CN1867504B

CN1867504B - 自由球轴承及支承台

Info

Publication number: CN1867504B
Application number: CN2004800300049A
Authority: CN
Inventors: 井口薰
Original assignee: Iguchi Kiko Co Ltd
Current assignee: Iguchi Kiko Co Ltd
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: CN1867504A; KR20060073634A; TW200521349A; WO2005037691A1; JP2005119838A

Abstract

一种自由球轴承，具备：主体(2、12)，其具有半球状凹面；多个小球(3、13)，其配置在该主体的所述半球状凹面上；1个大球(4、14)，其被承载在所述多个小球上；以及盖(5、15)，其防止所述大球和小球跳出，其中，至少将所述大球用导电性树脂构成，而将所述小球、所述主体以及所述盖用导电性树脂或金属构成。

Description

自由球轴承及支承台

技术领域

本发明涉及自由球轴承，该自由球轴承是用全方向自由旋转的1个球支承载荷的结构，适合用于装载物的输送、定位台等的支承台，具体是涉及不会使装载物上产生静电故障的自由球轴承以及使用该自由球轴承的支承台。

本申请对于在2003年10月17日申请的日本国专利申请第2003-358532号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在生产工厂等中，作为用于被加工物的输送、定位等的装置，有如下情况，在基台上配置多个具备在全方向上旋转自由的与装载物直接接触的一个球的结构的自由球轴承，构成能够使装载物顺畅移动的输送、定位台等的支承台。

所述自由球轴承的结构如下，作为外观与图1所示的本发明的一实施例基本相同，在形成于主体上的半球状凹面配置多个小球，在其上承载1个大球并保持该大球在全方向上能够旋转，且设有防止所述大球及小球跳出的盖。

由于使用该自由球轴承的输送台能够向任意方向移动或转换姿态，并且，对于装载物的摩擦阻力极小，所以被用在需要严格防止损伤或确保高的定位精度的制造线等上，例如，也被用于玻璃板加工线中的玻璃板的输送台、或液晶面板等FPD(平板显示器)制造线中的玻璃基板的输送、定位台等。

以往，这种自由球轴承通常大球、小球、主体、盖都是金属制的。然而，由于装载物的不同，也有与金属接触容易损伤的装载物，因此也有以防止损伤为目的而主要将大球用合成树脂构成的情况。(参照专利文献2)

专利文献1：特许第2641187号公报

专利文献2：特开平7-164078号公报

另外，例如在FPD制造线中，当液晶用玻璃板等玻璃基板带上静电时，则可能对装载的器件产生所谓的静电破坏，导致成品率降低。为此，虽然要力求避免玻璃基板带电，而在制造线的各工序中采取了各种静电故障对策，但过去以在FPD制造线的各个工序中实施静电故障对策为主，而对于各工序间的输送过程中的静电故障对策来说，例如是对收纳并输送玻璃基板的储存架实施对策等，而没有考虑输送装置本身的静电故障对策。

在用合成树脂构成的以往的自由球轴承的情况下，虽然在防止损伤方面是有效的，但由于通常作为绝缘体的合成树脂容易带静电，所以有可能使自由球轴承和与它接触的玻璃基板带电，从而可能会在玻璃基板上的器件上产生静电故障。

此外，在通常的金属制的自由球轴承的情况下，虽然不存在自由球轴承本身带电这样的问题，但与已经带电的玻璃基板接触时，有可能会使玻璃基板的电荷瞬间移动，从而产生器件的静电破坏。

如上所述，在以往的FPD制造线等中，没有考虑输送装置本身的静电故障对策，但近年来正在寻求更严格的静电故障对策，期望有更进一步的静电故障对策。

发明内容

本发明就是鉴于所述背景而产生的，其目的在于，提供能够构成在装载物上不会产生静电故障的支承台的自由球轴承以及使用该自由球轴承的支承台。

解决上述问题的本发明提供一种自由球轴承，具备：主体，其具有半球状凹面；多个小球，其配置在该主体的所述半球状凹面上；1个大球，其被承载在所述多个小球上；盖，其防止所述大球和小球跳出，其中，至少将所述大球用导电性树脂构成，所述导电性树脂是通过在基础树脂中分散导电性填料、或在基础树脂中添加防带电聚合物而赋予导电性，将所述小球、所述主体以及所述盖用导电性树脂或金属构成，由所述导电性树脂构成的各部件具有10³～10¹⁰Ω/□的表面电阻率。

在该情况下，可以只将大球用导电树脂构成，而将小球、主体和盖采用金属。此外，可以将大球、主体及盖用导电树脂构成，而将小球采用金属。此外，可以将大球、小球、主体以及盖全部用导电树脂构成。

此外，在主体下面一体地设置安装用螺纹轴，也可以将该螺纹轴用导电性树脂或金属构成。

作为构成所述大球等的导电性树脂，优选地是具有10³～10¹⁰Ω/□的表面电阻率的导电性树脂(导电性树脂成形件)。

在此，所谓导电性树脂是相对于绝缘性树脂而言的广义上的意思，也包含所谓的半导电性树脂和狭义的导电性树脂。

通常，体积电阻率小于或等于10¹³Ωcm左右的合成树脂从相对于绝缘性树脂的广义上来说可以称为导电性树脂。其中，体积电阻率在为10⁵～10¹³Ωcm左右的可以称为半导电性树脂，进而，体积电阻率为10⁵～10¹⁰Ωcm左右的树脂，作为适于控制静电故障的半导电性树脂也被称为制电性树脂。在这种意义上，本发明的自由球轴承中构成大球等的导电性树脂(导电性树脂成形件)也可以称为导电性或制电性树脂。

本发明提供的支承台，将多个上述自由球轴承分布并安装在水平的基台上，支承装载物使其能够向水平面内的任意方向移动，其中，所述基台的至少与该自由球轴承接触的部分是接地的良导体。

根据本发明的自由球轴承或支承台，由于与装载物直接接触的大球由树脂构成，所以能够防止装载物被损伤。此外，由于该树脂不是绝缘性树脂，而是导电性树脂(狭义的导电性树脂)或半导电性树脂，所以与装载物接触而不会使装载物带电。此外，在装载物已经带电的情况下，与由高导电性金属构成的情况不同，装载物的电荷以较慢的电荷移动速度被除去。这样，谋求防止带电，可以防止伴随自体带电的故障或伴随急剧除电的静电破坏等的静电故障。

在这种情况下，按照用途或装载物的性质，只要适当地选择表面电阻率的值即可。在与半导体器件接触的情况下，例如最好是10⁶～10¹⁰Ω/□的表面电阻率。如果是与FPD的玻璃基板接触的情况，则可使其范围扩大。

在这种情况下，虽然除电性能主要被导电性或半导电性树脂的特性(表面电阻率)所左右，但通过适当选择下述情况就能够适当设定除电性能，即，只将大球采用导电性或半导电性树脂的情况；只将大球、主体部及盖采用导电性或半导电性树脂的情况；将大球、小球、主体及盖全部采用导电性或半导电性树脂的场合(其余的部件采用金属)。

另外，在主体下面一体设置安装用的螺纹轴的情况下，使主体的下面本身和螺纹轴双方成为电荷移动通路，在除电性能方面是有效的。

另外，在不仅将大球而且将包括小球、主体以及盖在内的全部部件都用同一材料构成的情况下，对在严格的洁净室所使用的情况是有利的。即，即使由于磨损等而从构成输送、定位台的该自由球轴承产生垃圾，但若为同一材料则只产生一种垃圾，所以，该垃圾的特定(特定其为什么材料)是容易的，因此，从洁净室排出垃圾的处理也容易。

附图说明

图1是将本发明实施例1的自由球轴承分为正面图和剖面图两部分来表示的图；

图2是表示使用图1的自由球轴承的输送、定位台(支承台)的一部分的立体图；

图3是对实施例1的自由球轴承进行测定的除电特性图；

图4是将实施例2的自由球轴承分为正面图和剖面图两部分来表示的图。

附图标记

1、11 自由球轴承；

2、12主体

2a、12a 半球状凹面

3、13 小球

4、14 大球

5、15 盖

5a、15a开口

5b 圆周槽

15b 法兰部

15c 安装孔

7 基台

8 输送、定位台(支承台)

16 垫圈

具体实施方式

下面，参照附图对实施本发明的自由球轴承及支承台进行说明。

实施例1.

图1是将本发明实施例1的自由球轴承1分为正面图和剖面图两部分来表示的图。该自由球轴承1的主体2构成在上面侧具有半球状凹面2a的圆筒状，在下面侧一体地具有用于安装于后述的输送、定位台的螺纹轴2b。而且，在所述主体2的半球状凹面2a内配置有多个小球3，在其上承载1个大球4，以保持该大球4能够在全方向上旋转。此外，将具有使所述大球4的顶部突出的开口5a的盖5按照从上覆盖的方式安装在所述主体2上，以防止大球4及小球3跳出。盖5在下端缘具有与形成于主体2外周的圆周槽2c卡合的卡定突起5b，以防止脱开。

该自由球轴承1，虽然外观与以往相同，但在本发明中，至少将所述大球用具有10³～10¹⁰Ω/□的表面电阻率的导电性(狭义导电性)或半导电性树脂构成。

具体地说，例如只将大球4用导电性或半导电性树脂构成，而可以将小球3、主体2以及盖5用金属构成。此外，也可以用导电性或半导电性树脂构成大球4、主体2以及盖5，而用金属构成小球3。此外，也可以将大球4、小球3、主体2以及盖5全部用导电性或半导电性树脂构成。

实施例的自由球轴承1，在主体2下面一体地形成作为安装部的螺纹轴2b。因此，螺纹轴2b是与主体2相同的导电性或半导电性树脂，但也可以另外分体地构成螺纹轴。在这种情况下，也可以用金属构成螺纹轴部分。

在本发明中，作为获得导电性或半导电性树脂的方法，即作为赋予绝缘材料即基础树脂导电性的方法有：在基础树脂中分散金属或碳材料等导电性填料的方法、或在基础树脂中添加防带电聚合物的方法等，该导电性赋予方法是任意的。但是，在表面涂上防带电剂的方法不适用。另外，对用于赋予导电性的所述导电性填料或防带电聚合物的种类也没有特别限制。只要根据要得到的表面电阻率的值或所使用的基础树脂及其它各种条件适当选择即可。作为导电性或半导电性树脂的基础树脂，可使用PAI(聚酰胺酰亚胺)、PBI(聚苯并咪唑)、PCTFE(聚三氟氯乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、PEI(聚醚酰亚胺)、PI(聚酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚)、蜜胺树脂、芳香族聚酰胺树脂(聚酰胺树脂)等。

此外，也可以使用LCP(液晶聚合物)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PES(聚醚砜)以及其它树脂。另外，作为用于自由球轴承的树脂，ベスペル(作为芳香族聚酰亚胺树脂的デユポン公司的注册商标)或PEEK很合适。

此外，小球3、主体2、盖5等根据情况可以用金属构成，在用金属的情况下，可以使用不锈钢或钢等。

例如图2，将多个上述的自由球轴承1分布并安装在水平的基台7上，构成例如输送、定位台8。该输送、定位台8在FPD制造线中，作为玻璃基板在工序间的输送台起作用，并且，在到达各个工序后也作为容许微小移动的定位台起作用。自由球轴承1通过将螺纹轴2b拧入形成于基台7上的螺纹孔内而安装到基台7上，该基台7的至少与该自由球轴承1接触的部分(即，拧入螺纹轴2b的螺纹孔部分或主体2的下面部分、或者它们双方)是金属良导体，并被接地。

在如上述那样构成的输送、定位台8上，自由球轴承1的大球4在多个小球3上向任意方向且以极小的摩擦阻力自由转动，可使在其上以点接触承载的玻璃基板(图1中用标记9表示)等装载物向水平面内的任意方向且以极小的摩擦阻力移动。而且，因为与装载物接触的大球4由树脂构成，所以能够防止装载物被损伤。而且，通过至少将大球4用导电性或半导电性树脂构成，从其次所述的除电特性的测定结果可知，能够有效地防止产生装载物的静电故障。

以图1所示的结构，对于将大球4用表面电阻率为10⁴～10⁵Ω/□的树脂成形件(使用所述的ベスペル)构成而用不锈钢构成小球3、主体2以及盖5的本发明的一实施例的自由球轴承、与为进行比较而将它们全部用通常的绝缘性树脂构成的自由球轴承进行了如下的测定。在绝缘体基台上安装3个自由球轴承，并将自由球轴承主体接地。在这些自由球轴承的大球4上装载50mm×50mm×0.7mm的玻璃基板，该玻璃基板在测定之前通过静电发生装置带电1200V左右，使静电测定器接近玻璃板，测定玻璃板的静电电压的变化(推移)。

其测量结果如图3所示的除电特性图，横轴是时间(秒)，纵轴是电压(V)。在该图中，▲记号(B-2)是使用绝缘性树脂的以往的自由球轴承的情况，◆记号(B-1)是本发明的自由球轴承的情况。图3表明，在由绝缘性树脂构成的以往的自由球轴承的情况下，经过60秒后静电压还有初始电压的90％左右，几乎没有被除电，但在本发明的由导电性或半导电性树脂构成的自由球轴承的情况下，静电电压经过30秒缓慢下降到约原来的10％左右。另外，可以推测在小球3、主体2以及盖5都用导电性或半导电性树脂构成的情况下，能够进一步被缓慢地除电。因此，根据本发明的自由球轴承，在例如FPD制造线中进行玻璃基板的输送及定位时，能够防止静电故障的发生。

实施例2.

在本发明中，自由球轴承的结构不限于上述实施例，也可以为例如图4那样的结构。图示的自由球轴承11作为基本结构与图1的自由球轴承大致相同，为如下结构，即，在具有半球状凹面12a的主体12的所述半球状凹面12a内配置多个小球13，并在其上承载1个大球14，并保持该大球14能在全方向上旋转，将具有使大球4的顶部突出的开口15a以及安装用法兰部15b的盖15经由垫圈16从上盖在主体12上，并将通过形成在法兰部15b上的安装孔15c的螺栓与基台侧的螺纹孔连结从而固定该自由球轴承11。垫圈16防止小球13跳出，盖15防止大球14跳出。

在该自由球轴承11中，也与所述同样，至少将大球14用导电性或半导电性树脂构成，其它部分用导电性或半导电性树脂或金属构成。

自由球轴承的结构本身可以考虑其它各种方式，总而言之，只要是具有包括半球状凹面的主体、在该主体的所述半球状凹面上配置的多个小球、在所述多个小球上承载的1个大球、以及防止所述大球和小球跳出的盖的结构即可。另外，盖的形状可以考虑多种形状，总而言之，只要是能够防止大球和小球跳出的形状即可。另外，向基台上安装的方法可以考虑多种方法。进而，也可以是将多个自由球轴承一体化的结构，例如在共用的一个主体上形成多个半球状凹面，从而构成将主体共用的多个自由球轴承的结构。

本发明的自由球轴承，虽然适合用于FPD制造线中的玻璃基板的输送、定位台，但也能够作为单一的输送台或单一的定位台使用，此外，适用于在需要使装载物在水平面内顺畅移动情况下的各种支承台。

另外，装载物不限于玻璃基板，也可以适用于在怕静电的同时又不适合瞬间除电的各种物品，例如可以适用于半导体晶片的输送台或其它电子设备制造设施中的各种支承台。

此外，在装载物只不过是怕静电，而在瞬间除电不成问题的情况下，可以至少将大球用具有小于或等于10³Ω/□的低的表面电阻率的导电性树脂构成，而将小球、主体以及盖等其它部件用金属或具有小于或等于10³Ω/□的低的表面电阻率的导电性树脂构成。

以上虽然说明了本发明的优选的实施例，但本发明不限于这些实施例。在不脱离本发明宗旨的范围内，可以进行结构的附加、省略、置换以及其它变更。本发明不被所述的说明所限制，而只由附加的技术方案的范围所限定。

产业上的可利用性.

本发明的自由球轴承以及使用该自由球轴承的支承台能够适合用于装载物的输送、定位台等的支承台。尤其是本发明的自由球轴承以及使用该自由球轴承的支承台，在要防止装载物的静电故障的情况下最为适用。

Claims

1.一种自由球轴承，具备：主体，其具有半球状凹面；多个小球，其配置在该主体的所述半球状凹面上；1个大球，其被承载在所述多个小球上；以及盖，其防止所述大球和小球跳出，其中，至少将所述大球用导电性树脂构成，所述导电性树脂是通过在基础树脂中分散导电性填料、或在基础树脂中添加防带电聚合物而赋予导电性，将所述小球、所述主体以及所述盖用导电性树脂或金属构成，由所述导电性树脂构成的各部件具有10³～10¹⁰Ω/□的表面电阻率。

2.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，在所述主体的下面一体地设置安装用的螺纹轴，将该螺纹轴用导电性树脂或金属构成。

3.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，所述盖在下端缘具有与形成于主体外周的圆周槽卡合的卡定突起。

4.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，所述盖具有使大球的顶部突出的开口以及安装用法兰部，将通过形成在所述安装用法兰部上的安装孔的螺栓与基台侧的螺纹孔连结。

5.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，所述盖经由垫圈从上盖在所述主体上。

6.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，所述大球仅由导电性树脂构成。

7.如权利要求1所述的自由球轴承，其中，所述小球由金属构成。

8.一种支承台，其将多个权利要求1所述的自由球轴承分布并安装在水平的基台上，对装载物以使其能够向水平面内的任意方向移动的方式进行支承，其中，所述基台的至少与该自由球轴承接触的部分是接地的良导体。