JP5008880B2 - 搬送用ボールユニット - Google Patents

Description

この発明は、搬送用ボールユニットに関し、特にたとえば、あらゆる方向に回転可能なメインボールを有し、複数個を組み合わせることによって搬送物を搬送するためのコンベアを作製することができる搬送用ボールユニットに関する。

図９は、従来の搬送用ボールユニットの一例を示す図解図である。この搬送用ボールユニット１は、たとえば円柱状の外形を有するケース２を含む。ケース２内の底面には、凹曲面が形成される。ケース２の底面には、複数の受けボール３が敷き詰められ、その上にメインボール４が配置される。ケース２の底面には、円環状の球面受部５が形成される。球面受部５は、受けボール３上に配置されたメインボール４の中心部を中心とした球面となるように形成される。また、球面受部５以外の底面においては、メインボール４の中心部から球面受部５までの距離に比べて、メインボール４の中心部からの距離が大きくなるように形成される。したがって、円環状の球面受部５においてメインボール４が受けボール３で支持され、球面受部５以外の底面においては、メインボール４と受けボール３との間に隙間が生じる。

この搬送用ボールユニット１は、コンベアを構成する部品として用いられる。そして、コンベアを構成する搬送用ボールユニット１のメインボール４上に搬送物が載置され、メインボール４が回転することにより搬送物が搬送される。ここで、ケース２の底面に、円環状の球面受部５が形成されていない場合、メインボール４はケース２の底面の中央部およびその近傍において、受けボール３に支持される。このような搬送用ボールユニットの場合、搬送物の荷重は、メインボールを介して、主としてケースの底面の中央部およびその近傍の受けボールに加わる。そのため、少数の受けボールでメインボールを支持することとなり、それぞれの受けボールにかかる荷重が大きくなる。それにより、メインボールの回転性が悪くなり、搬送用ボールユニットの耐荷重性も小さくなる。

それに対して、図９に示すような搬送用ボールユニット１の場合、ケース２の底面において、円環状の球面受部５でメインボール４が受けボール３に支持されるため、多数の受けボール３でメインボール４が支持される。そのため、それぞれの受けボール３にかかる荷重が小さくなり、メインボール４の回転性が良好で、耐荷重性の大きい搬送用ボールユニットを得ることができる（特許文献１参照）。

特開２００２−２４０９２４号公報

図９に示す搬送用ボールユニットの場合、搬送物の搬送はスムーズに行なうことができるが、搬送物を途中で静止させることが困難である。ところが、たとえば搬送物を別の工程に移す場合などのように、搬送物を静止させて持ち上げたい場合などがある。また、搬送途中の搬送物に加工を施す場合、搬送物を静止させる必要がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、搬送物をスムーズに搬送することができ、かつ搬送物を静止させることができる搬送用ボールユニットを提供することである。

この発明は、底面の形状が凹曲面である受け部材と、受け部材内において底面の上に配置される複数の受けボールと、複数の受けボールの上に配置されるメインボールと、メインボールの一部が露出するようにしてメインボールを保持するために受け部材に取り付けられる蓋部材とを含み、受け部材の底面中央部を中心とする円環状の底面部分がメインボールの中心部を中心とした球面となるように形成されることにより、円環状の底面部分において受けボールがメインボールからの荷重を受けるようにした搬送用ボールユニットであって、受け部材の底面からメインボールに向かって往復移動可能に形成され、メインボールに押し付けられることによってメインボールの回転を抑止する制動部材を備えた、搬送用ボールユニットである。
このような搬送用ボールユニットにおいて、受け部材の底面中央部から離れた位置にある円環状の底面部分において受けボールがメインボールからの荷重を受け、かつ受けボールがメインボールからの荷重を受ける円環状の底面部分より受け部材の底面中央部側において受けボールとメインボールとが離れた状態となるように受け部材が形成され、受け部材の底面の中央部において制動部材がメインボールに向かって往復移動する構成とすることができる。

受け部材の底面において、円環状の底面部分でメインボールが受けボールに支持されることにより、メインボールにかかる荷重が、円環状の底面部分に配置された多数の受けボールに分散される。そのため、メインボールの回転性が良好で、耐荷重性に優れた搬送用ボールユニットを得ることができる。さらに、受け部材の底面からメインボールに向かって往復移動可能な制動部材が形成され、制動部材がメインボールに押し付けられると、メインボールが制動部材と蓋部材とで挟み込まれる。それにより、メインボールと制動部材との間およびメインボールと蓋部材との間に摩擦力が働き、メインボールの回転は抑止される。
このような搬送用ボールユニットにおいて、受けボールがメインボールからの荷重を受ける円環状の底面部分以外の部分においては、受けボールとメインボールとが接触しないようにすることにより、メインボールが回転したときに受けボールが循環移動できる領域が確保される。それにより、受けボールがメインボールからの荷重を受ける円環状の底面部分に受けボールが常に供給され、メインボールの回転がスムーズに行われる。また、受けボールがメインボールからの荷重を受ける円環状の底面部分の内側における受け部材の底面の中央部において、制動部材がメインボールに向かって往復移動することにより、メインボールを支持する円環状の底面部分の中央部でメインボールに制動部材が押し付けられる。この制動部材によって、メインボールは、安定した状態で蓋部材に押し付けられ、確実に回転が抑止される。

この発明によれば、円環状の底面部分でメインボールが多数の受けボールに支持されることにより、メインボールの回転性が良好で、耐荷重性の良好な搬送用ボールユニットを得ることができる。さらに、制動部材によってメインボールの回転が抑止されるため、搬送途中の搬送物を静止させることができる搬送用ボールユニットとすることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は、この発明の搬送用ボールユニットの一例を示す斜視図である。搬送用ボールユニット１０は、たとえば円柱状の外形を有するケース１２を含む。ケース１２は、図２および図３に示すように、受け部材１４を含む。受け部材１４の内面には、図４に示すように、略球面状の凹曲面を有する底面部１６が形成される。受け部材１４の底面部１６には、複数の小径の受けボール１８が敷き詰められ、その上に大径のメインボール２０が配置される。

受け部材１４の底面部１６において、底面部１６の中央部を中心とする円環状の底面部分１６ａが、メインボール２０の中心部を中心とする球面状に形成される。この球面の直径は、メインボール２０の半径と受けボール１８の直径との合計となるように形成される。この円環状の底面部分１６ａは、図５に示すように、メインボール２０の中心部と底面部１６の中央部とを結ぶ線に対して、メインボール２０の中心部における角度がたとえば３０°〜６０°の範囲に形成される。

この円環状の底面部分１６ａに対して、底面の中央部側１６ｂおよび開口部側１６ｃにおいては、メインボール２０の中心部を中心とする球面より大きい曲率を有する曲面となるように形成される。そのため、円環状の底面部１６ａの両側において、メインボール２０の中心から引いた線に対して約９０°の角度となるように、底面の中央部側１６ｂおよび開口部側１６ｃの曲面が形成される。したがって、円環状の底面部分１６ａにおいて、受けボール１８がメインボール２０からの荷重を受け、底面の中央部側１６ｂおよび開口部側１６ｃにおいては、受けボール１８とメインボール２０とが離れた状態となる。

さらに、受け部材１４には、底面部１６の反対側に、軸部２２が形成される。軸部２２は、受け部材１４の底面部１６形成部の外径より小さい外径となるように形成される。この軸部２２の外周部には、雄ねじ部２４が形成される。また、軸部２２の内部には、２つの空洞部２６，２８が形成される。ここで、開口部側の空洞部２６の内径が大きく、底面部１６側の空洞部２８の内径が小さくなるように形成される。さらに、空洞部２８から底面部１６の中央部に貫通するように、貫通孔３０が形成される。貫通孔３０の内径は、空洞部２８の内径より小さくなるように形成される。

また、受け部材１４の底面部１６形成部の外周部においては、受け部材１４を一周するようにして凹溝３２が形成される。凹溝３２の近傍において、受け部材１４の外周の対向部に、２つの平面部３４が形成される。

さらに、受け部材１４上には、ケース１２を構成する蓋部材３６が取り付けられる。蓋部材３６においては、受け部材１４の外周面に沿って壁部３６ａが形成され、壁部３６ａからメインボール２０に向かって円環状の天面部３６ｂが形成される。この天面部３６ｂの中央部に形成された開口部からメインボール２０の一部が露出し、天面部３６ｂ上に一部が突出するようにしてメインボール２０が保持される。壁部３６ａの内面には段差部３６ｃが形成され、この段差部３６ｃが受け部材１４の上端部に載置される。

また、受け部材１４の凹溝３２に対応する位置において、蓋部材３６の内周面を一周するようにして、凹溝３８が形成される。蓋部材３６は、受け部材１４に被せられて、段差部３６ｃが受け部材１４の上端部に載置される。この状態において、受け部材１４の凹溝３２および蓋部材３６の凹溝３８にスナップリング４０を嵌め込むことにより、受け部材１４と蓋部材３６とが一体化され、ケース１２が形成される。

受け部材１４の軸部２２には、たとえば円柱状の外形を有する外装材４２が取り付けられる。外装材４２の内部には、図６に示すように、その一方側に開口した空洞部４４が形成される。空洞部４４が形成された外装材４２の内面には、雌ねじ部４６が形成される。この雌ねじ部４６は、軸部２２の雄ねじ部２４をねじ込むことができるように形成される。この雌ねじ部４６の開口部側端部には、内径が大きくなった大径部４８が形成される。

さらに、外装材４２の他方側には、空洞部４４に連通する貫通孔５０が形成される。貫通孔５０の内径は、空洞部４４の内径より小さくなるように形成される。貫通孔５０が形成された外装材４２の内面には、雌ねじ部５２が形成される。また、貫通孔５０を挟むようにして、外装材４２の他方側端面に、２つの有底穴５４が形成される。さらに、外装材４２の外周面には、雄ねじ部５６が形成される。この外装材４２の雌ねじ部４６に、軸部２２の雄ねじ部２４がねじ込まれる。このとき、大径部４８に、Ｏリング５８がはめ込まれる。

軸部２２内の空洞部２６，２８には、制動部材６０が挿入される。制動部材６０は、図７に示すように、円柱状の押圧部６２を含み、その一端側６２ａはメインボール２０の曲率に合わせて凹面状に形成される。また、押圧部６２の他端側側面には、間隔を隔てて、２つのフランジ部６４ａ，６４ｂが形成される。したがって、これらのフランジ部６４ａ，６４ｂの間に、溝６６が形成される。

この制動部材６０の押圧部６２が、軸部２２の底面部１６側の空洞部２８内に配置され、フランジ部６４ａ，６４ｂが、軸部２２の開口部側の空洞部２６内に配置される。このとき、押圧部６２は、貫通孔３０を通して、メインボール２０の近傍まで延びるように配置される。押圧部６２の周囲には、コイルばね６８が装着され、溝６６にＯリング７０がはめ込まれる。したがって、コイルバネ６８によって、制動部材６０は、メインボール２０から離れるように付勢される。

搬送用ボールユニット１０は、Ｏリング５８，７０やコイルばね６８を除いて、たとえばポリアセタール樹脂などの機械的強度が大きく、変形の小さい材料で形成される。もちろん、これらは、ポリアセタール樹脂以外の材料、たとえば金属材料などで形成されてもよい。また、コイルばね６８は、たとえばステンレス鋼などによって形成される。

この搬送用ボールユニット１０は、たとえばコンベア用として用いられる。この場合、複数の搬送用ボールユニット１０が並べて配置される。コンベアのベースとなる部分への搬送用ボールユニット１０の取り付けは、外装材４２の雄ねじ部５６によって行なうことができる。さらに、外装材４２の貫通孔５０には、圧縮空気を送るための配管材が取り付けられる。配管材の取り付けは、外装材４２の雌ねじ部５２へのねじ込みによって行なわれる。

搬送物を搬送する際には、複数の搬送用ボールユニット１０のメインボール２０上に、搬送物が載置される。この状態で、搬送物をいずれかの向きに押すことにより、メインボール２０が回転して、小さい力で搬送物を搬送することができる。このとき、受けボール１８が回転することにより、メインボール２０がスムーズに回転する。メインボール２０の回転に伴って、図８に示すように、受けボール１８はメインボール２０の回転方向に向かって移動する。なお、図８においては、制動部材６０の押圧部６２で受けボール１８の移動が遮断されているように見えるが、実際には、押圧部６２の周囲を通って、受けボール１８が移動する。

受けボール１８の移動により、メインボール２０の一方側においては、受けボール１８が天面部３６ｂ側に向かって上昇し、他方側においては、受けボール１８が制動部材６０側に向かって下降する。そして、メインボール２０の一方側において上昇した受けボール１８が、壁部３６ａとメインボール２０との間を通って、メインボール２０の他方側に移動する。このように、受けボール１８は、メインボール２０の回転により一定の流れで循環し、メインボール２０の回転を保つように働いている。

この搬送用ボールユニット１０では、受け部材１４の円環状の底面部分１６ａで多数の受けボール１８がメインボール２０を支持しているため、底面中央部において受けボールがメインボールを支持する搬送用ボールユニットに比べて、個々の受けボール１８が負担する荷重が小さくなり、スムーズにメインボール２０を回転させることができる。したがって、搬送用ボールユニット１０上に載置された搬送物を小さい力で移動させることができる。なお、円環状の底面部分１６ａ以外の底面部分１６ｂ，１６ｃでは、受けボール１８がメインボール２０から離れた状態であるため、受けボール１８の移動が自由に行なわれる。したがって、メインボール２０の回転に伴う受けボール１８の循環が良好に行なわれ、メインボール２０の回転性も良好なものとなる。

この搬送用ボールユニット１０において、貫通孔５０に取り付けられた配管材から圧縮空気を送り込むことにより、制動部材６０が移動し、押圧部６２の一端側６２ａがメインボール２０に押し付けられる。押圧部６２がメインボール２０に押し付けられることにより、メインボール２０は、蓋部材３６の天面部３６ｂの縁部に押し付けられる。それにより、押圧部６２の一端側６２ａとメインボール２０との間、およびメインボール２０と蓋部材３６の天面部３６ｂの縁部との間に摩擦力が働き、メインボール２０の回転は抑止される。したがって、コンベア上に載置された搬送物は静止状態となり、搬送物を別の工程に移し変えたり、搬送物に加工を施したりすることができる。ここで、制動部材６０の押圧部６２が受け部材１４の底面部１６の中央部からメインボール２０に押し付けられることにより、メインボール２０は蓋部材３６の天面部３６ｂの縁部全体に均一に押し付けられる。それにより、メインボール２０は、安定して静止状態を保つことができる。

搬送物の処理が終わると、制動部材６０に向かって送り込まれた圧縮空気を抜くことにより、コイルばね６８の力で制動部材６０は元の位置に戻る。それにより、押圧部６２はメインボール２０から離れ、メインボール２０はスムーズに回転できるようになる。

このように、この搬送用ボールユニット１０では、メインボールがスムーズに回転して、小さい力で搬送物を搬送することができるとともに、必要な場合においては、搬送物を静止させることができる。

この発明の搬送用ボールユニットの一例を示す斜視図である。 図１に示す搬送用ボールユニットの内部構造を示す図解図である。 図１に示す搬送用ボールユニットの底面図である。 図１に示す搬送用ボールユニットに用いられる受け部材を示す図解図である。 図４に示す受け部材の底面の形状を示す図解図である。 図１に示す搬送用ボールユニットに用いられる外装材を示す図解図である。 図１に示す搬送用ボールユニットに用いられる制動部材を示す図解図である。 図１に示す搬送用ボールユニットを使用するときの受けボールの動きを説明するための図解図である。 従来の搬送用ボールユニットの一例を示す図解図である。

符号の説明

１０ 搬送用ボールユニット
１２ ケース
１４ 受け部材
１６ 底面部
１８ 受けボール
２０ メインボール
３６ 蓋部材
４２ 外装材
６０ 制動部材

Claims (2)

1. 底面の形状が凹曲面である受け部材、
   前記受け部材内において前記底面の上に配置される複数の受けボール、
   複数の前記受けボールの上に配置されるメインボール、および
   前記メインボールの一部が露出するようにして前記メインボールを保持するために前記受け部材に取り付けられる蓋部材を含み、
   前記受け部材の底面中央部を中心とする円環状の底面部分が前記メインボールの中心部を中心とした球面となるように形成されることにより、前記円環状の底面部分において前記受けボールが前記メインボールからの荷重を受けるようにした搬送用ボールユニットであって、
   前記受け部材の底面から前記メインボールに向かって往復移動可能に形成され、前記メインボールに押し付けられることによって前記メインボールの回転を抑止する制動部材を備えた、搬送用ボールユニット。
2. 前記受け部材の底面中央部から離れた位置にある前記円環状の底面部分において前記受けボールが前記メインボールからの荷重を受け、かつ前記受けボールが前記メインボールからの荷重を受ける前記円環状の底面部分より前記受け部材の底面中央部側において前記受けボールと前記メインボールとが離れた状態となるように前記受け部材が形成され、前記受け部材の底面の中央部において前記制動部材が前記メインボールに向かって往復移動する、請求項１に記載の搬送用ボールユニット。

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