JP2002113620A - 鋼球圧入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形品等のワークに鋼球３を圧入する際に鋼
球３が目詰まりするのを防止することができ、もって圧
入作業を自動化することが可能な鋼球圧入装置を提供す
る。 【解決手段】 成形品等のワークに鋼球３を圧入する装
置であって、突出しピン２６の作動によってワークに鋼
球３を圧入する圧入部２１と、ホッパー６から通路７を
介して圧入部２１へ鋼球３を供給する供給部５と、圧入
部２１においてワークを位置決めする位置決め部とを有
し、ホッパー６の内部底面６ａの高さ位置よりも通路７
の入口７ａの高さ位置を高く設定し、内部底面６ａと入
口７ａとの間に揺動部材９を設け、揺動部材９が、鋼球
３を載せる上面に入口７ａへ向けての案内面９ａを備え
るとともに、案内面９ａが内部底面６ａの高さ位置と入
口７ａの高さ位置との間を上下方向に往復動するように
駆動源の駆動により揺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品等のワ
ークに鋼球を圧入するために用いられる鋼球圧入装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、樹脂製の射出成形品であるハー
ドディスクドライブ（ＨＤＤ）部品にその構成要素の一
つとして鋼球を圧入する場合、従来はその作業の多くを
人手に頼っているのが現状であり、よってこれを自動化
することができれば、生産性を向上させ、品質を安定化
させることができる。

【０００３】しかしながら、ＨＤＤ部品に圧入される鋼
球は、その球径が極めて小さく、また軽量であり、よっ
てその圧入作業を自動化しようとしても、鋼球が途中で
目詰まりしてしまう虞が大である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
みて、樹脂成形品等のワークに鋼球を圧入する際に鋼球
が目詰まりするのを防止することができ、もって圧入作
業を自動化することが可能な鋼球圧入装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１による鋼球圧入装置は、樹脂成形
品等のワークに鋼球を圧入する装置であって、突出しピ
ンの作動によってワークに鋼球を圧入する圧入部と、ホ
ッパーから通路を介して前記圧入部へ鋼球を供給する供
給部と、前記圧入部においてワークを位置決めする位置
決め部とを有し、前記ホッパーの内部底面の高さ位置よ
りも前記通路の入口の高さ位置を高く設定し、前記内部
底面と入口との間に揺動部材を設け、前記揺動部材が、
鋼球を載せる上面に前記入口へ向けての案内面を備える
とともに、前記案内面が前記内部底面の高さ位置と前記
入口の高さ位置との間を上下方向に往復動するように駆
動源の駆動により揺動するものであることを特徴とする
ものである。

【０００６】また、本発明の請求項２による鋼球圧入装
置は、上記した請求項１の鋼球圧入装置において、通路
の出口と圧入部における突出し孔との間に間欠送り部材
を設け、前記間欠送り部材が、前記出口から排出される
鋼球を保持する保持孔を備えるとともに、前記保持孔が
前記出口と突出し孔との間を往復動するように駆動源の
駆動により揺動するものであることを特徴とするもので
ある。

【０００７】また、本発明の請求項３による鋼球圧入装
置は、上記した請求項１または２の鋼球圧入装置におい
て、圧入部における圧入ヘッドと前記圧入ヘッドに装着
されるワークとに、両者を位置決めする凹凸係合状の位
置決め機構を設けたことを特徴とするものである。

【０００８】更にまた、本発明の請求項４による鋼球圧
入装置は、上記した請求項３の鋼球圧入装置において、
ワークに設けられる位置決め機構のための構造が、成形
品のランナ部に設けられる突起よりなることを特徴とす
るものである。

【０００９】上記構成を備えた本発明の鋼球圧入装置に
おいては、ホッパーに貯留された多数の鋼球の一部が揺
動部材の上面に載った状態で揺動部材が上昇し、揺動部
材が上昇限に達して停止すると、上記一部の鋼球が揺動
部材上面の案内面に沿って転がって一つずつ次々と通路
の入口に送り込まれる。この送り込みの途中、通路の入
口において複数の鋼球が重なり合い、互いの接触加重が
平衡状態となって目詰まりする現象（ブリッジ現象）が
発生することがあるが、本発明の装置では、揺動部材が
定期または不定期に上下方向の揺動を繰り返すために、
この揺動時の振動によって揺動部材上の鋼球がその位置
を変える。したがって、揺動部材が上下方向に揺動する
たびに目詰まり状態がくずれることになり、よって鋼球
の目詰まりを自動的に解消することが可能となる（請求
項１）。

【００１０】次いで、通路内で一列に並んだ鋼球は一つ
ずつ順々に通路の出口から排出されて、間欠送り部材の
保持孔に保持される。鋼球一つを保持した間欠送り部材
は揺動して、保持した鋼球を出口から圧入部における突
出し孔へと移送する。したがって、この間欠送り部材が
揺動することによって、鋼球を一つずつ圧入部へ移送す
ることが可能となる（請求項２）。

【００１１】上記工程が行なわれるのと相前後して、圧
入部における圧入ヘッドにワークが装着され、この装着
は、ヘッドおよびワークに設けられた凹凸係合状の位置
決め機構によって行なわれる。したがって、圧入ヘッド
に対してワークを位置決め精度良く装着することが可能
となる（請求項３）。

【００１２】次いで、圧入部における突出しピンが作動
し、間欠送り部材に保持された鋼球を突き出して、これ
をワークに圧入する。

【００１３】尚、ワークは、上記したように例えば樹脂
射出成形品であるＨＤＤ部品であって、このようにワー
クが成形品である場合には、ワークに設ける位置決め構
造を成形品のランナ部に設けられる突起によって構成す
るのが成形の都合上、好適である（請求項４）。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施例を図面にし
たがって説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施例に係る鋼球圧入装
置１の概略説明図であって、その要部作動状態が図２ま
たは図３に示されている。

【００１６】当該実施例に係る鋼球圧入装置１は、樹脂
射出成形品であるＨＤＤ部品をワーク２として、このワ
ーク２にその構成要素の一つとして鋼球３を圧入するも
のであって、以下のように構成されている。

【００１７】全体構成・・・すなわち先ず、装置１の中
央に本体ブロック４が設けられており、この本体ブロッ
ク４の内部または周囲に、突出しピン２６の作動によっ
てワーク２に鋼球３を圧入する圧入部２１と、ホッパー
６から通路７を介して圧入部２１へ鋼球３を供給する供
給部（補給部とも称する）５と、圧入部２１においてワ
ーク２を位置決めする位置決め部３１とが設けられてい
る。

【００１８】この圧入部２１、供給部５および位置決め
部３１はそれぞれ、以下のように構成されている。

【００１９】供給部の構成・・・すなわち先ず、供給部
５は、本体ブロック４の側方に位置して、ホッパー６を
有しており、本体ブロック４の内部に位置して、通路
（貫通孔とも称する）７が設けられている。また、ホッ
パー６の内部底面６ａと通路７の入口７ａとの間に位置
して、上下方向の揺動機構８が設けられており、本体ブ
ロック４の下方に位置して、間欠送り機構（エスケープ
機構とも称する）１１が設けられている。

【００２０】ホッパー６は、その内部に多数の鋼球３を
貯留するためのものであって、図２に示したように、そ
の内部底面６ａを本体ブロック４に向けて傾斜するよう
に傾斜面状に形成すると、鋼球３が自重によって本体ブ
ロック４方向に転動するために、鋼球３を揺動部材９上
に集束させることができる。

【００２１】通路７は、ホッパー６から間欠送り機構１
１へ鋼球３を送給するためのものであって、ホッパー６
に向けて本体ブロック４の側面に開口した入口７ａと、
間欠送り機構１１に向けて本体ブロック４の下面に開口
した出口７ｂと、入口７ａおよび出口７ｂを連通する中
間部７ｃとを備えている。この通路７は鋼球３を一列に
整列させて送給するものであって、これを実現すべく、
その内径寸法を鋼球３の球径と略等しく形成されてい
る。送給方法は、鋼球３の自重による自由落下である。

【００２２】また、この通路７は、その入口７ａの高さ
位置がホッパー６の内部底面６ａの高さ位置よりも高く
設定されており、よって内部底面６ａの高さ位置から入
口７ａの高さ位置まで鋼球３を持ち上げるべく、内部底
面６ａと入口７ａとの間に上下方向の揺動機構８が設け
られており、この揺動機構８に、スプリング１０に支持
された揺動部材（スライダとも称する）９が設けられて
いる。

【００２３】この揺動部材９は、鋼球３を載せる上面に
入口７ａへ向けての傾斜面状の案内面９ａを備えるとと
もに、この案内面９ａが内部底面６ａの高さ位置と入口
７ａの高さ位置との間を上下方向に往復動するよう駆動
源（図示せず）の駆動により上下方向に揺動するように
構成されている。駆動源には、直動アクチュエータ（シ
リンダ）等が用いられる。

【００２４】間欠送り機構１１は、通路７の出口７ｂか
ら排出される鋼球３を一つずつ圧入部２１へ送給するた
めに設けられており、本体ブロック４の下方において水
平方向（図上左右方向）に揺動する間欠送り部材１２を
備えている。

【００２５】この間欠送り部材１２は、出口７ｂから排
出される鋼球３を保持する保持孔１２ａを備えるととも
に、この保持孔１２ａが出口７ｂと圧入部２１における
突出し孔２４，２５との間を水平方向に往復動するよう
駆動源１３の駆動により水平方向揺動するように構成さ
れている。駆動源１３には、直動アクチュエータ（シリ
ンダ）等が用いられる。

【００２６】また、この間欠送り部材１２は板状の部品
であって、その板厚を鋼球３の球径と略等しく形成され
ており、板厚方向に保持孔１２ａが貫通形成されてい
る。保持孔１２ａは、その内部に鋼球３を一時的に保持
し得るよう、その内径寸法を鋼球３の球径と略等しく形
成されている。

【００２７】圧入部の構成・・・圧入部２１は、上記し
たように突出しピン２６の作動によってワーク２に鋼球
３を圧入するものであって、以下のように構成された突
出し機構２２を備えている。

【００２８】すなわち、本体ブロック４および、その下
方であって供給部５における間欠送り機構１１の下側に
配置された圧入ヘッド２３に、突出し孔２４，２５が上
下方向に向けて同軸上に設けられており、この突出し孔
２４，２５の内部に、間欠送り機構１１に保持された鋼
球３を下方へ向けて押し出すべく、突出しピン２６が設
けられている。この突出しピン２６の作動は、その上方
に設けられた駆動源２７の駆動によって行なわれ、駆動
源２７には直動アクチュエータ（シリンダ）等が用いら
れる。また、突出し孔２４，２５に対する突出しピン２
６の同軸度を調整するために、突出しピン２６を吊下し
たこの駆動源２７は、本体ブロック４上に設けられた平
面位置微調整用のｘｙステージ２８に取り付けられてい
る。

【００２９】位置決め部の構成・・・位置決め部３１
は、上記したように圧入部２１においてワーク２を位置
決めするものであって、以下のように構成された位置決
め機構３２を備えている。

【００３０】すなわち、当該装置１は、圧入部２１にお
ける圧入ヘッド２３の下方にワーク２を配置した状態
で、突出しピン２６の作動によってワーク２に鋼球３を
圧入するものであり、圧入位置精度が良くないと、鋼球
３の位置ずれによるワーク２への打痕、圧入不足または
鋼球装着洩れ（鋼球無し）等の不都合が発生する。

【００３１】そこで、圧入位置精度を確保するために、
当該装置１とワーク２との接触部において形状を一致さ
せることにより圧入位置精度を向上させる位置決め部３
１が設けられており、この位置決め部３１に凹凸係合状
の位置決め機構３２が設けられている。

【００３２】この凹凸係合状の位置決め機構３２は、圧
入ヘッド２３に設けられた凹部状の係合部３３と、この
凹部状の係合部３３に対応してワーク２に設けられた凸
部状の係合部３４との組み合わせによって構成されてお
り、この両係合部３３，３４が互いに係合することによ
って、圧入ヘッド２３に対するワーク２の装着位置精度
が確保され、これによりワーク２に対する鋼球３の圧入
位置精度が確保されるようになっている。

【００３３】尚、当該実施例では、上記したようにワー
ク２が樹脂射出成形品であることから、ワーク２に設け
る凸部状の係合部３４には、成形品のランナ部２ｄに設
けられる突起２ｆを利用している。成形品は、鋼球３を
圧入装着する孔状ないし凹部状の鋼球装着部２ｂを備え
た製品部２ａ、ゲート部２ｃ、ランナ部２ｄおよびスプ
ル部２ｅを一体に備えており、ロボット等によって当該
装置１における製品受けである圧入ヘッド２３に搬送さ
れ、装着される。

【００３４】上記構成を備えた鋼球圧入装置１は、以下
のように作動する。

【００３５】すなわち、図２は、ホッパー６に多数の鋼
球３が収容され、揺動部材９が上下ストロークの下端限
に位置するとともに、間欠送り部材１２が左右ストロー
クの左端限に位置した状態を示している。多数の鋼球３
は、その一部が揺動部材９の上に載せられている。

【００３６】この状態から、先ず揺動動部材９が上昇し
て、同図に鎖線で示すように、上下ストロークの上端限
に達して停止すると、上記一部の鋼球３が揺動部材９上
面の案内面９ａに沿って転がって一つずつ次々と通路７
の入口７ａに送り込まれてゆく。この送り込みの途中、
通常なら通路７の入口７ａにおいて複数の鋼球３が重な
り合い、互いの接触加重が平衡状態となって目詰まりす
る現象が発生することがあるが、当該装置１では、揺動
部材９が上下方向の揺動を繰り返すために、この揺動時
の振動によって揺動部材９上の鋼球３がその位置を変
え、目詰まり状態がくずされる。したがって、揺動部材
９が上下方向に揺動するたびに目詰まり状態がくずされ
るために、鋼球３の目詰まりが自動的に解消され、よっ
て鋼球３を円滑に連続供給することができる。

【００３７】次いで、通路７内で一列に並んだ鋼球３は
一つずつ順々に通路７の出口７ｂから排出されて、間欠
送り部材１２の保持孔１２ａに保持される。鋼球３一つ
を保持した間欠送り部材１２は揺動して、同図に鎖線で
示すように、左右ストロークの右端限に達して停止し、
これにより、保持した鋼球３を出口７ｂから圧入部２１
における突出し孔２４，２５へと移送する。したがっ
て、このように間欠送り部材１２が揺動することによっ
て、鋼球３が一つずつ圧入部２１へ移送されることにな
り、よって鋼球３を装置１の作業速度に合わせて円滑に
間欠供給することができる。

【００３８】上記工程が行なわれるのと相前後して、図
３の位置決め部３１の方では、圧入部２１における圧入
ヘッド２３にワーク２が装着される。この装着は、ヘッ
ド２３およびワーク２に設けられた凹凸係合状の位置決
め機構３２によって位置決め精度良く行なわれる。した
がって、圧入ヘッド２３に対してワーク２を位置決め精
度良く装着することが可能となり、これによりワーク２
に対する鋼球３の圧入位置精度を向上させることができ
る。

【００３９】次いで、圧入部２１における突出しピン２
６が作動し、間欠送り部材１２に保持された鋼球３を突
き出して、この鋼球３をワーク２の装着部２ｂに圧入す
る。

【００４０】したがって、以上のように当該装置１によ
れば、鋼球３の供給から圧入までの一通りの作業を自動
的にかつ円滑に行なうことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。

【００４２】すなわち先ず、本発明の請求項１による鋼
球圧入装置においては、上記構成によって、揺動部材が
上下方向に揺動するたびに鋼球の目詰まり状態がくずさ
れるために、通路の入口における鋼球の目詰まりを自動
的に解消することが可能である。したがって、ホッパー
から通路へと鋼球を円滑に連続供給することができる。

【００４３】またこれに加えて、本発明の請求項２によ
る鋼球圧入装置においては、上記構成によって、鋼球が
一つずつ通路から圧入部へと順次移送されるために、通
路から圧入部へと鋼球を円滑に間欠供給することができ
る。

【００４４】また、本発明の請求項３による鋼球圧入装
置においては、上記構成によって、ワークが圧入ヘッド
に対して位置決め精度良く装着されるために、ワークに
対する鋼球の圧入位置精度を向上させることができる。

【００４５】更にまた、本発明の請求項４による鋼球圧
入装置においては、上記構成によって、鋼球を圧入する
ワークが成形品である場合に適した位置決め構造を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る鋼球圧入装置の概略構成
説明図

【図２】供給部および圧入部の構成および作動を示す説
明図

【図３】位置決め部の構成および作動を示す説明図

【符号の説明】

１ 鋼球圧入装置 ２ ワーク ２ａ 製品部 ２ｂ 鋼球装着部 ２ｃ ゲート部 ２ｄ ランナ部 ２ｅ スプル部 ２ｆ 突起 ３ 鋼球 ４ 本体ブロック ５ 供給部 ６ ホッパー ６ａ 内部底面 ７ 通路 ７ａ 入口 ７ｂ 出口 ７ｃ 中間部 ８ 揺動機構 ９ 揺動部材 ９ａ 案内面 １０ スプリング １１ 間欠送り機構 １２ 間欠送り部材 １２ａ 保持孔 １３，２７ 駆動源 ２１ 圧入部 ２２ 突出し機構 ２３ 圧入ヘッド ２４，２５ 突出し孔 ２６ 突出しピン ２８ ｘｙステージ ３１ 位置決め部 ３２ 位置決め機構 ３３，３４ 係合部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂成形品等のワーク（２）に鋼球
   （３）を圧入する装置（１）であって、 突出しピン（２６）の作動によってワーク（２）に鋼球
   （３）を圧入する圧入部（２１）と、ホッパー（６）か
   ら通路（７）を介して前記圧入部（２１）へ鋼球（３）
   を供給する供給部（５）と、前記圧入部（２１）におい
   てワーク（２）を位置決めする位置決め部（３１）とを
   有し、 前記ホッパー（６）の内部底面（６ａ）の高さ位置より
   も前記通路（７）の入口（７ａ）の高さ位置を高く設定
   し、前記内部底面（６ａ）と入口（７ａ）との間に揺動
   部材（９）を設け、 前記揺動部材（９）が、鋼球（３）を載せる上面に前記
   入口（７ａ）へ向けての案内面（９ａ）を備えるととも
   に、前記案内面（９ａ）が前記内部底面（６ａ）の高さ
   位置と前記入口（７ａ）の高さ位置との間を上下方向に
   往復動するように駆動源の駆動により揺動するものであ
   ることを特徴とする鋼球圧入装置。
2. 【請求項２】 請求項１の鋼球圧入装置において、 通路（７）の出口（７ｂ）と圧入部（２１）における突
   出し孔（２４）（２５）との間に間欠送り部材（１２）
   を設け、 前記間欠送り部材（１２）が、前記出口（７ｂ）から排
   出される鋼球（３）を保持する保持孔（１２ａ）を備え
   るとともに、前記保持孔（１２ａ）が前記出口（７ｂ）
   と突出し孔（２４）（２５）との間を往復動するように
   駆動源（１３）の駆動により揺動するものであることを
   特徴とする鋼球圧入装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２の鋼球圧入装置におい
   て、 圧入部（２１）における圧入ヘッド（２３）と前記圧入
   ヘッド（２３）に装着されるワーク（２）とに、両者を
   位置決めする凹凸係合状の位置決め機構（３２）を設け
   たことを特徴とする鋼球圧入装置。
4. 【請求項４】 請求項３の鋼球圧入装置において、 ワーク（２）に設けられる位置決め機構（３２）のため
   の構造が、成形品のランナ部（２ｄ）に設けられる突起
   （２ｆ）よりなることを特徴とする鋼球圧入装置。