13,14が開いた状態であって、かつ、ワークSの端部が一対の把持部材13,14の下端間に配置されている状態となる位置に、流体吹出手段11の流体吹出部11nは設けられている。
流体吹出手段11は、流体吹出部11nと、流体吹出部11nに空気等の流体Lを供給する流体供給部11aを備えている。
流体供給部11aは、ある程度の圧力を有する流体Lを流体吹出部11nに供給できるものである。具体的には、流体吹出部11nから流体Lが放出された際に、ワークSの端部を変形させることができる(カールを伸ばすことができる)程度の圧力で流体Lを流体吹出部11nに供給することができるものである。なお、流体供給部11aは、上述したような流体Lを流体吹出部11nに供給できるものであればよく、とくに限定されない。例えば、流体Lが空気であれば、コンプレッサーやボンベ等を流体供給部11aとして採用できるし、流体Lが水等の液体であれば、ポンプを流体供給部11aとして採用きる。
流体吹出部11nは、その先端に流体Lを吹きだす吹き出し口を備えており、流体供給部から流体Lを供給すれば、吹き出し口から流体Lを吹きだすことができるようになっている。
この流体吹出部11nは、一対の把持部材13,14が開いた際に一対の把持部材13,14の下端間に形成される空間に、その吹き出し口から吹き出された流体Lを吹き付けることができるように配置されている(図3参照)。より詳しく言えば、一対の把持部材13,14が開いた状態において、この一対の把持部材13,14の下端間の空間に配置されているワークSの端部表面に吹き出し口から吹き出された流体Lを吹き付けることができるように、流体吹出部11nは配置されている。
しかも、ワークSの端部表面に吹き出し口から吹きつけられた流体Lのうち、少なくとも一部の流体Lは、ワークSの内方から端縁に向かう方向に沿って流れるように、流体吹出部11nは配置されている。
このように流体吹出部11nを配置した場合には、ワークSの端部がカールしていても、ワークSの端部を把持部12によって把持することができる。
つまり、図3に示すように、ワークSの端部が内方に向かってカールしている場合、把持部12の一対の把持部材13,14を閉じても、ワークSの端部を折り曲げた状態で把持するようになったり、ワークSを把持できなくなったりする可能性がある。
しかし、流体吹出部11nを上記のように配置すれば、ワークSの内方から端縁に向かう方向の流体Lによってカールが伸ばされる。つまり、流体LによってワークSの端部を伸ばした状態とすることができる。すると、把持部12の一対の把持部材13,14を閉じた際に、ワークSの端部を正常な状態で確実に把持することができる。
(流体吹出部11nの配置)
流体吹出部11nは、ワークSの端部表面に吹き出し口から吹き出された流体Lのうち、少なくとも一部の流体LがワークSの内方から端縁(流体吹出部11nに近い端縁)に向かう方向に沿って流れるように設けられていればよい。
例えば、流体吹出部11nの吹き出し口から吹き出された流体Lの流れる方向(言い換えれば吹き出し口の軸方向(図1のna))がワークSの端部表面に対して直交するように流体吹出部11nを配置する。すると、ワークSの端部表面に当たった流体Lは、ワークSの端部表面に沿って流れるので、一部の流体LがワークSの内方から端縁に向かう方向に沿って流すことができる。
また、流体吹出部11nの吹き出し口から吹き出された流体Lが、ワークSの端部表面と平行な方向かつワークSの端縁に向かって吹き出すように流体吹出部11nを配置してもよい。つまり、吹き出し口の軸方向がワークSの端部表面とほぼ平行となるように流体吹出部11nを配置する。すると、ワークSの端部表面に沿ってワークSの内方から端縁に向かう流体Lの流れを直接形成することができる。
さらに、図1に示すように、流体吹出部11nを、その吹き出し口の軸方向がワークSの端部表面に対して傾斜するように設けることもできる。このように流体吹出部11nを配置すれば、吹き出し口から吹き出した流体Lは、ワークSの端部表面に衝突すると、ワークSの端部表面に沿って、主にワークSの内方から端縁に向かうように流れる。すると、ワークSの端部表面に対して直交するように流体Lが衝突する場合に比べて、流体LによるワークSの端部を伸ばす力を強くできる。しかも、ワークSを把持部材14に押しつけるような力も発生する。ワークSが把持部材14に押しつけられれば、流体LによるワークSの端部を伸ばす力を有効に働かせることができる。したがって、図1に示すように、流体吹出部11nを、その吹き出し口の軸方向がワークSの端部表面に対して傾斜するように設ければ、ワークSの端部がカールしていても、端部を伸ばす効果を高くすることができる。
とくに、図3(B)に示すように、流体吹出部11nの吹き出し口の軸方向が、ワークSの端部がカールしたときに、そのカールしている部分に流体Lが直接吹き付けられるようにすれば、ワークSの端部に吹き付けられる流体Lの圧力が、そのままカールを伸ばす力になるので、ワークSの端部を伸ばす効果をより高くすることができる。
流体吹出部11nを、その吹き出し口の軸方向をワークSの端部表面に対して傾斜させる場合、その角度θ(図1参照)はとくに限定されない。例えば、0〜45度程度とすることができる。とくに、30〜40度とすれば、カールしている部分の内方に流体Lを直接吹き付けることができるので、好ましい。
(流体吹出部11nの数)
流体吹出部11nは、一つでもよいし複数設けてもよい。具体的には、複数の流体吹出部11nを、ワークSの端部端縁に沿って並ぶように配置してもよい。この場合、複数の流体吹出部11nによってワークSの端部に流体Lが吹き付けられるので、ワークSの端部を伸ばす効果を高くすることができる。
また、複数の流体吹出部11nを設ける場合には、ワークSを両側から挟むように複数の流体吹出部11nを設けてもよい。つまり、一の流体吹出部11nをワークSの表面(図3では左側の面)側に設け、他の流体吹出部11nをワークSの裏面(図3では右側の面)側に設けてもよい。この場合、ワークSがいずれの方向にカールしていても、流体吹出部11nから吹出される流体LによってワークSの端部を伸ばすことができる。
しかも、一の流体吹出部11nから吹き出された流体LによってワークSが厚さ方向に移動することを、他の流体吹出部11nから吹き出された流体Lによって抑えることができる。すると、一の流体吹出部11nから吹き出された流体LによってワークSの内方から端縁に向かう流体Lの流れを確実に作り出すことができるので、ワークSの端部を伸ばす効果を高くすることができる。
(流体吹出部11nについて)
上述した流体吹出部11nは、上記機能を有するものであればよくとくに限定されない。例えば、先端に吹き出し口を備えたノズルを一例として挙げることができるが、単なるパイプ等も使用することができる。
(流体Lの吹き出しタイミング)
流体Lは、流体吹出部11nから連続的に吹き出すようにしてもよいし、間欠的に吹き出すようにしてもよい。間欠的に吹き出す場合には、例えば、センサなどによって把持部12が所定の位置に配置されたことを検出すると、流体Lを吹き出すようにするなどの方法を採用することができる。
(把持部12の開閉機構)
把持機構10は、把持部12の一対の把持部材13,14を開閉させることによって、ワークSの把持解放を行う。把持部12の一対の把持部材13,14を開閉させる機構は、とくに限定されず、種々の方法を採用することができる。
例えば、シリンダ等のアクチュエータを使用して、所定の位置でアクチュエータを作動させれば、一対の把持部材13,14を所定の位置で開閉させることができる。また、上述したように、バネなどによって把持部12の一対の把持部材13,14が常時閉じた状態となるような構成とした場合には、カム機構を使用して、一対の把持部材13,14を開閉させてもよい。この場合、機械的に一対の把持部材13,14を開くことができるので、一対の把持部材13,14を所定の位置で確実に開かせることができる。
本発明のシート状ワークの把持機構は、化学処理を施す化学処理装置などにおいて長尺シート状ワークを把持する機構に適している。
10 シート状ワークの把持機構
11 流体吹出手段
12 把持部
13 把持部材
14 把持部材
100 化学処理装置
S ワーク
L 流体

Claims (5)

  1. シート状の部材における端部を把持する把持機構であって、
    互いに接近離間可能に設けられた一対の把持部材を備えた把持部と、
    該把持部一対の把持部材における前記シート状の部材の端部を把持する端部同士が離間した際に該端部間に形成される空間に流体を吹き付ける流体吹出部を備えた流体吹出手段と、を備えており、
    該流体吹出手段の流体吹出部は、
    空間に吹き付けた前記流体が前記シート状の部材の内方から端縁に向かう方向に沿って流れるように配置されている
    ことを特徴とするシート状ワークの把持機構。
  2. 前記流体吹出手段の流体吹出部は、
    流体を吹き出す吹き出し口の軸方向が、前記シート状の部材の表面に対して傾斜するように設けられている
    ことを特徴とする請求項1記載のシート状ワークの把持機構。
  3. 前記流体吹出手段は、
    前記流体吹出部を複数備えており、
    該複数の流体吹出部は、
    前記シート状の部材における端部端縁に沿って並んで配置されている
    ことを特徴とする請求項1または2記載のシート状ワークの把持機構。
  4. シート状の部材の端部を保持して搬送しながら該部材の化学処理を行う装置であって、
    該装置が、
    シート状の部材の端部を保持する、請求項1、2または3のシート状ワークの把持機構を備えている
    ことを特徴とする化学処理装置。
  5. シート状の部材に把持部を通して通電しながら処理を行う装置である
    ことを特徴とする請求項4記載の化学処理装置。
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