ボールスプラインの使用事例 CASE STUDY
半導体製造装置
ウェハ研磨機
ウェハ研磨機
ワークの回転・昇降部に使用
チップマウンター実装機
チップマウンター実装機
チップの回転・昇降部に使用
ウェハ検査装置
ウェハ検査装置
検査台の昇降部に使用
 
 
 
ボールスプライン
ボールスプラインとは?
ボールの転動溝付き軸とナットで構成された、
回転と直線運動を高精度かつ滑らかに伝達する機械要素部品です。
高い繰り返し精度が必要な場所に
半導体製造装置の昇降部には、高い繰り返し精度が求められます。
ボールスプラインは、スプライン軸とスプラインナットでボールを挟み込み荷重を加えることで、ガタつきを無くし、剛性を高め、より精度を向上させることができます。
また、外力や加減速時に発生するブレを抑え、安定した動作を実現します。さらに、長期間にわたってミクロン単位の精度を維持できる特性もあるため、運用コストを削減できるほか、装置の安定稼働によって生産性の向上が期待できます。
【剛性あり・なしの構造】
剛性あり・なしの構造
【外力がかかったとき】
外力がかかったとき
高速動作で生産性向上
近年、半導体の需要拡大に伴い装置の高速化が求められています。
軽量タイプのボールスプラインを使用することで、装置全体を軽量化し、高速動作を実現します。
また、リテーナ入りボールスプラインはTHK独自の技術とノウハウを結集したリテーナを採用することでボール同士の相互摩擦を防ぎ、発熱が抑えられるため安定した高速性能を発揮します。
これにより装置の稼働効率が向上し、製品の製造にかける時間短縮に貢献します。
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長期メンテナンスフリーで機械停止回数削減
生産を行う機械のメンテナンスは必要不可欠ですが、メンテナンスを行うには機械を停止させる必要があり、その間生産が出来くなくなります。
ボールスプラインのスプラインナットに組付けるオプション部品、「潤滑装置QZ」は継続的に自動給脂を行うため、給脂のためのメンテナンス間隔を延長することが可能で、機械の停止回数削減に寄与します。
【装着イメージ】
装着イメージ
【潤滑装置QZの構造】
潤滑装置QZの構造
潤滑装置QZあり・なしの比較試験
試験要件
給脂タイミング
(潤滑装置QZあり)
給脂タイミング
(潤滑装置QZなし)
結果
軸径:Φ4
速度:1m/sec
10,000km以上無給脂 100kmごとに給脂が必要 潤滑装置QZありの場合、10,000km以上無給脂が可能
→ 100回分の給脂削減
半導体製造のクリーンルーム維持に
機械の直線運動の案内には、すべり案内やそれより摩耗を減らした転がり案内がありますが、摩耗は避けられません。
部品が摩耗すると塵となり、機械の誤作動や異物混入といった問題が起きます。
リテーナ入りボールスプラインは、ボール同士の摩擦がなく、既存の転がり案内よりも発塵が少ないためクリーンルームなどにおすすめです。
【すべり案内と転がり案内の違い】
装着イメージ
潤滑装置QZの構造
腐食性の洗浄液などの液体を扱う場所に
ボールスプラインは主に鉄鋼から作られるため、腐食性の洗浄液を使用する場所では錆が発生します。 錆が発生すると精度や耐久性が低下するため、その対策としてステンレス材やメッキ等の表面処理が選ばれています。 また、優れた耐食性をもつ特殊合金ボールスプラインも選ばれています。
非表面処理スプライン
表面処理なし
表面処理スプライン
表面処理(工業用黒クロム皮膜処理)

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