(57)【要約】【課題】  構造が簡単で構成部品が少なく、高精度を容易に実現でき、位置決めステージとして高平面精度を容易に実現でき、高荷重に容易に耐えることができ、かつ安価な位置決めステージ用支持ユニットを提供する。【解決手段】  円周方向に間隔をあけて設けた上下に貫通する複数のボール収容穴８ａを持つリテーナ８と、前記リテーナ８の各ボール収容穴８ａにそれぞれ収容されたボール７と、前記リテーナ８の上下に配置されて前記複数のボール７に上下からそれぞれ接触する下板６および上板１１と、前記上板１１と一体に設けられて積載物を受ける天板１２と、無負荷時に前記天板１２をセンターポジションに復帰させるためのスプリング１０とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に間隔をあけて設けた上下に貫通する複数のボール収容穴を持つリテーナと、前記リテーナの各ボール収容穴にそれぞれ収容されたボールと、前記リテーナの上下に配置されて前記複数のボールに上下からそれぞれ接触する下板および上板と、前記上板と一体に設けられて積載物を受ける天板と、無負荷時に前記天板をセンターポジションに復帰させるためのスプリングと、前記下板を受ける台板と、この台板上に固定されて天板以外の部分を囲むケーシングとを備えたことを特徴とする位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項２】
前記リテーナが円板状をなし、この円板状のリテーナに、前記スプリングを収容するための、半径方向に伸びるスプリング収容溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項３】
前記ケーシングにおける上板と天板との間の蓋板部分に、前記上板を下方に押し付けて、上板と一体の天板の移動を拘束するための天板固定機構を設けたことを特徴とする請求項１〜２記載の位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項４】
前記天板固定機構は、前記蓋板の下面に周溝を形成し、かつ、この周溝に外側から通じるエア導入通路を形成し、前記周溝に可動リングを上下に摺動可能に収容した構成であることを特徴とする請求項３記載の位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項５】
前記リテーナのボール収容部分として、ボール収容穴に代えて、リテーナ外周面に開口する一部欠損円形状のボール収容切欠きを形成したことを特徴とする請求項１〜４記載の位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項６】
前記台板が下板を兼ねていることを特徴とする請求項１〜５記載の位置決めステージ用支持ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６の位置決めステージ用支持ユニットを位置決めステージに取り付ける位置決めステージ用支持ユニットの取付構造であって、
位置決めステージのベースにあけたケーシング嵌合穴に、位置決めステージ用支持ユニットのケーシング部を、ステージベース上面とケーシング上面とが同一平面となるように嵌合させ、ステージベースにあけたザグリ付きの取付穴から台板にあけた取付穴に貫通させたボルトにより、ステージベースと台板とを一体に固定することで、位置決めステージ用支持ユニットをステージベースに取り付けたことを特徴とする位置決めステージ用支持ユニットの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積載物の水平面内での高精度の位置決めができるように、積載物を水平面内で円滑にかつ面振れなく動けるように支持する位置決めステージに用いる位置決めステージ用支持ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイ製造工程では、製造工程全般において、それぞれの工程における処理装置に、複数枚の液晶用ガラスを上下に間隔をあけて格納する液晶用ガラス格納棚を位置決めしセットする場合や、各処理終了後にロボットハンドにより液晶用ガラス格納棚を次の工程用装置に移動させるために掬い上げる場合などにおいて、ロボットハンドが掬い上げやすいように、液晶用ガラス格納棚をロボットに対する所定の位置に正確に位置決めすることが必要となる。このために、液晶用ガラス格納棚（以下場合により格納棚という）を精度よく位置決めできるように、格納棚を水平面内で円滑にかつ面振れせずに動けるように支持する位置決めステージが用いられている。
【０００３】
格納棚を受ける従来の位置決めステージは、ケーシング内に上部が露出するように収容した大球を、その下面側に配列した複数の小球で全方向に回転自在に保持した構造のボールベアリングを用いており、このボールベアリングと特定の硬度および平面度を持たせた鋼板とを点接触させ、片側をバネで引っ張り、無負荷時（格納棚が乗っておらず荷重が作用しない時）にはセンターポジションに戻すように構成した機構がほとんどである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶ディスプレイ製造工程全般の各工程では、ガラス表面にいろいろな処理を施すが、それに伴って、格納棚にガラスを収納し次の工程へ搬送する行為が多数存在する。マザーガラスが大きくなるにしたがって、各処理装置自体も処理効率や小型化を要求されており、位置決めをおこなうための位置決めステージを設置するスペースについても、従来のようなスペースの確保は難しくなってきている。また処理をおこなうガラスの大型化により、大荷重に耐えられ、位置決めステージ自体にも今以上の高精度が要求されている。但し、この位置決めステージは、低価格化が強く要求されている製品を製造する工程で用いる装置であるため、かつ、数量的にも多数必要になるものであるため、一定の性能を確保しつつ安価に提供できることが必要とされている。
【０００５】
しかし、ボールベアリングは構造が複雑であり、複数箇所の精度の積み重ねとして全体の精度が決まるので、高精度のボールベアリングを製作することは簡単でなく、コストが高くなる。位置決めステージとしては少なくとも３つ以上配置する必要があるが、高精度のボールベアリングを用いなければ、不揃いになり、格納棚を動かす際に格納棚が面振れすることになる。ボールベアリング方式で高荷重に耐えるためには、仕様寸法が大きくなるので、必ずしも十分な精度を出すことができない。また、位置決めステージは精度を要求されるので、清浄に保つことが要求されるが、従来の位置決めステージは、ある単位の領域をカバーで覆う考えであったため、装置自体も大掛かりにならざるを得なかった。また、格納棚を従来のボールベアリング方式で位置決めする場合、上板の動きがスムーズとはいえず、大型になった格納棚サイズに対しては、問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の位置決めステージ用支持ユニットは、円周方向に間隔をあけて設けた上下に貫通する複数のボール収容穴を持つリテーナと、前記リテーナの各ボール収容穴にそれぞれ収容されたボールと、前記リテーナの上下に配置されて前記複数のボールに上下からそれぞれ接触する下板および上板と、前記上板と一体に設けられて積載物を受ける天板と、無負荷時に前記天板をセンターポジションに復帰させるためのスプリングと、前記下板を受ける台板と、この台板上に固定されて天板以外の部分を囲むケーシングとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１の位置決めステージ用支持ユニットにおいて、リテーナが円板状をなし、この円板状のリテーナに、前記スプリングを収容するための、半径方向に伸びるスプリング収容溝を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、請求項１〜２の位置決めステージ用支持ユニットにおいて、ケーシングにおける上板と天板との間の蓋板部分に、上板を下方に押し付けて、上板と一体の天板の移動を拘束するための天板固定機構を設けたことを特徴とする。
請求項４は、請求項３の位置決めステージ用支持ユニットにおける天板固定機構が、蓋板の下面に周溝を形成し、かつ、この周溝に外側から通じるエア導入通路を形成し、前記周溝に可動リングを上下に摺動可能に収容した構成であることを特徴とする。
請求項５は、請求項１〜４の位置決めステージ用支持ユニットにおいて、リテーナのボール収容部分として、ボール収容穴に代えて、リテーナ外周面に開口する一部欠損円形状のボール収容切欠きを形成したことを特徴とする。
請求項６は、請求項１〜５の位置決めステージ用支持ユニットにおいて、台板が下板を兼ねていることを特徴とする。
【０００９】
請求項７は、請求項１〜６の位置決めステージ用支持ユニットを位置決めステージに取り付ける位置決めステージ用支持ユニットの取付構造であって、
位置決めステージのベースにあけたケーシング嵌合穴に、位置決めステージ用支持ユニットのケーシング部を、ステージベース上面とケーシング上面とが同一平面となるように嵌合させ、ステージベースにあけたザグリ付きの取付穴から台板にあけた取付穴に貫通させたボルトにより、ステージベースと台板とを一体に固定することで、位置決めステージ用支持ユニットをステージベースに取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位置決めステージ用支持ユニットによれば、従来のボールベアリング方式と比較して、構造が簡単で構成部品が少なく、全体としての精度に関与する個所が少ないので、高精度を容易に実現できる。したがって、複数個の支持ユニットを配置して位置決めステージを構成する際に、位置決めステージとして高精度を容易に実現できる。
また、構造が簡単なので、高荷重に耐えるものを容易に製作でき、また、安価に製作できる。
また、支持ユニット自体がセンターポジション復帰用のスプリングを内蔵しているので、位置決めステージとして省スペースを実現することができる。
同じく支持ユニット自体がセンターポジション復帰用のスプリングを内蔵しているので、ユニット単位でのカバーを施すことが容易であり、個別での清浄化対応が可能である。
また、上板の動きも非常にスムースであり、水平面内での動きに際しての平面度に関しては、従来方式と比べて約１０倍程度の高精度を実現することが可能である。
【００１１】
請求項２のようにリテーナを円板状とし、この円板状のリテーナにスプリング収容溝を設けた構成とすることで、上記のような効果を奏する位置決めステージ用支持ユニットの機構が適切に実現できる。
【００１２】
請求項３のように、天板の移動を拘束する天板固定機構を設けると、天板を一定の位置からみだりに移動しないように拘束したい場合に、有益である。
また、そのような天板固定機構として、請求項４のようにエアー圧を利用して上板を下方に押し付けることで、天板の移動を拘束する機構は、適切である。
【００１３】
請求項５のように、リテーナのボール収容部分として、穴に代えて切欠きにすると、リテーナのサイズを大きくすることなく、ボールの位置をリテーナ半径方向外方に配置することができ、荷重に対する天板の安定性を向上させることができる。
【００１４】
請求項７によれば、位置決めステージに取り付けた位置決めステージ用支持ユニットは、積載物を受ける天板のみがステージベースから突出するのみで、ケーシングはステージベースから突出しないので、無用な突出部のない良好な位置決めステージを構成することができる。また、天板の高さ位置を低く設定することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施した位置決めステージ用支持ユニット及びその取付構造について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の一実施例の位置決めステージ用支持ユニット１の斜視図、図２は位置決めステージ用支持ユニット１の詳細を示したもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。図３は位置決めステージ用支持ユニット１の内部機構を説明するための図で、台板を外した状態の裏面図である。
２は位置決めステージ支持ユニット（以下支持ユニットという）１の台板である。台板１は四角形状をなし、その四隅に取付穴２ａがあけられている。支持ユニット１は後述する位置決めステージのベース（ステージベース）１６に前記取付穴２ａに通したボルト９で固定される。この台板２に、内部機構を囲むケーシング５の側壁部を構成する概ね円筒状の側壁枠３が例えば４箇所のボルト４で固定されている。側壁枠３内に、高精度に仕上げた円板状の鋼板製の下板６が配置され、この下板６上に、ボール７を保持するリテーナ８が配置されている。
【００１７】
リテーナ８は、図３〜図５に示すように、中央に円筒中空部８ｃを形成した厚みの厚い円板状をなし、周方向に間隔をあけた上下に貫通する６つのボール収容穴８ａを備え、また、３方向に伸びるスプリング収容溝８ｂを備えている。前記６つのボール収容穴８ａにそれぞれボール７が収容され、３つのスプリング収容溝８ｂには詳細後述するようにスプリング１０が収容されている。リテーナ８の上部には、前記下板６と同様に高精度に仕上げた円板状の鋼板製の上板１１が配置され、下板６と上板１１とがリテーナ８の各ボール収容穴８ａ内に収容された各ボール７に上下からそれぞれ接触している。
【００１８】
前記上板１１の上面の中心部に、円板状をなし下面側に軸部１２ａを持つ天板１２が配置され、かつ、上板１１の下面の中心部に、軸部１３ａと円板部１３ｂとを一体に持つスプリング止め１３が配置されるとともに、前記天板１２とスプリング止め１３とが、天板１２の軸１２ａ内のねじ穴にねじ込まれるボルト１９で上板１１の上下に固定されている。前記天板１２が液晶用ガラス用格納棚を受ける。前記スプリング止め１３の円板部１３ｂにスプリング１０の一端が引っ掛けられ、スプリング１０の他端が側壁枠３の内面側に設けたスプリング止め３ａに引っ掛けられている。
また、側壁枠３の上面部には、天板１２の軸１２ａを通す中心穴１５ａをあけた蓋板１５が圧入により固定されている。側壁枠３と蓋板１５とはケーシング５を構成する。蓋板１５の中心穴１５ａは、天板１２の移動可能範囲を規定する。
各部の材質の一例を説明すると、ボール７、上板１１及び下板６はＳＵＳ４４０Ｃ、天板１２としてＳＵＳ３０４である。台板２はアルマイト処理したアルミ板である。側壁枠３は例えばＰＯＭ（ポリアセタール）である。上板１１及び下板６は剛性及び耐摩耗性が要求されかつ高精度の面加工が必要であるので、ＳＵＳ４４０Ｃは適切である。
なお、台板２自体を下板として利用することも可能である。しかし、台板２には上板や下板のような剛性や耐摩耗性や高精度加工を要しないので、コストや加工精度の点から、実施例のようにアルミ板等による別部材とするのが適切である。しかし、材質はこれらに限らず、適宜選定することができる。
【００１９】
図７に示すように、４つの上記支持ユニット１をステージベース１６上に設置して、液晶用ガラス格納棚１７を水平面内で円滑に動けるように支持する位置決めステージ１８を構成する。図示例では、支持ユニット３１の台板２を、前述の通り、取付穴２ａを通したボルト９でステージベース１６の上面に固定している。
この位置決めステージ１８に隣接するロボットが格納棚１７に液晶用ガラスを収納したり、格納棚１７から液晶用ガラスを掬い取ったりする。なお、図示は省略したが、格納棚１７をロボットに対応する所定位置に移動させる、エアシリンダ等の駆動機器を含む位置決め駆動機構がこの位置決めステージ１８に隣接して設けられる。
【実施例２】
【００２０】
図６に本発明の他の実施例を示す。この実施例の位置決めステージ用支持ユニット２１は、天板１２が動かないように拘束したい場合に天板１２を固定する天板固定機構２３を設けたものである。この天板固定機構２３は、蓋板２５の下面に周溝２５ａを形成し、この周溝２５ａに可動リング２６を上下に摺動可能に収容し、周溝２５ａに通じるエア導入通路２５ｂを設けた構成である。前記可動リング２６の内周面および外周面にそれぞれ形成した周溝にＯリング２７、２８を収容している。また、可動リング２６の上面には、その外周側部分を低くして周方向の凹所２６ａを形成し、この凹所２６ａに圧縮空気が導かれて可動リング２６に下向きの空気圧が作用するようにしている。
なお、天板１２はカラー２９を介在させて上板１１に固定している。図２と共通する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
例えば格納棚１７が所定の位置に位置決めされた時にその位置から動かないようにしたい場合、格納棚１７を載せた天板１２を動かないように拘束する。この場合、エア導入通路２５ｂに接続した図示略のエアノズルから圧縮空気をエア導入通路２６をへて周溝２５ａに送り込むと、その際圧縮空気は可動リング２６の上面の周方向の凹所２６ａに入り、可動リング２６を下方に押し下げて上板１１を下方に押し付け、その押し付けによる摩擦力で上板１１及びこれと一体の天板１２を固定する。
【実施例３】
【００２１】
図８〜図１０に、位置決めステージ用支持ユニット１を位置決めステージ１８のベース（ステージベース）１６に取り付ける取付構造の他の実施例を示す。
この実施例では、ステージベース１６にケーシング嵌合穴１６ａをあけ、このケーシング嵌合穴１６ａの周囲の４箇所に、台板２の４箇所の取付穴２ａ（図１参照）に対応させて、ザグリ１６ｂを施した取付穴１６cをあける。支持ユニット１のケーシング５をステージベース１６のケーシング嵌合穴１６ａに嵌合させ、ステージベース１６の取付穴１６ｃからボルト３２を挿入し、カラー３１を通して台板２の取付穴２ａに貫通させ、ナット３３を締め付ける。カラー３１は、ステージベース１６の上面とケーシング５の上面（蓋板１５の上面）とが同一平面になる高さ寸法に設定している。このため、ボルト３２で支持ユニット１をステージベース１６に取り付けた時、積載物を受ける天板１２のみがステージベース１６から突出するだけで、ケーシング５はステージベース１６から突出しない。このように、無用な突出部のない良好な位置決めステージを構成することができる。また、天板１２がステージベース１６からあまり高く突出しないようにすることができる。
【実施例４】
【００２２】
図１１に位置決めステージ用支持ユニットにおけるリテーナの他の実施例を示す。この実施例のリテーナ８’は、ボール７を収容する部分として、穴（ボール収容穴８ａ）に代えて、リテーナ外周面に開口する一部欠損円形状の切欠き（ボール収容切欠き８’ａ）を設けたものである。このボール収容切欠き８’ａの断面形状は、ボール７がボール収容切欠き８’ａから抜け出ないように、少なくとも半円形より大きな一部欠損円形状とする。
この実施例のリテーナ８’によれば、リテーナのサイズを大きくすることなく、ボール７の位置をリテーナ半径方向外方に配置することができる。したがって、荷重を支えるボール７の位置が天板１２の中心から遠くなり、荷重を受けた天板１２が不安定になることを防止できる。すなわち、位置決めステージ用支持ユニットをコンパクトにしたままで、荷重に対する天板１２の安定性を向上させることができる。
【実施例５】
【００２３】
上述の各実施例では、ケーシング５を構成する側壁枠３と蓋板１５とが別部材であるが、側壁枠３と蓋板１５とを一体に形成してもよい。また、側壁枠３を台板２と一体に形成することも可能である。この場合は蓋板は別部材とする。
また、上述した各実施例では、液晶用ガラス用格納棚を位置決めする液晶用ガラス用格納棚位置決め装置の位置決めステージに適用する場合について説明したが、積載物は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例の位置決めステージ用支持ユニットの斜視図である。
【図２】図１の位置決めステージ用支持ユニットの詳細を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】上記位置決めステージ用支持ユニットの内部機構を説明するための図で、台板を外した状態の裏面図である。
【図４】上記位置決めステージ用支持ユニットにおけるリテーナを示すもので、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のリテーナの斜視図である。
【図６】位置決めステージ用支持ユニットの他の実施例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図７】上記の位置決めステージ用支持ユニットを用いて構成する位置決めステージを説明する斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例の位置決めステージ用支持ユニットをステージベースに取り付けた状態で示した平面図である。
【図９】図８の一部切欠正面図である。
【図１０】図８の矢印Ｂ方向から見た一部切欠図である。
【図１１】リテーナについての他の実施例を示すもので、（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１、２１  位置決めステージ用支持ユニット
２  台板
２ａ  取付穴
３  側壁枠
４  ボルト
５  ケーシング
６  下板
７  ボール
８  リテーナ
８ａ  ボール収容穴
１０  スプリング
１１  上板
１２  天板
１２ａ  軸
１３  スプリング止め
１５  蓋板
１５ａ  中心穴
１６  ステージベース（位置決めステージのベース）
１６ａ  ケーシング嵌合穴
１６ｂ  ザグリ
１６ｃ  取付穴
２３  天板固定機構
２５  蓋板
２５ａ  周溝
２５ｂ  エア導入通路
２６  可動リング
３１  カラー
３２  ボルト
３３  ナット
【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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【図８】
2005109443.tif 000010
【図９】
2005109443.tif 000011
【図１０】
2005109443.tif 000012
【図１１】
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