JPH09155659A - ボール定量供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 回転ブロック７のボール収納部７ａにボ
ール２３…を収納した後、回転ブロック７を回転して回
転ブロック７の外側のボール２３…を、ボール収納部７
ａ内のボール２３…からすりきるように切り離すことが
できる。従って、一定数のボール２３…を取り出すこと
ができるので、取り出したボール２３…の個数をカウン
タ装置を使用しないでカウントできる。 【効果】 高価なカウンタ装置を必要としないので、コ
スト低減を図ることができるボール定量供給装置を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールを供給するボ
ール定量供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング機構にはボールス
クリューを使用したものがある。ボールスクリューはナ
ットスクリューの螺旋溝とシャフトスクリューの螺旋溝
との間に鋼球（以下、ボールと呼ぶ。）を組込んで、ス
テアリングホイールに連結したシャフトスクリューの回
転力でボールを転がしてナットスクリューを軸線方向に
移動する。

【０００３】このボールスクリューの組立て装置として
特開昭５９−２９８６７号公報「ボール自動分配供給押
入装置」が知られている。この装置は、ボール分配供給
装置からボールを供給して、供給したボールをボール押
入装置のガイド孔内に送り込む。そして、ガイド孔内の
ボールを押込み棒で押し込んでボールをナットスクリュ
ーの螺旋溝とシャフトスクリューの螺旋溝との間にボー
ルを組込む。また、ボール分配供給装置から供給したボ
ールの個数はカウンタ装置で検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した装置
ではボールの個数を検出するために高価なカウンタ装置
を必要とするので装置のコストアップの要因となる。ま
た、ボールの供給やボールの排出を同一のガイド孔で行
なうので、操作が煩雑になり誤動作が発生しやすい。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ボールの個数を
検出する高価なカウンタ装置を取り除いて装置コストの
低減を図り、さらに、ボールの供給やボールの排出を個
別に行うことにより各々の操作を簡素化して誤動作が発
生しにくい装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、一定数のボールをワークへ供給
するボール定量供給装置において、このボール定量供給
装置が、上板と下板との間に回転ブロックを回転自在に
挟持し、上板にボール受入穴とボール確認穴とを平面視
で異なる位置に貫通形成し、回転ブロックに一定数のボ
ールを収納するボール収納部を貫通形成し、下板にボー
ル排出穴を貫通形成し、前記ボール収納部の入口をボー
ル受入穴に臨ませてボールを受入れ、回転ブロックを回
転してボール収納部の入口をボール確認穴に臨ませてボ
ール数を確認し、回転ブロックを回転してボール収納部
の出口をボール排出穴に臨ませてボールを排出する構成
である。

【０００７】回転ブロックのボール収納部にボールを収
納した後、回転ブロックを回転して回転ブロックの外側
のボールを、ボール収納部内のボールからすりきるよう
に切り離すことができる。従って、一定数のボールを取
り出すことができるので、取り出したボールの個数をカ
ウンタ装置を使用しないでカウントすることができる。
これにより、高価なカウンタ装置を要しない。また、ボ
ール受入穴、ボール確認穴及びボール排出穴を異なる位
置に配置し、回転ブロックに一定数のボールを収納した
状態で、ボール確認穴及びボール排出穴に、ボールを搬
送して、各々の位置でボール確認工程、ボール排出工程
をおこなう。従って、ボール供給工程、ボール確認工
程、ボール排出工程を独立させておこなうことができ
る。

【０００８】請求項２は、前記ボール受入穴とボール確
認穴とボール排出穴を、平面視で１２０゜等ピッチで配
置したことを特徴とする。ボール受入穴とボール確認穴
とボール排出穴を、平面視で１２０゜等ピッチで配置す
ると共に、回転ブロックのボール収納部を平面視で１２
０゜等ピッチで配置することにより、ボール供給工程、
ボール確認工程、ボール排出工程を同時に行うことがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係るボール定量
供給装置の斜視図である。ボール定量供給装置１は、回
転ブロックを備えた装置本体２と、回転ブロックを回動
する回動手段１０と、回転ブロックにボールを供給する
ボールフィーダ２０と、回転ブロック内のボールを検知
するボール検知手段３０と、回転ブロック内のボールを
排出するボール排出手段４０と、ナットスクリュー保持
手段５０と、切換手段６０とからなる。

【００１０】装置本体２は、ベース３に立設した支柱４
と、この支柱４に取付けた上板５及び下板６と、上板５
と下板６との間に回動自在に挟持した回転ブロック７と
を備える。そして、上板５にボールフィーダ２０と、ボ
ール検知手段３０と、ボール排出手段４０とを備え、下
板６に回動手段１０と、ナットスクリュー保持手段５０
とを備える。切換手段６０は、電磁弁６１と、電磁弁６
１を切換える切換スイッチ６２とを備え、ボール検知手
段３０及びボール排出手段４０の作動と、回動手段１０
の作動とを重複しないように電磁弁６１を切換える。

【００１１】図２は本発明に係る装置本体の分解図であ
る。上板５は、縦に貫通した３個のボール受入穴５ａ…
と、３個のボール確認穴５ｂ…と、３個のロッド嵌入穴
５ｃ…とを等間隔に備える。これらの穴５ａ…、５ｂ
…、５ｃ…はそれぞれ同一円上に設ける。回転ブロック
７は、３個のボール収納部７ａ…を１組として、３組を
等間隔に備える。各組のボール収納部７ａ…は、回転ブ
ロック７を回動することにより、ボール受入穴５ａ…、
ボール確認穴５ｂ…又はロッド嵌入穴５ｃ…に臨む。下
板６は、縦に貫通した３個のボール排出穴６ａ…を備
る。３個のボール排出穴６ａ…は平面視で上板５のロッ
ド嵌入穴５ｃ…と同位置にある。

【００１２】図３は図１の３−０−３線断面図である。
ボールフィーダ２０は、複数のボール２３…を収納する
ボール収納ケース２１と、電磁弁６１に連通してボール
収納ケース２１内に開口するエア吹込部２２と、ボール
収納ケース２１内とボール受入穴５ａとを連通する逆Ｊ
字型のボール供給管２４とからなる。ボール供給管２４
は、図１に示すように、ボールフィーダ２０に３本配置
する。

【００１３】ボール検知手段３０は、ボール確認穴５ｂ
…内に挿通したピストンロッド３１と、ピストンロッド
３１を上方に付勢するリターンスプリング３２と、電磁
弁６１に連通するエア供給部３３と、ピストンロッド３
１の位置を検出するセンサ３４（図１参照）とからな
る。エア供給部３３にエアを供給するとリターンスプリ
ング３２の付勢力に抗してピストンロッド３１を押し下
げることができる。２８はディテント機構（クリック機
構）であり、ディテント機構２８は、図２に示す回転ブ
ロック７のボール収納部７ａ…をボール受入穴５ａ…、
ボール確認穴５ｂ…又はロッド嵌入穴５ｃ…と同軸上に
位置決めする作用をなす。

【００１４】図４は図１の４−０−４線断面図である。
ボール排出手段４０は、上板５に取付けたエアシリンダ
４１と、エアシリンダ４１のピストンロッド４１ａに連
結板４２で連結した３本の押込みロッド４３…（２本の
み図示する。）と、押込みロッド４３の位置を検出する
センサ４４（図１参照）とからなる。押込みロッド４３
…は上板５のロッド嵌入穴５ｃ…（図２参照）に挿通す
る。４５は上板５にエアシリンダ４１を取付けるブラケ
ット、４６はエアシリンダ４１のシリンダ４１ｂ内に配
置したリターンスプリングである。７ｂは回転ブロック
７に形成した環状部である。

【００１５】ナットスクリュー保持手段５０は、下板６
に取付けた固定ブロック５１と、固定ブロック５１にボ
ルト５２で連結した挟持ブロック５３とからなり、固定
ブロック５１と挟持ブロック５３とでナットスクリュー
５４を挟持することができる。５５はダミーシャフトス
クリューである。ダミーシャフトスクリュー５５は、ナ
ットスクリュー５４内に位置し、下板６のボール排出穴
６ａ…と同軸上に３個のガイド穴５５ａ…を備える。

【００１６】図５は図４の５−５線断面図である。回動
手段１０は、電磁弁６１に連通した状態で下板６に取り
付けたエアシリンダ１２と、エアシリンダ１２のピスト
ンロッド１２ａに取り付けたラック１３と、ラック１３
に噛合する環状のピニオン１４と、ピニオン１４と一体
に環状部７ｂを反時計回り方向にのみ回動するワンウエ
イクラッチ１５とからなる。１１は下板６にエアシリン
ダ１２を取付けるブラケット、１６はエアシリンダ１２
のシリンダ１２ｂ内に配置したリターンスプリングであ
る。

【００１７】図６は図３の６−６線断面図である。前述
したボール収納ケース２１は、内周を側面視円弧状（Ｕ
字状）に形成し（図３参照）、且つ縦断面視Ｖ字状のガ
イド溝２５…を３列備える。ガイド溝２５にはボール１
個分の案内通路を備える。図３に示すように、エア吹込
み部２２は、円弧形状のガイド溝２５…の一端からエア
を吹込む位置に臨み、ボール供給管２４…は円弧形状の
ガイド溝２５…の他端からエア及びボールを排出する位
置に臨む。

【００１８】以上に述べた本発明に係るボール定量供給
装置（第１実施例）の作用を説明する。先ず、図７
（ａ）〜（ｄ）はボールフィーダの動作説明図である。
（ａ）は図６の７−７線断面図であり、エア供給源２７
から供給したエアをボール収納ケース２１の縦断面視Ｖ
字状のガイド溝２５…に吹き込んだ状態を示す。これに
より、複数のボール２３…がボール収納ケース２１内で
循環する。（ｂ）は図７のｂ−ｂ線断面図であり、エア
吹込部２２の近傍を示す。この断面位置では、複数のボ
ール２３…が縦断面視Ｖ字状のガイド溝２５…に入り込
んでいる。（ｃ）は図７のｃ−ｃ線断面図であり、エア
吹込部２２から比較的離れた位置を示す。この断面位置
では、縦断面視Ｖ字状のガイド溝２５…内から複数のボ
ール２３…が飛出す。（ｄ）は図７のｄ−ｄ線断面図で
あり、ボール供給管２４の近傍を示す。この断面位置で
は、縦断面視Ｖ字状のガイド溝２５…の案内通路に１個
のボール２３が残る。案内通路に残った１個のボール２
３は、案内通路に沿ってボール供給管２４内に送り込ま
れる。

【００１９】図８はボールフィーダの動作説明図であ
り、ボールフィーダ２０の供給管２４から装置本体にボ
ール２３を供給する状態を示す。ボール供給管２４内に
入り込こんだボール２３は、逆Ｊ型のボール供給管２４
の頂部までエア圧で上昇し、ボール供給管２４内を下降
してボール受入穴５ａ内に入り込み、回転ブロック７の
ボール収納部７ａ内に収納される。

【００２０】図９は回動ブロックの回動状態を示す断面
図である。すなわち、図５に示す回動手段１０のエアシ
リンダ１２にエア供給源２７からエアを供給して、ピス
トンロッド１２ａをリターンスプリング１６の付勢力に
抗して収縮させる。これにより、ラック１３がピストン
ロッド１２ａと共に移動してピニオン１４が、図５上で
反時計回り方向に回動する。従って、ワンウエイクラッ
チ１５を介して回転ブロック７が反時計回り方向に１２
０゜回動する。このため、図９に示すようにボール２３
…を収納したボール収納部７ａがボール検出手段３０の
箇所まで移動する。これにより、ボール収納部７ａの上
方のボール２３…を、ボール収納部７ａ内のボール２３
…からすりきるように切り離して、一定数の取り出すこ
とができる。

【００２１】次に、図５に示すエアシリンダ１２へのエ
ア供給を停止して、ピストンロッド１２ａをリターンス
プリング１６の付勢力で伸長させる。これにより、ラッ
ク１３はピストンロッド１２ａと共に移動してピニオン
１４を時計回り方向に回動する。この場合、ワンウエイ
クラッチ１５がクラッチ作用を解除するので回転ブロッ
ク７は回動しない。

【００２２】図１０はボール検知手段の作動前の状態を
示す断面図である。この場合、ピストンロッド３１はリ
ターンスプリング３２の付勢力で非検出位置Ｐ₁に位置
し、センサ３４の上位置検知部３４ａでピストンロッド
３１を検知する。これにより、ピストンロッド３１が非
検出位置Ｐ₁に位置していることを確認する。

【００２３】図１１はボール検知手段の作動状態を示す
断面図である。エア供給源２７からエア供給部３３にエ
アを供給することにより、ピストンロッド３１がリター
ンスプリング３２の付勢力に抗して下降して、下端部が
最上位のボール２３に当接する。この場合、ピストンロ
ッド３１はボール検知位置Ｐ₂に位置し、センサ３４の
下位置検知部３４ｂがピストンロッド３１を検知する。
これにより、回転ブロック７のボール収納部７ａ内に所
定数のボール２３…を収納したか否かを確認する。

【００２４】図１２はボール排出手段の動作説明図であ
る。上述したように、ボール検知手段３０でボール収納
部７ａ内のボール２３の個数を確認した後、図５に示す
回動手段１０のエアシリンダ１２にエア供給源２７から
エアを供給して、ピストンロッド１２ａをリターンスプ
リング１６の付勢力に抗して収縮する。これにより、ラ
ック１３がピストンロッド１２ａと共に移動してピニオ
ン１４が反時計回り方向に回動する。従って、ワンウエ
イクラッチ１５を介して回転ブロック７が反時計回り方
向に１２０゜回動して、図１１でボール２３の個数を確
認したボール収納部７ａが、図１２に示すボール排出手
段４０まで移動する。次に、エアシリンダ１２へのエア
供給を停止して、ピストンロッド１２ａをリターンスプ
リング１６の付勢力で伸長させる。これにより、ラック
１３がピストンロッド１２ａと共に移動してピニオン１
４が時計回り方向に回動する。この場合、ワンウエイク
ラッチ１５がクラッチ作用を解除するので回転ブロック
７は回動しない。

【００２５】エアシリンダ１２へのエア供給の停止と同
時に、ボール排出手段４０のエアシリンダ４１にエア供
給源２７からエアを供給する。これにより、ピストンロ
ッド４１ａがリターンスプリング４６の付勢力に抗して
収縮して、ピストンロッド４１ａに連結した押込みロッ
ド４３…を下降する。押込みロッド４３…は上板５のボ
ール受入穴５ｃ…を貫通してボール収納部７ａ…内に挿
入することにより、ボール収納部７ａ内のボール２３…
をボール排出穴６ａ側に押し出す。センサ４４の上位置
検知部４４ａはピストンロッド４１ａの伸長時を検知
し、下位置検知部４４ｂはピストンロッド４１ａの収縮
時を検知する。

【００２６】上述したように、ボール受入穴５ａ、ボー
ル確認穴５ｂ及びボール排出穴５ｃを異なる位置に配置
し、回転ブロック７に一定数のボール２３…を収納した
状態で、ボール確認穴５ｂ及びボール排出穴５ｃに、ボ
ール２３…を搬送して、各々の位置でボール確認工程、
ボール排出工程をおこなう。従って、ボール供給工程、
ボール確認工程、ボール排出工程を独立させておこなう
ことができる。また、上述したように、回転ブロック
に、３個のボール収納部７ａ…を１組として、３組を等
間隔に貫通形成することにより、ボール供給工程、ボー
ル確認工程、ボール排出工程を独立させて同時に行うこ
とができる。

【００２７】図１３はボールスクリューの組付け動作説
明図である。ナットスクリュー５４を、ナットスクリュ
ー保持手段５０のボルト５２を締め付けて、固定ブロッ
ク５１と挟持ブロック５３とで所定位置に挟持する。ダ
ミーシャフトスクリュー５５はナットスクリュー５４内
に位置し、ダミーシャフトスクリュー５５のガイド穴５
５ａ…は下板６のボール排出穴６ａ…と同軸上に位置す
る。従って、ボール排出穴６ａから押出されたボール２
３…は、ボール排出穴６ａ…を経てダミーシャフトスク
リュー５５のガイド穴５５ａ…に入り込み、ガイド穴５
５ａ…からナットスクリュー５４の螺旋溝内に嵌入す
る。

【００２８】そして、押込みロッド４３…を上昇して図
１２の状態に復帰した後、シャフトスクリュー５７を回
転すると共に上昇させて、シャフトスクリュー５７の上
端をダミーシャフトスクリュー５５の下端部に取付けた
受部５５ｂに内に係合する。次いで、ナットスクリュー
５４を下降させて、ナットスクリュー５４の螺旋溝内に
嵌入したボール２３…をシャフトスクリュー５７の螺旋
溝内に嵌入する。これにより、ナットスクリュー５４に
シャフトスクリュー５７を組込んでボールスクリューの
組付けが完了する。

【００２９】図１４は切換手段の動作説明図である。切
換スイッチ６２で電磁弁６１を図の状態（回動ポジショ
ンＰ₃）に切り替えることにより、エア供給源２７から
のエアを回動手段１０のエアシリンダ１２内に供給す
る。これにより、図５に示すピストンロッド１２ａをリ
ターンスプリング１６の付勢力に抗して収縮する。そし
て、ラック１３がピストンロッド１２ａと共に移動して
ピニオン１４が反時計回り方向に回動する。従って、ワ
ンウエイクラッチ１５を介して回転ブロック７が反時計
回り方向に１２０゜回動する。

【００３０】次に、切換スイッチ６２で電磁弁６１を回
動ポジションＰ₃から供給ポジションＰ₄に切換える。従
って、エアシリンダ１２へのエア供給が停止して、図５
に示すピストンロッド１２ａをリターンスプリング１６
の付勢力で伸長させる。これにより、ラック１３がピス
トンロッド１２ａと共に移動してピニオン１４が時計回
り方向に回動する。この場合、ワンウエイクラッチ１５
がクラッチ作用を解除するので回転ブロック７は回動し
ない。

【００３１】同時に、ボール検知手段３０及びボール排
出手段４０にエア供給源２７からエアを供給する。図１
１に示すように、ボール検知手段３０のピストンロッド
３１がリターンスプリング３２の付勢力に抗して下降し
て、下端部が最上位のボール２３のに当接する。図１２
に示すように、ボール排出手段４０のピストンロッド４
１ａがリターンスプリング４６の付勢力に抗して収縮し
て、ピストンロッド４１ａに連結した押込みロッド４３
…を下降する。押込みロッド４３…は上板５のボール受
入穴５ｃ…を貫通してボール収納部７ａ…内に挿入する
ことにより、 ボール収納部７ａ内のボール２３…をボ
ール排出穴６ａ側に押し出す。

【００３２】なお、上記発明の実施の形態において、回
転ブロック７はエアシリンダ１２、ラックアンドピニオ
ン１３，１４及びワンウエイクラッチ１５を使用して自
動で回動する構成に限らず、例えば、回転ブロック７に
レバー等を取付けて手動で回動するように構成してもよ
い。

【００３３】また、ボール排出手段４０は、エアシリン
ダ４１を使用して押込みロッド４３…を下降する構成に
限らず、例えば、押込みロッド４３…を使用しないでボ
ールの自重でボールをナットスクリュー５４に供給する
ようにしてもよい。また、手動で押込みロッド４３…を
押し下げるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、回転ブロックのボール収納部にボー
ルを収納した後、回転ブロックを回転して回転ブロック
の外側のボールを、ボール収納部内のボールからすりき
るように切り離すことができる。従って、一定数のボー
ルを取り出すことができるので、取り出したボールの個
数をカウンタ装置を使用しないでカウントすることがで
きる。これにより、高価なカウンタ措置を必要としない
ので、コスト低減を図ることができる。

【００３５】また、ボール受入穴、ボール確認穴及びボ
ール排出穴を異なる位置に配置し、回転ブロックに一定
数のボールを収納した状態で、ボール確認穴及びボール
排出穴に、ボールを搬送して、各々の位置でボール確認
工程、ボール排出工程をおこなう。従って、ボール供給
工程、ボール確認工程、ボール排出工程を独立させてお
こなうことができるので、ボール供給、ボール確認、ボ
ール排出工程の誤動作を防止することができる。

【００３６】請求項２は、ボール受入穴とボール確認穴
とボール排出穴を、平面視で１２０゜等ピッチで配置す
ると共に、回転ブロックのボール収納部を平面視で１２
０゜等ピッチで配置することにより、ボール供給工程、
ボール確認工程、ボール排出工程を同時に行うことがで
きる。これにより、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボール定量供給装置の斜視図

【図２】本発明に係る装置本体の分解図

【図３】図１の３−０−３線断面図

【図４】図１の４−０−４線断面図

【図５】図４の５−５線断面図

【図６】図３の６−６線断面図

【図７】本発明に係るボールフィーダの動作説明図

【図８】本発明に係るボールフィーダの動作説明図

【図９】本発明に係る回動ブロックの回動状態を示す断
面図

【図１０】本発明に係るボール検知手段の作動前の状態
を示す断面図

【図１１】本発明に係るボール検知手段の作動状態を示
す断面図

【図１２】本発明のボール排出手段の動作説明図

【図１３】本発明のボールスクリューの組付け動作説明
図

【図１４】本発明に係る切換手段の動作説明図

【符号の説明】

１…ボール定量供給装置、５…上板、５ａ…ボール受入
穴、５ｂ…ボール確認穴、６…下板、６ａ…ボール排出
穴、７…回転ブロック、７ａ…ボール収納部、２３…ボ
ール、５４…ナットスクリュー（ワーク）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 篤 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番１ ホンダ エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定数のボールをワークへ供給するボー
   ル定量供給装置において、このボール定量供給装置は、
   上板と下板との間に回転ブロックを回転自在に挟持し、
   上板にボール受入穴とボール確認穴とを平面視で異なる
   位置に貫通形成し、回転ブロックに一定数のボールを収
   納するボール収納部を貫通形成し、下板にボール排出穴
   を貫通形成し、前記ボール収納部の入口をボール受入穴
   に臨ませてボールを受入れ、回転ブロックを回転してボ
   ール収納部の入口をボール確認穴に臨ませてボール数を
   確認し、回転ブロックを回転してボール収納部の出口を
   ボール排出穴に臨ませてボールを排出する構成としたボ
   ール定量供給装置。
2. 【請求項２】 前記ボール受入穴とボール確認穴とボー
   ル排出穴は、平面視で１２０゜等ピッチで配置されてい
   ることを特徴とする請求項１記載のボール定量供給装
   置。