(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のボールが収容可能な深さの上下に貫通したボール分配孔を円周方向の複数箇所に有し前記ボール分配孔のピッチで間欠回転する回転盤と、この回転盤の各ボール分配孔を塞ぐように前記回転盤の下面に略接して設けられて一部に前記ボール分配孔と整合する上下に貫通したボール投下口を有する固定盤と、前記回転盤のボール分配孔に連通する供給口を有し多数のボールが収容されるホッパと、前記ボール投下口と整合する位置のボール分配孔に圧縮空気を吹きつけるノズルとを備え、前記ノズルを前記回転盤の間欠回転に同期して昇降させて下降時に先端をボール分配孔に進入させるノズル昇降装置を設けた極小ボール分配装置。
【請求項２】
前記ノズル昇降装置は、前記回転盤を回転させる回転盤駆動装置から駆動を受けて前記ノズルを昇降させる連動機構を有するものである請求項１記載の極小ボール分配装置。
【請求項３】
前記ホッパの前記供給口を、回転盤のボール分配孔の配列円周に沿う円弧状スリットとし、前記回転盤を回転させる回転盤駆動装置の駆動を受けて前記ホッパ内のボールを攪拌する攪拌機構を設けた請求項１または請求項２に記載の極小ボール分配装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミニチュア軸受等に用いられる極小ボールをホッパより１個ずつ切り出して順次供給する極小ボール分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
一般のボールベアリングでは、その組立て工程において、ホッパより供給されるボールを、自動装填装置により、１個の軸受に必要な個数分ずつ切り出して、内外輪間にまとめて供給するようにしている。
しかし、ミニチュア軸受に使用されるような微小ボールの場合、ボール自身が軽いため、僅かな油脂等が付着していても、周囲に付着するなどして自然落下が妨げられる。これが自動機開発のネックとなっており、現状ではミニチュア軸受へのボールの装填は手作業に頼らざるを得ない。
なお、必要個数分をチューブ等に詰め、気体または液体等の搬送用流体を利用して流し出す方法等も講じられているが、作業環境が悪くなり、また乾式で組み立てることが必要な場合には前記搬送用流体による方法が使用できない。
【０００３】
この発明は、上記課題を解消するものであり、微小なボールを乾式で円滑かつ確実に供給することのできる極小ボール分配装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の極小ボール分配装置は、ボール分配孔を円周方向の複数箇所に有する回転盤と、前記ボール分配孔と整合する上下に貫通したボール投下口を有する固定盤と、ホッパと、圧縮空気のノズルとを備えたものである。
回転盤はボール分配孔のピッチで間欠回転するものとし、ボール分配孔は１個のボールが収容可能な深さの上下に貫通した孔とする。固定盤は、回転盤の各ボール分配孔を塞ぐように、回転盤の下面に略接して設けられる。前記ホッパは、回転盤のボール分配孔に連通する供給口を有し多数のボールが収容されるものとする。ノズルは、前記ボール投下口と整合する位置のボール分配孔に圧縮空気を吹きつけるものである。
この構成によると、ホッパ内に溜められたボールが１個ずつ回転盤のボール分配孔に入り、孔内に入ったボールは、固定盤のボール投入口に割り出されたときに、ボール投入口に入って落下する。このとき、ノズルから吹き付けられる圧縮空気のため、ボールが微小ボールであって油脂等が付着していても、孔の内面に付着したままとなることなく、強制的に確実に落下させられる。このため、例えばミニチュア軸受等の小型機器へのボールの供給が確実に行える。ボールの強制落下は圧縮空気で行うため、ボールを傷つけることがない。なお、ノズルからの空気の吹き付けは、ボールの自然落下を補助する程度の吹き付け圧であっても良く、また次のようにノズルの先端をボールに当てて強制落下させる場合の補助として利用しても良い。
【０００５】
上記構成において、前記ノズルを回転盤の間欠回転に同期して昇降させて下降時に先端をボール分配孔に進入させるノズル昇降装置を設ける。このようにボール分配孔にノズルを進入させて圧縮空気の吹き付けを行うことにより、吹き付けが効果的に行え、一層確実なボールの供給が行える。また、ノズルの昇降により、ノズルの先端をボールに当てて、ノズルからの吹き出し空気の作用との協働でボールを強制落下させるようにしても良い。
前記ノズル昇降装置は、前記回転盤を回転させる回転盤駆動装置から駆動を受けて前記ノズルを昇降させる連動機構を有するものであっても良い。このように回転盤に連動させることで、駆動源が一つで済み、また制御手段も別に設ける必要がなく、構成が簡単となる。
前記ホッパは、その供給口を、回転盤のボール分配孔の配列円周に沿う円弧状スリットとすることが好ましい。また、回転盤を回転させる回転盤駆動装置の駆動を受けてホッパ内のボールを攪拌する攪拌機構を設けても良い。
このようにホッパの供給口を円弧状とすると、ホッパ内のボールは、回転盤がある程度の角度を回転する間にボール分配孔に入れば良く、また供給孔が円弧状であるため、供給口におけるボールの詰まりも生じ難く、ホッパからボール分配孔への確実なボール供給が行われる。また、攪拌機構の攪拌により、ボールが油脂等で相互に付着して塊となることが防止され、一層確実に回転盤のボール分配孔へのボール供給が行われる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５に基づいて説明する。この極小ボール分配装置は、深溝玉軸受からなるミニチュア軸受Ｂの内外輪Ｂｉ，Ｂｏ間へのボールＳの自動装填に適用したものである。
回転盤１は、外周部の円周方向複数箇所に多数のボール分配孔２を一定ピッチで形成した円盤状の部材であり、垂直な回転軸３の下端に固定され、回転軸３を支持する軸受４を介してフレーム５に回転自在に支持されている。回転軸３の上端は、駆動源となるモータ６および間欠回転機構７からなる回転盤駆動装置８に連結され、回転盤１はボール分配孔２のピッチで間欠回転させられる。ボール分配孔２は、１個のボールＳが収容可能な深さの上下に貫通した丸孔である。
【０００７】
回転盤１の下面に略接して、円盤状の固定盤９が前記フレーム５に設置してあり、固定盤９のボール配分位置となる円周方向の１箇所に、回転盤１のボール分配孔２と整合する上下に貫通したボール投下口１０が設けられている。ボール投下口１０は、上面側が若干大径となるテーパ状に形成されている。ボール投下口１０の直下に、軸受設置台１１が設けられ、その台１１の上に、軸受内外輪Ｂｉ，Ｂｏが、両輪間の隙間が偏って開くように載置される。
この固定盤９のボール投下口１０の上方に、回転盤１のボール分配孔２内へ圧縮空気を吹き付けるノズル１２が設置される。ノズル１２は、フレキシブルチューブ等からなる配管を介して空気圧源（図示せず）に接続されている。ノズル１２には注射針等が使用でき、特にステンレス製のものが耐久性の面から好ましい。また、ノズル１２は、ノズル昇降装置１５により、下降時に先端がボール分配孔２内に入るように昇降駆動される。ノズル昇降装置１５は、回転盤駆動装置８に連動する連動機構１５ａを有するものとしてある。
【０００８】
また、フレーム５には図３のように多数のボールＳを溜めるホッパ１３が設置され、その下端の供給口１４は、回転盤１のボール分配孔２に連通するように回転盤１の上面に近接して配置される。供給口１４は、ボール１個分の幅で、ボール分配孔２の配列円に沿う円弧状のスリットとして形成され（図４参照）、その円弧に沿って攪拌棒１６を正逆移動させる攪拌機構１７が設けられている。攪拌機構１７は、回転盤駆動装置８に連動する構成とされる。
【０００９】
回転盤駆動装置８の間欠回転機構７は、ゼネバ機構で構成したものであり、回転軸３の上端に取付けられて外周に径方向の噛合溝１９（図２）がボール分配孔２と同じ角度ピッチで形成された間欠回転円板２０と、前記噛合溝１９に噛み合う偏心ピン２１とで構成される。偏心ピン２１は、モータ８の出力軸に取付けられたカム２２の先端面に回転中心と偏心して突出させたものであり、モータ６によるカム２２の１回転で、偏心ピン２１は図２に鎖線ａで示す軌跡の旋回を行い、これにより間欠回転円板２０を噛合溝１９の１ピッチ分回転させる。カム２２は、外周面にクランプ用溝２３とノズル用溝２４を形成した円筒カムからなる。
【００１０】
間欠回転機構７には、各間欠割出位置で間欠回転円盤２０の回転を止めるクランプ機構２５が設けてある。このクランプ機構２５は、間欠回転円盤２０に噛合溝１９と等ピッチで円周方向に配列したクランプ用孔２６（図２）と、このクランプ用孔２６に先端が係合可能なクランプピン２７とを有する。クランプピン２７は、昇降ガイド２８を介してフレーム５に昇降自在に支持され、かつばね２９により下降付勢されていて、側面に突出したカムフォロワとなるピン３０が前記カム２２のクランプ用溝２３に係合することにより、カム２２の回転に伴って昇降させられる。
【００１１】
ノズル昇降装置１５は、ノズル１２を取付けたノズル取付枠３１をガイド３２でフレーム５に昇降自在に支持したものであり、その連動機構１５ａは、ノズル取付枠３１の上端に取付けたカムフォロワとなるピン３３を前記カム２２のノズル用溝２４に係合させて構成される。ノズル取付枠３１は、図３に示すように、両側のばね３３で上昇付勢してある。
ホッパ１３の攪拌棒１６は、前記カム２２の偏心ピン２１で駆動される揺動レバー３４に取付けられている。揺動レバー３４は、間欠回転円盤２０の下側にこの円盤２０と同心で正逆回転自在に設けられており、二股状に形成されてその片方のアーム部３４ａの先端に攪拌棒１６が取付けられている。揺動レバー３４のもう片方のアーム部３４ｂには半径方向に延びる長孔３６が形成され、カム２２の偏心ピン２１が間欠回転円板２０の噛合溝１９を貫通して係合する。このため攪拌棒１６は、カム２２の回転に伴い、間欠回転円板２０の１ピッチの割出角度の範囲で、揺動レバー３４と共に正逆に旋回移動する。これら揺動レバー３４および偏心ピン２１等で前記攪拌機構１７が構成される。
【００１２】
上記構成の動作を説明する。ボール分配孔２が形成された回転盤１は、モータ６の駆動により、偏心ピン２１および間欠回転円盤２０を介して、ボール分配孔２の１ピッチ分ずつ間欠回転させられる。ホッパ１３には、ボール１個分の幅の円弧溝状の供給口１４が設けられていて、回転盤１がホッパ１３の供給口１４の下方を通過するときに、ボールＳの詰まっていないボール分配孔２に嵌まり込み、所定の配分位置である固定盤９のボール投下口１０との整合位置に運ばれる。配分位置まで運ばれたボールＳは、回転盤１がクランプ装置２５でクランプされることにより、位置に狂いが生じないように規制される。このとき、クランプ装置２５は、モータ６の回転に伴い、カム２２のクランプ用溝２３の案内でクランプピン２７を下降させて割出回転円盤２０の孔２６に嵌合させることにより位置決めを行う。この間に、ノズル１２は、同じくカム２２の回転により、そのノズル用溝２４の案内で下降させられ、回転盤１の配分位置のボール分配孔２内に先端が入り、あるいは近接する。この状態で、ノズル１２から圧縮空気の吹き出しが行われる。
【００１３】
回転盤１の配分位置のボールＳは、自重による自然落下と、ノズル１２の吹き出し空気圧とにより、固定盤９のボール投下口１０を通ってその下方の軸受Ｂ内に装填される。このようにノズル１２から圧縮空気を吹き出すため、微小なボールＳが油脂の付着等で各孔２，１０の内壁面に付着していても、確実に軸受Ｂへの供給が行われる。また、空気圧で強制落下させるため、非接触でボールＳを押すことができ、ボールに傷がつくことが防止される。
一方、ホッパ１３内では、回転盤１の回転に伴って攪拌棒１６が供給口１４に沿って円弧状に正逆移動することにより、内部のボールＳを攪拌する。そのため、ボールＳ同志が付着して塊状になることが防止され、確実に回転盤１のボール分配孔２へボール供給が行われる。
このように、軸受ＢにボールＳが１個ずつ順次供給され、所定個数のボールＳが装填されると、新たな軸受Ｂと取り替える。
【００１４】
この極小ボール分配装置によると、このようにボールＳを１個ずつ供給し、またノズル１２から空気を吹き出すようにしたので、自重の軽い微小なボールＳであっても、油脂等の付着で詰まりや供給不良となることなく、確実に供給することができる。そのため、手作業によるボール供給を行う場合のようなボール個数不足の問題が解消される。また、ボールを気体や液体等の搬送用流体と共に流すことなく、乾式で作業を行うため、作業環境が良くなる。これらにより、軸受Ｂの自動組立機の開発が容易になる。また、ボールＳは、ホッパ１３に適宜補給しておけば、一定時間は放置しておけるため、その補給の手間が簡単で済む。
【００１５】
【発明の効果】
この発明の極小ボール分配装置は、微小なボールを、詰まり等を生じることなく、乾式で円滑かつ確実に供給することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる極小ボール分配装置の破断側面図である。
【図２】その回転盤駆動装置および攪拌機構の破断平面図である。
【図３】同極小ボール分配装置におけるホッパ部の破断正面図である。
【図４】同ホッパの平面図である。
【図５】カムのカム溝を示す展開図である。
【符号の説明】
１…回転盤                            １４…供給口
２…ボール分配孔                      １５…ノズル昇降装置
６…モータ                            １５ａ…連動機構
７…間欠回転機構                      １６…攪拌棒
８…回転盤駆動装置                    １７…攪拌機構
９…固定盤                            ２２…カム
１０…ボール投下口                    Ｂ…軸受
１２…ノズル                          Ｓ…ボール
１３…ホッパ
【図１】
0003792304.tif 000002
【図２】
0003792304.tif 000003
【図３】
0003792304.tif 000004
【図４】
0003792304.tif 000005
【図５】
0003792304.tif 000006