JP2004189058A - 移動装置用転動ユニット及び移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールトランスファーを用い耐久性の良い移動装置及び移動装置用転動ユニットとする。
【解決手段】転動ユニット２は、ボールトランスファー３と、縦方向の軌道に沿って転動可能な縦移動車輪１９及び横方向の軌道に沿って転動可能な横移動車輪２０を保持体１１に設けた車輪部とを有する。主球１０を中央部に位置させ、縦移動車輪が横方向の第１軸線２３の回りに、横移動車輪が第１軸線に直交する第２軸線２４の回りに夫々回転自在に主球の両側に設けられ、主球の接地部の高さが縦及び横移動車輪の接地部の高さよりも低く形成されている。移動装置は、転動ユニットをパレット２５下面に設けて移動台を形成し、水平面上で互いに交差するように且つ交差した部分を欠除させて設けた縦及び横方向の軌道と、転動ユニットが軌道交差部に達した状態で縦又は横移動車輪に代わって主球が支持されて転動するように設けた水平支持面とを具備する移動経路を形成してなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体を移動台上に載せて、所望の位置に移動させるための移動装置と、その移動装置に使用する移動装置用転動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の移動装置として一般的なものは、台車である。台車は、床面を転がる車輪で移動するようにしたものと、軌道上を転がる車輪で移動するようにしたものとがある。台車が床面上を移動する移動装置は、一般的には自在キャスターを備えており、方向転換はほぼ自由に可能であるが、移動方向の安定性に乏しく、床面の水平であることが必要で床面に傾きや段差がある場合には台車姿勢の安定性も良くない。台車が軌道上を移動する移動装置は、軌道の保守が必要であるが床面の保守よりは容易であり、移動方向や姿勢の安定性を確保しやすい。しかし移動経路を直角に曲げることが困難である。
【０００３】
また別に、特許文献１に見られるように、ボールトランスファーを本体の下面に取付けて車両とした移動装置がある。ボールトランスファーの場合は、主球を多数の小球を介して凹球面に支持する構成であるが、主球と床面との接触が点接触であるため、一般的には線接触の車輪やローラに比べると耐久性が大きく劣る問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２０１７９４号公報（４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
平面上を任意の方向へ移動させることができるボールトランスファーは、軸支持車輪若しくはローラよりは、耐久性が劣るから、ボールトランスファーを車輪やローラ等と同様に使用すると早期に寿命が尽きてしまう問題がある。
本発明は、ボールトランスファーを用いた構成で、耐久性の良い移動装置及び移動装置用ユニットを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動装置用転動ユニットは、水平面上を転動可能に主球を保持体に保持したボールトランスファーと、縦方向の軌道に沿って転動可能な縦移動車輪及び横方向の軌道に沿って転動可能な横移動車輪を前記保持体に設けた車輪部と、を有する。
【０００７】
この手段の移動装置用転動ユニットは、例えば、４個を物体載置パレット等の基体下面の適当な正四角形の角に相当する４箇所に設けて移動台車とすることができる。その移動台車は、予め縦移動車輪に対応する縦方向軌道と、横移動車輪に対応する横方向軌道とを同一水平面で交差させ、交差部分の軌道を欠除させて設けると共に、交差部における主球位置に対応して水平支持面を設けることにより、縦移動車輪が縦方向の軌道に沿って転動する縦方向移動が可能であり、また、横移動車輪が横方向の軌道に沿って転動する横方向移動が可能であり、軌道交差部分では車輪に代わって主球が水平支持面上を任意の方向に転動できて縦横いずれの方向の軌道にも乗り換えることが可能である。従って、車輪と球体とを併用したことにより急角度の方向転換、例えば９０°の方向転換が困難な車輪を使用しても、縦方向又は横方向に９０°の方向転換が可能となり、しかもボールトランスファーの主球が転動するのは主に軌道交差部のみであるから、耐久性が車輪よりも劣る球体であっても長期使用が可能となる。
【０００８】
前記ボールトランスファーの主球を中央部に位置させ、前記縦移動車輪が、平面図形で前記主球の中心を通る横方向の第１軸線の回りに回転自在に主球の両側に設けられ、前記横移動車輪が、平面図形で前記主球の中心を通り第１軸線に直交する第２軸線の回りに回転自在に主球の両側に設けられ、前記主球の接地部の高さが前記縦移動車輪及び横移動車輪の接地部の高さよりも低く形成されている構成とするのがよい。この構成では、軌道の直線部分を走行中は主球は接地しておらず、尚且つ軌道の間にあることから、車輪が軌道から外れ脱落することを防ぐ機能も有することとなる。
【０００９】
本発明の移動装置は、前記移動装置用転動ユニットを基体下面に設けて移動台を形成し、その移動台の転動ユニットに対応して形成され、水平面上で互いに交差するように且つ交差した部分を欠除させて設けた前記縦方向の軌道及び横方向の軌道と、前記転動ユニットが軌道交差部に達した状態で前記縦移動車輪又は横移動車輪に代わって前記主球が支持されて転動するように設けた水平支持面とを具備する移動経路を形成してなる。
【００１０】
この移動装置は、縦方向の軌道、横方向の軌道、及び水平支持面を所望の移動経路を形成するように設けておくことにより、転動ユニットを設けた移動台を所望の移動経路に沿って移動させることが可能となる。例えば、格子状に移動経路を形成しておくことにより、選択的に縦横に移動台を移動させることができる。移動は手動でも良いが、別に動力による駆動手段を設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の移動装置及びその移動装置に使用する転動ユニットの実施の形態を、図１〜図４を用いて説明する。この実施形態では、移動装置１は、例えば工場内において、移動台に載せた物体を、図４に示すような所定の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・の間で所望の位置に移動させることができるようにしたものである。まず移動装置１の移動台に設ける転動ユニット２を、図１〜図３を用いて説明する。この転動ユニット２は、ボールトランスファー３と、車輪部４と、を有する。
【００１２】
ボールトランスファー３は、１転動ユニット２に１個使用してあり、水平面上を転動可能に１個の主球１０を下方へ突出するように保持体１１に保持したもので、保持体１１と主球１０との間には多数の小球１２を介在させてある。保持体１１は、正方形の基盤１３の下側に凹球面部材１４を設けてその凹球面１５に小球１２を介して主球１０に乗る形で主球１０を保持部１６で保持しており、小球１２が主球１０の転動に従って循環し、主球１０が滑らかに転動するようになっている。保持体１１は、正方形の各角部内側位置に取付け用の穴１７を穿設してあり、正方形の各辺の中間内側位置に下方に突出した車輪軸支持部１８を設けてある。
【００１３】
車輪部４は、前記車輪軸支持部１８に夫々縦移動車輪１９、又は横移動車輪２０を輪軸２１によりラジアルボールベアリング２２を介して軸支持したものである。縦移動車輪１９は、平面図形で主球１０の中心を通る横方向の第１軸線２３に沿って主球１０の両側に配置された車輪軸２１に支持され、横移動車輪２０は、平面図形で主球１０の中心を通り第１軸線２３に直行する縦方向の第２軸線２４に沿って主球１０の両側に配置された車輪軸２１に支持されている。そして、縦移動車輪１９及び横移動車輪２０の接地部の高さ位置は同じであり、これよりも主球１０の接地部高さ位置の方が５．５ｍｍ低くなるように設けられている。
【００１４】
この転動ユニット２は、例えば、図４に示すように、略正方形のパレット２５の下面に、所定正方形を対応させてその角部位置に一つずつ全部で４個を同じ方向性を持って取付けて移動台２６とし、この移動台２６が走行する軌道を、所望の移動位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・を結ぶように設置して移動装置１を構成する。移動台２６における４個の転動ユニット２の縦移動車輪１９は全部で８個で、縦方向に２個ずつが前後して位置していて４列あり、横移動車輪２０も同様に全部で８個であり、横方向に２個ずつが前後して位置していて４列あり、これに対応する縦方向の軌道２７と横方向の軌道２８が設けられる。つまり、一つの縦方向移動経路においては、移動台２６両側に２個ずつ前後して４個の転動ユニット２が位置しているから、縦方向に移動するための２本の平行な縦方向の軌道２７、２７が設けられ、その１本の軌道２７は転動ユニット２の両側の縦移動車輪１９に対応した２条の縦転動面２９、２９で構成される。また、横方向移動経路においても同様に、横方向の軌道２８、２８が設けられ、その１本の軌道２８は転動ユニット２の両側の横移動車輪２０に対応した２条の横転動面３０、３０で構成される。この両転動面２９、３０は、例えば、厚さ６ｍｍのフラットバー３１をＩ形鋼、又はＨ形鋼のようなビーム材３２に、車輪間隔に対応する所定の間隔で平行に、溶接等により取付けてその上面で形成したもの（図２参照）である。
【００１５】
この移動装置１は、縦方向と横方向との移動の組み合わせによって移動するようになっているから、図４に示すように、移動台２６を移動させたい所定の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・間を結ぶように縦横の移動経路３３、３４を設けてあり、その縦、横の移動経路３３、３４が縦方向及び横方向の軌道２７、２８によって構成される。縦方向の軌道２７、及び横方向の軌道２８は、適切な位置に設けられる経路交差点３５を構成するように軌道交差点３７が設けられる。その軌道交差点３７において、各軌道２７、２８は交差部を欠除させた形で形成される。すなわち、２条の転動面２９、２９と、３０、３０とが交差して形成される軌道２７、２８の交差部は縦方向のものも横方向のものも欠除させてあり、移動台２６が交差点に達すると全ての移動車輪１９、２０が転動面２９、３０上から外れるようになっている。その状態で、ボールトランスファー３の主球１０が台車を支持した状態になるように、２条の転動面２９、２９と、３０、３０との４個の夫々の交差部内側位置に、いわゆる交差点位置に、転動面２９，３０の高さ位置よりも例えば６ｍｍ低い水平支持面３９を設けてある。この例では、水平支持面３９は前記ビーム材３２のフラットバー３１を取付けた上面で代用してある。この６ｍｍの差は前記した縦及び横移動車輪１９、２０と主球との接地面の高さの差５．５ｍｍよりも僅かに大きい寸法であり、移動車輪１９、２０が転動面２９、３０を転動している時には、主球１０がビーム材３２上面に接触しないようになっている。なお、以上は四つ角のような交差点について説明したものであるが、三叉路のような交差点、あるいは分かれない単なる曲がり角である屈曲点についても同様に転動面を欠除させることによって進行方向に転動する車輪のみが転動面上を転動するように構成できる。
【００１６】
また、移動台２６を移動させる所望の所定位置Ａは縦移動経路３３、Ｂは横移動経路３４を構成する各々の軌道２７又は２８の端部を含む位置であり、特に何も設けないでよい。所定位置Ｃは、軌道２８の端に接続した位置であり、この場合は軌道２８端に続いて水平面４０を適当な範囲に設け、その範囲内を４個の主球１０によって自由に移動できるようにしてある。所定位置Ｄは、軌道２８が屈曲して軌道２７に向かう屈曲部において、屈曲しないで直進した位置であり、所定位置Ｃと同様に水平面４０を適当に設けてある。
【００１７】
この移動装置において、移動台２６上に移動させようとする物体を載せて所定位置Ａから所定位置Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・等へ移動させるとき、例えば、手動により押して所定位置Ｃに移動させるときは、縦移動経路３３を通って、始めの経路交差点３５を通過させ、次の経路交差点３５で直角に曲がって横横移動経路３４を通り、所定位置Ｃに到達させる。縦移動経路３３を移動するときは、縦方向の軌道２７、２７の４条の縦転動面２９、２９を縦移動車輪１９、１９が転動する。経路交差点３５では、４個の転動ユニット２が４個の軌道交差点３７に位置し、縦移動車輪１９及び横移動車輪２０が何れも転動面２９，３０の欠除した部分に位置するようになり、同時に主球１０が水平支持面３９上に接地した状態になる。この状態では４個の主球１０が水平支持面３９上に接地した状態であるから、移動台２６は任意の方向に移動可能であり、経路交差点３５を通過させる時は慣性により直進させると、縦移動車輪１９が今通ってきた縦方向の軌道２７の延長線上の縦方向の軌道２７の縦転動面２９に乗り移って転動する。一つの経路交差点３５を直進して通過するとき各転動ユニット２は何れも二つの軌道交差点３７を通過する。次の経路交差点３５で移動台２６を一旦停止させることにより４個の主球１０が各軌道交差点３７の水平支持面３９上に位置するようになるから、横移動経路３４に沿って所定位置Ｃの方向に押すことにより、主球１０が少し転動してそれまで使用されていなかった横移動車輪２０が横方向の軌道２８の横転動面３０に乗り移る。そのまま直進させて所定位置Ｃに到達させる。所定位置Ｃでは移動台２６は４個の主球１０で水平面４０上を転動する状態になるから、水平面の範囲内で任意の位置に移動させることができる。
【００１８】
この移動装置１では、移動台２６が転動ユニット２の縦移動車輪１９、及び横移動車輪２０によって、全移動距離の大部分を移動し、ボールトランスファー３の主球１０によって移動するのは、軌道交差点３７と所定位置Ｃ、Ｄにおける水平面４０上の位置変更移動とであり、極めて短い距離となるから、転動ユニットの縦、横移動車輪１９、２０の寿命とボールトランスファー３の寿命とにあまり大きな差異を生じないものとなる。従って、ボールトランスファーを用いた構成でも、移動装置１、及びその移動装置に使用する転動体ユニット２は耐久性の良いものである。
【００１９】
この移動装置１の移動台２６は、手動によって移動させたが、場合によっては、適当な動力による駆動手段を設けて移動させる構成も可能である。例えば、移動経路を構成している両側の軌道の間に、移動方向に適当な間隔で設けた、下側からパレット２５の下面に当接して回転することにより所望の移動方向に駆動する、摩擦車、あるいは歯車等であっても良い。勿論、パレット２５下面には、摩擦車の場合には摩擦部材を設け、歯車の場合にはラックを設けることになる。なお、必要に応じて、移動台２６が移動経路に沿って移動するように案内するガイド手段を設けるのがよい。
【００２０】
また、前記実施形態では、移動台２６に４個の転動ユニット２を設け、各転動ユニット２に縦移動車輪１９及び横移動車輪２０を２個ずつ設けるものを示したが、この４個の転動ユニットを設ける場合で、移動させる物体の重量がそれほど大きくない場合には、転動ユニットの縦移動車輪と横移動車輪を１個ずつ省略して１個ずつ設ける構成としても良い。この場合の転動ユニットに対応する軌道の転動面は１条となる。
【００２１】
また、前記実施形態において、軌道交差点３７の水平支持面３９はビーム材３２の上面で代用したが、移動台２６が転動面２９、又は３０に支持された状態にある時と、水平支持面３９に支持された状態にある時とでは０．５ｍｍの段差が生じており、この段差をなくすためには、水平支持面３９上に０．５ｍｍの鋼板を設けて高さを高くすればよく、このようにすることによって軌道交差点３７を通過するときに上下動がなくなる。所定位置Ｃ、Ｄの水平面４０は当初からビーム３１上面よりも０．５ｍｍ高くしておけばよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１、及び請求項２に記載の発明は、縦方向と横方向に方向転換が可能であり、移動距離に対してボールトランスファーの稼動状態を低減して耐久性を向上させることができる効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、縦方向と横方向の軌道に交差部で乗り換えることにより直角に屈曲して移動可能であり、ボールトランスファーによる移動距離が少なくてよいから、ボールトランスファーを使用していても移動装置の耐久性が良いという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転動ユニットの実施形態を示す部分断面正面図。
【図２】同実施形態を軌道部分と共に示す正面図である。
【図３】同実施形態の底面図である。
【図４】本発明の移動装置の実施形態を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ 移動装置
２ 転動ユニット
３ ボールトランスファー
４ 車輪部
１０ 主球
１１ 保持体
１２ 小球
１３ 基盤
１４ 凹球面部材
１５ 凹球面
１６ 保持部
１７ 取付用の穴
１８ 車輪軸支持部
１９ 縦移動車輪
２０ 横移動車輪
２１ 車輪軸
２２ ラジアルボールベアリング
２３ 第１軸線
２４ 第２軸線
２５ パレット
２６ 移動台
２７ 縦方向の軌道
２８ 横方向の軌道
２９ 縦転動面
３０ 横転動面
３１ フラットバー
３２ ビーム材
３３ 縦移動経路
３４ 横移動経路
３５ 経路交差点
３７ 軌道交差点
３９ 水平支持面
４０ 水平面

Claims (3)

1. 水平面上を転動可能に主球を保持体に保持したボールトランスファーと、縦方向の軌道に沿って転動可能な縦移動車輪及び横方向の軌道に沿って転動可能な横移動車輪を前記保持体に設けた車輪部と、を有する移動装置用転動ユニット。
2. 前記ボールトランスファーの主球を中央部に位置させ、前記縦移動車輪が、平面図形で前記主球の中心を通る横方向の第１軸線の回りに回転自在に主球の両側に設けられ、前記横移動車輪が、平面図形で前記主球の中心を通り第１軸線に直交する第２軸線の回りに回転自在に主球の両側に設けられ、前記主球の接地部の高さが前記縦移動車輪及び横移動車輪の接地部の高さよりも低く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動装置用転動ユニット。
3. 請求項１、又は請求項２に記載の移動装置用転動ユニットを基体下面に設けて移動台を形成し、その移動台の転動ユニットに対応して形成され、水平面上で互いに交差するように且つ交差した部分を欠除させて設けた前記縦方向の軌道及び横方向の軌道と、前記転動ユニットが軌道交差部に達した状態で前記縦移動車輪又は横移動車輪に代わって前記主球が支持されて転動するように設けた水平支持面とを具備する移動経路を形成してなる移動装置。

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