JP2003197707A - ガイドレール - Google Patents

ガイドレール

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JP2003197707A
JP2003197707A JP2001391811A JP2001391811A JP2003197707A JP 2003197707 A JP2003197707 A JP 2003197707A JP 2001391811 A JP2001391811 A JP 2001391811A JP 2001391811 A JP2001391811 A JP 2001391811A JP 2003197707 A JP2003197707 A JP 2003197707A
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JP
Japan
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guide rail
hole
corner
chamfering
chamfer
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JP2001391811A
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English (en)
Inventor
Takanobu Ishikawa
敬展 石川
Masao Tsujita
雅夫 辻他
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で、高い位置決め精度や高い強度等を実
現できるガイドレールを提供すること。 【解決手段】 貫通孔19に関しては、その大径部23
のB面側の開口端の第1角部(凸の角部)K1には、C
面取りによる第1面取り部M1が形成され、大径部23
の底部23aの外周端の第2角部(凹の角部)K2に
は、R面取りによる第2面取り部M2が形成され、小径
部21の大径部23側の第3角部(凸の角部)K3に
は、C面取りによる第3面取り部が形成され 小径部2
1のA面側の開口端の第4角部(凸の角部)K4には、
C面取りによる第4面取り部M4が形成されている。即
ち、2段孔である貫通孔19の各箇所の角部K1〜K4
には、それぞれ面取り長さ0.1mm以上(例えば0.
2mm)の面取り部M1〜M4が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置にて半導体部品の搬送等に用いられるガイドレール
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器や半導体部品などの高精
度化が進んでおり、そのため、それらの機器や部品を製
造する際の位置決めなどの際には、一層の精度が要求さ
れるようになっている。
【0003】例えば半導体製造装置において、半導体チ
ップ等の半導体部品の搬送や位置決めを行うために、半
導体部品を保持して移動させるスライド装置が用いられ
るが、このスライド装置を構成するガイドレール及びス
ライダーには、通常、金属製のものが使用されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスライド装置(特にガイドレール)では、ガイドレー
ルの材料である金属の特性上、ガイドレールにかかる重
量や温度などにより、ガイドレール全体にたわみが生じ
て変形し、位置決め精度などが低下するという問題があ
った。
【0005】この対策として、ガイドレールの断面積な
どを大きくすることが考えられるが、この場合は、ガイ
ドレールの重量が増加して慣性が大きくなり、特に高速
で位置決めを行う場合には、かえって位置決め精度が低
下するという問題があった。そこで、近年では、ガイド
レールの材料として、アルミナセラミック等を使用する
提案がなされているが、その検討が十分になされていな
いのが現状である。
【0006】本発明は前記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、軽量で、高い位置決め精度
や高い強度等を実現できるガイドレールを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)請求項1の発明
は、窒化珪素質又はサイアロン質の焼結体からなり、そ
の板厚方向に貫通する貫通孔を備えたガイドレールにお
いて、引張応力の生じる部分に開口する貫通孔の角部
に、面取り長さ0.1mm以上の面取り部を備えたこと
を特徴とするガイドレールを要旨とする。
【0008】本発明では、ガイドレールを構成する材料
として、窒化珪素質又はサイアロン質の焼結体を採用し
ているので、金属性のガイドレールに比べて軽量であ
り、ガイドレール自体が高速で移動した場合でも、たわ
みが少なく、部品等の位置決め精度等が高いという効果
がある。(以下この効果は各請求項も同様である)特
に、本発明では、引張応力の生じる部分に開口する貫通
孔の角部に、面取り長さ0.1mm(好ましくは0.3
mm)以上の面取り部が設けられている。
【0009】つまり、角部には面取り部が設けられ、そ
の角部が直角ではないので、適度な傾斜や湾曲等を有し
ている。そのため、例えばガイドレールが高速で往復動
した場合のように、ガイドレールの長手方向に大きな応
力が加わった場合でも、破損等が発生し難く、ガイドレ
ールが折れにくいという効果がある。
【0010】尚、角部としては、凸の角部及び凹の角部
が挙げられる。 (2)請求項2の発明は、前記貫通孔は、小径の小径孔
とそれより大径の大径孔とが軸方向に連通するととも
に、その径の異なる部分にて段差を有する少なくとも2
段孔であることを特徴とする前記請求項1に記載のガイ
ドレールを要旨とする。
【0011】本発明は、連通孔の形状を例示したもので
あり、図1に例示する様に、連通孔が、段差を有する少
なくとも2段孔の場合には、角部に面取り部を設けるこ
とにより、上述した折れ難いという効果が一層顕著にな
る。 (3)請求項3の発明は、前記面取り部は、R面取り部
又はC面取り部であることを特徴とする前記請求項1又
は2に記載のガイドレールを要旨とする。
【0012】本発明は、面取り部を例示したものであ
り、図2に示す様に、周知のR面取りにより形成したR
面取り部や、C面取りにより形成したC面取り部を採用
できる。 (4)請求項4の発明は、前記ガイドレールは、その比
重が3.5以下及び/又はヤング率が300GPa以上
であることを特徴とする前記請求項1〜3のいずれかに
記載のガイドレールを要旨とする。
【0013】本発明では、ガイドレールの比重が3.5
以下と鉄等と比べて小さく軽量であり、また、そのヤン
グ率が300GPa以上と鉄等と比べて大きいので、た
わみ難いという性質がある。尚、比重とヤング率の両条
件を満たしたいる場合には、一層たわみが少ない。
【0014】従って、ガイドレールが高速で往復運動す
る場合でも、ガイドレールに保持された部品等の位置決
め精度が高く、好適である。 (5)請求項5の発明は、前記ガイドレールを構成する
材料(例えば窒化珪素)の結晶粒子径の分布は、1〜2
μmの範囲内の第1のピークと、4.5〜5.5μmの
範囲内の第2のピークと、の2重のピークを有すること
を特徴とする前記請求項1〜4のいずれかに記載のガイ
ドレールを要旨とする。
【0015】本発明では、ガイドレールを構成する例え
ば窒化珪素の結晶粒子径の分布が、2重のピークを有し
ている。つまり、ガイドレールには、異なる粒子径の分
布を有する結晶のグループが存在している。そのため、
たとえガイドレールの一部にクラックが発生した場合で
も、そのクラックが進展し難く、よって、ガイドレール
が破損しにくいという効果がある。
【0016】(6)請求項6の発明は、前記ガイドレー
ルは、半導体製造装置に用いられるものであることを特
徴とする前記請求項1〜5いずれかに記載のガイドレー
ルを要旨とする。本発明は、ガイドレールの用途を例示
したものである。
【0017】例えば、ガイドレールの先端等に半導体部
品を保持して、ガイドレール自体をを移動させることに
より、ガイドレールの移動に伴って半導体部品を所望の
位置に移動させることができる。しかも、このガイドレ
ールは、高速で往復動させた場合でも、たわみ等が少な
いので、半導体部品を正確に所望の位置に配置すること
ができる。
【0018】尚、上述した発明において、面取り部の面
取り長さとは、図2に例示する様に、所定の面におい
て、面取り加工により傾斜又は湾曲する方向への長さ
(所定の面に投影した長さM)を示している。また、上
述した窒化珪素質及びサイアロン質の焼結体とは、窒化
珪素を主成分とする焼結体であり、それ以外に、焼結助
剤として、希土類元素、Al23、MgO、CeO2
ZrO2、TiO2、AlN等を加えることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガイドレールの実
施の形態の例(実施例)を、図面を参照して説明する。 (実施例)ここでは、半導体製造装置に使用されるガイ
ドレールを例に挙げる。
【0020】a)図3に示す様に、本実施例のガイドレ
ール5は、窒化珪素質の焼結体からなり、その比重が
3.5以下の例えば3.2、ヤング率が300GPa以
上の例えば320GPa、外径寸法が、縦7.5mm×
横18mm×長さ300mmの長尺の略四角柱状の部材
である。
【0021】ガイドレール5は、貫通孔19a〜19l
(19と総称する)の小径側面(A面)と、その反対側
の大径側面(B面)と、A面及びB面に連接する側面で
あるC面及びD面とを備えている。前記貫通孔19は、
チップ等の半導体部品を吸着する装置を取り付けるため
のものであり、この貫通孔19は、図4に示す様に、A
面に連通する小径の小径部21と、B面に連通する大径
の大径部23とからなり、板厚方向に貫通する(即ち引
張応力の生じる部分に開口する)2段孔である。
【0022】特に本実施例では、図4に示す様に、大径
部23のB面側の開口端の第1角部(凸の角部)K1に
は、C面取りによる第1面取り部M1が形成され、大径
部23の底部23aの外周端の第2角部(凹の角部)K
2には、R面取りによる第2面取り部M2が形成され、
小径部21の大径部23側の第3角部(凸の角部)K3
には、C面取りによる第3面取り部が形成され 小径部
21のA面側の開口端の第4角部(凸の角部)K4に
は、C面取りによる第4面取り部M4が形成されてい
る。即ち、2段孔である貫通孔19の各箇所の角部K1
〜K4には、それぞれ面取り長さ0.1mm以上(例え
ば0.2mm)の面取り部M1〜M4が形成されてい
る。
【0023】上述した構成のガイドレール5は、図5に
示す様に、保持部材13により摺動可能に保持される。
この保持部材13は、内部にボールベアリング37を有
する断面略コの字状の部材であり、ボールベアリング3
7が、ガイドレール5のC面及びD面に設けられた溝部
(ガイド溝)39を滑ることにより、ガイドレール5を
摺動自在に保持している。
【0024】b)次に、前記ガイドレール5の製造方法
について簡単に説明する。 まず、窒化珪素原料粉末(平均粒径0.8μm、比表
面積11m2/g)と、焼結助剤としてアルミナ粉末
(平均粒径0.4μm、比表面積10m2/g)及びイ
ットリア粉末(平均粒径1.5μm、比表面積10m2
/g)とを、純水を溶媒として湿式混合して、泥しょう
を得た。
【0025】次に、この泥しょうを、スプレードライ
ヤで乾燥させ、100μm程度の素地粉末(造粒粉末)
を得た。 次に、この造粒粉末を、金型プレス成形して成形体を
製造し、ガイドレール5の形状にするための生加工を行
った。
【0026】次に、この生加工品を、常圧焼結により
1700℃にて焼結後、8MPaの圧力、1750℃の
温度で、熱間静水圧プレス焼結し、窒化珪素焼結体を得
た。 次に、この焼結体に対して、平面研削盤を用いてダイ
アモンド砥石(#230)で、そのA面、B面、C面、
D面を研磨加工し、所定の寸法とした。
【0027】次に、貫通孔19の各角部K1、K3、
K4に対して、ボール盤による研磨によってC面取りを
行って、各面取り部M1、M3、M4を形成した。尚、
角部K2に関しては、成形体の生加工時にR面取り加工
を行った。 次に、C面及びD面に対して溝加工を行ってガイド溝
39を形成し、その後、全ての角部の面取りを行って、
ガイドレール5を完成した。
【0028】c)上述した様に、本実施例のガイドレー
ル5では、ガイドレール5を構成する材料として、窒化
珪素質(又はサイアロン質)の焼結体を用いるので、金
属性のガイドレールに比べて軽量であり、ガイドレール
5自体が高速で移動した場合でも、たわみが少なく、部
品等の位置決め精度等が高いという効果がある。
【0029】特に、本実施例では、各貫通孔19の角部
K1〜K4に第1〜第4面取り部M1〜M4を設けてい
るので、適度な傾斜や湾曲等を有している。そのため、
ガイドレール5の長手方向に大きな応力が加わった場合
でも、破損等が発生し難く、ガイドレール5が折れにく
いという効果がある。
【0030】尚、面取り長さの上限値は、貫通孔の径や
孔の深さなどに応じて設定すればよいが、例えば1mm
以下の範囲を採用できる。 d)次に、本実施例の特性及び効果を確認するために行
った実験例について説明する。
【0031】ガイドレールの強度 前記実施例と同様なガイドレール、即ち、引張応力の生
じる部分に開口する貫通孔の角部に面取り部を備えた試
料を作成した。この試料はその表面に段差の無い四角柱
状のものである。
【0032】そして、上述した試料に対して、図5に示
す様に、半径4mmのSUS製の丸棒41〜43をガイ
ドレールのB面側及びA面側に配置し、ガイドレールの
中央にて丸棒42を介してA面側より荷重を加えて、三
点曲げ試験を行った。その結果を下記表1に記す。
【0033】
【表1】
【0034】この表1から明らかな様に、(本発明の範
囲の)所定の面取り長さ以上の各面取り部を設けたもの
は、そうでないものと比べて、大きな力が加わっても、
折れにくいという利点があることが分かる。 ガイドレールを構成する窒化珪素の結晶粒子径の分布 本実施例のガイドレールの窒化珪素の結晶粒子径の分布
を測定した。
【0035】具体的には、ガイドレールの試料に対し
て、50μm×50μmの検査領域における2000倍
のSEM観察により、結晶粒子径の分布を測定した。そ
の結果、窒化珪素の結晶粒子径の第1のピークは、1〜
2μmの範囲内の1.2μmであり、第2のピークは、
4.5〜5.5μmの範囲内の5μmであり、2重のピ
ークを有することが分かった。
【0036】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 (1)例えば、前記実施例では、窒化珪素質のガイドレ
ールについて述べたが、ガイドレールの材質として、サ
イアロンを採用してもよい。
【0037】(2)また、前記実施例では、C面取りや
R面取りにより各面取り部を形成したが、どちらの面取
りを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガイドレールを破断して例示する説
明図である。
【図2】 本発明のガイドレールを破断して例示する説
明図である。
【図3】 実施例のガイドレールを示し、(a)はその
上面図、(b)はその側面図、(c)はその底面図、
(d)は(a)のA−A断面図である。
【図4】 実施例のガイドレールに設けられた貫通孔を
破断して示す説明図である。
【図5】 実施例のガイドレールを保持する保持部材を
破断して示す説明図である。
【図6】 実験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
5…ガイドレール 13…保持部材 19…貫通孔 21…小径部 23…大径部 37…ボールベアリング 39…溝部(ガイド溝) K1…第1角部 K2…第2角部 K3…第3角部 K4…第4角部 M1…第1面取り部 M2…第2面取り部 M3…第3面取り部 M4…第4面取り部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化珪素質又はサイアロン質の焼結体か
    らなり、その板厚方向に貫通する貫通孔を備えたガイド
    レールにおいて、 引張応力の生じる部分に開口する貫通孔の角部に、面取
    り長さ0.1mm以上の面取り部を備えたことを特徴と
    するガイドレール。
  2. 【請求項2】 前記貫通孔は、小径の小径孔とそれより
    大径の大径孔とが軸方向に連通するとともに、その径の
    異なる部分にて段差を有する少なくとも2段孔であるこ
    とを特徴とする前記請求項1に記載のガイドレール。
  3. 【請求項3】 前記面取り部は、R面取り部又はC面取
    り部であることを特徴とする前記請求項1又は2に記載
    のガイドレール。
  4. 【請求項4】 前記ガイドレールは、その比重が3.5
    以下及び/又はヤング率が300GPa以上であること
    を特徴とする前記請求項1〜3のいずれかに記載のガイ
    ドレール。
  5. 【請求項5】 前記ガイドレールを構成する材料の結晶
    粒子径の分布は、1〜2μmの範囲内の第1のピーク
    と、4.5〜5.5μmの範囲内の第2のピークと、の
    2重のピークを有することを特徴とする前記請求項1〜
    4のいずれかに記載のガイドレール。
  6. 【請求項6】 前記ガイドレールは、半導体製造装置に
    用いられるものであることを特徴とする前記請求項1〜
    5のいずれかに記載のガイドレール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006097853A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Ntn Corp 等速自在継手及びその製造方法

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