JP6802471B1

JP6802471B1 - 搬送機構

Info

Publication number: JP6802471B1
Application number: JP2020023899A
Authority: JP
Inventors: 大佑勝又
Original assignee: WINTACKS CO.,LTD.
Current assignee: WINTACKS CO.,LTD.
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: WO2021166622A1; JP2021126410A

Abstract

【課題】部品点数が少なく、製造コストが安価であって、被搬送物に対する安定した保持が可能となる搬送機構を提供する。【解決手段】収容筒２１は、筒状に形成され、両端に開口を有する。収容筒２１は、ゴルフボールＧＢが通過可能な通過孔２１Ｘを有する。規制突起２２は、収容筒２１の第１開口２１ＡＸ側において、通過孔２１Ｘの内壁面２１Ｎから突出するように形成される。規制突起２２は、収容筒２１に収容されたゴルフボールＧＢを支持する。規制突起２２は、一定の力がかかると変形し、当該力が解除されると、元の形状に復元する。規制突起２２としては、弾性部材から形成されることが好ましい。本実施形態では、ゴルフボールＧＢから受ける第１力に対してゴルフボールＧＢの通過を規制する程度に抗するとともに、第１力よりも大きな第２力に対してはゴルフボールＧＢの通過を許容する程度に変形する。【選択図】図３

Description

本発明は、搬送機構に関する。

ゴルフを一人で練習する場合、ゴルフボールを自動供給する装置が必要になる。このような自動供給する装置としては、ゴルフボールを１つずつ送り出すシャッター機構と、スイングアームと、真空吸着又は電磁クランプによるゴルフボール保持機構とを備えた自動供給装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平５−１７７０２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動供給装置としては、少なくともゴルフボール保持機構用モータと、アームスイング用モータとの２つのモータが必要になる。このため、部品点数が多くなり、製造コストも高価なものとなる。さらに、真空吸着又は電磁クランプにおいては、安定した保持が難しいという欠点もある。

かかる事情は、ゴルフボールの自動供給装置に限られず、野球やテニスのボールや、その他被搬送物に対しても共通の課題がある。

本発明は、かかる実情に鑑み、部品点数が少なく、製造コストが安価であって、被搬送物に対する安定した保持が可能となる搬送機構を提供しようとするものである。

本発明は、案内路上の第１位置にある被搬送物を前記第１位置とは異なる第２位置へ搬送する搬送機構であって、前記第１位置にある前記被搬送物を係合する係合ユニットと、前記係合ユニットを移動させるモータと、を備え、前記係合ユニットは、前記モータによって駆動されるアームと、前記アームに設けられ、前記被搬送物が通過可能な通過孔を有する収容筒と、前記収容筒に設けられた規制部材と、を備え、前記アームの駆動により、前記規制部材は前記第１位置にある前記被搬送物が占める空間を通過可能であり、前記規制部材は、前記被搬送物にかかる第１力に対して前記被搬送物の通過を規制する程度に抗するとともに、前記第１力よりも大きな第２力に対して前記被搬送物の通過を許容する程度に変形するものであり、前記収容筒における２つの開口のうち、一方を前記被搬送物の入口開口と、他方を前記被搬送物の出口開口と定義した際、前記規制部材は、前記収容筒の入口開口側に設けられ、前記アームの駆動により、前記収容筒の姿勢は、前記入口開口側が下方をむく入口下方状態と、前記出口開口側が下方をむく出口下方状態と、の間で切り替え自在であり、前記入口下方状態は、前記被搬送物が前記案内路を形成する部材と前記規制部材とによって挟まれる第１入口下方状態と、前記被搬送物との接触により前記規制部材が弾性変形するとともに、前記被搬送物が前記通過孔へ入る第２入口下方状態と、前記被搬送物の通過により前記規制部材の弾性変形が解除されるとともに、前記被搬送物が前記収容筒に収容される第３入口下方状態と、を含み、前記アームの駆動により、前記第１入口下方状態、前記第２入口下方状態、及び前記第３入口下方状態の順に切り替わることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数が少なく、製造コストが安価であって、被搬送物に対する安定した保持が可能となる搬送機構を提供することができる。

（Ａ）〜（Ｂ）は、搬送機構の概要を示す側面図である。（Ａ）は、搬送機構の概要を示す斜視図である。（Ｂ）は、収容ユニットの概要を示す斜視図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、収容筒によって搬送されるゴルフボールの状態の概要を示す説明図である。（Ａ）は、収容筒の概要を示す斜視図である。（Ｂ）は、収容筒の概要を示す平面図である。（Ａ）は、収容筒の概要を示す側面図である。（Ｂ）は、収容筒の概要を示すＶｂ−Ｖｂ’線断面図である。収容ユニットの概要を示すＶＩ−ＶＩ’線断面図である。収容ユニットの概要を示す側面図である。（Ａ）は、収容筒の概要を示す斜視図である。（Ｂ）は、収容筒の概要を示す平面図である。

図１〜２に示すように、搬送機構２は、第１位置Ｐ１（図１（Ａ））にあるゴルフボールＧＢ（被搬送物）を第１位置Ｐ１とは異なる第２位置Ｐ２（図１（Ｂ））へ搬送するものである。

搬送機構２は、ゴルフボールＧＢが収容される収容ユニット１０と、第１位置Ｐ１にあるゴルフボールＧＢに対して係合する係合ユニット２０と、各ユニット制御をするコントローラ６０と、筐体７０と、を備える。

筐体７０は、収容ユニット１０、係合ユニット２０やコントローラ６０の各ユニットや各部品等を収容するものであり、載置面ＳＭに配される。載置面ＳＭのうち筐体７０が設置されるエリアから離れた位置に第２位置Ｐ２が設定される。

以降、説明の便宜上、水平面内における任意の方向をＸ方向と、水平面内においてＸ方向に直交する方向をＹ方向と、垂直方向をＺ方向とする。

収容ユニット１０は、ゴルフボールＧＢの上段案内路を形成する上段通路形成部材１１と、上段通路形成部材１１の下方に配され、ゴルフボールＧＢの下段案内路を形成する下段通路形成部材１２と、を備える。

上段通路形成部材１１は、略Ｙ方向に配される案内板１１Ａ、１１Ｂを備える。案内板１１Ａ、１１Ｂは互いに近接するように配される。案内板１１Ａ、１１Ｂの間隔は、上部は、ゴルフボールＧＢの直径よりも大きく、下部は、下方に向かうに従い狭くなり、下端では、ゴルフボールＧＢの直径よりも小さい。このような２枚の案内板１１Ａ、１１Ｂによって、ゴルフボールＧＢの上段案内路１１Ｒが形成される。上段案内路１１Ｒは、一端側（図２における左手前側）から他端側（図２における右奥側）に掛けて、高さが次第に低くなる。また、上段案内路１１Ｒの他端には、ゴルフボールＧＢが通過可能な落下孔１１Ｘが形成される。

下段通路形成部材１２は、略Ｙ方向に延びる。下段通路形成部材１２は、断面コ字状となっているものであり、底面板１２Ｂと、底面板１２Ｂの両側から起立するように形成された２つの側面板１２Ａ１、１２Ａ２を備える。以降、説明の便宜上、ゴルフボールＧＢの転動方向右手側を側面板１２Ａ１と、左手側の側面板１２Ａ２と称する。底面板１２Ｂは、ゴルフボールＧＢの転動面であり、側面板１２Ａ１〜１２Ａ２は、ゴルフボールＧＢが底面板１２Ｂから外れないように案内するものである。このようにして、下段通路形成部材１２は、ゴルフボールＧＢの下段案内路１２Ｒ（図２（Ｂ））を形成する。下段案内路１２Ｒは、他端側から一端側に掛けて、高さが次第に低くなる。また、下段案内路１２Ｒの他端部は、上段通路形成部材１１の落下孔１１Ｘの真下に位置する。

このため、上段通路形成部材１１の上段案内路１１Ｒに載置されたゴルフボールＧＢは、一端側（図２における左手前側）から他端側（図２における右奥側）に掛けて転動し、落下孔１１Ｘから落下し、下段通路形成部材１２の下段案内路１２Ｒに到達する。下段案内路１２Ｒに到達したゴルフボールＧＢは、他端側から一端側に向かって転動する。

さらに、下段通路形成部材１２は、ゴルフボールＧＢの転動を規制するストッパ１２Ｓを備える。ストッパ１２Ｓは、下段案内路１２Ｒの一端部において、側面板１２Ａ１から起立するように形成される。ストッパ１２Ｓにより、下段案内路１２Ｒを転動したゴルフボールＧＢは、第１位置Ｐ１においてとどまる（図１（Ａ）、２（Ａ））。複数のゴルフボールＧＢを上段案内路１１Ｒに配置すると、各ゴルフボールＧＢは、下段案内路１２Ｒにかけて一端側から他端側にかけて、順次収容される。

なお、ＸＺ平面において、２つの側面板１２Ａのうち一方の側面板１２Ａ１（係合ユニット２０の収容筒２１のスイング軌跡ＳＸと交差しない側の側面）と底面板１２ＢとでゴルフボールＧＢを支持できるよう、下段通路形成部材１２は、スイング軌跡ＳＸに対し後傾していることが好ましい。また、他方の側面板１２Ａ２と底面板１２Ｂは、図示するように別体となっていてもよいし、一体となっていてもよい（図２（Ｂ））。

図２〜３に示すように、係合ユニット２０は、ゴルフボールＧＢを収容可能な収容筒２１と、収容筒２１に設けられた規制突起２２（規制部材）と、Ｙ方向に延びる揺動軸２５と、揺動軸２５に対して揺動自在に設けられたスイングアーム２６と、揺動軸２５を駆動するモータ２７と、を備える。

図３〜６に示すように、収容筒２１は、円筒状に形成され、両端に開口（第１開口２１ＡＸ、第２開口２１ＢＸ）を有する。また、収容筒２１は、ゴルフボールＧＢが通過可能な通過孔２１Ｘを有する。収容筒２１の形成材料は、特に限定されないが、金属やプラスチック等を利用することができる。なお、収容筒２１は、ゴルフボールＧＢが通過可能な通過孔２１Ｘを有するものであれば、三角柱、四角柱などの角柱でもよいし、その内径は、軸方向に一定でもよいし、漸減又は漸増してもよい。

規制突起２２は、収容筒２１の第１開口２１ＡＸ側において、通過孔２１Ｘの内壁面２１Ｎから突出するように形成される。規制突起２２は、収容筒２１の周方向において複数配置されることが好ましい。これにより、規制突起２２は、収容筒２１に収容されたゴルフボールＧＢを支持することができる。規制突起２２は、収容筒２１の径方向中心に向かって伸びることが好ましい。また、規制突起２２は、一定の力がかかると変形し、当該力が解除されると、元の形状に復元するものである。規制突起２２としては、弾性材料から形成されることが好ましい。本実施形態では、ゴルフボールＧＢから受ける第１力に対してゴルフボールＧＢの通過を規制する程度に抗するとともに、第１力よりも大きな第２力に対してはゴルフボールＧＢの通過を許容する程度に変形する。

また、収容筒２１には、自身の軸方向に沿って延びるスリット２１Ｋ〜２１Ｍ（図４〜６）が形成されることが好ましい。スリット２１Ｋは、収容筒２１のうち、ストッパ１２Ｓと干渉する部分に設けられる。スリット２１Ｌは、収容筒２１のうち、搬送のターゲットとなるゴルフボールＧＢを支持する底面板１２Ｂと干渉する部分に設けられる。スリット２１Ｍは、収容筒２１のうち、搬送のターゲットとなるゴルフボールＧＢの隣にあるゴルフボールＧＢと干渉する部分に設けられる。スリット２１Ｋ〜２１Ｍの形成により、搬送のターゲットとなるゴルフボールＧＢの周辺にある部材と収容筒２１との干渉を避けることができるため、収容筒２１に対してゴルフボールＧＢをスムーズに収容することができる。

スイングアーム２６は、揺動軸２５に固定される基端部と、収容筒２１が固定された先端部と、を備える。スイングアーム２６は、揺動軸２５周りに、揺動自在となる。このため、スイングアーム２６の先端に設けられた収容筒２１は、第１位置Ｐ１にあるゴルフボールＧＢを収容可能な第１状態（図１（Ａ））と、ゴルフボールＧＢが第２位置Ｐ２にある第２状態（図１（Ｂ））と、第１状態と第２状態の中間状態（図３（Ｃ）〜（Ｄ）等）と、の間で切り替え自在となる。モータ２７は本発明の趣旨の範囲であれば、公知のものを用いることができる。なお、モータ２７には、ギアユニットを備えていてもよい。

図３に示すように、規制突起２２は、スイングアーム２６の揺動によって、第１位置Ｐ１にあるゴルフボールＧＢが占める空間を通過する。これにより、係合ユニット２０は、第１位置Ｐ１のゴルフボールＧＢに対して係合可能となる。

なお、スイングアーム２６が第１状態（図１（Ａ））のとき、下段通路形成部材１２の側面板１２Ａ１が収容筒２１と干渉しないように、側面板１２Ａ２の下流端（図７における左側）は、側面板１２Ａ１の下流端よりも上流側（図７における右側）に退避していることが好ましい（図５）。また、第１状態（図１（Ａ））のスイングアーム２６が、下段通路形成部材１２の底面板１２Ｂが収容筒２１と干渉しないように、下段通路形成部材１２の底面板１２Ｂには、切り欠き１２ＢＸが形成されることが好ましい（図２，７）。

次に、搬送機構２の利用方法について説明する。

図１に示すように、搬送機構２の筐体７０が載置面ＳＭに配されると、揺動軸２５の位置やスイングアーム２６の長さ等によって、載置面ＳＭに第２位置Ｐ２が設定される。

上段通路形成部材１１の上段案内路１１ＲにゴルフボールＧＢを載置すると、ゴルフボールＧＢは、一端側から他端側に掛けて転動し、落下孔１１Ｘから落下し、下段案内路１２Ｒに到達する。下段案内路１２Ｒに到達したゴルフボールＧＢは、他端側から一端側に掛けて転動するとともに、ストッパ１２Ｓによって下段案内路１２Ｒの第１位置Ｐ１にとどまる。

コントローラ６０の制御の下、モータ２７が駆動すると、スイングアーム２６は、第２状態（図１（Ｂ））から第１状態（図１（Ａ））へと切り替わる。第２状態から第１状態までの遷移の詳細を説明すると、まず、収容筒２１及び規制突起２２は、側面板１２Ａ１に近づくように搬送され、ゴルフボールＧＢに接近する。その後、ゴルフボールＧＢは収容筒２１に収容されるとともに、規制突起２２に当接する。続いて、側面板１２Ａ１によって反対側から支持されたゴルフボールＧＢは、規制突起２２によって挟み込まれる。規制突起２２は、ゴルフボールＧＢとの当接によって弾性変形する（図３（Ａ））。その後、収容筒２１及び規制突起２２が側面板１２Ａ１に近づくように移動すると、規制突起２２が第１位置Ｐ１にあるゴルフボールＧＢが占める空間を通過する。このとき、規制突起２２は、ゴルフボールＧＢとの当接から解除され、元の形状に戻る（図３（Ｂ））。こうして、スイングアーム２６が第１状態（図２（Ａ））となる。

次に、コントローラ６０の制御の下、モータ２７が駆動すると、スイングアーム２６は、第１状態（図１（Ａ））から第２状態（図１（Ｂ））へ遷移する。第１状態（図１（Ａ））から退避する際、ゴルフボールＧＢに接触した規制突起２２は、ゴルフボールＧＢから所定の力を受けるが、ゴルフボールＧＢの通過を規制する程度に抗する。このようにして、第１位置Ｐ１のゴルフボールＧＢは、規制突起２２及び収容筒２１によって支持される。その後、スイングアーム２６の揺動の結果、第１位置Ｐ１にあったゴルフボールＧＢは、規制突起２２及び収容筒２１によって、収容ユニット１０の外へ搬送される（図３（Ｃ））。

そして、ゴルフボールＧＢが規制突起２２よりも下側に位置する場合（図３（Ｄ））、コントローラ６０は、モータ２７の駆動により、収容筒２１を第２位置Ｐ２に向かって移動させる。このときの収容筒２１の移動速度は、自由落下におけるゴルフボールＧＢの速度以上であることが好ましい。これより、ゴルフボールＧＢが収容筒２１から出る前に、ゴルフボールＧＢを第２位置へ移動させることができる。最終的に、収容筒２１の第２開口２１ＢＸが載置面ＳＭに近接することによって、スイングアーム２６は、第２状態（図１（Ｂ））となる。この状態では、スイングアーム２６が一時停止するため、収容筒２１内のゴルフボールＧＢは、第２位置Ｐ２（載置面ＳＭ）にて載置される。

次に、コントローラ６０の制御の下、モータ２７が駆動すると、スイングアーム２６は、第２状態（図１（Ｂ））から第１状態（図１（Ａ））へ遷移する。ここで、第２位置Ｐ２にはゴルフボールＧＢが残り、収容筒２１や規制突起２２は第１位置Ｐ１へ向かい、次のゴルフボールＧＢに対して係合を行う。

以上を繰り返すことにより、第１位置Ｐ１にあるゴルフボールＧＢを第２位置Ｐ２へ搬送することができる。

このように、搬送機構２は、収容筒２１に設けられた規制突起２２により、ゴルフボールＧＢの安定した保持が可能となるばかりか、ゴルフボールＧＢの保持の解除に別途の部品が不要となる。また、引用文献１のような装置で用いられる真空吸着又は電磁クランプ方式では、ゴルフボールのように表面に凹凸のある物体に対しては、安定保持が難しい。しかしながら、搬送機構２では、そのような表面形状にかかわらず安定した保持が可能となる。したがって、搬送機構２によれば、部品点数が少なく、製造コストが安価であって、被搬送物に対する安定した保持が可能となる。

なお、上記実施形態では、載置面ＳＭの上に第２位置Ｐ２を設定したが、本発明はこれに限られず、載置面ＳＭに差し込まれたピンやゴルフティーの上に第２位置Ｐ２を設定してもよい。

スイングアーム２６を第１状態から第２状態へ切り替えるタイミングは、載置面ＳＭの第２位置Ｐ２にゴルフボールＧＢの有無を検知するボールセンサを設け、第２位置Ｐ２におけるゴルフボールＧＢが無いとボールセンサが検知したときとしてもよい。加えて、ゴルフクラブの戻り（スイング方向とは逆方向）を検知するクラブセンサを設け、ゴルフクラブの戻りを検知したときを、スイングアーム２６を第１状態から第２状態へ切り替えるタイミングとしてもよい。このクラブセンサは、所定の位置を基準にして、スイング軌道の前側にゴルフクラブがある前状態と、スイング軌道の後側にゴルフクラブがある後状態と、を検出するものであることが好ましい。コントローラ６０は、クラブセンサからのセンシング信号に基づき、前状態から後ろ状態へ切り替わったときに、ゴルフクラブの戻りを判定すればよい。所定の位置として、例えば、第２位置Ｐ２（図１（Ｂ））を採用することが好ましい。また、スイングアーム２６を第２状態から第１状態へ切り替えるタイミングは、第１位置Ｐ１にゴルフボールＧＢの有無を検知するセンサを設け、第１位置Ｐ１にゴルフボールＧＢがあると検知したとき、としてもよい。各センサは、筐体７０や載置面ＳＭに適宜設ければよい。

上記実施形態では、基端部は、通過孔２１Ｘの内壁面２１Ｎに接し、先端部は、通過孔２１Ｘの内壁面２１Ｎから離れた規制突起２２を用いたが、本発明はこれに限られない。両端部が、通過孔２１Ｘの内壁面２１Ｎに接していてもよい。例えば、図８に示すように、収容筒２１に紐３２を設けてもよい。紐３２は、通過孔２１Ｘを通過するゴルフボールＧＢを係合する程度に、通過孔２１Ｘに張り出すことが好ましい。紐３２は、一定の力がかかると変形し、当該力が解除されると、元の形状に復元するものである。紐３２としては、弾性部材から形成されることが好ましい。紐３２は、収容筒２１の第１開口２１ＡＸ側に設けられた孔に通されるとともに、孔に対して両端が係止されることが好ましい。また、紐３２は、収容筒２１の第１開口２１ＡＸ側において周方向において、所定のピッチで設けられることが好ましい。

上記実施形態では、スイングアーム２６を用いたが、スライド移動するアームを用いてもよい。

上記実施形態では、被搬送物として、ゴルフボールＧＢを用いたが本発明はこれに限られず、テニスボールや野球のボールなどの球形のものや、工場のラインを流れるワークの搬送、その他搬送が求められる物体に対して広く適用可能である。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

２搬送機構
１０収容ユニット
２０係合ユニット
２１収容筒
２１ＡＸ第１開口
２１ＢＸ第２開口
２１Ｎ内壁面
２１Ｘ通過孔
２２規制突起
２５揺動軸
２６スイングアーム
２７モータ
３２紐
６０コントローラ
７０筐体

Claims

案内路上の第１位置にある被搬送物を前記第１位置とは異なる第２位置へ搬送する搬送機構であって、
前記第１位置にある前記被搬送物を係合する係合ユニットと、
前記係合ユニットを移動させるモータと、を備え、
前記係合ユニットは、
前記モータによって駆動されるアームと、
前記アームに設けられ、前記被搬送物が通過可能な通過孔を有する収容筒と、
前記収容筒に設けられた規制部材と、を備え、
前記アームの駆動により、前記規制部材は前記第１位置にある前記被搬送物が占める空間を通過可能であり、
前記規制部材は、前記被搬送物にかかる第１力に対して前記被搬送物の通過を規制する程度に抗するとともに、前記第１力よりも大きな第２力に対して前記被搬送物の通過を許容する程度に変形するものであり、
前記収容筒における２つの開口のうち、一方を前記被搬送物の入口開口と、他方を前記被搬送物の出口開口と定義した際、前記規制部材は、前記収容筒の入口開口側に設けられ、
前記アームの駆動により、前記収容筒の姿勢は、前記入口開口側が下方をむく入口下方状態と、前記出口開口側が下方をむく出口下方状態と、の間で切り替え自在であり、
前記入口下方状態は、
前記被搬送物が前記案内路を形成する部材と前記規制部材とによって挟まれる第１入口下方状態と、
前記被搬送物との接触により前記規制部材が弾性変形するとともに、前記被搬送物が前記通過孔へ入る第２入口下方状態と、
前記被搬送物の通過により前記規制部材の弾性変形が解除されるとともに、前記被搬送物が前記収容筒に収容される第３入口下方状態と、を含み、
前記アームの駆動により、前記第１入口下方状態、前記第２入口下方状態、及び前記第３入口下方状態の順に切り替わることを特徴とする搬送機構。
前記被搬送物が収容される収容ユニットを備え、
前記案内路は、前記収容ユニットから前記第１位置まで前記被搬送物を案内するものであり、
底面板と、
前記底面板から起立する支持側面板と、から形成され、
前記第１位置よりも下流側の前記案内路には、前記被搬送物の移動を規制するストッパが設けられ、
前記案内路の移動方向上流側から見た際、前記底面板は、前記支持側面板側が下方となるように傾き、
前記収容筒は、前記案内路に対して前記支持側面板に対して反対側から進入可能となっていることを特徴とする請求項１記載の搬送機構。
前記規制部材は、前記収容筒の内壁において周方向に並ぶように配されるとともに、前記収容筒の中心に向かって延び、
前記規制部材の先端は、前記収容筒の内壁から離れていることを特徴とする請求項１または２記載の搬送機構。
前記収容筒の前記内壁面のうちの第１部から、前記収容筒の前記内壁面のうち前記第１部とは異なる第２部に掛けて張り出すことを特徴とする請求項１または２記載の搬送機構。
前記被搬送物は、球体であることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項記載の搬送機構。