TWI443271B - 自由滾珠軸承及軸承裝置 - Google Patents

Description

自由滾珠軸承及軸承裝置

本發明係關於一種用於物品的搬送或定位的支撐台、轉台等設備所適用的理想自由滾珠軸承及軸承裝置，例如能夠在對於半導體基板或印刷電路基板的加工、電子零件的安裝、平坦面板(以下簡稱平板：flat panel)的製造、半導體元件或半導體封裝件等電子零件的製造、食品或醫藥品的製造等用途使用的自由滾珠軸承及使用該自由滾珠軸承的軸承裝置。

本案係根據2010年7月13日在日本提出申請的特願2010-158650號主張優先權，而在此引用其內容。

在例如搬送物品的搬送設備方面，大多是採用一種使用可供全方向旋轉自如的1個滾珠(主滾珠)突出之構造的自由滾珠軸承而將要搬送的物品以能夠移送的方式支撐該物品的構成者。

在此種搬送設備中，為了使搬送中的物品的移動停止或者減速，有一種除了設置自由滾珠軸承之外還另外設置讓物品碰撞的止動件(stopper)、緩衝件(cushion)及讓物品接觸的導引構件等的構成。近年來，已提案一種能夠由自由滾珠軸承本身對搬送中的物品提供制動力的構成(例如專利文獻1)。使用此種自由滾珠軸承的搬送設備係具有能夠不需設置止動件、緩衝件及導引構件等的優點。

上述的專利文獻1的第1圖(a)、(b)所記載的自由滾珠軸承(移送用球體支撐裝置)具備：凹球面構件，係隔介複數顆副滾珠以讓主滾珠旋轉自如的方式支撐於凹球面；及蓋構件，具有讓前述主滾珠的上部突出之內孔；該自由滾珠軸承能夠切換主滾珠的自由轉動狀態及主滾珠的制動狀態：在主滾珠的自由轉動狀態下，前述內孔的緣部與前述主滾珠之間以微小間隙接近；在主滾珠的制動狀態下，前述內孔的緣部推壓接觸於前述主滾珠。

此外，在專利文獻1的第2圖(a)、(b)中揭示的自由滾珠軸承(移送用球體支撐裝置)構成如下述：藉由驅動手段(具體而言係由電磁線圈構成的電磁石34)使具有環狀副滾珠接觸部的加壓構件升降，在前述加壓構件下降時，使前述副滾珠接觸部接觸副滾珠群的上緣部，藉此限制副滾珠的轉動而對主滾珠的旋轉提供制動作用。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2004-19877號公報

在如上述專利文獻1的第1圖(a)、(b)中記載的自由滾珠軸承(移送用球體支撐裝置)使蓋構件接觸主滾珠而進行主滾珠的制動之構成中，長期的使用會造成主滾珠損傷。這樣的情況下，會有：形成在主滾珠表面的溝槽成為主滾珠與物品之間產生間隙的原因而變得難以對要移動的物品提供移動阻力的不妥情形。

如專利文獻1的第2圖(a)、(b)所示藉由進行升降的加壓構件來推壓副滾珠的構成，則是在能夠長期穩定地維持對物品提供所期望移動阻力的性能這點上有利。

然而，例如對於半導體基板或印刷電路基板的加工、電子零件的安裝、平板的製造、半導體元件或半導體封裝件等電子零件的製造、食品或醫藥品的製造等用途所使用的自由滾珠軸承，係要求高度的防塵性。

在上述的專利文獻1的第1圖(a)、(b)記載的自由滾珠軸承(移送用球體支撐裝置)中，發生蓋構件與主滾珠的接觸，而專利文獻1的第2圖(a)、(b)記載的自由滾珠軸承(移送用球體支撐裝置)中，發生在蓋構件(專利文獻1中的元件符號5a)的下側進行升降之加壓構件與副滾珠的接觸。因此，有想要防止微粒(particle)飛散之要求。

此外，在前述構造的自由滾珠軸承中，進行主滾珠的制動的構成複雜，小型化及低成本化並不容易。

本發明乃鑑於前述課題，其目的在於提供一種構造簡單且能夠防止微粒飛散的自由滾珠軸承及軸承裝置。

(1)本發明的一態樣的自由滾珠軸承係具備：本體，係具有滾珠承載部，該滾珠承載部係形成有以半球狀凹面為內面的滾珠承載用凹處；複數顆承載滾珠，係配置在前述本體的前述半球狀凹面；主滾珠，係具有比前述承載滾珠的直徑還大的直徑，且隔介前述承載滾珠被以旋轉自如的方式支撐於前述半球狀凹面；及蓋體部，係設置成包圍 前述本體的前述滾珠承載部；於前述蓋體部形成讓前述主滾珠的一部分突出的開口部；前述蓋體部係具有壓制片，該壓制片係藉由插入前述本體的前述半球狀凹面與前述主滾珠之間限制前述承載滾珠的移動而使前述主滾珠的旋轉阻力增加；前述本體係能夠相對於前述蓋體部朝滾珠承載部高度方向移動，該滾珠承載部高度方向乃係與前述滾珠承載用凹處的深度方向一致之方向；藉由前述本體的移動，能夠切換於前述壓制片限制前述承載滾珠的移動之位置、及前述壓制片從前述承載滾珠分隔而解除前述限制之位置。

(2)在上述(1)的自由滾珠軸承中，亦可為：前述蓋體部係具有包圍前述本體的前述滾珠承載部的基端側部分；前述本體係具有從前述滾珠承載部突出的軸部；前述軸部係從前述基端側部分突出，藉由使該突出部分往前述滾珠承載部的方向移動，而能夠將前述本體往前述滾珠承載部高度方向移動。

(3)在上述(1)或(2)的自由滾珠軸承中，亦可為：前述蓋體部係具備：蓋體部本體；及設置在前述蓋體部本體內的承載滾珠壓制環；前述壓制片係亦可與前述承載滾珠壓制環一體成形。

(4)在上述(1)至(3)中任一者的自由滾珠軸承中，亦可為：前述壓制片係與前述蓋體部一體成形。

(5)在上述(1)至(4)中任一者的自由滾珠軸承中，亦可為：復具備：將前述本體往離開前述壓制片的方向彈推的限制解除機構。

(6)在上述(1)至(5)中任一者的自由滾珠軸承中，亦可為：當前述壓制片位於限制前述承載滾珠的移動之位置時，前述壓制片與前述主滾珠係分隔開。

(7)　本發明的另一態樣的軸承裝置係具備：前述自由滾珠軸承；支撐體，係支撐前述自由滾珠軸承；及升降機構，係使前述自由滾珠軸承的本體往前述滾珠承載部高度方向移動。

依據上述(1)的自由滾珠軸承，能夠使本體往滾珠承載部高度方向移動，藉由該本體的移動，能夠切換於壓制片插入半球狀凹面與主滾珠之間限制承載滾珠的移動之位置、及解除限制之位置。

在移動限制位置，因壓制片插入半球狀凹面與主滾珠之間，故壓制片發揮抑制從滾珠承載用凹處而來的微粒飛散之功用。

因此，能夠防止因微粒的飛散造成的污染。

此外，由於本體係由蓋體部包圍的構造，所以能夠藉由在中央位置使主體往高度方向移動的機構來實現前述高度方向移動。

因此，能夠將構造簡化，能夠謀求小型化及低成本化。

以下參照圖式說明本發明之實施形態。

(第一實施形態)

參照第1圖及第2圖，說明本發明第一實施形態的自由滾珠軸承。在以下的說明中，以第1A圖的上側為上，以下側為下。

第1A圖、第1B圖係顯示第一實施形態的自由滾珠軸承10A。第1A圖係未進行承載滾珠41的制動之狀態的局部剖面圖，第1B圖係仰視圖。第2圖係顯示自由滾珠軸承10A的承載滾珠41的制動狀態的局部剖面圖。

自由滾珠軸承10A係具備：本體20；外殼(housing)狀的蓋體(cover)部30，係設置成包圍本體20的滾珠承載部23；複數顆承載滾珠41，係配置在滾珠承載部23的半球狀凹面21；主滾珠42，係隔介承載滾珠41以旋轉自如的方式支撐於半球狀凹面21；及彈簧60(限制解除機構)，係將本體20往滾珠承載部高度方向的下方彈推。

元件符號80係為載置被支撐物(省略圖示)的載置台，元件符號80a係為能夠讓自由滾珠軸承10A通過的通過口。

本體20係具有：塊(block)狀的滾珠承載部23，係形成有以半球狀凹面21為內面的滾珠承載用凹處22；及軸部24，係從與滾珠承載部23的滾珠承載用凹處22的開口部為相反側(基端側)的端部向下方突出。

在第1A圖中，元件符號20a所表示的假想線係為本體20的軸部24的中心軸線。本體20的滾珠承載用凹處22的開口部的中央及滾珠承載用凹處22的最深部係位在中心軸線20a上。以下的說明中，亦將中心軸線20a稱為本體軸線。

本體20係構成為能夠朝滾珠承載部高度方向(第1A圖及第2圖中的上下方向。中心軸線20a方向)移動，該滾珠承載部高度方向係指與滾珠承載用凹處22的深度方向一致的方向。

軸部24係具有：軸部本體26，係從滾珠承載部23的基端側的端面(底面23a)突出；及承載構件25，係安裝在軸部本體26。

於軸部本體26係形成有在前端部26a(下端部)開口的安裝孔部26b，且在安裝孔部26b安裝有承載構件25。

承載構件25係成為彈簧60下端部抵接的承載部者，其具有：頭(head)部25a；及螺桿軸25c，係從頭部25a的上表面25b延伸。螺桿軸25c係插入安裝孔部26b，且螺合於安裝孔部26b內表面的螺紋部(省略圖示)。

軸部本體26及承載構件25的下端部係突出於筒狀軸部32c(待後述)的下端部32i的更下方。

在圖示例子中，係將軸部24一體成形於滾珠承載部23，但本發明並不限於此，亦能夠將軸部和滾珠承載部各自獨立構成。此種情況下，亦能夠將軸部以金屬構成。

蓋體部30係具備：蓋體部本體30A；及承載滾珠壓制環50，係設置在滾珠承載部23與蓋體部本體30A之間所確保的內側空間11內。

蓋體部本體30A係在基端側蓋體構件32(基端側部分)的外周部安裝環狀的頂蓋(cap)33而構成。

基端側蓋體構件32係具備：環狀的底板32a；周壁部32b，係設置在底板32a的外周且突出於該底板32a的上表面側；及筒狀軸部32c，係突出於底板32a的下表面側。

周壁部32b係包圍本體20的滾珠承載部23的周圍而形成。

在筒狀軸部32c的外表面係形成有公螺紋32f。筒狀軸部32c係插入支撐體81的母螺紋孔81a，且螺合於母螺紋孔81a內面的母螺紋81b。

在形成於筒狀軸部32c的插通孔32g的內面，係從筒狀軸部32c的下端部32i起至預定高度範圍內形成有薄化凹部32h。薄化凹部32h上端的段部32e係成為供彈簧60的上端抵接的承載部。

在第1A圖顯示的狀態(待機狀態)中，基端側蓋體構件32的底板32a係抵接滾珠承載部23的底面23a。

頂蓋33係具有：環狀的蓋板部33a，係形成有主滾珠突出用開口部31；及側壁部33b，係從蓋板部33a的外周緣垂下。頂蓋33的蓋板部33a係覆蓋滾珠承載部23的滾珠承載用凹處22的開口部周圍的端面(前端面23b)。

頂蓋33係將形成在側壁部33b內周側的嵌合凸部33c嵌合於形成在基端側蓋體構件32的周壁部32b外周側的嵌合凹部32d，藉此而裝設在基端側蓋體構件32。

主滾珠突出用開口部31的內徑係設定為：比主滾珠42的直徑小而能夠防止主滾珠42脫落，而且還能夠讓主滾珠42的一部分突出於外面(第1A圖中為上方)。

主滾珠突出用開口部31的內徑大小係為在主滾珠42由承載滾珠41支撐的狀態中，在主滾珠突出用開口部31的內周面與主滾珠42之間，確保有能夠讓主滾珠42游動的游隙(clearance)C之大小。

承載滾珠壓制環50係具備：環狀的頂板部51，係配置在頂蓋33的蓋板部33a與滾珠承載部23的前端面23b之間；及環狀的壓制片52，係在頂板部51的內周端的全周朝下方突設成肋(rib)狀。

壓制片52一旦插入至本體20的半球狀凹面21與主滾珠42之間，即能夠限制承載滾珠41的移動。

壓制片52的外徑係比滾珠承載用處22的開口部的內徑略小，當本體20位於上升位置時(參照第2圖)，壓制片52不接觸滾珠承載用凹處22的半球狀凹面21。此時，壓制片52也不接觸主滾珠42。亦即，在壓制片52位於限制承載滾珠41的移動之位置時，壓制片52與主滾珠42是分隔開。

主滾珠42係直徑比承載滾珠41的直徑大，且隔介承載滾珠41而旋轉自如地受半球狀凹面21支撐。

圖示例的自由滾珠軸承10A，雖然本體軸線20a是在垂直方向固定，但並不以此為限，本體軸線20a亦可在相對於垂直方向傾斜的方向使用。

就自由滾珠軸承10A的本體20、蓋體部本體30A、承載滾珠41及主滾珠42、承載滾珠壓制環50而言，能夠採用金屬製、塑膠製等。

就主滾珠42而言，亦能夠採用以導電性(表面電阻率例如10³ Ω/□至10¹⁰ Ω/□)或半導電性樹脂構成者。

就形成主滾珠42的導電性樹脂材料而言，能夠採用在基底(base)樹脂分散混入導電性金屬填料(filler)者或在基底樹脂添加抗帶電聚合物者等。

就基底樹脂而言，能夠採用POM(polyacetal；聚縮醛)、PAI(polyamide-imide；聚醯胺-醯亞胺)、PBI(polybenzoimidazole；聚苯並咪唑)、PCTFE(polychlorotrifuruoroethylene；聚三氟氯乙烯)、PEEK(polyetherether ketone；聚二醚酮)、PEI(polyetherimide；聚醚醯亞胺)、PI(polyimide；聚醯亞胺)、PPS(polyphenylene sulfide；聚苯硫醚)、三聚氰胺(melamine)樹脂、芳香族聚醯胺樹脂(醯胺(aramid)樹脂)等。此外，亦可採用LCP(液晶聚合物)、PBT(polybutyleneterephthalate；聚對苯二甲酸丁二酯)、PES(polyether；聚苯醚碸)及其他樹脂。在對真空裝置內之環境的特性穩定性此等點上，較佳為Vespel(芳香族聚醯胺樹脂，杜邦(DuPont)公司的註冊商標)或PBI。

承載滾珠41、本體20亦能以半導電性樹脂構成。

針對本體20、蓋體部本體30A、承載滾珠壓制環50，亦能夠採用由前述導電性樹脂材料形成者。

此外，就本發明的自由滾珠軸承的本體20、蓋體部本體30A、承載滾珠41及主滾珠42、承載滾珠壓制環50而言，亦能夠採用由不具導電性或半導電性的材質(例如，金屬、塑膠等)形成者。

在第1A圖所示的狀態中，承載構件25的頭部25a被彈簧60往下方彈推，因此本體20是位於下方的待機位置(滾珠承載部23的底面23a抵接基端側蓋體構件32的底板32a之位置)。

由於本體20a位於待機位置，因此承載滾珠壓制環50係位於相對於滾珠承載部23內的承載滾珠41朝上方分隔開的位置。在此狀態下，承載滾珠41的移動不受限制，因此主滾珠42的旋轉阻力比較小。

當本體20位於待機位置時，壓制片52係配置在能夠防止承載滾珠41從滾珠承載用凹處22跳脫出來的位置。

因此，即使是位於此待機位置，仍是壓制片52將滾珠承載用凹處22的開口部附近的內面與主滾珠42之間大致堵起來的狀態。因此，壓制片52發揮抑制從滾珠承載用凹處22而來的微粒飛散的功用。

如第2圖所示，當藉由上推軸82將軸部24的突出部分(軸部24從筒狀軸部32c突出的部分)往上方(滾珠承載部32方向)推壓，使本體20因對抗彈簧60的彈推力而往上推時，壓制片52便從滾珠承載部23的滾珠承載用凹處22的開口部側插入半球狀凹面21與主滾珠42之間，從而限制承載滾珠41的移動。

結果，滾珠承載部23的承載滾珠41的旋轉受到抑制，主滾珠42的旋轉阻力增加。

在第2圖所示的狀態中，承載構件25的頭部25a的上表面25b係抵接筒狀軸部32c的下端部32i而使本體20往上方的移動有所限制。因此，能夠防止對滾珠承載部23和承載滾珠41施加過大的力產生破損。

此外，主滾珠突出用開口部31的內周面與主滾珠42之間，確保有能夠讓主滾珠42游動的游隙C。

壓制片52限制承載滾珠41移動之位置(移動限制位置)乃係比滾珠承載用凹處22的開口部還下方(滾珠承載用凹處22的底部側)的位置。此外，在此時，滾珠承載用凹處22的開口部附近的內面與主滾珠42之間係由壓制片52大致堵起來的狀態。因此，能夠抑制在此位置因壓制片52與承載滾珠41之接觸所產生的微粒從滾珠承載用凹處22飛散。

若使上推軸82下降，本體20便因彈簧60的彈推力而下降並回到待機位置，承載滾珠42的移動限制便解除，主滾珠42的旋轉阻力再度變小。

自由滾珠軸承10A係例如能夠使用如下。

在如第1A圖所示，本體20位於待機位置、主滾珠42不受旋轉限制的狀態下，將被支撐物(顯示器用母玻璃(mother glass)、矽基板(晶圓)等)放到主滾珠42上。

在此狀態下，藉由定位裝置(省略圖示)進行被支撐物的定位操作(被支撐物的面方向的定位)。例如，藉由定位構件(省略圖示)確定被支撐物的面方向的位置，且在該位置限制被支撐物的面方向移動。由於主滾珠42的旋轉並未受抑制，因此定位操作容易進行。

在藉由定位裝置進行定位後，如第2圖所示，將自由滾珠軸承10A的本體20上推，且藉由承載滾珠壓制環50限制承載滾珠41的移動而抑制承載滾珠41及主滾珠42的旋轉，藉此能夠防止被支撐物的面方向的位置偏離。

要解除藉由前述定位構件進行的被支撐物的移動限制，較佳為在抑制主滾珠42的旋轉的狀態下進行。藉此，能夠防止解除藉由定位裝置進行的移動限制後被支撐物的位置偏離。

藉由承載滾珠壓制環50進行的承載滾珠41的移動限制，並沒有必要完全阻止承載滾珠41的循環及旋轉，而是抑制承載滾珠41的循環及旋轉，結果只要能夠抑制主滾珠42的旋轉即可。

此外，讓主滾珠42能夠追隨被支撐物的微動有些微旋轉，這比完全停止主滾珠42的旋轉的方式還更讓被支撐物在主滾珠42上難以滑動，因此能夠確實地制動被支撐物。

根據自由滾珠軸承10A，本體20能夠往滾珠承載部23的高度方向移動。藉由此本體20的移動，能夠切換於壓制片52插入半球狀凹面21與主滾珠42之間而限制承載滾珠41移動的位置、與解除限制的位置。

在移動限制位置，因壓制片52插入半球狀凹面21與主滾珠42之間，故壓制片52發揮抑制從滾珠承載用凹處22而來的微粒飛散之功用。

因此，能夠防止因微粒的飛散造成的污染。

此外，自由滾珠軸承10A係本體20由蓋體部30包圍的構造。因此，藉由只讓位於中央位置的軸部24往高度方向移動的機構，能夠實現本體20往高度方向的移動。

因此，能夠將移動本體20所需的構造簡化，能夠謀求整體的小型化及低成本化。

在自由滾珠軸承10A中，當本體20上升時可藉由壓制片52來限制承載滾珠41的移動，因此在主滾珠42上升的位置，主滾珠42的旋轉受到抑制。

因此在需要限制被支撐物的移動時能夠確實地使主滾珠42抵接被支撐物。故能夠確實地防止被支撐物的位置偏離。

(第二實施形態)

參照第3圖及第4圖，說明本發明第二實施形態的自由滾珠軸承。在以下的說明中，已出現過的構成係標註相同的元件符號，且省略或簡化其說明。

自由滾珠軸承10B和第一實施形態的自由滾珠軸承10A的不同處在於自由滾珠軸承10B不具備彈簧60這點。

在第3圖所示的狀態中，本體20係藉著自身重量而處於待機位置，承載滾珠41的旋轉不受限制，因此主滾珠42的旋轉阻力比較小。

如第4圖所示，當使本體20往上方移動時，壓制片52便插入半球狀凹面21與主滾珠42之間，而限制承載滾珠41的移動。結果，承載滾珠41的旋轉受到抑制，主滾珠42的旋轉阻力增加。

當使上推軸82下降時，本體20藉著自身重量下降並回到待機位置，承載滾珠41的旋轉抑制便解除，主滾珠42的旋轉阻力再度變小。

在自由滾珠軸承10B中，亦是藉由壓制片52而能夠抑制從滾珠承載用凹處22而來的微粒飛散。

(第三實施形態)

參照第5圖及第6圖，說明本發明第三實施形態的自由滾珠軸承。

自由滾珠軸承10C和第一實施形態的自由滾珠軸承10A的不同處在於自由滾珠軸承10C未設置承載滾珠壓制環50這點。

本體120係具有：滾珠承載部123，係形成有滾珠承載用凹處22；及軸部124，係從滾珠承載部123往下方突出。

軸部124的下端部124a係從筒狀軸部32c的下端部32i往下方突出。

蓋體部130的頂蓋133係具備：蓋板部133a；側壁部133b，係從蓋板部133a的外周緣垂下；及壓制片152，係從蓋板部133a的內周緣往下方突出。

壓制片152係發揮和第一實施形態的自由滾珠軸承10A中的承載滾珠壓制環50的壓制片52相同的功用(因承載滾珠41的移動限制而引起的主滾珠42的旋轉限制)者，且與蓋板部133a一體形成。

在第5圖所示的狀態中，本體120係位於待機位置，承載滾珠41的旋轉未受到限制，因此主滾珠42的旋轉阻 力比較小。

如第6圖所示，藉由上推軸82將軸部124往上方推壓當使本體120往上方移動時，頂蓋133的壓制片152便插入半球狀凹面21與主滾珠42之間而限制承載滾珠41的移動。結果承載滾珠41的旋轉受到抑制，主滾珠42的旋轉阻力增加。

在第6圖所示的狀態中，上推軸82係因其直徑比形成在筒狀軸部32c的插通孔32g的直徑大所以抵接於筒狀軸部32c的下端部32i，藉此使本體120往上方的移動有所限制。因此，能夠防止對滾珠承載部123和承載滾珠41施加過大的力而產生破損。

當使上推軸82下降時，本體120藉著自身重量下降並回到待機位置，承載滾珠41的旋轉抑制便解除，主滾珠42的旋轉阻力再度變小。

(第四實施形態)

參照第7圖及第8圖，說明本發明第四實施形態的自由滾珠軸承。

自由滾珠軸承10D係具有：本體220，係具有形成有滾珠承載用凹處22的滾珠承載部223；蓋體部230；承載滾珠41，係配置在滾珠承載部223的半球狀凹面21；主滾珠42，係以旋轉自如的方式支撐於半球狀凹面21；及彈簧260(限制解除機構)。

蓋體部230的頂蓋233係具備：蓋板部233a；側壁部233b，係從蓋板部233a的外周緣垂下；及壓制片252，係從蓋板部233a的內周緣往下方突出。

本體220係具有：滾珠承載部223，係形成有滾珠承載用凹處22；及軸部224，係從滾珠承載部223往下方突出。

軸部224係具有：中心軸部225，係從滾珠承載部223往下方延伸出；延伸軸部226，係藉由螺合於中心軸部225外表面的螺紋部225a而固定於中心軸部225且往下方延伸出；及限制筒部227，係於外表面具有螺紋部227a供筒狀軸部232c內表面的螺紋部232g螺合。

在延伸軸部226的外表面的長度方向中間位置係形成環狀凸部226a，環狀凸部226a的上表面226b係成為可供彈簧260(限制解除機構)下端抵接的承載部。

延伸軸部226的環狀凸部226a下方的部分係以上下移動自如的方式插通限制筒部227的插通孔227b。環狀凸部226a係形成為抵接限制筒部227上端而能夠限制延伸軸部226往下方的移動。

延伸軸部226的下端部226c係比限制筒部227的下端部227c往下方突出。

基端側蓋體構件232係具備：環狀的底板232a；及筒狀軸部232c，係突出於底板232a的下面側。

於筒狀軸部232c的外表面係形成有公螺紋232f，筒狀軸部232c係插入支撐體81的母螺紋孔81a，螺合於母螺紋孔81a內表面的母螺紋81b。

於筒狀軸部232c的內表面232d係形成有薄化凹部232d。薄化凹部232d上端的段部232e係成為可供彈簧260上端抵接的承載部。

在第7圖所示的狀態中，延伸軸部226的環狀凸部226a被彈簧260往下方彈推，因此本體220位於待機位置。

如第8圖所示，藉由上推軸82將軸部224(延伸軸部226的下端部226c)往上方推壓，當使本體220往上方移動時，頂蓋233的壓制片252便插入半球狀凹面21與主滾珠42之間而限制承載滾珠41的移動。結果承載滾珠41的旋轉受到抑制，主滾珠42的旋轉阻力增加。

在第8圖所示的狀態中，上推軸82係抵接於限制筒部227的下端部227c，藉此使本體220往上方的移動有所限制，因此能夠防止對滾珠承載部223和承載滾珠41施加過大的力而產生破損。

當使上推軸82下降時，本體220便藉由彈簧260的彈推力下降並回到待機位置，主滾珠42的旋轉阻力再度變小。

第9圖係顯示本發明的軸承裝置的一實施形態。

該軸承裝置係具備：複數個自由滾珠軸承10C；支撐體81，係支撐自由滾珠軸承10c；支撐台83，係供支撐體81固定；及升降機構90，係使插通支撐體81的上推軸82進行升降。

升降機構90係具備有：驅動部91，例如氣缸(air cylinder)等；升降軸92，係藉由驅動部91進行升降；及第1基台部93，係設置在升降軸92的上端部。上推軸82的基端部係固定於第1基台部93。元件符號94係收納升降軸92上部的伸縮囊(bellows)。伸縮囊94的下端係安裝在設於支撐板110的第2基台部95。

升降機構90係藉由對升降軸92進行升降而使上推軸升降，藉此能夠使自由滾珠軸承10C的本體120朝高度方向移動。

支撐台83係能夠藉由未圖示的升降機構進行升降。

該軸承裝置係可使用如下的方法。

如第9圖所示，當使支撐台83上升時，自由滾珠軸承10C便通過通過口80a而成為突出於載置台80上的狀態。

利用機器手臂100將被支撐物搬入，並載置於自由滾珠軸承10C的主滾珠42上。

此時，藉由升降機構90調整升降軸92及上推軸82的高度位置並將自由滾珠軸承10C的本體120配置在待機位置，且事先設為主滾珠42的旋轉阻力小的狀態(參照第5圖)，藉此，被支撐物1係能夠容易地在主滾珠42上移動。

在此狀態下，藉由定位裝置(省略圖示)進行被支撐物1的定位操作(被支撐物1的面方向的定位)。由於主滾珠42的旋轉阻力小，因此被支撐物1的定位操作容易進行。

接著，利用升降機構90使自由滾珠軸承10C的本體120上升，藉由壓制片152提高主滾珠42的旋轉阻力(參照第6圖)，藉此，能夠防止被支撐物1因面方向移動從預定位置偏離。

如第10圖所示，當使支撐台83和自由滾珠軸承10C一起下降時，被支撐物1便被載置到載置台80。

對被支撐物1係能夠依需要施以製膜等處理。

如第9圖所示，使支撐台83上升，再次藉由自由滾珠軸承10C將被支撐物1舉起。

在舉起被支撐物1時，藉由形成利用壓制片152提高主滾珠42的旋轉阻力的狀態(參照第6圖)，能夠防止被支撐物1因面方向移動而產生的位置偏離。在實施此動作時，例如在使用氣缸作為驅動部91的情形中，只要於支撐台83的上升中，以預定壓力持續將升降軸92往上方彈推，並推壓上推軸82即可。

接著，能夠藉由機器手臂100將被支撐物1搬出。

另外，在進行搬出時，亦能夠藉由定位裝置(省略圖示)進行被支撐物1的定位操作(被支撐物的面方向的定位)。亦即，將本體120配置在待機位置成為主滾珠42的旋轉阻力小的狀態(參照第5圖)後進行前述定位操作，接著再次形成主滾珠42的旋轉阻力提高的狀態(參照第6圖)使能夠搬出被支撐物1。

如此，在該軸承裝置中，藉由利用升降機構90調整上推軸82的高度位置，能夠依照需要的操作來調整主滾珠42的旋轉阻力，因此能夠順暢且正確地進行被支撐物1的搬送。

本發明的自由滾珠軸承係在抑制時能夠獲得比解放時更顯著的高摩擦係數，因此在抑制時將主滾珠固定成不旋轉的使用方法亦是可能的。

本發明的自由滾珠軸承係能夠適用於例如將顯示器用母玻璃、矽基板(晶圓)等基板予以精密定位用的基板用定位台(支撐台)。

本發明係能夠廣汎地使用在例如對於半導體基板或印刷電路基板的加工、電子零件的安裝、平板的製造、半導體元件或半導體封裝件等電子零件的製造、以及食品或醫藥品的製造等、無塵室內的物品搬送(例如使用作為搬送裝置的一部分)、定位等用途。

(產業上的可利用性)

本發明各實施形態的自由滾珠軸承，壓制片係發揮抑制從滾珠承載用凹處而來的微粒飛散的功用。因此，能夠防止微粒的飛散造成的污染。此外，本體乃係由蓋體部包圍的構造，因此藉由在中央位置使本體朝高度方向移動的機構能夠實現前述高度方向移動。因此，能夠將構造簡化，能夠謀求小型化及低成本化。因此，本發明在產業上有極大的利用價值。

1．．．被支撐物

10A、10B、10C、10D．．．自由滾珠軸承

11．．．內側空間

20、120、220．．．本體

20a．．．中心軸線

21．．．半球面凹面

22．．．滾珠承載用凹處

23、223．．．滾珠承載部

23a．．．滾珠承載部的底面

23b．．．滾珠承載用凹處的前端面

24、124、224．．．軸部

25．．．承載構件

25a．．．頭部

25b．．．承載構件的頭部的上表面

25c．．．螺桿軸

26a．．．軸部本體的前端部

26b．．．安裝孔部

30、130、230．．．蓋體部

30A．．．蓋體部本體

31．．．主滾珠突出用開口部

32、132、232．．．基端側蓋體構件(基端側部分)

32a、232a．．．底板

32b．．．周壁部

32c、232c．．．筒狀軸部

32e、232e．．．段部

32f、232f．．．公螺紋

32g．．．插通孔

32h．．．薄化凹部

32i．．．筒狀軸部的下端部

33、133、233．．．頂蓋

33a、133a、233a．．．蓋板部

33b、133b、233b．．．側壁部

33c．．．嵌合凸部

41．．．承載滾珠

42．．．主滾珠

50．．．承載滾珠壓制環

51．．．頂板部

52、252．．．壓制片

60、260．．．彈簧(限制解除機構)

80．．．載置台

80a．．．通過口

81．．．支撐體

81a．．．母螺紋孔

81b．．．母螺紋

82．．．上推軸

83．．．支撐台

90．．．升降機構

91．．．驅動部

92．．．升降軸

93．．．第1基台部

94．．．伸縮囊

95．．．第2基台部

100．．．機器手臂

110．．．支撐板

124a．．．軸部的下端部

225．．．中心軸部

225a．．．螺紋部

226．．．延伸軸部

226a．．．環狀凸部

226b．．．環狀凸部的上表面

226c．．．延伸軸部的下端部

227．．．限制筒部

227a．．．螺紋部

227c．．．限制筒部的下端部

232d．．．筒狀軸部的內表面

232g．．．螺紋部

C．．．游隙

第1A圖係顯示本發明第一實施形態的自由滾珠軸承中，未以承載滾珠壓制環對承載滾珠進行制動之狀態的局部剖面圖。

第1B圖係對應於第1A圖的仰視圖。

第2圖係顯示前圖的自由滾珠軸承的承載滾珠的制動狀態的局部剖面圖。

第3圖係顯示本發明第二實施形態的自由滾珠軸承中，未以承載滾珠壓制環對承載滾珠進行制動之狀態的局部剖面圖。

第4圖係顯示前圖的自由滾珠軸承的承載滾珠的制動狀態的局部剖面圖。

第5圖係顯示本發明第三實施形態的自由滾珠軸承中，未以承載滾珠壓制環對承載滾珠進行制動之狀態的局部剖面圖。

第6圖係顯示前圖的自由滾珠軸承的承載滾珠的制動狀態的局部剖面圖。

第7圖係顯示本發明第四實施形態的自由滾珠軸承中，未以承載滾珠壓制環對承載滾珠進行制動之狀態的局部剖面圖。

第8圖係顯示前圖的自由滾珠軸承的承載滾珠的制動狀態的局部剖面圖。

第9圖係顯示本發明的軸承裝置的一實施形態的局部剖面圖。

第10圖係顯示在前圖的軸承裝置中，支撐被支撐物之狀態的局部剖面圖。

10A．．．自由滾珠軸承

11．．．內側空間

20．．．本體

20a．．．中心軸線

21．．．半球面凹面

22．．．滾珠承載用凹處

23．．．滾珠承載部

23a．．．滾珠承載部的底面

23b．．．滾珠承載用凹處的前端面

24．．．軸部

25．．．承載構件

25a．．．頭部

25b．．．承載構件的頭部的上表面

25c．．．螺桿軸

26a．．．軸部本體的前端部

26b．．．安裝孔部

30．．．蓋體部

30A．．．蓋體部本體

31．．．主滾珠突出用開口部

32．．．基端側蓋體構件(基端側部分)

32a．．．底板

32b．．．周壁部

32c．．．筒狀軸部

32e．．．段部

32f．．．公螺紋

32g．．．插通孔

32h．．．薄化凹部

32i．．．筒狀軸部的下端部

33．．．頂蓋

33a．．．蓋板部

33b．．．側壁部

33c．．．嵌合凸部

41．．．承載滾珠

42．．．主滾珠

50．．．承載滾珠壓制環

51．．．頂板部

52．．．壓制片

60．．．彈簧(限制解除機構)

80．．．載置台

80a．．．通過口

81．．．支撐體

81a．．．母螺紋孔

81b．．．母螺紋

82．．．上推軸

C．．．游隙

Claims (6)

1. 一種自由滾珠軸承，係具備：本體，係具有滾珠承載部，該滾珠承載部係形成有以半球狀凹面為內面的滾珠承載用凹處；複數顆承載滾珠，係配置在前述本體的前述半球狀凹面；主滾珠，係具有比前述承載滾珠的直徑還大的直徑，且隔介前述承載滾珠以旋轉自如的方式支撐於前述半球狀凹面；及蓋體部，係設置成包圍前述本體的前述滾珠承載部；於前述蓋體部形成讓前述主滾珠的一部分突出的開口部；前述蓋體部係具有壓制片，該壓制片係藉由插入前述本體的前述半球狀凹面與前述主滾珠之間來限制前述承載滾珠的移動而使前述主滾珠的旋轉阻力增加；前述本體係能夠相對於前述蓋體部朝滾珠承載部高度方向移動，該滾珠承載部高度方向乃係與前述滾珠承載用凹處的深度方向一致之方向；藉由前述本體的移動，能夠切換於前述壓制片限制前述承載滾珠的移動之位置、及前述壓制片從前述承載滾珠分隔而解除前述限制之位置，當前述壓制片位於限制前述承載滾珠的移動之位置時，前述壓制片與前述主滾珠係分隔開。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自由滾珠軸承，其中，前述蓋體部係具有包圍前述本體的前述滾珠承載部的基端側部分；前述本體係具有從前述滾珠承載部突出的軸部；前述軸部係從前述基端側部分突出，藉由使該突出部分往前述滾珠承載部的方向移動，而能夠將前述本體往前述滾珠承載部高度方向移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自由滾珠軸承，其中，前述蓋體部係具備：蓋體部本體；及設置在前述蓋體部本體內的承載滾珠壓制環；前述壓制片係與前述承載滾珠壓制環一體成形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自由滾珠軸承，其中，前述壓制片係與前述蓋體部一體成形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自由滾珠軸承，其中，復具備：將前述本體往離開前述壓制片的方向彈推的限制解除機構。
6. 一種軸承裝置，係具備：申請專利範圍第1項所述的自由滾珠軸承；支撐體，係支撐前述自由滾珠軸承；及升降機構，係使前述自由滾珠軸承的本體往前述滾珠承載部高度方向移動。