JP4973839B2 - ボールベアリングキャスタ - Google Patents

Description

この発明は、搬送装置やワークの移動などに利用されるボールベアリングキャスタに関するものである。

無軌道上等の床面を走行（自走、他走を問わず）して、ワークを把持して移動する搬送装置（例えば自動車の組立ラインでドアを取付、取外しを行う搬送装置など）の脚部には、略平滑な床面を転動することができるボールベアリングキャスタが設けられているものがある。
このボールベアリングキャスタ１０を図６に基づいて説明する。
下向きに開口凹部を有するボールベアリングハウジング１１の凹部底面に先端に凹球面板１２ａを有するベアリング押え部１２が下向きに取付けられており、該凹球面板１２ａの上面側とボールベアリングハウジング１１との間には小隙間が確保されている。上記凹球面板１２ａの下方面側には、小径の多数のボールベアリング１３が配列されており、凹球面板１２ａのさらに下方側では、前記ボールベアリング１３を凹球面板１２ａと協働して挟むようにしてボール１４が配置されている。また、ボールベアリングハウジング１１の下方端には、前記ボール１４の最大径部の下方側において、ボール１４と小隙間を有し、その下方にボール１４の下方部が露出するように丸孔が形成されたボール押え部１５が設けられてボールベアリングキャスタ１０が構成されている（例えば特許文献１参照）。また、ボールベアリングキャスタは、ボールを下向きに露出させる他、ボールを上向きに露出させてボール上方でワークなどを移動させるものも提案されている（例えば特許文献２、３参照）。

上記ボールベアリングキャスタ１０の動作を説明すると、ボール１４は、凹球面板１２ａ下方に位置するベアリング１３によって回転可能になっており、ベアリング１３は、凹球面板１２ａとボールベアリングハウジング１１との間の小隙間を含めて回転移動することでボール１４の継続的な回転を可能にする。
特開平９−２２６３１０号公報 特開平９−１７４４９１号公報 特開平５−６９０６５号公報

しかし、前記したボールベアリングキャスタでは、ボールの回転に伴って例えば床面にあるゴミ等２０を巻き込んでしまい、ボール１４の回転を阻害する。さらには、そのゴミ等２０がベアリング１３が回転する空間にまで持ち込まれるとベアリング１３の回転が困難になり、ボール１４自体の回転が阻害されてキャスタとして動かなくなるという問題がある。特許文献１では、ボール押え部の丸孔付近にボールに摺接する部材を配置してボール表面に付着する塵埃を除去する対策が講じられている。しかし、該対策によっても細かなゴミ等が巻き込まれるのを回避するのは困難であり、摺接部材の内部に取り込まれたゴミ等が次々とベアリング空間に移送されて、ボールの回転不良などを招くという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、ボールに付着したゴミ等の巻き込みを効果的に防止するとともに、万一、内部にゴミ等が巻き込まれた場合にも、ゴミ等をボールから除去することができるボールベアリングキャスタを提供することを目的とする。

すなわち、本発明のボールベアリングキャスタのうち、請求項１記載の発明は、ボールベアリングハウジング内にベアリングを配して該ベアリングを介してボールを転動自在に保持するボールベアリングキャスタにおいて、前記ボールベアリングハウジングに気体導入部を設け、該ボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間を前記導入部から導入される気体の排出流路とし、前記導入される気体が、機器の作動時に該機器から間欠的に排出される気体であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ボールベアリングハウジングの気体導入部に気体が導入され、その気体は、ボールベアリングハウジングとボールとの隙間を通して外部へと排出される。この気体の流れによって、ボールに付着したゴミ等が内部に巻き込まれにくくなり、また、ゴミ等が内部に巻き込まれた場合には、気体の流れによってボール表面等から除去して上記隙間を通して外部に排出することができる。また、機器作動時の排出エアーを用いているので、低コストでの対策が可能になる。

上記した気体導入部の形状や設けられている位置は特に限定されるものではなく、前記排出流路に連通するものであればよく、その連通は直接連通するものの他、他の通路、空間などを介して連通するものであってもよい。要は、気体導入部に導入された気体が前記排出流路に移動できるものであればよい。

請求項２記載のボールベアリングキャスタの発明は、請求項１記載の発明において、前記ボールが上向きに配置されており、該ボールを保持するボールベアリングハウジングがエアー浮上可能となっていることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、ボールを上向きに配置する際に、定位置よりも浮上させた位置でボールを回転させてワークなどを移動させることができる。

請求項３記載のボールベアリングキャスタの発明は、床面を移動する搬送装置の脚部に取り付けられ、ボールベアリングハウジング内にベアリングを配して該ベアリングを介してボールを転動自在に保持するボールベアリングキャスタにおいて、前記搬送装置が気体シリンダを備えており、前記ボールベアリングハウジングに気体導入部を設け、該ボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間を前記導入部から導入される気体の排出流路とし、前記気体シリンダの排出気体が前記気体導入部に供給されるものであることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、ボールベアリングキャスタを搬送装置の移動手段として用いることができ、該搬送装置に備える気体シリンダの排出気体をボールベアリングキャスタにおけるゴミ等の巻き込み防止に利用することができる。

請求項４記載のボールベアリングキャスタの発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記気体が、エアーであることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、取得が容易なエアーを用いてゴミ等の巻き込み防止などを図ることができる。本発明としては利用する気体の種別が特に限定されるものではないが、上記のようにエアーは雰囲気中や工場内圧縮エアーなどからの取得も容易である点で利点がある。

請求項５記載のボールベアリングキャスタの発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記気体が前記ボールまたはベアリングを冷却する冷媒として作用することを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、ゴミ等の巻き込み防止に効果のある気体の流れを利用して、移動動作によって昇温するボールやベアリングを冷却することができる。

以上説明したように、本発明のボールベアリングキャスタによれば、ボールベアリングハウジング内にベアリングを配して該ベアリングを介してボールを転動自在に保持するボールベアリングキャスタにおいて、前記ボールベアリングハウジングに気体導入部を設け、該ボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間を前記導入部から導入される気体の排出流路とするので、気体導入部を通してボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間に送られる気体によって、ボールに付着してゴミ等が巻き込まれるのを阻止され、ボールの回転を継続して良好に保つことができる。

以下に、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。
この実施形態のボールベアリングキャスタ１は、下向きに開口凹部を有する円柱状のボールベアリングハウジング２を有しており、該ボールベアリングハウジング２の凹部底面に、下向きに凹球面板３ａを有し、上方部が柱状基部３ｂからなるベアリング押え部３が配置・固定されている。ベアリング押え部３の固定は、ボールベアリングハウジング２の凹部底面に設けた取付穴２ａに、前記柱状基部３ｂの上端側を挿入することで行われる。

また、ボールベアリングハウジング２は、上記柱状基部３ｂの下方部側と小隙間を有する小径円柱穴２ｂを有し、さらに前記凹球面板３ａの上面側との間に隙間を有してベアリング収納空間が形成されるように前記小径円柱穴２ｂに連続する円錘面２ｃが形成されており、該円錐面２ｃに連続して下方側に円柱面２ｄが形成されて上記した開口凹部を構成している。
上記凹球面板３ａの下面側には、小径のベアリング４が多数配置されており、このベアリング４…４を凹球面板３ａ下面とともに挟むようにしてボール５が配置されている。凹球面板３ａの先端面は、このボール５の外周面と同心で径の異なる球面になるように形成されている。
また、前記した円柱面２ｄの内面側には、上記凹球面板３ａの先端側とベアリング４が移動可能な隙間を有し、かつ前記ボール５の外周面との間で小さな隙間９を形成する球面状のガイド面６ａを有するボールガイド部６が設けられている。

また、ボールベアリングハウジング２の下方端には、前記ボール５の最大径部の下方側において、ボール５の外周面と僅かな隙間を有し、その下方にボール５の下方部が露出するように丸孔が形成されたボール押え部７がボールベアリングハウジング２の一部構成として設けられている。
さらに、ボールベアリングハウジング２の上方側には、ボールベアリングハウジング２の外周面に開口して、前記小径円柱穴２ｂと柱状基部３ｂとの小隙間に連通する気体導入穴８が気体導入部として形成されており、上記構成によりボールベアリングキャスタ１が構成されている。

上記ボールベアリングキャスタ１は、図２に示すようにエアーシリンダ３０の排出エアーを利用するように構成されている。
エアシリンダ３０は、内部ピストン３１の上方側と下方側とにそれぞれエアーポートが設けられ、各エアーポートは、エアー源３３に接続されたエアーオペレートバルブ３２に接続切換可能に接続されている。該エアーオペレートバルブ３２には、該バルブ３２の制御用に下降用メカニカルバルブ３４と上昇用メカニカルバルブ３５とが接続されており、下降用メカニカルバルブ３４と上昇用メカニカルバルブ３５の制御エアーとして前記エアー源３３が接続されている。該エアーオペレートバルブ３２では、シリンダ３０の下降時にピストン３１の下方側のエアーポートからシリンダ外に排出されるエアーをエアー供給ライン３６に供給するように切換がなされる。

次に、上記ボールベアリングキャスタ１における動作について説明する。
ボールベアリングキャスタ１に移動力が加わると、凹球面板３ａの下方に位置するベアリング４とボール５とが互いに回転し、ボール５が回転しつつボールベアリングキャスタ１が移動する。ベアリング４は、凹球面板３ａとボール５との隙間および凹球面板３ａとガイド部６との隙間、凹球面板３ａと円錐面２ｃとの隙間を通して移動し、ボール５の継続的な回転を可能にする。また、シリンダ３０側では、ピストン３１を下降させる際に、エアー源３３のエアーがエアーオペレートバルブ３２によってシリンダ３０のピストン上方側に供給され、ピストン３１下方側の圧縮エアーがシリンダ３０外に排出されてエアーオペレートバルブ３２によってエアー供給ライン３６へと移送され、気体導入穴８へと導入される。

なお、シリンダ３０を上昇させる際には、エアー源３３のエアーがエアーオペレートバルブ３２によってシリンダ３０のピストン下方側に供給され、ピストン３１上方のエアーがシリンダ３０外に排出されてエアーオペレートバルブ３２によって系外に排出される。したがって、この実施形態では、シリンダの下降時に限ってエアーがボールベアリングキャスタ１に供給される。

気体導入穴８に導入されたエアーは、該導入穴８を通って内側へと移動し、柱状基部３ｂと小径円柱穴２ｂとの隙間を通り、さらに凹球面板３ａの上面と円錐面２ｃとの隙間、凹球面板３ａとガイド部６との隙間、ボール５とガイド面６ａとの隙間９、ボール５とボール押え部７との隙間を通ってボールベアリングキャスタ１外に排出される。この際には、エアーは、柱状基部３ｂと小径円柱穴２ｂとの隙間に供給された際に、リング状の隙間に沿って周方向に分散してさらに下方の隙間へと移動してボールベアリングキャスタ１外に排出される。したがって、上記隙間には、くまなくエアーが導入されて移動し、上記各隙間がエアーの排出路として機能している。上記エアーの移動に際し、ボール５の表面に付着したゴミ等がボール押え部７内に移動しようとする際に、エアーの勢いで外部にそのまま排出して内部に巻き込まれるのを阻止し、仮にボール押え部７内にゴミ等が巻き込まれた際には、ボール５の表面から除去してベアリングが移動する空間への持ち込みを防止する。上記により、ゴミなどの巻き込みによるボールベアリングキャスタの動作不良が長期に亘って防止される。

上記したボールベアリングキャスタにおけるエアーの供給は、ボールベアリングキャスタの移動とは無関係に固定されたシリンダなどにより行われるものであってもよく、また、ボールベアリングキャスタとともに移動するエアシリンダなどによって供給されるものであってもよい。また、エアーの供給は、エアーシリンダの排ガスを利用しないで工場内の圧縮エアーなどを利用するものであってもよく、本発明としては供給源は限定されない。

ボールベアリングキャスタとともに移動するエアーシリンダの排出エアーを利用する形態を図３、４に基づいて説明する。
すなわち、ドアの搬送装置４０の４つの脚部４１…４１下端に、それぞれ上記実施形態のボールベアリングキャスタ１…１が取付けられて搬送装置４０の自在移動が可能になっている。搬送装置４０は、下方ガイド４２、４３と上方ガイド４４とを備えており、各ガイドは共通するフレーム４５に取付けられている。該フレーム４５は、搬送装置本体４０ａに昇降可能に取付けられており、該フレーム４５にエアシリンダ４６の作動ロッド４７が固定されて上下動可能になっている。エアシリンダ４６のエアー源は、搬送装置本体４０ａに設けたエアー取り入れ口４８から工場内圧縮ガスを図示しないチューブなどによって取り入れるように構成することができる。該エアーを取り込んで図示しないバルブ装置によってエアシリンダ４６を動作させる。また、エアシリンダの排出エアーは、前記実施形態と同様にボールベアリングキャスタ１に供給可能となっている。

上記ドアの搬送装置４０では、ドア５０の受け渡しなどに応じて前記各ガイド４２〜４４を昇降させる。この際には、例えばエアシリンダ４６の上昇時などに排出される圧縮エアをボールベアリングキャスタの気体導入穴に導入してゴミなどの巻き込みを防止する。この実施形態では、搬送装置の動作に基づいて排出エアーが得られるので、ボールベアリングキャスタ１に間欠的にエアーを供給してゴミなどの巻き込みを効果的に防止することができる。また、気体導入のために特別な供給装置等を必要としないので低コストで効果が得られる。

上記各実施形態では、下向きにボールを配したボールベアリングキャスタについて説明をしたが、本発明は、上向きにボールを配したボールベアリングキャスタについても適用が可能である。
図５は、エアーフロー式のボールベアリングキャスタ１００を示すものである。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。

該ボールベアリングキャスタ１００は、前記実施形態と同様の構成を有するボールベアリングハウジング２を備えており、該ボールベアリングハウジング２にボール５が回転可能に取付けられている。ボールベアリングハウジング２では、気体導入穴８から気体が導入されてボールベアリングハウジング２とボール５との隙間９から上記気体が排出される。エアーフロー式のボールベアリングキャスタ１００では、ボールベアリングキャスタ１００の下方側にエアー噴射部２５が配置され、噴射がなされない状態ではボールベアリングハウジング２が下方位置にある。通常は、ボール５の先端がボールベアリングキャスタの上方に突出しないように設定されている。そしてエアー噴射部２５からエアーが噴射されると、ボールベアリングハウジング２が上昇して、ボール５の上端側が上方に突出して、図示しないワークなどをボール５の回転により搬送するように構成されている。

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記説明の内容に限定をされるものではなく、本発明を逸脱しない範囲で当然に変更が可能である。

本発明の一実施形態のボールベアリングキャスタを示す正面断面図（ａ図）と底面図（ｂ図）である。 同じく、シリンダの排出エアーを利用するボールベアリングキャスタを示す正面断面図である。 同じく、上記実施形態のボールベアリングキャスタが適用された搬送装置を示す正面図（ａ図）、側面図（ｂ図）である。 同じく、搬送装置を示す背面図（ａ図）、平面図（ｂ図）である。 本発明の他の実施形態のエアーフロー式のボールベアリングキャスタを示す概略断面図である。 従来のボールベアリングキャスタの構造を示す一部断面図である。

符号の説明

１ ボールベアリングキャスタ
２ ボールベアリングハウジング
３ ベアリング押え部
４ ベアリング
５ ボール
６ ガイド部
７ ボール押え部
８ 気体導入穴

Claims (5)

1. ボールベアリングハウジング内にベアリングを配して該ベアリングを介してボールを転動自在に保持するボールベアリングキャスタにおいて、前記ボールベアリングハウジングに気体導入部を設け、該ボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間を前記導入部から導入される気体の排出流路とし、前記導入される気体が、機器の作動時に該機器から間欠的に排出される気体であることを特徴とするボールベアリングキャスタ。
2. 前記ボールが上向きに配置されており、該ボールを保持するボールベアリングハウジングがエアー浮上可能となっていることを特徴とする請求項１記載のボールベアリングキャスタ。
3. 床面を移動する搬送装置の脚部に取り付けられ、ボールベアリングハウジング内にベアリングを配して該ベアリングを介してボールを転動自在に保持するボールベアリングキャスタにおいて、
   前記搬送装置が気体シリンダを備えており、前記ボールベアリングハウジングに気体導入部を設け、該ボールベアリングハウジングと前記ボールとの間の隙間を前記導入部から導入される気体の排出流路とし、前記気体シリンダの排出気体が前記気体導入部に供給されるものであることを特徴とするボールベアリングキャスタ。
4. 前記気体が、エアーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のボールベアリングキャスタ。
5. 前記気体が前記ボールまたは前記ベアリングを冷却する冷媒として作用することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のボールベアリングキャスタ。

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