(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のボールを収納するボール容器を備えるとともに複数の吐出孔のそれぞれからボールを１個ずつ送り出すボール収容送出装置であって、このボール送出装置は、ボール供給孔を設けた上板と固定板との間に、ボールの直径よりも若干大きくした板厚を持つ下部スライド板を摺動自在に設け、この下部スライド板は連結部材を介してシリンダに連結され、また下部スライド板には複数の連結ロッドを上板を貫通させて立設し、この連結ロッドに上部スライド板を取り付けて上部スライド板と下部スライド板とを一体化し、前記上部スライド板の下側に前記ボール供給孔と同数のボール挿入棒を取り付け、前記下部スライドには複数のボール取出孔を設けたことを特徴とするボール収容送出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置であって、このボール供給装置はボール収容送出装置の下流側に交換可能にカートリッジを設け、このカートリッジは上板と下板を連結部材で連結してなり、上板には各連通孔に対応して各孔がそれぞれ設けられ、下板には複数のボール吐出孔が設けられ、このボール吐出孔の位置は、ボール嵌め込みの対象となるワークのボール嵌め込み位置に対応し、上板と下板の各接続部は各ホースでそれぞれ接続していることを特徴とするボール供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載のボール供給装置において、前記ボール収容送出装置から送り出されたボールは管路を介して前記カートリッジに供給され、カートリッジに設けた管路を介して所定の位置へ供給され、カートリッジ上板に接続されるホースジョイントの下方に向けて傾斜したテーパー部に径方向に延びる溝または凸部を設けたことを特徴とするボール供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボール（スチールボール）を供給するボール収容送出装置と、このボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、スチールボールを用いた面方向のスライド機構においては、スライドさせるべき２つの部材の間に板状のリテナーを介在させ、このリテナーの各孔にスチールボールを嵌め込むことで２つの部材をころがり摩擦的に係合させている。
【０００３】
このようなリテナーの各孔にスチールボールを嵌め込むための装置が実公平８−１０４８９号公報に記載されている。図８は上記公報に記載された従来装置の側断面図である。従来装置１０１は、下板１０２、この下板１０２にスペーサ１０５を介して固定された上板１０８、下板１０２と上板１０８との間に摺動自在に装着されたスライド板１１０、ボール収納容器１１６及び把手１１８から構成されている。
【０００４】
下板１０２の下面にはワークＷに設けられた位置決め孔ａに係合する位置決めピン１０３が突設され、また、この下板１０２にはワークＷの面に設けた多数のボール嵌込み孔ｂのそれぞれに対応する多数の孔１０４が設けられ、上板１０８には多数の孔１０９が、下板１０２の各孔１０４に対して位相をずらして（所定の距離だけずらして）設けられている。スライド板１１０は、ボールＢの径より若干肉厚の板材により形成され、スライド板１１０の一端部には把手１１１が設けられている。このスライド板１１０には、ワークＷの面に設けた多数のボール嵌込み孔ｂのそれぞれに対応するように多数の孔１１４が設けられている。
【０００５】
このスライド板１１０は、図示しない摺動範囲規制機構によって、スライド板１１０に設けた各孔１１４が上板１０８に設けた各孔１０９にそれぞれ合致するボール受け位置と、スライド板１１０に設けた各孔１１４が下板１０２に設けた各孔１０４にそれぞれ合致するボール吐出位置との間を摺動できる構造となっている。そして、スライド板１１０は、コイルスプリング１１５によって図示左方向に付勢されており、通常の状態（スライド板１１０を押し込まない状態）では、ボール受け位置（図示の状態）に位置決めされている。
【０００６】
したがって、スライド板１１０がボール受け位置にある状態では、上板１０８の各孔１０９とスライド板１１０の各孔１１４とが合致しているので、ボール収納容器１１６内のボールＢはスライド板１１０の各孔１１４にそれぞれ入り込む。ボール嵌込み用具１０１をワークＷ上に位置決め載置した状態で、スライド板１１０をコイルスプリング１１５に抗して押し込むと、スライド板１１０の各孔１１４と下板１０２の各孔１０４とが合致するので、スライド板１１０の各孔１１４に保持されていたボールＢは切り出されて下板１０２の各孔１０４を通してワークＷ面の各嵌込み孔ｂにそれぞれ供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来装置にあっては、ボールの供給を続けて行くと、ボールの溜まる箇所が片寄ってしまいスムーズな供給ができなくなるので、振動装置を別途設けている。しかしながら、振動装置で収容送出装置全体を振動させると、収容送出装置の結合箇所が緩んだり騒音が大きくなる。また、振動装置を別途設けるため部品点数が増し、機構が複雑になる。
【０００８】
また、従来例のようにボール収容送出装置とワークとを当接または近接させ、ワーク上にボールを直接供給する方法では、ワークの孔の配置とボール収容送出装置の下板に設けた孔の配置とが一致している必要がある。このため、孔の配置が異なるワークの機種毎にその機種専用のボール収容送出装置を準備しなければならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係る発明は、多数のボールを収納するボール容器を備えるとともに複数の吐出孔のそれぞれからボールを１個ずつ送り出すボール収容送出装置であって、このボール送出装置は、上板と固定板との間に下部スライド板を摺動自在に設け、前記下部スライド板は連結部材を介してシリンダに連結され、下部スライド板に複数の連結ロッドを上板を貫通させて立設し、この連結ロッドに上部スライド板を取り付け、前記上部スライド板の下側に複数のボール挿入棒を、下部スライド板を左右動させると前記ボール容器の上部スライド板が下部スライド板と連動して左右動してボール挿入棒によるボールのかき混ぜ作用が発生する位置に取り付け、前記下部スライドには複数のボール取出孔を設けた構成とした。斯かる構成とすることで、ボール収納容器内でのボールを片寄りを防止しボールを確実に供給することができる。
【００１０】
また請求項２に係る発明は、前記ボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置であって、このボール供給装置はボール収容送出装置の下流側に交換可能にカートリッジを設け、このカートリッジは上板と下板を連結部材で連結してなり、上板には各連通孔に対応して各孔がそれぞれ設けられ、下板には複数のボール吐出孔が設けられ、このボール吐出孔の位置は、ボール嵌め込みの対象となるワークのボール嵌め込み位置に対応し、上板と下板の各接続部は各ホースでそれぞれ接続しているようにした。斯かる構成とすることで、孔の位置が異なるワークに対してもカートリッジを交換するだけでボールの嵌込みを確実に行うことができる。
【００１１】
また、ボール収容送出装置から送り出されたボールを供給するカートリッジ上板に接続されるホースジョイントの下方に向けて傾斜したテーパー部に径方向に延びる溝または凸部を設けることが好ましい。管路の接続部でボールが周方向に回転するとボールの落下が遅れ、ボールがワークに供給されるまでの時間が長くなるが、回転防止用の溝を設けることでボールが周方向に回転するのが防止でき、ボール供給の遅れが解消される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置の正面図、図２は同ボール供給装置の左側面図、図３は同ボール供給装置の右側面図である。
【００１３】
図１に示すようにボール供給装置１は、柱材、アングル材等を組み合わせてなる枠体２と、枠体２の上部に設けられたボール収容送出装置３と、枠体２の略中段に設けられたカートリッジ（作業部）４と、このカートリッジ４を昇降させる作業部昇降装置５と、枠体２の下部に設けられたコンベア装置６と、コンベア装置６によって搬送される搬送台７上に載置されたワークＷを昇降させるワーク昇降装置８とからなる。
【００１４】
ワーク昇降装置８は、支持台９と、この支持台９の傾きを抑制し支持台９の昇降動作を円滑に行なわせるためのガイドロッド１０，１０と、支持台９を昇降駆動するために固定板１２に取り付けられたシリンダ１１とからなる。
【００１５】
シリンダ１１のシリンダロッド先端は支持台９に連結されて固定され、ガイドロッド１０，１０の基部は固定板１２に固定され、ガイドロッド１０，１０の上端部は支持台９に連結されて固定されている。このワーク昇降装置８は、シリンダ１１によって搬送台７を昇降させることで搬送台７上に載置されたワークＷを昇降させる。
【００１６】
前記作業部昇降装置５は、作業部取付台１３と、この作業部取付台１３の傾きを抑制し作業部取付台１３の昇降動作を円滑に行なわせるためのガイドロッド１４，１４と、作業部取付台１３を昇降駆動せしめるシリンダ１５とからなる。作業部取付台１３が上限位置に達すると近接スイッチ１６で検知され、作業部取付台１３が下限位置に達すると近接スイッチ１７で検知される。
【００１７】
図２に示すように、シリンダ１５の上端部は、枠体２の上部に架け渡された固定板１８に固定され、シリンダ１５のロッド下端は作業部取付台１３に連結されている。作業部取付台１３はその長手方向の両端部が各ガイドロッド１４，１４にそれぞれ接続されている。ガイドロッド１４，１４の上端部および下端部は、前記固定板１８および固定板１２にそれぞれ接続されている。
【００１８】
作業部取付台１３の上面にはホースジョイントの接続部１９を複数個（８個）備えたホース中継板２０が取り付けられ、このホース中継板２０には、ホースジョイントの接続部１９に連通する孔２１が設けられ、作業部取付台１３には孔２１に対応して連通孔２２が設けられている。
【００１９】
ボール収容送出装置３の各ボール吐出孔とホース中継板２０の各接続部１９との間は、作業部取付台１３の上下動に対応できるように可撓性ボール供給ホース２３でそれぞれ接続している。
【００２０】
作業部取付台１３の下面に交換可能に取り付けられるカートリッジ４は、上板２４と下板２５とを連結部材２６で連結してなる。カートリッジの上板２４には、上記各連通孔２２に対応して各孔２７がそれぞれ設けられ、これらの孔２７は上板２４に取り付けられた各接続部２８にそれぞれ連通している。
【００２１】
カートリッジの下板２０の下面には複数のボール吐出孔２９が設けられ、このボール吐出孔２９の位置は、ボール嵌め込みの対象となるワークのボール嵌め込み位置に対応している。各ボール吐出孔２９は下板２５に取り付けられた各接続部３０にそれぞれ連通している。そして、上板２４側の各接続部２８と下板２５側の各接続部３０とを各ホース３１でそれぞれ接続している。
【００２２】
したがって、ボール収容送出装置３の各ボール吐出孔から同時に吐出された各ボールは、各ボール供給ホース２３をそれぞれ降下し、ホース中継板２０の各孔２１ならびに作業部取付台１８の各連通孔２２を通過してカートリッジ４に供給され、カートリッジ４内の各ホース３１を経由して下板２５の各ボール吐出孔２９からそれぞれ吐出される。ここで、ワークＷが所定の位置に供給されていれば、各ボール吐出孔２９から吐出された各ボールはワークＷの各ボール嵌め込み孔内にそれぞれ供給される。
【００２３】
図４はボール収容送出装置の正面図、図５は側面図、図６は要部分解斜視図であり、図５に示すように、ボール収容送出装置３は、ボール容器３２、上板３３、下部スライド板３４、固定板１８、上部スライド板３５及びシリンダ３６からなる。
【００２４】
固定板１８は枠体２の上部に架け渡されて固定され、シリンダ３６は固定板１８の下側に取り付けられ、上板３３は固定板１８上に取り付けられ、上板３３の上にボール容器３２を取り付けている。なお、ボール容器３２の側面に窓３２ａを設け、この窓を透明板３２ｂで覆うことで容器内のボール残量等を確認できるようにしている。上板３３と固定板１８との間に下部スライド板３４を摺動自在に設ける。下部スライド板３４は連結部材３７を介してシリンダ３６に連結される。
【００２５】
図４に示すように、下部スライド板３４に複数の連結ロッド３８を上板３３を貫通させて立設し、この連結ロッド３８に上部スライド板３５を取り付けている。そして、上部スライド板３５の下側に複数のボール挿入棒３９を取り付ける。
【００２６】
図６に示すように、上板３３には複数（８個）のボール供給孔３３ａと、各連結ロッド３８が左右動するための長孔３３ｂとが設けられている。連結ロッド３８は下部スライド板３４から設けられており、上板３３を貫通して上部スライド板３５に固設されている。
【００２７】
また、上板３３上には長孔３３ｂにボールが入り込まないようにカバープレート４０が設けられている。このように連結ロッド３８を介して上部スライド板３５と下部スライド板３４とを一体化することで、シリンダ３６によって上部スライド板３５と下部スライド板３４とを同時に左右動させることができる。さらに、上部スライド板３５には、ボール挿入棒３９がボール供給孔３８ａと同数設けられており、このボール挿入棒３９にはボール押部３９ａが設けられている。ボール押部３９ａは、ボールＢの周面に対応した凹部形状にしている。
【００２８】
したがって、ボールを送り出すために下部スライド板３４を左右動させると、ボール容器３２の上部スライド板３５が下部スライド板３４と連動して左右動し、ボール挿入棒３９によるボールＢのかき混ぜ作用が発生してボールの片寄り状態をなくすとともに、ボール押部３９ａによってボールＢを強制的にボール供給孔３３ａに送り込む。
また、ボールＢが移動させることで、上板３３のボール供給孔３３ａにボールＢが入り込む際のボールＢの競合が解消される。
【００２９】
図５に示すように、下部スライド板３４の板厚はボールＢの直径よりも若干大きくしている。したがって、上板３３に設けたボール供給孔３３ａと下部スライド板３４に設けたボール取出孔３４ａとが合致した状態で、下部スライド板３４のボール取出孔３４ａにはそれぞれ１個のボールＢが入り込む。シリンダ３６によって下部スライド板３４が左方向へ移動されると、ボールＢは取出孔３４ａに保持されて左方向へ搬送される。下部スライド板３４は、ボール取出孔３４ａと固定板（下板）１８に設けられたボール吐出孔１８ａとが合致する位置まで移動されるので、左方向に搬送されたボールＢはボール吐出孔１８ａから落下し、ボール供給ホース２３を通ってカートリッジ４へ供給される。
【００３０】
下部スライド板３４は、ボール吐出位置（ボール取出孔３４ａとボール吐出孔１８ａとが合致する位置）まで移動した後にボール供給位置（ボール供給孔３３ａとボール取出孔３４ａとが合致する位置）へ戻される。これにより、ボール取出孔３４ａには次に送り出すボールが入ることになる。
【００３１】
図４ならびに図５に示すように、ボール容器３２内にはボールＢを容器内の中央部に案内する傾斜部３２ｃを設け、ボールＢをボール取出機構に集めるようにしているので、ボールの残量が少くなってもボールを確実に供給することができる。
【００３２】
図７はボール供給ホースとカートリッジとの接続部の構造を示す説明図である。図７（ａ）はホースジョイント部の断面を示しており、符号１３は作業部取付台、符号２４はカートリッジ上板、符号２０はホース中継板、符号２３はボール供給ホース、符号１９はホースジョイント（ボール供給ホース側）、符号３１はホース（カートリッジ側）、符号２８はホースジョイント（カートリッジのホース側）である。符号Ｂはボールを示している。
【００３３】
カートリッジ上板２４のホースジョイント２８には、下方に向けて傾斜したテーパー部２８ａを設けているが、図７（ｂ）に示すように、供給されたボールＢがこのテーパー部で周方向に回転するとボールＢの供給に遅れを生ずる。そこで、図７（ｃ）に示すように、テーパー部２８ａに径方向に延びる溝２８ｂを形成し、この溝２８ｂによってボールＢの周方向の回転を防止する。これにより、ワークＷに対するボールＢの供給時間が均一となり、所定の時間内にボールを供給することができる。尚、溝２８ｂの代りに凸条を設けてもよい。
【００３４】
次に、本発明に係るボール供給装置１の動作を説明する。カートリッジ４の原位置は、図１において仮想線で示すように、上昇位置にある。ワークＷがコンベア６によって供給されてきて予め設定した停止位置で停止する。次いで、シリンダ１１によってワークＷが上昇され、予め設定した上昇位置で停止する。次に、シリンダ１５によってカートリッジ４が下降され、カートリッジ下板２５の下面がワークＷの上面に当接された状態で停止される。これにより、ワークＷは上下でクランプされた状態となる。カートリッジ下板２５には、ワークＷに設けられたボール嵌め込み孔（図示しない）と同一位置関係でボール供給用孔（ボール吐出孔２９）が設けられている。
【００３５】
図３に示すように、シリンダ３６の右方向動によってボール容器３２内のボールＢが上板３３のボール供給孔３３ａからスライド板３４のボール取出孔３４ａに入り込む。次に、シリンダ３６の左方向動によってボール取出孔３４ａのボールＢは固定板（下板）１８のボール吐出孔１８ａから吐出される。この吐出されたボールはボール供給ホース２３内を降下し、カートリッジ４内のホース３１を経由して最終的にワークＷの嵌め込み孔（図示しない）内に供給される。
【００３６】
タイマーアップによってシリンダ１１が上昇され、また、シリンダ１１が下降される。これにより、ワークＷはアンクランプされ、コンベア装置６によって次工程へ搬送される。なお、次工程にボールの装着を確認する工程を設け、その下流に次なる加工工程を設けている。なお、コンベア装置６、各シリンダ１１，１５，３６の動作は図示しない制御装置によって制御される。
【００３７】
ワークＷの種類（機種）毎にそのワークＷ用のカートリッジ４を作業部取付台１３に取り付けることで、ボールの嵌め込み位置が異なる複数種類のワークＷに対応できる。
【００３８】
なお、搬送台７またはワークＷにワークの機種を表わす標識（例えば、英数字やバーコード等）を付けるとともに、カートリッジ４にそのカートリッジを識別する標識（例えば、英数字やバーコード等）を付けておき、それらの標識を光学式の読取装置等を用いて読み取り、その読み取り結果を制御装置等に供給することで、ワークＷとカートリッジ４の組み合わせが不適当である場合には、アラームを発生させるとともに、ボールＢの供給作業を自動的に停止させるようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るボール収容送出装置は、ボール容器内のボールを強制的に移動させるボール移動機構を備えたので、ボール容器内のボールの片寄りを防止でき、ボールを確実に供給できる。
【００４０】
また、上記ボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置は、カートリッジによってボール吐出位置を変更するようにしたので、ワークの種類毎にカートリッジを交換することで、ボール嵌め込み位置の異なる複数種類のワークに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボール収容送出装置を組み込んだボール供給装置の正面図
【図２】同ボール供給装置の左側面図
【図３】同ボール供給装置の右側面図
【図４】ボール収容送出装置の正面図
【図５】ボール収容送出装置の側面図
【図６】ボール収容送出装置の要部分解斜視図
【図７】ボール供給ホースとカートリッジとの接続部の構造を示す説明図
【図８】従来のボール嵌込み用具の側断面図
【符号の説明】
１…ボール供給装置、２…枠体、３…ボール収容送出装置、４…カートリッジ、５…作業部昇降装置、６…コンベア装置、７…搬送台、８…ワーク昇降装置、１１…ワーク昇降用のシリンダ、１５…カートリッジ（作業部）昇降用のシリンダ、１８…ボール取出機構の下板を構成する固定板、１８ａ…ボール取出機構のボール吐出孔、１９…ホース接続部、２０…ホース中継板、２３…ボール供給ホース、２４…カートリッジ上板、２５…カートリッジ下板、２８…ホースの接続部、２８ａ…テーパー部、２８ｂ…テーパー部の溝、２９…カートリッジの吐出孔（ワークへのボール供給孔）、３１…カートリッジ側のホース、３２…ボール容器、３３…ボール取出機構の上板、３３ａ…ボール供給孔、３４…下部スライド板、３４ａ…ボール取出孔、３５…上部スライド板、３６…ボール取出用のシリンダ、３８…連結ロッド、３９…ボール挿入棒、３９ａ…ボール押部、Ｗ…ワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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