JPH06320468A - 基体保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも一端に開口端を有する少なくとも
部分的に中空の基体を内部で保持するための装置を得る
こと。 【構成】 基体保持装置５は、流体路を画定するコア部
材１０、この部材の流体路と開口２０により連通する部
材上に取り付けられた通常は膨らんでいる多孔材料２
５、及び多孔部材を収縮するためにコア部材と連通する
手段を有している。基体３５を保持するために多孔材料
２５から流体を吸引して収縮し、その後、開口２０に配
置された多孔材料は、多孔材料が基体を保持するために
通常の膨らんだ状態に戻るようにされ、基体を保持する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【利用上の分野】本発明は、中空基体を内部で保持する
ための装置に関し、特に、装置が吸着力を受けるまで基
体の内部表面に嵌められている把持手段を用いることに
よって、中空基体の内部表面を保持する装置に関する。

【０００２】

【先行技術】従来の基体保持装置は、例えばエアーポン
プを有する機械的装置によって膨張された、あるいは拡
張された膨張手段を用いて中空基体の内部を把持してい
る。公知の把持装置は以下の資料に示されており、Fuku
yama他の米国特許第 4,783,108、Aoki他の米国特許第
4,680,246、Cooperの米国特許第 3,945,486およびSobra
nの米国特許第 3,777,875、これらの幾つかは膨張部材
を開示している。簡単で、経済的な中空基体を内部で把
持するための装置および方法が必要とされている。

【０００３】

【発明の概要】本発明は、少なくとも一部において開口
を有する基体を内部で保持するための装置であって、
（ａ）流体が通路を画定する部材と、（ｂ）前記部材の
流体の通路と連通する前記部材上に取り付けられた通常
は膨らんだ多孔材料と、（ｃ）前記部材に連通して前記
多孔材料を収縮するための手段、前記収縮手段は、基体
を保持するために、通常は膨らまされている前記多孔材
料を戻すための基体の開口に配置されている前記多孔材
料に応答して、消勢されることを特徴とする基体保持装
置である。また、少なくとも一部において開口を有する
基体を内部で保持するための方法であって、（ａ）多孔
材料から流体を引き抜いて多孔材料の流体圧を減少し
て、前記材料の少なくとも一部を収縮し、（ｂ）前記基
体の開口に、前記収縮した材料の少なくとも一部を挿入
し、（ｃ）少なくとも部分的に減少するステップをとめ
て、前記多孔材料が流体を留め、前記基体を保持するた
めに膨張するようにしている。

【０００４】

【実施例】図１−図４において、同じか、あるいは類似
の構成要素には同じ参照番号が割当られている。図１に
おいて、基体保持装置５は、周囲表面に開口２０を有す
る円筒状のコア部材１０、開口２０と連通している室１
５、閉じた終端１７及び連続層における部材１０の外部
表面を完全に覆っている多孔材料２５を有している。図
２において、基体保持装置５は、周囲表面に開口２０を
有する円筒状のコア部材１０、開口２０と連通する室１
５、閉じた終端１７、開口２０を覆っているパッチ形状
をした多孔材料２５、及び材料２５の上に重なっている
可撓性のバリヤ層３０を有している。図２において、部
材１０の外部表面は、部分的に材料２５はない。図３に
おいて、基体保持装置５は、平面の終端領域５５、室１
５、閉じた終端１７を有する長円形のコア部材１０を含
み、多孔材料２５は平面の終端領域５５の表面上に配置
され、そしてバリヤ層３０は材料２５の上に重なってい
る。円筒形の支持シャフト４５とプレート５０は室１５
の一端を囲っており、それにより、部材１０と結合し、
且つ取り付けられている。流体はシャフト４５を通して
抜くことができる。図３において、部材１０との結合を
容易にするためにプレート５０は室１５の直径より大き
な直径を有している。図３の変形実施例においては、プ
レート５０とシャフト４５は室１５に配置されている円
筒形チューブの一端を形成している。図３のこの変形例
において、コア部材１０の端１７は閉じられており、円
筒状のチューブは室１５の断面直径と近似している断面
直径を有しており、そして円筒状のチューブは開口２０
と通じる表面開口を有している。

【０００５】図１，２及び３において、流体路は室１５
と開口２０を有している。吸引装置（図示せず）は開口
２０を通して材料２５から流体を吸引する吸い上げ力を
作るために室１５と連通しており、それにより、多孔材
料２５が厚みを減じ、即ち収縮するようになる。実施例
において、特に材料２５が、図１におけるように連続層
になっている場合には、表面開口上に直接ある材料は、
開口から離れて配置されている材料より収縮するするた
めに、材料は不揃いに収縮するかもしれない。流体は適
当な方法で連続的に蓄積され、或いは配置されている室
１５を通して移動する。多孔材料は、材料の元の膨張し
た厚みに基づいて、好ましくは約１０％から８０％の範
囲の量によって材料の厚みを減少し、更に好ましくは約
２０％から４０％の範囲の量によって材料の厚みを減少
して、コア部材の基体への位置決めを容易にするために
適当な厚みに収縮される。適当な剛性、或いは可撓性の
基体は、本発明の基体保持装置によって保持することが
できる。基体は円筒状の断面形状、或いは長円形のよう
な非円筒状の断面形状を有することができる。基体は、
一端或いは両端に開口のある少なくとも部分的に中空、
更には全体的に中空であるものが好ましい。好適な実施
例においては、基体は、光受容体の製造に用いられ、且
つ露出していても、或いは典型的には光受容体に見られ
る感光層のような層で覆われていてもよい。基体は適当
な大きさを有している。剛性の円筒状基体に適した大き
さは、長さが約５cmから約５０cm、外径が約１cmから約
３０cm、厚みが約0.5 cmから約２cmの範囲にあるのが好
ましい。可撓性基体の大きさは、長さが約５cmから約５
０cm、外径が約３cmから約５０cm、厚みが約0.025 cmか
ら約0.2 cmの範囲にあるのが好ましい。

【０００６】吸引力が多孔材料の少なくとも一部を収縮
する、基体保持装置は図４に示されるように基体に挿入
される。図４において、基体保持装置５の一部が、閉じ
た一端１７を含み、収縮した多孔材料２５に重ねられ
て、基体３５に挿入される。可撓性のバリヤ層３０が多
孔材料２５を覆っている。板４０が装置５の外部表面と
基体３５の外部表面の間の平行関係を保つために選択的
に設けられる。基体保持装置は基体の内の有効的な深さ
に、好ましくは、基体の開口から測って、基体の全長の
約１／８から全長に渡って、更に好ましくは、基体の開
口から測って、基体の全長の約１／４から約３／４に渡
って挿入することができる。基体保持装置が基体内に位
置された後、吸引力が解除され、或いは効果的なレベル
まで減少され、これにより、多孔材料は流体を含んで、
基体の内表面に係合するまで膨張する。材料は基体の内
表面に係合する効果的な量膨張する、好ましくは完全に
膨らんだ材料の厚さの約５０から１００％膨張し、更に
好ましくは完全に膨らんだ材料の厚さの約７５から１０
０％膨張する。「係合」という言葉は多孔材料と基体の
内部表面の間の摩擦接触を意味し、或いはバリア層が存
在する場合は、バリア層と基体の内部表面の間の摩擦接
触を意味する。実施例において、多孔材料は基体の内部
表面に接触することによって、元の膨張した厚さより少
なく膨らむ。この場合、基体の内部表面に対して多孔材
料或いはバリア層によって及ぼされた膨張圧は基体保持
装置が基体をより強く把持するようになる。可撓性バリ
ア層が存在する実施例においては、バリア層は密閉シー
ルとして働き、それにより、基体の内部からの取り入れ
られた流体の漏洩を防止する。バリア層が密閉シールと
して働くことは、例えば基体保持装置が、基体の表面に
瞬間的に層化された光導電材料をコーティングするため
に、基体が溶液に浸された場合の、基体のディップコー
ティングにおいて用いられた場合に起きる。ディップコ
ーティングにおいて、密閉シールとして働くバリア層は
基体の内部表面と基体保持装置を接触するために安定さ
れる溶液の間の空気を取り除く働きをする。基体の底部
と基体保持装置の端にある溶液の間の空気を取り除くこ
とが、溶液が基体の内部表面をコーティングすることが
ら防ぐために、実施する場合には必要である。それによ
り、溶液の使用を最小限にし、ある実施では、コーティ
ングされた基体の内部表面は光受容体の製造においては
殆どあるいは全く使用されるない。

【０００７】コア部材は、流体路を内蔵するために適当
な形状および構成にすることができる。流体路という用
語は、部材を通して多孔材料から好ましくは収集或いは
処理領域まで流体を取り除くコア部材にある１つ或いは
それ以上の通路を言う。コア部材の流体路は流体の移動
のための多孔材料の孔と連通している。多孔或いは多孔
のあると言う用語は、流体の通過を許す相互に結合され
た微小な開口或いはチャネルを言う。流体路は以下の１
つあるいは全てを含んでいる：部材内の室、室と多孔材
料をつなぐ開口、および材料の壁そして／または内部に
ある孔。コア部材の表面に対して開口を設けた実施例に
おいては、開口は、１つ、２つ、３つ、４つ等のような
適当な数である。この表面開口は不規則な、或いは規則
的な間隔を含むコア部材表面上に効果的なバターンに配
列される。多孔材料の性質によって、流体は、表面開口
あるいは孔から離れた多孔材料の位置から部材の表面に
ある表面開口あるいは孔へ移動する。流体という用語
は、水および類似の液体、或いは空気、窒素あるいは類
似の気体を言う。コア部材は、円筒形、長方形あるいは
長円形の断面形状を有しており、少なくとも部分的に中
空あるいは完全に中空であるのがよい。実施例における
コア部材は図１、２および４に示されているいるように
管状をなしていか、或いは図３に示されているように平
面の終端領域を有する長円形の形状をしている。実施例
において、コア部材は、例えば発泡プラスチック（plas
tic foam) のようなここで述べられたタイプの多孔材料
から作られた多孔物質の固体片である。またコア部材
は、表面に任意のチャネルのある室を有する発泡体のよ
うな多孔材料から作られている。実施例において、コア
部材は、吸着力の形成を容易にするために少なくとも密
閉された一端を有しており、他の一端は吸着装置に接続
されている。コア部材は可撓性でもよいが、特に光受容
体の製造工程において基体を保持するためには剛性であ
るのが好ましい。コア部材に適した材料は、ステンレス
綱、アルミニューム、銅、鉄或いは類似物のような金属
及び強化されていない熱可塑性ポリマー（例えば、ポリ
エチレン、ポリビニールクロライド、ＡＢＳポリマー及
びポリプロピレン）及び例えばガラスファイバーの重量
パーセントで６０から８０％がブレンドされた熱硬化性
ポリマー（例えば、ポリエステル、フェノール樹脂及び
エポキシ樹脂）を含んでいる。コア部材は、またここに
開示された型の多孔材料から全体的に或いは部分的に作
られており、ポリスチレン、ポリウレタン、エポキシ、
及びポリビニールクロライドのような剛性の発泡プラス
チックであるのが好ましい。発泡プラスチックは開放セ
ル或いは密閉セルであってよい。コア部材は適当な大き
さのものであるのがよい。例えば、図１と図２における
ような円筒状の断面、或いは図３におけるような長円形
断面を有する中空部材にとって、この部材は次に示す大
きさを有しているのが好ましい。約３cmから約２０cmの
範囲の長さ、約１cmから約２０cmの範囲の外径、及び約
１mmから約５cmの範囲の壁厚。しかしこれらの大きさは
保持される基体の大きさによって変わるであろう。

【０００８】多孔材料は、例えば材料に複数の孔をあ
け、また発砲プラスチックを作る従来の方法等の適当な
全ての方法によって作られる。材料から流体を取り除く
吸引力によって収縮するが、もしこの吸引力が無けれ
ば、多孔材料は通常は膨張しているあらゆる適当な材料
である。吸引力が全くないか、或いは少ない吸引力の場
合には、収縮材料は通常は流体を含んで膨らんでいる。
多孔材料という用語は、流体注入装置、ポンプ及びその
類似物を有する如何なる機械装置も使用しないで、流体
を保持し、或いは含んでいることを示している。機械装
置は用いられるが、材料の本来の性質に基づいて、この
ような装置を用いずに多孔材料は膨張状態を維持し、流
体を含む能力を有している。多孔材料を特徴ずける１つ
の好ましいものは軟らかいスポンジ状の材料である。実
施例において、多孔材料は、例えば材料の周りにある空
気のような周囲の状態から流体を含むことができる。バ
リア層は多孔材料を覆っている場合、この材料は、吸引
力が終わると例えばコア部材の流体路から流体を含み、
或いは多孔材料の孔が流体路と連通しているので、効果
的に減少される。多孔材料を膨らませたり、収縮したり
するのに要する時間は適当な時間でよいが、好ましくは
0.5 秒から５分の範囲であり、更に好ましくは、１秒か
ら５秒である。

【０００９】多孔材料は、発砲プラスチックが好まし
い。実施例において、密閉された発泡セルが多孔材料に
用いられているが、開放発泡セルが好ましい。開放発泡
セルは、例えばロジャーズ コーポレーション（Rogers
Corporation）からのものを利用することができる。多
孔材料は弾性のあるスポンジ状の性質を有しているのが
好ましく、ポリウレタン、ゴム、ラテックス、ポリエチ
レン、ビニールポリマー或いは他のエラストマー及びそ
の類似物のような発泡プラスチックであるのが好まし
い。多孔材料は、収縮して基体に装置の一部を挿入し、
基体の内部において材料或いは任意のバリア層が基体の
内部表面に嵌まるように膨張するのに適した厚みを有し
ている。多孔材料は、吸引力を受けると、約１mmから５
cmの厚みを有するのが良く、更に約１０mmから３cmの厚
みを有するのが好ましい。基体保持装置、すなわちコア
部材、多孔材料およびバリア層（もし有れば）は、吸引
力を受けないとき、基体の断面の内径に等しいか、大き
い断面外径を有している。基体保持装置の断面外径は、
吸引力を受けないとき、約２％から約５０％の範囲の量
だけ基体の断面内径を越えるのが好ましく、更に基体の
大きさに基づいて、約５％から２５％の範囲にあるのが
好ましい。

【００１０】多孔材料は、コア部材の外表面の適当な部
分を覆っている。実施例において、多孔材料は、連続し
た或いは実質的に連続した層の部材の全外表面を覆って
いる。他の実施例においては、多孔材料は、コア部材の
表面開口を覆っている１つ或いは多数のバッチ形状であ
り、表面開口の端を過ぎて適当な距離まで伸びており、
表面開口の端を約４mmから約１０mmの範囲まで伸びてい
るのが好ましい。パッチは、円形、長方形、正方形及び
類似の形状のすべての適当な形状をしている。実施例に
おいて、多孔材料は、例えば図３に示されているように
コア部材の一部或いは全長に沿って伸びているストリッ
プ形状をしている。多孔材料は、例えば基体のドリップ
コティングの間、気密シールを与える一様に平らな表面
を有している。この表面は、多くのピーク、谷或いは適
当な表面形状を含む。接着セメントのような接着材を使
用して、多孔材料をコア部材の表面に取り付けるために
適当な方法を用いることができる。圧力感知シリコーン
(silicone)やシアノアクリラートもバリア層を多孔材料
に糊付けするのに用いられる。接着材は選択的に用いら
れるので、多孔材料の孔と流体路の間の連通を実質的に
遮断することはない。接着層は適当な厚みを有してお
り、約0.5 mmから約３mmの範囲の厚みを有するのが好ま
しい。

【００１１】バリア層は流体を実質的に通過させること
がなく、多孔材料の露出した表面の適当な一部あるいは
全部を覆っている。露出したという用語は、コア材料と
接触していない多孔材料の表面であり、例えば多孔材料
の頂面と側面を含んでいる。バリア層の目的は周囲の空
気或いは他の流体が多孔材料の孔に入るのを防止するこ
とである。何故ならば、このような流体は吸引力が多孔
材料を完全に或いは部分的に膨らませることを妨げるか
らである。吸引力が材料の孔に入る流体の割合と同じ割
合、或いはより低い割合で多孔材料から流体を抜き取る
時に、材料の不完全さ或いは非収縮が生じる。多孔材料
は完全い収縮される必要はなく、実施する場合、部分的
な収縮が有用である。バリア層は適当な材料から作られ
る。図示の材料はゴム、シリコーンゴム、フッ化エラス
トマー及びポリウレタンを含んでいる。スプレイし、コ
ーティングしおよびモールディングすることを含んでい
るバリア層を多孔材料に重ねるために適当な方法が用い
られる。接着層が適当な厚みを有しており、0.2mm から
2cm の範囲が好ましく、更に0.5mm から10mmの範囲がな
お好ましい。例えば真空ポンプを有する吸引力を発生す
るための適当な装置が用いられる。実施例における吸引
装置はコア部材の終端に結合され、コア部材の流体路と
連通する。適当な吸引力が多孔材料を収縮するために与
えられ、約７００トールから２０トールの範囲が好まし
く、更に約５００トールから１００トールの範囲がなお
好ましい。多孔材料を膨張させるために、吸引力が適当
なレベルに減少され、約２０％から約９５％の範囲の量
まで減少されるのが好ましく、更に元の吸引力に基づい
て、５０％から９０％の範囲まで減少されるのがよい。
基体保持装置から基体を開放するために、適当な吸引力
が多孔材料を収縮するためにここで開示した量になるま
で作られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による基体保持装置の縦断面図
を示す。

【図２】本発明の他の実施例による基体保持装置の縦断
面図を示す。

【図３】本発明の更に他の実施例による基体保持装置の
部分縦断面を有する斜視図を示す。

【図４】基体内に配置された基体保持装置の縦断面図を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクサンダー エイ アントネリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14622 ロチェスター ヒルヴィュー ドライヴ 200 (72)発明者 ユージーン エイ スウェイン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ベンディング ボー ド ライヴ 649 (72)発明者 マーク シー ペトロポーラス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14519 オンタリオ レイク ロード 708 (72)発明者 ロバート エイ ダフィー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ブルー スプラース ド ライヴ 632 (72)発明者 ジョン ケイ ウィリアムス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート チャドウェル サークル ９

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部において開口を有する基
   体を内部で保持するための装置であって、 （ａ）流体が通路を画定する部材と、 （ｂ）前記部材の流体の通路と連通する前記部材上に取
   り付けられた通常は膨らんだ多孔材料と、 （ｃ）前記部材に連通して前記多孔材料を収縮するため
   の手段、前記収縮手段は、基体を保持するために、通常
   は膨らまされている前記多孔材料を戻すための基体の開
   口に配置されている前記多孔材料に応答して、消勢され
   ることを特徴とする基体保持装置。
2. 【請求項２】 前記多孔材料は、前記部材の外部表面の
   選ばれた部分を覆っていることを特徴とする請求項１に
   記載の装置。
3. 【請求項３】 前記部材は、実質的に平らな端部領域を
   有すると共に、前記平らな端部領域の表面上に前記多孔
   材料が設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の装置。