特開 2024-8373 ワーク搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008373

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 13/00 20060101AFI20240112BHJP

   B65G 39/02 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

B65G13/00 B

B65G39/02 B

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110195

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】391025039

【氏名又は名称】株式会社フリーベアコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】古内 寛之

【テーマコード（参考）】

3F033

【Ｆターム（参考）】

3F033BA02

3F033BC01

3F033GB01

(57)【要約】

【課題】ワークを支持するボールをエアで浮上させるワーク搬送装置において、エア通路の開閉に必要な力を低減させ、軽量のワークでも使用できるワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ケーシングと、ケーシングから一部が上方に突出しておりケーシングの内部で供給された圧縮エアが周囲を通過する状態でワークを下方から支持し回転することによりワークを搬送する支持ボールと、上向きの付勢力を受けて支持ボールを押し上げることができ支持ボールの上方にワークが位置した場合支持ボールに押されて下方に移動する支持ボールよりも小さい弁体と、付勢力を発生させる付勢手段と、を備え、ケーシングの内部には、支持ボール及び弁体にエアが触れるようにエア通路が形成されており、エア通路は、弁体が上方に位置する場合は弁体が塞ぐことにより閉鎖され、下方に位置する場合は開放されるよう構成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、
前記ケーシングから一部が上方に突出しており、前記ケーシングの内部で供給された圧縮エアが周囲を通過する状態でワークを下方から支持し、回転することにより前記ワークを搬送する支持ボールと、
前記支持ボールの下方に位置し、上向きの付勢力を受けて前記支持ボールを押し上げることができ、前記支持ボールの上方に前記ワークが位置した場合には、前記支持ボールに押されて下方に移動する、前記支持ボールよりも小さい弁体と、
前記上向きの付勢力を発生させる付勢手段と、を備え、
前記ケーシングの内部には、少なくとも前記支持ボール及び前記弁体にエアが触れるようにエア通路が形成されており、
前記エア通路は、前記弁体が上方に位置する場合は前記弁体が塞ぐことにより閉鎖され、下方に位置する場合は開放されるよう構成されている、ワーク搬送装置。

【請求項2】

前記弁体は、前記支持ボールよりも小径のボールである、請求項１に記載のワーク搬送装置。

【請求項3】

前記付勢手段は、前記エア通路に配置されたＯリングである、請求項１または２に記載のワーク搬送装置。

【請求項4】

前記Ｏリングは、貫通穴が上下方向を向くように配置されており、
前記弁体は、前記Ｏリングの周方向の一部に支持されたことで、前記Ｏリングから前記上向きの付勢力を受けるものであって、
前記エア通路のうち、前記弁体の位置する部分の中心に対し、前記Ｏリングの位置する部分の中心が水平方向にずれている、請求項３に記載のワーク搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを支持するボールをエアで浮上させるタイプのワーク搬送装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ワークをボールで支持するワーク搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このワーク搬送装置は、図８に示すように、ワークＷを支持するボール１０３と、ボール１０３が配置される台１０２と、ボール１０３に対してエアを吹き出すエア通路１２２と、を備える。ボール１０３の上部は、台１０２から突出している。エア通路１２２は、台１０２に設けられており、ワークＷを支持するボール１０３により開閉可能である。

【0003】

このワーク搬送装置１００にワークＷが載置されて、ワークＷによりボール１０３が押し下げられると、ボール１０３とボール１０３が突出している台１０２との間に隙間ができてエア通路１２２が開く。これにより、エア通路１２２からエアが吹き出し、ボール１０３が浮上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５６－１２２７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のワーク搬送装置１００では、ボール１０３は、ワークＷを支持できるとように、ある程度の大きさを有するものとされている。このため、台１０２とボール１０３との間の接触長さもボール１０３の大きさに対応した長さとなるので、エア通路１２２の開閉に必要な力が大きくなる。よって、軽量のワークＷを台１０２に載置しても、ワークＷがボール１０３を押し下げることができないことがあり、軽量のワークＷがボール１０３を押し下げて、エア通路１２２の開閉を可能とするためには、エア圧力の調整が必要であった。

【0006】

そこで、本発明は、ワークを支持するボールをエアで浮上させるタイプのワーク搬送装置において、エア通路の開閉に必要な力を低減させ、軽量のワークでも使用できるワーク搬送装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のワーク搬送装置は、ケーシングと、前記ケーシングから一部が上方に突出しており、前記ケーシングの内部で供給された圧縮エアが周囲を通過する状態でワークを下方から支持し、回転することにより前記ワークを搬送する支持ボールと、前記支持ボールの下方に位置し、上向きの付勢力を受けて前記支持ボールを押し上げることができ、前記支持ボールの上方に前記ワークが位置した場合には、前記支持ボールに押されて下方に移動する、前記支持ボールよりも小さい弁体と、前記上向きの付勢力を発生させる付勢手段と、を備え、前記ケーシングの内部には、少なくとも前記支持ボール及び前記弁体にエアが触れるようにエア通路が形成されており、前記エア通路は、前記弁体が上方に位置する場合は前記弁体が塞ぐことにより閉鎖され、下方に位置する場合は開放されるよう構成されている。

【0008】

かかる構成によれば、支持ボールよりも小さい弁体がエア通路の開閉を行うため、支持ボール自体がエア通路の開閉を行う構成に比べ、エア通路の開閉に必要な力を小さくできることから、軽量のワークを搬送する際にも使用することができる。

【0009】

また、前記ワーク搬送装置では、前記弁体は、前記支持ボールよりも小径のボールであってもよい。

【0010】

かかる構成によれば、汎用材料であるボールを弁体として用いることができるため、ワーク搬送装置の製造コスト低減に貢献できる。

【0011】

また、前記ワーク搬送装置では、前記付勢手段は、前記エア通路に配置されたＯリングであってもよい。

【0012】

かかる構成によれば、汎用材料であるＯリングを付勢手段として用いることができるため、ワーク搬送装置の製造コスト低減に貢献できる。

【0013】

また、前記ワーク搬送装置では、前記Ｏリングは、貫通穴が上下方向を向くように配置されており、前記弁体は、前記Ｏリングの周方向の一部に支持されたことで、前記Ｏリングから前記上向きの付勢力を受けるものであって、前記エア通路のうち、前記弁体の位置する部分の中心に対し、前記Ｏリングの位置する部分の中心が水平方向にずれていてもよい。

【0014】

かかる構成によれば、汎用材料であるＯリングを付勢手段として用いつつ、弁体を機能的に配置したエア通路を構成できる。

【発明の効果】

【0015】

以上より、ワークを支持するボールをエアで浮上させるタイプのワーク搬送装置において、エア通路の開閉に必要な力を低減させ、軽量のワークでも使用できるワーク搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本実施形態に係るワーク搬送装置の模式的な斜視図である。

【図2】図２は、前記ワーク搬送装置の模式的な側面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ位置における断面図である。

【図4】図４は、図３の一部拡大図である。

【図5】図５は、前記ワーク搬送装置のワーク搬送時における模式的な側面図である。

【図6】図６は、図５のＶＩ－ＶＩ位置における断面図である。

【図7】図７は、図６の一部拡大図である。

【図8】図８は、従来例に係るワーク搬送装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、図１～図７を参照しつつ説明する。ワーク搬送装置１は、図１、図２、及び、図５に示すように、ケーシング２と、ケーシング２から一部が上方に突出しており、ケーシング２の内部で供給された圧縮エアが周囲を通過する状態でワークＷを下方から支持し、回転することによりワークＷを搬送する支持ボール３と、を備える。また、ワーク搬送装置１は、図３に示すように、支持ボール３の下方に位置し、上向きの付勢力を受けて支持ボール３を押し上げることができ、図６に示すように、支持ボール３の上方にワークＷが位置した場合には、ワークＷの自重により下降した支持ボール３に押されて下方に移動する、支持ボール３よりも小さい弁体４を備える。さらに、ワーク搬送装置１は、前記上向きの付勢力を発生させる付勢手段５を備える。本実施形態のワーク搬送装置１は、少なくとも底面が平面とされたボックス状のワークＷを搬送するが、プレート状等の他の形状のワークを搬送してもよい。

【0018】

ケーシング２は、支持ボール３が配置される台である。また、ケーシング２は、例えば略ブロック状であり、具体的に、長尺のブロック状である（図１参照）。なお、ケーシング２は、平面視で正方形状等の他の形状であってもよい。

【0019】

ケーシング２の上面２０には穴２１が形成されており、穴２１には支持ボール３が上下動するように配置されている。ケーシング２の各穴２１には、一つずつ支持ボール３が配置されている。

【0020】

ケーシング２には、複数（本実施形態では、１２）の穴２１が形成されている。具体的に、ケーシング２には、ケーシング２の長手方向に並んだ複数（本実施形態では、６）の穴２１の列が、ケーシング２の短手方向に並んで複数列（本実施形態では、２列）配置されている。また、ケーシング２の短手方向に並んで配置された穴２１に設けられた支持ボール３は、平面視で交互に配置されている、即ち、図３の右側に配置された支持ボール３と左側に配置された支持ボール３とは対称に配置されている。このケーシング２では、支持ボール３が上位置にある場合に加えて、支持ボール３が下位置にある場合でも、ケーシング２から突出した状態となる（図２及び図５参照）。

【0021】

なお、ケーシング２に設けられる穴２１は１つであってもよい。この場合、ケーシング２に配置される支持ボール３は１つである。このような構成は、例えばケーシング２を複数組み合わせて用いる場合に採用できる。

【0022】

ケーシング２の内部には、少なくとも支持ボール３及び弁体４にエアが触れるようにエア通路２２が形成されている（図３参照）。エア通路２２は、図４に示すように、弁体４が上方に位置する場合は弁体４が塞ぐことにより閉鎖され、図７に示すように、弁体４が下方に位置する場合は弁体４の表面に対して隙間ができることで開放されるよう構成されている。エア通路２２が開放されると、支持ボール３と穴２１との間にエアが入り、軽い力で支持ボール３が回転するため、ワークＷを容易に搬送することが可能となる。

【0023】

以上のワーク搬送装置１では、支持ボール３よりも小さい弁体４がエア通路２２の開閉を行うため、支持ボール３自体がエア通路２２の開閉を行う構成に比べ、開閉すべき断面積を小さくできるため、エア通路２２の開閉に必要な力を小さくできる。そのため、軽量のワークＷを搬送する際にも、ワーク搬送装置１を使用することができる。

【0024】

本実施形態では、エア通路２２には、ケーシング２の外部より圧縮エアが供給される。このワーク搬送装置１では、必要なとき（ワークＷがワーク搬送装置１に載置され、ワークＷの自重で支持ボール３を押し下げたとき）のみエア通路２２が開放されるため、常時エア通路２２が開放されている構成と比べて、エアの消費量を削減することができる。

【0025】

本実施形態では、ケーシング２は、支持ボール３が配置されるボール配置ブロック２３と、ボール配置ブロック２３を囲む外枠２４と、ボール配置ブロック２３及び外枠２４の上に載置される蓋部材２５と、を備える（図３参照）。また、ケーシング２は、外枠２４と蓋部材２５とを固定する固定部材２６（例えば、螺子）を備える（図１に現れている小穴は、固定部材２６用の貫通穴の一部である）。ケーシング２を構成する各部材は、例えば、ステンレス等の金属製である。ケーシング２には、ボール配置ブロック２３が少なくとも１つ（本実施形態では、複数、具体的には、１２）配置され、外枠２４及び蓋部材２５が１つずつ配置されている。なお、ケーシング２は、ボール配置ブロック２３、外枠２４、及び、蓋部材２５のうち少なくとも２つが１つの部材で構成されていてもよい。

【0026】

ボール配置ブロック２３は、外枠２４に嵌め込まれている。また、ボール配置ブロック２３は、支持ボール３が配置される本体部２３０と、本体部２３０と外枠２４との間に配置される台座部２３１と、を備える。

【0027】

本体部２３０は、略円柱状である。本体部２３０には、支持ボール３の下半分と対応する形状であり且つ下向きに凹んだ凹部である第一凹部２３２が設けられている。また、本体部２３０には、外周部の下端部に周方向に連続して形成され且つ本体部２３０の中心軸に向かって凹んだ凹部である第二凹部２３３が設けられている。第二凹部２３３には、ボール配置ブロック２３と外枠２４との間のエア漏れを防止するための防止部材２３４が配置されている。本実施形態では、防止部材２３４は、軟質樹脂（ゴム）製のＯリングである。

【0028】

支持ボール３は、ボール配置ブロック２３と蓋部材２５との間に、上下移動可能、かつ、全方向で回転可能に配置される。支持ボール３の上下移動に関し、ワークＷの搬送時は、ワークＷの自重により下方に位置する。一方、ワークＷが存在しない時は、弁体４を介した付勢手段５の付勢力により上方に位置する。

【0029】

また、支持ボール３は、例えば、ステンレス等の金属製のボール或いは、樹脂製等の金属以外の材料で形成されたボールである。さらに、支持ボール３は、中実のボールであるが、中空のボールであってもよい。

【0030】

弁体４は、例えば、支持ボール３よりも小径のボール（球状の部材）である。このワーク搬送装置１では、他の用途にも試用される汎用材料であるボールを弁体４として用いることができるため、ワーク搬送装置１のコスト低減に貢献できる。また、ボールを弁体４として用いることで、支持ボール３が回転する際に、弁体４として用いられるボールも回転するため、弁体４が球状の部材以外である構成に比べて、支持ボール３と弁体４との間の摩擦を低減することができる。

【0031】

本実施形態では、弁体４は、常時（支持ボール３が上位置及び下位置にある場合のいずれも）支持ボール３に接触している。また、本実施形態では、弁体４は、１つの支持ボール３に対して１つ設けられている。

【0032】

弁体４として用いられるボールは、例えば、ステンレス等の金属製のボール、或いは、樹脂製等の金属以外の材料で形成されたボールである。本実施形態では、弁体４は、中実のボールであるが、中空のボールであってもよい。なお、弁体４の形状は、例えば柱状、円錐状等の球状以外の形状でもよい。

【0033】

付勢手段５は、エア通路に配置されたＯリング５である。このワーク搬送装置１では、汎用材料であるＯリングを付勢手段５として用いることができるため、ワーク搬送装置１の製造コスト低減に貢献できる。また、Ｏリングを付勢手段５として用いることで、付勢手段５の高さを抑えつつ上向きの付勢力を確保できるため、ワーク搬送装置１の高さを抑えることができる。

【0034】

具体的に、Ｏリング５は、貫通穴が上下方向を向くように配置されている。より具体的に、Ｏリング５は軟質樹脂（ゴム）製のＯリングである。

【0035】

本実施形態のワーク搬送装置１では、弁体４は、Ｏリング５の周方向の一部に支持されたことで、Ｏリング５から上向きの付勢力を受ける。また、エア通路２２のうち、弁体４の位置する部分の中心Ｃ４に対し、Ｏリング５の位置する部分の中心Ｃ５が水平方向にずれている。エア通路２２は、弁体４の位置する部分の中心Ｃ４とＯリング５の位置する部分の中心Ｃ５との関係に応じて屈曲した形状（図３参照）とされている。このワーク搬送装置１では、汎用材料であるＯリングを付勢手段５として用いつつ、弁体４を機能的に配置したエア通路２２を構成できる。また、本実施形態では、支持ボール３の中心と弁体４の中心とは、水平方向において一致している。

【0036】

なお、付勢手段５は、例えばゴムブロック（直方体状、柱状）、金属バネ、樹脂バネ等でもよい。ゴムブロック、金属バネ、樹脂バネ等を付勢手段５として用いる場合は、弁体４の位置する部分の中心Ｃ４と、付勢手段５の位置する部分の中心Ｃ５とが水平方向において一致していてもよい。

【0037】

なお、本発明のワーク搬送装置は、上記実施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。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0038】

上記実施形態のワーク搬送装置１では、１つの支持ボール３に対して１つの弁体４が設けられていたが、１つの支持ボール３に対して複数の弁体４が設けられていてもよい。また、１つの支持ボール３に対して１つのエア通路２２が設けられていたが、１つの支持ボール３に対して複数のエア通路２２が設けられていてもよい。

【0039】

例えば、１つの支持ボール３に対して、同数且つ複数の弁体４及びエア通路２２が設けられてもよい。ここの場合、１つの支持ボール３を支持ボール３よりも小径のボールで構成される複数の弁体４で押し上げ、各エア通路２２を各弁体４で開閉する構成とする。この構成では、支持ボール３を押し上げる力が分散されるため、支持ボール３を安定して浮き上がらせることができる。

【0040】

また、１つの支持ボール３に対して、複数の小径のボール及び１つのエア通路２２が設けられてもよい。この場合、１つの支持ボール３を支持ボール３よりも小径のボール複数で押し上げ、１つのエア通路２２を１つの小径のボール（弁体４）で開閉し、残りの小径のボール（詳しくは、エア通路２２を開閉する弁体４と同形状であるが、弁としての機能を有さない小径のボール）は支持ボール３の回転を補助する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１…ワーク搬送装置、２…ケーシング、３…支持ボール、４…弁体、５…付勢手段（Ｏリング）、２０…上面、２１…穴、２２…エア通路、２３…ボール配置ブロック、２４…外枠、２５…蓋部材、２６…固定部材、１００…ワーク搬送装置、１０２…台、１０３…ボール、１２２…エア通路、２３０…本体部、２３１…台座部、２３２…第一凹部、２３３…第二凹部、２３４…防止部材、Ｃ４、Ｃ５…中心、Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】