JPH10230422A - ボール自動供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールの自動供給による省力化、生産効率の
向上を図り得るのはもちろん、ワークの嵌入部に所定個
数のボールを過不足なく確実に供給することができるよ
うにする。 【解決手段】 複数のボール２を上下に隣接するボール
２，２の周面同士が密接する縦列状態に収納させてそれ
らボール２の重力による下降移動を案内する縦供給路１
４の途中に、密接縦列状態にあるボール２を単一毎に分
離して下側縦供給路１４Ｂに順次排出するボール切出装
置Ｅと、その下側縦供給路１４Ｂの下端部に設けられて
ボール切出装置Ｅにより単一毎に切り出されたボール２
がワークであるガバナボールケース１のボール嵌入溝部
１Ａに供給されたことを検知する光電センサ２０とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガバナスリ
ーブのガバナボールケース等のように複数個のボールを
受入れ可能なボール嵌入部を有するワークの嵌入部に所
定個数のボールを供給させる際に用いられるボール自動
供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばガバナスリーブを例にとってみる
と、従来一般では、ワークであるガバナボールケースの
ボール嵌入部に人手によりボールを一つ一つ整列しなが
ら供給することによって所定の製品を組立てる手段が採
られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
人手によるボール供給および組立作業の場合は、人件費
が高くつくだけでなく生産効率も非常に悪く、それが製
品コストの上昇に反映するという問題がある。

【０００４】そこで、作業の省力化、生産効率の向上を
図るべくボールをワークの嵌入部に対して自動供給する
ことが考えられる。その具体的手段として、ボール嵌入
部を有するワーク保持部の上方部に、複数のボールを上
下に隣接するボールの周面同士が密接する縦列状態に収
納可能な縦供給路を設けて、この縦供給路内に収納され
たボールを重力によってワークの嵌入部まで下降移動案
内する構成が考えられる。しかしながら、このような単
なる縦供給路のみからなる自動供給装置である場合は、
ボールの微妙な製造誤差などによりボールが縦供給路内
で詰まったり、あるいは、縦供給路内の複数のボールに
はラインプレッシャが働いていることから、縦供給路の
下端部からワークの嵌入部へボールが落下供給されると
き、複数のボールが同時に落下したりして、ワークの嵌
入部へのボール供給個数に過不足を発生しやすく、これ
が原因で製造歩留りの悪化を招くという難点がある。

【０００５】そこで、本発明は上記実情に鑑みてなされ
たもので、ボールの自動供給による省力化、生産効率の
向上を図り得るのはもちろん、ワークの嵌入部に所定個
数のボールを過不足なく確実に供給することができるボ
ール自動供給装置を提供することを目的としている。

【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、本発明に係るボール自動供給装置は、所定個数のボ
ールを受入れ可能なボール嵌入部を有するワーク保持部
の上方部に、複数のボールを上下に隣接するボールの周
面同士が密接する縦列状態に収納させてそれらボールの
重力による下降移動を案内する縦供給路を設けてなるボ
ール自動供給装置であって、上記縦供給路の途中に配置
され密接縦列状態にあるボールを単一毎に分離して下側
縦供給路に順次排出するボール切出装置と、上記下側縦
供給路の下端部に設けられて上記ボール切出装置により
切り出されたボールがワークに供給されたことを検知す
るボール通過検知センサとを備えていることを特徴とす
るものである。

【０００７】このような構成のボール自動供給装置によ
れば、縦供給路内に密接縦列状態に収納され重力により
下降移動する複数のボールが縦供給路の途中で、ボール
切出装置によって単一毎に分離されて下側縦供給路に順
次排出されることから、ラインプレッシャを除去するこ
とが可能であるだけでなく、ボール通過検知センサによ
る通過検知（カウント）によって上記縦供給路の途中で
単一毎に切り出されたボールが下側縦供給路の下端部に
まで詰まりなく達したか否かを確認することが可能であ
る。このようなボール切り出しと詰まりの有無検知との
相乗作用によって、自動供給はもちろん、ワークの嵌入
部に所定個数のボールを過不足なく供給することができ
る。

【０００８】特に、請求項２に記載のように、上記ボー
ル通過検知センサによる通過検知位置よりも上部の上記
下側縦供給路の下端部付近に、該下側縦供給路内のボー
ルを下方へ向けて強制押出し可能なボール押出具を設け
る時は、上記通過検知センサによる検知結果に基づいて
ボール押出具を作動させることにより、仮に切り出され
たボールが下側供給路内に詰まったとしても、それを強
制的に押出してワークの嵌入部に供給させることが可能
で、ボールの供給不足の発生を確実に防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明が対象とするボール
嵌入ワークの一例となるボールガバナの組付け完了状態
の縦断面図、図２は本発明に係るボール自動供給装置を
含むボールガバナ自動組付け装置を一部断面して示す正
面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った横断面図、図４は
図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【００１０】上記ボールガバナ５は、図１に示すよう
に、軸線方向の一方及び径内方に向けて開放するボール
嵌入溝部１Ａを有する断面Ｌ字で、全体が環状形のガバ
ナボールケース（第１部材）１と、このガバナボールケ
ース１の上記ボール嵌入溝部１Ａに周方向に整列させて
嵌入された所定個数のボール２と、上記ガバナボールケ
ース１の中央孔部１Ｂに同芯状態に嵌合し貫通させるこ
とにより上記ボール２を軸線方向及び径方向に抜止め状
態に保持する断面Ｌ字で、全体が環状筒形のガバナスリ
ーブ（第２部材）３と、このガバナスリーブ３の上記ガ
バナボールケース１の中央孔部１Ｂから突出する筒部３
Ａの外周面に形成の環状溝３ａに弾性嵌合されることに
より該ガバナスリーブ３を軸線方向に抜止めするサーク
リップ４とから構成される。

【００１１】上記のようなボールガバナ５の自動組付け
装置は、図２ないし図４に示すように、大別して、上記
ボールガバナ５におけるガバナボールケース１を水平姿
勢に保持する弾性挟持機構Ａと、この弾性挟持機構Ａに
より水平姿勢に挟み保持された上記ガバナボールケース
１の中央孔部１Ｂに上下貫通状態に嵌合可能な組立用治
具Ｂと、上記弾性挟持機構Ａの下方部に配置されて上記
ガバナボールケース１の中央孔部１Ｂに上下貫通状態に
嵌合された上記組立用治具Ｂを上記ガバナボールケース
１に対して所定の位置、姿勢に保持する治具保持機構Ｃ
と、上記ガバナボールケース１のボール嵌入溝部１Ａに
所定個数のボール２を自動供給するボール自動供給装置
Ｄとを備えている。

【００１２】上記弾性挟持機構Ａは、上記ボールガバナ
５におけるガバナボールケース１をそのボール嵌入溝部
１Ａが上方から落下供給されるボール２を受入れ可能な
態勢でその径方向の両側から挟んで水平姿勢に保持する
ように固定架台１１上の水平レール１２に沿って相対遠
近移動方向に摺動可能に支持されるとともに、先端部に
上記ガバナボールケース１の半分がそれぞれ嵌合する半
円状の凹部６ａ，６ａを有する一対の挟持片６，６と、
この一対の挟持片６，６を相対近接方向、つまり、上記
半円状の凹部６ａ，６ａに嵌合保持させたガバナボール
ケース１を挟持する方向に摺動移動付勢する圧縮コイル
バネ７，７とを主要構成としている。

【００１３】上記組立用治具Ｂは、上記弾性挟持機構Ａ
により水平姿勢に挟み保持された上記ガバナボールケー
ス１の中央孔部１Ｂに上下貫通状態に嵌合させることに
よって上記ボール嵌入溝部１Ａの径内方への開放を閉鎖
する周面部８ａを有し、その閉鎖周面部８ａを含む下部
の外周面が下窄まりのテーパ面８Ａに形成されていると
ともに、上記閉鎖周面部８ａよりも上部には上記ボール
ガバナ５におけるガバナスリーブ３を外嵌保持可能（図
８参照）なスリーブ保持部８Ｂが一体に突出連設され、
かつ上記テーパ面８Ａの下端部より下方部にはその中心
部に下向きに開口する内孔８ｃを有する円柱部８Ｃが一
体に連設されてなる。

【００１４】上記治具保持機構Ｃは、上記弾性挟持機構
Ａの下方部に配置されて上記ガバナボールケース１の中
央孔部１Ｂに上下貫通状態に嵌合された上記組立用治具
Ｂの円柱部８Ｃをその径方向の両側から挟み保持するよ
うに上記固定架台１１に固定のシリンダ１３に連動連結
されているとともに、各先端部が略ハの字形の挟持面９
ａ，９ａに形成された一対の挟持部材９，９と、上記組
立用治具８における円柱部８Ｃの内孔８ｃに嵌入するよ
うに固定架台１１から上向きに突出された固定軸１０ａ
及び該固定軸１０ａの外周部に巻回されたコイルバネ１
０ｂからなり、上記組立用治具Ｂの下端部を弾性的に受
止め支持する下端支持部材１０とを主要構成とし、これ
ら部材９，９及び１０によって上記組立用治具Ｂを上記
ガバナボールケース１に対して所定の位置、姿勢に保持
するように構成されている。

【００１５】また、上記ボール自動供給装置Ｄは、上記
弾性挟持機構Ａにより水平姿勢に保持され、かつ、上記
治具保持機構Ｃにより上記ガバナボールケース１に対し
て所定の位置、姿勢に保持さされた上記組立用治具Ｂに
おけるテーパ面８Ａの上端部の閉鎖周面部８ａにより径
内方への開放が閉鎖された上記ガバナボールケース１の
ボール嵌入溝部１Ａに所定個数のボール２を自動供給す
るものであり、このボール自動供給装置Ｄをさらに詳し
く説明すると、次の通りである。

【００１６】すなわち、図５に明示のように、複数のボ
ール２を上下に隣接するボール２，２の周面同士が密接
する縦列状態に収納させてそれらボール２の重力による
下降移動を案内する縦供給路１４を有する縦長筒部材１
５が縦向きシリンダ１６を介して固定架台１１に対して
昇降自在に設けられた横向き腕体１７の先端部に固定支
持されている。この縦長筒部材１５の下端部には上記横
向き腕体１７と一体に昇降する横腕体１８を介してボー
ル供給用ブロック１９が固定連設されており、このブロ
ック１９にはそれが最下限位置まで下降したとき、上記
組立用治具Ｂのスリーブ保持部８Ｂおよびテーパ面８Ａ
の上端部に上方から嵌入可能な貫通孔１９ａ及び上記縦
供給路１４の下端部に連通接続されてボール２を上記ガ
バナボールケース１のボール嵌入溝部１Ａ内に落下供給
案内する傾斜供給路１９ｂが形成され、かつ、この傾斜
供給路１９ｂの下端部に続けて垂直供給路１９ｃが形成
されている。

【００１７】そして、上記縦長筒部材１４における縦供
給路１４の途中には上記のように縦列密接状態にあるボ
ール２を単一毎に分離して下側縦供給路１４Ｂに順次排
出するボール切出装置Ｅが配設されているとともに、そ
の下側縦供給路１４Ｂの下端部に上記傾斜供給路１９ｂ
を介して連通する垂直供給路１９ｃの下端部には上記ボ
ール切出装置Ｅにより切り出されたボール２がワークで
あるところの上記ガバナボールケース１のボール嵌入溝
部１Ａ内に供給されたことを検知するボール通過検知セ
ンサとして光電センサ２０が設けられている。また、上
記ブロック１９には上記光電センサ２０による通過検知
位置よりも上部で上記傾斜供給路１９ｂの下端部付近に
連通する縦孔２１が貫設されており、この縦孔２１内に
は上記横腕体１８に取り付けたシリンダ２２およびコイ
ルバネ２３を介して上記傾斜供給路１９ｂに連通する垂
直供給路１９ｃ内のボール２を下方へ向けて強制的、弾
性的に押出し可能なボール押出具２４が上下動自在に挿
嵌保持されている。

【００１８】上記縦供給路１４の途中に配設されたボー
ル切出装置Ｅは、図２及び図９に示すように、上記上側
縦供給路１４Ａ及び下側縦供給路１４Ｂと同径、同芯状
のボール通過孔２５ａを有する固定板片２５Ａと、その
ボール通過孔２５ａと同径のボール通過孔２５ｂ，２５
ｃを有し上記固定板片２５Ａの上下にそれぞれ密接配置
された上下一対の可動板片２５Ｂ，２５Ｃとからなり、
これら上下一対の可動板片２５Ｂ，２５Ｃを上記横向き
腕体１７に固定したシリンダ２６を介して、図９の
（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、それらのボール通過孔２
５ｂ，２５ｃが固定板片２５Ａのボール通過孔２５ａ、
上側縦供給路１４Ａ及び下側縦供給路１４Ｂに対して交
互に接続されるように固定板片２５Ａの上下面に沿って
水平方向に摺動させることにより、上側縦供給路１４Ａ
内を縦列密接状態で下降してくるボール２を単一毎に分
離して下側縦供給路１４Ｂに順次排出、つまり切り出す
ように構成されている。

【００１９】次に、上記のように構成されたボールガバ
ナ自動組付け装置によるボールガバナ自動組付け動作に
ついて図６〜図８を参照しながら説明する。まず、図６
に示すように、弾性挟持機構Ａにおける一対の挟持片
６，６先端の半円状凹部６ａ，６ａにサークリップ４お
よびガバナボールケース１を嵌合保持させたうえ、該ガ
バナボールケース１を圧縮コイルバネ７，７を介して挟
持方向に摺動移動付勢される一対の挟持片６，６により
その径方向の両側から挟んで水平姿勢に保持させると同
時に、その保持されたサークリップ４およびガバナボー
ルケース１の中央孔部１Ｂに組立用治具Ｂを上下貫通状
態に嵌合させ、かつ、その嵌合された組立用治具Ｂの円
柱部８Ｃを治具保持機構Ｃにおける一対の挟持部材９，
９により径方向の両側から挟み保持するとともに、該円
柱部８Ｃの下端部を固定軸１０ａ及びコイルバネ１０ｂ
からなる下端支持部材１０により弾性的に受止め支持す
ることにより、組立用治具Ｂを上記ガバナボールケース
１に対して所定の位置、姿勢に保持させる。これによっ
て、上記ガバナボールケース１のボール嵌入溝部１Ａの
径内方への開放が組立用治具Ｂにおけるテーパ面８Ａ上
端部の閉鎖周面部８ａにより閉鎖されてガバナボールケ
ース１のボール嵌入溝部１Ａがボール受入れ可能な態勢
となる。

【００２０】この状態で、縦向きシリンダ１６を介して
横向き腕体１７、横腕体１８及びボール供給用ブロック
１９からなるボール自動供給装置Ｄが下降されそれが最
下限位置まで下降したとき、図７に示すように、縦供給
路１４の下端部に連通接続された傾斜供給路１９ｂおよ
び垂直供給路１９ｃが上記のようにボール受入れ可能な
態勢となったガバナボールケース１のボール嵌入溝部１
Ａに接続される。このような接続状態になったとき、上
記ボール自動供給装置Ｄにおけるボール切出装置Ｅが図
９（Ａ）〜（Ｃ）の順に動作して上側縦供給路１４Ａ内
を縦列密接状態で下降してくるボール２が単一毎に分離
されるとともに、その分離された単一毎のボール２が下
側縦供給路１４Ｂに順次排出、つまり切り出された後、
この下側縦供給路１４Ｂの下端部から上記傾斜供給路１
９ｂ及び垂直供給路１９ｃを経て上記ガバナボールケー
ス１のボール嵌入溝部１Ａ内に落下供給される。このよ
うに、ボール切出装置Ｅによりボール２を単一毎に分離
して下側縦供給路１４Ｂに順次切り出すことで、密接縦
列状態に収納されている複数のボール２に働いているラ
インプレッシャを除去することが可能であるとともに、
その切り出された単一のボール２が垂直供給路１９ｃを
通過して上記ガバナボールケース１のボール嵌入溝部１
Ａ内に実際に落下供給されたことを光電センサ２０にて
検知（カウント）し、ここで、切り出し数に相当する数
のボール２の通過が検知されない場合は、シリンダ２２
およびコイルバネ２３を介してボール押出具２４を縦孔
２１内に沿って下動させて垂直供給路１９ｃ内にあるボ
ール２を下方へ向けて強制的、弾性的に押し出すことに
よって、ボール２の自動供給作用だけでなく、ガバナボ
ールケース１のボール嵌入溝部１Ａ内に所定個数のボー
ル２を過不足なく確実に供給することができる。

【００２１】そして、上記ガバナボールケース１のボー
ル嵌入溝部１Ａ内に所定個数のボール２が自動供給され
た後は、上記縦向きシリンダ１６を介して横向き腕体１
７、横腕体１８及びボール供給用ブロック１９からなる
ボール自動供給装置Ｄが上昇されて組立用治具Ｂから退
避される。この状態で、上記組立用治具Ｂにおけるスリ
ーブ保持部８Ｂに図８に示すように、上記ボールガバナ
５におけるガバナスリーブ３を外嵌保持させた上、組立
用治具Ｂにその上端部から下方への押圧力ｆを加える
と、該組立用治具Ｂがその下端支持部材１０のコイルバ
ネ１０ｂの弾性力に抗して真っ直ぐに下降移動し、この
下降移動につれて上記スリーブ保持部８Ｂに外嵌保持さ
れているガバナスリーブ３が上記ガバナボールケース１
の中央孔部１Ｂ内に嵌合・貫通されるとともに、テーパ
面８Ａに弾性嵌合されているサークリップ４が開拡し、
ガバナスリーブ３の筒部３Ａの外周面に形成した環状溝
３ａに弾性係合して抜止めされることになり、これによ
って、上記ボール嵌入溝部１Ａ内に供給されている所定
個数のボール２がガバナスリーブ３とガバナボールケー
ス１との間に挟み保持されて図１に示すようなボールガ
バナ５の組付けが完了する。

【００２２】上記のごとく、ガバナボールケース１への
所定個数のボール２の供給から該ガバナボールケース１
とガバナスリーブ３との相互組付けまでの一連の組立作
業の自動化が図れるとともに、その組立精度の向上も図
れてボールガバナ５全体の製造コストを著しく低減する
ことが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ボール
をその重力により自動供給することが可能で、大幅な省
力化とともに生産効率の向上を図り得るのはもちろん、
縦供給路に一括収納されている複数のボールから単一毎
のボールを切り出すことと、その切り出されたボールが
供給路で詰まったか否かを検知することとの相乗作用に
よってワークの嵌入部に所定個数のボールを過不足なく
確実に自動供給することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が対象とするボール嵌入ワークの一例と
なるボールガバナの組付け完了状態の縦断面図である。

【図２】本発明に係るボールガバナ自動組付け装置を一
部断面して示す正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図５】ボール自動供給装置の拡大縦断正面図である。

【図６】ボールガバナの組付け動作のうち第一工程を示
す要部の縦断正面図である。

【図７】ボールガバナの組付け動作のうち第二工程を示
す要部の縦断正面図である。

【図８】ボールガバナの組付け動作のうち第三工程を示
す要部の縦断正面図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）はボール切出装置の切り出し動
作を説明する要部の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

Ｅ ボール切出装置 １ ガバナボールケース（ワーク） １Ａ ボール嵌入溝部 ２ ボール １４ 縦供給路 １４Ａ 上側縦供給路 １４Ｂ 下側縦供給路 ２０ 光電センサ（ボール通過検知センサ） ２４ ボール押出具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定個数のボールを受入れ可能なボール
   嵌入部を有するワーク保持部の上方部に、複数のボール
   を上下に隣接するボールの周面同士が密接する縦列状態
   に収納させてそれらボールの重力による下降移動を案内
   する縦供給路を設けてなるボール自動供給装置であっ
   て、 上記縦供給路の途中に配置され密接縦列状態にあるボー
   ルを単一毎に分離して下側縦供給路に順次排出するボー
   ル切出装置と、 上記下側縦供給路の下端部に設けられて上記ボール切出
   装置により切り出されたボールがワークに供給されたこ
   とを検知するボール通過検知センサとを、 備えていることを特徴とするボール自動供給装置。
2. 【請求項２】 上記ボール通過検知センサによる通過検
   知位置よりも上部の上記下側縦供給路の下端部付近に
   は、該下側縦供給路内のボールを下方へ向けて強制押出
   し可能なボール押出具が設けられている請求項１に記載
   のボール自動供給装置。