JP6132738B2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

この発明は、金属異物数を数えることができる集塵装置に関するものである。

従来の集塵、カウント装置においては、集塵対象物（異物が付着した物体）としてのハ−ドディスクアセンブリの部品がターンテーブルに載せられ、ノズルから空気が吹き付けられることにより、ハ−ドディスクアセンブリの部品に付着しているパ−ティクルは、チャンバ−内に飛散する。飛散したパーティクルはサイクロン式の大流量パーティクル集塵、カウント装置により吸引され、各粒径毎にパーティクル数が数えられる。また数えられたパーティクルは捕集用フィルターにより捕獲され、パーティクルアナライザー等で分析することができる（特許文献１参照）。

特許第３７５７４１４号公報

上記のような集塵、カウント装置においては、全てのパーティクルを数えることとなり、又パーティクルを分析する際に捕集用フィルター毎取り出し、更にはフィルターからパーティクルを再採取する必要がある。またパーティクルアナライザー等を別途準備する必要がある。その結果集塵対象物を順次交換しながら集塵対象物個々の分析結果を連続的かつ効率よく取得することができないという問題点があった。

また、０．１ｍｍ以上の鉄板粉やアルミ粉などの金属異物を収集するには１０ｍ／ｓ以上の速い風速が必要となるが、その風速の中で異物の種類を選別し、かつ異物数を数えるのは一般的に困難であり、高価なセンサが必要になるという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、複数の集塵対象物から連続的に効率よく、更には容易に金属異物数を数えながら集塵できる集塵装置を提供することを目的としている。

この発明に係る集塵装置は、異物が付着した集塵対象物を固定する固定治具と、異物を吸引する集塵器と、固定治具と集塵器との間に設けられ、異物を捕獲する一枚の捕集用フィルターと、捕集用フィルターと固定治具の間に設けられ上下方向に移動できる昇降ダクトと、捕集用フィルターと集塵器との間に設けられた吸引ダクトと、捕集用フィルターを移動させるための搬送機構としての３つのプーリーを備え、３つのプーリーのうちの２つは固定治具側に設けると共に残りの１つのプーリーは集塵器側に最も下に位置するように設けられ、最も下に位置しているプーリーと干渉しないように吸引ダクトを蛇行させた構造としており、集塵時に昇降ダクトと吸引ダクトにより捕集用フィルターを挟み込み、更に搬送機構により、捕集用フィルターを昇降ダクトと吸引ダクトにより挟み込まれた部分である異物の捕獲位置、捕獲された異物の分析位置及び捕獲された異物を捕集用フィルターから取り除く清掃位置に移動させるようにしたものである。

上記のように構成された集塵装置によれば、比較的安価な非接触式センサでも、必要な精度を確保した状態で捕捉された金属異物の分析ができ、サイズ、種類及び個数を判別することができる。又捕集用フィルターを一定の間隔及び一定の時間で送り出しながら、連続的に異物の捕捉、分析及び清掃を同時に平行して処理できるため、捕集用フィルターを目詰まりさせることなく繰り返し使用することができ、生産工程などで複数の集塵対象物を連続的に効率よく処理することができるようになる。更に集塵を行う際、一枚の捕集用フィルターのみが昇降ダクトと吸引ダクトの間に挟まれることとなり、上下２枚の捕集用フィルターが挟まれる場合と比べると異物を吸引しやすくなる。

実施の形態１による集塵装置を示す断面図である。 実施の形態１による集塵装置を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線平面断面図である。 実施の形態２による集塵装置を示す断面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 実施の形態３による集塵装置における捕集用フィルターを上から見た平面断面図である。 図６におけるＤ−Ｄ線断面側面図である。 実施の形態３による集塵装置における他の捕集用フィルターを上から見た平面断面図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１による集塵装置を示す断面図であり、この集塵装置は異物の数を数える機能を有するものである。図において、固定治具３上に集塵対象物（異物が付着した物体）１が載せられており、固定治具３は集塵器１１での異物の吸引を妨げないよう出来るだけ大きな開口部が設けられている。また付着した異物を吸引しやすいように集塵対象物１の形状に合せて必要最小限の空気を取り込むための取込み口を設けた密閉カバー４を、ガイド２に合わせ集塵対象物１の上に被せることにより、適切な空気流路を確保するとともに、集塵に必要な風速が得られるようにしている。

なお密閉カバー４はできる限り昇降ダクト５との隙間を最小限にできるよう構成され、更に着脱しやすいような形状に構成されている。又密閉カバー４は吸引の際に昇降ダクト５との隙間が埋まるよう変形して密着できるような制電ビニールなどの柔軟性のある材料を使用し、設計の自由度を確保しやすくしても良い。ガイド２は集塵対象物１を固定治具３へセットし易くさせるとともに、密閉カバー４を被せ易くさせるものであり、更に密閉カバー４が必要以上に変形しないよう支える機能を備えており、固定治具３の四隅に支柱を立てる程度の簡易構造で構成しても良い。

固定治具３の下には上下方向に移動できる昇降ダクト５を設けており、昇降ダクト５は土台８に固定された支え板７に対してスプリング６を介して固定されている。そして集塵対象物１を固定治具３に載せた際に昇降ダクト５が下降し、捕集用フィルター１４を吸引ダクト９側へ押し付け、吸引ダクト９と昇降ダクト５により挟み込む。このようにして集塵の妨げとなる昇降ダクト５と吸引ダクト９との間の不要な隙間を無くすことができ、集塵に必要な風速が得られる構成としている。即ち集塵対象物１の自重により昇降ダクト５が下方へ押され、スプリング６が縮む。集塵対象物１を固定治具３から外すとスプリング６が元の長さに戻り昇降ダクト５が上昇する。又集塵対象物１が軽い場合には、密閉カバー４、固定治具３あるいはガイド２の重量を増やし、集塵対象物１とともに昇降ダクト５を下降させる。

昇降ダクト５は固定治具３を設置する上面の開口面積よりも捕集用フィルター１４を押し付ける下面の開口面積が小さくなるようなスロープをつけた形状としている。このように構成することにより、異物を捕集用フィルター１４の小面積部分に集約して収集でき、非接触センサ１６によって集塵後の異物の分析が容易にできるようにしている。吸引ダクト９は集塵器吸込み口１０に固定されており、集塵器１１による吸引動作を行うと、集塵対象物１の内部に付着した異物が捕集用フィルター１４に捕獲される。

なお捕集用フィルター１４は分析対象となる異物よりピッチの小さいメッシュ構造を有する樹脂性シート等を使用することができ、吸引効果を出来るだけ妨げず、かつ分析対象となる異物を逃さず捕獲することのできるような柔軟で耐久性のある部材を使用する必要がある。例えば０．１ｍｍ以上の幅を持つ金属異物を逃さず捕らえるためには０．０７ｍｍピッチ程度のナイロン製メッシュシートを使用する。所定時間集塵した後、集塵器１１による吸引動作を停止し、密閉カバー４と集塵対象物１を取外し集塵を完了する。

図２は実施の形態１による集塵装置を示す断面図であり、集塵完了後の状態を示している。集塵完了後は昇降ダクト５がスプリング６の作用で上昇し捕集用フィルター１４から離れた状態となり、捕集用フィルター１４の上面において捕獲された異物はフィルター搬送機構として左右２つのプーリー１５を回転させることにより集塵時の状態を維持したまま、捕集用フィルター１４と一緒に無理なく所定の距離だけ搬送され、非接触センサ１６の真下の位置（分析位置）に来たときに停止する。停止後次の集塵対象物１を固定治具３に載せ、密閉カバー４を被せ、集塵を開始する。一方非接触センサ１６は、先ほど集塵された異物、特に電気ショートの要因となる金属異物の分析を行い、そのサイズ、種類を判別すると共に、個数を数える。なおプーリー１５は図において省略しているが、モータ制御により駆動されており、稼動及び停止を適時自動制御できるような構造としている。

集塵と分析が共に完了した後、先程と同じように、プーリー１５により捕集用フィルター１４は所定の距離だけ搬送され、分析された異物が付着した捕集用フィルター１４部分は集塵器１１側（図２の１４ａで示す側）に搬送され、この清掃位置において異物は吸引ダクト９へ落下する。この際図２に示すようにスライド板１２を図１に示される位置より左側へスライドさせておき、さらに捕集用フィルター１４から確実に異物を取り除くことができるようにエアー吹付けノズル１３により捕集用フィルター１４の裏面から下向けにエアーを吹付け、集塵器１１により異物を吸引する。

なお図において省略しているが、スライド板１２はモータ駆動により制御されており、稼動及び停止を適時自動制御できるような構造としている。又図１においては、スライド板１２は図２に比べて右側に移動されており、集塵対象物１からの異物が吸引ダクト９を介して集中的に集塵器１１に取り込まれるようにしている。

図３は図１のＡ−Ａ線平面断面図であり、捕集用フィルター１４を上から見た図である。エアー吹付けノズル１３は、図３に示すように捕集用フィルター１４の幅全体に亘ってエアーを吹き付けられるように多数の穴を開けた構造としている。尚図中において省略しているが、エアー吹付けノズル１３は土台８に対し固定されている。このようにエアー吹付けノズル１３を設けることにより、捕集用フィルター１４に対する清掃能力を強化し、捕集用フィルター１４を長期間に亘って連続的に使用できるようになる。これにより生産工程において捕集用フィルター１４を交換する回数が減り、費用を削減することができる。

又非接触センサ１６（第１の非接触センサ）に対して左側（捕集用フィルター１４の搬送方向において上流側）に非接触センサ１７（第２の非接触センサ）を設けることもできる。即ち異物が捕集用フィルター１４から取り除かれた後の工程において非接触センサ１７により再び分析するものである。これにより異物が捕集用フィルター１４上に付着したまま少量残っていたとしても、集塵前の捕集用フィルター１４の表面状態を分析し、一時記憶しておくことで集塵後に非接触センサ１６による表面状態の分析結果との差分を取ることができ、これにより集塵後の異物数を誤って数えることを防ぐことができる。

また図３に示すように捕集用フィルター１４表面に一例として十字状の位置決めマーク１８を設けることにより、昇降ダクト５の中心と位置決めマーク１８とを合致させて位置決めマーク１８を中心にした位置に異物を捕獲すると共に、非接触センサ１６、１７の真下の位置に位置決めマーク１８が位置するように捕集用フィルター１４を搬送させる。これにより画像処理センサ等より構成される非接触センサ１６及び非接触センサ１７の分析精度を容易に確保することができる。

以上のように構成することにより、集塵後の異物を捕集用フィルター１４上で静的に分析することができ、比較的安価な画像処理センサなどより構成される非接触式センサでも、必要な精度を確保した状態で捕捉された金属異物の分析ができ、サイズ、種類及び個数を判別することができる。またフィルター搬送機構であるプーリー１５により捕集用フィルター１４を一定の間隔及び一定の時間で送り出しながら、連続的に異物の捕捉、分析及び清掃を同時に平行して処理できるため、捕集用フィルター１４を目詰まりさせることなく繰り返し使用することができ、生産工程などで複数の集塵対象物１を連続的に効率よく処理することができるようになる。

実施の形態２．
図４は実施の形態２による集塵装置を示す断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図であり、本実施形態においては、フィルター搬送機構として３つのプーリー１５ａ、ｂ、ｃを設けるようにしたものである。本実施形態においては、図５に示すように、最も下に位置しているプーリー１５ｂと干渉しないように吸引ダクト９を蛇行させた構造としている。その他の構成要素は実施の形態１と同じであり、説明を省略する。又異物の集塵、分析、清掃は実施の形態１と同様に行われ、スライド板１２も図４に示すように、集塵時には右に移動され、清掃時には左側に移動される。

以上のように構成することにより、集塵を行う際、一枚の捕集用フィルター１４のみが昇降ダクト５と吸引ダクト９の間に挟まれることとなり、図１に示すように上下２枚の捕集用フィルター１４が挟まれる場合と比べると異物を吸引しやすくなる。即ち集塵時には捕集用フィルター１４に空気の一部が衝突し、風速が落ちることとなるが、例えば捕集用フィルター１４としてメッシュシートを使用した場合、格子状の素材に衝突することとなる。この場合メッシュシートが一重の場合に比べて二重にした場合、空気が衝突する面積が大きくなってしまい風速がより落ちることとなる。従って二重にした場合に比べて一重にした方が集塵し易くなる。

実施の形態３．
図６は実施の形態３による集塵装置における捕集用フィルターを上から見た図であり、図１におけるＡ−Ａ線断面図に相当する図である。本実施形態においては、フィルター搬送機構としてプーリーの代わりにターンテーブル１９を使用したものである。図中省略しているが、ターンテーブル１９は回転中心軸Ｘを中心にしてモータにより回転駆動されており、稼動、停止が適時自動制御される構造としている。集塵位置、分析位置、清掃位置の３位置にそれぞれ捕集用フィルター１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを設けた構成とし、集塵の際には実施の形態１と同様にして集塵位置１４Ａを昇降ダクト５と吸引ダクト９で挟み込む。また分析位置１４Ｂの上方には非接触センサ１６を配置し収集された異物を分析する。

図７は図６におけるＤ−Ｄ線断面側面図である。清掃位置１４Ｃでは分析済みの異物を効率的に清掃できるように、捕集用フィルター１４を図７の矢印で示すように上下方向に回転できる機構を設け、エアー吹付けノズル１３をシャワー先端のような形状とすることで、実施の形態１と同様に清掃できる。

図８は実施の形態３による集塵装置における他の捕集用フィルターを上から見た平面断面図である。図６の場合と同様ターンテーブル１９を使用したものであり、集塵位置１４Ａ、分析位置１４Ｂ、清掃位置１４Ｃに加えて更に分析位置１４Ｄをもう一つ追加した構成としている。これにより非接触センサ１７を分析位置１４Ｄに対応して配置できるので、実施の形態１の場合と同様、集塵後の異物数を誤って数えることを防ぐことができる。

上記のように構成することにより、吸引ダクト９を蛇行させることなく一枚の捕集用フィルターのみが昇降ダクト５と吸引ダクト９の間に挟まれることとなり、図１に示すように上下２枚の捕集用フィルター１４が挟まれる場合と比べると集塵し易くすることができる。更には実施の形態１、２に示すように複数のフィルター搬送機構であるプーリーを設ける必要がなく、１つの回転駆動軸によってターンテーブル１９を回転させればよいので、構成を簡素化することができる。
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 集塵対象物、３ 固定治具、５ 昇降ダクト、１１ 集塵器、
１３ エアー吹付けノズル、１４ 捕集用フィルター、１５ プーリー、
１６ 非接触センサ、１７ 非接触センサ、１９ ターンテーブル。

Claims (3)

1. 異物が付着した集塵対象物を固定する固定治具と、
   上記異物を吸引する集塵器と、
   上記固定治具と上記集塵器との間に設けられ、上記異物を捕獲する一枚の捕集用フィルターと、
   上記捕集用フィルターと上記固定治具の間に設けられ上下方向に移動できる昇降ダクトと、
   上記捕集用フィルターと上記集塵器との間に設けられた吸引ダクトと、
   上記捕集用フィルターを移動させるための搬送機構としての３つのプーリーを備え、
   上記３つのプーリーのうちの２つは上記固定治具側に設けると共に残りの１つのプーリーは上記集塵器側に最も下に位置するように設けられ、
   最も下に位置している上記プーリーと干渉しないように上記吸引ダクトを蛇行させた構造としており、
   集塵時に上記昇降ダクトと上記吸引ダクトにより上記捕集用フィルターを挟み込み、
   更に上記搬送機構により、上記捕集用フィルターを上記昇降ダクトと上記吸引ダクトにより挟み込まれた部分である上記異物の捕獲位置、捕獲された上記異物の分析位置及び捕獲された上記異物を上記捕集用フィルターから取り除く清掃位置に移動させることを特徴とする集塵装置。
2. 上記清掃位置において捕獲された上記異物を上記捕集用フィルターから取り除くためのエアー吹付けノズルを設けたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
3. 上記分析位置に上記異物を分析するための第１の非接触センサを設けると共に、上記異物が上記捕集用フィルターから取り除かれた後の状態を分析するための第２の非接触センサを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の集塵装置。

Images