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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Entstauber zum Entfernen von
Staub von einem Werkstück wie etwa einem Glassubstrat.
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Stand der Technik
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Es
ist eine Entstauber bekannt, in dem eine Drehbürste in
Kontakt mit einem transportierten Werkstück gebracht wird,
um an dem Werkstück haftenden Staub bürstend zu
entfernen (offen gelegte
japanische
Patentanmeldungen Nr. 2003-334499 und
2005-211722 ). Der Entstauber gemäß der
offen gelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2005-211722 bewegt die Drehbürste
mittels eines Motors in der Achsenrichtung der Bürste nach
vorne und nach hinten, während sie die Drehbürste
mittels eines anderen Motors um die Achsenmitte der Bürste dreht,
wodurch die Staub entfernende Wirkung verbessert wird. Als Mechanismus
für die nach vorne und hinten gerichtete Bewegung der Drehbürste kann
ein sich hin und her bewegender Gleitkurbelmechanismus verwendet
werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Problemstellung der Erfindung
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Ein
herkömmlicher Entstauber muss jedoch einen großen
Raum zum Installieren eines Gleitkurbelmechanismus aufweisen, sodass
es schwierig ist, den Entstauber zu miniaturisieren. Der Entstauber umfasst
weiterhin zwei Motoren jeweils für die Drehung und für
die nach hinten und nach vorne erfolgende Bewegung der Drehbürste,
wodurch die gesamte Vorrichtung vergrößert wird
und die Kosten erhöht werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Entstauber anzugeben,
der Staub weiterhin effektiv entfernen kann, wobei gleichzeitig
die gesamte Vorrichtung miniaturisiert ist und die Kosten reduziert
sind.
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Problemlösung
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Ein
Entstauber der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Drehbürste,
die an einem Werkstück haftenden Staub entfernt; eine Werkstück-Transporteinrichtung
zum Transportieren des Werkstücks in einer Richtung, die
die Achsenrichtung der Drehbürste kreuzt; eine Bürstendreheinrichtung
zum Drehen der Drehbürste um die Achsenmitte der Drehbürste
synchron zu der Werkstück-Transporteinrichtung; und eine
Bürsten-Vor-/Rückwegungseinrichtung zum Bewegen
der Drehbürste nach vorne und hinten in der Achsenrichtung
der Drehbürste synchron zu der Werkstück-Transporteinrichtung.
Der Entstauber umfasst weiterhin einen Motor als gemeinsame Antriebsquelle
für die Bürstendreheinrichtung und die Bürsten-Vor- /Rückbewegungseinrichtung.
Die Bürstendreheinrichtung umfasst eine Antriebsübertragungseinrichtung
zum Übertragen der Antriebsleistung des Motors auf die
Drehbürste als Drehung der Drehbürste. Die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung
umfasst eine Antriebsübertragungseinrichtung zum Wandeln
des Motorantriebs zu einer nach vorne und hinten gerichteten Bewegung
der Drehbürste, um die nach vorne und hinten gerichtete
Bewegung auf die Drehbürste zu übertragen.
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Bei
diesem Aufbau wird ein Motor sowohl für die Drehung der
Drehbürste als auch für die nach hinten und nach
vorne gerichtete Bewegung der Drehbürste verwendet, sodass
im Vergleich zu der Verwendung von zwei Motoren für die
beiden Bewegungen eine Miniaturisierung der gesamten Vorrichtung und
eine Kostenreduktion erzielt werden kann.
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Beispiele
für das zu reinigende Werkstück sind etwa eine
Leiterplatte, ein Flüssigkristallglassubstrat, ein flexibles
Substrat, ein Keramiksubstrat, eine Kunststoffplatte, ein Flüssigkristallanzeigepaneel, eine
Vakuumschale, eine Linse, eine optische Wellenleiterplatte, ein
Film und ein Papier. Die äußere Form des Werkstücks
kann eine Rechteckform oder eine Scheibenform wie etwa diejenige
eines weiter unten beschriebenen Wafers sein.
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Vorzugsweise
weist die Antriebsübertragungseinrichtung der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung
einen Nockenmechanismus auf, wobei der Nockenmechanismus einen Nockenfolger
und einen zylindrischen Nocken mit einem Nockenteil, dem der Nockenfolger
folgt, umfasst und konfiguriert ist, um sich unter dem Antrieb des
Motors zu drehen. Der zylindrische Nocken ist mit der Drehbürste
verbunden, um sich zusammen mit und koaxial zu der Drehbürste
zu drehen und nach hinten und nach vorne zu bewegen. Der Nockenfolger
ist an einer unbeweglichen Position fixiert, sodass sich der zylindrische
Nocken drehen kann, wenn sich der Motor dreht, wobei die Drehung
des zylindrischen Nockens zu einer nach hinten und nach vorne gerichteten
Bewegung des zylindrischen Nockens gewandelt wird.
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Wenn
sich bei diesem Aufbau der Motor dreht, drehen sich die Drehbürste
und der zylindrische Nocken, wobei der Nockenfolger gestattet, dass sich
der zylindrische Nocken zusammen mit der Drehbürste nach
hinten und nach vorne bewegt. Mit dem einfachen Mechanismus des
Nockenmechanismus und des zylindrischen Nockens kann sich die Drehbürste
unter Verwendung eines einzelnen Motors drehen und nach hinten und
nach vorne bewegen. Es ist zu beachten, dass der Nockenteil eine
Rille sein kann, die in der Umfangsfläche des zylindrischen
Nockens ausgebildet ist, oder ein Vorsprung, der an der Umfangsfläche
des zylindrischen Nockens angebracht ist.
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Vorzugsweise
umfasst der Entstauber der vorliegenden Erfindung weiterhin eine
Basis, die den Nockenfolger an der unbeweglichen Position fixiert; und
eine Drehwelle, die den zylindrischen Nocken mit der Drehbürste
verbindet und sich zusammen mit dem zylindrischen Nocken und der
Drehbürste dreht und nach hinten und nach vorne bewegt.
Die Drehwelle erstreckt sich durch den zylindrischen Nocken und
ist im Inneren des zylindrischen Nockens fixiert, wobei ein Teil
der Drehwelle, der von dem zylindrischen Nocken in einer Achsenrichtung
nach außen vorsteht, drehbar und beweglich an der Basis
gehalten wird.
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Bei
diesem Aufbau kann die Drehwelle drehbar und beweglich gehalten
werden, indem effektiv die Basis verwendet wird, die den Nockenfolger
hält. Weiterhin kann der zylindrische Nocken über
die gehaltene Drehwelle drehbar gehalten werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Drehwelle zwei Drehwellen, die koaxial zueinander angeordnet
sind, wobei sich die zwei Drehwellen durch den zylindrischen Nocken
erstrecken und im Inneren des zylindrischen Nockens fixiert sind.
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Bei
diesem Aufbau umfasst die Drehwelle zwei Drehwellen, wodurch die
Montage der Drehwellen, des zylindrischen Nockens und der Drehbürste vereinfacht
werden kann. Weiterhin sind die zwei Drehwellen im Inneren des zylindrischen
Nockens fixiert, sodass der zylindrische Nocken effektiv als Verbindungsteil
für die Verbindung der zwei Drehwellen verwendet werden
kann.
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Vorzugsweise
weist der Nockenfolger eine Stiftform auf. Vorzugsweise ist der
Nockenteil derart beschaffen, dass die Drehzahl des zylindrischen
Nockens gleich der Anzahl der hin und her erfolgenden Bewegungen
des zylindrischen Nockens in der Richtung nach hinten und nach vorne
ist. Vorzugsweise ist der zylindrische Nocken aus Kunststoff ausgebildet,
während der Nockenfolger aus Metall ausgebildet ist. Alternativ
dazu sind der zylindrische Nocken und der Nockenfolger vorzugsweise
aus Metall ausgebildet.
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Vorzugsweise
ist die Drehbürste ausgebildet, um jedes Mal eine nach
hinten und vorne erfolgende Bewegung zu vollziehen, wenn sich die
Drehbürste ein Mal dreht. Vorzugsweise umfasst die Drehbürste
ein erstes Ende, auf das eine Antriebskraft für die Drehung
aus der Antriebsübertragungseinrichtung der Bürstendreheinrichtung übertragen
wird, und ein zweites Ende, auf das eine Antriebskraft für die
nach hinten und nach vorne gerichtete Bewegung aus der Antriebsübertragungseinrichtung
der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung übertragen wird.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Ende in der Achsenmitte
der Drehbürste angeordnet. Vorzugsweise weist der Motor
eine Ausgabewelle auf, die koaxial zu der Drehbürste angeordnet
ist. Vorzugsweise ist die Ausgabewelle über die Antriebsübertragungseinrichtung
der Bürstendreheinrichtung mit der Achsenmitte der Drehbürste
verbunden. Alternativ hierzu umfasst die Antriebsübertragungseinrichtung
der Bürstendreheinrichtung vorzugsweise eine Hauptwelle,
die mit der Ausgabewelle verbunden ist, eine Keilnabe, die einstückig
mit der Hauptwelle ausgebildet ist, eine Keilwelle, die in die Keilnabe
eingesetzt ist, und eine Kopplung, die die Keilwelle mit der Drehbürste
verbindet.
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Vorzugsweise
transportiert die Werkstück-Transporteinrichtung das Werkstück
in einer Richtung, die die Achsenrichtung der Drehbürste kreuzt.
Vorzugsweise ist die Drehbürste derart aufgebaut, dass
sie in Kontakt mit dem Werkstück kommt. Vorzugsweise weist
die Drehbürste einen eingesetzten Teil auf, der durch eine
leitende Faser gebildet wird, wobei der eingesetzt Teil in einen
Drehkontakt mit der Oberfläche des Werkstücks
gebracht wird. Vorzugsweise umfasst der Entstauber der vorliegenden
Erfindung weiterhin einen Höheneinstellmechanismus, der
ausgebildet ist, um die Höhe der Drehbürste in Übereinstimmung
mit der Dicke des Werkstücks einzustellen.
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Gemäß einem
anderen bevorzugten Modus der vorliegenden Erfindung weist die Antriebsübertragungseinrichtung
der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung einen
Nockenmechanismus auf, wobei der Nockenmechanismus einen Nockenfolger, einen
Nockenteil, entlang dessen der Nockenfolger geführt wird,
und einen zylindrischen Nocken auf, der sich unter dem Antrieb des
Motors bewegt. Der zylindrische Nocken ist derart vorgesehen, dass
die Achsenrichtung des zyindrischen Nockens parallel zu derjenigen
der Drehbürste ist. Der Nockenfolger ist mit der Drehbürste
verbunden, sodass sich der Nockenfolger zusammen mit der Drehbürste
nach hinten und nach vorne bewegt, wenn sich der Motor dreht.
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Wenn
sich bei diesem Aufbau der Motor dreht, drehen sich die Drehbürste
und der zylindrische Nocken. Wenn sich der zylindrische Nocken dreht,
vollzieht der Nockenfolger (als angetriebener Teil) eine nach hinten
und nach vorne gerichtete Bewegung zusammen mit und parallel zu
der Drehbürste. Die Drehbürste kann mittels eines
einzelnen Motors und unter Verwendung eines einfachen Aufbaus wie
etwa dem Nockenmechanismus mit dem zylindrischen Nocken gedreht
und nach hinten und nach vorne bewegt werden. Es ist zu beachten,
dass der Nockenteil eine Rille, die in der Umfangsfläche
des zylindrischen Nockens ausgebildet ist, oder ein Vorsprung, der
an der Umfangsfläche des zylindrischen Nockens angebracht
ist, sein kann.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Staubentferner
der vorliegenden Erfindung nicht nur auf ein zu transportierendes
Werkstück, sondern auch auf ein zu drehendes Werkstück
angewendet werden.
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Der
Entstauber umfasst in diesem Fall: eine Drehbürste, die
auf der Oberfläche eines scheibenförmigen Werkstücks
haftenden Staub entfernt; eine Werkstückdreheinrichtung
zum Drehen des Werkstücks um die Achsenmitte des Werkstücks;
eine Bürstendreheinrichtung zum Drehen der Drehbürste um
die Achsenmitte der Drehbürste synchron zu der Werkstückdreheinrichtung;
eine Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung zum
Bewegen der Drehbürste in der diametralen Richtung des
Werkstücks synchron zu der Werkstückdreheinrichtung;
und einen Motor, der als gemeinsame Antriebsquelle für
die Bürstendreheinrichtung und die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung
dient. Die Bürstendreheinrichtung umfasst eine Antriebsübertragungseinrichtung
zum Übertragen des Antriebs des Motors auf die Drehbürste
als Drehung der Drehbürste. Die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung
umfasst eine Antriebsübertragungseinrichtung zum Wandeln
des Antriebs des Motors zu einer nach hinten und nach vorne gerichteten
Bewegung der Drehbürste, um die nach hinten und nach vorne
gerichtete Bewegung auf die Drehbürste zu übertragen.
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Es
ist zu beachten, dass das scheibenförmige Werkstück
zum Beispiel ein Wafer oder ein scheibenförmiges Speichermedium
wie etwa eine CD sein kann.
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Effekte der Erfindung
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Mit
dem Entstauber der vorliegenden Erfindung kann Staub effektiv entfernt
werden, wobei die gesamte Vorrichtung miniaturisiert werden kann
und die Kosten reduziert werden können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht, die einen Entstauber gemäß einer
ersten Ausführungsform zeigt.
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2 ist
eine Draufsicht auf den Entstauber von 1.
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die den Hauptteil des Entstaubers
von 1 vergrößert zeigt.
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4 ist
eine 3 ähnliche schematische Schnittansicht,
wobei (a) den Ausgangszustand zeigt, (b) den Zeitpunkt zeigt, zu
dem sich der Motor um 1/4 aus dem Ausgangszustand gedreht hat, (c) den
Zeitpunkt zeigt, zu dem sich der Motor um 2/4 aus dem Ausgangszustand
gedreht hat, und (d) den Zustand zeigt, zu dem sich der Motor um
3/4 aus dem Ausgangszustand gedreht hat.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht, die den Hauptteil eines Staubentferners
gemäß einer zweiten Ausführungsform vergrößert
zeigt.
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6 ist
eine schematische Schnittansicht, die den Hauptteil eines Staubentferners
gemäß einer dritten Ausführungsform vergrößert
zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Ein
Staubentferner gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Der Staubentferner entfernt mittels einer Bürste
Abfälle, Staub und Verunreinigungen von der Oberfläche
(der oberen Fläche) eines Werkstücks, das ein
beliebiges Substrat sein kann. Abfälle, Staub und Verunreinigungen
werden nachfolgend gesammelt als „Staub" bezeichnet.
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<Erste
Ausführungsform>
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1 ist
eine Vorderansicht, die einen Hauptteil eines Staubentferners zeigt,
und 2 ist eine Draufsicht auf den Hauptteil des Staubentferners.
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Ein
Staubentferner 1 weist eine untere Basis 2 auf
einem Ständer (nicht gezeigt) auf, wobei ein Werkstückbehandlungsbereich
zum Durchführen einer Staubentfernungsoperation in Bezug
auf das Werkstück W (das Substrat) über der unteren
Basis 2 vorgesehen ist.
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Beispiele
für das Werkstück W sind etwa eine Leiterplatte,
ein Flüssigkristallglassubstrat, ein flexibles Substrat,
ein Keramiksubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Flüssigkristallanzeigepaneel,
eine Vakuumschale, eine Linse, eine optische Wellenleiterplatte,
ein Film und ein Papier. Das Werkstück W weist in dieser
Ausführungsform eine Rechteckform auf.
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Ein
erster Halteständer 3 und ein zweiter Halteständer 4 sind
horizontal voneinander entfernt auf der unteren Basis 2 angeordnet.
Eine obere Basis 5 ist derart angeordnet, dass sie sich
in einen oberen Teil zwischen dem ersten Halteständer 3 und
dem zweiten Halteständer 4 erstreckt. Die obere
Basis 5 weist eine Hauptkörperbasis 51 auf,
die sich in einer horizontalen Richtung erstreckt. Eine rechte vertikale Basis 52,
eine mittlere vertikale Basis 53 und eine linke vertikale
Basis 54 erstrecken sich von der unteren Fläche
der Hauptkörperbasis 51 nach unten. Die rechte
vertikale Basis 52 und die linke vertikale Basis 54 sind
derart ausgebildet, dass sie in einer vertikalen Richtung in Bezug
auf den ersten Halteständer 3 und den zweiten
Halteständer 4 gleiten können.
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Der
erste Halteständer 3 und der zweite Halteständer 4 weisen
Höheneinstellmechanismen 6, 6 auf, die
jeweils an oberen Enden befestigt sind. Die Höheneinstellungsmechanismen 6, 6 bewegen
die obere Basis 5 in der vertikalen Richtung über
die rechte vertikale Basis 52 und die linke vertikale Basis 54.
Dadurch kann die Position einer Komponente (z. B. einer weiter unten
beschriebenen Drehbürste 11) auf der oberen Basis 5 in
der vertikalen Richtung unter Berücksichtung der Dicke
des Werkstücks W eingestellt werden.
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In
dem Werkstückbehandlungsbereich sind angeordnet: eine Drehbürste 11,
die den an dem Werkstück W haftenden Staub entfernt; eine
Werkstück-Transporteinrichtung 12, die das Werkstück
W in einer Richtung transportiert; eine Bürstendreheinrichtung 13,
die die Drehbürste 11 um die Achsenmitte der Bürste
dreht; und eine Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14,
die die Drehbürste 11 nach vorne und nach hinten
in der Achsenrichtung der Bürste synchron zu der Werkstück-Transporteinrichtung
bewegt. Die Bürstendreheinrichtung 13 und die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 umfassen
einen Motor 15, der als gemeinsame Antriebsquelle dient.
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Die
Achsenrichtung der Drehbürste 11, d. h. die Vor-/Rückbewegungsrichtung
der Drehbürste 11, kreuzt die Transportrichtung
des Werkstücks W mit einem rechten Winkel. Die Richtungen
können einander jedoch auch mit einem anderen Winkel als
90 Grad kreuzen.
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Eine
Staubentfernungsoperation wird durch den Staubentferner 1 durchgeführt,
wobei die Drehbürste 11 in der Achsenrichtung
nach hinten und nach vorne bewegt wird, während die Drehbürste 11 von
oben in Bezug auf einen Teil des zu transportierenden Werkstücks
W gedreht wird. Folglich wird der Staub von der gesamten Fläche
des Werkstücks W entfernt. Es ist zu beachten, dass während
der Staubentfernungsoperation Luft mittels eines Gebläses (nicht
gezeigt) auf das Werkstück W geblasen wird, wobei die geblasene
Luft zusammen mit dem Staub aus dem Werkstückbehandlungsbereich
gesaugt und abgeführt wird.
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Die
Drehbürste 11 ist eine so genannte leitende Bürste,
in der leitende Fasern mit einem Durchmesser von zum Beispiel einigen
zehn μm in der Umfangsfläche eines im wesentlichen
säulenförmigen Hauptbürstenkörpers
eingesetzt sind. Der eingesetzte Teil der Drehbürste 11 kommt
in einen Drehkontakt mit der Oberfläche des zu transportierenden
Werkstücks W und entfernt den auf der Oberfläche
des Werkstücks W haftenden Staub, wobei die Bürste weiterhin
eine statische Elektrizität von der Oberfläche
des Werkstücks W entfernt.
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Die
Höhe (der Abstand) der Drehbürste 11 wird
durch die Höheneinstellungsmechanismen 6, 6 eingestellt,
sodass die Bürste Werkstücke W mit verschiedenen
Dicken behandeln kann. Die Drehbürste 11 erstreckt
sich auch in der horizontalen Richtung, sodass sie ein Werkstück
W mit einer großen Breite behandeln kann. Die Antriebsleistung
für die Drehung der Bürstendreheinrichtung 13 wird über
ein vorstehendes rechtes Ende 41 der Drehbürste
angelegt, und die Antriebsleistung für die nach hinten
und nach vorne gerichtete Bewegung der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 wird über
ein vorstehendes linkes Ende 42 der Drehbürste 11 angelegt.
Das rechte Ende 41 und das linke Ende 42 sind
in der Achsenmitte der Drehbürste 41 angeordnet.
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Die
Werkstück-Transporteinrichtung 12 weist ein Paar
von linken und rechten Führungen 34, 34 auf,
die gegenüberliegende Seitenflächen des zu transportierenden
Werkstücks W transportieren. Die Werkstück-Transporteinrichtung 12 umfasst
ein Paar von Bandfördereinrichtungen (nicht gezeigt), die
die unteren Teile der gegenüberliegenden Enden des Werkstücks
W halten und transportieren, sowie einen Antriebsmotor, der die
Bandfördereinrichtungen antreibt. Das Paar von Bandfördereinrichtungen
transportiert das Werkstück W gegenüber der darüber
angeordneten Drehbürste 11, sodass das Werkstück
W in einen Kontakt mit der Drehbürste 11 gebracht
werden kann, wenn es diese passiert.
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Die
Werkstück-Transporteinrichtung 12 weeist einen
Werkstückbreiten-Einstellungsmechanismus auf, der ein Paar
von vorderen und hinteren Schienen 36, 36 umfasst,
die auf der unteren Basis 2 installiert sind. Der Werkstückbreiten-Einstellungsmechanismus
ermöglicht, dass ein Paar von Bandfördereinrichtungen
verschiedene Typen von Werkstück W mit jeweils verschiedenen
Breiten transportieren, während das Werkstück
durch das Paar von Führungen 34, 34 geführt
wird.
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Der
Motor 15 ist ein Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor,
der mit einem Gleichrichter oder einer Bürste versehen
ist. Eine Ausgabewelle 61 des Motors 15 weist
dieselbe Achse auf wie die Drehbürste 11 und ist
mit der Achsenmitte der Drehbürste 11 über
eine weiter unten beschriebene Antriebsübertragungseinrichtung 70 verbunden.
Der Motor 15 dreht sich während der Staubentfernungsoperation synchron
zu dem Antriebsmotor der Werkstück-Transporteinrichtung 12.
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Der
Motor 15 ist an einer Klammer 63 befestigt, und
die Klammer 63 ist an der rechten vertikalen Basis 52 der
oberen Basis 5 fixiert, sodass sie sich durch den ersten
Halteständer 3 erstreckt. Wenn sich also die obere
Basis 5 vertikal bewegt, um den Abstand einzustellen, werden
der Motor 15 und die Drehbürste 11 gemeinsam
nach oben und unten bewegt.
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3 ist
eine schematische Schnittansicht, die den Hauptteil des Staubentferners 1 von 1 vergrößert
zeigt.
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Die
Bürstendreheinrichtung 13 umfasst die Antriebsübertragungseinrichtung 70 zum Übertragen des
Antriebs des Motors 61 auf die Drehbürste 11 als Drehung
der Drehbürste 11.
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Die
Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 umfasst
die Antriebsübertragungseinrichtung 80 zum Wandeln
des Antriebs der Ausgabewelle 61 zu einer nach hinten und
nach vorne gerichteten Bewegung der Drehbürste 11,
um die nach hinten und nach vorne gerichtete Bewegung auf die Drehbürste 11 zu übertragen.
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Die
Antriebsübertragungseinrichtung 70 wird durch
eine Hauptwelle 72, die mit der Ausgabewelle 61 des
Motors 15 verbunden ist, eine Keilnabe 73, die
einstückig mit der Hauptwelle 72 ausgebildet ist, und
eine Keilwelle 74, die in die Keilnabe 73 eingesteckt
ist, gebildet. Die Keilnabe 73 wird drehbar durch die rechte
vertikale Basis 52 der oberen Basis 5 über
ein Lager 76 gehalten. Die Keilwelle 74 ist über
eine Kopplung 77 mit dem rechten Ende 41 der Drehbürste 11 verbunden.
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Eine
durch die Keilnabe 73 und die Keilwelle 74 gebildete
Quadratkeilverbindung dreht sich unter der Drehung des Motors 15
gemeinsam. Diese Quadratkeilverbindung dreht die Drehbürste 11,
auf die die Drehkraft des Motors 15 übertragen
wird, und gestattet, dass die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 die
Drehbürste 11 nach hinten und nach vorne in der
Achsenrichtung bewegt, während die Bürste gedreht
wird. Es ist zu beachten, dass natürlich auch eine Kugelkeilverbindung
anstelle der Quadratkeilverbindung verwendet werden könnte.
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Die
Antriebsübertragungseinrichtung 80 weist einen
Nockenmechanismus auf, der einen zylindrischen Nocken 81 und
einen Nockenfolger 82 umfasst. Die Umfangsfläche
des zylindrischen Nockens 81 ist mit einer Nockenrille
(einem Nockenteil) 83 versehen, entlang dessen der Nockenfolger 82 geführt
wird. Es ist zu beachten, dass anstelle der Nockenrille 83 die
Umfangsfläche des zylindrischen Nockens 81 mit
einem Vorsprung zum Führen des Nockenfolgers 82 versehen
sein kann.
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Der
zylindrische Nocken 81 ist koaxial zu der Drehbürste 11 angeordnet.
Eine Drehwelle 91 erstreckt sich durch die Achsenmitte
des zylindrischen Nockens 81. Die Drehwelle 91 wird
durch zwei Drehwellen 91a, 91b gebildet, die entlang
derselben Achse angeordnet sind, wobei die zwei Drehwellen 91a, 91b im
Inneren des zylindrischen Nockens 81 fixiert sind. Das
heißt, der zylindrische Nocken 81 funktioniert
auch als Verbindungsglied, das die beiden Drehwellen 91a, 91b miteinander
verbindet.
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Ein
Ende der Drehwelle 91a ist von rechts in den zylindrischen
Nocken 81 eingesteckt und an diesem Nocken fixiert, während
das andere Ende der Welle über eine Kopplung 92 mit
dem linken Ende 42 der Drehbürste 11 verbunden
ist. Weiterhin wird der mittlere Teil der Drehwelle 91a,
der sich aus dem zylindrischen Nocken 81 in der Achsenrichtung
nach außen erstreckt, über eine Hülse 93 drehbar
und beweglich durch die mittlere vertikale Basis 53 gehalten.
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Ein
Ende der Drehwelle 91b ist von links in den zylindrischen
Nocken 81 eingesteckt und in diesem Nocken fixiert. Weiterhin
wird der Teil des anderen Endes der Drehwelle 91b, der
sich aus dem zylindrischen Nocken 81 in der Achsenrichtung
nach außen erstreckt, über eine Hülse 94 drehbar
und beweglich durch die linke vertikale Basis 54 gehalten. Es
ist zu beachten, dass sich das andere Ende der durch die Hülse 94 eingesteckten
Drehwelle 91b durch den zweiten Halteständer 4 erstrecken
kann.
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Bei
einem derartigen Aufbau verbindet die Drehwelle 91 (die
Drehwellen 91a, 9b) den zylindrischen Nocken 81 mit
der Drehbürste 11 und dreht sich und bewegt sich
nach vorne und hinten zusammen mit dem zylindrischen Nocken und
der Drehbürste. Die Drehwelle 91 besteht aus zwei
Drehwellen 91a, 91b wie in der vorliegenden Ausführungsform,
sodass die Drehwelle 91, der zylindrische Nocken 81 und
die Drehbürste 11 einfach montiert werden können.
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Insbesondere
kann die Verarbeitungsfähigkeit verbessert werden, wenn
der zylindrische Nocken 81 zwischen der mittleren vertikalen
Basis 53 und der linken vertikalen Basis 54 angeordnet
ist, wobei die Drehwelle 91 durch diese vertikalen Basen 53, 54 über
die Hülsen 93, 94 gehalten wird. Weiterhin
kann die Verarbeitungsfähigkeit verbessert werden, wenn
die Drehbürste 11 über die Kopplung, 92 mit
der Drehwelle 91 verbunden ist. Es ist zu beachten, das
die mittlere vertikale Basis 53 und die linke vertikale
Basis 54 als Hülsenhalterungen für die
Hülsen 93, 94 dienen und einstückig
mit oder separat zu der Hauptkörperbasis 51 ausgebildet
sind.
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Der
Nockenfolger 82 weist die Form eines Stifts auf. Der Nockenfolger 82 ist
an einem Befestigungsglied 101 befestigt, das derart an
der unteren Fläche des Hauptkörpergehäuses 51 fixiert
ist, dass es nach unten gerichtet ist. Folglich ist der Nockenfolger 82 an
einer unbeweglichen Position fixiert, sodass sich der Nockenfolger
auch dann nicht bewegt, wenn sich der Motor 15 dreht. Wenn
sich der Motor 15 dreht, wird der Nockenfolger 82 entlang
der Nockenrille 83 geführt, um die Drehung des
zylindrischen Nockens 81 zu einer nach hinten und nach vorne
gerichteten Bewegung des zylindrischen Nockens 81 zu wandeln
und gleichzeitig die Drehung des zylindrischen Nockens 81 zu
gestatten.
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Wenn
sich also der Motor 15 dreht, gestattet der Nockenfolger 82 an
der fixierten Position, dass sich der zylindrische Nocken 81 und
die Drehbürste 11 zusammen drehen und gleichzeitig
nach hinten und nach vorne in der Achsenrichtung bewegen. Die Nockenrille 83 der
vorliegenden Ausführungsform ist derart vorgesehen, dass
die Drehzahl des zylindrischen Nockens 81 gleich der Anzahl
der hin und her erfolgenden Bewegungen in der Richtung nach hinten
und nach vorne ist, wobei der zylindrische Nocken 81 und
die Drehbürste 11 mit jeder Drehung eine nach
hinten und nach vorne erfolgende Bewegung vollziehen.
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Als
Material für den zylindrischen Nocken 81 und den
Nockenfolger 82 kann ein Hartharz oder ein Metall verwendet
werden. Zum Beispiel können sowohl der zylindrische Nocken 81 als
auch der Nockenfolger 82 aus einem Kunststoff wie etwa
Nylon ausgebildet sein, wobei aber auch eines der Glieder aus einem
Metall wie etwa Edelstahl ausgebildet sein kann. Wenn ein Kunststoff
verwendet wird, kann die Geräuschentwicklung der Vorrichtung
reduziert werden. Um einen Verschleiß der Nockenrille 83 zu
unterdrücken, sind aber vorzugsweise sowohl der zylindrische
Nocken 81 als auch der Nockenfolger 83 aus Edelstahl
ausgebildet.
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4 ist
eine 3 ähnliche schematische Schnittansicht,
die eine nach hinten und nach vorne gerichtete Bewegung der Drehbürste 11 im
Zeitverlauf zeigt.
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Wenn
sich in einer in 4(a) gezeigten anfänglichen
Phase der Motor 15 um 1/4 dreht, gehen die Drehbürste 11 und
der zylindrische Nocken 81 nach links zu der Position von 4(b) und drehen sich dabei. Wenn der Motor 15 um
ein weiteres 1/4 gedreht wird, bewegen sich die Drehbürste 11 und der
zylindrische Nocken 81 zu der am weitesten links gelegenen
Position von 4(c) und drehen sich
dabei. Wenn der Motor dann zu um 1/2 gedreht wird, bewegen sich
die Drehbürste 11 und der zylindrische Nocken 81 nach
rechts zu der Position von 4(d) und
drehen sich dabei und kehren anschließend zu der Position
von 4(a) zurück.
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Wie
oben beschrieben, wird bei dem Entstauber 1 der vorliegenden
Ausführungsform die Drehbürste 11 nach
hinten und nach vorne in der Achsenrichtung bewegt, während
sie in einem Drehkontakt mit der Oberfläche des transportierten
Werkstücks W ist, sodass der an dem Werkstück
W haftende Staub entfernt werden kann. Insbesondere kann die Anzahl
der hin und her erfolgenden Bewegungen in der Richtung nach hinten
und nach vorne der Drehbürste 11 gleich der Drehzahl
der Bürste gesetzt werden, wodurch der Staubentfernungseffekt verbessert
werden kann.
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Weiterhin
kann die Drehbürste 11 unter Verwendung von nur
einem Motor 15 gedreht und nach hinten und nach vorne bewegt
werden, sodass im Vergleich zu der Verwendung von zwei separaten Motoren
für jeweils die Drehung und die Bewegung nach hinten und
nach vorne die Anzahl der Motoren reduziert werden kann und die
Kosten reduziert werden können. Weiterhin wird der Nockenmechanismus
mit dem zylindrischen Nocken 81 verwendet, sodass ein einfacher
Mechanismus zum Bewegen der Drehbürste 11 nach
hinten und nach vorne vorgesehen wird, wodurch der erforderliche
Installationsraum reduziert wird und eine Miniaturisierung der gesamten
Vorrichtung erzielt werden kann.
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Es
ist zu beachten, dass anstelle des Aufbaus zum Transportieren des
Werkstücks W in der vorliegenden Ausführungsform
das Werkstück W auch in einem unbeweglichen Zustand an
einer vorbestimmten Position gehalten werden kann, wobei die Drehbürste 11 in
einer Richtung bewegt werden kann, die die Richtung nach hinten
und nach vorne mit einem rechten Winkel kreuzt, während
die Drehbürste 11 in Bezug auf das Werkstück
nach hinten und nach vorne bewegt wird. In diesem Fall kann zum
Beispiel eine bewegliche Basis vorgesehen werden, die die Bürstendreheinrichtung 13 und
die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 gemeinsam hält,
wobei diese bewegliche Basis durch eine Kugelspindel oder ähnliches
synchron zu der Bürstendreheinrichtung 13 und
der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 in
einer Richtung (in der Transportrichtung des Werkstücks
W) bewegt werden kann.
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<Zweite
Ausführungsform>
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Im
Folgenden wird ein Staubentfernen 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hauptsächlich
in Bezug auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform
mit Bezug auf 5 beschrieben. Die Ausführungsform
unterscheidet sich vor allem dadurch von der ersten Ausführungsform,
dass der Aufbau der Antriebsübertragungseinrichtung 80 der
Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 verändert
ist. Es ist zu beachten, dass eine Drehbürste 11,
eine Werkstück-Transporteinrichtung 12, eine Hülsendreheinrichtung 13 und
ein Motor 15 identisch wie in der ersten Ausführungsform
sind, weshalb sie durch gleiche Bezugszeichen wie in der ersten
Ausführungsform angegeben werden und hier auf eine wiederholte
Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
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Die
Antriebsübertragungseinrichtung 80 weist einen
Nockenmechanismus auf, der einen zylindrischen Nocken 121 und
einen Nockenfolger 122 umfasst. Die Umfangsfläche
des zylindrischen Nockens 121 ist mit einer Nockenrille
(einem Nockenteil) 123 versehen, entlang dessen der Nockenfolger 122 geführt
wird. Es ist zu beachten, dass anstelle der Nockenrille 123 die
Umfangsfläche des zylindrischen Nockens 121 mit
einem Vorsprung versehen werden kann, um den Nockenfolger 122 zu
führen.
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Die
Achsenrichtung des zylindrischen Nockens 121 ist parallel
zu derjenigen der Drehbürste 11 vorgesehen. Eine
Haltewelle 130 erstreckt sich durch die Achsenmitte des
zylindrischen Nockens 121. Die Haltewelle 130 wird
drehbar unter einer mittleren vertikalen Basis 53 und einer
linken vertikalen Basis 54 gehalten. Ein Ende der Haltewelle 130 ist
an einem Zahnrad 140 befestigt, das einen Antrieb zum Drehen
der Haltewelle 130 eingibt.
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Eine
Ausgabewelle 61 des Motors 15 ist an einem Antriebszahnrad 141 befestigt.
Das Antriebszahnrad 141 überträgt den
Antrieb zu dem Zahnrad 140, das über zum Beispiel
eine Folge von drei Zahnrädern 142, 143 und 144 und
einer Übertragungswelle 145 in das Zahnrad 146 eingreift.
Bei einem derartigen Aufbau dreht sich der zylindrische Nocken 121 unter
dem Antrieb des Motors 15.
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Der
Nockenfolger 122 ist an einer Vor-/Rückbewegungswelle 150 über
ein Befestigungsglied 101 befestigt. Die Vor-/Rückbewegungswelle 150 ist
koaxial mit der Drehbürste 11 angeordnet und erstreckt sich
in einer horizontalen Richtung. Ein Teil eines Endes der Vor-/Rückbewegungswelle 150 wird über eine
Hülse 94 drehbar durch die linke vertikale Basis 54 gehalten.
Das andere Ende der Vor-/Rückbewegungswelle 150 ist
mit einem Verbindungsteil 160 verbunden.
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Der
Verbindungsteil 160 verbindet die Vor-/Rückbewegungswelle 150 mit
einer Drehwelle 170 und blockiert die Übertragung
einer Drehkraft von der Drehwelle 170 auf die Vor-/Rückbewegungswelle 150.
Also auch wenn sich die Drehwelle 170 dreht, dreht sich
die Vor-/Rückbewegungswelle 150 nicht. Wenn sich
dagegen die Vor-/Rückbewegungswelle 150 in einer
horizontalen Richtung nach hinten und nach vorne bewegt, bewegt
sich die Drehwelle 170 zusammen mit dem Verbindungsteil 160 und
der Vor-/Rückbewegungswelle 150 in der horizontalen Richtung
nach hinten und nach vorne.
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Ein
Ende der Drehwelle 170 ist mit dem Verbindungsteil 160 verbunden,
und das andere Ende der Drehwelle ist mit der Kopplung 92 verbunden.
Die Kopplung 92 ist mit einem linken Ende 42 der
Drehbürste 11 verbunden. Weiterhin wird ein mittlerer
Teil der Drehwelle 170 drehbar und beweglich durch die mittlere
vertikale Basis 53 über eine Hülse 93 gehalten.
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Wenn
sich bei dem oben beschriebenen Aufbau der Motor 15 dreht,
drehen sich die Drehbürste 11, die Drehwelle 170 und
der zylindrische Nocken 121. Dabei wird der Nockenfolger 122 entlang
der Nockenrille 123 geführt, sodass sich der Nockenfolger 122 und
die Vor-/Rückbewegungswelle 150 in der horizontalen
Richtung nach hinten und nach vorne bewegen. Diese nach hinten und
nach vorne erfolgende Bewegung wird über den Verbindungsteil 160, die
Drehwelle 170 usw. auf die Drehbürste 11 übertragen.
Wenn sich also der Motor 15 dreht, bewegt sich die Drehbürste 11 zusammen
mit dem Nockenfolger 122 nach hinten und nach vorne und
dreht sich dabei.
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Deshalb
kann der Staubentferner 1 der vorliegenden Ausführungsform
also eine ähnliche Funktion und einen ähnlichen
Effekt wie in der ersten Ausführungsform erzielen. Insbesondere
ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform
das Übersetzungsverhältnis der verschiedenen Zahnräder
(140, 141, 142, 143, 144 und 146)
derart gewählt, dass die Drehzahl der Drehbürste 11 und
die Anzahl der hin und her erfolgenden Bewegungen in der Richtung nach
hinten und nach vorne variiert werden können. Es ist zu
beachten, dass ein ähnliches Material wie in der ersten
Ausführungsform für den zylindrischen Nocken 121 und
den Nockenfolger 122 verwendet werden kann.
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<Dritte
Ausführungsform>
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Im
Folgenden wird ein Entstauber 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hauptsächlich
in Bezug auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform
mit Bezug auf 6 beschrieben. Ein Werkstück
W für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform
weist gelegentlich eine Scheibenform auf, wobei es sich zum Beispiel um
einen Siliciumhalbleiterwafer oder ein scheibenförmiges
Speichermedium wie etwa eine CD handeln kann. Deshalb umfasst die
dritte Ausführungsform eine Werkstückdreheinrichtung 171 zum
Drehen des Werkstücks W um eine Achsenmitte 173 des
Werkstücks anstelle der Werkstück-Transporteinrichtung 12 der
ersten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass der restliche
Aufbau mit Ausnahme des Werkstücks W und der Werkstückdreheinrichtung 171 identisch
mit dem Aufbau der ersten Ausführungsform ist, weshalb
die betreffenden Komponenten durch gleiche Bezugszeichen wie in
der ersten Ausführungsform angegeben werden und hier auf
eine wiederholte Beschreibung derselben verzichtet wird.
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Die
Werkstückdreheinrichtung 171 umfasst eine Drehwelle,
die auf derselben Achse wie die zentrale Achse 173 des
Werkstücks W angeordnet ist, und einen Drehtisch (nicht
gezeigt), der an dem entfernten Ende der Drehwelle befestigt ist.
Das Werkstück W kann an dem Drehtisch montiert werden. Eine
Drehbürste 11 ist über der Werkstückdreheinrichtung 171 angeordnet,
wobei die Drehbürste 11 mit der Bürstendreheinrichtung 13 und
der Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 (beide
weiter oben beschrieben) verbunden ist. Die Bürstendreheinrichtung 13 und
die Bürsten-Vor-/Rückbewegungseinrichtung 14 umfasst
einen Motor 15, der als gemeinsame Antriebsquelle dient.
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Während
einer Staubentfernungsoperation des Staubentferners 1 der
vorliegenden Ausführungsform dreht sich der Motor 15 synchron
zu der durch die Werkstückdreheinrichtung 171 vorgesehenen
Drehung des Werkstücks. Folglich bewegt sich die Drehbürste 11 in
der Achsenrichtung des sich drehenden Werkstücks W nach
vorne und nach hinten, während sich die Drehbürste 11 um
die Achsenmitte dreht. Dabei kommt die Drehbürste 11 in
Kontakt mit dem Werkstück W und entfernt auf der Oberfläche
des Werkstücks W haftenden Staub. Die vorliegende Ausführungsform
erzielt also eine ähnliche Funktion und einen ähnlichen
Effekt wie in der ersten Ausführungsform.
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Es
ist zu beachten, dass in den oben beschriebenen Ausführungsformen
die Drehbürste 11 direkt in Kontakt mit der Oberfläche
des Werkstücks W gebracht wird. Aber auch wenn die Drehbürste 11 die
Oberfläche des Werkstücks W nicht berührt,
d. h. wenn die Drehbürste 11 der Oberfläche
des Werkstücks W nahe kommt, aber ein kleiner Zwischenraum
zu der Oberfläche bleibt, kann die Drehbürste 11 den
Staub von der Oberfläche des Werkstücks W entfernen.
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Zusammenfassung
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Ein
Staubentferner umfasst eine Drehbürste, die auf einem Werkstück
haftenden Staub entfernt, einen Werkstück-Transportabschnitt,
der das Werkstück in einer Richtung transportiert, die
die Achsenrichtung der Drehbürste kreuzt, einen Bürstendrehabschnitt,
der die Drehbürste um die Achsenmitte der Drehbürste
dreht, und einen Bürsten-Vor-/Rückbewegungsabschnitt,
der die Drehbürste nach hinten und nach vorne in der Achsenrichtung
der Drehbürste bewegt. Der Staubentferner umfasst weiterhin
einen Motor, der als gemeinsame Antriebsquelle für den
Bürstendrehabschnitt und den Bürsten-Vor-/Rückbewegungsabschnitt
dient. Der Bürstendrehabschnitt weist einen Antriebsübertragungsabschnitt
auf, der den Antrieb des Motors auf die Drehbürste als
eine Drehung der Drehbürste überträgt.
Und der Bürsten-Vor-/Rückbewegungsabschnitt weist
einen Antriebsübertragungsabschnitt auf, der den Antrieb
des Motors in eine nach hinten und nach vorne gerichtete Bewegung
der Drehbürste wandelt, um die nach hinten und nach vorne
gerichtete Bewegung auf die Drehbürste zu übertragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-334499 [0002]
- - JP 2005-211722 [0002, 0002]