JP2002266884A - 玉分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 玉数が多い玉軸受に対しても短時間で安定的
に玉を分配することができる玉分配装置を提供する。 【解決手段】 玉分配装置は、玉軸受１の内輪２と外輪
３間に挿入された複数の玉４を所定の間隔に配置するた
めの装置であって、鉛直方向の回転軸Ｙを有するととも
に、玉軸受１の玉を１つづつ収容可能な間隔で回転軸Ｙ
の周りに配列された玉４の数と同数のくし歯５ａを有す
る回転くし５と、回転くし５を回転軸Ｙを中心に回転さ
せるとともに鉛直方向に昇降させる機構（回転駆動機構
６および昇降機構７）と、玉軸受１を鉛直方向上方から
弾性的に押圧するための複数のプランジャ８と、玉軸受
１の外輪３の外周部を水平方向に回転くしの回転軸Ｙに
向けて押圧するラジアル力付与機構１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、玉軸受の内輪と外
輪間に挿入された複数の玉を所定の間隔に配置するため
の玉分配装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、玉軸受の内輪と外輪間に挿入され
た複数の玉を所定の間隔に配置するための玉分配装置と
しては、実公昭６２−５８６３号公報、特公昭６３−５
４５０３号公報、特許公報第２８２７３８２号にそれぞ
れ記載されているものなどがある。

【０００３】具体的には、実公昭６２−５８６３号公報
には、積み重ねられた複数段の内歯車と、この内歯車を
交互に反対方向に旋回駆動させる内接歯車と、それぞれ
が所定の遊び角をもったクラッチによってそれぞれ内歯
車に旋回させられるようにした旋回円板と、各旋回円板
に取り付けられたボール等配爪とからなり、ボールベア
リングの内外の軌道輪間に、一旦片寄せされたそれぞれ
のボールを等配爪で上方より狭圧状態に押圧し、周方向
に沿って旋回円板を所定角度だけ旋回させ、ボールを等
配させるボール等配装置が記載されている。

【０００４】また、特公昭６３−５４５０３号公報に
は、定盤の開口部の上面に、ボールを装入した軸受の内
・外輪を保持して外輪の回転を拘束し、傾斜した等配用
クシを回転させながら下方から定盤の開口を貫通して軸
受の内・外輪間にクシ歯を進入させることによって、ボ
ールを内・外輪間で周方向に等配するボール等配装置が
記載されている。

【０００５】さらに、特許公報第２８２７３８２号に
は、上下動可能かつ玉軸受のピッチ円に沿って相互の間
隔を開閉する方向に移動可能な一対の作業矢を用いる玉
軸受の玉等配方法が記載されている。この玉等配方法
は、複数の玉が入れられた内外輪間に上記一対の作業矢
を挿入し、一対の作業矢を相互の間隔が開く方向に移動
させて複数の玉を互いに接触させるように集める工程
と、この集められた一連の玉の上方に一対の作業矢を位
置させ、この一対の矢を下動させて各作業矢を玉間に押
し込み、各作業矢を相互の間隔が開く方向に移動させて
隣接する玉間を１ピッチ開く工程と、この隣接する玉間
を１ピッチ分開く工程とを全部の玉の間隔が１ピッチ分
開くまで繰り返す工程とを有するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公昭６３−５４５０３号公報のボール等配装置で
は、玉数が多い例えば二十数個の場合、玉分けが不安定
になって失敗するケースが多くなる。また、実公昭６２
−５８６３号公報または特許公報第２８２７３８２号に
記載のものでは、一旦玉を寄せ集めてから玉分けを行う
必要があるので、余分に時間が掛かる。

【０００７】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、玉数が多い玉軸受に対しても短時間で安定的
に玉を分配することができる玉分配装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、玉軸受の内輪
と外輪間に挿入された複数の玉を所定の間隔に配置する
ための玉分配装置において、鉛直方向の回転軸を有する
とともに、前記玉軸受の玉を１つづつ収容可能な間隔で
前記回転軸の周りに配列された前記玉の数と同数のくし
歯を有する回転台と、前記回転台を前記回転軸を中心に
回転させるとともに鉛直方向に昇降させる駆動手段と、
前記玉軸受を鉛直方向上方から弾性的に押圧するための
鉛直方向押圧手段と、前記玉軸受の外輪の外周部を水平
方向に前記回転台の回転軸に向けて押圧する水平方向押
圧手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】本発明では、まず、くし歯が玉軸受の内輪
と外輪間に挿入される。この際に、玉軸受の玉は所定間
隔に分配されていないので、玉軸受は回転台の回転軸に
対して傾斜された状態に保持される。次いで、駆動手段
により回転台を回転させながら鉛直方向上方に上昇さ
せ、鉛直方向押圧手段により回転台上の回転中の玉軸受
をその上方から弾性的に押圧すると、各玉は内輪または
外輪に対して相対的に回転され、各玉は、各くし歯によ
り内輪と外輪間で移動しながら次第に分散される。ま
た、水平方向押圧手段により玉軸受の外輪の外周部を水
平方向に回転台の回転軸に向けて押圧することによっ
て、玉軸受内の各玉の分散が促進される。そして、最終
的には、各玉は、各くし歯間に収容され、所定間隔に分
配される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１１】（実施の第１形態）図１は本発明の実施の
第１形態に係る玉分配装置の主要部構成を示す正面図、
図２（ａ）は図１の玉分配装置の回転くしを示す上面
図、図２（ｂ）は図１の玉分配装置の回転くしのくし歯
の配列を示す展開図、図３は図１の玉分配装置における
プランジャの配置位置を示す上面図である。

【００１２】玉分配装置は、図１に示すように、回転く
し５を用いて、玉軸受１の内輪２と外輪３間に挿入され
た複数の玉４を所定の間隔に配置するための装置であ
る。回転くし５は、鉛直方向に伸びる回転軸Ｙを有する
とともに、玉軸受１の玉４の数と同数のくし歯５ａを有
する。各くし歯５ａは、図２（ａ）に示すように、回転
軸Ｙを中心とし、玉軸受１の玉４のピッチ円と同じ径の
円周に沿って等間隔に配列され、各くし歯５ａ間には、
１つの玉４を収容可能な収容溝５ｂが画成される。すな
わち、図２（ｂ）に示すように、各くし歯５ａは、それ
ぞれの間に画成される収容溝５ｂの幅が玉４の直径寸法
に等しくなるように配列されている。ここで、各くし歯
５ａの配列間隔および幅寸法Ｗは、玉４の直径寸法およ
びその個数に応じて玉４の配列間隔Ｐを規定するように
決められている。本実施の形態では、くし歯５ａの配列
間隔および幅寸法Ｗを、玉４を均等に分配するように決
定している。また、その高さ寸法Ｈは、玉４の直径寸法
の約半分程度になるように決定されている。また、各く
し歯５ａの厚さ寸法は、玉軸受１の内輪２と外輪３間に
挿入可能な寸法に決定されている。

【００１３】また、回転くし５は、後述する回転駆動機
構６に対して交換可能に取り付けられるように構成され
ており、玉軸受の仕様（玉ピッチ、個数、玉径など）に
応じたくし歯を有する回転くしを交換することにより、
予め決まれた範囲内の仕様の玉軸受に対する玉の分配を
行うことが可能である。

【００１４】回転くし５は、回転駆動機構６により回転
軸Ｙの回りに所定の回転速度で回転駆動されるととも
に、昇降機構７により回転軸Ｙに沿う方向すなわち鉛直
方向に昇降される。回転駆動機構６は、モータ６ａと、
モータ６ａの回転駆動力を回転くし５に伝達するための
複数のギア（図示せず）とを有する。昇降機構７は、回
転駆動機構６を支持するブラケット７ａと、ブラケット
７ａを鉛直方向に昇降させるピストン・シリンダ機構７
ｂとを有し、ピストン・シリンダ機構７ｂは支持部材７
ｃによりベース本体２０に固定されている。

【００１５】回転くし５の上方位置には、回転くし５に
保持された玉軸受を鉛直方向上方から弾性的に押圧する
ための複数のプランジャ８が配置されている。各プラン
ジャ８は、鉛直方向に移動可能に支持板９に取り付けら
れ、支持板９は、ベース本体２０に固定されている。具
体的には、各プランジャ８は、支持板９に形成された穴
に挿入された軸部８ａと、軸部８ａの両端にそれぞれ形
成された頭部８ｂとからなる。各プランジャ８の軸部８
ａにはコイルばね１０が挿通され、コイルばね１０は、
頭部８ｂと支持板９との間に配置されている。各プラン
ジャ８は、通常、コイルばね１０により上側頭部８ｂが
支持板９に当接した状態に保持されている。これに対
し、後述する玉分け時には、各プランジャ８の内の少な
くとも１つのプランジャ８が、回転くし５に保持されな
がら回転される玉軸受１と当接し、コイルばね１０のば
ね力に抗しながら上方に移動する。これにより、玉軸受
１は、弾性的に押圧されることになる。

【００１６】ここで、本実施の形態では、図３に示すよ
うに、異なる径の玉軸受に対応可能なように千鳥格子状
に各プランジャ８を配列している。また、例えば小径の
玉軸受の玉分けの場合には、この小径の玉軸受に対して
当接可能すなわち押圧可能なプランジャ８が中央部に位
置するプランジャ８になるので、小径の玉軸受に対する
押圧力が不足する場合がある。よって、プランジャ８の
内の中央部に位置するプランジャ８による押圧力を大き
く、周辺部に位置するプランジャ８の押圧力を小さくす
るようにすることが好ましい。また、これに代えて、各
プランジャ８による玉軸受１に対する押圧力が一定する
ように構成してもよい。この場合、各プランジャ８のコ
イルばね１０には、同一のばね定数を有するものが用い
られることになる。

【００１７】各プランジャ８の上方への移動の検出は、
その上側頭部８ｂの移動（支持板９からの浮き上り）を
検出することによって行われる。この上側頭部８ｂの移
動は、支持板９に取り付けられた終了検知センサ１１に
よって、検出される。終了検知センサ１１は、発光部１
１ａと、発光部１１ａから発光された光を受光する受光
部１１ｂとを有し、発光部１１ａと受光部１１ｂとの間
には、各プランジャ８の頭部８ｂの移動（支持板９から
の浮き上り）を検知するための複数の光路が形成され
る。すなわち、発光部１１ａと受光部１１ｂ間のいずれ
かの光路がいずれかのプランジャ８の頭部８ｂにより遮
断されると、当該プランジャ８の頭部８ｂの移動が検出
されることになる。ここで、上記複数の光路の内の少な
くとも１つが遮断されると、終了検知センサ１１から、
検出結果を示す信号としてオン信号が出力され、上記複
数の光路のいずれもが遮断されていないときには、オフ
信号が出力される。この終了検知センサ１１からの検出
結果を示す信号は、制御装置（図示せず）に入力され、
この制御装置は、後述するように、この終了検知センサ
１１から入力された信号に基づき後述する玉分けが終了
したか否かを判定する。

【００１８】ベース本体２０には、ラジアル力付与機構
１２が取り付けられている。このラジアル力付与機構１
２は、円筒状の頭部１２ａと、頭部１２ａを回転くし５
の回転軸Ｙに直交する方向すなわち水平方向に可動させ
るピストン・シリンダ機構１２ｂとを有し、ピストン・
シリンダ機構１２ｂは、頭部１２ａが予め玉分けに対し
て規定されている所定高さ位置になるようにベース本体
２０に固定されている。ラジアル力付与機構１２は、玉
分け時に、ピストン・シリンダ機構１２ｂにより、頭部
１２ａを水平方向に移動させて、回転くし５に保持され
ながら回転される玉軸受１の外輪３の外周部を押圧する
ことによって、玉軸受１に対してラジアル力を付与す
る。

【００１９】上記回転駆動機構６、上昇機構７およびラ
ジアル力付与機構１２は、上記制御装置により制御さ
れ、この制御下で、後述する玉分け動作が行われる。

【００２０】次に、本玉分配装置による玉分け動作につ
いて図１、図４および図５を参照しながら説明する。図
４は図１の玉分配装置による玉分け中における回転くし
５に保持された玉軸受１に対するプランジャ８とラジア
ル力付与機構１２の頭部１２ａとの位置関係を示す図、
図５は図１の玉分配装置による玉分け終了時における回
転くし５に保持された玉軸受１に対するプランジャ８と
アラジアル力付与機構１２の頭部１２ａとの位置関係を
示す図である。

【００２１】玉軸受１の内輪２と外輪３間に複数の玉４
が装入されると、この玉軸受１内に装入された玉４を所
定間隔に等配するために、この玉軸受１は玉分け工程に
送られる。この玉分け工程では、図１に示すように、ま
ず、玉分配装置の回転くし５に玉軸受１を保持させるた
めに、玉軸受１の内輪２と外輪３間に回転くし５のくし
歯５ａを挿入する。この際、内輪２と外輪３間に装入さ
れた玉４は均等に分配されていないので、玉軸受１は回
転くし５の回転軸Ｙに対して傾いた状態で保持されるこ
とになる。そして、回転くし５は、回転駆動機構６によ
り回転軸Ｙの回りに回転されるとともに、昇降機構７に
より上昇される。回転くし５が昇降機構７により所定高
さ位置まで上昇されると、昇降機構７は上昇動作を停止
し、回転くし５を所定高さ位置に保持する。この際、回
転くし５の回転駆動は行われている。

【００２２】回転くし５が昇降機構７により所定高さ位
置に保持された状態においては、図４に示すように、玉
軸受１が回転くし５の回転軸Ｙに対して傾いた状態で回
転しながら保持されているので、玉軸受１により、各プ
ランジャ８の内の対応するプランジャ８が押し上げら
れ、玉軸受１の内輪２または外輪３は、対応するプラン
ジャ８により上方から弾性的に押圧される。これによ
り、玉軸受１の内輪２または外輪３に対して各玉４は相
対的に回転され、玉軸受１内の各玉４は、各くし歯５ａ
により内輪２と外輪３間で移動しながら次第に分散され
る。また、ラジアル力付与機構１２は、その頭部１２ａ
を玉軸受１に向けて移動させて玉軸受１の外輪３を押圧
する。これにより、玉軸受１には、所定のラジアル力が
付与され、玉軸受１内の各玉４の分散が促進される。す
なわち、鉛直方向および水平方向から同時に弾性的に玉
軸受１を押圧しながら玉軸受１を回転させることによ
り、効果的に各玉４の分散を促進することができる。そ
して、最終的には、各玉４は、各くし歯５ａ間の収容溝
５ｂに収容され、均等に分配される。

【００２３】ここで、玉４の数が多い場合でも、玉軸受
１にラジアル力付与機構１２により所定のラジアル力を
付与することによって玉４の分配を促進しているので、
玉４が均等に分配されるまでに要する時間が短くなる。
すなわち、長時間玉軸受１が傾いた状態で回転されるこ
とによって内輪２、外輪３、玉４がそれぞれ離散されて
玉分けが正常に終了しないことを、未然に防止すること
ができる。

【００２４】各玉４が均等に分配されると、図５に示す
ように、玉軸受１は水平状態に保持されるので、各プラ
ンジャ８は、玉軸受１により押し上げられた状態すなわ
ち玉軸受１を押圧している状態から開放される。この
際、終了検知センサ１１の発光部１１ａと受光部１１ｂ
間の光路が開放され、この光路の開放された状態が所定
時間継続していることを検出すると、玉４が均等に分配
されたことに応じて玉軸受１が水平状態になったと判断
して、回転駆動機構６およびラジアル力付与機構１２を
停止させる。そして、昇降駆動機構７により回転くし５
を降下させる。ここで、上記所定時間継続する光路の開
放状態とは、例えば、玉軸受１が１回転分する間に上記
光路が各プランジャ８の上側頭部８ｂにより一度も遮断
されない状態をいい、玉軸受１が１回転分する間に上記
光路が上側頭部８ｂにより一度でも遮断されると、玉４
が均等に分配されたことに応じて玉軸受１が水平状態に
なったとは判断しない。このようなことは、例えば制御
装置に終了検知センサ１１からのオン、オフの信号を監
視する機能やタイマを備えるなど、適宜の構成により実
現することができる。

【００２５】このように、本実施の形態によれば、玉数
が多い玉軸受に対しても短時間で安定的に玉を分配する
ことができる。

【００２６】なお、本実施の形態では、回転くし５を一
定方向に回転するように構成しているが、回転くし５の
回転方向を一定時間例えば数秒毎に切り替えて回転くし
５を周期的に正転、逆転させるように構成してもよい。
この場合、さらに玉分けの促進を図ることができる。

【００２７】また、本実施の形態では、終了検知センサ
１１として、発光部１１ａと受光部１１ｂとを組み合わ
せた光センサを用いているが、各プランジャ８の頭部８
ｂの移動（浮き上り）を検知可能なセンサであれば、光
センサに限定されることはない。また、各プランジャ８
の頭部８ｂの移動（浮き上り）を検知することに代え
て、プランジャ８の他の部位の移動を検知するようにし
てもよい。

【００２８】（実施の第２形態）次に、本発明の実施の
第２形態について図６を参照しながら説明する。図６
（ａ）は本発明の実施の第２形態に係る玉分配装置にお
ける鉛直方向押圧手段を部分的に破断して示す正面図、
同図（ｂ）は鉛直方向押圧手段を構成する当接板の底面
図である。ここで、上記実施の第１形態と同一の構成部
材には、同一の符号を付し、その説明は簡略化または省
略する。

【００２９】本実施の形態では、図６（ａ），（ｂ）に
示すように、各プランジャ８に、ボールジョイント１３
を介して当接板１４を取り付け、この当接板１４により
玉軸受１を弾性的に鉛直方向に押圧するように構成して
いる。

【００３０】具体的には、３つのプランジャ８が設けら
れ、各プランジャ８は、鉛直方向（回転くしの回転軸Ｙ
の方向）に移動可能に支持板９に取り付けられている。
各プランジャ８の下側頭部８ｂと支持板９との間には、
コイルばね１０が配置されている。各プランジャ８の下
側頭部８ｂには、ボールジョイント１３が取り付けら
れ、各ボールジョイント１３は、当接板１４を鉛直方向
に対して傾斜可能に支持する。当接板１４は、円板から
なり、その上面には、各ボールジョイント１３との接合
部１４ａが設けられている。また、当接板１４の底面
（玉軸１との対向面）には、同径のゴム板１５が貼り付
けられている。このゴム板１５に代えて、柔軟性を有す
る他の部材を貼り付けてもよい。

【００３１】このような構成の場合、玉分け中に、当接
板１４（ゴム板１５）が玉軸受１の内輪２、外輪３に全
面的に当接することになるので、内輪２、外輪３を、確
実に上方から弾性的に押圧することができる。

【００３２】上記各実施の形態では、玉を等間隔に分配
する場合を示したが、等間隔でない所望の間隔で玉を分
配する場合にも適用可能である。この場合は、玉の分配
のしかたに応じて、各くし歯毎にその幅寸法Ｗが所望の
幅となるように変えたくし歯を用意すればよい。

【００３３】また、玉軸受を鉛直方向から弾性的に押圧
する手段として、コイルばねの弾性力を利用したものを
示したが、これに限定されることはなく、空気圧など他
の方法により弾性的に押圧する構成を採用してもよい。

【００３４】さらに、玉軸受の外輪外周部を水平方向に
押圧する手段として、ピストン・シリンダ機構を用いた
ものを示したが、これに限定されることはない。例え
ば、モータにより駆動される送りねじ装置などの各種ア
クチュエータとコイルばねなどの弾性体とを組み合わ
せ、この弾性体を介して外輪外周部を押圧するなどの構
成としてもよい。

【００３５】さらに、玉軸受を鉛直方向に昇降させる手
段として、ピストン・シリンダ機構を用いたものを示し
たが、これに限定されることはなく、例えば、モータに
より駆動される送りねじ装置などの各種アクチュエータ
を用いたものとしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉛直方向の回転軸を有するとともに、玉軸受の玉を１つ
づつ収容可能な間隔で回転軸の周りに配列された玉の数
と同数のくし歯を有する回転台と、回転台を鉛直方向の
回転軸を中心に回転させるとともに鉛直方向に昇降させ
る駆動手段と、玉軸受を鉛直方向上方から弾性的に押圧
するための鉛直方向押圧手段と、玉軸受の外輪の外周部
を水平方向に前記回転台の回転軸に向けて弾性的に押圧
する水平方向押圧手段とを備えるので、玉数が多い玉軸
受に対しても短時間で安定的に玉を分配することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る玉分配装置の主
要部構成を示す正面図である。

【図２】（ａ）は図１の玉分配装置の回転くしを示す上
面図、（ｂ）は図１の玉分配装置の回転くしのくし歯の
配列を示す展開図である。

【図３】図１の玉分配装置におけるプランジャの配置位
置を示す上面図である。

【図４】図１の本玉分配装置による玉分け中における回
転くしに保持された玉軸受に対するプランジャとアラジ
アル力付与機構の頭部との位置関係を示す図である。

【図５】図１の本玉分配装置による玉分け終了時におけ
る回転くしに保持された玉軸受に対するプランジャ８と
アラジアル力付与機構の頭部との位置関係を示す図であ
る。

【図６】（ａ）は本発明の実施の第２形態に係る玉分配
装置における鉛直方向押圧手段を部分的に破断して示す
正面図、（ｂ）は鉛直方向押圧手段を構成する当接板の
底面図である。

【符号の説明】

１ 玉軸受 ２ 内輪 ３ 外輪 ４ 玉 ５ 回転くし ５ａ くし歯 ６ 回転駆動機構 ６ａ モータ ７ 昇降機構 ７ｂ ピストン・シリンダ機構 ８ プランジャ ８ａ 頭部 １０ コイルばね １１ 終了検知センサ １１ａ 発光部 １１ｂ 受光部 １２ ラジアル力付与機構 １２ａ 頭部 １２ｂ ピストン・シリンダ機構 １３ ボールジョイント １４ 当接板 １５ ゴム板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 玉軸受の内輪と外輪間に挿入された複数
   の玉を所定の間隔に配置するための玉分配装置におい
   て、鉛直方向の回転軸を有するとともに、前記玉軸受の
   玉を１つづつ収容可能な間隔で前記回転軸の周りに配列
   された前記玉の数と同数のくし歯を有する回転台と、前
   記回転台を前記回転軸を中心に回転させるとともに鉛直
   方向に昇降させる駆動手段と、前記玉軸受を鉛直方向上
   方から弾性的に押圧するための鉛直方向押圧手段と、前
   記玉軸受の外輪の外周部を水平方向に前記回転台の回転
   軸に向けて押圧する水平方向押圧手段とを備えることを
   特徴とする玉分配装置。