JP2006177499A - Ball transfer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば重量物を水平方向に360°自在に搬送するのに用いられるボールトランスファの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a ball transfer used for, for example, transporting a heavy object 360 degrees freely in a horizontal direction.
ボールトランスファは、軸受面を有するケースと、この軸受面上に配置される多数の小ボールと、この軸受面に対してこの小ボールを介して回転可能に支持される大ボールとを備え、この大ボールが回転することによりこの大ボールに載せられた搬送物が移動する構成になっている。 The ball transfer includes a case having a bearing surface, a large number of small balls arranged on the bearing surface, and a large ball supported rotatably on the bearing surface via the small balls. The transported object placed on the large ball moves as the large ball rotates.
特許文献1には、ボールトランスファの内部に発生した塵埃を吸引排出する構成が開示されている。
しかしながら、従来のボールトランスファにあっては、ボールトランスファの摺接部に潤滑油の介在が不可欠であり、頻繁に給油を行う必要があり、潤滑油が周囲に飛散して汚れが生じるという問題点があった。 However, in the conventional ball transfer, it is indispensable that the lubricating oil is interposed in the sliding portion of the ball transfer, and it is necessary to supply the oil frequently, so that the lubricating oil is scattered around and causes contamination. was there.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑油を介在させなくても円滑な作動を維持できるボールトランスファを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ball transfer capable of maintaining a smooth operation without interposing lubricating oil.
本発明は、軸受面を有するケースと、この軸受面上に配置される複数の小ボールと、軸受面に対してこの小ボールを介して回転可能に支持される大ボールとを備え、大ボールが回転することにより大ボールに載せられた搬送物が移動する構成としたボールトランスファに適用する。 The present invention includes a case having a bearing surface, a plurality of small balls disposed on the bearing surface, and a large ball that is rotatably supported via the small balls with respect to the bearing surface. This is applied to a ball transfer that is configured such that a transported object placed on a large ball moves by rotating.
そして、ケースの軸受面と小ボールと大ボールの少なくとも一つの表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜を形成したことを特徴とするものとした。 A DLC coating film made of an amorphous structure mainly composed of carbon is formed on at least one surface of the bearing surface of the case and the small balls and the large balls.
本発明によると、ボールトランスファは互いに摺接するケースの軸受面と小ボールと大ボールの少なくとも一つの表面に高硬度のDLCコーティング膜を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なDLCコーティング膜によってボールトランスファの摺接部に働く摩擦力を低減し、ボールトランスファが動力を伝達する機械効率を高められるとともにボールトランスファの寿命延長がはかれる。さらに、ボールトランスファから生じる騒音を減らすことができる。 According to the present invention, the ball transfer has a structure in which a DLC coating film having a high hardness is formed on at least one surface of a bearing surface of a case and a small ball and a large ball that are in sliding contact with each other. The frictional force acting on the sliding portion of the ball transfer can be reduced, the mechanical efficiency of the ball transfer can be increased, and the life of the ball transfer can be extended. Furthermore, noise generated from the ball transfer can be reduced.
さらに、ボールトランスファは潤滑油を供給しなくても円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となる。この結果、ボールトランスファは潤滑油が飛散したり、潤滑油から塵埃が発生することを回避し、例えばクリーンルーム内で使用することが可能となる。 Furthermore, since the ball transfer can ensure smooth operability without supplying lubricating oil, it can be operated in an oil-free state. As a result, the ball transfer can be used in a clean room, for example, by preventing the lubricating oil from scattering or generating dust from the lubricating oil.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、ボールトランスファ10は、軸受面12を有するケース11と、この軸受面12上に配置される複数の小ボール15と、軸受面12に対してこの小ボール15を介して回転可能に支持される大ボール16とによって構成される。図示しない搬送経路に多数のボールトランスファ10が所定の間隔を持って並んで設けられ、各ボールトランスファ10の大ボール16に搬送物を載せ、この大ボール16が回転することにより、搬送物が移動するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
ケース11はその下面からネジ13が突出し、このネジ13を介して図示しない搬送経路に設けられる構造物に対して締結される。
A
軸受面12は球面状に窪む部位を環状に有し、大ボール16を多数の小ボール15にて支持し、大ボール16が回転するのに伴って小ボール15が循環するようになっている。
The
そして本発明の要旨とするところであるが、ケース11の軸受面12の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜20を形成する。DLCコーティング膜20の厚さは、例えば数μ程度以下の寸法である。
The
DLCコーティング膜20は、アンバランスマグネトロンスパッタ法(以下、「UBMスパッタ法」と称する)によって形成される。
The
スパッタの原理は、図3に示すように、アルゴン等の不活性ガスを導入した真空中でターゲット41を陰極として陽極の間でグロー放電させてプラズマを形成し、このプラズマ中のイオンをターゲット41に衝突させてターゲット41の原子を弾き飛ばし、この原子をターゲット41と対向して配置されたワーク(ケース11)21上に堆積させて皮膜を形成するようになっている。 As shown in FIG. 3, the principle of sputtering is that a plasma is formed by glow discharge between an anode and a target 41 in a vacuum into which an inert gas such as argon is introduced. The atoms of the target 41 are blown off by being collided with each other, and the atoms are deposited on the work (case 11) 21 arranged to face the target 41 to form a film.
UBMスパッタ法は、スパッタ蒸発源40a〜40dにターゲット41の中心部と周辺部で異なる磁気特性を有する磁場42,43が配置されて、プラズマを形成しつつ強力な磁場42により発生する磁力線の一部がワーク21の近傍に達し、ワーク21にバイアス電圧を印加することによって、ターゲット材41を構成する物質がワーク21上に堆積される。
In the UBM sputtering method,
図4は、UBMスパッタ装置50の基本構成を示す。真空チャンバ51に4つのスパッタ蒸発源40a〜40dが設けられ、その中央に配置された自公転式ワークテーブル56上にワーク21が置かれ、ワーク21にコーティングが行われる。スパッタ蒸発源40a〜40dには皮膜材料となる平板状ターゲットが取り付けられる。真空チャンバ51にはアルゴン等の不活性ガスとメタンガス等の炭化水素ガスが所定量充填される。
FIG. 4 shows a basic configuration of the UBM sputtering
スパッタ蒸発源40a,40cにはターゲットとしてグラファイトを使用し、スパッタ蒸発源40b,40dにはターゲットとして金属を使用する。
Sputter
DLCコーティング膜20は、図2に示すように、ステンレス製ワーク21の表面にニッケルメッキ層61を形成し、このニッケルメッキ層61の表面にボンド層62、中間層63、トップ層64が順に積層して形成される。
As shown in FIG. 2, the
図5は、上記DLCコーティング膜20を形成するのにあたって、ターゲット出力が変化する様子を示している。
FIG. 5 shows how the target output changes when the
ボンド層62は、金属ターゲット40b,40dのみをスパッタして、金属膜として形成される。このボンド層62を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を100%とし、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を0%と一定にして、所定時間だけスパッタが行われる。
The
中間層63は、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を次第に変化させて金属と炭素の傾斜組成膜として形成される。この中間層63を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を100%から一次的に減少させる一方、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を0%から一次的に増加させて、所定時間だけスパッタが行われる。
The
トップ層64は、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を略一定にしてスパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲットとスパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲットのスパッタ率を所定範囲に保って、所定時間だけスパッタが行われる。
The
このトップ層64を形成するのにあたって、図5に示すように、スパッタ蒸発源40b,40dの金属ターゲット出力を10%程度とし、スパッタ蒸発源40a,40cのグラファイトターゲット出力を90%程度と一定にして、トップ層64に含まれる金属の比率は3〜18%の範囲に設定する。さらに望ましくは、トップ層64に含まれる金属の比率を3〜12%の範囲に設定する。
In forming the
以上のように構成されて、次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
ステンレス製のワーク21の表面にニッケルメッキ層61を形成した後、金属の比率を100%にしたボンド層62を設けることにより、母材に対するDLCコーティング膜20の結合強度を高められる。
After forming the
金属の比率を100%にしたボンド層62上に金属の比率を次第に減らす金属と炭素の傾斜組成膜からなる中間層63を設け、中間層63の上に炭素を主成分とするトップ層64を設けることにより、DLCコーティング膜20におけるトップ層64の結合強度を高められる。
An
トップ層64の金属の比率を3〜18%の範囲に設定することにより、トップ層64の密着性や靱性を高められ、高荷重によってワーク21が変形するような場合、割れや、剥離が生じることを防止できる。そして、トップ層64の硬度の低下を抑えられ、耐摩耗性を確保できる。
By setting the metal ratio of the
図6にトップ層64に含まれる金属の比率と靱性及び硬度の関係を示すように、金属の比率を3〜18%の範囲に設定することにより、トップ層64の靱性と硬度の両方を高められる。さらにトップ層64に含まれる金属の比率を3〜12%の範囲に設定することにより、トップ層64の靱性と硬度の両方を著しく高められる。
As shown in FIG. 6, the relationship between the ratio of the metal contained in the
これに対して従来は、トップ層に含まれる金属の比率が0%になっていたため、密着性や靱性が不足し、トップ層に割れや剥離が生じやすいという問題点があった。 On the other hand, conventionally, since the ratio of the metal contained in the top layer was 0%, there was a problem that adhesion and toughness were insufficient and the top layer was likely to be cracked or peeled off.
この結果、高荷重を受けるワーク21の表面にDLCコーティング膜20を形成しても、DLCコーティング膜20の割れや剥離が生じることを回避し、実用化が可能となる。
As a result, even if the
ケース11の軸受面12の表面に高硬度のDLCコーティング膜20を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なDLCコーティング膜20によって小ボール15との摺接部に働く摩擦力を低減し、ボールトランスファ10が動力を伝達する機械効率を高められるとともにボールトランスファ10の寿命延長がはかれる。さらに、ボールトランスファ10の噛み合い部から生じる騒音を減らすことができる。
Due to the structure in which the high hardness
さらに、ボールトランスファ10は潤滑油を供給しなくても円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となる。この結果、ケース11は潤滑油が飛散したり、潤滑油から塵埃が発生することを回避し、例えばクリーンルーム内で使用することが可能となる。
Furthermore, the
他の実施の形態として、小ボール15または大ボール16の各表面に前記のDLCコーティング膜20を形成しても良く、同様の効果が得られる。
As another embodiment, the
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明は、搬送装置や他の機械や建築物に用いられるボールトランスファに利用できる。 The present invention can be used for a ball transfer used in a transfer device, other machines, and buildings.
10 ボールトランスファ
11 ケース
12 軸受面
16 大ボール
20 DLCコーティング膜
21 ワーク
40a〜40d スパッタ蒸発源
50 UBMスパッタ装置
61 メッキ層
62 ボンド層
63 中間層
64 トップ層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ケースの軸受面と前記小ボールと前記大ボールの少なくとも一つの表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるDLCコーティング膜を形成したことを特徴とするボールトランスファ。 A case having a bearing surface, a plurality of small balls disposed on the bearing surface, and a large ball supported rotatably on the bearing surface via the small ball, the large ball rotating In the ball transfer configured to move the transported object placed on this large ball,
A ball transfer comprising a DLC coating film formed of an amorphous structure mainly composed of carbon on a bearing surface of the case, and at least one surface of the small ball and the large ball.
Priority Applications (1)
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JP2004373500A JP2006177499A (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Ball transfer |
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JP2012104826A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Micron Technology Inc | Semiconductor containing chalcogenide having chalcogenide gradient |
JP2019519730A (en) * | 2016-04-28 | 2019-07-11 | フェデラル−モーグル ブルシャイド ゲーエムベーハー | Sliding elements, in particular piston rings |
-
2004
- 2004-12-24 JP JP2004373500A patent/JP2006177499A/en active Pending
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