JPH0226045A

JPH0226045A - 無塵室用作動装置

Info

Publication number: JPH0226045A
Application number: JP63175843A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Katahira; 片平　雅幸
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-29
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2638955B2; US4955244A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、被操作体を無塵環境下に直線移動操作する無
塵室用作動装置に関する。

〔従来の技術〕

露光装置やワイヤーボンダ、スキャナなどに用いられる
ＸＹ子テーブルの精密位置決め装置にあっては、被操作
体の高精度の直線移動や位置決めを保証するため、ボー
ルねじ装置や直線移動案内機構等からなる作動装置が組
み込まれている。−方、このような精密位置決め装置を
利用する例えば半導体製造技術等の分野では、μｍオー
ダ以下の極めて微小な粒子の存在が問題となる。そこで
、位置決め装置自体を無塵室（クリーンルーム）など、
浮遊微粒子濃度が所定レベルに制御された無塵環境下に
置いて作動させる。ところが、精密位置決め装置を構成
するボールねじ装置や直線移動案内機構等の作動装置の
可動部からは、摩耗粉や潤滑剤等の微粒子（以下、ダス
トという）が発生する。このような作動装置自体からの
発生ダストにより、所定のダストレベルに維持すべき無
塵環境が汚染されることを防止するため、作動装置内に
発生したダストの吸引除去手段を備えた無塵室用作動装
置が要求されている。

従来のこのような作動装置における可動部の防塵対策と
しては、例えば特開昭６２−１８４２７７号公報に記載
されたものがある。このものは、防塵すべき可動部とし
ての駆動用回転軸（ボールねじ軸）の軸受やナンドを隙
間を介してシール部材で囲み、該シール部材で囲まれた
内部を真空排出するための真空吸引口を該シール部材に
設けたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、このような従来の防塵構造にあっては、
わざわざ真空吸引口を別に設けたシール部材で可動部を
囲むものであり、防塵構造が複雑になるという問題点が
あった。

また、可動部の潤滑手段については何等の対策も施され
ていない。−船釣に行われているようにグリースを可動
部に充填すると、真空排気の効果が損なわれるば２かり
か、過剰のグリースがダスト化して汚染源となる。した
がってダスト低減のためにはグリース塗布量のコントー
ルが必要であるが、塗布量が少な過ぎると可動部の耐久
性が低下し、騒音も増加する。しかも、上記ダストの発
生はねじ軸の回転数とも相関性があり、塗布量を減らせ
ばダスト発生量を一義的に低減できるものヤもない。

また、可動部を排気するには真空吸引口に排気管を取り
つけて排気装置と接続しなければならないが、可動部は
高精度で直線移動させるものであり、その移動に伴う排
気管の動き、追従性をも考慮する必要がある。

また、完全な製品を保証するべく、上記作動装置の始動
は、無塵室内のダストレベルが規定範囲内に維持されて
いるときにのみ行われるように配慮することも重要であ
る。

そこで本発明の目的とするところは、作動装置の排気と
共に潤滑剤の供給条件をも考慮し、簡単な構造にもかか
わらず、高度の無塵環境下で高精度の作動を可能とした
無塵室用作動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、被作動体を無塵環
境下で直線作動させるボールねじ装置と、該ボールねじ
装置内に発生したダストの吸引除去手段とを備えた無塵
室用作動装置において、前記ボールねじ装置の駆動用回
転軸に螺合されたナンドに予め設けられている給油孔に
、前記吸引除去手段の吸引ホースを接続したものである
。

また、ボールねじ装置の駆動用回転軸にグリースプレー
チィングを施して潤滑剤からのダストの発生を抑制する
ものである。

また、吸引除去手段の吸引ホースに螺旋状部を設け、該
螺旋状部を前記ボールねじ装置の駆動用回転軸と平行に
設けた支持手段により支持すれば、作動装置の動きが円
滑に行われる。

また、吸引除去手段に無塵環境内のダスト濃度の測定信
号を発信するダストカウンタと、該ダストカウンタのダ
スト濃度測定信号のレベルに応じてオン・オフ信７号を
発信する制御装置を設け、該制御装置のオン信号でボー
ルねじ装置の駆動用回転軸を始動させるように構成する
と、常に規定の無塵環境が維持できる。

〔作用〕

本発明にあっては、ボールねじ装置の駆動用回転軸に螺
合されたナツトに予め設けられている給油孔を利用して
吸引除去手段の吸引ホースを接続するから、従来のよう
に吸引排気孔を別途に設ける必要はなくなり、構造も簡
単にできる。

また、上記駆動用回転軸にグリースプレーチィングを施
す。これにより、潤滑剤からのダストの発生が効果的に
抑制できて、無塵室の環境を容易に維持できる。

また、ボールねじ装置の駆動用回転軸と平行に設けた支
持手段により、吸引除去手段の吸引ホースの螺旋状部を
支持すれば、作動装置の直線移動と共に吸引ホースが伸
縮し、作動装置の移動がより円滑に行われる。

また、ダストカウンタのダスト濃度測定信号のレベルに
応じてボールねじ装置の駆動用回転軸を始動させること
で常に規定の無塵環境を維持すれば、塵埃によるトラブ
ルが未然に防止され、製品の品質が保証できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図は本発明の一実施例で、本発明に係る無塵室用作
動装置であるボールねじ装置を組み込んだｌ軸精密位置
決め装置のシステムの構成を示すものである。１軸精密
位置決め装置１は、外気遮断用カバー２で形成された無
塵室３内に設置されている。この１軸精密位置決め装置
１の詳細は第２図ないし第４図に示される。ベース４に
、２組のリニアガイド装置５の案内レール６が平行に配
設固定されている。各案内レール６には、それぞれスラ
イダ７が２台づつ跨架されている。案内レール６とスラ
イダ７の対向側面には、それぞれ断面略半円形のボール
転勤溝が対向して形成されている。スライダ７は、周知
のとおり、この対向するボール転勤溝内の多数のボール
９の転勤と循環移動を介して案内レール６上を軽く移動
できる。

４台のスライダ７の上面にテーブル１０が固定されてい
る。テーブル１０の下面中央にはナンド収納部１）が固
着され、これにボールねじ装置８の駆動用回転軸である
ねじ軸１２に螺合されたナツト１３が取付けられている
。このナツト１３は、両端にそれぞれ、ねじ軸１２の表
面と僅かに隙゛間を保たせて装着されたプラスチック製
のシール部材Ｓを有する。また取付は用フランジ１４の
面に給油孔１５を備えている。この給油孔１５は、予め
標準的に設けられるもので、給油ニップル３０を螺着す
るためのめねじが形成され、ナツト内面のボール溝に通
じている。ねじ軸１２の両端部は、それぞれにころがり
軸受を介して支柱１６．１７で支持されている。更に、
一方の軸端は、カンブリング１８を介して駆動モータＭ
に接続されている。駆動モータＭは発塵防止カバー２０
で覆い、駆動モータＭの可動部から発生したダストが無
塵室３内へ飛散することを防いでいる。この駆動モータ
Ｍの軸シール及びねじ軸１２の軸受部におけル軸シール
として、磁性流体を用いても良い。

無塵室３の外には、ダストの吸引手段としてダスト吸引
ポンプ２１が配設しである。このダスト吸引ポンプ２１
の吐出側には、所定の濾過精度を有するエアーフィルタ
２２が配設され、これで濾過された空気は無塵室３内に
還流される。２３は無塵室３内のダスト濃度を計測する
ダストカウンタで、吸引管２４を経て無塵室３内の空気
をサンプリングして濾過し、そのサンプルエアー中のダ
スト数を計数し、ダス＋−ｔが規定値以下のとき、オン
信号を発信する。２５はねじ軸１２及びダスト吸引ポン
プ２１の始動・停止を制御する制御装置で、ダストカウ
ンタ２３からのオン信号を受けたとき、ねじ軸１２の始
動信号を発信する。また、ねじ軸１２の駆動を停止させ
た時は、その後所定時間経過してからダスト吸引ポンプ
２１の停止信号を発信する。

ダスト吸引ポンプ２１の吸引配管２６は、その端末部分
がフレキシブルなスパイラルチューブ２７とされて、ボ
ールねじ装置８のねじ軸１２に螺合されたナツト１３の
給油孔１５に、ニップル３０を介して接続しである。

スパイラルチューブ２７の螺旋状部は、ボールねじ装置
８のねじ軸１２と平行に張設した支持棒３１に挿通され
て支持されている。

また、リニアガイド装置５のスライダ７には、ダスト吸
引除去手段接続口として吸引口３５を設けている。この
吸引口３５はスライダ７と案内レール６との間の隙間空
間に連通させてあり、これに上記スパイラルチューブ２
７からの分岐管３６が接続しである。

また、上記の精密位置決め装置１の案内レール６及びね
じ軸１２には、グリースプレーチィング処理が施しであ
る。この処理は、リチウム石けん基グリースのような潤
滑剤をベンジン、アルコール等の高揮発性の溶剤に僅か
に溶解させた溶液に被処理物を浸した後引き上げて短時
間で乾燥させることにより、被処理物の表面にごく薄い
潤滑剤の被膜を形成するものである。

このように構成した無塵室用作動装置の作用を説明する
。

精密位置決め装置１の始動の際しては、制御装置２５の
指令で前取ってダスト吸引ポンプ２１を運転する。同時
に、ダストカウンタ２３による無塵室３内のダストレベ
ルの測定を始める。その測定の結果、所定容積吸引した
空気中の所定サイズ以上の微粒子の個数が予め設定され
た個数を下回ったとき、ダストカウンタ２３から制御装
置２５に対しオン信号が発信される。このオン信号を受
けると、制御装置２５はねじ軸１２の駆動モータＭの始
動指令を発信する。これにより、ナツト１３を内蔵した
テーブル１０がリニアガイド装置５に案内されつつ軸方
向に直線移動する。

リニアガイド装置５の駆動で、ナフト１３内には、主と
してボール９の転勤によるダストが発生する。しかし、
ダスト吸引ポンプ２１が作動しているから、ねじ軸１２
とナツト１３との隙間を通して周囲の空気がナツト１３
の内部に流れ込み、ナツト１３内で発生したダストを同
伴して、スパイラルチューブ２７から吸入配管２６を経
てダスト吸引ポンプ２１に吸引される。吸引されたダス
トはエアーフィルタ２２で濾過され、清浄化された空気
は無塵室３内へ還流される。

かくして、ナツト１３内で発生するダストが無塵室３内
に流出することは完全に防止できる。

また更に、リニアガイド装置５では、案内レール６とス
ライダ７との隙間を通してスライダ７内に流れ込んだ空
気が、発生したダストを同伴して、スライダ７に設けら
れた吸引口３５から分岐管３６、スパイラルチューブ２
７を経てダスト吸引ポンプ２１に吸引され、同様に除去
される。

第５図のグラフは、本実施例の実験データの一例を示す
ものである。縦軸は吸引空気量の単位容積光たりの０．
５μｍ以上のダストの個数（ダストレベル）を表してい
る。横軸は装置運転時間を表す。はじめ、無塵室３内の
ダスト個数は「０」の状態にしておく。ダスト吸引ポン
プ２１を停止したまま精密位置決め装置ｌの運転を開始
し、途中でダスト吸引ポンプ２１をオン・オフさせたと
きの無塵室３内のダストレベルの変化を記録している。

ダストレベルは吸引無し運転開始とともに急上昇し、１
０数時間後に高水準で飽和状態に達する。

Ｐ点でダスト吸引ポンプ２１を始動すると、ダストレベ
ルは急降下し、２時間程でＯになる。ダスト吸引ポンプ
２１の運転中は、ダスト零が維持される。Ｑ点でダスト
吸引ポンプ２１を停止すると、即座にダストレベルは上
昇して再び高水準に達する。

以上のデータから、本実施例によれば、ダスト吸引と潤
滑手段との相乗作用で、ダスト汚染防止の顕著な効果が
得られることが明白である。

本実施例よれば又、ボールねじ装置８のねじ軸１２に螺
着されたナツト１３に、予め設けられている給油孔１５
を利用して吸引除去手段の吸入配管２６を接続するから
、従来のように　ナツト１３に吸引排気孔を別途に設け
る必要はなくなり、構造も簡単にできる。

また、上記ねじ軸１２とリニアガイド装置５の案内レー
ル６とに、グリースプレーチィングを施すことにより１
．潤滑剤からのダストの発生が効果的に抑制でき、且つ
べた塗りグリースでダストの吸引が妨げられることもな
い。そのため、無塵室のダストレベルを容易に所定の水
準に維持できる。

また、ボールねじ装置８のねじ軸１２と平行に設けた支
持棒３１により、ダスト吸引ポンプ２１のスパイラルチ
ューブ２７を支持するから、ナ°ット１３の直線移動と
共にスパイラルチューブ２７が支持棒３１に案内されつ
つ円滑に伸縮し、ナツト１３の移動の妨げとならない。

また、ダストカウンタ２３のダスト濃度測定信号のレベ
ルに応じてボールねじ装置８のねじ軸１２を始動させれ
ば、常に規定の無塵環境が維持でき、塵埃によるトラブ
ルが未然に防止される。

なお、図示しないが、ねじ軸１２を支持する支柱１６．
１７における軸受の可動部や、駆動モータＭの軸受可動
部等も、ダスト吸引ポンプ２１に接続してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成したため、以下のよう
な効果が得られる。

ボールねじ装置のナンドに一般的に設けられている給油
孔を利用して吸引除去手段を接続するから、わざわざ吸
引排気孔を別途に設ける必要はなく、構造も簡単にでき
る。

また、駆動用回転軸にグリースプレーチィングを施すこ
とにより、潤滑剤からのダストの発生が効果的に抑制で
きて、無塵室の環境を容易に維持できる。

また、駆動用回転軸と平行に設けた支持手段により、吸
引除去手段の吸引配管の螺旋状部を支持することで、吸
引配管の直線移動ひいてはナンドの移動がより円滑に行
われる。

また、ダストカウンタ′から発信されるダスト濃度信号
に応じてボールねじ装置を始動させることで、常に規定
の無塵環境が維持され、塵埃によるトラブルが未然に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成図、第２図は
１軸精密位置決め装置の平面図、第３図は第２図の■−
・■線断面図、第４図は第３図の■−ＩＶ線断面図、第
５図は第１図に示す装置の運転態様とダストレベルの推
移を説明するグラフである。１は（ｌ軸）精密位置決め装置、３は無塵室、５はリニ
アガイド装置、６は案内レール、７はスライダ、８はボ
ールねじ装置、１２はねじ軸（駆動用回転軸）、１３は
ナンド、１５は給油孔、２１はダスト吸引ポンプ、２３
はダストカウンタ、２５は制御装置、２６は（ポンプの
）吸引配管、２７は螺旋状部（スパイラルチューブ）、
３１は支持棒（支持手段）。図第図第４因第因（峰閏）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被作動体を無塵環境下で直線作動させるボールね
じ装置と、該ボールねじ装置内に発生したダストの吸引
除去手段とを備えた無塵室用作動装置において、前記ボ
ールねじ装置の駆動用回転軸に螺合されたナットに予め
設けられている給油孔に、前記吸引除去手段の吸引配管
を接続したことを特徴とする無塵室用作動装置。
（２）前記ボールねじ装置の駆動用回転軸にグリースプ
レーチィングを施してなる請求項（１）記載の無塵室用
作動装置。
（３）前記吸引除去手段の吸引配管に螺旋状部を設け、
該螺旋状部を前記ボールねじ装置の駆動用回転軸と平行
に設けた支持手段により支持した請求項（１）又は（２
）記載の無塵室用作動装置。
（４）前記吸引除去手段は無塵環境内のダスト濃度の測
定信号を発信するダストカウンタと、該ダストカウンタ
のダスト濃度測定信号のレベルに応じてオン・オフ信号
を発信する制御装置を備え、該制御装置のオン信号で前
記ボールねじ装置の駆動用回転軸を始動するように構成
してなる請求項（１）記載の無塵室用作動装置。