JP2010253461A - 篩、篩装置、ハンダボール及び球形粒子の篩い方法 - Google Patents

Abstract

【課題】篩の効率を向上し、篩い作業の生産性を大幅に改善する篩装置を提供する。
【解決手段】ニッケル合金によって製作され、ハンダボール２を篩う孔の形状を長孔３とするとともに、この長孔３を長手方向の延長線上にて他の長孔３の長手方向の中点ａと直交させるようにして複数設け、かつ、長孔３の幅Ｗを分級するハンダボール２の径ｘと等しくした篩１を備えて篩装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分級効率の優れた金属製の篩を備える篩装置に関し、特に、篩に設ける複数の孔の配置について提案し、篩の効率を向上することができ、篩い作業の生産性を大幅に改善させることができる篩装置に関する。

球形の粒子を効率的に篩い分ける篩装置における篩の作業速度は、あらゆる産業の生産性に直接影響を与える重要な要素技術として知られている。特に、真円に近い球形粒子、例えば、ハンダボールを効率的に篩うことは、例えば、コスト、品質等の観点から極めて重要な課題となっている。
従来、篩装置を構成する篩における孔の形状は、多くが円形状若しくは正方形状である。また、孔の配置は、多くが方眼の位置に配置され、若しくは、稀に三角形の頂点にくるように配置され、いずれも均一に配置され、所謂「篩メッシュ」と呼ばれている。
この篩メッシュを用いる場合、篩作業中は篩に対して上下方向、左右方向のほか、ラジアル方向等に駆動させ、常に振動を与えている。このような振動作業は、粒子が篩の孔に接触した後、できる限り速く孔をすり抜けて落下させることを目的としている。

しかし、粒子は上下の振動により、篩の孔の周囲で舞うことになり、なかなか孔を通過することができないという課題がある。さらに、前後左右のいわゆる二次元平面的振動では、その速度及び加速度によっては、粒子が孔の上部を通過する機会が多いために効率的に篩うことができないという問題がある。また、篩の孔の形状が、従来の正方形又は真円に近い、すなわち最も短い孔の円弧で囲まれている場合には、粒子は窪みに填まり込むように固定してしまい、孔が詰まるという問題もあった。

粒子が孔を通過するメカニズムは、振動する粒子が孔壁に近付き、接触し、この孔壁の端部に捕捉された後に落下する。すなわち、粒子が通過しようとする孔壁の長さが長いほど、通過しようとする粒子との接触機会が多くなるため、より容易に通過することが可能となる。このため、従来の一般的な篩メッシュでは、このメッシュ平面上を横方向の力に依存しながら運動する粒子にとって、孔を通過するのに十分な機会があるとはいえず、篩い作業が効率的でないという問題があった。

なお、粒子が舞い上がる現象が生じる２０μｍオーダー以下の粒子を篩う場合には、粒子側に陽圧をかけると同時に篩われた側に陰圧をかけることにより、篩い作業が円滑になるように工夫しているものの、一旦孔に粒子が捕捉されると陰圧による力で孔から粒子が離れ難い等の現象も生じ、従来の篩メッシュ孔では孔詰まりを生じ易く、効率的でないという問題もある。

これらの問題に対し、例えば、下記特許文献１において、篩の孔の形状を長孔にして微粉を篩う場合に分離効率を向上させた微粉分離除去装置が提案されている。

また、特許文献２では、狙い径ａの微小球をふるい残すために、孔の形状を長さが０．９ａ以下の短辺ｂと、長さがａを超える長辺ｃの長方形状とした篩が提案されている。

同様に、特許文献３、４も、孔の形状を長孔にした篩が提案されている。

特開平０６−１７０１６０号公報 特開２００６−１２２８２６号公報 特開平１１−３４７４９１号公報 特開平１１−４７６９３号公報

しかしながら、特許文献１〜４では、篩に形成された複数の長孔が互いに平行とされているため、少なくとも二次元平面的振動で粒子を篩う場合、何れか一方の振動方向においては分級速度が遅くなる。

上述のとおり、従来の篩では、粒子をできる限り速く孔をすり抜けさせて落下させること、篩メッシュの孔詰まりを防ぐこと等、様々な検討が進められているものの、篩い作業を効率的なものとする決定的な手段が存在しないという課題がある。

本発明は、上記実情に鑑みて提案するもので、篩の効率を向上させ、篩い作業の生産性を大幅に改善させることが可能な篩を提供することを主な目的とする。

第１態様の発明は、長孔を有する金属板の篩であって、前記長孔を、長手方向の延長線上が互いに交差するように複数設けたことを特徴とする篩である。

第２態様の発明は、前記長孔を、長手方向の延長線上が互いに直交するように複数設けたことを特徴とする篩である。

第３態様の発明は、前記長孔の幅を、分級する球状の粒子の径と等しくした、ことを特徴とする篩である。

第４態様の発明は、前記篩の表面側の長孔の幅が、前記篩の裏面側の長孔の幅より広くなるように、長孔の断面がすり鉢状とされ、前記篩の裏面側の長孔の幅が前記粒子の径と等しくされていることを特徴とする篩である。

第５態様の発明は、前記長孔は、長手方向の延長線上にて前記他の長孔の長手方向の中点と直交することを特徴とする篩である。

第６態様の発明は、前記長孔の隅部を、丸みを有する形状としたことを特徴とする篩である。

第７態様の発明は、前記金属板にニッケル又はニッケル合金を用いた、ことを特徴とする篩である。

第８態様の発明は、前記金属板の表面に０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着した、ことを特徴とする篩である。

第９態様の発明は、前記長孔の長手方向の両孔壁に、１μｍ〜３０μｍの厚さになるまで、フルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着した、ことを特徴とする篩である。

第１０態様の発明は、少なくとも平面２軸方向へ振動する振動手段によって第１態様〜第９態様の何れかに記載の篩を振動させる、ことを特徴とする篩装置である。

第１１態様の発明は、第１０態様に記載の篩装置で分級された複数のハンダボールであって、前記複数のハンダボールのうち、表面に傷を有するハンダボールの存在確率が０．１％未満であることを特徴とするハンダボールである。

第１２態様の発明は、前記複数のハンダボールのうち、表面に変色を有するハンダボールの存在確率が０．１％未満であることを特徴とするハンダボールである。

第１３態様の発明は、第１０態様に記載の篩装置を用いて球状の球形粒子を篩う工程と、前記篩う工程により、前記長孔を通過した前記球形粒子を得る工程と、を有する球形粒子の篩い方法である。

すなわち、本発明は、メッシュ状の篩を金属で構成し、孔の形状を工夫し、その配置に関して改善し、孔の並びを振動の動きに則した配置を行うことにより、篩の効率を向上し、篩い作業の生産性を大幅に改善することを可能とするものである。
具体的には、篩いの孔の形状を、長円又は長方形とし、さらに湾曲させた形状も含んだ長孔として配置している。さらに、この長孔を、それぞれ長手方向の延長線上が互いに交差するように配置していることを特徴としている。

本発明では、篩装置における板状の篩を金属によって製作し、球状の粒子を篩う孔の形状を長孔の形状とし、長孔を長手方向の延長線上にて他の長孔の長手方向と交差させるようにして複数設けたので、粒子を分級する際に、篩を様々な振動方向で振動させても粒子が長孔を通過し易くなり、分級速度が高くなる。したがって、篩の作業効率を向上させることができる。特に、長孔を長手方向の延長線上にて他の長孔の長手方向と直交させるようにして複数設けると、より分級速度が高くなる。

さらに、上記長孔の幅を、分級する粒子の径と等しく又は分級する粒子の径以上にすること、上記長孔が長手方向の延長線上にて他の長孔の長手方向の中点と直交すること、篩の長孔の隅部を丸みを有する形状にすることにより、篩の作業効率を特に有効にすることができる。特に、篩の長孔の隅部を丸みを有する形状にすることにより、篩が篩装置の機械的振動に晒されて機械的疲労によってひび割れなどを生じて損傷すること防止することが可能となるという追加的な効果も得ることができる。

そして、上記篩を電鋳により製作し、具体的には、ニッケル又はニッケル合金を用い、篩の表面に０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着し、篩の長孔の長手方向の両孔壁より１μｍ〜３０μｍの厚さまで、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着するので、電鋳基板より、例えば、１０μｍ厚の篩を、０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着によって作製し、続いて剥離し、さらに、篩の長孔の長手方向の両孔壁より１μｍ〜３０μｍの厚さまで、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着する一連の操作を制御しながら行うことにより、長孔の大きさを制御しつつ篩の厚みをも確保することが可能となって、長孔の面積比に比べて篩メッシュの厚さを十分に確保することができる。さらに、長孔の長手方向の両孔壁より１μｍ〜３０μｍの厚さまで、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着することによって、長孔の断面形状が孔の深さ方向において中央部が狭くなる結果、分級する粒子が長孔を通過する際に孔壁内側との接触時間が最小になり、通過時間を最小限にすることができ、篩の作業効率をさらに有効にすることができる。なお、フルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着することは、篩の表面の滑りが良くなり、耐磨耗性も向上して篩の寿命を大幅に伸ばす効果をも有する。

このほか、振動手段によって篩を振動させたので、粒子が篩の孔に接触した後、できる限り速く孔をすり抜けて落下させることが可能となって、篩の作業効率をさらにまた有効にすることができる。

本発明の実施例１に係る篩の長孔の配置を説明する説明図である。 本発明の実施例２に係る篩の長孔の配置を説明する説明図である。 比較例１の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図である。 比較例２の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図である。 従来の篩の孔を正方形かつ方眼状に配置した篩メッシュを説明する説明図である。 本発明の実施例１又は実施例２に係る篩の長孔を深さ方向に断面にした断面図である。 本発明の実施例１又は実施例２に係る篩と長孔の寸法関係を示す説明図である。 長手方向（長辺）の長さＬとふるい速度の関係を評価した結果を示す図である。 比較例４の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図である。 （Ａ）は、篩によってふるう前のハンダボールの電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボールを部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。 （Ａ）は、実施例２の篩によってふるわれたハンダボールの電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボールを部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。 （Ａ）は、比較例４の篩によってふるわれたハンダボールの電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボールを部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。 実施例２の篩によって篩われたハンダボールに対して、ＥＤＳ分析を行った結果を示す図である。 比較例４の篩によって篩われた変色を有するハンダボールに対して、ＥＤＳ分析を行った結果を示す図である。 本発明の篩装置における篩の長孔の形状のバリエーションを例示する説明図であり、（ａ）は、隅部に丸みを有する長孔形状、（ｂ）は、鎌形形状、（ｃ）は、十文字型形状、（ｄ）は、平行四辺形形状、（ｅ）は、ブーメラン型形状、（ｆ）は、台形形状の長孔の説明図である。 （Ａ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の一例を示す図であって、（Ｂ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の別例を示す図であり、（Ｃ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の更なる別例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ブロック同士の配置の一例を示す図である。

以下、本発明に係る篩装置のいくつかの実施形態について、図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係る実施例１の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図、図２は、本発明に係る実施例２の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図、図３は、比較例１の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図、図４は、比較例２の篩装置における篩の長孔の配置を説明する説明図、図５は、従来の篩の孔を正方形かつ方眼状に配置した篩メッシュを説明する説明図、図６は、本発明に係る実施例１又は実施例２の篩装置における篩の長孔を深さ方向に断面にした断面図、本発明の実施例１又は実施例２に係る篩と長孔の寸法関係を示す説明図である。

（実施例１）
本発明（本実施例１）に係る篩装置における板状の篩１は、図１に示すとおり、金属、例えば、ニッケル又はニッケル合金によって製作され、球状の粒子、例えば、図６に示すハンダボール２を篩う孔の形状を長孔３としたものである。篩１には、長孔３が、長手方向の延長線上にて他の長孔３の長手方向の中点ａと直交させるようにして複数設けられており、その間隔ｂは、分級するハンダボール２の径ｘの３倍〜５倍、例えば、３倍に設定され、かつ、長孔３の長手方向の長さＬは、分級するハンダボール２の径ｘの３倍に設定されている。さらに、長孔３の幅Ｗは、分級するハンダボール２の径ｘと等しくされている。
なお、本実施例１における分級するハンダボール２の径ｘは、６７μｍである。また、篩１の厚みＴ１は、３５μｍである。

篩１は、電鋳によって製作され、表面には、例えば、１０μｍ厚にて、０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジッド電着させている。また、篩１の長孔３の長手方向の孔壁３１から中央部へ向けては、図６に示すように、１μｍ〜３０μｍの厚さ（好ましくは１μｍ〜２０μｍの厚さ）まで、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着し、長孔３の深さ方向に徐々にその厚みが増すようにしており、断面視すると略半円形のすり鉢型の形状を有している。

そして、本発明に係る篩１を備えた篩装置を稼働する際には、所定の周波数と振幅を備えた振動手段によって篩１を振動させて、ハンダボール２の分級を行い、篩いの作業を実行する。

これにより、本発明における篩１は、設ける孔を上記した長孔３とすることで、高い開孔率を確保することが可能となり、篩いの作業効率が非常に向上する。さらに、長孔３を配置するその間隔ｂを、分級するハンダボール２の径の３倍に設定して適宜の開口率にしているので、長孔３同士が過度に接近して密集し、篩１の弱体化につながることが防止され、篩の作業効率が最適化される。また、篩１の長孔３を長手方向の延長線上にて他の長孔３の長手方向の中点ａと直交させるようにして複数設けるという長孔３の配置により、落下速度が極めて良好になる。長孔３の孔径を電鋳により制御して製作したので、長孔３の長手方向の孔壁３１を長孔３の深さ方向へ膨らんだ断面視すり鉢形状となり、長孔３の孔径がハンダボール２が落下しながら通過するのに最小の抵抗となる。

（実施例２）
本実施例２の篩装置における篩１は、図２に示すように、本実施例１と異なる構成は、篩１に複数設ける長孔３が、長手方向の延長線上にて他の長孔３の長手方向の任意の位置と直交させるようにしたところにある。

ここで、上記実施例１又は実施例２における篩１の電鋳を用いた製作方法について、図６にもとづいて詳述する。
以下に説明する電鋳は、開孔率を上げる方法として一般的に、孔と孔を近付けてやればよいが、実際には、接近した長孔３が密集してその隔壁が薄くなる結果、篩１の強度が低下し、使用に耐えなくなるため、隣接の壁（長孔３の孔壁３１）を深さ方向に厚くしてアスペクト比（幅に対する深さの比）を大きくしようとするところ、アスペクト比を大きくすると、相対的に篩１の厚みＴ１（長孔３の深さ方向）が大きくなって、篩の機能が影響を受け、ハンダボール２の落下速度が遅くなり、又は、長孔３の途中で詰まる機会が多くなることを解決するものである。

篩１を電鋳で製作すると、一般に、レジストの厚さを超えて横に拡がるため、篩１が深さ方向に生長した場合、図６で示す長孔３が埋まることになる。したがって、電鋳の工程では、２〜１０μｍ程度、例えば、１０μｍ厚のＮｉメッシュとして篩１の表面に電着した後、このＮｉメッシュを篩１の基板４面より剥離する。続いて、図７に示すように、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキで篩１の両面をコンポジット電着することにより、長孔３の長手方向の孔壁３１は長孔３の深さ方向へ膨らんだ断面視すり鉢形状にする。このとき、長孔３の孔径は、ニッケルメッキによる追加電着５の厚さｔを、２μｍ以上とすれば、ハンダボール２が落下しながら通過する孔として最小の抵抗となるように長孔３の孔径が制御される。なお、篩１の厚さＴ１と追加電着した篩１の厚さＴ２と追加電着５の厚さｔとは、Ｔ２＝Ｔ１＋２ｔの関係にあり、長孔３の長手方向の孔壁３１における電着厚さｔは、電着が進んで長孔３の径Ｄφが−２ｔだけ収縮する量と同等である。
フルオロカーボン粒子をコンポジット電着させるニッケルメッキは、篩１の表面の滑りを良くし、ハンダボール２の落下の際の摩擦を可能な限り低く抑えるため、光沢Ｎｉが好ましい。
このとき、長孔３の長手方向の孔壁から中央部へ向けてのコンポジット電着は、厚さが両孔壁３１合計で１〜６０μｍであればよく、好ましくは１〜４０μｍである。これにより、耐磨耗性も向上し、篩１の寿命が大幅に伸びる。

以下、本発明に係る篩装置の性能試験の結果について、概略を説明する。

＜作業効率について＞
図１に示す実施例１、図２に示す実施例２、図３に示す比較例１、図４に示す比較例２及び図５に示す比較例３の間で、粒子（ハンダボール２）が篩１の通過に要する時間、ハンダボール２の回収重量、篩１の開孔率を指標にして性能を比較した。
ここで、図１〜５に示すとおり、比較例１又は比較例２と実施例１又は実施例２との間の相違点は、長孔３の配置にあり、比較例１と比較例２との相違点は長孔３の大きさ（縦横比率）にある。比較例３には、従来例として代表的な正方形かつ方眼状に配置した篩１を用いている。
なお、いずれの実施例又は比較例においても、篩１の厚みＴ１は３５μｍであり、ニッケル合金で電鋳により製作し、長孔３の長手方向の孔壁を長孔３の深さ方向へ膨らむ形にしている。

試験では、ハンダ粒子同一の粒子径分布を持つハンダボール２、具体的には、粒子径が６２μｍ以上〜６７μｍ以下の径の粒子を５０グラム、６７．１μｍ〜７２μｍ以下の径の粒子を５０グラム混合した１００グラムのハンダボール２を使い、６７μｍ以下のハンダボール２を分級する目的で、それぞれの篩１を７５ミリφのステンレスフレームに張り、一般的な振動型篩装置に掛け、篩い作業の速度を比較した。その結果を表１に示す。
なお、開孔率とは、縦方向、横方向においてそれぞれ、長孔３とその間隔ｂとを繰り返し単位（一辺）とした場合の面積（図１〜図５において斜線の領域で示す面積）当たりの長孔３の面積率をいう。

表１の結果から、図１の実施例１の篩１は、通過時間が最短で、従って通過速度が最も速いことが分かる。回収重量は、いずれも５０．１グラム、あるいは５０．２グラムで、ほぼ同じであった。そして、篩い速度は、開孔率に依存するよりも長孔３としての効果が有効に働いていることが示された。さらに、実施例１と実施例２との比較より、長孔３の配置により、篩い速度に微妙な影響があることも判明した。比較例１と比較例２との比較より、長孔３の縦横比率によっても、篩い速度に微妙な影響があることも判明している。そして、実施例１又は実施例２のような長孔３の配置をすることにより、比較例１〜
３のいずれに対しても、篩の作業効率が極めて向上することが判明した。

したがって、本発明は、篩装置におけるニッケル合金を用いた電鋳によって板状の篩１を製作し、ハンダボール２を篩う孔の形状を長孔３の形状とし、長孔３を長手方向の延長線上にて他の長孔３の長手方向の中点ａと直交させるようにして複数設け、長孔３の幅ｗを分級するハンダボール２の径と等しくし、かつ、長孔３の長手方向の長さＬを分級するハンダボール２の径の３倍としたので、長孔３を配置するに当り、高い開口率を確保することが可能となり、篩の作業効率を有効にすることができる。特に、その間隔ｂを分級する粒子の径の３倍に設定し、適宜の開口率にしたので、長孔３同士が過度に接近して密集し、篩１のメッシュの弱体化につながることを防止し、篩の作業効率を有効にするのに最適なものとすることができる。

そして、電鋳の工程においては、篩１を１０μｍ厚まで、基板４の上面に電着によって作製し、続いて、剥離し、さらに、篩１の長孔３の長手方向の両孔壁３１より１μｍ〜３０μｍの厚さまで、篩１の両面から追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着する一連の工程を制御しながら行うことにより、長孔３の大きさを制御しつつ篩１の厚みＴ１を確保することが可能となって、長孔の面積比に比べて篩メッシュの厚みを十分に確保することができる。さらに、長孔３の長手方向の両孔壁３１より１μｍ〜３０μｍの厚さまで、追加的にフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着することによって、長孔３の断面形状が孔の深さ方向において徐々に狭くなる結果、分級する粒子が長孔３を通過する際に長孔の長手方向の孔壁３１との接触時間が最小になり、通過時間を最小限にすることができ、篩１の作業効率をさらに有効にすることができる。なお、フルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着することは、篩１の表面の滑りが良くなり、耐磨耗性も向上して篩１の寿命を大幅に伸ばす効果をも有している。

これにより、本発明は、篩の効率を向上させ、篩い作業の生産性を大幅に改善させることが可能な篩１を備えた篩装置を提供することが可能になる。

＜長さＬとふるい速度の関係について＞
次に、実施例２の長孔３の配置において、長孔３の長手方向の長さＬを変化させて、長さＬがふるい速度に与える影響を評価した。

この評価では、実施例２の篩１全体の大きさを直径５０ｍｍの円盤状とし、長孔３の幅Ｗを３００μｍとした。そして、この長孔３の幅Ｗ（ふるわれたハンダボール２と同一サイズ）に対し、長孔３の長手方向の長さＬを、１倍（３００μｍ），２倍（６００μｍ），３倍（９００μｍ），５倍（１５００μｍ），１０倍（３０００μｍ）と変化させた篩１をそれぞれ用意した。また、これら篩１でふるいにかけるハンダボール２としては、直径３００μｍ及び質量２００グラムのものを２００万個用意し、篩１の表面にかかる圧力を１０グラム／ｃｍ^２とした。
なお、それぞれの篩１の開口率は、４０％と統一しており、また長さＬを１倍とした時の篩１は、比較例３の構成と同一視することができる。

評価方法としては、上述のように用意した各篩１の上にハンダボール２を搭載し、超音波振動をかけることで篩１の表面上でハンダボール２を揺動させた。そして、全てのハンダボール２が篩１の長孔３を通過するまでの、ふるいの作業時間を測定し、ふるい速度を算出した。

図８は、長手方向（長辺）の長さＬとふるい速度の関係を評価した結果を示す図である。なお、図８中のふるい速度は、長孔３の長辺の長さＬ及び長孔３の幅Ｗが３００μｍである篩１のふるい速度を基準（１００％）とした値である（便宜上、篩１の孔を長孔３と表現しているが、この場合正方形となる）。

図８に示す評価結果から、長孔３の長辺が長いほど、ふるいの速度は上昇することが明らかとなった。また、長辺の長さＬを幅Ｗの３倍とすることで、長辺の長さＬが１，２倍である場合に比べ、ふるい速度が飛躍的に上昇し、３倍を超えるとふるい速度の上昇率が低下することが分かった。以上の結果から、篩１の強度との兼ね合いで長辺の長さＬが２倍より上で、５倍未満であることが好ましく、３倍付近であることがより好ましいことが言える。

＜ハンダボール２に与える影響について＞
次に、篩１の孔の配置や孔形状がふるいにかけた後のハンダボール２に与える影響について評価した。

この評価では、実施例２の篩１と、図９に示す比較例４の篩１を用いて比較を行った。また、この篩１でふるいにかけるハンダボール２としては、直径３００μｍ及び質量２００グラムのものを２００万個用意し、篩１の表面にかかる圧力を１０グラム／ｃｍ^２とした。
なお、実施例２の篩１は、全体の大きさを直径５０ｍｍの円盤状とし、長孔３の長さＬをハンダボール２の直径の３倍である９００μｍとし、幅Ｗをハンダボール２の直径と同一の３００μｍとした。一方、比較例４の篩１は、比較例３と同様に孔の形状が長孔３ではなく、ハンダボール２の直径と同一サイズの円形状とした。

評価方法としては、上述のように用意した各篩１の上にハンダボール２を搭載し、超音波振動をかけることで篩１の表面上でハンダボール２を揺動させた。そして、全てのハンダボール２が篩１の長孔３を通過した後、ふるわれたハンダボール２全体の中で傷を有するハンダボール２の存在確率を確かめた。また、ふるわれたハンダボール２全体の中で表面変色を有するハンダボール２の存在確率を確かめた。

これらの存在確率は、電子顕微鏡（メーカー：株式会社トプコン，型番：ＡＢＴ−６０）を用いて、ハンダボール２の表面状態を観察することによって評価した。

図１０〜図１２には、ハンダボール２の表面状態を示した電子顕微鏡写真を掲載している。図１０（Ａ）は、篩１によってふるう前のハンダボール２の電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボール２を部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。図１１（Ａ）は、実施例２の篩１によってふるわれたハンダボール２の電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボール２を部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。図１２（Ａ）は、比較例４の篩１によってふるわれたハンダボール２の電子顕微鏡写真（倍率：２５０倍）であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すハンダボール２を部分的に拡大した電子顕微鏡写真（倍率：５００倍）である。

図１１に示すように、実施例２の篩１でふるわれた各ハンダボール２の表面は、図１０に示したふうる前のハンダボール２の表面と遜色がなく、傷や変色は全く存在しないことが明らかとなった。よって、傷又は変色を有するハンダボール２の存在確率は０％となった。なお、この評価において「傷」とは、倍率を５００倍とした電子顕微鏡写真の中で視認可能な傷とし、この中で視認不可能な軽微な傷は含まないものとする。また、「変色」とは、倍率を５００倍とした電子顕微鏡写真の中で人間の目で判別可能な変色とし、この中で判別不可能な軽微な変色は含まないものとする。

一方、図１２に示すように、比較例４の篩１でふるわれたハンダボール２の中には、表面に傷を有しているハンダボール２が点在していることが明らかとなった。そこで、傷を有しているハンダボール２の個数を数えてその存在確率を調査したところ、７％となった。また、比較例４の篩１でふるわれたハンダボール２の中には、表面に変色を有しているハンダボール２が点在していることが明らかとなった。そこで、変色を有しているハンダボール２の個数を数えてその存在確率を調査したところ、３％となった。

以上の評価結果をまとめたものを、表２に示す。

＜表面分析について＞
次に、実施例２の篩１及び比較例４の篩１によってふるわれた各ハンダボール２に対して、表面分析（ＥＤＳ分析）を行った。この分析では、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（メーカー：日本フィリップス株式会社，型番：EDAX DX-4）を利用した。

図１３は、実施例２の篩１によってふるわれたハンダボール２に対して、ＥＤＳ分析を行った結果を示す図である。図１４は、比較例４の篩１によってふるわれた変色を有するハンダボール２に対して、ＥＤＳ分析を行った結果を示す図である。

図１３及び図１４に示すように、実施例２の篩１でふるわれたハンダボール２の表面と比較し、比較例４の篩１でふるわれたハンダボール２では、エネルギーの弱い軽元素側に炭素や酸素のピークが見られた。このことから、比較例４の篩１でふるわれたハンダボール２は、酸化によって変色したことが確認できた。

（変形例）
以上、本発明に係るいくつかの実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の篩装置における長孔の形状は、篩が振動を伴いながら作業することになるので、篩いの作業中に粒子に傷をつけることの無いように、図１５（ａ）に示すような隅部に丸みを有することが望ましい。また、長孔の短い辺全体に丸みをもたせることも有効である。篩が上下の機械的振動に晒されやがては機械的疲労によってひび割れなどを生じるため、長孔に丸みが施されることにより、隅部が損傷されるこれを防ぐこともできる。なお、図１５（ｂ）に示すように、長孔の長手方向の辺についても直線的である必要はなく、むしろ丸みを帯びた形状（鎌形形状）であると、場合によっては面積の都合上良好の場合がある。
また、長孔の幅については、分級する粒子の径以上にしても、本発明の効果を備えることが可能である。

さらに、本発明の篩装置における篩の長孔の形状は、図１５（ｃ）〜（ｆ）に示すような、十文字型形状［図１５（ｃ）］、平行四辺形形状［図１５（ｄ）］、ブーメラン型形状［図１５（ｅ）］、台形形状［図１５（ｆ）］であっても、上記実施例により得られる本発明の効果を得ることが可能であり、篩の効率を向上させ、篩い作業の生産性を大幅に改善させることが可能な篩とすることができ、場合によっては面積の都合上篩作業が高効率となる良好な結果が得られるものと期待できる。

さらにまた、実施例１〜２では、篩１の長孔３の長さＬが分級する粒子の径の３倍である場合を説明したが、２倍，４倍，５倍，６倍等ハンダボール２の径よりも大きければ、本発明を適用することができる。

また、篩１における複数の長孔３は、長手方向の延長線上が互いに直交するように設けられる場合を説明したが、本発明では、少なくとも長手方向の延長線上が互いに交差するように設けられていれば良い。

さらに、篩１の振動手段としては、篩１を上下方向、左右方向のほか、ラジアル方向等に振動させても良いが、少なくとも平面２軸方向へ振動させるようにするものであれば、例えば手動による振動も含め如何なる手段をも採用できる。

さらにまた、実施例２の篩１でふるわれたハンダボール２のうち、表面に傷又は変色を有するハンダボールの存在確率は０％である場合を説明したが、各存在確率が少なくとも０．１％未満の存在確率となるようであれば、本発明を適用して分級されたハンダボール２とみなすことができる。

また、篩１における複数の長孔３全てが、長手方向の延長線上に互いに交差する必要はなく、例えば、篩１に複数のブロック（領域）を設け、各ブロック内に、互いに平行な長孔３を複数配置し、ある一方のブロック内の長孔３と他方のブロック内の長孔３とが、長手方向の延長線上で互いに交差するようにしても良い。

例えば、図１６及び図１７を用いて具体的に説明する。図１６（Ａ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の一例を示す図であって、（Ｂ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の別例を示す図であり、（Ｃ）は、ブロック内に設けられる長孔の配置の更なる別例を示す図である。図１７（Ａ）〜（Ｃ）は、ブロック同士の配置の一例を示す図である。

まず、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ブロックＢＬ内には、互いに平行な長孔３が複数配置されている。このブロックＢＬ内の長孔３の長手方向の長さＬは、互いに異なっても良く、また長孔３の長手方向の長さＬと長孔３の幅Ｗの比率も任意として良い。さらに、長孔３の配置も図１６（Ａ）及び（Ｃ）のように規則的なものや、図１６（Ｂ）のようにランダムのものを適用できる。

そして、このようなブロックＢＬを篩１に複数設け、例えば、図１７（Ａ）に示すように、ある一方のブロックＢＬ内の長孔３と他方のブロックＢＬ内の長孔３とが、長手方向の延長線上で互いに直交するように各ブロックＢＬを配置する。また、図１７（Ｂ）に示すように、ある一方のブロックＢＬ内の長孔３と他方のブロックＢＬ内の長孔３とが、長手方向の延長線上で互いに交差するように各ブロックＢＬを配置しても良く、その交差角度も任意として良い。さらに、図１７（Ｃ）に示すように、篩１において各ブロックＢＬを放射状に配置しても良いし、この放射状の中心にもブロックＢＬを配置しても良い。なお、ブロックＢＬ自体の大きさ及び形状も特に限定されない。

本発明は、上記実施例の如く、ハンダボールの分級に限定することなく、ベアリングボール、ダミーボール及びスペーサー用ボール、ガラスビーズ、液晶用スペーサー粒子等の各種の粒子、物体の分級するための篩に応用でき、その分級速度を高めることによって作業能率がアップする。このため、分級される粒子、あるいは物体のコストダウンに寄与可能となり、その効果は極めて大となる。特に、その効果は、ハンダボールをはじめ、球形粒子を分級する用途において最大化する。

１ 篩（金属板）
２ ハンダボール（粒子）
３ 長孔
５ 追加電着
３１ 孔壁
ａ 中点
ｂ 間隔
Ｌ 長孔の長手方向の長さ
Ｗ 長孔の幅
ｘ ハンダボールの径（粒子の径）
ｔ 追加電着の厚み
Ｔ１ 篩の厚み
Ｔ２ 追加電着した篩の厚み
Ｄφ 長孔の径
ＢＬ ブロック

Claims (13)

1. 長孔を有する金属板の篩であって、
   前記長孔を、長手方向の延長線上が互いに交差するように複数設けたことを特徴とする篩。
2. 前記長孔を、長手方向の延長線上が互いに直交するように複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の篩。
3. 前記長孔の幅を、分級する球状の粒子の径と等しくした、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の篩。
4. 前記篩の表面側の長孔の幅が、前記篩の裏面側の長孔の幅より広くなるように、長孔の断面がすり鉢状とされ、前記篩の裏面側の長孔の幅が前記粒子の径と等しくされていることを特徴とする請求項３に記載の篩。
5. 前記長孔は、長手方向の延長線上にて前記他の長孔の長手方向の中点と直交する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の篩。
6. 前記長孔の隅部を、丸みを有する形状とした、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の篩。
7. 前記金属板にニッケル又はニッケル合金を用いた、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の篩。
8. 前記金属板の表面に０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着した、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の篩。
9. 前記長孔の長手方向の両孔壁に、１μｍ〜３０μｍの厚さになるまで、フルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジット電着した、
   ことを特徴とする請求項８に記載の篩。
10. 少なくとも平面２軸方向へ振動する振動手段によって請求項１〜９の何れか１項に記載の篩を振動させる、
    ことを特徴とする篩装置。
11. 請求項１０に記載の篩装置で分級された複数のハンダボールであって、
    前記複数のハンダボールのうち、表面に傷を有するハンダボールの存在確率が０．１％未満であることを特徴とするハンダボール。
12. 前記複数のハンダボールのうち、表面に変色を有するハンダボールの存在確率が０．１％未満であることを特徴とする請求項１１に記載のハンダボール。
13. 請求項１０に記載の篩装置を用いて球状の球形粒子を篩う工程と、
    前記篩う工程により、前記長孔を通過した前記球形粒子を得る工程と、
    を有する球形粒子の篩い方法。