(57)【要約】【課題】ボールトランスファーを使用する位置決め用支持具の、偏荷重による反対側の浮上がりがないようにすると共に大型化しないようにする。【解決手段】下部にボールが下向きに突出するように少なくとも３個以上のボールトランスファー２０を有し上部に物体載置面１３を有するボールトランスファー構体２と、ボ−ル２１が当接しボールトランスファー構体を所定範囲内で水平移動可能に支持する水平面２２を備えた基盤３と、ボールトランスファー構体の水平移動を所定範囲内に拘束すると共にボールトランスファー構体と基盤とを一体化する拘束手段４と、を具備する。無負荷状態で移動範囲内の所定位置にボールトランスファー構体を復帰させる、コイルばね３２による復帰手段を備えている。基盤から起立した周壁部２５及びその周壁部から隙間１９に進入し軸状部１２が通る穴２７を有する上壁部２６からなる拘束手段と兼用のカバー２４を設けた。【選択図】　　　　図１
2004114237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部にボールが下向きに突出するように少なくとも３個以上のボールトランスファーを有し上部に物体載置面を有するボールトランスファー構体と、前記ボ−ルが当接し前記ボールトランスファー構体を所定範囲内で水平移動可能に支持する水平面を備えた基盤と、前記ボールトランスファー構体の水平移動を前記所定範囲内に拘束すると共に前記ボールトランスファー構体と基盤とを一体化する拘束手段と、を具備することを特徴とする位置決め支持具。
【請求項２】
無負荷状態で前記所定範囲内の所定位置に前記ボールトランスファー構体を復帰させる復帰手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め支持具。
【請求項３】
前記復帰手段が、前記ボールトランスファー構体と前記基盤側の適所との間に作用するばね力又は磁力による構成である請求項２に記載の位置決め支持具。
【請求項４】
前記ボールトランスファー構体が、前記上部と下部との間に隙間を有し中央部を軸状部によって結合している形状とされ、前記ボールトランスファー構体の下部を前記所定範囲の移動に対して余裕を持って包囲するように設けられ前記基盤から起立した周壁部及びその周壁部から前記隙間に進入し前記軸状部が通る穴を有する上壁部からなるカバーを設けたことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の位置決め支持具。
【請求項５】
前記物体載置面の外縁が、前記ボールトランスファー構体のの全ボールを囲むようにボールを結ぶ閉曲線上方位置付近に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の位置決め支持具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の位置決めのために水平面に沿ってごく少量、小さい力で移動させることができるように支持する位置決め用支持具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、物品の加工工場においてワークを加工機械にコンベア等で移動させて所定の加工を行なう際に、加工機械に対して物品を正確に位置決めすることが必要である場合が多い。加工機械に物品を直接位置決め供給する場合の他に、加工機械に対してはロボットハンドが仲介して所定の位置から所定の位置へ供給する場合もある。いずれにしても、物品をある段階で所定の位置に正確に位置決めしてからでないと、次の段階に進めないことが多い。このような場合に、おおよその位置に置かれた物品を所定の位置に位置決めするためには、比較的軽量である物品では、例えば、適当なストッパに物品をプッシャーで押付けることにより物品は支持面上を滑って移動して位置が決められる。しかし、ある程度重量が大きくなると、支持面と物品間の摩擦抵抗が大きくなるから、プッシャーを大きくしたり、物品が移動しやすくなる支持手段が必要となる。このような場合の支持手段としてボールトランスファーがある。ボールトランスファーによる支持は、重量物を、小さい力で、Ｘ−Ｙ平面上を自由に移動させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
市販されているボールトランスファーを位置決め用支持具として使用する場合は、一般的にはボールで、物品を直接、あるいは間接的に物品が載置されたパレット等を支持することになる。つまり、ボールトランスファーを適当に分散配置してボールでワークあるいはパレット等の物品を支持できるようにする。しかし、用途によってはボールトランスファーのボールの露出が好ましくない場合や、さらにボール及びその支持部等の摩耗による塵埃等の漏れが好ましくない場合もあり、そのような場合には、ボールに板状部材を支持させると共にカバーを設けることが考えられる。これにより板状部材の上に物品を載せることになり、ボールの露出はなく、摩耗による塵埃等の漏れがなく、物品の位置決めにおいては物品と板状部材が共に移動し、位置決めできるものとなる。
【０００４】
しかしながら、上述した板状部材をボールの上側に設ける構成においては、少量ではあるが位置決めのための移動範囲を確保するために、分散配置したボールトランスファーの外側のものよりも板状部材の外縁が外側にあるように設ける必要がある。このため、板状部材の外縁部に偏荷重が作用したときに外縁部に近いボールを支点に板状部材が回動し反対側が浮上がり、位置決めが出来ない事態を生じる問題がある。また、この問題を解決するために、板状部材の浮上がりを防止する係止手段を付加すると、浮上がり防止状態で位置決めを可能とするために係止のための接触部に別のボールトランスファーを設ける必要があり、位置決め用支持具が大型化する問題がある。
本発明は、ボールトランスファーを使用する構成の位置決め用支持具において、前記偏荷重による反対側の浮上がりがないようにすると共に大型化しないようにすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、下部にボールが下向きに突出するように少なくとも３個以上のボールトランスファーを有し上部に物体載置面を有するボールトランスファー構体と、前記ボ−ルが当接し前記ボールトランスファー構体を所定範囲内で水平移動可能に支持する水平面を備えた基盤と、前記ボールトランスファー構体の水平移動を前記所定範囲内に拘束すると共に前記ボールトランスファー構体と基盤とを一体化する拘束手段と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
この手段では、物体載置面が所望位置となるように基盤を固定すると、所定範囲内を水平移動可能な物体載置面が得られる。物体載置面に置かれた物体はボールトランスファーに支持された状態であるから、小さい力で所定範囲内を水平移動させることができ、位置決めできる。また、３個以上のボールトランスファーを使用しているから物体載置面が常に一定の姿勢を保つことが出来ると共に、ボールトランスファー構体が載置された物体と共に移動するから、ボールと物体側との位置関係が変化せず、これにより位置決め移動によってがたつきや傾きが生じることがないから、安定な状態で位置決めできる。厳密には予め物体載置面を平面形状で見てボール中心を結ぶ閉曲線よりも内側に位置する構成としておけば、物体を載置したとき及び移動させたときにがたつくことがないが、実際には重量との関連である程度大きくすることは可能である。従って、安定のために余分のボールトランスファーを用いる構成ではないから、大型化することはない。また、全体が一体化された構成であるから、使用しやすく、汎用性に優れた位置決め支持具として使用できる。
【０００７】
無負荷状態で前記所定範囲内の所定位置に前記ボールトランスファー構体を復帰させる復帰手段を備えている構成とするのがよい。この構成では位置決めされた物体が次の物体と置き換えられて新たに位置決めされる場合に、ボールトランスファー構体が先に位置決めされた位置にそのまま残ると、移動可能な所定範囲を越えて移動しなければならない場合が生じることになるが、この構成では、物体載置面上にあって位置決めされた物体が次の物体と交換される際に物体載置面から持ち上げられて無負荷状態になると、ボールトランスファー構体が復帰手段によって所定の位置に復帰する。従って、物体を載置するときは常に復帰したボールトランスファー構体の物体載置面に物体を載置することになり、位置決めする際の物体の移動が所定範囲内にあるようにしておけば、移動可能な範囲を越えることはなく、位置決めにきわめて都合がよい。
【０００８】
前記復帰手段が、前記ボールトランスファー構体と前記基盤側の適所との間に作用するばね力又は電磁力による構成とするのが良い。ばね力による構成では、例えば、コイルばねをボールトランスファー構体と基盤側の適所との間に張設すればよく、物体載置面に置かれた物体を位置決め移動させるときにその移動方向に応じて逆方向に移動するエネルギーがコイルばねに蓄えられ、物体を載置面から持ち上げるとコイルばねに蓄えられたエネルギーによってボールトランスファー構体が元の位置に復帰する。また、磁力による構成では、例えば、物体を位置決め移動させるときに対面状態で相対移動するボールトランスファー構体側と基盤側の部分に、電磁石又は永久磁石とその被吸引部とを設けて、無負荷状態でその磁気吸引力により所定の位置関係となるようにすればよい。
【０００９】
前記ボールトランスファー構体が、前記上部と下部との間に隙間を有し中央部を軸状部によって結合している形状とされ、前記ボールトランスファー構体の下部を前記所定範囲の移動に対して余裕を持って包囲するように設けられ前記基盤から起立した周壁部及びその周壁部から前記隙間に進入し前記軸状部が通る穴を有する上壁部からなるカバーを設けた構成とするのがよい。この構成では、カバー上壁部と、ボールトランスファー構体の上部と下部の一方又は双方との間隔を小さくすることによってボールトランスファーを外界から略遮断した構成となる。これにより、使用環境によってはボールや水平面に塵埃が付着してボールの良好な転動を妨げ、あるいは耐久性を低下させることがあるが、これを防止でき、また、ボールトランスファーの摩耗による塵埃等が外に漏れ出すことを嫌う食品取扱い工場等での用途においても使用可能となる。また、内部気体を別に吸引して排出する構成とすることにより、内部で発生する塵埃や潤滑油の蒸気等のガスが使用環境中に漏れ出さないようにすることが出来るから、さらに高度な使用環境である、クリーンルームにおける使用も可能となる。また、このカバーを設けた構成はボールトランスファー構体を適切に拘束可能であり、前記拘束手段と兼用する構成にすることが出来る。
【００１０】
前記物体載置面の外縁が、前記ボールトランスファー構体の全ボールを囲むようにボールを結ぶ閉曲線の上方位置付近に位置するように設けられている構成とするのが良い。この構成では、物体載置面に載せられた物体重量は作用点が物体載置面のどこかにあって下向きに作用するから、平面形状で見てボールトランスファー構体のボールの位置よりも外側に大きく離れて作用点が位置すると、大きい回転モーメントが発生するから、ボールトランスファー構体がボールを中心に傾いてがたついたり、位置決め移動できない状態が生じるが、この構成では、物体載置面の外縁部の位置を制限したことにより、ボールトランスファー構体が傾くようなことは殆どなく、常に安定した位置決め移動が可能となる。前記ボールトランスファー構体の傾きを防止する手段としては、別にボールトランスファーを使用して浮上がりを押さえることが考えられるが、同程度の機能で生産コストが上昇し、嵩張る構成となり小型化に逆行する点でも好ましくない。これらの難点が、この構成では回避できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１を用いて説明する。この実施形態の位置決め支持具１は、ボールトランスファー構体２、基盤３、拘束手段４、復帰手段５等で構成されている。
【００１２】
ボールトランスファー構体２は、上部１０と、下部１１と、軸状部１２とで構成されている。上部１０は、円板状に形成され、上面が、例えば平坦な物体載置面１３に形成されており、下面中央から下方に向かって軸状部１２が突設されている。軸状部１２は途中で段を成して小径に形成されその小径部１４に円盤状に形成された下部１１が中心部に穿設した穴を嵌め込んで短円筒部材１５及び押さえ板１６を介してねじ１７によって押圧固定されている。円板状の上部１０と下部１１とは同じ外径に形成されており、双方の間には隙間１９が形成されている。上部１０と下部１１との間の軸状部１２外周には円環状の緩衝ゴム１８を嵌合固定してある。下部１１には下面の周縁部に接近して４個のボールトランスファー２０を周方向に等間隔で、下向きに、つまりボール２１が下に位置するように取付けてある。
【００１３】
基盤３は、正方形の板状体であり、上面にボールトランスファー構体２の下部１１よりも十分に大きい円形で平らな水平面２２を少し段を成して突出するように設け、各角部に位置決め支持具１を所望位置に取付けるためのボルト挿通孔２３を穿設してある。水平面２２にボールトランスファー２０のボール２１が当接してボールトランスファー構体２が支持され、水平移動可能となっている。
【００１４】
拘束手段４は、この例ではカバー２４で兼用する構成である。カバー２４はボールトランスファー構体２の下部１１外周位置から適当な間隔寸法を隔てて、例えば２０ｍｍ程度外方位置を包囲する周壁部２５と、その周壁部２５の上端から内側に伸延形成されている上壁部２６とからなる。上壁部２６は、内側に伸延している部分が中心部に円孔２７を有する円板状であり、前記ボールトランスファー構体２の上部１０と下部１１との間の隙間１９に接触しない程度に接近して進入した厚さ寸法であり、円孔２７の内周面と軸状部１２の外周面との間に半径方向に１５ｍｍ程度の余裕間隙が残されている。周壁部２５には、下端外周に外方へ向かう凸縁部２８を例えば４個設けて、これに上下に貫通したねじ挿通孔２９を穿設し、基盤３側にはこれに対応してねじ穴３０を穿設し、カバー２４が基盤３にねじ４０で固定されている。なお、周壁部２５の下端は基盤３の水平面２２を形成している円形部に嵌合している。また、周壁部２５には排気用管路を接続する接続口３１を設けてあり、カバー２４内の排気を行なうことができるようになっている。
【００１５】
このカバー２４による拘束手段４の構成は、上壁部２６の円孔２７の内周面がボールトランスファー構体２の軸状部１２に接触することで、ボールトランスファー構体２の水平方向の移動可能範囲を規制しており、上壁部２６の下面がボールトランスファー構体２の下部１１の上面に接触することでボールトランスファー構体２の上方への変位を規制している。従って、組み立てられた位置決め支持具１は一体のものとして持ち運びができる。
【００１６】
復帰手段５は、例えば、４本のコイルばね３２を用い、ボールトランスファー構体２をカバー２４又は基盤３側に牽引することで、所定の中央部位置に弾性的に保持した構成であり、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、コイルばね３２が一端をボールトランスファー構体２の押さえ板１６の外縁に係止され、他端がカバー２４の周壁部２５内周面の適所（又は基盤３の適所）に係止され、張設された状態である。
【００１７】
このように構成された位置決め支持具１は、物体載置面１３上に位置決めする物体が置かれると、その物体は約１０ｍｍ程度の範囲で前後左右の任意の水平方向に、小さい力で移動可能である。従って、位置決め装置の位置決め用の支持具として使用でき、位置決め移動させるプッシャーは小さい出力のものでよく、装置を小型にできる。また、物体が物体載置面１３上に片寄って縁におかれたときでも、物体載置面１３の外縁がボールトランスファーのボール２１が支持している位置よりも外側にあまり出ていないから、ボールトランスファー構体２を傾ける回転モーメントのモーメントアーム長が短く、反対側が浮上がるようなことはない。より確実にこの浮上がりを防止するためには、図１（ａ）に示すように、厳密にはボール２１の中心を結ぶ線３３と同じ、又はその内側に物体支持面を設ける構成とすればよいが、通常は、平面図で、各ボール２１を包囲する閉曲線３４、あるいは外接円３４ａ程度、あるいはもう少し外側でも良い。なお、物体の重量が極端に大きい場合には厳密に考える方が良い。
【００１８】
複数個位置決め支持具を用いた使用例を図２に示す。図中、３５はパレットで、加工物品３６を所定の配列状態で支持しており、加工機械周辺の所定位置に置かれて、ロボットアームにより順次加工物品３６が加工機械に供給されるようになっている。そのパレット３５の下側に位置決め支持具１が配置されている。この場合、加工物品が別の位置からパレットに搭載されて加工機械の周辺に運ばれてきたときに、パレット３５の置かれる位置がロボットアームに設定されている位置と確実に一致する必要があり、パレット３５が置かれた位置で位置決めが行なわれるようになっている。この位置決め支持ができるように、たとえば、４個の位置決め支持具１を台又は床面３７上に固定して設けてあり、この上にパレットが置かれる。パレット３５は、ボールトランスファー構体２の物体載置面１３に置かれて、任意の水平方向に移動可能であり、例えば、プッシャー３８が矢印の方向にパレット３５を押すことによりパレット３５はストッパ３９に当接して予め決められている所定の位置に位置決めされる。
【００１９】
パレット３５が次の加工物品を搭載したパレットと交換されるとき、パレット３５が除去されると、各位置決め支持具１の物体載置面１３は復帰手段５のコイルばね３２の作用によって元の無負荷状態の位置に復帰する。従って、位置決めに必要な移動距離は毎回常に同じように確保される。
【００２０】
また、この作業環境が、クリーンルームである場合は、接続口３１に適切な吸引手段を接続して内部気体を排出する構成とすることにより、カバー４とボールトランスファー支持構体２との隙間からクリーンルーム内の外気を吸い込み、その外気と共にカバー４内部で発生する、ボール２１やボールを支持している小球、凹球面の摩耗による塵埃や、潤滑剤を使用している場合の揮発成分等が排出されるから、作業環境を汚染することなく使用可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、物体を物体載置面に載せたとき及び位置決め移動させた時にがたつきが生じないようにすることが出来、使用しやすく、汎用性に優れた位置決め支持具として使用できる効果を奏する。
請求項２、請求項３に記載の発明は、物体載置面が常に所定位置に復帰するから、位置決め装置の構成が容易であり、特に複数の位置決め支持具によって大きい物体を支持して位置決めする装置とするときに、各物体載置面に対する大掛りな復帰手段を設ける必要がない効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、耐久性の向上、あるいは清浄な環境での使用、特にクリーンルームでの使用が可能となる効果を奏する。
請求項５に記載の発明は、ボールトランスファー構体の加重位置による傾きやがたつきがなく、確実な位置決め移動が可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明の実施の形態で示したものの使用の一例を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図である。
【符号の説明】
１　　　位置決め支持具
２　　　ボールトランスファー構体
３　　　基盤
４　　　拘束手段
５　　　復帰手段
１０　　上部
１１　　下部
１２　　軸状部
１３　　物体載置面
１４　　小径部
１５　　短円筒状部材
１６　　押さえ板
１７　　ねじ
１８　　緩衝ゴム
１９　　隙間
２０　　ボールトランスファー
２１　　ボール
２２　　水平面
２３　　ボルト挿通孔
２４　　カバー
２５　　周壁部
２６　　上壁部
２７　　円孔
２８　　凸縁部
２９　　ねじ挿通孔
３０　　ねじ穴
３１　　接続口
３２　　コイルばね
３５　　パレット
３６　　加工物
３７　　台
３８　　プッシャー
３９　　ストッパー
４０　　ねじ
【図１】
2004114237.tif 000003
【図２】
2004114237.tif 000004