(57)【要約】【課題】クリーンルーム等において使用できる球体支持ユニットを提供する。【解決手段】凹球面１０により多数の小さい副球４を介して回転自在に支持された主球３と、主球の凹球面と反対側の部分が突出する突出穴１５を有し主球と凹球面間の副球収容間隙１８の開放側を覆う蓋状部５とを備え、蓋状部内側空間の塵埃を吸引して排除する吸引口１９を設けた。吸引口が凹球面から外れた蓋状部下面近傍に開口している。吸引口から排気手段に向かう吸引通路１３が、凹球面を形成している凹球面部材に設けられその出口が下部に開口している。【選択図】　　　　図３
2004019876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹球面により多数の小さい副球を介して回転自在に支持された主球と、前記主球の前記凹球面と反対側の部分が突出する突出穴を有し主球と凹球面間の副球収容間隙の開放側を覆う蓋状部とを備え、前記蓋状部内側空間の塵埃を吸引して排除する吸引口を設けたことを特徴とする球体支持ユニット。
【請求項２】
請求項１の記載の球体支持ユニットにおいて、前記吸引口が前記凹球面から外れた前記蓋状部下面近傍に開口していることを特徴とする球体支持ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の球体支持ユニットにおいて、前記吸引口から排気手段に向かう吸引通路が、前記凹球面を形成している凹球面部材に設けられその出口が下部に開口していることを特徴とする球体支持ユニット。
【請求項４】
請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の球体支持ユニットにおいて、前記凹球面形成部材と一体的に若しくは一体化される部材に、前記蓋部と略同じ高さ位置の外方にフランジ部を設けると共にフランジ部下側に雄ねじ部を設け、この雄ねじに螺合する雌ねじによってフランジ部下面が基盤面に押圧固定されることを特徴とする球体支持ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転自在に設けられた球体によって物体等を移動可能に支持するための球体支持ユニットに関し、より詳細には、クリーンルーム等において使用可能な構成のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、球体によって物体を支持して小さい力で移動させるための球体支持ユニットとはよく使用されている。しかし、従来の球体支持ユニットは、内部で発生した塵埃を積極的に外部に排出しうる機能を持たない。粉塵対策を施したものとしては、例えば、特開２００１−１４０８７３号に開示されているものがある。これは、ケース内に粉塵などが入り込んでも、それを容易に排出できるようにした搬送用ボールユニットとして示されている。その概略の構成は、略球面状の凹部を形成する底部材と、側面部材と、上蓋部材とでケースを構成し、そのケースの底に受けボールを敷き詰め、受けボール上にメインボールを配置し、そのメインボールで物体を支持して搬送するようにしたものにおいて、底部材に溝や貫通孔を設けて底に溜まる粉塵を重力により自然に落下することを利用して排出するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の球体支持ユニットは、外部から侵入する粉塵に対して対策を講じたものは存在するが、侵入した粉塵の排出は自重による自然落下に依存しており、積極的に排出する機能は持たないものである。このため球体同士の摩擦により発生する塵埃のような、浮遊するほどの微細な粉塵に対しては殆ど機能しない。また、メインボールに付着した粉塵はそのまま回転することにより移送物に付着する。このような球体支持ユニットは、清浄な環境であることを厳しく要求される半導体工場などのクリーンルーム、バイオ関連施設、食品関連施設等においては使用できない。
本発明は、クリーンルーム等において使用できる球体支持ユニットを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、凹球面により多数の小さい副球を介して回転自在に支持された主球と、前記主球の前記凹球面と反対側の部分が突出する突出穴を有し主球と凹球面間の副球収容間隙の開放側を覆う蓋状部とを備え、前記蓋状部内側空間の塵埃を吸引して排除する吸引口を設けたことを特徴とする。
【０００５】
この手段では、吸引口に排気手段を接続して適宜排気することにより、副球収容間隙の内部空気が排出され、この排出空気に伴って内部で発生する塵埃やガス等が適所に排出される。また、排気により内部が負圧になるから、主球の露出している外部の空気が内部を通って排出されることはあっても、塵埃等を含む内部空気が外部に漏れ出すことはない。これによって塵埃等の異物の発生が許されないクリーンルーム等で球体支持ユニットの使用が可能となる。
【０００６】
前記吸引口が前記凹球面から外れた前記蓋状部下面近傍に開口している構成とするのがよい。この構成では、吸引口が蓋状部下面近傍に開口しているから、副球が接触する凹球面には開口を設けないでよく、従って、副球を支持している凹球面に排気口形成による段差がないから、副球が常に滑らかに転動し、微振動を生じにくい。
【０００７】
前記吸引口から排気手段に向かう吸引通路が、前記凹球面を形成している凹球面部材に設けられその出口が下部に開口している構成とするのがよい。この構成では、複数の球体支持ユニットの幾つかを纏めたブロックの形で使用する場合に、ブロック内部に球体支持ユニットの下部にある開口に連通する空洞を設けて、その空洞を排気手段に接続すればよいから、ブロックから排気手段までの吸引通路を１本の配管によって行なうことができる。
【０００８】
前記凹球面形成部材と一体的に若しくは一体化される部材に、前記蓋部と略同じ高さ位置の外方にフランジ部を設けると共にフランジ部下側に雄ねじ部を設け、この雄ねじに螺合する雌ねじによってフランジ部下面が基盤面に押圧固定される構成とするのがよい。この構成では、球体支持ユニットを設ける基盤面に雄ねじ部が挿入されるねじ穴を設けて螺合させることにより、又は基盤面を貫通する円孔を穿設して雄ねじ部を挿通し雌ねじ部材を螺合させることにより、フランジ部が基盤面に押圧状体に固定された球面支持ユニットの取り付け状体が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。図１は第１の実施形態を示し、この球体支持ユニット１は、凹球面構成部材２、主球３、副球４、蓋部材５等で構成されている。凹球面構成部材２は、略短円柱状の上端外周にフランジ部６を設け、その内側中央部に半球状の凹球面１０を設けてある。凹球面１０の外縁部には、蓋部材５をその上面をフランジ部６上面と一致させて設置するための円形に凹入した段差部１１を設けてある。段差部１１の外側の上面には、蓋部材５をかしめによって固定するためのかしめ部１２を、段差部１１と同心の円形溝２８を適当な深さで設けることによって形成してある。段差部１１の上面には、図１（ｂ）に示すように、凹球面１０の外側位置に、幾つかの、例えば６個の円孔を吸引用の通路１３として下部に貫通するように穿設してある。凹球面構成部材２の下部外周面には雄ねじ１４を形成してある。
【００１０】
主球３は、多数の副球４を介して凹球面１０に支持され、凹球面１０と反対側がフランジ部６上面よりも突出して移送する物体を支持できるようになっている。蓋部材５は、前記凹球面構成部材２の段差部１１内に納まるような外径で、中央に球体突出用の円孔１５を有するドーナツ型の円盤状に形成され、図１（ｂ）に示すように、下面に環状の凸部１６を有し、その凸部１６の前記通路１３に対応した位置に半径方向の溝１７を設けてあり、段差部１１に嵌め込まれ、かしめ部１２をかしめることによって固定されている。図１（ａ）に示すように、蓋部材５が取付けられた状態で、主球３と凹球面１０とで形成する副球４収容間隙１８の開放方側、つまり上側が閉じられている。そして溝１７の内側端が副球４の収容間隙１８の上側に吸引口１９として開口しており、溝１７に通路１３の上端が連通している。蓋部材５の円孔１５からは上方に主球３が突出しており、図は誇張して描いてあるが、主球３と円孔１５の内縁との間に微小な間隙２０が存在する。
【００１１】
この球体支持ユニット１は、通常は幾つかを物体を移動可能に支持するように設けて使用されるが、その一つについて使用状態を示すと、図３のようになる。球体支持ユニット１は、基盤２１に雄ねじ部１４を挿入可能な円孔２２を穿設して上側から挿入し、その雄ねじ部１４に螺合する雌ねじ部２３を有する中空容器状のブロック２４を螺合させることにより、フランジ部６と雌ねじ部２３との間に基盤２１を挟むように締め付けて固定してある。そして、ブロック２４に排気手段に接続した管路２５を結合し、内部空洞２６に連通させてある。図中２７は移送する物体の下面である。
【００１２】
管路２５を介して排気することにより、吸引口１９から副球収容間隙１８内部の気体が吸引され、気体と共に粉塵等の塵埃が排出される。内部は負圧であるから、微小な間隙２０から外側の空気等の気体が吸い込まれるから、内部の気体や粉塵が外部に出る惧れはない。また、内部で球体の接触摩擦により生じる塵埃は、主球３の表面に付着したものが、吸引口１９の周辺部で確実に吸引口１９に吸い込まれるから、外部に出ることはなく、また副球に付着したものも主球３の回転によって副球４が循環することにより、上部に至った副球４から吸引口１９に確実に吸い込まれるから、内部に粉塵が溜まることは殆どない。従って、この球体支持装置１は、内部の塵埃等が外部に出ることはなく、内部で発生する塵埃等は順次吸引口１９から強制的に排出されるから、クリーンルーム等においてクリーンな環境を汚染することなく使用可能なものである。
【００１３】
また、球体支持ユニット１の使用形態としては、図４に示すように、図３における取付基盤２１に相当するものを中空容器状のブロック３０の上面部３１で形成し、取付用の円孔３２を穿設して雄ねじ部１４を挿入し、これに雌ねじ部材３３を螺合させて固定するようにしてもよい。そして内部空洞３４に１本の排気管２５を接続し、排気手段に接続する。この場合、前記と同様にクリーンルームで使用可能であり、複数の球体支持ユニット１に対して吸引通路の一部として共通の内部空洞３４を使用できるから、配管が簡略になる利点がある。
【００１４】
前記第１実施形態の構成の他に、球体支持ユニットは、図２に示すような構成のもの１ａとしてもよい。この第２実施形態の球体支持ユニット１ａは、主球３と副球４のほかの部分を、凹球面１０を有する部材３５と、蓋部３６、フランジ部６、及び雄ねじ部１４を有する他の部材３７と、によって形成してある。他の部材３７には内側に下端から蓋部３６下面に達する円孔３８を形成してある。部材３５は、上面に凹球面１０を有する前記円孔３８に嵌合する外周の短円柱状であり、外周面に軸方向に沿った例えば６個の縦溝３９を設け、凹球面１０の縁部を円筒状に上方へ少し延長形成してあり、この延長部４０に縦溝３９上端に接続した半径方向の横溝４１を設けてある。この部材３５を他の部材３７の円孔３８に下方から嵌合させてある。部材３５と他の部材３７とは部材３５の外周に雄ねじ部を設け、他の部材３７の内周面に雌ねじ部を設けて螺合させるか、又は、単純に強固に嵌合させても良く、あるいは、ブロック等の基板に組み付けるときに部材３５の下面に当接する受け部を設けておくことにより、図示の位置関係を保ち、前記実施形態と同様な機能を発揮できるものとなる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、塵埃やガス等の異物が漏れ出さないから、異物の進入が許されないクリーンルーム等の環境で使用できる球体支持ユニットを提供できる効果を奏する。
請求項２に記載の発明は、副球が常に滑らかに転動するから、微振動が発生せず、物体の精密な微小移動等に対応できる効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、吸引通路の配管を行ないやすい効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、球体支持ユニットを基盤面に取付け易い効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は蓋部材の下面図、（ｃ）は凹球面形成部材の平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は凹球面形成部材の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の使用例を示す縦断正面図である。
【図４】本発明の第実施形態の、他の使用例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１　　　球体支持ユニット
２　　　凹球面構成部材
３　　　主球
４　　　副球
５　　　蓋部材
６　　　フランジ部
１０　　凹球面
１１　　段差部
１２　　かしめ部
１３　　通路
１４　　雄ねじ
１５　　円孔
１６　　凸部
１７　　溝
１８　　副球収容間隙
１９　　吸引口
２０　　間隙
２１　　基盤
２２　　円孔
２３　　雌ねじ部
２４　　ブロック
２５　　管路
２７　　物体の下面
３０　　ブロック
３１　　上面部
３２　　円孔
３３　　雌ねじ部材
３４　　内部空洞
３５　　凹球面を有する部材
３６　　蓋部
３７　　他の部材
３８　　円孔
３９　　縦溝
４０　　延長部
４１　　横溝
【図１】
2004019876.tif 000003
【図２】
2004019876.tif 000004
【図３】
2004019876.tif 000005
【図４】
2004019876.tif 000006