(57)【要約】【課題】グリースが飛散するのを防止することができる、簡単な構成のクリーン環境用直動装置を提供すること。【解決手段】移動体２、及び被移動体１の双方にわたって設けられた循環路５に、循環ボール６列が配された構成のクリーン環境用直動装置１０であって、隣合うすべての循環ボール６間には、当該循環ボール６を保持するための凹形状のボール受部７ａを背中合わせに２つ有するカバー部材７が介在し、ボール受部７ａは、循環ボール６の自転軸を中心とする最大直径Ｒの円周ｑを含む範囲を覆う形状であること。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム内で使用される装置に具備されるものであって、移動体、及び被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、複数のボールから成る循環ボール列が配された構成のクリーン環境用直動装置において、
隣合う前記循環ボール間には、当該循環ボールを保持するための凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有するカバー部材が介在し、前記ボール受部は、前記循環ボールの自転軸を中心とする最大直径の円周を含む範囲を覆う形状であることを特徴とするクリーン環境用直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームで使用される半導体や液晶等の製造及び／又は検査装置に組み込まれるリニアガイドやボールねじを含むクリーン環境用直動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、クリーンルームで使用される半導体や液晶等の製造装置、及び／又は検査装置等の生産設備には、リニアガイド等の直動装置が具備されている。この製造装置等において、例えば、ウエハ等の製品に、直動装置から飛散するグリースが付着するようなことがあると、製品価値が無くなってしまう。このような不具合の対策として、クリーンルームに備えられた製造装置等で使用する潤滑剤には、フッ素系グリースを使用することが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の上記クリーン環境用の直動装置においては、一般に、フッ素系グリースには高粘度の基油が使用されており、且つ防錆添加剤がほとんど配合されていないため、摩擦抵抗が大きく、発熱やモータ過負荷の原因となるという問題点があった。また、フッ素系グリースは、鉱油や合成油系グリースと比較して耐摩耗性能が劣り、比較的短時間で摩耗を生じさせ、錆が発生しやすいという問題点もあった。
したがって、潤滑性能及び防錆能力を優先させたグリースを使用しても、飛散することなく低発塵になるように、構造の面で工夫する必要がある。
【０００４】
例えば、リニアガイドは、スライダーの往復運動において、レール上をスライダーが通過する時に、レール上のグリースを跳ね上げることで飛散する。この時のグリースの飛散量（発塵量）は、図１１に示すように、スライダーの送り速度に略比例して増加することが分かる。
【０００５】
したがって、スライダー内に封入されたグリースが外へ出る量が多いと飛散量の増加につながるので、スライダー内に密封する必要がある。通常はスライダーの両端に装着しているシールによりグリースが外に出ないようにしているが、これが完全ではないのが現状である。
グリースがスライダー内でレール上に付着する量が多い程、シールを通過して外へ出て行く量も多くなるので、スライダー内において循環ボール（転動体）の循環等によりレール上に付着する量を低減する必要がある。
【０００６】
また、ボールネジの場合も同様である。この発明では、ボールネジは直動装置の直線状の循環路が螺旋状になったものであって基本構成は同一であるとして、ボールネジも直動装置に含まれる（直動装置の変形例）ものとして説明する。
【０００７】
ボールネジは、ナットの往復運動において、ネジ軸上をナットの螺条が通過する時に、ネジ軸上のグリースを跳ね上げることで飛散する。また、ネジ軸の回転による遠心力によってもネジ軸上のグリースは飛散する。この時のグリースの飛散量（発塵量）は、図１２に示すように、ネジ軸の回転速度（１００〜１７６０ｒｐｍ）に略比例して増加することが分かる。
【０００８】
したがって、ナット内に封入されたグリースが外へ出る量が多いと飛散量の増加につながるので、ナット内に密封する必要がある。通常はナットの両端に装着しているシールによりグリースが外に出ないようにしているが、これが完全ではないのが現状である。　グリースがナット内でねじ軸上に付着する量が多い程、シールを通過して外へ出て行く量も多くなるので、ナット内において循環ボール（転動体）の循環等によりねじ軸上に付着する量を低減する必要がある。
【０００９】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、潤滑性、耐摩耗性、及び防錆性を優先させたグリースを使用しても、グリースが飛散するのを防止することができる、簡単な構成のクリーン環境用直動装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明では、クリーンルーム内で使用される装置に具備されるものであって、移動体、及び被移動体の双方にわたって設けられた循環路に、複数のボールから成る循環ボール列が配された構成のクリーン環境用直動装置において、隣合う前記循環ボール間には、当該循環ボールを保持するための凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有するカバー部材が介在し、前記ボール受部は、前記循環ボールの自転軸を中心とする最大直径の円周を含む範囲を覆う形状であることを特徴としている。
【００１１】
以上のような構成において、循環ボールの表面上では自転軸からの距離が最も大きい円周部分が回転半径が最も大きく、その表面に付着したグリースに作用する遠心力も最大になり、この部分でグリースが飛散し易くなるが、カバー部材は、循環ボールの自転軸を中心とする最大直径の円周を含む範囲を覆っており、循環ボールの遠心力が最大になる円周上に位置しているため、ここでグリースが飛散するのがカバー部材に妨げられ、飛散が効果的に防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すクリーン環境用直動装置（リニアガイド）の斜視図、図２は循環ボールとカバー部材の位置関係を示す部分断面図、図３はカバー部材が循環ボールを覆う範囲を示す説明図、図４は循環ボール列と曲線循環路の位置関係を示す説明図、図５はリニアガイドの実施形態における発塵量と時間との関係を示す特性線図、図６はカバー部材の変形例を示す側面図、図７は図６のＡ−Ａ断面を示す断面図、図８は本発明の他の実施形態を示すボールネジの側面図、図９は図８のＢ−Ｂ断面を示す部分断面図、図１０はボールネジの実施形態における発塵量と時間との関係を示す特性線図である。
【００１３】
図１において、本発明の実施形態のクリーン環境用直動装置であるリニアガイド１０は、被移動体であるレール１に移動体であるスライダー２が嵌合していて、スライダー２はレール１に対して矢印Ｃ方向に往復運動可能となっている。
【００１４】
スライダー２の移動方向の両端側にはエンドキャップ３が取り付けられており、エンドキャップ３の外側端部には、封入したグリースを密封するためのシール４が固定されている。スライダー２のレール１に対向する面には、断面ゴシックアーチ状の循環路５が形成されており、この循環路５とこれに対向するレール１の断面ゴシックアーチ状のボール溝１ａにより形成される空間に循環ボール６列が配されている。スライダー２の移動の際に個々の循環ボール６が回転しつつ循環することにより、スライダー２の移動抵抗を大幅に減少させるようになっている。
【００１５】
この循環ボール６列は、図２に示すように、隣合うすべての循環ボール６間にカバー部材７を介在させた構成となっている。カバー部材７は、円筒形状で、その円筒軸方向の両端部には凹形状のボール受部７ａ，７ａが背中合わせに形成されており、このボール受部７ａ，７ａに循環ボール６、６の一部がそれぞれ嵌合されている。
このボール受部７ａは、図３に示すように、循環ボール６の自転軸ｐを中心とする最大直径Ｒの円周ｑを含む範囲を覆う（斜線部）ような形状に成形されている。
【００１６】
この構成において、スライダー２がレール１上を移動する際には、循環ボール６列が回転することにより移動抵抗力が最小限に抑えられ、滑らかな移動が可能となる。
この時、各循環ボール６の自転による遠心力は回転速度が増す程大きくなり、循環ボール６上のグリースが飛散し易くなる。図３に示すように、循環ボール６の表面上では自転軸ｐからの距離が最も大きい円周ｑ部分が回転半径が最も大きいので、表面に付着したグリースに作用する遠心力も最大になり、この部分に近い程グリースが飛散し易くなる。
【００１７】
循環ボール６間に介在させたカバー部材７のボール受部７ａは、遠心力が最大になる円周ｑ上周辺を覆うように位置する（図３の斜線部）ので、ここでグリースが飛散するのがカバー部材７により妨げられて、飛散が効果的に防止される。このように、カバー部材７は、循環ボール６の自転による遠心力で循環ボール６表面に付着したグリースが飛散し、レール１上に付着するのを抑制する機能を有する。
【００１８】
また、カバー部材７は、循環ボール６の循環路５空間内において、グリースが付着する場所を提供することになるので、グリースがレール１以外に付着することができる表面積を増やすという効果もある。カバー部材７のボール受部７ａは、グリースが循環ボール６により供給されて潤滑に寄与し、必要以上に封入されたグリースはカバー部材７の円筒側面に付着し、循環路５空間内に保持される。
【００１９】
カバー部材７の円筒径は大きい程、カバーできる範囲が大きくなり、且つ、グリースが付着する表面積が大きくなるので効果的である。この円筒径は、図４に示すように、循環路５の曲線部分において内側案内部５ａと干渉しない範囲の最大値を採用するのが好ましい。
【００２０】
グリースにリチウム石鹸系のものを使用し、スライダー２の移動速度を６００ｍｍ／ｓｅｃ、移動距離（ストローク）を２００ｍｍとして、カバー部材７の有無で発塵試験を実施したところ、図５に示すような結果が得られた。明らかに、カバー部材７を有する方が発塵量が少なく、カバー部材７の無いものに比較して発塵量は約１／１０であった。
【００２１】
このカバー部材７の他の実施形態（変形例）を図６及び図７（図６のＡ−Ａ断面）に示している。同図において、カバー部材７は、その円筒直径の両端部にベルト状のベルト部材７ｂが円筒軸方向に一体成形されている。このベルト部材７ｂは、各カバー部材７を外周両側で連結した構成となっている。カバー部材７及びベルト部材７ｂを弾性を有する材料で形成するなら、循環ボール６とカバー部材７を装置に組み込む作業をより短時間で容易に行うことができる。
【００２２】
次に、本発明のカバー部材７をボールネジに適用した例を示す。図８及び図９において、ネジ軸１１にナット１２が外嵌しており、ネジ軸１１とナット１２の双方にわたって形成された螺条の循環路１５に循環ボール６列が配されている。この循環ボール６列は、隣合うすべての循環ボール６間にカバー部材７を介在させた構成となっている。循環路１５は、ナット１２内に配設されたチューブ１３で両端が連結されることにより所定長さの閉路とされている。ナット１２の軸方向両端側にはグリースを密封するためのシール部材１４が取り付けられている。
【００２３】
この構成におけるカバー部材７の作用・効果については上記第１の実施形態のリニアガイドと同様であるので説明を省略する。このボールネジにおいても、図６及び図７に示したベルト部材７ｂ付きのカバー部材７を採用することができる。
【００２４】
このボールネジに関し、グリースにリチウム石鹸系のものを使用し、ネジ軸１１の回転速度を５００ｒｐｍで、カバー部材７の有無で発塵試験を実施したところ、図１０に示すような結果が得られた。明らかに、カバー部材７を有する方が発塵量が少なく、カバー部材７の無いものに比較して発塵量は約１／５であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、隣合うすべての循環ボール間には、当該循環ボールを保持するための凹形状のボール受部を背中合わせに２つ有するカバー部材が介在し、ボール受部は、前記循環ボールの自転軸を中心とする最大直径の円周を含む範囲を覆う形状としたので、カバー部材によりグリースが飛散するのを効果的に防止することができる。
このため、潤滑性、耐摩耗性、及び防錆性を優先させたグリースを使用することができ、延いては装置の長寿命化にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態を示すクリーン環境用直動装置（リニアガイド）の斜視図。
【図２】循環ボールとカバー部材の位置関係を示す部分断面図。
【図３】カバー部材が循環ボールを覆う範囲を示す説明図。
【図４】循環ボール列と曲線循環路の位置関係を示す説明図。
【図５】リニアガイドの実施形態における発塵量と時間との関係を示す特性線図。
【図６】カバー部材の変形例を示す側面図。
【図７】図６のＡ−Ａ断面を示す断面図。
【図８】本発明に係る他の実施形態を示すボールネジの側面図。
【図９】
図８のＢ−Ｂ断面を示す部分断面図。
【図１０】
ボールネジの実施形態における発塵量と時間との関係を示す特性線図。
【図１１】
従来のリニアガイドにおける送り速度と発塵量との関係を示す特性線図。
【図１２】
従来のボールネジにおけるネジ軸の回転速度と発塵量との関係を示す特性線図。
【符号の説明】
１　　　レール
２　　　スライダー
３　　　エンドキャップ
４　　　シール
５　　　循環路
６　　　循環ボール
７　　　カバー部材
７ａ　　ボール受部
１０　　クリーン環境用直動装置（リニアガイド）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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