(57)【要約】【課題】高温条件下において、縦置き状態の被搬送物を支持するために用いられる場合でも、主球の回転しやすさが低下することがないボールベアリングを提供する。【解決手段】主球２を回転自在に支持する本体部３と、主球５を外方に突出させる開口部７を有する蓋部４とを備えたボールベアリング１０。蓋部４は、延出端１３ａの内側が開口部７となる内方延出部１３を備えている。内方延出部１３は、主球２が延出端１３ａに当接して外方移動が阻止されるように形成されている。内方延出部１３の延出端１３ａから基端側にかけての内面１３ｂは、延出端１３ａに当接した主球２の当接位置Ｐ１の接線Ｌ１方向よりも拡径方向の傾斜角度が大きくされている。【選択図】図４
2011057393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するボールベアリングであって、
前記被搬送物を支持する樹脂製の主球を複数の副球を介して回転自在に支持する球面状の支持凹部を有する本体部と、前記主球を外方に突出させる開口部を有する蓋部とを備え、
前記蓋部は、環状に形成された主部と、前記主部から内方に延出して延出端の内側が前記開口部となる内方延出部とを有し、
前記内方延出部は、前記主球が前記延出端に当接することで外方移動が阻止されるように形成され、
前記内方延出部の前記延出端から基端側の内面は、前記延出端に当接した主球の当接位置の接線方向よりも拡径方向の傾斜角度が大きくされていることを特徴とするボールベアリング。
【請求項２】
前記開口部の内径は、前記主球の外径の６０〜９６％であることを特徴とする請求項１に記載のボールベアリング。
【請求項３】
前記主部には、前記副球の外方移動を阻止する移動阻止壁が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のボールベアリング。
【請求項４】
前記主部の内面は、前記蓋部の軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のボールベアリング。
【請求項５】
前記支持凹部の内半径は、前記主球の外半径と前記副球の外半径の合計より大きくされていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のボールベアリング。
【請求項６】
基台上に立設された板状の支持体に、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のボールベアリングが設けられ、
前記支持体は、被搬送物をボールベアリングにより支持可能であることを特徴とする支持ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル用のガラス基板などの被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するボールベアリングおよび支持ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどの製造工場においては、処理室（チャンバー）内において、ガラス基板に、成膜、レジスト塗布、露光、エッチング等の処理が行われる。
上記処理作業や、処理室への搬送作業などには、ガラス基板を支持する支持ユニットが用いられる。
近年では、ガラス基板の大型化に伴い、ガラス基板を縦置きできる支持ユニットが用いられてきている。
図６は、縦置きタイプの支持ユニットの一例を示すもので、この支持ユニット２３は、基台２１上に立設された支持体２２に複数のボールベアリング２０を設けて構成されている。
【０００３】
図７に示すように、ボールベアリング２０は、ガラス基板１を支持する主球２を支持する本体部３と、開口部２７を有する蓋部２４と、本体部３から延出するネジ固定部８とを備えている。
主球２は、副球５を介して本体部３の支持凹部６に回転自在に支持されている（特許文献１、２参照）。
主球２は開口部２７を通して外方（前方）に突出している。開口部２７の周縁部内面はほぼ主球２の外面に沿う方向に形成されている。
図６に示すように、ガラス基板１は、縦置き状態でボールベアリング２０に支持される。主球２は回転自在であるため、ガラス基板１は一方面１ａに沿って変位可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／００３００１号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−１１９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ボールベアリング２０は、縦置き状態のガラス基板１を支持する支持ユニット２３に用いられる場合、高温条件下で使用されると、主球２が回転しにくくなり、これを原因としてガラス基板１に跡が残ったり、主球２の摩耗が大きくなることがあった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、高温条件下において、縦置き状態の被搬送物を支持するために用いられる場合でも、主球の回転しやすさが低下することがないボールベアリングおよび支持ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被搬送物をその搬送面に沿って任意の方向に変位可能に支持するボールベアリングであって、前記被搬送物を支持する樹脂製の主球を複数の副球を介して回転自在に支持する球面状の支持凹部を有する本体部と、前記主球を外方に突出させる開口部を有する蓋部とを備え、前記蓋部は、環状に形成された主部と、前記主部から内方に延出し、延出端の内側が前記開口部となる内方延出部とを有し、前記内方延出部は、前記主球が前記延出端に当接することで外方移動が阻止されるように形成され、前記内方延出部の前記延出端から基端側の内面は、前記延出端に当接した主球の当接位置の接線方向よりも拡径方向の傾斜角度が大きくされているボールベアリングを提供する。
前記開口部の内径は、前記主球の外径の６０〜９６％であることが好ましい。
前記主部には、前記副球の外方移動を阻止する移動阻止壁が形成されていることが好ましい。
前記主部の内面は、前記蓋部の軸方向に沿って形成されていることが好ましい。
前記支持凹部の内半径は、前記主球の外半径と前記副球の外半径の合計より大きくされていることが好ましい。
【０００７】
本発明は、基台上に立設された板状の支持体に、上記ボールベアリングが設けられ、前記支持体は、被搬送物をボールベアリングにより支持可能である支持ユニットを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内方延出部は、内面の傾斜角度が接線の傾斜角度より大きくなるように形成されているので、延出端のみにおいて主球に接する。
主球に対する接触面積が小さくなるため、高温条件下で主球が熱膨張しても、開口部にはまり込んだ状態となりにくい。
従って、主球の回転しやすさが低下することがなく、主球の跡が被搬送物に残ったり、主球の摩耗が大きくなるのを防ぐことができる。
高温条件下において被搬送物を縦置き状態とすると主球が回転しにくくなるという問題が、主球が熱膨張により開口部にはまり込むことを原因として起きていることは、本願発明者によって初めて見出された知見であるため、本発明の技術的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態であるボールベアリングを示す一部断面図である。
【図２】ボールベアリングの要部を拡大した断面図である。
【図３】ボールベアリングが使用された支持ユニットの概略構成を示す図である。
【図４】主球が内方延出部の延出端に当接した状態のボールベアリングの要部を拡大した断面図である。
【図５】主球が延出端に当接した状態のボールベアリングの要部をさらに拡大した断面図である。
【図６】従来のボールベアリングの一例が使用された支持ユニットの概略構成を示す図である。
【図７】従来のボールベアリングの一例を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態であるボールベアリング１０を示す一部断面図である。図２は、ボールベアリング１０の要部を拡大した断面図である。図３は、ボールベアリング１０が使用された支持ユニット２３の概略構成を示す図である。図４は、主球２が延出端１３ａに当接した状態のボールベアリング１０の要部を拡大した断面図である。図５は、主球２が延出端１３ａに当接した状態のボールベアリング１０の要部をさらに拡大した断面図である。
【００１１】
図３に示すように、支持ユニット２３は、基台２１上に立設された板状の支持体２２に、１または複数のボールベアリング１０が設けられて構成されている。
支持体２２は、ガラス基板１をボールベアリング１０で支持できるようにされている。
支持体２２の角度は、特に限定されず、支持されるガラス基板１の水平面に対する角度α（水平面に対する一方面１ａの角度）は０〜３６０°の範囲で任意に設定できる。
図示例では、支持体２２は、基台２１に対し垂直よりやや傾いて形成され、ガラス基板１の水平面に対する角度αは、例えば７０〜９０°とすることができる。
ボールベアリング１０は、支持体２２の一方面２２ａに互いに所定の間隔をおいて設けられている。
【００１２】
図１および図２に示すように、ボールベアリング１０は、ガラス基板１（被搬送物）を支持する主球２を支持する本体部３と、開口部７を有する蓋部４と、本体部３から延出するネジ固定部８とを備えている。
以下の説明において、図１における左方を前方といい、右方を後方と言うことがある。
【００１３】
主球２は、複数の副球５を介して、本体部３の支持凹部６に回転自在に支持されている。
主球２は、樹脂製とされる。樹脂製とすることによりガラス基板１の損傷を防止できる。
主球２を構成する樹脂としては、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）、その他の樹脂を用いることができる。
副球５は、主球２より径が小さい球体であり、ステンレス鋼等の金属、セラミック、樹脂などで形成することができる。副球５は、支持凹部６内に転動自在に設けられている。
【００１４】
本体部３は、略円柱状に形成されており、支持凹部６は、本体部３の前面側に形成された球面状の凹部である。
支持凹部６の内半径は、主球２の外半径と副球５の外半径の合計より大きくすることが好ましい。これによって、主球２の外径が熱膨張により大きくなった場合でも主球２の回転が制限されることが起こらない。
【００１５】
図２に示すように、本体部３の外面には、周方向に沿う環状係止溝３ａと、スパナなどの工具に対応できる一対の平面部３ｂが形成されている。
図１に示すように、ネジ固定部８は、本体部３の後面側から後方に延出しており、その外周面にネジ部８ａが形成され、支持体２２の一方面２２ａに形成された固定孔部２２ｂにネジ込み固定される。
【００１６】
図２に示すように、蓋部４は、円環状に形成された主部１１と、主部１１から後方に延出する円筒状の固定部１２と、主部１１の前端から内方に延出する内方延出部１３とを備えている。
蓋部４は、樹脂、金属などで構成することができる。蓋部４を構成する樹脂としては、ＰＡＩ、ＰＢＩ、ＰＣＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＰＰＳ、メラミン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂（アラミド樹脂）、ＬＣＰ、ＰＢＴ、ＰＥＳなどが挙げられ、主球２と同じ材質であることが好ましい。
固定部１２の後端部の内面には、内方に突出した係止部１２ａが形成され、係止部１２ａが本体部３の環状係止溝３ａに嵌合することによって蓋部４が本体部３に固定される。
【００１７】
主部１１の内径は支持凹部６の内径より小さくされているため、主部１１の下面１１ａは、支持凹部６の内部空間に臨んで形成されている。
このため、下面１１ａは、副球５が外方移動により脱落するのを阻止する移動阻止壁となっている。
下面１１ａは、軸方向（図２における前後方向）に対しほぼ垂直に形成することができる。
下面１１ａは、副球５の中心が、球面状の支持凹部６の後半球範囲６ａ内に位置するように形成するのが好ましい。すなわち、半球面をなす支持凹部６の中心６ｂを通り、かつ軸方向に垂直な平面１４と支持凹部６とで構成される空間である後半球範囲６ａ内に副球５の中心が位置するように、副球５の移動を制限できるように形成することができる。これによって、副球５どうしが離間して主球２の動作が不安定になるのを防ぐことができる。
【００１８】
主部１１の内面１１ｂは、ほぼ一定の径とし、軸方向に沿って形成するのが好ましい。主部１１の内径は主球２の外径より大きくされているため、主球２が延出端１３ａに当接している状態（図４参照）では主部１１は主球２に当接しない。
【００１９】
内方延出部１３は、主部１１の前端から全周にわたり一定長さで内方に延出しており、延出端１３ａの内側である開口部７は円形となる。
図２に示すように、開口部７の内径Ｒ１は主球２の外径Ｒ２より小さくされるため、開口部７を通して外方（前方）に突出している主球２は、内方延出部１３によって外方移動が制限される。
図４に示すように、内方延出部１３は、主球２が延出端１３ａに当接して外方（前方）移動が阻止されるように形成されている。延出端１３ａは、内方延出部１３の最前部またはそれに近い位置に形成するのが好ましい。
内方延出部１３は、主球２が図２に示す後方位置から図４に示す前方位置まで前後方向に移動可能となるように形成されている。
図２に示す後方位置では、主球２は延出端１３ａから離間しているが、図４に示す前方位置では、主球２は延出端１３ａに全周にわたって当接している。
【００２０】
図２に示すように、開口部７の内径Ｒ１は、主球２の外径Ｒ２の９６％以下とすると、高温条件になっても主球２が開口部７に固定されることが起こりにくくなる。これは、開口部７の内径Ｒ１と主球２の外径Ｒ２との差が大きいため、主球２が熱膨張しても開口部７にはまり込んだ状態となりにくいためであると考えられる。
開口部７の内径Ｒ１は、主球２の外径Ｒ２の６０％以上とすると、開口部７からの主球２の突出量が十分に確保されるため好ましい。
よって、開口部７の内径Ｒ１は、主球２の外径Ｒ２に対し６０〜９６％とすると、主球２の突出量を十分にし、かつ高温条件下での主球２の回転しやすさを確保できる。
【００２１】
図５に示すように、内方延出部１３の内面１３ｂは、延出端１３ｂから基端部１３ｃにかけて形成された面であり、その軸方向に対する傾斜角度βは、延出端１３ａに当接した主球２の当接位置Ｐ１の接線Ｌ１方向よりも拡径方向の傾斜角度が大きくされている。
すなわち、内面１３ｂの傾斜角度βは、接線Ｌ１の傾斜角度γより大きくされている。
このため、主球２が延出端１３ａに当接した状態においては、内方延出部１３は延出端１３ａにおいてのみ主球２に当接する。
【００２２】
以下、ボールベアリング１０を使用した支持ユニット２３の使用方法の例を説明する。
図３に示す支持ユニット２３は、例えば液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどの製造工場において、成膜、レジスト塗布、露光、エッチング等の処理を行う処理室（チャンバー）におけるガラス基板の処理、および処理室に対するガラス基板の搬送（搬入、搬出）の際に使用できる。
例えば、処理室の内部や、処理室へのガラス基板の搬入経路または搬出経路などに設置できる。
上記処理は、高温条件下（例えば１００℃以上、特に２００℃以上（例えば２００〜３００℃））で行われる。上記処理は、通常、真空環境下で行われる。
【００２３】
支持ユニット２３では、ガラス基板１がボールベアリング１０に支持される。ボールベアリング１０はガラス基板１の一方面１ａに当接する。
主球２は任意の方向に小さな摩擦抵抗で回転自在であるため、主球２に点接触で支持されたガラス基板１は、一方面１ａ（搬送面）に沿って任意の方向に小さな摩擦抵抗で移動できる。
【００２４】
図３に示す支持ユニット２３では、ボールベアリング１０は略側方を向くことになるため、上向きとする場合に比べ、主球２は前方移動しやすい（図４参照）。
例えば図７に示すボールベアリング２０をこのような使用形態で用いる場合には、主球２が前方移動して開口部２７にはまり込むことが起こり得るが、以下に説明するように、本発明に係るボールベアリング１０ではこのようなことは起こらない。
【００２５】
ボールベアリング１０では、内方延出部１３は、内面１３ｂの傾斜角度βが接線Ｌ１の傾斜角度γより大きくなるように形成されているので、延出端１３ａのみにおいて主球２に接する。
主球２に対する接触面積が小さくなるため、開口部２７の周縁部内面が広い面積で主球２に当接し得るボールベアリング２０（図７参照）とは異なり、高温条件下で主球２が熱膨張しても、開口部７にはまり込んだ状態となりにくい。
従って、主球２の回転しやすさが低下することがなく、主球２の跡がガラス基板１に残ったり、主球２の摩耗が大きくなるのを防ぐことができる。
【００２６】
本願発明者は、高温条件下においてガラス基板を縦置き状態とすると、主球が開口部にはまり込むことを原因として主球が回転しにくくなることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させた。
高温条件下においてガラス基板を縦置き状態とすると主球が回転しにくくなるという問題が、主球が熱膨張により開口部にはまり込むことを原因として起きていることは、本願発明者によって初めて見出された知見であり、本発明の技術的意義は大きい。
【００２７】
本発明の作用効果を確認するため、図１に示すボールベアリング１０を下向き（図１に示す前方を下方に向けた状態）として、ボールベアリング１０を１００℃から徐々に温度を高め、３００℃に到達させる条件下に置く試験を行った。
主球２の外径は９．５２ｍｍ（常温）とし、蓋部４の開口部７の内径は７．６ｍｍ（常温）とした。主球２および蓋部４はいずれもＰＩ製とした。
内方延出部１３の内面１３ｂの傾斜角度βは５０．２°であり、当接位置Ｐ１における接線Ｌ１の傾斜角度より大きいことが確認された。
この試験の結果、主球２は開口部７にはまり込む状態にならず、主球２の回転性が良好な状態に維持されたことが確認された。
【００２８】
なお、本発明のボールベアリングの適用対象としては、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル用のガラス基板に限らず、シリコン基板、セラミック基板、金属基板などであってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・ガラス基板（被搬送物）、１ａ・・・一方面（搬送面）、２・・・主球、３・・・本体部、４・・・蓋部、５・・・副球、６・・・支持凹部、７・・・開口部、１０・・・ボールベアリング、１１・・・主部、１１ａ・・・主部の下面（移動阻止壁）、１１ｂ・・・主部の内面、１３・・・内方延出部、１３ａ・・・延出端、１３ｂ・・・内方延出部の内面、２１・・・基台、２２・・・支持体、２３・・・支持ユニット、Ｌ１・・・当接位置における接線、Ｐ１・・・当接位置、Ｒ１・・・開口部の内径、Ｒ２・・・主球の外径、β・・・内方延出部の内面の傾斜角度、γ・・・当接位置における接線の傾斜角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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