線形ガイドやネジなどの線形モーションコンポーネントから汚染を抑えることの重要性についてよく話しますが、これらのシステムがクリーンルームで使用される場合、目標は逆です。これらのコンポーネントが環境に汚染を導入しないようにします。

クリーンルームとは正確には何ですか？
ISO 14644-1：2015によれば、「クリーンルームと関連する制御環境は、空気の汚染の制御を提供し、適切な場合は、汚染に敏感な活動を達成するのに適したレベルに適しています。」

クリーンルームは、半導体、電子機器、医療機器産業のアプリケーションに最も一般的に関連していますが、航空宇宙、医薬品、食品および飲料などの他の産業も、一部の用途ではクリーンルーム環境を使用しています。

ISO 14644-1標準レートは、1つのサイズの範囲に分割された粒子の数に基づいて、1（最高）から9（最悪）までのスケールでのクリーンルームの「清潔」のレベルをレートします。

上記のクリーンルーム標準は、国際標準組織（ISO）からのものであることに注意してください。また、2001年に取り消されたという事実にもかかわらず、米国連邦標準209Eが参照される場合もあります。FS209Eの評価はISO評価に相互参照される可能性がありますが、クラス数は整列していないことに注意してください。たとえば、FS 209Eに基づくクラス1として評価されたクリーンルームは、ISO 14644-1のクラス3と評価されています。

摩擦はクリーンルームの敵です
クリーンルームアプリケーションで線形モーションシステムを使用する際の包括的な目標は、粒子の生成を最小限に抑えることです。しかし、線形運動コンポーネントは、摩擦と表面間の摩耗による粒子を必然的に生成するスライドまたはローリングの動きに依存しています。したがって、焦点の主な分野の1つは、摩擦を可能な限り減らすことです。

これは、スライディングコンタクトをローリングすることを選択することを意味します。これは、ほとんどのクリーンルームアプリケーションに向けて、線形ボールベアリングとボールスクリューをプレーンベアリングとリードネジよりも良い選択にすることを意味します。

ただし、線形ボールベアリングとボールスクリューの標準的なフルコンタクトシールは、ガイドレールまたはネジシャフトとのスライドコンタクトを経験するため、フルコンタクトデザインよりも低屈折または非接触シールが推奨されます。そして最近、一部のメーカーは、ボールスペーサー、またはボールチェーン（ボールを分離し、ベアリングを通して再循環する際に互いに衝突するのを防ぐ）を示す粒子カウントテストを実施しました - プロファイルされたレールガイドとボールネジの粒子生成を減らすことができます。

潤滑は友人であり敵です
潤滑は、摩擦を減らし、適切な動作を確保するだけでなく、線形ベアリングまたはネジによって生成された粒子の一部を「トラップ」し、環境への放出を防ぐためにも役立ちます。しかし、潤滑自体は、大気中に放出された場合、汚染の源となる可能性があります。これは、ボールスクリューで特に問題があります。ボールスクリューは、回転するときに潤滑を「オフ」する可能性があります。

シールは、線形ベアリングまたはボールナットの内側に潤滑を保つのに役立ちますが、低摩擦と非接触タイプは、それ自体で重要な微粒子を生成しないため理想的ですが、潤滑を「滑り落ちて」放出することができます。これが、多くのクリーンルームアプリケーションにクリーンルーム承認の潤滑剤を必要とする理由です。これらの特別な製剤には、アルミニウム、シリカ、PTFEなどの固体粒子を含む（または少ない）添加物があります。

クリーンルームに優しい素材は必須です
クリーンルーム環境に適した材料はステンレス鋼とPVCですが、アルミニウムと炭素鋼は、線形運動成分で使用される主要な材料です。ただし、アルミニウムと標準の炭素鋼のクリーンルームに準拠する方法があります。

たとえば、陽極酸化アルミニウムは、良好な腐食抵抗を与えます。炭素鋼成分は、酸化を防ぐために、黒いクロムやニッケルなどのクリーンルームに対応する保護コーティングで処理できます。

幅広いミニチュアガイドとミニチュアネジがステンレス鋼バージョンで利用でき、より短いストロークの長さと軽い荷重を備えたクリーンルームアプリケーションに適した選択肢があります。ミニチュアバージョンは通常、低摩擦シールと標準オプションとして低いプリロードで提供されるため、粒子生成は本質的にフルサイズのカウンターパートよりも少ないです。

また、ファスナーはしばしば黒酸化物仕上げでコーティングされていることに留意してください。これらの成分は静的であるにもかかわらず、粒子脱落率が高いです。クリーンルームアプリケーションの場合、可能な限りステンレス鋼のハードウェアを使用する必要があります。

接触と摩擦が減少したシステム

上記で提起された懸念の多くを排除または減らす方法の1つは、本質的に「クリーン」な線形モーションコンポーネントとシステムを使用することです。これらには、ガイダンスのためのエアベアリングと運転用の線形モーターが含まれます。どちらのシステムもスライドまたはローリングの接触を排除するため、摩擦や粒子の生成は事実上ありません。

たとえば、空気ベアリングガイドを備えた線形モーターステージには、理論では摩擦がなく、したがって粒子生成もありません。ただし、実際の状況では、ケーブルとケーブルキャリアを移動すると粒子を生成できるため、ケーブル管理は依然として懸念事項です。ただし、これは、クリーンルーム専用に設計されたケーブルとケーブル管理システムを使用することで対処できます。

適切な事例：一部のケーブルメーカーは、粒子生成を最小限に抑えるために特別な低摩擦コーティングを備えた製品を提供しており、一部のケーブルトラックメーカーは、耐摩耗性のジョイントを使用してチェーンセクション間の摩耗を減らすシステムを提供します。ケーブルの長さが短くなると、フラットで自己サポートする「トラックレスケーブル」は、ケーブルトラックやキャリアの必要性を排除することさえできます。