JP7756002B2 - Ｐｖｄプロセスで使用される円筒状の伸長基材用の固定具 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状の延長ワークピースを処理するために、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセスで使用される固定具に関する。本発明の文脈上、ワークピースという用語は、切断ツールなどのツールも含む。本発明の固定具は、任意の基材で作製されたワークピースをコーティングするのに適し、このワークピースは、ＰＶＤプロセスにより、任意の種類のコーティング機構を用いてコーティングされるのに適し、ＰＶＤプロセスを使用して生産することができる。本発明の固定具は、任意の種類の陰極アーク堆積及びスパッタ堆積プロセスを用いて、基材をコーティングするのに特に適する。

上記ワークピースの特定の特性を向上させるため、真空処理機構の真空チャンバ内のワークピースを前処理し、コーティングし、後処理することが現状技術から既知である。これらの特性は、摩損及び腐食摩耗に対する耐性を含むが、それらに限定されない。この目的で使用されるコーティングプロセスは、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＰＡＣＶＤなどの薄膜堆積法だけでなく、厚膜堆積法も含むが、それらに限定されない。全てのワークピース上のコーティングの確実な接着及び均一性を確保するために、ＰＶＤコーティングが堆積される前にワークピースを入念に清浄にしなければならない。コーティングの基材への接着を高めるための立証された前処理方法としては、ＤＥ３３３０１４４から既知である電子衝撃による加熱、ＤＥ２８３３８７６に記載されるような貴ガスイオンを用いるスパッタエッチング、化学反応によるワークピースのエッチングなどが挙げられる。ＰＶＤ技術は、陰極アーク堆積、電子ビーム物理蒸着、蒸着、近接昇華、パルスレーザ堆積、スパッタ堆積、パルス電子堆積、及び昇華サンドイッチ法を含む。更に、ワークピースは、例えば、表面を研磨して陰極アーク蒸着中に一般的に形成される小滴を除去し、減摩挙動を向上させることによって後処理することができる。しかしながら、ワークピースを前処理し、コーティングし、後処理するこれらの方法の一覧は網羅的ではない。

陰極アーク蒸着又はスパッタ堆積（スパッタリングと称されることもある）などのＰＶＤ堆積技術は、真空処理機構の真空チャンバ内で実行される。上述したように、ＰＶＤは、基材の表面上に薄膜を堆積させる方法である。ＰＶＤ法の使用は、一般的に数μｍ、好ましくは１～５０μｍの厚さを有するコーティングの堆積に適する。

できる限り均一なコーティングの厚さ及び品質の分布を得るためには、処理源及びエッチング源を越えるワークピースの移動を制御することが極めて重要である。前処理、コーティング、及び／又は後処理される部分は、機構軸を中心に対称に配置される、又はカルーセル様ワークピース支持体上に回転可能に搭載される個々のワークピースホルダに固定されることが多い。既知の産業機器は通常、真空チャンバ、典型的には真空チャンバの底部に回転可能に接続されるワークピースホルダ又はカルーセル様ワークピース支持体を使用する。

処理されるワークピースの均一な処理、ひいては均一なコーティング厚は、大抵の場合、三重運動を行うワークピースキャリア装置を用いることによって得られる。従って、機器に対して中心軸を中心に回転可能である第１の機構が提供される。第１の回転機構は、以下太陽機構と称される。太陽機構に対して、第２の回転機構が太陽機構上に提供され、その回転軸は太陽機構の回転軸と平行にオフセットされる。第２の回転機構は、以下遊星機構と称される。以下月機構と称される第３の回転機構が遊星機構上に提供され、その回転軸は遊星機構と太陽機構に平行である。太陽機構、遊星機構、及び月機構間の接続は、強制接続及び歯車機構を通じて実現されることが多い。月機構は、断続的又は連続的に回転運動に設定することができる。

ＵＳ６６２０２５４において、Ｚａｅｃｈ及びＫｕｎｚは、真空処理用ワークピース支持体、特に、三重運動を行うコーティング機器を開示している。太陽機構は、機器に対して軸を中心に回転可能であり、装置側の駆動装置に結合される。遊星機構と称され、回転軸が太陽機構の回転軸に平行にオフセットされた第２の回転機構は、該装置に対して駆動結合を有して提供される。月機構と称され、太陽機構及び遊星機構の回転軸と平行である第３の回転機構は、回転可能に搭載され、月機構との駆動接続を提供する。駆動接続は、連続動作をもたらすように確立される。強制接続及び歯車機構により、開示されるワークピース支持体は動作中の月機構の特徴的運動を呈し、これは当業者にとって既知である。

ＥＰ２０４８２６３Ｂ１において、Ｅｓｓｅｒ及びＺａｅｃｈは、変速比を簡易に変更する機能を提供する構成を備えたワークピースキャリアを開示している。開示されるワークピースキャリアの主要な利点は、簡易な始動機構と変速比の変更機能とを同時に備えることである。ベースフレームは、主軸を中心に回転可能であり、１つの電動モータによって動力を提供される。始動は、中央アクチュエータを用いることによって実行されない。その代わりに、耐トルク歯車が旋回台に固定され、別の歯車がカルーセルの外周に搭載される。２つの歯車は相互に噛み合う。モータはカルーセルの外周上の歯車に動力を提供し、それにより、ワークピースキャリアが回転する。ワークピースホルダは、ワークピースホルダの強制回転を生じさせるように、歯車を介して中心軸に接続される。この種の構成は、ワークピースの連続的回転をもたらし、このことは、薄多層コーティングの堆積にとって特に重要である。変速比は、サイズ、つまり歯車の歯の数を変更することによって調節することができる。

上述の特許のように、伸長ワークピースの場合、ワークピースホルダは、ワークピースが縦方向に位置決めされるように、月機構上に搭載されることが多い。例えば、ワークピースの伸長方向の軸は、上記特許に記載される月機構の回転軸の全てに平行である。

ワークピースのサイズが十分に小さい場合、１つのみのワークピースバッチ内でできる限り多くのワークピースをコーティングするために、縦方向に均一に分散されたテーブルをキャリア構造に設けることができる。これは、ワークピースのサイズ及び伸長によって制限されることが明らかである。

大径の円筒状ワークピースを表面全体で均等に処理しなければならない場合、問題が生じる。前部領域における処理品質は、側部領域における処理品質と同じではない。この問題を回避するため、この種のワークピースは通常、ワークピースホルダの回転中心軸に対して特定の角度でワークピースを傾斜させる特定のワークピースホルダ上に搭載される。他の角度も利用可能であるが、４５°の傾斜が最良の処理品質をもたらすことが見出された。ワークピースの回転全体は、ワークピースの二重回転として説明することができる。第１の回転は、スピンドルの中心に搭載されたワークピースの回転であり、第２の回転は、スピンドルを搭載するカルーセルの回転である。

いくつかのワークピースの伸長及び現状技術の固定具の設計のため、真空処理機構の真空チャンバ内で処理可能なワークピースの数は制限される。真空処理チャンバに挿入される伸長ワークピースの長は、上記伸長ワークピースが傾斜する角度に大きく依存する。ワークピースの４５°の傾斜角がコーティングプロセスにとって理想的であることが分かっているため、現状技術の固定具はこの角度で設計されることが多い。

しかしながら、伸長ワークピースを約４５°の角度で傾斜させると、このような真空機構の真空チャンバ内の空間が失われ、それにより、同時に上記真空チャンバ内に装填及び処理されるワークピースの数が大幅に制限される。

本発明は、ワークピースの側部領域及び前部領域の同時処理を可能にする円筒状の伸長ワークピース用固定具を提供することを目的とする。更に、本発明の目的は、現状技術の固定具で処理され得るよりも、更に伸長されたワークピースを処理することを可能にする固定具を提供することであり、特に、所与のサイズ及び所与の体積のコーティングチャンバを使用するとき、本発明のワークピースは、現状技術のワークピースよりも更に伸長させることができる。本発明のもう１つの目的は、生産コストを低減するために、真空機構の真空チャンバに一度で挿入することができる上記伸長ワークピースの数量を増大させることである。

これらの目的は、円筒状の伸長ワークピース用固定具を提供する本発明によって達成される。放射方向と回転方向の両方での本発明の固定具の二重傾斜は、各伸長ワークピースによって占められる体積を減少させることによって、真空機構の真空チャンバが、経済的に実現可能に動作しながら、より大きなワークピースバッチサイズを装填することができる。更に、本発明の固定具の設計は、現状技術の固定具では真空チャンバに装填することができない更に伸長されたワークピースの挿入も可能にする。加えて、本発明の固定具の回転は、ワークピースの側部領域及び前部領域全体を通じて均一なコーティング厚の分布を可能にする。

本発明の固定具の分解図である。 上方から見た本発明の固定具の一実施形態の図である。 本発明の固定具の一実施形態の側面図である。 本発明の固定具の一実施形態の鳥瞰図である。 複数の本発明の固定具がスピンドル上に積み重ねられて搭載される、本発明の一好適な側面を示す図である。 カルーセル及びスピンドルを備えるＰＶＤコーティングチャンバの概略図である。 最大包囲円筒径Ｄｘを示す本発明の固定具の一実施形態の概略図である。

図面のラベリング
１ スピンドル
２ 太陽歯車
３ 回転スリーブ／リール
４ 保持プレート
５ 支持プレート
６ スロット
７ スリーブ３の回転軸
８ スピンドル１の回転軸
９ 中央部
１０ アーム
１１ 長手アーム方向
１２ ハンド
１３ 長手ハンド方向
１５ カルーセル
１６ ＰＶＤコーティングチャンバ
α アーム間の角度
β ハンドとアーム間の角度
γ 保持プレート（平面Ｂ）の中央部に対するリール（基材）の回転軸の傾斜角
Ｂ スピンドルに対して９０°の角度で位置し、保持プレートの中央部と重複する平面

本発明の文脈上、本明細書では図１に示すリール３とも称される回転スリーブは、好ましくは、円筒状物体として定義される。図示されない他の実施形態では、回転スリーブは、例えば、円錐や球などの別の形状を有することもできる。回転スリーブは、例えば、円筒状物体と円錐状物体との組み合わせなどの形状の組み合わせを有することもできる。円筒状物体である回転スリーブは、底部、頂部、及び壁部を含む。側部領域とも称される壁部は、底部を頂部に連結する。本発明に示される実施形態では、回転スリーブは中空である。他の実施形態では、回転スリーブは、材料を充填することもできる。好ましくは、回転スリーブは単独の材料で作製されるが、同じ又は異なる材料を含む異なる部分から成ることもできる。

好ましくは円筒状物体である回転スリーブは、回転スリーブを回転させるために歯車が回転スリーブと噛み合うことを可能にする特性を有する。この回転スリーブは、例えば、側部領域に沿ってスロット６を有する円筒状物体として実現することができ、これらのスロットは、適切な歯車がスロット６に噛み合うように製造されている。スロット６は、好ましくは、壁部のほぼ全長に沿って延在し、具体的には、スロット６は、壁部の全長の７０％超、好ましくは７５％超、好ましくは８０％超、及び最も好ましくは９０％超に沿って延在する。スロット６は、好ましくは、回転スリーブ３の回転軸７を中心に対称に配置される（図１及び５）。スロット６は、長穴、楕円穴、及び長スロットとも称される細長穴の形状を有する。スロット６の最長延長方向である伸長方向は、回転スリーブ３の回転軸７に対して傾斜している。後述するように、傾斜は、保持プレート４の部分、例えば、ハンド１２の傾斜に依存する。

各回転スリーブは、少なくとも４つ、より好ましくは少なくとも６つ、より好ましくは少なくとも８つ、及びさらに好ましくは１１以上のスロット６を備える。更に、本発明の文脈上、太陽歯車は、太陽機構と称される第１の回転可能機構内の歯車として定義される。

本発明は、好ましくは、伸長した円筒状ワークピースを処理するために、真空処理機構の真空チャンバ内で使用される固定具を開示する。当然ながら、伸長ワークピースではない、又は非円筒状の形状を有するワークピースも処理することができる。本発明の固定具を使用してコーティングすることができるワークピースは、例えば以下のような衛生部品を含む。
－蛇口
－蛇口本体
－噴出口
－ポンプオペレータヘッド
－キャップ
－ディスペンサ本体、例えば、ソープディスペンサ
－コートフック本体
－トイレットペーパーロールホルダ本体

しかしながら、本発明の固定具を用いてコーティングすることができる、基材とも称されるワークピースは、上記リストに限定されない。更に、本発明の固定具は、様々なサイズの基材を同時にコーティングすることを可能にする。

本発明の固定具は、スピンドル１、太陽歯車２、保持プレート４、及びリール３を備える。図示されないワークピースホルダは、リール３上に適応搭載可能である。よって、少なくとも１つのリール３及び少なくとも１つの基材は、より詳細に後述するように、放射及び回転方向に傾斜している。

図５に示されるように、多数の保持プレート４をスピンドル１上に搭載することができる。説明を簡易化するため、以下では、図１～４に示すように、１つのみの保持プレート４が例示的に示される。少なくとも１つの保持プレート４が、少なくとも１つのスピンドル１に搭載される。保持プレートは、好ましくは、圧締めによってスピンドル１に搭載される。しかしながら、複数の保持プレート４（図５）は、縦方向に積み重ねることによって、同じスピンドル１に搭載することができる。縦方向とは、保持プレート４がスピンドル１の回転軸８に沿って相互に積み重ねられることを意味する（図５）。複数の保持プレート４がこのように積み重ねられる場合、積み重ねることができる保持プレート４の数は基材長に依存する。換言すると、スピンドル１の回転軸８に平行に測定される２つの保持プレート４間の距離は、長い基材よりも短い基材で小さくなる。

この本文では、保持プレート４がスピンドル１に搭載される保持プレート４の部分は、保持プレート４の中央部９と称される。保持プレート４の中央部９は、好ましくは、平坦プレートであるが、円筒形状を有することができる。保持プレート４の中央部９は、好ましくは、スピンドル１に搭載されたときに、スピンドル１の回転軸８に対して回転可能に対称である。保持プレート４の中央部９は、スピンドル１に搭載された場合に、平面Ｂ内に位置し（図５）、平面Ｂの垂線Ｎはスピンドル１の回転軸８に平行である。

保持プレート４は、中央部９に加えて、中央から略放射方向外方に向く少なくとも１つの部分を含み、この部分は以下アーム１０と称する。アーム１０は、長手アーム方向１１に延在している。本実施形態の長手アーム方向１１は、アーム１０の伸長の主方向である。しかしながら、長手アーム方向１１は、スピンドル１の回転軸８を起点とし、放射方向に伸長する方向として定義することもできる。アーム１０は、回転対称に中央部９に取り付けられる。従って、互いに隣接する２つのアーム１０の２つの長手アーム方向１１間の角度は、３６０°をアーム１０の数で割った角度である。図示される実施形態では、保持プレート４は３つのアーム１０を備えるため、２つのアーム１０間の角度、より正確には、２つの隣接アーム１０の長手アーム方向１１間の角度は１２０°である。長手アーム方向１１は、スピンドル１の回転軸８に対して、約９０°の角度を呈する。

上述したように、保持プレート４は、２つ以上のアーム１０、好ましくは、２～１０個のアーム１０を備えることができる。本明細書ではハンド１２と称される保持プレート４の別の部分が、アーム１０に取り付けられる。ハンド１２は、長手ハンド方向１３に延在している。本実施形態の長手ハンド方向１３は、中央部９の平面内のハンド１２の伸長の主方向である。ハンド１２は、アーム１０を介して回転対称に中央部９に取り付けられる。図２に示されるように、長手ハンド方向１３は、保持プレート４に取り付けられた長手アーム方向１１に対して約９０°の角度を呈する。他の実施形態では、この角度は７０°～１１０°であることが好ましい可能性がある。好適な実施形態では、この角度は５０°～１３０°であることが好ましい可能性がある。ここでも、この角度は、中央部９の平面、例えば、平面Ｂ内で測定される。

更に、図５及び３で良く分かるように、ハンド１２は、中央部９の平面Ｂの外方に方向付けられる。製造上の文言では、ハンド１２はアーム１０から屈曲する。ハンド１２は、本文で後述するように、太陽歯車２の接線に沿って方向付けられる。更に、平面Ｂの外部の長手ハンド方向１３は、平面Ｂに対して約２０°～７０°、好ましくは約４５°、又は、換言すると、平面Ｂの垂線Ｎに対して７０°～２０°、好ましくは約４５°傾斜している。コーティング品質は、この保持プレート４の中央部９の平面Ｂ（全ての図面でＢとして示される）に対する角度で最大となる。保持プレート４のアーム１０は、リール３をその上に搭載させる手段を含む。保持プレート４の種類を変更し（例えば、アーム１０の数を変更することによってハンド１２の数を変更し）、それによりリール３の数を変更することによって、本発明の固定具を様々な数量の基材に適応させることができる。

リール３は、傘歯車及び遊星歯車の両方の機能を同時に果たす。傘歯車及び遊星歯車をリール３に置き換えることによって、現状技術の固定具と比較して、よりコンパクトで軽量な構造が確保される。更に、傘歯車及び遊星歯車を使用する現状技術の固定具と比較して、上記種類のリール３を構築するのに必要な部品が少なくてすみ、本発明の固定具の全体的な複雑度が軽減される。

リール３は、太陽歯車２がリール３に噛み合うことを可能にして、太陽歯車２が回転するときに、リール３を回転させる手段を備える。これは、例えば、リール３の周囲に沿ったスロットによって、又は現状技術の歯車のような突出部によって実現可能であるが、これらに限定されない。好ましくは、傾斜スロットはリール３の周囲に沿って延びて、太陽歯車がリールに噛み合うことを可能にすることによってリールを回転させる。リール３は、太陽歯車２上の理想的な動作を確実にするために、所定の角度及び半径で製造される。これは、ワークピースの側部領域及び前部領域の連続的かつ均質なコーティングという恩恵をもたらす。

太陽歯車２は、スピンドルに搭載され、リール３に噛み合わせてリールを回転させるように製造された歯車である。動作中、太陽歯車２は外側でインターロックする。係止は、例えばボルトによって行うことができる。もう１つの係止の例は、車両のハンドブレーキと同様の小型ブレーキであってもよい。係止の更に別の例では、金属シートが太陽歯車２で固定され、具体的には、金属シートが太陽歯車２にねじ込まれる、あるいは溶接、糊付け、半田付けされる。金属シートは、好ましくは、金属シートに取り付けられる金属シートアームを含む。好ましくは、金属シートアーム及び金属シートは一体片である。金属シートアームは、好ましくは、カルーセルの中心ロッドによって固定される。よって、抑止を実現することができる。複数の保持プレートが１つのスピンドル１に積み重ねられる場合、複数の太陽歯車２が必要である。より正確には、１つの保持プレート４の１つ以上のリール３を回転させるためには、１つの太陽歯車２が必要である。

太陽歯車２とリール３は、現状技術から既知なように、特別な種類の太陽と遊星の組み合わせを形成する。しかし、少なくとも１つのリール３は太陽歯車２に対して傾斜しているため、現状技術の固定具よりも一層伸長されたワークピースの収容が可能である。更に、ワークピースの側部領域及び前部領域全体を通じて均一なコーティングを得るために、リール３の傾斜が必要である。太陽歯車２とリール３の適応構造により、様々なサイズのワークピースを真空チャンバ内で処理することができる。太陽歯車２とリール３の変速比は、径を変更することによって調節することができる。変速比ｉ＝太陽歯車：リールは、好ましくは、１：２＜ｉ＜１：１０となるように選択される。コーティングチャンバ内で本発明の基材固定具を使用するために上記径を変更する際の限定係数は、好ましくは、スピンドル１の最大包囲円筒径Ｄｘとすることができる（図７）。「スピンドルの最大包囲円筒径」という用語は、具体的には、コーティングチャンバ内の処理（例えば、コーティングプロセス）を実行する際に最高品質の基材（ワークピース）を保持するために使用可能なカルーセルの各スピンドルの最大包囲円筒径Ｄｘを意味する。本実施形態では、包囲円、又は三次元で言えば（既に上述したように）包囲円筒は、コーティング対象の基材を配置することができる空間である。仮にこの円／円筒の外に出る場合、カルーセルの２つの異なるスピンドルからの基材が衝突する。概して、各プラントは好ましくは、独自のカルーセルを有し得るため、包囲円／円筒の径は、プラント毎に変動する可能性がある。図７では、本実施形態の文脈上、何を最大包囲円筒径Ｄｘとして理解すべきかが示されている。従って、スピンドル１の最大包囲径Ｄ（図１と比較されたい）は、最大包囲円筒径Ｄｘよりも小さい（図７と比較されたい）。

リール３毎に、１つのワークピースホルダ（図示せず）が搭載可能である。ワークピースホルダのリール３上への適応搭載により、様々なバッチで処理される基材の種類の変更を可能にする。更に、ワークピースホルダは、様々なサイズ及び形状の異なるワークピースを収容するために容易に交換し、短時間内にリール３に搭載することができる。１つ以上の保持プレート４がスピンドル１に搭載可能であり、スピンドル１がカルーセル１５に搭載可能である（図６）。上記種類の１つ又は複数のスピンドル１のいずれかを、カルーセル１５に搭載することができる。上述したように、本発明の固定具は、第１の回転可能機構と称される。保持プレート４は、好ましくは圧締めによってスピンドル１に固定される。スピンドル１を始動することによって、保持プレート４は強制的に回転させられる。太陽歯車２は、スピンドル１の始動中、外側で抑止されることによって、機構の第３の回転であるリール３の回転をもたらす。この第１の回転可能機構では、太陽歯車２は太陽に関係し、スピンドル１を中心とした保持プレート４の回転は遊星回転に関係し、中心軸を中心とした傾斜リールの回転は月の回転に関係する。スピンドル１を搭載可能なカルーセル１５の回転は、第２の回転可能機構と称される。カルーセル１５の回転は、時計回り方向又は反時計回り方向のいずれであってもよい。カルーセル１５の回転方向は、コーティング品質に影響を及ぼさない。同じことが、スピンドル１及び固定具にも当てはまる。

本発明の実施形態は、例示のために記載されており、単に例示であることを意味し、従って限定的ではない。

本発明の一側面によると、本発明の固定具は、ワークピース上で前処理、後処理、及び／又はＰＶＤプロセスを実行するために使用される真空処理機構の真空チャンバ１６内に搭載される。上記プロセスは特に、イオンエッチング、陰極アーク堆積、及びスパッタリングを含む。

本発明の別の側面によると、複数のリール３が保持プレート４に搭載される。次いで、保持プレート４は、所望数のリール３を収容するように製造されなければならない。保持プレート４上に搭載されるリール３の数は、基材のサイズに依存する。数ｎは、好ましくは、２≦ｎ≦１０となるように選択される。最も好ましくは、リールの数は、３≦ｎ≦５となるように選択される。

図５に示される本発明の好適な側面によると、複数の本発明の固定具は、多数の基材が同時にコーティングされることを可能にするために、スピンドル１上に積み重ねられて搭載される。本発明の固定具を１つのスピンドル上に何個積み重ねることができるかは、コーティング対象のワークピースのサイズに依存する。本発明の好適な側面によると、リール３の製造方法はプロセス工程を含み、追加プロセスがリールを構築するために使用される。

これらの追加のプロセスは、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）技術、従来の又はコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）旋削又はフライス切削、レーザ切断（例えば、Ｔｒｕｍｐｆ Ｒｏｔｏｐｌａｓ））を含む。最も好ましくは、リール３は、追加プロセスのみを用いて製造される。
追加の製造方法を使用するリール３の製造は、好ましくは、コスト低減及びプロセス最適化をもたらす。

本発明の一側面によると、太陽歯車２は金属材料で作製される。プラスチック材料とは対照的に、金属材料は、動作温度の上昇中にガスを発生しない。太陽歯車２は、好ましくは、ステンレス鋼で作製される。ステンレス鋼は良好な電導性を発揮し、非磁性であり、錆びない。この材料は、所定の動作パラメータ内で、良好な温度安定性及び機械的安定性を発揮する。

本発明の別の側面によると、太陽歯車２は、水噴射切断、レーザ切断、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）、又は従来の旋削若しくはフライス切削を用いて製造される。水噴射切断は開発努力を低減し、コストを節減させるため、太陽歯車２は、好ましくは、水噴射切断を用いて製造される。

本発明の別の側面によると、保持プレートは金属材料で作製される。固定プレートは、好ましくは、１．４３０１ステンレス鋼で作製される。この種のステンレス鋼は、溶接性や成形し易さなどの利点を示し、非磁性であり、良好な機械加工性を有する。

本発明の別の好適な実施形態を以下説明する。上記好適な実施形態の分解図を図１に示す。本発明の固定具の好適な本実施形態の様々な図を図２～４に示す。太陽歯車２は、１．４３０１ステンレス鋼製であり、好ましくは、低製造コストのためにレーザ切断によって製造される。しかしながら、旋削、フライス切削、及び水噴射切断などの製造方法も使用することができる。上記太陽歯車２は、スピンドル１上に回転可能に搭載される。次に、１．４３０１ステンレス鋼製の保持プレート４は、圧締めを介してカルーセル１５のスピンドル１に固定される。保持スリーブを用いて、保持プレート４にリール３を収容することができる。本実施形態では、保持プレート４は、３つのリール３を収容するために、３つのアーム１０、よって、３つのハンド１２を有して製造される。これにより、アーム１０間の角度α＝１２０°となる。上述したように、βは、本実施形態では常に約９０°であるが、更なる実施形態では７０°～１１０°、６０°～１２０°、又は５０°～１１０°であってもよい。リールは、各リール３が固定プレートの中央部９（平面Ｂ）に対してγ＝４５°の角度を成すように、固定プレートに搭載される。リール３はまた、例えば、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）技術を用いて製造することができ、これは製造技術に鑑み、投資の増大につながる。しかしながら、リール３は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）技術を用いて製造することもできる。リール３は、リール３の周囲に沿って延びる傾斜スロット６を有して製造される。次いで、本発明の固定具はスピンドル１に搭載される。図５に示されるように、複数の固定具をスピンドル１上に積み重ねることができる。本実施形態では、例えば、カルーセルの各スピンドルの最大包囲円筒径Ｄｘが約１８０ｍｍ以上である場合、スピンドル１の最大包囲径Ｄは、約１５ｍｍ以上となるように選択することができる。好ましくは、カルーセルの各スピンドルの最大包囲円筒径Ｄｘは、約１８０ｍｍ又は好ましくはそれ以上である。好ましくは、スピンドル１の最大包囲径Ｄは、約１５ｍｍ又は好ましくはそれ以上となるように選択することができる。これらの寸法の範囲は単に例であり、本発明の限定として理解されるべきではない。

本発明の一側面によると、固定具は、ばねを用いることによって外側に回転させて、アクチュエータによって導入される連続的回転の代わりに断続的回転を生じさせることができる。

本発明の更なる好適な実施形態を以下の段落で説明する。

好ましくは、保持プレートは、スピンドルの回転軸に対して約９０°の角度を成す平面（Ｂ）内に位置する中央部と、平面（Ｂ）内に位置し、スピンドルの回転軸に対して約９０°の角度を成し、中央部から略放射方向外方に向き、本明細書ではアームと称される部分と、アームに取り付けられ、本明細書ではハンドと称され、アームに対して約９０°の角度と平面（Ｂ）に対して２０°～７０°の傾斜（γ）とを有し、リールのハンドへの搭載を可能にする手段を含む部分と、を備える。好ましくは、複数の保持プレートと同数の太陽歯車とが、積み重ねられてスピンドルに搭載され、理想的には、あらゆる太陽歯車が１つの保持プレートの少なくとも１つのリールに調節される。
好ましくは、長手アーム方向は、スピンドル（１）の回転軸に対して約９０°を呈する。

好ましくは、本開示における長手方向は、アーム又はハンドの部分の主方向を意味する。アーム及びハンドは保持プレート（４）の一部であり、つまり、アームは好ましくはプレートであり、ハンドは好ましくはプレートである。長手方向は、プレートの平面内に位置する。アームは好ましくは、長手形状を有する。アームの長手方向は長手形状に沿って延在する。ハンドは好ましくは、長手形状を有する。ハンドの長手方向は長手形状に沿って延在する。

好ましくは、アームの一端は中央部に取り付けられる。アームの他端はハンドに取り付けられる。

好ましくは、保持プレート（４）は、中央部と、アームと、ハンドとを含む単一部分から成る。

好ましくは、リール（３）は、底部と、頂部と、底部を頂部に連結する壁部とを有する円筒形状を有する。好ましくは、傾斜スロットは壁部に配置される。好ましくは、リール（３）は中空円筒である。

リール（３）好ましくは、少なくとも部分的に追加で製造された材料を含む。

好ましくは、基材の回転速度は、基材が自身の回転軸を中心に回転する速度である。最後に、独立した保護を求める発明の以下の代替的な説明及び特徴を提供することができる。

真空処理機構の真空チャンバ内で使用される固定具機構は、スピンドル、歯車（太陽歯車）、円筒状物体を備え、円筒状物体は、円筒状物体を回転させるために上記歯車が円筒状物体と噛み合うことを可能にする特性を発揮する。該機構は、太陽歯車が軸を中心に上記円筒状物体（「リール」と称することができる）を回転させるように設計され、この軸は、太陽歯車の回転線に対して湾曲して傾斜し、太陽歯車の回転線と交差しない線を表す。

上述の構造に関して、独立して、又は既存の請求項又は明細書の他の追加の特徴と組み合わせて、保護が請求される。

ここでは、概して、該機構は、あらゆる可能な変形を表す図５に示されるように、いくつかの太陽歯車と、太陽歯車に属しスピンドルに沿って積み重ねて搭載されるリールと、を備えることが好ましい。

上述の実施形態及び請求項とは関係なく、以下の特徴を有する実施形態に独立した保護が求められる。

真空処理機構の真空チャンバ１６内で使用される固定具機構は、
スピンドル１と、本文では太陽歯車２と称される歯車と、本文ではリール３と称される円筒状物体であって、円筒状物体を回転させるために歯車が円筒状物体と噛み合うことを可能にする特性を発揮する円筒状物体と、保持プレート４と、を備え、保持プレート４がスピンドル１に搭載される一方、太陽歯車２はスピンドル１に回転可能に搭載され、動作中に外側でインターロックすることにより、好ましくは、スピンドル１は太陽歯車２を回転させず、リール３は保持プレート４に搭載され、ワークピースホルダのリール３への搭載を可能にする手段を提供し、
保持プレート４は平面Ｂ内に位置する中央部９を含み、平面Ｂの垂線Ｎはスピンドル１の回転軸に平行であり、
保持プレート４は長手アーム方向１１に延在するアーム１０を備え、アーム１０は中央部９に取り付けられ、アーム１０、好ましくは長手アーム方向１１は、中央部９から略放射方向外方に向いており、アーム１０、好ましくは長手アーム方向１１は平面Ｂ内に位置することにより、好ましくは中央部９及びアーム１０、好ましくは長手アーム方向１１はスピンドル１の回転軸７に対して約９０°の角度を成し、
保持プレート４は長手ハンド方向１３に延在するハンド１２を備え、ハンド１２はアーム１０に取り付けられ、ハンド１２、好ましくは長手ハンド方向１３は、アーム１０、好ましくは長手アーム方向１１に対して５０°～１３０°の角度を成し、ハンド１２、好ましくは長手ハンド方向１３は、平面Ｂの垂線方向Ｎに対して約２０°～７０°の傾斜を呈し、ハンド１２はリール３のハンド１２への搭載を可能にする手段を含み、
太陽歯車２とリール３は、太陽歯車２をリール３に噛み合わせることによってリールを回転させるように製造される。

Claims (8)

1. 真空処理機構の真空チャンバ（１６）内で使用される固定具機構であって、
   スピンドル（１）と、
   太陽歯車（２）と称される歯車と、
   リール（３）と称される円筒状物体であって、ワークピースホルダが搭載され、前記円筒状物体を回転させるために前記歯車が前記円筒状物体と噛み合うことを可能にする特性を発揮する円筒状物体と、
   保持プレート（４）と、を備え、
   前記保持プレート（４）が前記スピンドル（１）に固定され、前記太陽歯車（２）が前記スピンドル（１）に回転可能に搭載され、かつ前記スピンドル（１）の回転中に外側でインターロックされることにより、前記スピンドル（１）が前記太陽歯車（２）を回転させず、前記リール（３）が前記保持プレート（４）に回転可能に搭載されて、前記ワークピースホルダの前記リール（３）への搭載を可能にする手段を提供し、
   前記保持プレート（４）が平面（Ｂ）内に位置する中央部（９）を含み、前記平面（Ｂ）の垂線（Ｎ）が前記スピンドル（１）の回転軸と平行であり、前記保持プレート（４）が長手アーム方向（１１）に延在するアーム（１０）を含み、前記アーム（１０）が前記中央部（９）に取り付けられ、前記長手アーム方向（１１）が前記中央部（９）から放射方向外方に延在し、前記アーム（１０）が前記平面（Ｂ）内に位置し、
   前記保持プレート（４）が長手ハンド方向（１３）に延在するハンド（１２）を含み、前記ハンド（１２）が前記アーム（１０）に取り付けられ、前記長手ハンド方向（１３）及び前記長手アーム方向（１１）が５０°～１３０°の角度（β）を成し、前記ハンド（１２）が、前記平面（Ｂ）に対して２０°～７０°の傾斜を呈して内方を向くように傾斜 し、前記ハンド（１２）が前記リール（３）の前記ハンド（１２）への搭載を可能にする手段を含み、
   前記太陽歯車（２）が前記リール（３）に噛み合うことを可能にすることによって前記リールを回転させる、固定具機構。
2. 前記長手ハンド方向（１３）及び前記長手アーム方向（１１）が、９０°の角度を成す、請求項１に記載の固定具機構。
3. 前記ハンド（１２）の前記傾斜は４５°である、請求項１又は２に記載の固定具機構。
4. 前記リールを回転させるために前記歯車が前記リールと噛み合うことを可能にする前記リール（３）の前記特性が、前記リール（３）の周囲に沿って延びる傾斜スロット（６）として実行される、請求項１～３のいずれか一項に記載の固定具機構。
5. 変速比ｉ＝前記太陽歯車：前記リールが１：２＜ｉ＜１：１０として選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載の固定具機構。
6. 前記保持プレート（４）が、複数のリール（３）を収容するように製造される、請求項１～５のいずれか一項に記載の固定具機構。
7. 少なくとも２つの前記保持プレート（４）が前記スピンドル（１）に搭載され、同数の前記太陽歯車（２）が前記スピンドル（１）に回転可能に搭載され、前記保持プレート（４）及び前記太陽歯車（２）が積み重ねられて前記スピンドル（１）に搭載され、少なくとも１つの前記リール（３）が前記保持プレート（４）のそれぞれの上に搭載され、全ての前記太陽歯車（２）が前記リール（３）のうちの少なくとも１つに対して調節される、請求項１～６のいずれか一項に記載の固定具機構。
8. 前記固定具機構が前記太陽歯車（２）の第１の機構と前記保持プレート（４）とを備え、変速比ｊ＝前記太陽歯車：前記リールが、前記太陽歯車（２）の第２の機構と前記保持プレート（４）との変速比ｉと異なることによって、異なる基材が同時に処理されることを可能にする、請求項７に記載の固定具機構。