JP2008044758A - 部品整列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の被装着物に対応した専用の部品装着装置が必要であった。
【解決手段】半田ボール１２の供給部１１と、この供給部１１に供給された前記部品を搬送する搬送手段と、この搬送手段による搬送途中に設けられた部品整列部１６と、搬送手段の下流に設けられた部品取出し部１７とを備え、部品整列部１６は、搬送手段を形成するとともに非磁性体で形成された搬送ベルト１５と、この搬送ベルト１５の下面側に設けられたＳ極及びＮ極の少なくとも２個の磁石２２ａ、２２ｂと、搬送ベルト１５の上面に前記Ｓ極及びＮ極に対応して載置された少なくとも２個の磁性体球２３ａ、２３ｂとを有したものである。これにより、所期の目的が達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品整列装置に関するものである。

以下、従来の部品整列装置について説明する。従来の部品整列装置は、図９に示すように、挿通孔１ａを有する整列マスク１と、この整列マスク１の下方に移動可能に設けられた保持マスク２と、整列マスク１の上面に載置された半田ボール（部品の一例として用いた）３を挿通孔１ａに挿入させるスキージブラシ４とで構成されていた。

以上のように構成された部品整列装置について、以下にその動作を説明する。先ず、整列マスク１の下方に保持マスク２を移動させる。このとき、半田ボール３が挿入される挿通孔１ａと、保持マスク２に設けられた半田ボール３の保持孔２ａとを合わせる。

そして、スキージブラシ４を矢印５方向に移動させる。すると、整列マスク１の上面に載置された半田ボール３が挿通孔１ａに挿入される。この挿通孔１ａに挿入された半田ボール３は、保持マスク２の保持孔２ａで保持される。

次に、保持マスク２を矢印６方向に下げる。すると半田ボール３は、整列マスク１から離れ、保持マスク２の保持孔２ａに保持される。即ち、半田ボール３は保持マスク２の保持孔２ａ上に整列されることになる。

この半田ボール３を保持した状態で、保持マスク２を基板（図示せず）まで移動させる。そして、この半田ボール３を基板に装着させる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−３２８０１７号公報

しかしながらこのような従来の部品整列装置では、基板に装着される半田ボール３の位置に対応した専用の整列マスク１や、保持マスク２が必要であった。従って、このような部品整列装置を少量生産に用いる場合には、半田ボール３を装着する基板が変わる度に、その基板専用の整列マスク１や保持マスク２を用意する必要があり、その取り替え作業は大変であった。

本発明は、この問題を解決したもので、少量生産に適合した部品整列装置を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の部品整列装置は、部品の供給部と、この供給部に供給された前記部品を搬送する搬送手段と、この搬送手段による搬送途中に設けられた部品整列部と、前記搬送手段の下流に設けられた部品取出し部とを備え、前記部品整列部は、前記搬送手段を形成するとともに非磁性体で形成された搬送ベルトと、この搬送ベルトの下面側に設けられたＳ極及びＮ極の少なくとも２個の磁石と、前記搬送ベルトの上面に前記Ｓ極及びＮ極に対応して載置された少なくとも２個の磁性体球とを有したものである。これにより、所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明によれば、部品の供給部と、この供給部に供給された前記部品を搬送する搬送手段と、この搬送手段による搬送途中に設けられた部品整列部と、前記搬送手段の下流に設けられた部品取出し部とを備え、前記部品整列部は、前記搬送手段を形成するとともに非磁性体で形成された搬送ベルトと、この搬送ベルトの下面側に設けられたＳ極及びＮ極の少なくとも２個の磁石と、前記搬送ベルトの上面に前記Ｓ極及びＮ極に対応して載置された少なくとも２個の磁性体球とを有したものであり、部品整列部において、部品が磁性体球の間を通り抜けることにより整列される。そして、この整列された部品は、整列された状態で部品取出し部から取り出される。従って、この取り出した部品を自由に装着することができるので、少量生産に適合した部品整列装置を得ることができる。

また、磁性体球が回転することにより、部品は揺動されて整列されるので、部品が詰まってロックされることはない。

更に、一つの部品整列装置のみで汎用的に部品を整列して供給することができるので、将来のように多種類の部品整列装置を用意する必要はなく、低価格化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における部品整列装置の斜視図である。図１において、１１は半田ボール（部品の一例として用いた）１２の供給部であり、この供給部１１には、半田ボール１２が収納されたホッパー１３が挿抜自在に装着される。供給部１１は通路１４ａを介して搬送ベルト１５上に連結されている。この搬送ベルト１５は、非磁性体で形成されており、厚み０．０５ｍｍのステンレスで形成されている。このように搬送ベルト１５に硬質材料を用いているので、半田ボール１２の整列時に変形することはない。

この搬送ベルト１５は、プーリ１５ａ、１５ｂで水平方向に張架されており、プーリ１５ｂはモータに連結されて矢印１５ｃ方向に駆動される。この駆動は、０．２ｓｅｃ間に４ｍｍ移動する間欠駆動としている。また、搬送ベルト１５は電気的には接地されており、整列部品間の摩擦により生ずる静電気の影響を防止している。１５ｄは搬送ベルト１５に適度のテンションを与えるためのプーリである。

搬送ベルト１５の上流側には、半田ボール１２を整列させる部品整列部１６が搬送ベルト１５と一体的に設けられている。また、搬送ベルト１５の下流側は、第２の通路１４ｂに連結しており、この第２の通路１４ｂの終端には、半田ボール１２を取り出す部品取出し部１７が形成されている。

１８は、部品取出し部１７の上方を移動可能に設けられた吸引ノズルである。１９は、部品整列部１６を形成する磁石ブロックであり、この磁石ブロック１９は、搬送ベルト１５の下面側に交換自在に設けられている。従って、本実施の形態で説明する整列される部品としての半田ボール１２以外にも、整列部品の大きさに合わせて、この部品整列部１６を交換することにより対応することができる。

図２は、半田ボール１２の断面図である。この半田ボール１２は、常磁性体（非磁性体又は弱磁性体）であり、樹脂１２ａで形成された中心部の外側はニッケル１２ｂで覆われ、更にこのニッケル１２ｂの外側は錫・銀・銅１２ｃで覆われたものであり、その直径は０．５ｍｍである。

図３は、部品整列部１６の側面図である。図３において、１９は搬送ベルト１５の下面側に近接して設けられた磁石ブロックであり、この非磁性体で形成されている磁石ブロック１９内には、約４０００ガウスの磁力を有する円筒状の永久磁石２２が収納されている。この磁石２２は（搬送ベルト１５側が）Ｓ極の磁石２２ａと、Ｎ極の磁石２２ｂとが組みになって構成されている。この磁石２２の直径は１．７５ｍｍであり、その長さは２ｍｍのものを用いている。

２３ａ、２３ｂは搬送ベルト１５の上面に載置された鋼球（磁性体球の一例として用いた）であり、磁石２２ａ、２２ｂに対応した位置に回転自在に載置されている。なお、この鋼球２３（鋼球２３ａ、２３ｂの総称）には、直径２．０ｍｍのベアリングを用いている。鋼球２３はこの他にも鉄等の磁性体材料であれば使用することができる。この鋼球２３の直径は、磁石２２の直径より大きくしておくことが、鋼球２３を予め定められた位置に載置する上で重要である。

１４ｃは、鋼球２３ａ、２３ｂと搬送ベルト１５とで形成される通路であり、この通路１４ｃを通過することにより、半田ボール１２が一列に整列される。

図４は、部品整列部１６を上方から見た平面図である。鋼球２３ａ、２３ｂの近傍には、ガイド２４が設けられている。このガイド２４は、鋼球２３ａ、２３ｂの上流側では、上流側に向かって広がった形状２４ａに形成されている。また、鋼球２３ａ、２３ｂ内では、直径１．７５ｍｍのアールで円弧状２４ｂに形成されている。そして、下流側は、半田ボール１２が通過する０．６ｍｍの幅寸法２４ｃを有する整列路２４ｄを形成している。

この鋼球２３ａ、２３ｂを搬送ベルト１５上に載置し、搬送ベルト１５を矢印２５方向に移動させることにより、鋼球２３ａ、２３ｂは、磁石２２ａ、２２ｂの作用と搬送ベルト１５の摩擦抵抗によって矢印２６ａ、２６ｂ方向に回転する。

このように、鋼球２３ａ、２３ｂが回転することにより、半田ボール１２同士が揺動されるので、鋼球２３ａ、２３ｂの入口で詰まってロック状態になることはない。即ち、形状２４ａ内に供給された整列前の半田ボール１２は、鋼球２３ａ、２３ｂ間に形成された通路１４ｃを通り抜け、一列に整列されて整列路２４ｄから流出する。

図５は、部品取出し部１７を正面から見た断面図である。この部品取出し部１７は、搬送ベルト１５の終端に連結された通路１４ｂに連結されており、この通路１４ｂの終端の壁１７ｂ上面は開口して開口部１７ａを形成している。この開口部１７ａは半田ボール１２が取り出せるように、はんだボール１２の直径の１倍以上、２倍以下の大きさにしている。

なお、部品取出し部１７を形成する通路１４ｂは、搬送ベルト１５であっても良い。即ち、搬送ベルト１５の下流（略終端）に部品取出し部１７を設けても良い。

開口部１７ａの上方には吸引ノズル１８が移動可能に設けられている。この吸引ノズル１８の先端１８ａは、開口部１７ａを貫通して壁１７ｂ側の半田ボール１２を吸引する。先端１８ａは半田ボール１２を吸着し易いように凹形状に形成されている。

半田ボール１２を吸着した吸引ノズル１８は、上方に引き上げられ、その後、基板（図示せず）の上面に移動する。そして、この基板上の予め定められた位置に半田ボール１２を装着する。この吸引ノズル１８の上下左右方向の制御と、吸引・装着の制御により、半田ボール１２を基板の自由な位置に装着することができる。即ち、汎用的に用いることができる。即ち、少量生産における部品装着に適したものである。

半田ボール１２の吸引は、吸引ノズル１８の中心に形成された負圧路１８ｂに負圧を加えることにより行われる。半田ボール１２の基板への装着は、負圧路１８ｂを常圧にするか或いは加圧することにより行われる。半田ボール１２が装着される基板には、ペーストが塗布されており、吸引ノズル１８から分離された半田ボール１２は、このペーストに装着されて基板に装着される。

この吸引ノズル１８による半田ボール１２の吸引と基板への装着動作は、０．２ｓｅｃに一回の速度で行っている。従って、搬送ベルト１５では、この吸引ノズル１８の速度に合わせて半田ボール１２を供給している。

また、この部品取出し部１７を形成する通路１４ｂの終端には、高さ０．３ｍｍの壁１７ｂが形成されている。この壁１７ｂは、半田ボール１２の中心までの高さより高く、半田ボール１２の上端（直径）より低くしておくことが重要である。このような壁１７ｂの高さ寸法にすることにより、半田ボール１２が飛び出すことはなく、壁１７ｂに密着して停止させることができる。従って、吸引ノズル１８では半田ボール１２を容易に吸引することができる。

２７は、部品取出し部１７を形成する通路１４ｂの下面側に装着された永久磁石であり、部品取出し部１７に位置する半田ボール１２を吸引し、更に半田ボール１２の開口部１７ａからの飛び出し防止を確実にしている。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２における部品取出し部３０を上面から見た断面図であり、実施の形態１における部品取出し部１７に該当するものである。本実施の形態においては、部品取出し部３０のみ実施の形態１と相違する。従って、この相違点を中心に説明する。なお、実施の形態１と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化する。

本実施の形態における部品取出し部３０は、通路１４ｂの終端に接続されている。この部品取出し部３０は、通路１４ｂに対して水平方向に略１８０度折り曲げられている。そして、この終端には上方に向かって開口した開口部３０ａが形成されている。この開口部３０ａも実施の形態１と同様であって、半田ボール１２の取り出しを容易にするために、半田ボール１２の直径の１倍以上、２倍以下の大きさにしている。

この開口部３０ａを形成する壁３０ｂの高さは、実施の形態１と同様であって０．３ｍｍである。また、部品取出し部３０は搬送ベルト１５の下流（略終端）に設けても良い。

このように、水平方向に折れ曲がった部品取出し部３０を形成することにより、通路１４ｂを矢印３１方向に進行してきた半田ボール１２が、この折れ曲がりで進行方向に加わる力が吸収されるので、開口部３０ａから半田ボール１２の流出を更に防止する効果がある。この効果を有効にするために、この折れ曲がり角は、９０度以上あることが好ましい。

この開口部３０ａの上方には、実施の形態１と同様に吸引ノズル１８が移動可能に装着されている。従って、この開口部３０ａで半田ボール１２を吸引して基板に接着するものである。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３における部品整列部３５の側面図であり、実施の形態１における部品整列部１６に該当するものである。本実施の形態においては、鋼球とそれに対応する磁石が２組（複数組）設けられている点と、整列する部品が直方体形状をした部品３６である点で実施の形態１と相違する。鋼球と磁石で形成された組が２組設けられていることにより、これに対応して供給部１１から部品取出し部１７までの構成も、この部品整列部３５の前後に夫々設けられている。また、部品３６は長さ寸法が１．６ｍｍ、高さ寸法が０．６ｍｍ、幅寸法が０．８ｍｍの直方体形状をした非磁性体部品である。その他については実施の形態１と同様であり、この相違点を中心に説明する。なお、実施の形態１と同じものについては、同符号を付して説明を簡略化する。

実施の形態１においては、半田ボール１２を整列するための通路１４ｃは一つであった。実施の形態３においては、通路３７ａ、３７ｂと２本の通路が設けられている。即ち、実施の形態１における部品整列装置を２台並べたものである。従って、一度に２個の部品３６の整列が可能となるものであり、整列時間の短縮化を図ることができる。

図７において、３９は搬送ベルトであり、実施の形態１における搬送ベルト１５と幅寸法を除いて同一材質、同一材厚のものである。この搬送ベルト３９と近接（ほとんど密着）した下方には直径３．０ｍｍの磁石４０ａ〜４０ｄがこの順に搬送ベルト３９の幅方向に設けられている。ここで、磁石４０ａと磁石４０ｃとはＳ極が搬送ベルト３９側であり、磁石４０ｂと磁石４０ｄとはＮ極が搬送ベルト３９側である。

また、この搬送ベルト３９の上方には直径３．１７ｍｍの鋼球４１ａ〜４１ｄがこの順に載置されており、これらの鋼球４１ａ〜４１ｄは全て同じ材質、直径を有するものである。そして、これらは磁石４０ａ〜４０ｄに夫々対応している。

これらの鋼球４１ａ〜４１ｄは、磁石４０ａ〜４０ｄへ夫々吸引力４２ａ〜４２ｄで吸引されている。また、これらの鋼球４１ａと４１ｂは対応する磁石４０ａ〜４０ｄにより磁化されている。即ち、鋼球４１ａ、４１ｃはＮ極化され、鋼球４１ｂ、４１ｄはＳ極化されている。従って、鋼球４１ａと４１ｂは吸引力４３ａと４３ｂで吸引され、鋼球４１ｃと４１ｄは吸引力４３ｃと４３ｄで吸引される。

以上のように本実施の形態においては、部品３６を整列させる通路３７ａ、３７ｂが２本設けられているので、実施の形態１に比べて略２倍の部品整列能力を有するものである。なお、本実施の形態では通路３７を２本としたが、これは２本に限ることはなく、ｎ本であっても良い。この場合の部品３６の整列処理速度は、１本の通路１４ｃを有する実施の形態１に比べてｎ倍となる。

（実施の形態４）
図８は、実施の形態４における部品整列部５０の側面図である。なお、実施の形態１、２、３と同じものは、同一番号を付して説明を簡略化している。

実施の形態４は、部品５１が大きい場合に適用するものである。即ち、鋼球５２ａ、５２ｂの間に大通路５３を形成したものである。この場合、鋼球５２ａは組みとなった磁石５４ａ、５４ｂの上方に搬送ベルト５５を介して載置している。同様に、鋼球５２ｂも組みとなった磁石５４ｃ、５４ｄの上方に搬送ベルト５５を介して載置している。

このように構成することにより、大通路５３を形成することができ、例えば鋼球５２ａ、５２ｂより大きな部品５１でも整列させることができる。なお、部品整列部５０以外については実施の形態１〜３と同様である。

本発明の部品整列装置は、整列された部品の装着場所の変更対応が容易であるので、少量生産に適合した部品整列装置として有用である。

本発明の実施の形態１における部品整列装置の斜視図 同、部品整列装置で整列される半田ボールの断面図 同、部品整列装置を構成する部品整列部の側面図 同、上面図 同、部品取出し部の断面図 同、実施の形態２における部品取出し部の断面図 同、実施の形態３における部品整列部の側面図 同、実施の形態４における部品整列部の側面図 従来の部品整列装置の断面図

符号の説明

１１ 供給部
１２ 半田ボール
１５ 搬送ベルト
１６ 部品整列部
１７ 部品取出し部
２２ａ 磁石
２２ｂ 磁石
２３ａ 鋼球
２３ｂ 鋼球

Claims (6)

1. 部品の供給部と、この供給部に供給された前記部品を搬送する搬送手段と、この搬送手段による搬送途中に設けられた部品整列部と、前記搬送手段の下流に設けられた部品取出し部とを備え、前記部品整列部は、前記搬送手段を形成するとともに非磁性体で形成された搬送ベルトと、この搬送ベルトの下面側に設けられたＳ極及びＮ極の少なくとも２個の磁石と、前記搬送ベルトの上面に前記Ｓ極及びＮ極に対応して載置された少なくとも２個の磁性体球とを有した部品整列装置。
2. 搬送ベルトは、ステンレスで形成された請求項１に記載の部品整列装置。
3. 部品整列部の上流側には、部品を集めるガイドが設けられた請求項１に記載の部品整列装置。
4. 部品取出し部は、開口部と、この開口部に対向して設けられた吸引ノズルとで構成された請求項１に記載の部品整列装置。
5. 部品取出し部の下面側には、磁石が設けられた請求項４に記載の部品整列装置。
6. 部品取出し部は水平方向に折り曲げられた請求項４に記載の部品整列装置。

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