JP4929915B2

JP4929915B2 - 静圧気体軸受

Info

Publication number: JP4929915B2
Application number: JP2006221335A
Authority: JP
Inventors: 秀夫小澤
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-08-14
Also published as: JP2008045652A

Description

本発明は、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の薄いガラス基板等の板状物を回転軸に装着された搬送ローラの回転により搬送する板状物の搬送装置の前記回転軸を非接触にて回転自在に支持する静圧気体軸受に関する。

特開２００４−１９６４８２号公報

例えば特許文献１においては、軸方向が搬送すべき板状物の搬送方向に対して直交していると共に、両端で回転自在に支持されて搬送方向に沿って並設された複数の回転軸を回転させることにより当該複数の回転軸の夫々に固着された搬送ローラ上の板状物を搬送する板状物の搬送装置が提案されている。

ところで、斯かる板状物の搬送装置では、大型化の進むＦＰＤ等の大形薄板状のガラス基板等の板状物を搬送することができるように、軸方向において長い回転軸を用いると、回転軸に比較的大きな撓みが生じる虞があり、これにより、搬送すべき板状物に上下振れや、板状物と搬送ローラとの接触及び離反の繰り返しによる発塵が生じ得る。また、回転軸の前記撓みを減少させるために回転軸の径を大きくして回転軸自体の剛性を高めるという手段を採る場合には、回転軸を回転させるためにより大きな駆動力が必要となり、装置の大型化を招来する虞がある。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転軸の撓みを減少させることができて大形のガラス基板等の板状物を搬送することができ、しかも、回転軸を回転させるための駆動力の増大を生じさせない板状物の搬送装置の回転軸支持用の静圧気体軸受を提供することにある。

本発明の静圧気体軸受は、両端で回転自在に支持されて板状物の搬送方向に沿って並んで配されていると共に軸方向が搬送方向に対して夫々直交している円筒状外周面を有した複数の回転軸と、板状物を搬送すべく複数の回転軸の回転により回転されるように複数の回転軸に装着された搬送ローラとを具備している板状物の搬送装置の前記複数の回転軸を回転自在に支持するための静圧気体軸受であって、回転軸の円筒状外周面に対して隙間をもって対面する半割円筒状受面を有した軸受本体と、半割円筒状受面に形成された複数の気体噴出口を有していると共に回転軸の円筒状外周面と半割円筒状受面との隙間に複数の気体噴出口から気体を供給する気体供給手段とを具備している。

本発明の静圧気体軸受によれば、特に、回転軸の円筒状外周面に対して隙間をもって対面する半割円筒状受面を有しているために、板状物の搬送装置の回転軸を回転させるための駆動力の増大を生じさせないと共に、回転軸の撓みを減少させることができて大形の板状物を搬送することができ、また、例えば内周面で回転軸を回転自在に支持する筒状の静圧気体軸受の取り付け及び取り外し作業よりも、簡単に取り付け及び取り外し作業を行い得る。

本発明の静圧気体軸受の好ましい例では、半割円筒状受面は、回転軸の曲率半径と同等の曲率半径を有していてもよく、回転軸の曲率半径よりも大きな曲率半径を有していてもよい。このような好ましい例によれば、半割円筒状受面の軸方向に伸びた両縁部と回転軸との隙間を半割円筒状受面の底部と回転軸との隙間よりも狭めることができて所謂絞りを形成することができ、回転軸をより好適に非接触にて回転自在に支持し得る。

本発明の静圧気体軸受の好ましい例では、気体供給手段は、軸方向に伸びて軸受本体に夫々形成されていると共に軸受本体の一方の端面で夫々開口している複数の気体流路と、複数の気体流路の夫々を気体噴出口に連通させるべく気体流路から気体噴出口に向かって半割円筒状受面の曲率中心を中心として放射状に伸びている気体噴出用流路と、軸受本体の一方の端面側において複数の気体流路を互いに連通させるための連通用溝を有していると共に軸受本体の一方の端面に取り外し自在に装着される流路連通部材とを具備している。このような好ましい例によれば、気体噴出用流路を通じて気体噴出口から好適に気体を噴出して、回転軸の円筒状外周面と半割円筒状受面との隙間に気体を供給することができる。

本発明の静圧気体軸受の好ましい例では、相互に滑動自在に接している凸球面及び凹球面を有しており、凸球面及び凹球面の相互の滑動により軸受本体を揺動自在に支持する軸受支持体を更に具備している。このような好ましい例によれば、軸受本体の揺動による半割円筒状受面の回転軸の円筒状外周面に対する不意の接触を防止し得ると共に組付け時のミスアライメントをキャンセルすることができる。

本発明によれば、回転軸の撓みを減少させることができて大形のガラス基板等の板状物を搬送することができ、しかも、回転軸を回転させるための駆動力の増大を生じさせない板状物の搬送装置の回転軸支持用の静圧気体軸受を提供し得る。

次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明は、これら例に何等限定されないのである。

図１から図６において、本例の静圧気体軸受１は、図７及び図８に示すように、両端２及び３でＲ方向に回転自在に支持されて板状物としての大形薄板状のガラス基板４の搬送方向Ｘに沿って並んで配されていると共に軸方向Ａが搬送方向Ｘに対して夫々直交している円筒状外周面５を有した複数の回転軸６と、ガラス基板４を搬送すべく複数の回転軸６の回転によりＲ方向に回転されるように複数の回転軸６に装着された搬送ローラ７とを具備している板状物の搬送装置８の前記複数の回転軸６を非接触にて回転自在に支持するためのものであって、回転軸６の円筒状外周面５に対して隙間９をもって対面する半割円筒状受面１０を有した半割円柱状の軸受本体１１と、半割円筒状受面１０に形成された複数の気体噴出口、本例では十個の気体噴出口４１を有していると共に回転軸６の円筒状外周面５と半割円筒状受面１０との隙間９に複数の気体噴出口４１から気体を供給する気体供給手段１３と、相互に滑動自在に接している凸球面１４及び凹球面１５を有しており、凸球面１４及び凹球面１５の相互の滑動により軸受本体１１を揺動自在に支持する軸受支持体１６とを具備している。

板状物の搬送装置８は、複数の回転軸６の両端２及び３を回転自在に支持する支持体２０を具備している。支持体２０は、支持基板２１と、搬送方向Ｘに沿って伸びて支持基板２１に夫々固定されていると共に回転軸６の両端２及び３をボールベアリング等からなる接触式の軸受２２を介して夫々Ｒ方向に回転自在に支持している一対の支持フレーム２３及び２４とを具備している。支持基板２１には、軸受支持体１６が取り外し自在に取り付けられている。

回転軸６の夫々は、搬送方向Ｘに直交するＹ方向におけるガラス基板４の寸法よりも長尺である。回転軸６は、円柱状であってもよいが、軽量化のため円筒状であってもよい。複数の回転軸６は、本例では一端２に歯車等を介して連結された駆動装置の駆動により夫々互いに機械的に同期してＲ方向に回転されるようになっている。

円盤状の搬送ローラ７は、回転軸６の夫々に複数設けられている。回転軸６の夫々に装着される搬送ローラ７の径、幅、個数、軸方向Ａの間隔等は、搬送されるべきガラス基板４の寸法等に応じて予め設定されている。搬送ローラ７はその周縁２５でガラス基板４の下面２６に接触し、回転軸６の回転によってＲ方向に回転されることにより当該周縁２５からガラス基板４に対して搬送方向Ｘに向かう移動力を与えるようになっている。

円筒体を半割にした形状の軸受本体１１は、一対の半割円環状の端面３１及び３２と、端面３１から端面３２まで伸びた外周面３３と、端面３１から端面３２まで伸びた内周面としての半割円筒状受面１０と、外周面３３及び半割円筒状受面１０の軸方向Ａに伸びる端縁に連接している矩形状の平坦面３４及び３５とを具備している。軸受本体１１の外周面３３には、軸受支持体１６が嵌着される窪み３６が形成されている。窪み３６は、軸方向Ａにおいて軸受本体１１の端面３２及び流路連通部材４６の端面５３から同距離離れている。

半割円筒状受面１０の曲率半径ｒ１は、回転軸６の曲率半径ｒ２と同等であっても、曲率半径ｒ２よりも大きくてもよく、斯かる場合には、半割円筒状受面１０の軸方向Ａに伸びた両縁部と回転軸６との隙間９を半割円筒状受面１０の底部と回転軸６との隙間９よりも狭めることができて所謂絞りを形成することができる。また、曲率半径ｒ１は、曲率半径ｒ２よりも小さい場合には、半割円筒状受面１０の底部と回転軸６との隙間９を常に形成することができると共に、半割円筒状受面１０の軸方向Ａに伸びた両縁部と回転軸６との隙間９を半割円筒状受面１０の底部と回転軸６との隙間９よりもより狭めることができる。曲率半径ｒ２は、本例では、回転軸６の両端２及び３間の部位の曲率半径であって、軸方向Ａにおいて回転軸６の両端２及び３の夫々から同距離離れた部位３７の曲率半径を意味しており、これにより、回転軸に比較的大きな撓みの生じやすい部位、特に回転軸６の軸方向における中央部位を好適に支持し得る。軸受本体１１は、半割円筒状受面１０が部位３７の下側において円筒状外周面５に対して隙間９をもって対面するように板状物の搬送装置８に配設されるようになっている。

気体供給手段１３は、軸方向Ａに伸びて軸受本体１１に夫々形成されていると共に軸受本体１１の端面３１で夫々開口している複数の気体流路、本例では五つの気体流路４３と、気体流路４３の夫々を複数の気体噴出口４１のうちの軸方向Ａにおいて互いに対向する二つの気体噴出口４１に連通させるべく気体流路４３から気体噴出口４１に向かって半割円筒状受面１０の曲率中心Ｃを中心として放射状に伸びている気体噴出用流路４４と、軸受本体１１の端面３１側において複数の気体流路４３を互いに連通させるための連通用溝４５を有していると共に軸受本体１１の端面３１に取り外し自在に装着される半割円環状の流路連通部材４６と、流路連通部材４６の連通用溝４５に給気口４７及び給気管を介して接続されるエアコンプレッサ等からなる気体供給源（図示せず）とを具備している。

気体噴出口４１及び気体噴出用流路４４は互いに同径であり、気体流路４３の径よりも小さい。五個の気体噴出口４１は、軸方向Ａにおいて端面３１から所定距離離れており、当該五個の気体噴出口４１は、軸受本体１１の円周方向において夫々互いに等間隔をもって配されている。他の五個の気体噴出口４１は、軸方向Ａにおいて端面３２から前記所定距離と同距離離れており、当該他の五個の気体噴出口４１は、軸受本体１１の円周方向において夫々互いに等間隔をもって配されている。

五つの気体流路４３は、軸受本体１１の円周方向において夫々互いに等間隔をもって配されている。気体噴出用流路４４は、本例では、曲率中心Ｃを中心として放射状に伸びているが、例えば静圧気体軸受１に対して隙間９をもって配された回転軸６の円筒状外周面５の曲率中心を中心として放射状に伸びていてもよい。

流路連通部材４６は、半割円筒状受面１０と同曲率を有した内周面５１、外周面３３と同曲率を有した外周面５２、端面３１及び３２と同形状の半割円環状の端面５３及び５４並びに内周面５１及び外周面５２の軸方向Ａに伸びる端縁に連接している平坦面５５及び５６を有している本体５７と、端面５４に形成された上記の連通用溝４５と、端面５３に形成されていると共に連通用溝４５に連通している上記の給気口４７とを具備している。流路連通部材４６は、ボルト５８を介して軸受本体１１に取り外し自在に装着されるようになっている。軸受本体１１に装着される流路連通部材４６の端面５４は、軸受本体１１の端面３１に密接することにより、連通用溝４５において気体流路４３の夫々に連通する連通流路を画成する。連通用溝４５は、本体５７の円周方向に伸びている。

軸受支持体１６は、凹球面１５を有していると共に、軸受本体１１の窪み３６に嵌着される嵌着体６１と、凸球面１４を表面に有する球面体６２が一端に取り付けられていると共に周面に雄ねじ６３が形成された軸体６４と、軸体６４の雄ねじ６３に螺合する一対のナット６５及び６６とを具備している。軸体６４は、支持基板２１をナット６５及び６６により挟むことで当該支持基板２１に不動に鉛直方向に伸びて固着されるようになっているが、軸体６４自体が支持基板２１に螺着されるようになっていてもよい。尚、軸受支持体１６は、軸体６４に螺合されるロックナット（図示せず）を更に具備していてもよい。嵌着体６１は、窪み３６に嵌着されることで軸受本体１１に対して不動に且つ取り外し自在に嵌着されるようになっている。軸体６４と嵌着体６１とは、凸球面１４と凹球面１５との相互の滑動を生じさせることにより軸受本体１１を支持基板２１及び回転軸６に対して揺動自在に支持している。軸受支持体１６は、球面体６２の凸球面１４で嵌着体６１の凹球面１５に滑接しているために所謂調芯機能を備えることとなる。

尚、軸受本体１１には、当該軸受本体１１の軸受支持体１６からの脱落を防止する脱落防止用のピン７１が取り付けられていてもよい。

以上の静圧気体軸受１は、回転軸６の部位３７の下方において支持基板２１に取り付けられ、気体供給手段１３により隙間９に気体を供給することにより回転軸６の部位３７を非接触にて回転自在に支持する。

本例の静圧気体軸受１によれば、特に、回転軸６の円筒状外周面５に対して隙間９をもって対面する半割円筒状受面１０を有した軸受本体１１と、半割円筒状受面１０に形成された複数の気体噴出口４１を有していると共に回転軸６の円筒状外周面５と半割円筒状受面１０との隙間９に複数の気体噴出口４１から気体を供給する気体供給手段１３とを具備しているために、板状物の搬送装置８の回転軸６を回転させるための駆動力の増大を生じさせないと共に、回転軸６の撓みを減少させることができて大形の板状物を搬送することができ、また、例えば内周面で回転軸６を回転自在に支持する円筒状の静圧気体軸受（図示せず）の取り付け及び取り外し作業よりも、簡単に取り付け及び取り外し作業を行い得る。

本例の静圧気体軸受１によれば、半割円筒状受面１０は、回転軸６の曲率半径ｒ２と同等の曲率半径ｒ１を有していてもよく、回転軸６の曲率半径ｒ２よりも大きな曲率半径ｒ１を有していてもよいために、半割円筒状受面１０の軸方向Ａに伸びた両縁部と回転軸６との隙間９を半割円筒状受面１０の底部と回転軸６との隙間９よりも狭めることができて所謂絞りを形成することができ、回転軸６をより好適に非接触にて回転自在に支持し得る。

本例の静圧気体軸受１によれば、気体供給手段１３は、軸方向Ａに伸びて軸受本体１１に夫々形成されていると共に軸受本体１１の一方の端面３１で夫々開口している複数の気体流路４３と、複数の気体流路４３の夫々を気体噴出口４１に連通させるべく気体流路４３から気体噴出口４１に向かって半割円筒状受面１０の曲率中心Ｃを中心として放射状に伸びている気体噴出用流路４４と、軸受本体１１の一方の端面３１側において複数の気体流路４３を互いに連通させるための連通用溝４５を有していると共に軸受本体１１の一方の端面３１に取り外し自在に装着される流路連通部材４６とを具備しているために、気体噴出用流路４４を通じて気体噴出口４１から好適に気体を噴出して、回転軸６の円筒状外周面５と半割円筒状受面１０との隙間９に気体を供給することができる。

本例の静圧気体軸受１によれば、相互に滑動自在に接している凸球面１４及び凹球面１５を有しており、凸球面１４及び凹球面１５の相互の滑動により軸受本体１１を揺動自在に支持する軸受支持体１６を更に具備しているために、軸受本体１１の揺動による半割円筒状受面１０の円筒状外周面５に対する不意の接触を防止し得ると共に組付け時のミスアライメントをキャンセルすることができる。

本発明の実施の形態の例の斜視説明図である。図１に示す例の斜視説明図である。図１に示す例の断面説明図である。図３に示す例のＩＶ−ＩＶ線矢視断面説明図である。図１に示す例の平面説明図である。図１に示す例の底面説明図である。本実施の形態の例の静圧気体軸受が設けられた板状物の搬送装置の平面説明図である。図７に示す板状物の搬送装置の一部拡大説明図である。

符号の説明

１静圧気体軸受
４ガラス基板
６回転軸
７搬送ローラ
８板状物の搬送装置
９隙間
１０半割円筒状受面
１１軸受本体
１３気体供給手段
１４凸球面
１５凹球面
１６軸受支持体

Claims

両端で回転自在に支持されて板状物の搬送方向に沿って並んで配されていると共に軸方向が搬送方向に対して夫々直交している円筒状外周面を有した複数の回転軸と、板状物を搬送すべく複数の回転軸の回転により回転されるように複数の回転軸に装着された搬送ローラとを具備している板状物の搬送装置の前記複数の回転軸を回転自在に支持するための静圧気体軸受であって、回転軸の円筒状外周面に対して隙間をもって対面する半割円筒状受面を有した軸受本体と、半割円筒状受面に形成された複数の気体噴出口を有していると共に回転軸の円筒状外周面と半割円筒状受面との隙間に複数の気体噴出口から気体を供給する気体供給手段とを具備しており、気体供給手段は、軸方向に伸びて軸受本体に夫々形成されていると共に軸受本体の一方の端面で夫々開口している複数の気体流路と、複数の気体流路の夫々を気体噴出口に連通させるべく気体流路から気体噴出口に向かって半割円筒状受面の曲率中心を中心として放射状に伸びている気体噴出用流路と、軸受本体の一方の端面側において複数の気体流路を互いに連通させるための連通用溝を有していると共に軸受本体の一方の端面に取り外し自在に装着される流路連通部材とを具備している静圧気体軸受。
半割円筒状受面は、回転軸の曲率半径と同等の曲率半径を有している請求項１に記載の静圧気体軸受。
半割円筒状受面は、回転軸の曲率半径よりも大きな曲率半径を有している請求項１に記載の静圧気体軸受。
相互に滑動自在に接している凸球面及び凹球面を有しており、凸球面及び凹球面の相互の滑動により軸受本体を揺動自在に支持する軸受支持体を更に具備している請求項１から３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。