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JP5501880B2 - Free ball bearings and bearing devices - Google Patents
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JP5501880B2 - Free ball bearings and bearing devices - Google Patents

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Description

本発明は、物品の搬送あるいは位置決めに用いられる支持テーブル、ターンテーブル等に適用して好適なフリーボールベアリングおよびベアリング装置に係り、例えば半導体基板やプリント配線基板に対する加工、電子部品の実装、フラットパネルの製造、半導体素子や半導体パッケージ等の電子部品の製造、食品や医薬品の製造等にて使用できるフリーボールベアリング、およびこれを用いたベアリング装置に関する。   The present invention relates to a free ball bearing and a bearing device suitable for application to a support table, a turntable, etc. used for conveying or positioning articles, for example, processing on semiconductor substrates and printed wiring boards, mounting of electronic components, flat panels. The present invention relates to a free ball bearing that can be used in the manufacture of electronic components such as semiconductor elements and semiconductor packages, food and pharmaceuticals, and a bearing device using the free ball bearing.

例えば物品を搬送する搬送設備にあっては、全方向に回転自在な1個のボール(主球)が突出された構造のフリーボールベアリングを用いて搬送する物品を移送可能に支持する構成のものが多く採用されている。
このような搬送設備にあっては、搬送中の物品の移動を停止あるいは減速させるために、フリーボールベアリングとは別に、物品を衝突させるストッパ、クッション、物品を接触させるガイド部材などを設けた構成のものがあるが、近年、フリーボールベアリング自体が搬送中の物品に制動力を与えることが可能な構成となっているものが提案されている(例えば特許文献1)。このようなフリーボールベアリングを用いた搬送設備は、ストッパ、クッション、ガイド部材等の設置を不要にできる利点がある。
For example, in a transport facility for transporting an article, it is configured to support the article to be transported using a free ball bearing having a structure in which one ball (main ball) that is rotatable in all directions is projected. Is often adopted.
In such a transport facility, in order to stop or decelerate the movement of the article being conveyed, a configuration provided with a stopper that impacts the article, a cushion, a guide member that contacts the article, etc., apart from the free ball bearing In recent years, a structure has been proposed in which a free ball bearing itself can apply a braking force to an article being conveyed (for example, Patent Document 1). Such a transfer facility using a free ball bearing has an advantage that it is unnecessary to install a stopper, a cushion, a guide member and the like.

上述の特許文献1の図1(a)、(b)記載のフリーボールベアリング(移送用球体支持装置)は、複数の副球を介して凹球面に主球を回転自在に支持した凹球面部材と、前記主球の上部が突出する内孔を有する蓋部材とを備え、前記内孔の縁部が前記主球との間に微小間隙をもって接近した主球の自由転動状態と、前記内孔の縁部が前記主球に押圧接触した主球の制動状態とが切り換え可能になっている。
また、特許文献1の図2(a)、(b)には、環状の副球接触部を有する加圧部材を駆動手段(具体的には電磁線輪によって構成した電磁石34)によって昇降させ、前記加圧部材の下降時に前記副球接触部を副球群の上縁部に接触させることで副球の転動を拘束して主球の回転に制動作用を与える構成のフリーボールベアリング(移送用球体支持装置)が開示されている。
The free ball bearing (transfer sphere support device) described in FIGS. 1A and 1B of Patent Document 1 described above is a concave spherical member that rotatably supports a main sphere on a concave spherical surface via a plurality of subspheres. And a lid member having an inner hole from which the upper part of the main sphere protrudes, and a free rolling state of the main sphere in which an edge of the inner hole approaches with a small gap between the main sphere and the inner sphere The braking state of the main sphere in which the edge of the hole is in press contact with the main sphere can be switched.
2 (a) and 2 (b) of Patent Document 1, a pressurizing member having an annular subsphere contact portion is moved up and down by a driving means (specifically, an electromagnet 34 constituted by an electromagnetic wire ring), A free ball bearing (transfer) which restrains the rolling of the secondary sphere by bringing the secondary sphere contact portion into contact with the upper edge of the secondary sphere group when the pressure member is lowered, and gives a braking action to the rotation of the primary sphere. Sphere support device).

特開2004−19877号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-1987

上述の特許文献1の図1(a)、(b)記載のフリーボールベアリング(移送用球体支持装置)のように、蓋部材を主球に接触させて主球の制動を行う構成では、長期の使用によって主球を傷付けることがあり、主球表面に形成された溝が物品との間の隙間の原因になって移動する物品に移動抵抗を与えづらくなる、といった不都合がある。
特許文献1の図2(a)、(b)のように、昇降する加圧部材によって副球を押さえ込む構成の方が、物品に所望の移動抵抗を与える性能を長期にわたって安定に維持できる点で有利である。
In the configuration in which the lid member is brought into contact with the main sphere and the main sphere is braked as in the free ball bearing (transfer sphere support device) described in FIGS. May cause damage to the main sphere, and a groove formed on the surface of the main sphere may cause a gap between the main sphere and make it difficult to give movement resistance to the moving article.
As shown in FIGS. 2A and 2B of Patent Document 1, the configuration in which the auxiliary sphere is pressed by the elevating pressure member can stably maintain the performance of giving desired movement resistance to the article over a long period of time. It is advantageous.

ところで、例えば半導体基板やプリント配線基板に対する加工、電子部品の実装、フラットパネルの製造、半導体素子や半導体パッケージ等の電子部品の製造、食品や医薬品の製造等に用いられるフリーボールベアリングには、高い防塵性が要求される。
上述の特許文献1の図1(a)、(b)記載のフリーボールベアリング(移送用球体支持装置)では蓋部材の主球との接触が起こり、特許文献1の図2(a)、(b)記載のフリーボールベアリング(移送用球体支持装置)では蓋部材(特許文献1において符号5a)の下側にて昇降する加圧部材と副球との接触が起こる。このため、パーティクルの飛散を防止したいという要求があった。
By the way, free ball bearings used for, for example, processing of semiconductor substrates and printed wiring boards, mounting of electronic components, manufacturing of flat panels, manufacturing of electronic components such as semiconductor elements and semiconductor packages, and manufacturing of food and pharmaceuticals are expensive. Dustproofness is required.
In the free ball bearing (transfer sphere support device) described in FIGS. 1A and 1B of Patent Document 1 described above, contact with the main sphere of the lid member occurs, and FIG. In the free ball bearing (transfer sphere support device) described in b), the pressing member that moves up and down on the lower side of the lid member (reference numeral 5a in Patent Document 1) and the secondary sphere contact. For this reason, there has been a demand for preventing scattering of particles.

また、前記構造のフリーボールベアリングでは、主球の制動を行う構成が複雑であり、小型化および低コスト化が容易ではなかった。   Further, the free ball bearing having the above structure has a complicated structure for braking the main sphere, and it has not been easy to reduce the size and cost.

本発明は、前記課題に鑑みて、構造の簡略化が可能であり、かつパーティクルの飛散を防止することができるフリーボールベアリングおよびベアリング装置の提供を目的としている。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a free ball bearing and a bearing device capable of simplifying the structure and preventing particle scattering.

本発明のフリーボールベアリングは、半球状凹面を内面とする球受け用凹所が形成された球受け部を有する本体と、前記本体の前記半球状凹面に配された複数の受け球と、前記受け球よりも大径に形成され前記受け球を介して前記半球状凹面に回転自在に支持された主球と、前記本体の前記球受け部を取り囲むように設けられたハウジング状のカバー部と、を備え、前記カバー部に、前記主球の一部を突出させる主球突出用開口部が形成され、前記カバー部が、前記本体の前記半球状凹面と前記主球との間に挿入して前記受け球の移動を規制することで前記主球の回転抵抗を増大させる押さえ片を有し、前記本体は、前記カバー部に対し、前記球受け用凹所の深さ方向に一致する方向である球受け部高さ方向に移動可能とされ、この移動によって、前記押さえ片が受け球の移動を規制する位置と、前記押さえ片が受け球から離隔して前記規制が解除された位置とを切り替え可能であるフリーボールベアリングである。
本発明のフリーボールベアリングは、前記カバー部が、前記本体の球受け部を取り囲む基端側部分を有し、前記本体が、前記球受け部から突出する軸部を有し、前記軸部が、前記基端側部分から突出し、この突出部分を前記球受け部の方向に移動させることで、前記本体を球受け部高さ方向に移動可能であることを特徴とする構成とすることができる。
本発明のフリーボールベアリングは、前記カバー部が、カバー部本体と、前記カバー部本体内に設けられた受け球押さえリングとを備え、前記押さえ片が、前記受け球押さえリングに形成されているフリーボールベアリングである。
本発明のフリーボールベアリングは、前記押さえ片が、前記カバー部に一体に形成されているフリーボールベアリングである。
本発明のフリーボールベアリングは、前記本体を前記押さえ片から離れる方向に付勢する規制解除機構を備えているフリーボールベアリングである。
本発明のベアリング装置は、前記フリーボールベアリングと、前記フリーボールベアリングを支持する支持体と、前記フリーボールベアリングの本体を前記球受け部高さ方向に移動させる昇降機構とを備えているベアリング装置である。
The free ball bearing of the present invention includes a main body having a ball receiving portion in which a ball receiving recess having a hemispherical concave surface as an inner surface is formed, a plurality of receiving balls disposed on the hemispherical concave surface of the main body, A main sphere formed in a larger diameter than the receiving ball and rotatably supported by the hemispherical concave surface via the receiving ball; and a housing-like cover portion provided so as to surround the ball receiving portion of the main body The cover portion is formed with a main sphere protruding opening for protruding a part of the main sphere, and the cover portion is inserted between the hemispherical concave surface of the main body and the main sphere. A holding piece that increases the rotational resistance of the main sphere by restricting the movement of the receiving ball, and the main body is in a direction that matches the depth direction of the recess for receiving the ball with respect to the cover portion. It is possible to move in the height direction of the ball receiver. Te, a position for restricting movement of the pressing piece is subjected ball, the regulating spaced apart from the pressing pieces receiving ball is free ball bearing is capable of switching and is released positions.
In the free ball bearing of the present invention, the cover portion has a base end side portion surrounding the ball receiving portion of the main body, the main body has a shaft portion protruding from the ball receiving portion, and the shaft portion is The main body can be moved in the height direction of the ball receiving portion by protruding from the base end portion and moving the protruding portion in the direction of the ball receiving portion. .
In the free ball bearing of the present invention, the cover portion includes a cover portion main body and a receiving ball pressing ring provided in the cover portion main body, and the pressing piece is formed in the receiving ball pressing ring. Free ball bearing.
The free ball bearing of the present invention is a free ball bearing in which the pressing piece is formed integrally with the cover portion.
The free ball bearing of the present invention is a free ball bearing provided with a restriction releasing mechanism that urges the main body in a direction away from the pressing piece.
The bearing device of the present invention includes the free ball bearing, a support body that supports the free ball bearing, and a lifting mechanism that moves the main body of the free ball bearing in the height direction of the ball receiving portion. It is.

本発明のフリーボールベアリングによれば、本体が球受け部高さ方向に移動可能とされ、この本体の移動によって、押さえ片が半球状凹面と主球との間に挿入されて受け球の移動を規制する位置と、規制が解除された位置とを切り替え可能である。
移動規制位置では、半球状凹面と主球との間に押さえ片が挿入されるため、押さえ片は球受け用凹所からのパーティクルの飛散を抑える機能を果たす。
従って、パーティクルの飛散による汚染を防止することができる。
また、本体は、カバー部に囲まれた構造であるため、中央位置において本体を高さ方向に移動させる機構によって前記高さ方向移動を実現できる。
従って、構造を簡略化でき、小型化および低コスト化を図ることができる。
According to the free ball bearing of the present invention, the main body can be moved in the height direction of the ball receiving portion, and by the movement of the main body, the holding piece is inserted between the hemispherical concave surface and the main sphere to move the receiving ball. It is possible to switch between a position where the restriction is restricted and a position where the restriction is released.
At the movement restricting position, since the pressing piece is inserted between the hemispherical concave surface and the main sphere, the pressing piece functions to suppress scattering of particles from the ball receiving recess.
Therefore, contamination due to scattering of particles can be prevented.
Moreover, since the main body has a structure surrounded by the cover part, the movement in the height direction can be realized by a mechanism that moves the main body in the height direction at the center position.
Therefore, the structure can be simplified, and downsizing and cost reduction can be achieved.

本発明に係る第1実施形態のフリーボールベアリングにおいて、受け球押さえリングによる受け球の制動を行っていない状態を示す図であり、(a)は部分断面図であり、(b)は下面図である。In the free ball bearing of a 1st embodiment concerning the present invention, it is a figure showing the state where braking of a receiving ball by a receiving ball press ring is not performed, (a) is a fragmentary sectional view, and (b) is a bottom view. It is. 前図のフリーボールベアリングの受け球の制動状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the braking state of the receiving ball of the free ball bearing of a front figure. 本発明に係る第2実施形態のフリーボールベアリングにおいて、受け球押さえリングによる受け球の制動を行っていない状態を示す部分断面図である。In the free ball bearing of a 2nd embodiment concerning the present invention, it is a fragmentary sectional view showing the state where braking of a receiving ball by a receiving ball press ring is not performed. 前図のフリーボールベアリングの受け球の制動状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the braking state of the receiving ball of the free ball bearing of a front figure. 本発明に係る第3実施形態のフリーボールベアリングにおいて、受け球押さえリングによる受け球の制動を行っていない状態を示す部分断面図である。In the free ball bearing of a 3rd embodiment concerning the present invention, it is a fragmentary sectional view showing the state where the receiving ball is not braked by the receiving ball press ring. 前図のフリーボールベアリングの受け球の制動状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the braking state of the receiving ball of the free ball bearing of a front figure. 本発明に係る第4実施形態のフリーボールベアリングにおいて、受け球押さえリングによる受け球の制動を行っていない状態を示す部分断面図である。In the free ball bearing of a 4th embodiment concerning the present invention, it is a fragmentary sectional view showing the state where the receiving ball is not braked by the receiving ball press ring. 前図のフリーボールベアリングの受け球の制動状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the braking state of the receiving ball of the free ball bearing of a front figure. 本発明に係るベアリング装置の一実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing one embodiment of a bearing device concerning the present invention. 前図のベアリング装置において、被支持物を支持した状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the state which supported the to-be-supported object in the bearing apparatus of the front figure.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1および図2を参照して、本発明に係る第1実施形態のフリーボールベアリングを説明する。以下の説明において、図1(a)における上側を上、下側を下とする。
図1は、第1実施形態のフリーボールベアリング10Aを示すもので、(a)は受け球41の制動を行っていない状態の部分断面図であり、(b)は下面図である。図2は、フリーボールベアリング10Aの受け球41の制動状態を示す部分断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A free ball bearing according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the upper side in FIG.
1A and 1B show a free ball bearing 10A according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a partial cross-sectional view in a state where a receiving ball 41 is not braked, and FIG. 1B is a bottom view. FIG. 2 is a partial sectional view showing a braking state of the receiving ball 41 of the free ball bearing 10A.

フリーボールベアリング10Aは、本体20と、本体20の球受け部23を取り囲むように設けられたハウジング状のカバー部30と、球受け部23の半球状凹面21に配された複数の受け球41と、受け球41を介して半球状凹面21に回転自在に支持された主球42と、本体20を球受け部高さ方向の下方に弾性付勢するスプリング60(規制解除機構)とを備えている。
符号80は被支持物(図示略)を載置する載置テーブルであり、符号80aはフリーボールベアリング10Aが通過可能な通過口である。
The free ball bearing 10 </ b> A includes a main body 20, a housing-like cover portion 30 provided so as to surround the ball receiving portion 23 of the main body 20, and a plurality of receiving balls 41 arranged on the hemispherical concave surface 21 of the ball receiving portion 23. And a main sphere 42 rotatably supported on the hemispherical concave surface 21 via a receiving ball 41, and a spring 60 (regulation release mechanism) that elastically biases the main body 20 downward in the height direction of the ball receiving portion. ing.
Reference numeral 80 is a mounting table on which a supported object (not shown) is mounted, and reference numeral 80a is a passage through which the free ball bearing 10A can pass.

本体20は、半球状凹面21を内面とする球受け用凹所22が形成されたブロック状の球受け部23と、球受け部23の球受け用凹所22の開口部とは反対側(基端側)の端部から下方に突出された軸部24を有する。
図1(a)において符号20aで示す仮想線は、本体20の軸部24の中心軸線である。本体20の球受け用凹所22の開口部の中央及び球受け用凹所22の最深部は中心軸線20a上に位置している。以下、中心軸線20aを本体軸線とも言う。
本体20は、球受け用凹所22の深さ方向に一致する方向である球受け部高さ方向(図1(a)および図2において上下方向。中心軸線20a方向)に移動可能に構成されている。
The main body 20 includes a block-shaped sphere receiving portion 23 in which a sphere receiving recess 22 having a hemispherical concave surface 21 as an inner surface is formed, and an opposite side of the opening of the sphere receiving recess 22 of the sphere receiving portion 23 ( The shaft portion 24 protrudes downward from the end portion on the base end side.
In FIG. 1A, an imaginary line indicated by reference numeral 20 a is the central axis of the shaft portion 24 of the main body 20. The center of the opening of the ball receiving recess 22 of the main body 20 and the deepest portion of the ball receiving recess 22 are located on the central axis 20a. Hereinafter, the central axis 20a is also referred to as a main body axis.
The main body 20 is configured to be movable in the height direction of the ball receiving portion (the vertical direction in FIGS. 1A and 2, the direction of the central axis 20 a), which is the direction coinciding with the depth direction of the ball receiving recess 22. ing.

軸部24は、球受け部23の基端側の端面(底面23a)から突出する軸部本体26と、軸部本体26に取り付けられた受け部材25とを有する。
軸部本体26には、先端部26a(下端部)に開口する取付け孔部26bが形成され、取付け孔部26bには受け部材25が取り付けられている。
The shaft portion 24 includes a shaft portion main body 26 that protrudes from an end surface (bottom surface 23 a) on the base end side of the ball receiving portion 23, and a receiving member 25 that is attached to the shaft portion main body 26.
The shaft body 26 is formed with an attachment hole 26b that opens to the tip 26a (lower end), and the receiving member 25 is attached to the attachment hole 26b.

受け部材25は、スプリング60下端部が当接する受け部となるもので、ヘッド部25aと、ヘッド部25aの上面25bから延出するねじ軸25cとを有し、ねじ軸25cは取付け孔部26bに挿入され、取付け孔部26b内面のねじ部(図示略)に螺着される。
軸部本体26および受け部材25の下端部は、筒状軸部32c(後述)の下端部32iよりも下方に突出している。
図示例では、球受け部23に軸部24を一体成形しているが、本発明はこれに限らず、軸部を球受け部とは別体で構成することも可能である。その場合には、軸部を金属で構成することも可能である。
The receiving member 25 serves as a receiving portion with which the lower end of the spring 60 comes into contact. The receiving member 25 has a head portion 25a and a screw shaft 25c extending from the upper surface 25b of the head portion 25a. The screw shaft 25c is a mounting hole portion 26b. And is screwed onto a threaded portion (not shown) on the inner surface of the mounting hole 26b.
The lower end portions of the shaft body 26 and the receiving member 25 protrude below the lower end portion 32i of a cylindrical shaft portion 32c (described later).
In the illustrated example, the shaft portion 24 is integrally formed with the ball receiving portion 23. However, the present invention is not limited to this, and the shaft portion may be configured separately from the ball receiving portion. In that case, the shaft portion can be made of metal.

カバー部30は、カバー部本体30Aと、球受け部23とカバー部本体30Aとの間に確保された内側空間11内に設けられた受け球押さえリング50とを備えている。
カバー部本体30Aは、基端側カバー部材32(基端側部分)の外周部に、リング状のキャップ33を取り付けて構成されている。
基端側カバー部材32は、リング状の底板32aと、底板32aの外周に設けられて該底板32aの上面側に突出する周壁部32bと、底板32aの下面側に突出する筒状軸部32cとを備えている。
周壁部32bは、本体20の球受け部23の周囲を取り囲んで形成されている。
The cover portion 30 includes a cover portion main body 30A, and a receiving ball pressing ring 50 provided in the inner space 11 secured between the ball receiving portion 23 and the cover portion main body 30A.
The cover portion main body 30A is configured by attaching a ring-shaped cap 33 to the outer peripheral portion of the base end side cover member 32 (base end side portion).
The base end side cover member 32 includes a ring-shaped bottom plate 32a, a peripheral wall portion 32b provided on the outer periphery of the bottom plate 32a and projecting to the upper surface side of the bottom plate 32a, and a cylindrical shaft portion 32c projecting to the lower surface side of the bottom plate 32a. And.
The peripheral wall portion 32 b is formed so as to surround the periphery of the ball receiving portion 23 of the main body 20.

筒状軸部32c外面には雄ねじ32fが形成されており、筒状軸部32cは、支持体81の雌ネジ穴81aに挿入され、雌ネジ穴81a内面の雌ねじ81bに螺着している。
筒状軸部32cに形成された挿通孔32gの内面には、筒状軸部32cの下端部32iから所定の高さ範囲に薄化凹部32hが形成されている。薄化凹部32hの上端の段部32eは、スプリング60の上端が当接する受け部となる。
図1(a)に示す状態(待機状態)において、基端側カバー部材32の底板32aは、球受け部23の底面23aに当接している。
A male screw 32f is formed on the outer surface of the cylindrical shaft portion 32c, and the cylindrical shaft portion 32c is inserted into the female screw hole 81a of the support 81 and screwed to the female screw 81b on the inner surface of the female screw hole 81a.
On the inner surface of the insertion hole 32g formed in the cylindrical shaft portion 32c, a thinned recess 32h is formed in a predetermined height range from the lower end portion 32i of the cylindrical shaft portion 32c. The step 32e at the upper end of the thinned recess 32h serves as a receiving portion with which the upper end of the spring 60 abuts.
In the state (standby state) shown in FIG. 1A, the bottom plate 32 a of the base end side cover member 32 is in contact with the bottom surface 23 a of the ball receiving portion 23.

キャップ33は、主球突出用開口部31が形成されているリング状の蓋板部33aと、その外周縁から垂下する側壁部33bとを有する構成であり、蓋板部33aによって球受け部23の球受け用凹所22の開口部の周囲の端面(先端面23b)を覆うように設けられている。
キャップ33は、側壁部33bの内周側に形成された嵌合凸部33cを、基端側カバー部材32の周壁部32bの外周側に形成された嵌合凹部32dに嵌合させることによって基端側カバー部材32に装着される。
The cap 33 includes a ring-shaped lid plate portion 33a in which a main sphere protruding opening 31 is formed, and a side wall portion 33b that hangs down from the outer peripheral edge thereof, and the ball receiving portion 23 is formed by the lid plate portion 33a. Is provided so as to cover an end surface (tip surface 23 b) around the opening of the ball receiving recess 22.
The cap 33 is formed by fitting a fitting convex portion 33c formed on the inner peripheral side of the side wall portion 33b into a fitting concave portion 32d formed on the outer peripheral side of the peripheral wall portion 32b of the base end side cover member 32. The end cover member 32 is attached.

主球突出用開口部31の内径は、主球42の直径より小さくされて主球42の脱落を阻止でき、しかも主球42の一部を外方(図1(a)において上方)に突出させるよう設定されている。
主球突出用開口部31の内径は、主球42が受け球41に支持された状態において、主球突出用開口部31の内周面と主球42との間に、主球42の遊動を可能にするクリアランスCが確保される大きさとなっている。
The inner diameter of the main sphere protruding opening 31 is made smaller than the diameter of the main sphere 42 to prevent the main sphere 42 from falling off, and a part of the main sphere 42 protrudes outward (upward in FIG. 1A). It is set to let you.
The inner diameter of the main sphere protruding opening 31 is such that the main sphere 42 floats between the inner peripheral surface of the main sphere protruding opening 31 and the main sphere 42 in a state where the main sphere 42 is supported by the receiving sphere 41. The clearance C that enables this is secured.

受け球押さえリング50は、キャップ33の蓋板部33aと球受け部23の先端面23bとの間に配置されたリング状の天板部51と、天板部51の内周端の全周にわたってリブ状に下方に突設されたリング状の押さえ片52とを備えている。
押さえ片52は、本体20の半球状凹面21と主球42との間に挿入して受け球41を移動規制することができるように構成されている。
押さえ片52の外径は球受け用凹所22の開口部の内径よりも若干小さく、本体20が上昇位置にあるとき(図2参照)、押さえ片52は球受け用凹所22の半球状凹面21に接触しない。このとき、押さえ片52は主球42にも接触しない。
The receiving ball holding ring 50 includes a ring-shaped top plate portion 51 disposed between the cover plate portion 33 a of the cap 33 and the tip end surface 23 b of the ball receiving portion 23, and the entire circumference of the inner peripheral end of the top plate portion 51. And a ring-shaped pressing piece 52 protruding downward in a rib shape.
The holding piece 52 is configured to be inserted between the hemispherical concave surface 21 of the main body 20 and the main sphere 42 so as to restrict the movement of the receiving ball 41.
The outer diameter of the pressing piece 52 is slightly smaller than the inner diameter of the opening of the ball receiving recess 22, and when the main body 20 is in the raised position (see FIG. 2), the pressing piece 52 is hemispherical of the ball receiving recess 22. It does not contact the concave surface 21. At this time, the holding piece 52 does not contact the main ball 42.

主球42は、受け球41よりも大径に形成され受け球41を介して半球状凹面21に回転自在に支持されている。   The main sphere 42 has a larger diameter than the receiving sphere 41 and is rotatably supported by the hemispherical concave surface 21 via the receiving sphere 41.

図示例のフリーボールベアリング10Aは、本体軸線20aが鉛直の向きで固定されているが、これに限らず、本体軸線20aが鉛直方向に対して傾斜する向きで使用することも可能である。   The free ball bearing 10A in the illustrated example has the main body axis 20a fixed in the vertical direction, but is not limited thereto, and can be used in a direction in which the main body axis 20a is inclined with respect to the vertical direction.

フリーボールベアリング10Aの本体20、カバー部本体30A、受け球41及び主球42、受け球押さえリング50としては、金属製のもの、プラスチック製のもの等を採用できる。
主球42としては、導電性(表面抵抗率は例えば10〜1010Ω/□)ないし半導電性樹脂で構成したものを採用することもできる。
As the main body 20 of the free ball bearing 10 </ b> A, the cover body 30 </ b> A, the receiving ball 41 and the main ball 42, and the receiving ball holding ring 50, a metal, a plastic, or the like can be adopted.
As the main sphere 42, it is possible to adopt a conductive (surface resistivity is 10 3 to 10 10 Ω / □) or a semiconductive resin.

主球ボール42を形成する導電性樹脂材料としては、ベース樹脂に導電性金属フィラーを分散混入したものや、ベース樹脂に帯電防止ポリマーを添加したものなどを採用できる。
ベース樹脂としては、POM(ポリアセタール)、PAI(ポリアミドイミド)、PBI(ポリベンゾイミダゾール)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PI(ポリイミド)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、メラミン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂(アラミド樹脂)等を採用できる。また、LCP(液晶ポリマー)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、その他の樹脂も用いることができる。真空装置内の環境に対する特性安定性等の点で、ベスペル(芳香族ポリアミド樹脂であるデュポン社の登録商標)やPBIが好適である。
受け球41、本体20は、半導電性樹脂で構成することもできる。
As the conductive resin material for forming the main sphere ball 42, a material obtained by dispersing and mixing a conductive metal filler in the base resin, a material obtained by adding an antistatic polymer to the base resin, or the like can be used.
Base resins include POM (polyacetal), PAI (polyamideimide), PBI (polybenzimidazole), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), PEEK (polyetheretherketone), PEI (polyetherimide), PI (polyimide) ), PPS (polyphenylene sulfide), melamine resin, aromatic polyamide resin (aramid resin), and the like. Further, LCP (liquid crystal polymer), PBT (polybutylene terephthalate), PES (polyether sulfone), and other resins can also be used. Vespel (registered trademark of DuPont, which is an aromatic polyamide resin) and PBI are preferable from the viewpoint of stability of characteristics with respect to the environment in the vacuum apparatus.
The receiving ball 41 and the main body 20 can also be made of a semiconductive resin.

本体20、カバー部本体30A、受け球押さえリング50についても、前記導電性樹脂材料によって形成したものを採用可能である。
また、本発明に係るフリーボールベアリングの本体20、カバー部本体30A、受け球41及び主球42、受け球押さえリング50としては、導電性または半導電性を有していない材質(例えば、金属、プラスチック等)によって形成されたものを採用することも可能である。
As for the main body 20, the cover part main body 30A, and the receiving ball pressing ring 50, those formed of the conductive resin material can be adopted.
In addition, as the main body 20 of the free ball bearing, the cover body 30A, the receiving ball 41 and the main ball 42, and the receiving ball holding ring 50 according to the present invention, a material that is not conductive or semiconductive (for example, metal It is also possible to adopt a material formed of plastic, etc.

図1(a)に示す状態では、スプリング60によって受け部材25のヘッド部25aが下方に付勢されるため、本体20は下方の待機位置(球受け部23の底面23aが基端側カバー部材32の底板32aに当接する位置)にある。
本体20が待機位置にあるため、受け球押さえリング50は、球受け部23内の受け球41に対し上方に離間した位置にある。この状態では、受け球41の移動が制限されないため、主球42の回転抵抗は比較的小さい。
本体20が待機位置にあるとき、押さえ片52は、球受け用凹所22からの受け球41の飛び出しを防止可能な位置に配置される。
このため、この待機位置にあっても、球受け用凹所22の開口部付近の内面と主球42との間を押さえ片52がほぼ塞いだ状態となるため、押さえ片52は球受け用凹所22からのパーティクルの飛散を抑える機能を果たす。
In the state shown in FIG. 1A, since the head portion 25a of the receiving member 25 is biased downward by the spring 60, the main body 20 has a lower standby position (the bottom surface 23a of the ball receiving portion 23 is the base end side cover member). 32 at a position in contact with the bottom plate 32a.
Since the main body 20 is in the standby position, the receiving ball pressing ring 50 is at a position spaced upward from the receiving ball 41 in the ball receiving portion 23. In this state, since the movement of the receiving ball 41 is not limited, the rotational resistance of the main ball 42 is relatively small.
When the main body 20 is in the standby position, the pressing piece 52 is disposed at a position where the receiving ball 41 can be prevented from jumping out from the ball receiving recess 22.
For this reason, even in this standby position, since the pressing piece 52 is almost closed between the inner surface near the opening of the ball receiving recess 22 and the main ball 42, the pressing piece 52 is used for ball receiving. It functions to suppress scattering of particles from the recess 22.

図2に示すように、押し上げシャフト82によって軸部24の突出部分(軸部24が筒状軸部32cから突出した部分)を上方(球受け部23方向)に押圧し、本体20をスプリング60の付勢力に抗して押し上げると、押さえ片52は、球受け部23の球受け用凹所22の開口部側から半球状凹面21と主球42との間に挿入されて、受け球41の移動を規制する。
この結果、球受け部23の受け球41の回転が抑制されて、主球42の回転抵抗が増大する。
図2に示す状態では、受け部材25のヘッド部25aの上面25bが筒状軸部32cの下端部32iに当接して本体20の上方移動が規制される。このため、球受け部23や受け球41に過大な力が加えられて破損が生じるのを防止できる。
また、主球突出用開口部31の内周面と主球42との間に、主球42の遊動を可能にするクリアランスCが確保される。
As shown in FIG. 2, the protruding portion of the shaft portion 24 (the portion where the shaft portion 24 protrudes from the cylindrical shaft portion 32c) is pressed upward (in the direction of the ball receiving portion 23) by the push-up shaft 82, and the main body 20 is pressed by the spring 60. When the pressure piece 52 is pushed up against the urging force, the holding piece 52 is inserted between the hemispherical concave surface 21 and the main ball 42 from the opening side of the ball receiving recess 22 of the ball receiving portion 23 to receive the receiving ball 41. Regulate the movement of
As a result, the rotation of the receiving ball 41 of the ball receiving portion 23 is suppressed, and the rotation resistance of the main ball 42 increases.
In the state shown in FIG. 2, the upper surface 25b of the head portion 25a of the receiving member 25 abuts on the lower end portion 32i of the cylindrical shaft portion 32c, and the upward movement of the main body 20 is restricted. For this reason, it can prevent that an excessive force is applied to the ball | bowl receiving part 23 and the receiving sphere 41, and a damage arises.
Further, a clearance C that allows the main sphere 42 to move between the inner peripheral surface of the main sphere protruding opening 31 and the main sphere 42 is secured.

押さえ片52が受け球41の移動を規制する位置(移動規制位置)は、球受け用凹所22の開口部よりも下方(球受け用凹所22の底部側)の位置である上、球受け用凹所22の開口部付近の内面と主球42との間を押さえ片52がほぼ塞いだ状態になっているため、この位置にて押さえ片52と受け球41との接触によって生じたパーティクルの球受け用凹所22からの飛散は生じにくい。
押上げシャフト82を下降させると、スプリング60の付勢力によって本体20は下降して待機位置に戻り、受け球41の移動規制が解除されて、主球42の回転抵抗は再び小さくなる。
The position where the holding piece 52 restricts the movement of the receiving ball 41 (movement restricting position) is a position below the opening of the ball receiving recess 22 (on the bottom side of the ball receiving recess 22), and the ball Since the pressing piece 52 is almost closed between the inner surface near the opening of the receiving recess 22 and the main ball 42, the pressing piece 52 and the receiving ball 41 are brought into contact at this position. Scattering of particles from the ball receiving recess 22 hardly occurs.
When the push-up shaft 82 is lowered, the main body 20 is lowered by the urging force of the spring 60 to return to the standby position, the movement restriction of the receiving ball 41 is released, and the rotational resistance of the main ball 42 is reduced again.

フリーボールベアリング10Aは、例えば次のように使用できる。
図1(a)に示すように、本体20が待機位置にあって主球42が回転の制限を受けない状態で、主球42上に被支持物(ディスプレイ用マザーガラス、シリコン基板(ウェハ)など)を載せる。
この状態で、位置決め装置(図示略)によって被支持物の位置決め操作(被支持物の面方向の位置決め)を行う。例えば、位置決め部材(図示略)によって被支持物の面方向の位置を確定し、その位置で被支持物の面方向移動を規制する。主球42の回転が抑制されていないため、位置決め操作は容易である。
位置決め装置による位置決めを行った後、図2に示すように、フリーボールベアリング10Aの本体20を押し上げ、受け球押さえリング50によって受け球41を移動規制して受け球41及び主球42の回転を抑制することによって、被支持物の面方向の位置ずれを防ぐことができる。
The free ball bearing 10A can be used as follows, for example.
As shown in FIG. 1A, in the state where the main body 20 is in the standby position and the main sphere 42 is not restricted in rotation, an object to be supported (mother glass for display, silicon substrate (wafer)) is placed on the main sphere 42. Etc.).
In this state, a positioning operation (positioning of the surface of the supported object) is performed by a positioning device (not shown). For example, the position in the surface direction of the supported object is determined by a positioning member (not shown), and the movement of the supported object in the surface direction is regulated at that position. Since the rotation of the main sphere 42 is not suppressed, the positioning operation is easy.
After positioning by the positioning device, as shown in FIG. 2, the main body 20 of the free ball bearing 10A is pushed up, the receiving ball 41 is moved by the receiving ball holding ring 50, and the receiving ball 41 and the main ball 42 are rotated. By suppressing, it is possible to prevent the positional deviation of the surface of the supported object.

前記位置決め部材による被支持物の移動規制の解除は、主球42の回転を抑制した状態で行うことが好ましい。これによって、位置決め装置による移動規制を解除した後の被支持物の位置ずれを防止できる。   The movement restriction of the supported object by the positioning member is preferably performed in a state where the rotation of the main sphere 42 is suppressed. Thereby, it is possible to prevent the positional deviation of the supported object after the movement restriction by the positioning device is released.

受け球押さえリング50による受け球41の移動規制は、受け球41の循環および回転を完全に阻止する必要はなく、受け球41の循環および回転を抑制し、その結果、主球42の回転を抑制できればよい。
また、主球42を、被支持物の微動に追従してわずかに回転可能とすることによって、主球42の回転を完全に停止するよりも被支持物が主球42上で滑りにくくなるため、被支持物を確実に制動することができる。
The movement restriction of the receiving ball 41 by the receiving ball holding ring 50 is not required to completely prevent the circulation and rotation of the receiving ball 41, and suppresses the circulation and rotation of the receiving ball 41. As a result, the rotation of the main ball 42 is prevented. It only has to be suppressed.
In addition, since the main sphere 42 can be slightly rotated following the fine movement of the supported object, the supported object is less likely to slide on the main sphere 42 than when the rotation of the main sphere 42 is completely stopped. The supported object can be reliably braked.

フリーボールベアリング10Aによれば、本体20が球受け部23の高さ方向に移動可能とされ、この本体20の移動によって、押さえ片52が半球状凹面21と主球42との間に挿入されて受け球41の移動を規制する位置と、規制が解除された位置とを切り替え可能である。
移動規制位置では、半球状凹面21と主球42との間に押さえ片52が挿入されるため、押さえ片52は球受け用凹所22からのパーティクルの飛散を抑える機能を果たす。
従って、パーティクルの飛散による汚染を防止することができる。
According to the free ball bearing 10 </ b> A, the main body 20 can be moved in the height direction of the ball receiving portion 23, and the holding piece 52 is inserted between the hemispherical concave surface 21 and the main ball 42 by the movement of the main body 20. Thus, the position where the movement of the receiving ball 41 is restricted and the position where the restriction is released can be switched.
At the movement restricting position, since the pressing piece 52 is inserted between the hemispherical concave surface 21 and the main sphere 42, the pressing piece 52 functions to suppress scattering of particles from the ball receiving recess 22.
Therefore, contamination due to scattering of particles can be prevented.

また、フリーボールベアリング10Aでは、本体20がカバー部30に囲まれた構造であるため、中央位置にある軸部24のみを高さ方向に移動させる機構によって、本体20の高さ方向移動を実現できる。
従って、本体20の移動のための構造を簡略化でき、全体の小型化および低コスト化を図ることができる。
Further, in the free ball bearing 10A, since the main body 20 is surrounded by the cover portion 30, the height direction movement of the main body 20 is realized by a mechanism that moves only the shaft portion 24 at the center position in the height direction. it can.
Therefore, the structure for moving the main body 20 can be simplified, and the overall size and cost can be reduced.

フリーボールベアリング10Aは、本体20の上昇時に押さえ片52によって受け球41の移動が規制されるため、主球42が上昇した位置で主球42の回転が抑制される。
このため、被支持物の移動規制が必要なときに主球42を被支持物に確実に当接させることができる。従って、被支持物の位置ずれ防止を確実に行うことができる。
In the free ball bearing 10 </ b> A, since the movement of the receiving ball 41 is restricted by the pressing piece 52 when the main body 20 is raised, the rotation of the main ball 42 is suppressed at the position where the main ball 42 is raised.
For this reason, when the movement restriction | limiting of a to-be-supported object is required, the main sphere 42 can be made to contact | abut to a to-be-supported object reliably. Therefore, it is possible to reliably prevent the position shift of the supported object.

(第2実施形態)
図3および図4を参照して、本発明に係る第2実施形態のフリーボールベアリングを説明する。以下の説明において、既出の構成については、同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
フリーボールベアリング10Bは、スプリング60を備えていない点で、第1実施形態のフリーボールベアリング10Aと異なる。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the free ball bearing of 2nd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated. In the following description, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
The free ball bearing 10B is different from the free ball bearing 10A of the first embodiment in that the spring 60 is not provided.

図3に示す状態では、本体20は自重により待機位置にあり、受け球41の回転が制限されないため、主球42の回転抵抗は比較的小さい。
図4に示すように、本体20を上方移動させると、押さえ片52は半球状凹面21と主球42との間に挿入されて、受け球41の移動を規制する。この結果、受け球41の回転が抑制されて、主球42の回転抵抗が増大する。
押上げシャフト82を下降させると、本体20は、自重により下降して待機位置に戻り、受け球41の回転抑制が解除されて、主球42の回転抵抗は再び小さくなる。
In the state shown in FIG. 3, the main body 20 is in the standby position due to its own weight, and the rotation resistance of the main ball 42 is relatively small because the rotation of the receiving ball 41 is not limited.
As shown in FIG. 4, when the main body 20 is moved upward, the holding piece 52 is inserted between the hemispherical concave surface 21 and the main sphere 42 to restrict the movement of the receiving ball 41. As a result, the rotation of the receiving ball 41 is suppressed, and the rotation resistance of the main ball 42 increases.
When the push-up shaft 82 is lowered, the main body 20 is lowered by its own weight and returned to the standby position, the rotation suppression of the receiving ball 41 is released, and the rotation resistance of the main ball 42 is reduced again.

フリーボールベアリング10Bにおいても、押さえ片52によって、球受け用凹所22からのパーティクル飛散が抑えられる。   Also in the free ball bearing 10 </ b> B, the holding pieces 52 suppress particle scattering from the ball receiving recess 22.

(第3実施形態)
図5および図6を参照して、本発明に係る第3実施形態のフリーボールベアリングを説明する。
フリーボールベアリング10Cは、受け球押さえリング50が設けられていない点で、第1実施形態のフリーボールベアリング10Aと異なる。
本体120は、球受け用凹所22が形成された球受け部123と、球受け部123から下方に突出された軸部124を有する。
軸部124の下端部124aは、筒状軸部32cの下端部32iから下方に突出している。
カバー部130のキャップ133は、蓋板部133aと、その外周縁から垂下する側壁部133bと、蓋板部133aの内周縁から下方に突出する押さえ片152とを備えている。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the free ball bearing of 3rd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
The free ball bearing 10C is different from the free ball bearing 10A of the first embodiment in that the receiving ball pressing ring 50 is not provided.
The main body 120 includes a ball receiving portion 123 in which a ball receiving recess 22 is formed, and a shaft portion 124 protruding downward from the ball receiving portion 123.
The lower end portion 124a of the shaft portion 124 protrudes downward from the lower end portion 32i of the cylindrical shaft portion 32c.
The cap 133 of the cover part 130 includes a cover plate part 133a, a side wall part 133b depending from the outer peripheral edge thereof, and a pressing piece 152 protruding downward from the inner peripheral edge of the cover plate part 133a.

押さえ片152は、第1実施形態のフリーボールベアリング10Aにおける受け球押さえリング50の押さえ片52と同様の機能(受け球41の移動規制による主球42の回転規制)を果たすもので、蓋板部133aと一体に形成されている。
図5に示す状態では、本体120は待機位置にあり、受け球41の回転が制限されないため、主球42の回転抵抗は比較的小さい。
図6に示すように、押上げシャフト82によって軸部124を上方に押圧し、本体120を上方移動させると、キャップ133の押さえ片152が半球状凹面21と主球42との間に挿入されて、受け球41の移動を規制する。この結果、受け球41の回転が抑制されて、主球42の回転抵抗が増大する。
図6に示す状態では、押上げシャフト82は、筒状軸部32cに形成された挿通孔32gより径が大きいため筒状軸部32cの下端部32iに当接しており、これによって本体120の上方移動が規制される。このため、球受け部123や受け球41に過大な力が加えられて破損が生じるのを防止できる。
押上げシャフト82を下降させると、本体120は、自重により下降して待機位置に戻り、受け球41の回転抑制が解除されて、主球42の回転抵抗は再び小さくなる。
The holding piece 152 performs the same function as the holding piece 52 of the receiving ball holding ring 50 in the free ball bearing 10 </ b> A of the first embodiment (rotation restriction of the main ball 42 due to movement restriction of the receiving ball 41). It is formed integrally with the portion 133a.
In the state shown in FIG. 5, the main body 120 is in the standby position, and the rotation of the receiving ball 41 is not restricted. Therefore, the rotation resistance of the main ball 42 is relatively small.
As shown in FIG. 6, when the shaft portion 124 is pressed upward by the push-up shaft 82 and the main body 120 is moved upward, the pressing piece 152 of the cap 133 is inserted between the hemispherical concave surface 21 and the main sphere 42. Thus, the movement of the receiving ball 41 is restricted. As a result, the rotation of the receiving ball 41 is suppressed, and the rotation resistance of the main ball 42 increases.
In the state shown in FIG. 6, the push-up shaft 82 is larger in diameter than the insertion hole 32g formed in the cylindrical shaft portion 32c, and is in contact with the lower end portion 32i of the cylindrical shaft portion 32c. The upward movement is restricted. For this reason, it can prevent that an excessive force is applied to the ball receiving portion 123 and the receiving ball 41 to cause damage.
When the push-up shaft 82 is lowered, the main body 120 is lowered by its own weight and returned to the standby position, the rotation suppression of the receiving ball 41 is released, and the rotation resistance of the main ball 42 is reduced again.

(第4実施形態)
図7および図8を参照して、本発明に係る第4実施形態のフリーボールベアリングを説明する。
フリーボールベアリング10Dは、球受け用凹所22が形成された球受け部223を有する本体220と、カバー部230と、球受け部23の半球状凹面21に配された受け球41と、半球状凹面21に回転自在に支持された主球42と、スプリング260(規制解除機構)とを備えている。
カバー部230のキャップ233は、蓋板部233aと、その外周縁から垂下する側壁部233bと、蓋板部233aの内周縁から下方に突出する押さえ片252とを備えている。
本体220は、球受け用凹所22が形成された球受け部223と、球受け部223から下方に突出された軸部224を有する。
(Fourth embodiment)
With reference to FIG. 7 and FIG. 8, the free ball bearing of 4th Embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
The free ball bearing 10D includes a main body 220 having a ball receiving portion 223 in which a ball receiving recess 22 is formed, a cover portion 230, a receiving ball 41 disposed on the hemispherical concave surface 21 of the ball receiving portion 23, and a hemisphere. A main sphere 42 rotatably supported on the concave surface 21 and a spring 260 (regulation release mechanism).
The cap 233 of the cover portion 230 includes a lid plate portion 233a, a side wall portion 233b depending from the outer peripheral edge thereof, and a pressing piece 252 protruding downward from the inner peripheral edge of the lid plate portion 233a.
The main body 220 includes a ball receiving portion 223 in which a ball receiving recess 22 is formed, and a shaft portion 224 that protrudes downward from the ball receiving portion 223.

軸部224は、球受け部223から下方に延出する中心軸部225と、中心軸部225外面のねじ部225aに螺着されることにより中心軸部225に固定されて下方に延出する延出軸部226と、筒状軸部232c内面のねじ部232gに螺着されるねじ部227aを外面に有する規制筒部227とを有する。
延出軸部226の外面の長さ方向中間位置には、環状凸部226aが形成され、環状凸部226aの上面226bは、スプリング260(規制解除機構)の下端が当接する受け部となる。
延出軸部226の環状凸部226aより下方の部分は、規制筒部227の挿通孔227bに上下動自在に挿通している。環状凸部226aは、規制筒部227の上端に当接して延出軸部226の下方移動を規制できるように形成されている。
延出軸部226の下端部226cは、規制筒部227の下端部227cより下方に突出している。
The shaft portion 224 is fixed to the central shaft portion 225 and extends downward by being screwed to the central shaft portion 225 extending downward from the ball receiving portion 223 and the screw portion 225a on the outer surface of the central shaft portion 225. It has an extension shaft portion 226 and a restriction tube portion 227 having a screw portion 227a screwed to a screw portion 232g on the inner surface of the cylindrical shaft portion 232c on the outer surface.
An annular convex portion 226a is formed at an intermediate position in the longitudinal direction of the outer surface of the extending shaft portion 226, and the upper surface 226b of the annular convex portion 226a serves as a receiving portion with which the lower end of the spring 260 (regulation release mechanism) abuts.
A portion below the annular convex portion 226a of the extending shaft portion 226 is inserted into the insertion hole 227b of the restriction cylinder portion 227 so as to be movable up and down. The annular convex portion 226 a is formed so as to be in contact with the upper end of the restricting cylinder portion 227 so as to restrict the downward movement of the extending shaft portion 226.
The lower end portion 226 c of the extending shaft portion 226 protrudes downward from the lower end portion 227 c of the restriction cylinder portion 227.

基端側カバー部材232は、リング状の底板232aと、底板232aの下面側に突出する筒状軸部232cとを備えている。
筒状軸部232c外面には雄ねじ232fが形成されており、筒状軸部232cは、支持体81の雌ネジ穴81aに挿入され、雌ネジ穴81a内面の雌ねじ81bに螺着している。
筒状軸部232cの内面232dには、薄化凹部232dが形成されている。薄化凹部232dの上端の段部232eは、スプリング260の上端が当接する受け部となる。
The base end side cover member 232 includes a ring-shaped bottom plate 232a and a cylindrical shaft portion 232c that projects to the lower surface side of the bottom plate 232a.
A male screw 232f is formed on the outer surface of the cylindrical shaft portion 232c, and the cylindrical shaft portion 232c is inserted into the female screw hole 81a of the support 81 and screwed to the female screw 81b on the inner surface of the female screw hole 81a.
A thinned recess 232d is formed on the inner surface 232d of the cylindrical shaft portion 232c. The step 232e at the upper end of the thinned recess 232d serves as a receiving portion with which the upper end of the spring 260 abuts.

図7に示す状態では、スプリング260によって延出軸部226の環状凸部226aが下方に付勢されるため、本体220は待機位置にある。
図8に示すように、押上げシャフト82によって軸部224(延出軸部226の下端部226c)を上方に押圧し、本体220を上方移動させると、キャップ233の押さえ片252は半球状凹面21と主球42との間に挿入されて、受け球41の移動を規制する。この結果、受け球41の回転が抑制されて、主球42の回転抵抗が増大する。
図8に示す状態では、押上げシャフト82は規制筒部227の下端部227cに当接しており、これによって本体220の上方移動が規制されるため、球受け部223や受け球41に過大な力が加えられて破損が生じるのを防止できる。
押上げシャフト82を下降させると、スプリング260の付勢力によって本体220は下降して待機位置に戻り、主球42の回転抵抗は再び小さくなる。
In the state shown in FIG. 7, the annular convex portion 226 a of the extension shaft portion 226 is biased downward by the spring 260, so that the main body 220 is in the standby position.
As shown in FIG. 8, when the shaft portion 224 (the lower end portion 226c of the extending shaft portion 226) is pressed upward by the push-up shaft 82 and the main body 220 is moved upward, the pressing piece 252 of the cap 233 becomes a hemispherical concave surface. 21 is inserted between the main ball 42 and the main ball 42 to restrict the movement of the receiving ball 41. As a result, the rotation of the receiving ball 41 is suppressed, and the rotation resistance of the main ball 42 increases.
In the state shown in FIG. 8, the push-up shaft 82 is in contact with the lower end portion 227 c of the restricting cylinder portion 227, and thus the upward movement of the main body 220 is restricted, so that the ball receiving portion 223 and the receiving ball 41 are excessive. It is possible to prevent breakage due to force applied.
When the push-up shaft 82 is lowered, the main body 220 is lowered and returned to the standby position by the urging force of the spring 260, and the rotational resistance of the main sphere 42 becomes smaller again.

図9は、本発明に係るベアリング装置の一実施形態を示すものである。
このベアリング装置は、複数のフリーボールベアリング10Cと、フリーボールベアリング10Cを支持する支持体81と、支持体81が固定される支持テーブル83と、支持体81に挿通する押上げシャフト82を昇降する昇降機構90とを備えている。
昇降機構90は、例えばエアシリンダなどの駆動部91と、駆動部91により昇降する昇降シャフト92と、昇降シャフト92の上端部に設けられた第1基台部93とを備えている。第1基台部93には、押上げシャフト82の基端部が固定される。符号94は、昇降シャフト92上部を収納するベローズであり、ベローズ94の下端は、支持板110に設けられた第2基台部95に取り付けられる。
昇降機構90は、昇降シャフト92を昇降することによって、押上げシャフト82を昇降し、フリーボールベアリング10Cの本体120を高さ方向に移動させることができる。
支持テーブル83は、図示しない昇降機構によって昇降可能である。
FIG. 9 shows an embodiment of a bearing device according to the present invention.
This bearing device moves up and down a plurality of free ball bearings 10C, a support 81 that supports the free ball bearing 10C, a support table 83 to which the support 81 is fixed, and a push-up shaft 82 that is inserted into the support 81. Elevating mechanism 90 is provided.
The elevating mechanism 90 includes a drive unit 91 such as an air cylinder, an elevating shaft 92 that is moved up and down by the drive unit 91, and a first base 93 provided at the upper end of the elevating shaft 92. The base end portion of the push-up shaft 82 is fixed to the first base portion 93. Reference numeral 94 denotes a bellows for accommodating the upper part of the lifting shaft 92, and the lower end of the bellows 94 is attached to a second base part 95 provided on the support plate 110.
The elevating mechanism 90 can elevate the elevating shaft 92 to elevate the push-up shaft 82 and move the main body 120 of the free ball bearing 10C in the height direction.
The support table 83 can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown).

このベアリング装置は、次のような使用方法が可能である。
図9に示すように、支持テーブル83を上昇させると、フリーボールベアリング10Cが通過口80aを通って載置テーブル80上に突出した状態となる。
ロボットアーム100により被支持物1を搬入し、フリーボールベアリング10Cの主球42上に載置する。
この際、昇降機構90により昇降シャフト92および押上げシャフト82の高さ位置を調整してフリーボールベアリング10Cの本体120を待機位置に配置し、主球42の回転抵抗が小さい状態(図5参照)としておくことによって、被支持物1は、主球42上で容易に移動可能となる。
この状態で、位置決め装置(図示略)によって被支持物1の位置決め操作(被支持物1の面方向の位置決め)を行う。主球42の回転抵抗が小さいため、被支持物1の位置決め操作は容易である。
次いで、昇降機構90によりフリーボールベアリング10Cの本体120を上昇させ、押さえ片152により主球42の回転抵抗を高めることによって(図6参照)、被支持物1が面方向移動により所定の位置からずれるのを防ぐことができる。
This bearing device can be used as follows.
As shown in FIG. 9, when the support table 83 is raised, the free ball bearing 10 </ b> C protrudes on the mounting table 80 through the passage port 80 a.
The supported object 1 is carried in by the robot arm 100 and placed on the main ball 42 of the free ball bearing 10C.
At this time, the elevating mechanism 90 adjusts the height positions of the elevating shaft 92 and the push-up shaft 82 to place the main body 120 of the free ball bearing 10C at the standby position, and the rotation resistance of the main ball 42 is small (see FIG. 5). ), The supported object 1 can be easily moved on the main sphere 42.
In this state, a positioning operation (positioning in the surface direction of the supported object 1) of the supported object 1 is performed by a positioning device (not shown). Since the rotation resistance of the main sphere 42 is small, the positioning operation of the supported object 1 is easy.
Next, the main body 120 of the free ball bearing 10C is lifted by the lifting mechanism 90, and the rotational resistance of the main sphere 42 is increased by the pressing piece 152 (see FIG. 6), so that the supported object 1 is moved from a predetermined position by moving in the surface direction. It can be prevented from shifting.

図10に示すように、支持テーブル83とともにフリーボールベアリング10Cを下降させると、被支持物1は載置テーブル80に載置される。
被支持物1には、必要に応じて製膜等の処理を施すことができる。
As shown in FIG. 10, when the free ball bearing 10 </ b> C is lowered together with the support table 83, the supported object 1 is placed on the placement table 80.
The supported object 1 can be subjected to processing such as film formation as necessary.

図9に示すように、支持テーブル83を上昇させ、再びフリーボールベアリング10Cによって被支持物1を持ち上げる。
被支持物1を持ち上げる際には、押さえ片152により主球42の回転抵抗を高めた状態(図6参照)とすることによって、被支持物1の面方向移動による位置ずれを防ぐことができる。
次いで、ロボットアーム100により被支持物1を搬出することができる。
なお、搬出時には、位置決め装置(図示略)によって被支持物1の位置決め操作(被支持物の面方向の位置決め)を行うこともできる。すなわち、本体120を待機位置に配置して主球42の回転抵抗が小さい状態(図5参照)として前記位置決め操作を行い、次いで再び主球42の回転抵抗を高めた状態(図6参照)として被支持物1を搬出することができる。
As shown in FIG. 9, the support table 83 is raised and the supported object 1 is lifted again by the free ball bearing 10C.
When lifting the supported object 1, the rotational resistance of the main sphere 42 is increased by the pressing piece 152 (see FIG. 6), thereby preventing displacement due to movement of the supported object 1 in the surface direction. .
Next, the supported object 1 can be carried out by the robot arm 100.
In addition, at the time of carrying out, positioning operation (positioning of the surface direction of a to-be-supported object) can also be performed by the positioning device (not shown). That is, the positioning operation is performed with the main body 120 placed at the standby position and the rotation resistance of the main sphere 42 is small (see FIG. 5), and then the rotation resistance of the main sphere 42 is increased again (see FIG. 6). The supported object 1 can be carried out.

このように、このベアリング装置では、昇降機構90により押上げシャフト82の高さ位置を調整することによって、必要な操作に応じて主球42の回転抵抗を調整することができるため、被支持物1の搬送をスムーズに、かつ正確に行うことができる。   As described above, in this bearing device, the rotational resistance of the main sphere 42 can be adjusted according to a required operation by adjusting the height position of the push-up shaft 82 by the lifting mechanism 90. 1 can be carried out smoothly and accurately.

本発明に係るフリーボールベアリングは、抑制時には解放時に比べて格段に高い摩擦係数が得られるため、抑制時に主球を回転しないように固定する使用方法も可能である。
本発明に係るフリーボールベアリングは、例えば、ディスプレイ用マザーガラス、シリコン基板(ウェハ)などといった基板を精密に位置決めするための基板用位置決めテーブル(支持テーブル)に好適に用いることができる。
本発明は、例えば半導体基板やプリント配線基板に対する加工、電子部品の実装、フラットパネルの製造、半導体素子や半導体パッケージ等の電子部品の製造の他、食品や医薬品の製造等、クリーンルーム内での物品の搬送(例えば搬送装置の一部としての使用)、位置決め等に幅広く使用することができる。
Since the free ball bearing according to the present invention has a much higher coefficient of friction than that when released when restrained, a method of using the main ball so as not to rotate when restrained is also possible.
The free ball bearing according to the present invention can be suitably used for a substrate positioning table (support table) for accurately positioning a substrate such as a display mother glass or a silicon substrate (wafer).
The present invention includes, for example, articles in clean rooms such as processing of semiconductor substrates and printed wiring boards, mounting of electronic components, manufacturing of flat panels, manufacturing of electronic components such as semiconductor elements and semiconductor packages, and manufacturing of food and pharmaceuticals. Can be widely used for transport (for example, use as a part of a transport device), positioning, and the like.

10A、10B、10C、10D・・・フリーボールベアリング、20、120、220・・・本体、21・・・半球状凹面、23・・・球受け部、30、130、230・・・カバー部、30A・・・カバー部本体、31・・・主球突出用開口部、41・・・受け球、42・・・主球、50・・・受け球押さえリング、52・・・押さえ片、32、132、232・・・基端側カバー部材(基端側部分)、24、124、224・・・軸部、60、260・・・スプリング(規制解除機構)、81・・・支持体、90・・・昇降機構。 10A, 10B, 10C, 10D ... free ball bearing, 20, 120, 220 ... main body, 21 ... hemispherical concave surface, 23 ... ball receiving part, 30, 130, 230 ... cover part , 30A ... cover body, 31 ... opening for protruding main sphere, 41 ... receiving ball, 42 ... main ball, 50 ... receiving ball holding ring, 52 ... holding piece, 32, 132, 232 ... Base end side cover member (base end side portion), 24, 124, 224 ... Shaft, 60, 260 ... Spring (regulation release mechanism), 81 ... Support , 90... Elevating mechanism.

Claims (6)

半球状凹面(21)を内面とする球受け用凹所(22)が形成された球受け部(23)を有する本体(20)と、
前記本体の前記半球状凹面に配された複数の受け球(41)と、
前記受け球よりも大径に形成され前記受け球を介して前記半球状凹面に回転自在に支持された主球(42)と、
前記本体の前記球受け部を取り囲むように設けられたハウジング状のカバー部(30)と、を備え、
前記カバー部に、前記主球の一部を突出させる主球突出用開口部(31)が形成され、
前記カバー部が、前記本体の前記半球状凹面と前記主球との間に挿入して前記受け球の移動を規制することで前記主球の回転抵抗を増大させる押さえ片(52)を有し、
前記本体は、前記カバー部に対し、前記球受け用凹所の深さ方向に一致する方向である球受け部高さ方向に移動可能とされ、この移動によって、前記押さえ片が受け球の移動を規制する位置と、前記押さえ片が受け球から離隔して前記規制が解除された位置とを切り替え可能であることを特徴とするフリーボールベアリング(10A)。
A main body (20) having a ball receiving portion (23) in which a ball receiving recess (22) having a hemispherical concave surface (21) as an inner surface is formed;
A plurality of receiving balls (41) disposed on the hemispherical concave surface of the main body;
A main sphere (42) formed larger in diameter than the receiving ball and rotatably supported by the hemispherical concave surface via the receiving ball;
A housing-like cover portion (30) provided so as to surround the ball receiving portion of the main body,
The cover part is formed with a main sphere protruding opening (31) for protruding a part of the main sphere,
The cover portion has a pressing piece (52) that is inserted between the hemispherical concave surface of the main body and the main sphere to increase the rotational resistance of the main sphere by restricting the movement of the receiving sphere. ,
The main body is movable with respect to the cover portion in a height direction of the ball receiving portion which is a direction coinciding with a depth direction of the recess for receiving the ball, and by this movement, the pressing piece moves the receiving ball. A free ball bearing (10A) characterized in that it can be switched between a position where the restriction is released and a position where the holding piece is separated from the receiving ball and the restriction is released.
前記カバー部は、前記本体の球受け部を取り囲む基端側部分(32)を有し、
前記本体は、前記球受け部から突出する軸部(24)を有し、
前記軸部は、前記基端側部分から突出し、この突出部分を前記球受け部の方向に移動させることで、前記本体を球受け部高さ方向に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のフリーボールベアリング。
The cover portion has a proximal end portion (32) surrounding the ball receiving portion of the main body,
The main body has a shaft portion (24) protruding from the ball receiving portion,
The shaft portion protrudes from the base end side portion, and the main body can be moved in the height direction of the ball receiving portion by moving the protruding portion in the direction of the ball receiving portion. The free ball bearing according to 1.
前記カバー部が、カバー部本体(30A)と、前記カバー部本体内に設けられた受け球押さえリング(50)とを備え、
前記押さえ片は、前記受け球押さえリングに形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のフリーボールベアリング。
The cover portion includes a cover portion main body (30A) and a receiving ball pressing ring (50) provided in the cover portion main body.
The free ball bearing according to claim 1, wherein the pressing piece is formed on the receiving ball pressing ring.
前記押さえ片は、前記カバー部に一体に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のフリーボールベアリング。   The free ball bearing according to claim 1, wherein the pressing piece is formed integrally with the cover portion. 前記本体を前記押さえ片から離れる方向に付勢する規制解除機構(60)を備えていることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のフリーボールベアリング。   The free ball bearing according to any one of claims 1 to 4, further comprising a restriction release mechanism (60) for urging the main body in a direction away from the pressing piece. 請求項1〜5のいずれかに記載のフリーボールベアリングと、前記フリーボールベアリングを支持する支持体(81)と、前記フリーボールベアリングの本体を前記球受け部高さ方向に移動させる昇降機構(90)とを備えていることを特徴とするベアリング装置。   A free ball bearing according to any one of claims 1 to 5, a support body (81) for supporting the free ball bearing, and a lifting mechanism for moving a main body of the free ball bearing in the height direction of the ball receiving portion ( 90).
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