(57)【要約】【課題】物体を支持する球体を、球体側から駆動して移送する。【解決手段】大きい主球２を多数の小球３を介して本体４に設けた凹球面１０上に回転可能に支え、主球と凹球面との間の小球収容間隙上部を、小球を封じ込めるように閉じると共に主球の一部が上方に突出する穴１１を有する蓋部１２を本体に設け、小球収容間隙の環状上部１５にその所定直径両端位置の一方から小球を強制的に供給し、他方から排出できるように小球の出入口１６，１７を設け、小球を強制的に供給することにより主球を所定の方向に回転させる。本体及び蓋部を一体的に形成して円筒状外周面を設け、円筒状外周面を包囲し相対的に回転可能な包囲部材５を設け、本体及び蓋と包囲部材とを相対的に回転させて出入口に対して強制供給口１８ａ、１８ｂと排出口１９ａ、１９ｂを切換接続可能とした。【選択図】　　　　図１
2004059195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大きい主球を多数の小球を介して本体に設けた凹球面上に回転可能に支え、前記主球と凹球面との間の小球収容間隙上部を、小球を封じ込めるように閉じると共に主球の一部が上方に突出する穴を有する蓋部を前記本体に設け、前記小球収容間隙の環状上部にその所定直径両端位置の一方から前記小球を強制的に供給し、他方から排出できるように小球の出入口を２個設け、前記小球を強制的に供給することにより前記主球を所定の方向に回転させるように構成した球体駆動移送装置。
【請求項２】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し前記凹球面の中心を通る垂直軸線と同じ軸線を有する円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を開口させ、前記円筒状外周面を包囲し相対的に回転可能な包囲部材を設け、その包囲部材内周面の中心軸線に対する両側対称位置に、強制供給手段からの小球を供給する強制供給口と小球を排出する排出口とを同様な上下の位置関係で夫々設け、前記出入口の一方が片側の強制供給口に接続している状態で出入口の他方が反対側の排出口に接続するように両側の出入口の高さ位置を異ならせて設け、前記本体及び蓋と前記包囲部材とを相対的に回転させて前記出入口に対して前記強制供給口と排出口を切換接続可能としたことを特徴とする請求項１に記載の球体駆動移送装置。
【請求項３】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を開口させ、前記円筒状外周面を包囲し相対的に回転可能な包囲部材を設け、その包囲部材に前記出入口の一方に対応し強制供給手段からの小球を供給する強制供給口と他方に対応し小球を排出する排出口とを設け、前記本体及び蓋と前記包囲部材とを相対的に回転させて前記出入口に対して前記強制供給口と排出口を切換接続可能としたことを特徴とする請求項１に記載の球体駆動移送装置。
【請求項４】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し前記凹球面の中心を通る垂直な軸線と同じ軸線を有する円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を高さ位置を異ならせて開口させ前記軸線を中心に回転可能に支持し、前記円筒状外周面を包囲し前記本体及び蓋部の任意の回転位置で一方の前記出入口が連通する小球供給室と他方の前記出入口が連通する小球排出室とを上下に区画して設けたことを特徴とする球体駆動移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球体により支持した物体を、球体を駆動して移送する球体駆動移送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、比較的大きい径の主球を凹球面に多数の小球を介して回転自在に支持した構成の球体支持移送装置がある。この球体支持移送装置は、例えば、幾つかを主球上端が同一水平面に位置するように配置して下面の平らな物体を主球で支持し、物体に外力を加えることにより水平移動するようにして使用され、重量の大きい物体でも小さい外力で任意の方向に移動させることができる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の球体支持移送装置は、それ自体から物体を移動させるための作用力を与えることができないものであり、例えば、球体支持移送装置を設けたテーブル上に物体を送り込んだときに、そのテーブル上で物体の位置決め移動を行ないたい場合には、プッシャーや人力等により直接物体を押し引きして行なっていた。しかし、物体によっては押し引きのために直接接触することができない場合や、好まれない場合がある。このような場合に、球体支持移送装置によって物体を移動させることができれば都合がよい。
本発明は、物体を支持する球体を回転駆動する構成によって物体を球体側から駆動して移送できる移送装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の手段は、大きい主球を多数の小球を介して本体に設けた凹球面上に回転可能に支え、前記主球と凹球面との間の小球収容間隙上部を、小球を封じ込めるように閉じると共に主球の一部が上方に突出する穴を有する蓋部を前記本体に設け、前記小球収容間隙の環状上部にその所定直径両端位置の一方から前記小球を強制的に供給し、他方から排出できるように小球の出入口を２個設け、前記小球を強制的に供給することにより前記主球を所定の方向に回転させるように構成してある。
【０００５】
この手段では、主球に物体を支持させ、小球を強制供給すると、小球がが一方の出入口から他方の出入口へ流れるように移動し、これにより主球が小球との接触部分で小球の流れる方向に回転駆動されるから、この主球の回転によって主球が支持している物体は移動する。
【０００６】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し前記凹球面の中心を通る垂直軸線と同じ軸線を有する円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を開口させ、前記円筒状外周面を包囲し相対的に回転可能な包囲部材を設け、その包囲部材内周面の中心軸線に対する両側対称位置に、強制供給手段からの小球を供給する強制供給口と小球を排出する排出口とを同様な上下の位置関係で夫々設け、前記出入口の一方が片側の強制供給口に接続している状態で出入口の他方が反対側の排出口に接続するように両側の出入口の高さ位置を異ならせて設け、前記本体及び蓋と前記包囲部材とを相対的に回転させて前記出入口に対して前記強制供給口と排出口を切換接続可能とした構成とするのがよい。
【０００７】
この構成では、両側にある強制供給口の一方が両側にある出入口の一方に一致して小球を供給する状態で、その側の排出口は閉じられており、他の側では強制供給口が閉じられその側の排出口が出入口に一致している。従って、小球が強制供給されることにより小球収容間隙を移動する際に主球を所定の方向に回転させる。この状態から、例えば、本体及び蓋部を中心軸線の周りに１８０°回転させると、それまで出入口に接続されていた強制供給口と排出口とが閉じられて別の強制供給口と排出口とが接続するようになり、本体及び蓋部の回転前とは主球を逆の方向に回転させるようになる。従って、主球で支持している物体の移送方向が逆方向に切換えられる。
【０００８】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を開口させ、前記円筒状外周面を包囲し相対的に回転可能な包囲部材を設け、その包囲部材に前記出入口の一方に対応し強制供給手段からの小球を供給する強制供給口と他方に対応し小球を排出する排出口とを設け、前記本体及び蓋と前記包囲部材とを相対的に回転させて前記出入口に対して前記強制供給口と排出口を切換接続可能とした構成とするのが良い。
【０００９】
この構成では、例えば、包囲部材を１８０°回転させて、双方の出入口に対して強制供給口と排出口を切換接続できるから、小球の流れる方向を所定の方向とその反対の方向とに変更することができ、主球の回転方向を所定の方向とその反対の方向とに切り替えることができる。従って、物体を移動させる方向を所定の方向とその反対の方向とに切換えることができる。
【００１０】
前記本体及び蓋部を一体的に形成し前記凹球面の中心を通る垂直な軸線と同じ軸線を有する円筒状外周面を設けてその外周面に前記出入口を高さ位置を異ならせて開口させ前記軸線を中心に回転可能に支持し、前記円筒状外周面を包囲し前記本体及び蓋部の任意の回転位置で一方の前記出入口が連通する小球供給室と他方の前記出入口が連通する小球排出室とを上下に区画して設けた構成とするのがよい。
【００１１】
この構成では、小球を小球供給室に加圧供給すると、一方の出入口を通って凹球面と主球との間の小球収容間隙に供給され、他方の出入り口から小球排出室に押し出される。これによって主球が所定の方向へ回転駆動され移送作用する。本体及び蓋部を回転させると双方の出入り口の位置が変化して主球が回転して物体を移送する方向を任意の方向へ変えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１、図２を用いて説明する。この球体駆動移送装置１は、主球２、小球３、本体４、包囲部材５等からなる。図１に示すように、主球２が本体４に形成した凹球面１０に小球を介して回転自在支持され、主球２の上部が突出する穴１１を有し、主球の飛び出しを防止する蓋部１２を設けてある点は、従来周知の球体支持移送装置における構成とほぼ同じである。従来の装置では主球２が常に回転自在であるが、この球体駆動移送装置１では主球２が回転自在におかれるときと、回転駆動されるときとがある点で相違する。以下この主球が回転駆動される構成を中心に説明する。
【００１３】
本体４は、短円柱状部材の上端面中心部に凹球面１０を設けたものであり、凹球面１０に敷き詰めた小球３を介して主球２が回転自在に支持されている。そして主球２の上部が突出するような穴１１を有する蓋部１２を装着して本体４と一体的に結合してある。穴１１の内縁は主球との間に微小隙間１３が存在する状態である。そして、本体４及び蓋部１２によって形成されている小球収容間隙１４の上部、つまり環状上部１５と本体外側を連通するように、本体周壁部面を貫通して小球３が通過できる断面の２個の出入口１６、１７が設けられている。出入口１６と出入口１７とは、環状上部１５の直径線の両端に対応する位置に設けてあり、且つ、高さ位置を異ならせて、例えば、小球３の直径よりも少し大きい程度に異ならせて設けてある。
【００１４】
本体４の外周の少なくとも前記出入口１６、１７が開口している部分を包囲して、包囲部材５が設けられている。この包囲部材５は、内周面が本体４の外周面に対して相対的に回転できるように嵌合しており、その所定回転位置において、内周面に高いほうの前記出入口１６に一致して連通する小球の強制供給口１８ａを設け、その下側の少し離れた位置に小球の排出口１９ａを設けてあり、また反対側の内周面に低い方の前記出入口１７に一致して連通する小球の排出口１９ｂを設け、その上側の少し離れた位置に小球の強制供給口１８ｂを設けてある。強制供給口１８ａ、１８ｂは、小球３が連続的に送られてくる通路２０ａ、２０ｂの一方の端部であり、排出口１９ａ、１９ｂは、小球３が排出される通路２１ａ、２１ｂの一方の端部である。この通路２０ａと２０ｂ、２１ａと２１ｂは、図２に回路図的に示すように、夫々の他端同士を小球の強制供給手段２２ａ、２２ｂを介して接続してある。
【００１５】
強制供給口１８ａ、１８ｂに小球３を強制的に送るための小球の強制供給手段２２ａ、２２ｂは、小球３を通路に沿って強力に移動させることができるものであればよい。例えば、シリンダ状のものに収容した小球３をピストンで押し出す構成のものや、同期回転するようにした対を成すゴムローラ間を通して一方から他方へ繰り出す構成のものや、前記ゴムローラに代えて金属ローラの周面に小球に対応する凹球面を配列形成したローラを用いる構成のものなどである。この強制供給手段２２ａ、２２ｂは、包囲部材５と一体的に構成する。なお、小球３の群は非圧縮性の流動体と見做すことができ、通路に対しては流体における開閉弁や逆止弁等に相当するものを設けることができる。
【００１６】
このように構成した球体駆動移送装置１は、その使用において、包囲部材５側を固定し、固定されていない本体４側を中心軸線の回りに１８０°回転操作できるように設置する。なお、小球３は小球収容間隙及び全通路内に充満した状体にしておく。移送物体２５を主球２の上に載置した状態で、強制供給手段２２ａを動作させると、小球３が強制的に送られるから、矢印２３の方向に沿って通路２０ａ、強制供給口１８ａ、出入口１６を通り、小球収容間隙１４に入り、出入口１７、排出口１９ｂをっ通って循環するように流れる。小球３が小球収容間隙１４を通過する際に主球２を小球の流動方向に駆動するから、主球２が矢印２４の方向に回転駆動されることになり、これにより物体２５が矢印２６の方向に移送される。
【００１７】
また、本体４側を、図示の状態から１８０°回転させた状体では、強制供給口１８ｂが出入口１６に接続し、出入口１７が排出口１９ａに接続した状態となり、強制供給手段２２ｂを動作させると、前記とは逆の方向に小球３が流れるから、主球２は図示の矢印２４とは反対方向に回転駆動され、物体２５も矢印２６の方向とは逆の方向に移送される。
なお、排出通路２１ａ、２１ｂ側に小球３の流れる方向の逆流を止める逆止弁に相当するものを設けておいて、強制供給口１８ａ，１８ｂからの供給圧力を除去すると、主球２は回転自在となり、支持した物体２５は直接押し引きすることにより自由に移動させることができる。また、排出口１９ａ、１９ｂの途中に小球３の流れに対する開閉弁に相当するものを設けておいて、それを閉じて小球の強制供給時の圧力に近い圧力を強制供給口１８ａ、１８ｂに与えると、小球収容間隙１４内で小球３が押合い、仮に主球２が回転しようとしても小球が共に回転できない状態となるから、主球２の回転方向に対する制動作用が生じる。従って、主球２に制動作用を与える構成とすることも可能である。
【００１８】
前記実施形態の変形例を図３に示す。この球体駆動移送装置３１は、前記実施形態とは、出入口１６、１７の高さ位置とこれに包囲部材５側から接続する部分の構成が相違するので、その相違する部分を説明する。本体４に設ける出入口１６、１７の高さ位置は双方が同じ高さ位置に設けてある。この出入口１６、１７に対して包囲部材５側に設けられる強制供給口１８とこれに続く部分、及び排出口１９とこれに続く部分とを設けてあり、小球３の強制給排手段２２は前記と同様なものが一つである。そして、設置状態においては本体４側が固定され、包囲部材５側が１８０°回転操作できるようになっている。この他の点については前記実施形態とほぼ同じであるから、同等部分を同一図面符号で示して説明を省略する。
【００１９】
この球体駆動移送装置３１は、強制供給手段２２を動作させると、小球３が図示の矢印３２の方向に流れ、主球２を矢印２４の方向に回転させ、主球２が支持している物体２５を矢印２６の方向に移送することができる。そして包囲部材５を１８０°回転させた状態にして強制供給手段２２を動作させると、強制供給口１８が出入口１７に接続し、排出口１９が出入口１６に接続するように切り換えられるから、小球３が前記とは逆に、図中矢印３２と反対方向に流れ、主球２が矢印２４と反対方向に回転して物体２５を矢印２６と反対方向に移送する。なお、小球３の強制供給手段２２を、所定の送り方向を、逆の送り方向に切換えることができるものとした場合には、その切換によって物体２５を逆の方向に移送できるから、本体４側に対する包囲部材５側の回転構造を固定構造としてもよい。
【００２０】
本発明の第２実施形態を図４、図５に示す。この実施形態のものは、主球２を設けてある本体４、蓋部１２等が、第１実施形態のものと同様に、縦型円筒状の外周面４２を有しその垂直軸回りに回転可能に支持されており、外周面４２に開口する出入口１６，１７が、高さ位置を異ならせて設けてある。第１実施形態と異なる点は、包囲部材５′に、一方の出入り口１６に対応して小球供給室４０を設け、他方の出入り口１７に対応して小球排出室４１を設けた点である。すなわち、小球供給室４０及び小球排出室４１は、本体４及び蓋部１２の外周面４２、上側壁４３、中間壁４４、下側壁４５、外側壁４６で区画形成された、略環状且つ層状のものであり、小球供給室４０が、上側の出入口１６とこれと同じ高さの外周面４２全周とを包囲し、小球排出室４１が、下側の出入り口１７とこれと同じ高さの外周面４２全周とを包囲している。つまり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本体４及び蓋部１２は、任意の回転位置において出入り口１６と小球供給室４０とが常に連通し、そして出入り口１７と小球排出室４１とが常に連通している構成である。
【００２１】
小球供給室４０には強制供給口１８を設けてあり、これに強制供給手段２２が供給側の通路２０を介して接続され、小球排出室４１には排出口１９を設けてあり、これに強制供給手段２２が排出側の通路２１を介して接続されている。
【００２２】
このように構成した球体駆動移送装置１ａは、包囲部材５′側を固定し、本体側を任意に回転操作できるように設置して使用する。強制供給手段２２を動作させると、小球３が通路２０、強制供給口１８、小球供給室４０、出入口１６、を介して小球収容間隙１４に入り、出入口１７、排出室４１、排出口１９、通路２１を通って循環するように流れ、前記と同様に、小球３が小球収容間隙１４を通過する際に主球２を小球の流動方向に駆動するから、主球２が矢印２４の方向に回転駆動されることになり、これにより物体２５が矢印２６の方向に移送される。この物体２５の移送方向は、本体４及び蓋部１２を軸線の回りに回転操作することによって任意に変更できる。
【００２３】
以上の実施形態から理解されるように、本発明の球体駆動移送装置は、主球に回転を与えることによって主球で支持した物体を移送することができ、また、その移送方向を変更することができる。そして、移送する物体に制動力を与える構成にすることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、物体を球体で支持して、球体の側から駆動して物体を移送できる効果を奏する。
請求項２に記載の発明は、物体の移送方向を切換えることができる効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、物体を移動させる方向を所定の方向とその逆の方向とに切換えることができる効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、主球が回転して物体を移送する方向を任意の方向へ変えることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の、概略の構成を示す主要部断面正面図である。
【図２】同実施形態の主要部の部分省略部分除去平面図である。
【図３】同実施形態の変形例を示す主要部断面正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の、概略の構成を示す主要部断面正面図である。
【図５】同実施形態の図４の主球を除去した断面の概略を示し、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１　　　球体駆動移送装置
２　　　主球
３　　　小球
４　　　本体
５、５′　　　包囲部材
１０　　凹球面
１１　　穴
１２　　蓋部
１３　　微小間隙
１４　　小球収容間隙
１５　　環状上部
１６、１７　　出入口
１８、１８ａ、１８ｂ　　強制供給口
１９ａ、１９ｂ、１９　　排出口
２０ａ、２０ｂ、２０　　通路
２１ａ、２１ｂ、２１　　通路
２２ａ、２２ｂ、２２　　強制供給手段
２３，２４，２５，２６　　矢印
３１　　球体駆動移送装置
３２　　矢印
４０　　小球供給室
４１　　小球排出室
４２　　外周面
４３　　上側壁
４４　　中間壁
４５　　下側壁
４６　　外側壁
【図１】
2004059195.tif 000003
【図２】
2004059195.tif 000004
【図３】
2004059195.tif 000005
【図４】
2004059195.tif 000006
【図５】
2004059195.tif 000007