JP4644774B2

JP4644774B2 - 球体搬送装置

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Publication number: JP4644774B2
Application number: JP2004014385A
Authority: JP
Inventors: 隆広松尾; 智徳井原; 考生西村; 正輝上戸; 芳紀山口
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Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: JP2004244218A

Description

本発明は、硬質材料または軟質材料の球体を上向き又は下向きに搬送する球体搬送装置に関するものである。

球体を搬送する技術として例えば、球体をベルトコンベアに乗せて移動させる方法、球体を一対のベルトコンベアで挟んで移動させる方法、球体をプラスチック等の平行板に挟んで移動させる方法などがある。

しかしながら、ベルトコンベア方式では、前者は球体を上向き及び下向きに移動できない。後者にあっては一対のベルトコンベアで球体を挟むためには両側のベルトコンベアのベルト内周側に球体を両側から押圧する押板がそれぞれ必要となり、部品の種類が多くなるので高価になる。しかも押板表面とベルト内周面との間で滑り摩擦が常時生じるために、ベルトの高速循環動が容易でなく球体を高速で上方に搬送するのが困難であると共にベルトが摩耗損傷し易く故障の要因になり易い。また、ベルトコンベア方式は無端状ベルトを長円形状に配置するためにコンベアの途中で搬送の向きを変えるのが難しい。
平行板に挟んで移動させる方式では、球体に働く遠心力が影響するので、高速運転に不向きであるため取り込みの速度、搬送の速度、移動距離などに制限があり、また、取り込みの確実性にも問題がある。

この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、球体を上向き又は下向きに搬送できると共に、部品の種類が少なく安価で、故障が少なく、搬送距離も長くとれ、しかも搬送の向きを簡単に変えられ、高速で球体を搬送することのできる球体搬送装置を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、球体搬送路の一側方に駆動ローラーを複数配置し、球体搬送路の他側方となる駆動ローラーの対向面に球体搬送路の幅が駆動ローラーの側周面との間で一定の間隔に保たれる断面凹状円弧型固定壁を複数配置すると共に、球体搬送路を上下方向に直線部分と迂回部分とから形成し、球体を駆動ローラーと断面凹状円弧型固定壁で挟圧して上向き又は下向きに搬送する手段よりなるものである。

この発明に係る球体搬送装置によれば、球体を上向きに高速でかつ確実に搬送することができる。また、球体を下向きに自然落下速度よりも低速度で或いは高速度で搬送することができる。本装置は駆動ローラーと断面凹状円弧型固定壁との組合せを搬送経路に沿って必要個数配置するのみであり部品の種類が少なく、しかも構造が簡単で安価にすることができる。また、従来のベルトコンベアがベルトの摩耗破損によって故障し易いのに対し、本装置では駆動ローラー及び断面凹状円弧型固定壁は共に摩耗損傷し難いために故障も少なくすることができる。さらに、駆動ローラーと断面凹状円弧型固定壁との組合せを搬送経路に沿って何個でも配置することができるので、搬送距離は所望の長さだけ如何様にも長くとることができる。さらにまた、搬送経路の途中に障害物があっても、従来の長円形のベルトを配置するのと異なり、円形の駆動ローラーと断面凹状円弧型固定壁との組合せであるため、障害物を迂回するために搬送の向きを簡単に変えることができる。

以下、図面に記載の発明を実施するための最良の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。

〔最良の形態−１〕
ここで、図１は球体搬送装置の側面図、図２は球体搬送装置の斜視図、図３は搬送距離をのばした球体搬送装置の側面図、図４は搬送の向きを変えた球体搬送装置を示す側面図である。

図において、球体搬送装置は、球体ａを上下方向に搬送する装置で、球体ａを搬送するための搬送通路となる球体搬送路１が上下方向に形成されている。球体搬送路１の一側方には、駆動ローラー２が上下方向に複数例えば図１、図２では２個、また図３では５個配置されている。各駆動ローラー２は上下に平行に配置されている。最下段の駆動ローラー２ａ、最上段の駆動ローラー２ｂ、中間の駆動ローラー２ｃは、何れも同一形状のものからなる。

駆動ローラー２は円筒形の形状をしており、円筒形の側周面が球体ａと接する。駆動ローラー２は水平向きに横置されている。横置された駆動ローラー２の両端は球体搬送装置の両側を構成する図示しない軸受けにそれぞれ軸支されている。駆動ローラー２は水平軸回りに回転するように配置されている。

上下の各駆動ローラー２は、図示しないローラー駆動モーターに連動連結されていて、ローラー駆動モーターの駆動により同一方向に回転して球体ａを断面凹状円弧型固定壁３と協動し挟んで上向きに或いは下向きに搬送する。

球体搬送路１の他側方となる駆動ローラー２の対向面には、球体搬送路１の幅が円筒形の駆動ローラー２の側周面との間で一定の間隔に保たれる断面凹状円弧型固定壁３が上下方向に複数例えば図１、図２では２個、また図３では５個配置されている。断面凹状円弧型固定壁３の凹状円弧の曲率中心は向かい合う駆動ローラー２の回転中心に一致していて、球体搬送路１の幅は一定に保たれている。

球体ａを挟む力は弾性力と摩擦力を利用するので、球体ａの材質が軟質弾性材料の場合例えばテニスボールの場合は駆動ローラー２の表面材質は硬質材質でよいが、球体ａが硬質材料でできている場合例えばゴルフボールの場合は、駆動ローラー２の表面材質は軟質弾性材料を使用することにより両者の接触面積と摩擦力を増大させる。

球体搬送路１の下端側となる最下段の駆動ローラー２ａの下面と最下段の断面凹状円弧型固定壁３ａの下端との間には、上向き搬送にあっては取り入れ側となり、下向き搬送にあっては取り出し側となる球体下部出入部１ａが形成されている。球体下部出入部１ａは出入側の床面に臨んでいる。また、最下段の駆動ローラー２ａの最下面は床面との隙間が球体ａの直径より僅かに小さくなるように調整されている。

同様に、球体搬送路１の上端側となる最上段の駆動ローラー２ｂの最後端面と最上段の断面凹状円弧型固定壁３ａの上端との間には、下向き搬送にあっては取り入れ側となり、上向き搬送にあっては取り出し側となる球体上部出入部１ｂが形成されている。球体上部出入部１ｂは上向きに臨んでいる。

また、図４に示す球体搬送装置にあっては、球体ａを、障害物を迂回して搬送するものであり、球体ａの移動の向きを変えて搬送する装置であり、球体搬送路１が下側から上側に向かって下部直線部分１ｃ、迂回部分１ｄ及び上部直線部分１ｅとから形成されている。図４に図示する球体搬送路１の下端側には、前記図１〜図３と同様に球体下部出入部１ａが形成され、上端側には球体上部出入部１ｂが形成されている。

球体搬送路１の下部直線部分１ｃは床面から真上方向に直線状に形成されている。図面では駆動ローラー２ｄ，２ｅ及び断面凹状円弧型固定壁３ｄ，３ｅがそれぞれ２個上下方向に配置されている。下部直線部分１ｃから迂回部分１ｄに連なる上側の断面凹状円弧型固定壁３ｅはその円弧長さが短い。この上側の断面凹状円弧型固定壁３ｅに対応する上側の駆動ローラー２ｅは迂回部分１ｄに配置される後述の駆動ローラー２ｆの斜め下方延長線上に配置されている。駆動ローラー２ｄと断面凹状円弧型固定壁３ｄとの間の下端側には上記球体下部出入部１ａが形成されている。

下部直線部分１ｃの上側には迂回部分１ｄの球体搬送路１が形成されている。迂回部分１ｄは図面で右斜め上方向に傾斜して延び中間位置から逆向きの左斜め上方向に傾斜して延びて終了している。図面で右斜め上方向に傾斜して延びる部分には、斜め上側に２個の駆動ローラー２ｆが配置され、その斜め下側に２個の断面凹状円弧型固定壁３ｆが配置され、右斜め上方向の延長上の中間位置に１個の駆動ローラー２ｋが配置されている。この中間位置から逆向きの左斜め上方向に傾斜して延びる部分には、図面では駆動ローラー２ｇが下側に左斜め上方向に傾斜して２個配置され、その上側に下向きに凹状円弧の断面凹状円弧型固定壁３ｇが左斜め上方向に傾斜して２個配置されている。

また、上記の中間位置の駆動ローラー２ｋに対応して、図面ではその右側に断面凹状円弧型固定壁３ｋが上下方向に配置され、その下側には右斜め上方向に傾斜して断面凹状円弧型固定壁３ｍが配置され、その上側には下向きに凹状円弧の断面凹状円弧型固定壁３ｎが左斜め上方向に傾斜して配置されている。なお、これらの３個の断面凹状円弧型固定壁３ｋ，３ｍ，３ｎは同一の円弧上にあり１個の断面凹状円弧型固定壁で形成してもよい。

迂回部分１ｄの終了した部分から真上方向に再び上部直線部分１ｅの球体搬送路１が形成されている。図面では駆動ローラー２ｈ，２ｉ，２ｊ及び断面凹状円弧型固定壁３ｈ，３ｉ，３ｊがそれぞれ３個上下方向に配置されている。迂回部分１ｄから上部直線部分１ｅに連なる下側の断面凹状円弧型固定壁３ｈはその円弧長さが短い。この下側の断面凹状円弧型固定壁３ｈに対応する下側の駆動ローラー２ｈは迂回部分１ｄに配置される駆動ローラー２ｇの斜め上方延長線上に配置されている。駆動ローラー２ｊと断面凹状円弧型固定壁３ｊとの間の上端側には上記球体上部出入部１ｂが形成されている。

次に、上記発明を実施するための最良の形態−１の構成に基づく作用について以下説明する。
図１〜図３に示す球体搬送装置にあっては、最下段の駆動ローラー２ａは球体ａを床面側の球体下部出入部１ａから巻き込んで拾い上げ、断面凹状円弧型固定壁３ａに挟圧しながら回転力によって、図１，図２では駆動ローラー２ｂ（図３では駆動ローラー２ｃ）まで上昇移動させる。つぎに、図１，図２では球体ａを駆動ローラー２ｂと断面凹状円弧型固定壁３ｂで挟圧しながら回転力によって上昇移動させる。断面凹状円弧型固定壁３の円弧の長さは、駆動ローラー２の半径と球体ａの直径と球体ａの移動方向で決まる。図３に示す球体搬送装置ではこのことを中間の駆動ローラー２ｃと断面凹状円弧型固定壁３ｃの間で繰り返しながら所望の位置まで球体ａを上向きに搬送する。球体搬送路１内を搬送される球体ａは回転しながら上昇移動する。上向きに搬送された球体ａは球体上部出入部１ｂから排出される。上向きに搬送する場合には、各駆動ローラー２は図面の矢印方向の反時計回りに回転する。

これに対して、球体ａを下向きに搬送する場合には、球体上部出入部１ｂに球体ａに挿入すると、最上段の駆動ローラー２ｂは球体ａを巻き込んで、断面凹状円弧型固定壁３ｂに挟圧しながら回転力によって、図１，図２では駆動ローラー２ａ（図３では駆動ローラー２ｃ）まで下降移動させる。つぎに、図１，図２では球体ａを駆動ローラー２ａと断面凹状円弧型固定壁３ａで挟圧しながら回転力によって下降移動させる。断面凹状円弧型固定壁３の円弧の長さは、駆動ローラー２の半径と球体ａの直径と球体ａの移動方向で決まる。図３に示す球体搬送装置ではこのことを中間の駆動ローラー２ｃと断面凹状円弧型固定壁３ｃの間で繰り返しながら所望の位置まで球体ａを下向きに搬送する。球体搬送路１内を搬送される球体ａは回転しながら下降移動する。下向きに搬送された球体ａは球体下部出入部１ａから排出される。下向きに搬送する場合には、各駆動ローラー２は図面の矢印方向と逆向きの時計回りに回転する。

また、図４に示す球体搬送装置にあっては、最下段の駆動ローラー２ｄは球体ａを床面側の球体下部出入部１ａから巻き込んで拾い上げ、断面凹状円弧型固定壁３ｄに挟圧しながら回転力によって駆動ローラー２ｅまで下部直線部分１ｃを真上に上昇移動させる。つぎに、球体ａを駆動ローラー２ｅと断面凹状円弧型固定壁３ｅで挟圧しながら回転力によって迂回部分１ｄに傾斜上昇移動させる。迂回部分１ｄに到達した球体ａは駆動ローラー２ｆと断面凹状円弧型固定壁３ｆで挟圧されながら回転力によって、迂回部分１ｄの球体搬送路１内を中間位置の駆動ローラー２ｋまで右斜め上方に傾斜移動する。中間位置で球体ａは駆動ローラー２ｋと断面凹状円弧型固定壁３ｍ，３ｋ，３ｎに挟圧されながら回転力によってその移動方向を右斜め傾斜上方移動から逆向きの左斜め傾斜上方移動に変え、駆動ローラー２ｇと断面凹状円弧型固定壁３ｇで挟圧されながら回転力によって、迂回部分１ｄの球体搬送路１内を中間位置の駆動ローラー２ｋから上部直線部分１ｅの下部まで左斜め上方に傾斜移動する。上部直線部分１ｅの下部に到達した球体ａは、駆動ローラー２ｈと断面凹状円弧型固定壁３ｈで挟圧されながら回転力によって真上に上昇移動させられ、上部直線部分１ｅの駆動ローラー２ｉ，２ｊと断面凹状円弧型固定壁３ｉ，３ｊの間の球体搬送路１内を挟圧されながら回転力によって真上に上昇移動させられる。断面凹状円弧型固定壁３の円弧の長さは、駆動ローラー２の半径と球体ａの直径と球体ａの移動方向で決まる。球体搬送路１内を搬送される球体ａは回転しながら上昇移動する。上向きに搬送された球体ａは球体上部出入部１ｂから排出される。上向きに搬送する場合には、各駆動ローラー２は図面の矢印方向の反時計回りに回転する。

これに対して、球体ａを下向きに搬送する場合には、球体上部出入部１ｂに球体ａに挿入すると、最上段の駆動ローラー２ｊは球体ａを巻き込んで、断面凹状円弧型固定壁３ｊに挟圧しながら回転力によって駆動ローラー２ｈまで上部直線部分１ｅを真下に降下移動させる。つぎに、球体ａを駆動ローラー２ｈと断面凹状円弧型固定壁３ｈで挟圧しながら回転力によって迂回部分１ｄに傾斜下降移動させる。迂回部分１ｄに到達した球体ａは駆動ローラー２ｇと断面凹状円弧型固定壁３ｇで挟圧されながら回転力によって、迂回部分１ｄの球体搬送路１内を中間位置の駆動ローラー２ｋまで左斜め下方に傾斜移動する。中間位置で球体ａは駆動ローラー２ｋと断面凹状円弧型固定壁３ｎ，３ｋ，３ｍに挟圧されながら回転力によってその移動方向を右斜め傾斜下方移動から逆向きの左斜め傾斜下方移動に変え、駆動ローラー２ｆと断面凹状円弧型固定壁３ｆで挟圧されながら回転力によって、迂回部分１ｄの球体搬送路１内を中間位置の駆動ローラー２ｋから下部直線部分１ｃの上部まで左斜め下方に傾斜移動する。下部直線部分１ｃの上部に到達した球体ａは、駆動ローラー２ｅと断面凹状円弧型固定壁３ｅで挟圧されながら回転力によって真下の駆動ローラー２ｄと断面凹状円弧型固定壁３ｄに下降移動させられる。断面凹状円弧型固定壁３の円弧の長さは、駆動ローラー２の半径と球体ａの直径と球体ａの移動方向で決まる。球体搬送路１内を搬送される球体ａは回転しながら下降移動する。下向きに搬送された球体ａは球体下部出入部１ａから排出される。下向きに搬送する場合には、各駆動ローラー２は図面の矢印方向と逆向きの時計回りに回転する。

〔最良の形態−２〕
ここで、図５は球体回収装置の側断面図、図６は球体回収装置の側面図、図７は球体回収装置の平面図である。

図において、球体回収装置は地面に散らばっている例えばゴルフボールなどの球体ａを移動しながら回収する装置である。球体回収装置には回収した球体ａを収容するための球体回収室１１が設けられている。球体回収室１１は例えば箱形の形状を有しており、球体回収室１１の内部の底面には後方に向けて下向きに傾斜する傾斜板１１ａが取り付けられていて、球体回収室１１に収容された球体ａは傾斜板１１ａによって後方側に移動し集積される。また、球体回収室１１の上面には回収した球体ａが外部に飛び出すのを防ぐネットなどが張られている。

球体回収室１１の左右両側面の外側の前部側には駆動輪１２ａがそれぞれ取り付けられている。また、球体回収室１１の左右両側面の外側の後部側には非駆動のキャスター型後輪１２ｂがそれぞれ取り付けられている。左右の駆動輪１２ａは傾斜板１１ａの下側に配置された駆動輪モーター１３に連動連結されていて、駆動輪モーター１３の駆動によって回転して球体回収装置を移動させる構造になっている。

球体回収室１１の前部には回収した球体ａを回収室１１に送りこむための搬送通路となる球体搬送路１が上向きに形成されている。球体搬送路１の一側方つまり図面で前部側には、駆動ローラー２が上下方向に複数例えば２個配置されている。

駆動ローラー２は円筒形の形状をしており、円筒形の側周面が球体ａと接する。駆動ローラー２は球体回収室１１の左右幅方向に横置されている。横置された駆動ローラー２の両端は球体回収室１１の左右両側の前方側に張り出す図示しない軸受けにそれぞれ軸支されている。駆動ローラー２は球体回収室１１の幅方向の水平軸を中心として回転するように配置されている。

上下の各駆動ローラー２は、球体回収室１１の下部側に設置されたローラー駆動モーター１４に連動連結されていて、ローラー駆動モーター１４の駆動により回転して球体ａを断面凹状円弧型固定壁３と協動し挟んで上向きに搬送して球体回収室１１に送り込む機能を果たす。

球体搬送路１の他側方となる駆動ローラー２の対向面、つまり図面で球体回収室１１側には搬送路の幅が円筒形の駆動ローラー２の側周面との間で一定の間隔に保たれる断面凹状円弧型固定壁３が上下に複数例えば２個配置されている。断面凹状円弧型固定壁３の凹状円弧の曲率中心は向かい合う駆動ローラー２の回転中心に一致していて、搬送路の幅は一定に保たれている。

球体止め板１５は、球体搬送路１を通じて球体回収室１１に送り込まれる球体ａが前方側に飛び出すのを防ぐ板で、上側の駆動ローラー２ｂの円形の側周面の最後端の接線方向の上部側に垂直方向に取り付けられている。

球体搬送路１の下端側となる最下段の駆動ローラー２ａの下面と最下段の断面凹状円弧型固定壁３ａの下端との間には球体取り込み部１６が形成されている。球体取り込み部１６は地面に臨んでいる。接していて、地面上の球体ａをスムーズに取り込めるようになっている。また、最下段の駆動ローラー２ａの最下面は地面との隙間が球体ａの直径より僅かに小さくなるように調整されている。

駆動ローラー２の前方つまり球体搬送路１の前方には、地面の凹部に入り込んでいる球体ａを掻き出して後方の球体取り込み部１６に向けて排出する球体掻き入れ装置１７が昇降自在に配置されている。

球体掻き入れ装置１７は、左右幅方向に延びる駆動軸１７ａ、駆動軸１７ａに取り付けられた弓状に曲がった複数の掻き入れ羽根１７ｂ、駆動軸１７ａの両端を昇降自在に支持する一対のアーム１７ｃ、駆動軸１７ａを回転させる掻き入れ駆動モーター１７ｄなどから構成されている。駆動軸１７ａは伝動チェーン１７ｅを介して掻き入れ駆動モーター１７ｄに連動連結されている。

アーム１７ｃはその基端側が球体回収室１１の左右側面の前部側の上部に回転自在に軸支されており、この基端側を中心として上下方向に回動して、先端側でその両端を支持している駆動軸１７ａを昇降させる機構になっている。また、各掻き入れ羽根１７ｂの弓状の向きは、球体ａを掻き入れる下向きの状態で、凹状部分が後方を向くように駆動軸１７ａに取り付けられている。

次に、上記発明を実施するための最良の形態−２の構成に基づく作用について以下説明する。
駆動ローラー２の前方の球体掻き入れ装置１７を構成する掻き入れ羽根１７ｂは掻き入れ駆動モーター１７ｄの動力で回転し、ゴルフボールなどの球体ａを駆動ローラー２ａに向けて移動させる。球体掻き入れ装置１７は地面の凹部に入り込んでいる球体ａを掻き出すとともに球体に初速度を与え、駆動ローラー２ａが拾い上げるのを助ける働きをする。整地されているエリアでは球体掻き入れ装置１７は基端側を回転の中心として上昇させて収納する。

駆動ローラー２ａは球体取り込み部１６から球体ａを床面や地面などから巻き込んで拾い上げ、球体ａを断面凹状円弧型固定壁３ａに挟圧しながら回転力によって駆動ローラー２ｂまで上昇させる。取り込まれた球体ａは球体搬送路１内を回転しながら上方に向けて移動する。

つぎに、球体ａを駆動ローラー２ｂと断面凹状円弧型固定壁３ｂで挟圧しながら回転力によって上昇させ、球体回収室１１に落とす。このとき、球体ａは球体止め板１５によって駆動ローラー２ｂから排出される際に前方側に飛び出すのが防がれ、又球体回収室１１の上面に張ったネットなどによって外部に飛び出すのが防がれる。球体回収室１１に落下収容された球体ａは傾斜板１１ａを転がって後方側に移動し集積される。

なお、駆動ローラー２の回転の周速度は駆動輪１２ａの周速度のおよそ２倍が適当である。この掻き入れ羽根１７ｂの回転の周速度は、駆動輪１２ａの周速度のおよそ２倍が適当である。

この発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

この発明を実施するための最良の形態−１を示す球体搬送装置の側面図である。この発明を実施するための最良の形態−１を示す球体搬送装置の斜視図である。この発明を実施するための最良の形態−１を示す搬送距離をのばした球体搬送装置の側面図である。この発明を実施するための最良の形態−１を示す搬送の向きを変えた球体搬送装置を示す側面図である。この発明を実施するための最良の形態−２を示す球体回収装置の側断面図である。この発明を実施するための最良の形態−２を示す球体回収装置の側面図である。この発明を実施するための最良の形態−２を示す球体回収装置の平面図である。

符号の説明

１球体搬送路
１ａ球体下部出入部
１ｂ球体上部出入部
１ｃ下部直線部分
１ｄ迂回部分
１ｅ上部直線部分
２駆動ローラー
３断面凹状円弧型固定壁
１１球体回収室
１１ａ傾斜板
１２ａ駆動輪
１２ｂキャスター型後輪
１３駆動輪モーター
１４ローラー駆動モーター
１５球体止め板
１６球体取り込み部
１７球体掻き入れ装置
１７ａ駆動軸
１７ｂ掻き入れ羽根
１７ｃアーム
１７ｄ掻き入れ駆動モーター
１７ｅ伝動チェーン
ａ球体

Claims

球体搬送路の一側方に駆動ローラーを複数配置し、球体搬送路の他側方となる駆動ローラーの対向面に球体搬送路の幅が駆動ローラーの側周面との間で一定の間隔に保たれる断面凹状円弧型固定壁を複数配置すると共に、球体搬送路を上下方向に直線部分と迂回部分とから形成し、球体を駆動ローラーと断面凹状円弧型固定壁で挟圧して上向き又は下向きに搬送することを特徴とする球体搬送装置。