JP2014181126A - 部品整列装置、整列トレイ及び部品整列方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡便に部品を整列する。
【解決手段】部品整列装置２０は、平面を有する角板状の部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部と部品の長さに基づく所定間隔で壁部の形成方向に直交する方向に形成された凸部とを有する整列トレイ４０と、整列トレイを装着し壁部の形成方向及び壁部の形成方向とは異なる交差方向に整列トレイ４０を傾斜可能である台座部３０と、壁部の形成方向へ傾斜した整列トレイに対し振動を付与し、交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し振動を付与する振動付与部３５と、を備える。部品整列装置２０では、壁部の形成方向に整列トレイ４０を傾斜させ、この整列トレイ４０に対し部品を供給し、振動を付与する。そのあと、壁部の形成方向とは異なる交差方向に整列トレイ４０を傾斜させ、この整列トレイ４０に対し交差方向に振動を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品整列装置、整列トレイ及び部品整列方法に関する。

従来、部品整列装置としては、搬送路の下流側に、振り込まれた姿勢における部品の振込時高さ寸法と略同一の深さ寸法を有する整列穴が部品の進行方向に沿って複数個形成された整列部を配設し、部品を供給してまず最上流側の整列穴に振り込み、次の部品を整列穴に振り込まれた部品の上を通過させて下流側の整列穴に振り込む操作を繰り返すことにより、整列穴の中に入った状態で部品を整列するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、部品を効率よく整列することができるとしている。また、部品整列装置としては、直線振動される振動基板上に部品を多列で移送する広幅のトラフを取り付け、トラフに形成された側壁に沿ってトレイにおける部品の整列パターンと同様のパターンで部品の外形よりわずか大きい形状で部品が陥入する浅穴を設け、移送する部品を浅穴に陥入し、その後トレイをトラフにかぶせて裏返すことによりトレイ上に板状部品を整列させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３４９１２９号公報 特開平９−２０２４２４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された装置では、整列部に部品を供給する前に、ボウルフィーダーなどを用いて部品の向きを適正な状態としたり、部品の重なりのない適正な状態にする必要があった。また、特許文献２に記載された装置では、部品供給台からトラフ上へ部品を供給したあと、トレイを重ねて裏返す必要があり、裏返す際に部品のずれや脱落などが生じるおそれがあった。特に、部品の極小化が進むと、この方法では対応が困難であった。このように、部品を簡便に整列させたいということがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、より簡便に部品を整列することができる部品整列装置、整列トレイ及び部品整列方法を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の部品整列装置は、
平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイを利用する部品整列装置であって、
前記整列トレイを装着し、前記壁部の形成方向及び前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜可能である台座部と、
前記台座部に装着され前記壁部の形成方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与し、前記台座部に装着され前記交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与する振動付与部と、
を備えたものである。

この部品配列装置では、台座部に装着され壁部の形成方向へ傾斜した整列トレイに対し振動を付与し、台座部に装着され交差方向へ傾斜した整列トレイに対し振動を付与することが可能である。例えば、壁部の形成方向へ傾斜した整列トレイに対し部品を供給して振動を付与すると、供給された部品は、壁部の形成方向に流れ、この壁部に沿って整列する。その後、整列トレイを交差方向へ傾斜させ、この整列トレイに対し振動を付与すると、整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は、交差方向に移動し、除去される。したがって、より簡便に部品を整列することができる。ここで「形成方向に傾斜する」とは、形成方向に沿って上下がある状態をいうものとする。また、「交差方向に傾斜する」も同様である。

本発明の部品整列装置において、前記振動付与部は、前記壁部の形成方向に振動を付与する際には正弦波の振動を付与し、前記交差方向に振動を付与する際には鋸波の振動を付与するものとしてもよい。こうすれば、正弦波では壁部に沿って部品を整列させやすく、鋸波では整列した部品上にある余剰の部品が壁部や整列した部品を超えて移動しやすく、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。

本発明の部品整列装置において、前記振動付与部は、前記台座部に装着され前記壁部の形成方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記壁部の形成方向に振動を付与し、前記台座部に装着され前記交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記交差方向に振動を付与するものとしてもよい。こうすれば、傾斜した方向に振動が付与されるから、部品が傾斜方向に移動しやすく、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。

本発明の部品整列装置において、前記台座部は、前記交差方向として前記壁部の形成方向に直交する方向に前記整列トレイを傾斜可能であるものとしてもよい。こうすれば、壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられやすいため、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。なお、交差方向は、壁部の形成方向に直交する方向以外の角度の方向としてもよいが、直交する方向である方が好ましい。

本発明の部品整列装置において、前記台座部は、前記壁部の形成方向に前記整列トレイが傾斜する位置と前記交差方向に前記整列トレイが傾斜する位置とに前記整列トレイの位置を切り替える切替機構を備えているものとしてもよい。こうすれば、切替機構を利用して、整列トレイの傾斜させる方向をより簡便に切り替えることができる。このとき、切替機構は、少なくとも２方向に傾斜角度を調整可能な傾斜角調整機構としてもよい。あるいは、所定方向に前記台座部を傾斜した状態で前記整列トレイを回転させる回転機構としてもよい。

本発明の部品整列装置は、平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイ、を備えたものとしてもよい。

本発明の部品整列装置は、前記整列トレイに部品を供給する部品供給部と、前記壁部の形成方向に前記整列トレイを傾斜させ該壁部の形成方向に傾斜した前記整列トレイに対し部品を供給し振動を付与させたあと、前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜させ該交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記部品を供給し振動を付与するよう前記部品供給部と前記振動付与部とを制御する制御部と、を備えたものとしてもよい。こうすれば、制御部により制御されることによって一連の処理が進むから、作業者の手間をより抑制し、より簡便に部品を整列することができる。

本発明の部品整列装置において、前記部品は、角板状の形状を有し、前記整列トレイは、前記部品の高さをＨｃ、前記壁部の高さをＨ１としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃを満たして形成されているものとしてもよい。この関係を満たすと、整列トレイにおいて、壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられて残りやすく、好ましい。ここで、「角板状」とは、立方体及び直方体の形状を含むものとする。また、部品の高さＨｃは、最も面積の広い平面を底面としたときの高さをいうものとする。なお、部品の形状が直方体や板状である場合は、長さをＬｃ、幅をＷｃ、高さをＨｃとしたとき、Ｌｃ＝Ｗｃの場合は（Ｌｃ＝Ｗｃ）＞Ｈｃを満たし、ＬｃとＷｃとが異なる場合はＬｃ＞Ｗｃ＞Ｈｃを満たすものとする。

本発明の部品整列装置において、前記整列トレイは、前記部品の長さＬｃに基づく所定間隔で、前記壁部の形成方向に直交する方向に形成された凸部を有するものとしてもよい。こうすれば、傾斜して整列した部品の最下段の部品にかかる負荷（その上流側に積載された部品の質量）が凸部により低減されるから、部品が壁部に沿ってより積み上がり易く、整列しやすい。ここで「前記部品の長さＬｃに基づく所定間隔」は、例えば、部品数個分（例えば１０個や１５個など）の間隔に経験的に定めることができる。このとき、前記部品は、角板状の形状を有し、前記整列トレイは、前記部品の高さをＨｃ、前記壁部の高さをＨ１、前記凸部の高さをＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されているものとしてもよい。この関係を満たすと、整列トレイにおいて、壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は交差方向に移動し除去されやすく、好ましい。

本発明の部品整列装置において、前記部品は、角板状の形状を有し、その長さＬｃが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下に形成されており、前記整列トレイは、前記整列トレイの壁部の幅をＷ１としたとき、０．０３ｍｍ≦Ｗ１≦１ｍｍを満たして形成されているものとしてもよい。壁部幅Ｗ１が０．０３ｍｍ以上では、整列トレイの作製および使用時に壁部の倒れや折損などの形状不具合を起こしにくく、幅Ｗ１が１ｍｍ以下では、部品の整列密度をより高めることができる。また、本願発明では、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の大きさの極小部品を整列することができる。

本発明の部品整列装置において、前記部品は、角板状の形状を有し、前記整列トレイは、複数の前記壁部を有し、前記部品の幅をＷｃ、前記壁部の配列ピッチをＰとしたとき、Ｐ＝ａ×Ｗｃ（１＜ａ≦１．５）を満たして形成されていることが好ましい。この係数ａは、１．１≦ａ≦１．３であることがより好ましい。

本発明の整列トレイは、
平面を有する角板状の部品を整列させる部品整列装置に用いられる整列トレイであって、
所定の配列方向に形成された壁部と、
前記部品の長さＬｃに基づく所定間隔で、前記壁部の形成方向に直交する方向に形成された凸部と、を有し、
前記部品の高さをＨｃとし、前記壁部の高さをＨ１とし、前記凸部の高さをＨ２としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されているものである。

この整列トレイは、所定方向に傾斜させて利用することができる。例えば、壁部の形成方向へ傾斜した整列トレイに対し部品を供給して振動を付与すると、供給された部品は、壁部の形成方向に流れ、この壁部に沿って整列する。その後、整列トレイを交差方向へ傾斜させ、この整列トレイに対し振動を付与すると、整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は、交差方向に移動し、除去される。このとき、部品の高さＨｃ、壁部の高さＨ１及び凸部の高さＨ２が上記関係を満たすと、整列トレイにおいて、壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は交差方向に移動し除去されやすい。したがって、より簡便に部品を整列することができる。なお、この整列トレイにおいて、上述した部品整列装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した部品整列装置の各機能を実現するような構成を追加してもよい。

本発明の部品整列方法は、
平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイを利用する部品整列方法であって、
（ａ）前記壁部の形成方向に前記整列トレイを傾斜させ、該壁部の形成方向に傾斜した前記整列トレイに対し前記部品を供給し、振動を付与するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）のあと、前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜させ、該交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与するステップと、
を含むものである。

この部品整列方法では、上述した部品整列装置と同様に、壁部の形成方向へ傾斜した整列トレイに対し部品を供給して振動を付与すると、供給された部品は、壁部の形成方向に流れ、この壁部に沿って整列する。その後、整列トレイを交差方向へ傾斜させ、この整列トレイに対し振動を付与すると、整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は、交差方向に移動し、除去される。したがって、より簡便に部品を整列することができる。なお、この部品整列方法において、上述した部品整列装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した部品整列装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本実施形態の部品整列装置２０の構成の一例の概略を示す構成図。 部品整列装置２０の構成の概略を示すブロック図。 整列トレイ４０の構成の一例を示す説明図。 部品整列処理の一例を示すフローチャート。 振動の振幅と振り落とされる部品の割合との関係図。 別の部品整列装置２０Ｂの構成の一例の概略を示す構成図。 部品を整列トレイに整列させた結果を表す説明図。 部品を整列トレイに整列させた結果を表す説明図。

次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である部品整列装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図１（ａ）が斜視図、図１（ｂ）が整列トレイ４０を９０°回転した斜視図である。図２は、部品整列装置２０の構成の概略を示すブロック図である。図３は、整列トレイ４０の構成の一例を示す説明図であり、図３(ａ)が平面図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態の部品整列装置２０は、所定の配列方向に形成された壁部４２を有する整列トレイ４０を利用し、角板状の微小な部品１１を整列トレイ４０上に整列する装置として構成されている。

部品１１は、矩形の平面を有する角板状の部材である。この部品１１は、例えば、立方体であってもよいし、直方体であってもよいし、１つの矩形平面の２辺が同じ長さで高さが短い平板状としてもよい。なお、部品の形状が直方体や板状である場合は、長さをＬｃ、幅をＷｃ、高さをＨｃとしたとき、Ｌｃ＝Ｗｃの場合は（Ｌｃ＝Ｗｃ）＞Ｈｃを満たし、ＬｃとＷｃとが異なる場合はＬｃ＞Ｗｃ＞Ｈｃを満たすものとする。即ち、直交する３辺のうち最も長い辺を部品長さＬｃとし、最も短い辺を部品高さＨｃとし、残りの辺を幅Ｗｃとする。したがって、部品の高さＨｃは、最も面積の広い平面を底面としたときの高さをいうものとする。この部品１１は、整列した状態で次工程へ受け渡される部材であり、例えば、二次電池の活物質である平板粒子などのセラミックス部材やセラミックス積層部品などがこれにあたる。この部品１１のサイズは、例えば、底面が１０ｍｍ角以下、高さＨｃが１０ｍｍ以下であるものとしてもよい。例えば、底面が５ｍｍ角以下であることが好ましく、１ｍｍ角以下であるものとしてもよい。このとき、部品高さＨｃは、部品長さＬｃの１／２以下としてもよい。

部品整列装置２０は、部品１１を供給する部品供給部１０と、所定の配列方向に形成された壁部４２を有する整列トレイ４０を装着する台座部３０と、整列トレイ４０に振動を付与する振動付与部３５と、余分な部品１１を受ける排出トレイ３８とを備えている。部品供給部１０は、部品１１を載置する供給トレイ１２と、供給トレイ１２に振動を与え供給トレイ１２から部品１１を滑り落とす振動部１４と、を備えている。この部品供給部１０は、固定部材を介して台座部３０の上方に固定されている。供給トレイ１２は、平板の両側面にガイドが形成された部材であり、水平面に対して傾斜して台座部３０の上方に固定されている。振動部１４は、供給された電力により振動を発生させる装置である。この部品供給部１０は、振動部１４により振動を与え、供給トレイ１２上に載置された部品１１が供給トレイ１２上で傾斜方向に沿って徐々に移動し、その一部を整列トレイ４０上へ落下させることにより部品１１を整列トレイ４０上へ供給する。

台座部３０は、整列トレイ４０を装着し、壁部４２の形成方向に整列トレイ４０を傾斜すると共に、壁部４２の形成方向とは異なる交差方向（以下、交差方向と称する）に整列トレイ４０を傾斜可能に構成されている。この台座部３０は、図２に示すように、整列トレイ４０を装着及び装着解除する装着部３１と、整列トレイ４０を傾斜した状態で回転させる回転機構として構成された切替機構３２と、整列トレイ４０の傾斜角度θを調整可能な傾斜角調整部３３とを備えている。装着部３１は、振動付与部３５により振動が付与されても整列トレイ４０が外れない所定の固定力により、整列トレイ４０を台座部３０上に固定する。切替機構３２は、ベースプレート３２ａと、ベースプレート３２ａ上に回転可能に軸支された振動ステージ３２ｂとを備えている。この振動ステージ３２ｂをベースプレート３２ａに対して回転させることにより、整列トレイ４０の方向を変更することができる。（図１参照）。この切替機構３２は、振動ステージ３２ｂを初期位置に対して９０°回転して固定可能であり、部品整列装置２０の前後方向と整列トレイ４０に付与する振動方向と壁部４２の形成方向とが同じ方向になる位置（図１（ａ））と、壁部４２の形成方向に直交する方向になる位置（図１（ｂ））とに切り替えて整列トレイ４０の位置を固定するように構成されている。傾斜角調整部３３は、部品整列装置２０の前後方向に、台座部３０を所定の角度に傾斜可能に構成されている。この傾斜角調整部３３により台座部３０を傾斜すると、切替機構３２は、壁部４２の形成方向に整列トレイ４０が傾斜する位置と交差方向に整列トレイ４０が傾斜する位置とに整列トレイ４０の位置を切り替えることができる。この台座部３０の傾斜角度θは、０°＜θ＜３°であることが好ましい。傾斜角度θがこの範囲では、部品の進行方向が一定の方向に決定され、かつ壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は交差方向に移動し除去されやすく、好ましい。この傾斜角度θは、０．５°≦θ≦１．５°であることが、上記の効果が顕著となり、より好ましい。なお、「形成方向に傾斜する」とは、形成方向に沿って上下がある状態をいうものとする。また、「交差方向に傾斜する」も同様である。

振動付与部３５は、装置の前後方向を振動方向として整列トレイ４０に振動を付与する振動源である。振動付与部３５は、台座部３０に装着され壁部４２の形成方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し振動を付与し、且つ台座部３０に装着され交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し振動を付与するものである。この振動付与部３５は、図２に示すように、正弦波を生成する正弦波生成部３６と、鋸状の波形を有する鋸波を生成する鋸波生成部３７とを備えている。ここでは、振動付与部３５は、壁部４２の形成方向に振動を付与する際には正弦波の振動を台座部３０に付与し、交差方向に振動を付与する際には鋸波の振動を台座部３０に付与するよう設定されている。この振動付与部３５は、前後方向にのみ台座部３０を振動させるよう構成されているが、切替機構３２による振動ステージ３２ｂの回転に応じて、壁部４２の形成方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し壁部４２の形成方向に振動を付与し、交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し交差方向に振動を付与する。

整列トレイ４０は、部品１１を整列して載置し、所定の配列方向に形成された複数の壁部４２を有し、この壁部４２と壁部４２と間に溝部４３が形成された板状部材である。壁部４２は、矩形状の板の一辺に沿う方向（部品１１を配列する方向）に、所定の配列ピッチＰとなるように形成されている。部品１１は、この溝部４３に入り込み、壁部４２に沿って整列する。また、整列トレイ４０は、図３に示すように、部品１１の長さＬｃに基づく所定間隔で、壁部４２の形成方向に直交する方向に、段差状の壁状の凸部４４が形成されている。この「部品長さＬｃに基づく所定間隔」は、例えば、傾斜した整列トレイ４０で、壁部４２に沿って部品１１が積載されていく際に、部品１１が崩れない部品数個分（例えば１０個や１５個など）の間隔に経験的に定めることができる。この凸部４４によって、部品１１が壁部４２に沿って積み上がる際に、傾斜して整列した部品１１の最下段の部品にかかる負荷（その上流側に積載された部品１１の質量）が低減されるから、部品１１が壁部４２に沿ってより積み上がり易く、整列しやすい。ここで、部品１１や壁部４２、凸部４４のサイズなどの関係について図３を用いて説明する。まず、部品の長さ、幅、高さをそれぞれＬｃ、Ｗｃ、Ｈｃとし、壁部４２の幅及び高さをそれぞれＷ１、Ｈ１とし、凸部４４の幅及び高さをＷ２、Ｈ２として説明する。

整列トレイ４０は、部品高さＨｃ、壁部高さＨ１としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃを満たして形成されているものとしてもよい。Ｈ１＞Ｈｃを満たすと、整列トレイ４０において、壁部４２に沿って整列した部品１１は壁部４２に支えられて残りやすく、好ましい。また、２Ｈｃ＞Ｈ１を満たすと、壁部４２により形成される溝部４３に部品１１が１個だけ残りやすく、好ましい。整列トレイ４０は、部品高さＨｃ、壁部高さＨ１、凸部高さＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されているものとしてもよい。Ｈｃ＞Ｈ２を満たすと、壁部４２に沿って部品１１が流れやすい。このとき、Ｈ２＞１／５Ｈｃを満たすことがより好ましい。こうすれば、積み上がった部品１１を凸部４４により支えやすい。また、整列トレイ４０は、複数の壁部４２を有し、部品１１の幅Ｗｃ、壁部４２の配列ピッチをＰ、係数ａとしたとき、Ｐ＝ａ×Ｗｃ（１＜ａ≦１．５）を満たして形成されていることが好ましい。配列ピッチＰがこの範囲では、溝部４３に部品１１が入り込みやすい。この係数ａは、１．１≦ａ≦１．３であることがより好ましい。整列トレイ４０において、具体的には、部品長さＬｃが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下に形成されている場合、整列トレイ４０の壁部幅Ｗ１は、０．０３ｍｍ≦Ｗ１≦１ｍｍを満たして形成されているものとしてもよい。壁部幅Ｗ１が０．０３ｍｍ以上では整列トレイの作製および使用時に壁部の倒れや折損などの形状不具合を起こしにくく、壁部幅Ｗ１が１ｍｍ以下では部品１１の整列密度をより高めることができる。このような、微細な部品サイズの場合、整列トレイ４０は、金属板へのエッチングや、電鋳法、機械加工などによって作製することができる。

次に、こうして構成された本実施形態の部品整列装置２０の動作、特に、整列トレイ４０へ部品１１を整列させる際の処理について説明する。図４は、部品整列処理の一例を示すフローチャートである。まず、作業者は、整列トレイ４０の装着及び部品１１の準備を行う（ステップＳ１００）。ここでは、壁部４２の形成方向が振動付与部３５の振動方向と同じとなるように部品整列装置２０の装着部３１に整列トレイ４０を装着する。また、整列させる多量の部品１１を部品供給部１０の供給トレイ１２上に載せる。次に、壁部４２の形成方向に整列トレイ４０を傾斜させる（ステップＳ１１０）。ここでは、作業者が傾斜角調整部３３を操作し、台座部３０の傾斜角度θを調整するものとする。この傾斜角度θは、０°＜θ＜３°であることが好ましい。傾斜角度θがこの範囲では、部品の進行方向が一定の方向に決定され、かつ壁部に沿って整列した部品は壁部に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は交差方向に移動し除去されやすいため好ましい。この傾斜角度θは、０．５°≦θ≦１．５°であることが、上記の効果が顕著となり、より好ましい。

次に、作業者は、図示しない部品整列装置２０の操作部を操作して、振動部１４及び振動付与部３５を作動させ、部品供給部１０から部品を供給しながら、振動付与部３５の正弦波生成部３６により生成された正弦波の振動を、台座部３０を介して整列トレイ４０に付与する（ステップＳ１２０）。この正弦波としては、例えば、周波数が１０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を与えることが好ましい。ステップＳ１２０の処理を継続すると、部品供給部１０から滑り落ちた部品１１が、壁部４２に沿って移動しながら整列トレイ４０の溝部４３の最下段から順に積み上がっていく。ここで、例えば、凸部４４が形成されていない場合は、溝部４３の上段では、壁部４２に沿って部品１１が積み上がる一方、溝部４３の最下段では、積み上がった部品１１の重さに耐えられなくなり溝部４３の最下段から部品１１が滑り落ち、溝部４３の途中までしか部品１１が積み上がらない状態が生じ得る。ここでは、所定間隔に形成された凸部４４が、積み上がった部品１１のストッパーとなり、部品１１の滑り落ちをより抑制し、溝部４３が部品１１によって、より確実に埋められていく。このように、このステップＳ１２０の処理を継続すると、壁部４２に沿ってほぼ溝部４３のすべてに部品１１が満たされる。なお、この時点では、壁部４２に沿って整列した部品１１の上に重なる部品１１も存在する。

溝部４３のすべてに部品１１が満たされると、作業者は、振動部１４のスイッチを切り部品供給部１０による部品供給を停止し、壁部４２の形成方向とは異なる交差方向に整列トレイ４０を傾斜させる（ステップＳ１３０）。このとき、作業者は、整列トレイ４０が９０°回転するように、切替機構３２を操作する。すると、交差方向に整列トレイ４０が傾斜する。そして、振動付与部３５の鋸波生成部３７により生成された鋸波の振動を、台座部３０を介して整列トレイ４０に付与する（ステップＳ１４０）。ここで、整列トレイ４０に付与する正弦波と鋸波について説明する。図５は、正弦波及び鋸波における振動の振幅と、壁部４２を乗り越えて振り落とされる部品の割合との関係図である。図５に示すように、正弦波における部品１１の移動は、おそらく摩擦力の影響を減じ、滑りながら移動するものと考えられる。このため、正弦波が与えられると、部品１１の乗り上げ頻度が少なく、壁部４２を乗り越えにくいのが特徴であると考えられる。これに対して、鋸波における部品１１の移動は、急激な変位の変化があることから、部品１１が跳ね上がりながら移動するものと考えられる。このため、部品１１が他の物品に乗り上げやすく、壁部４２を超えやすいのが特徴であると考えられる。例えば、同じ振幅の振動を与えた場合、正弦波により溝部４３を部品１１で満たしたのち、鋸波により余剰の部品１１を除去することができ、より効率よく、１層だけの部品１１の整列を行うことができる。このように、ステップＳ１４０で鋸波の振動を与えると、溝部４３上に整列した部品１１は壁部４２に支えられて残り、整列した部品１１上にある２層目以上の余分な部品は、壁部４２を乗り越えて交差方向に移動し、排出トレイ３８へ除去される。このようにして、２層目以上の部品１１が除去され、溝部４３に１層の部品１１が整列した整列トレイ４０が得られる。

このように、整列トレイ４０上に整列した部品１１は、例えば、そのまま部品１１の不良検査を行うものとしてもよいし、整列した状態で樹脂に固めて利用してもよいし、チップ供給パレットとして利用するものとしてもよいし、様々に利用することができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の台座部３０が本発明の台座部に相当し、振動付与部が振動付与部に相当し、部品供給部１０が部品供給部に相当する。なお、本実施形態では、部品整列装置２０の動作を説明することにより本発明の部品整列方法の一例も明らかにしている。

以上説明した部品整列装置２０によれば、台座部３０に装着され壁部４２の形成方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し部品１１を供給しながら正弦波の振動をこの形成方向へ付与し、その後、台座部３０に装着され交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し鋸波の振動をこの交差方向に付与する。このように、壁部４２の形成方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し部品１１を供給して振動を付与すると、供給された部品１１は、壁部４２の形成方向に流れ、この壁部４２に沿って整列する。その後、整列トレイ４０を交差方向へ傾斜させ、この整列トレイ４０に対し振動を付与すると、溝部４３上で整列した部品１１は壁部４２に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品は、交差方向に移動し、除去される。したがって、より簡便に部品を整列することができる。また、正弦波の振動と、鋸波の振動とを付与するため、正弦波では壁部に沿って部品を整列させやすく、鋸波では整列した部品上にある余剰の部品が壁部や整列した部品を超えて移動しやすく、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。

また、壁部の形成方向に振動を付与し、交差方向に振動を付与するため、傾斜した方向に振動が付与されるから、部品が傾斜方向に移動しやすく、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。更に、交差方向として壁部４２の形成方向に直交する方向に整列トレイ４０を傾斜可能であるため、壁部４２に沿って整列した部品は壁部に支えられやすく、より簡便に且つより確実に部品を整列することができる。更にまた、切替機構３２を備えているため、切替機構を利用して、整列トレイの傾斜させる方向をより簡便に切り替えることができる。そして、整列トレイ４０は、部品高さＨｃ、壁部高さＨ１としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃを満たしているため、整列トレイ４０において、壁部４２に沿って整列した部品１１は壁部４２に支えられて残りやすく、好ましい。そしてまた、整列トレイ４０は、部品長さＬｃに基づく所定間隔で、壁部４２の形成方向に直交する方向に凸部４４が形成されているため、傾斜して整列した部品１１のうち最下段の部品１１にかかる負荷（その上流側に積載された部品の質量）が凸部４４により低減されるから、部品１１が壁部４２に沿ってより積み上がり易く、整列しやすい。そして更に、整列トレイ４０は、部品高さＨｃ、壁部高さＨ１、凸部高さＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されているため、整列トレイ４０において、壁部４２に沿って整列した部品１１は壁部４２に支えられて残り、整列した部品上にある余分な部品１１は交差方向に移動し除去されやすく、好ましい。そして更にまた、部品は、部品長さＬｃが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下に形成されており、整列トレイ４０は、壁部幅Ｗ１としたとき、０．０３ｍｍ≦Ｗ１≦１ｍｍを満たして形成されているため、壁部幅Ｗ１が０．０３ｍｍより大きいと壁部４２に沿って部品１１を配列しやすく、幅Ｗ１が１ｍｍより小さいと、部品１１の整列密度をより高めることができる。また、整列トレイ４０は、複数の壁部４２を有し、部品幅Ｗｃ、壁部の配列ピッチＰとしたとき、Ｐ＝ａ×Ｗｃ（１＜ａ≦１．５）を満たして形成されているため、壁部４２により形成される溝部４３に部品１１が入り込みやすく、好ましい。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、台座部３０の傾斜方向の変更など、各工程への移行は作業者が手動で行うものとして説明したが、特にこれに限定されず、コントローラ２２の制御により行うものとしてもよい。例えば、部品供給部１０のオンオフ制御をコントローラ２２が行うよう構成し、切替機構３２及び傾斜角調整部３３に制御モータを装着し、振動ステージ３２ｂの回転駆動及び、台座部３０の傾斜角駆動をこれらの制御モータを用いるよう構成する。そして、コントローラ２２は、壁部４２の形成方向に整列トレイを傾斜させるよう傾斜角調整部３３を制御する。次に、壁部４２の形成方向に傾斜した整列トレイ４０に対し部品を供給するよう部品供給部を制御し、整列トレイ４０に振動を付与するよう振動付与部３５を制御する。この処理を所定時間継続したのち、壁部４２の形成方向とは異なる交差方向に整列トレイ４０を傾斜するよう切替機構３２を制御する。即ち、振動ステージ３２ｂを９０°回転させる。そして、この交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し振動を付与するよう振動付与部３５を制御する。なお、部品供給部１０からの部品供給タイミングや、整列トレイ４０の振動時間、整列トレイ４０の傾斜変更（回転）タイミングなどは、部品１１や整列トレイ４０の大きさ、材質などに応じて経験的に定め、そのタイミングなどにより各構成を制御するよう設定するものとすればよい。こうすれば、コントローラ２２の制御によって一連の処理が進むから、作業者の手間をより抑制し、より簡便に部品を整列することができる。

上述した実施形態では、壁部４２の形成方向に振動を付与する際には正弦波の振動を整列トレイ４０に付与し、交差方向に振動を付与する際には鋸波の振動を整列トレイ４０に付与するものとしたが、特にこれに限定されず、整列トレイ４０に振動を付与し、部品１１を整列トレイ４０上で移動させるものとすればどのような振動を与えてもよい。但し、上述した実施形態のように正弦波と鋸波とを付与することがより好ましい。

上述した実施形態では、壁部４２の形成方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し壁部４２の形成方向に振動を付与し、交差方向へ傾斜した整列トレイ４０に対し交差方向に振動を付与するものとしたが、特にこれに限定されず、整列トレイ４０に振動を付与し、部品１１を整列トレイ４０上で移動させるものとすればどのような振動を与えてもよい。但し、上述した実施形態の方向に振動を付与することがより好ましい。

上述した実施形態では、交差方向は、壁部の形成方向に直交する方向として整列トレイ４０を傾斜すると説明したが、特にこれに限定されず、交差方向は、壁部の形成方向に直交する方向以外の方向としてもよい。

上述した実施形態では、振動ステージ３２ｂを回転する切替機構３２を備え、整列トレイ４０の傾斜方向を変更するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、図６に示すように、少なくとも２方向に傾斜角度を調整可能な傾斜角調整機構により整列トレイ４０の傾斜方向を変更するものとしてもよい。図６は、別の部品整列装置２０Ｂの構成の一例の概略を示す構成図である。この部品整列装置２０Ｂでは、傾斜角調整部３３が装置の前後方向及び装置の左右方向に台座部３０を傾斜可能に構成されている。また、振動付与部３５は、装置の前後方向及び左右方向に台座部３０を振動可能に構成されている。そして、壁部４２が整列トレイ４０の傾斜方向に沿うように整列トレイ４０を台座部３０に装着し、部品供給部１０から部品１１を供給しながら振動付与部３５により整列トレイ４０を振動させる。所定時間経過後に、傾斜角調整部３３により、壁部の形成方向とは異なる交差方向に整列トレイ４０を傾斜させ、振動付与部３５により整列トレイ４０に振動を付与する。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。あるいは、切替機構３２を省略し、整列トレイ４０を一旦外し回転した状態で再度装着するものとしてもよい。

上述した実施形態では、整列トレイ４０は部品長さＬｃに基づく所定間隔で壁部４２の形成方向に直交する方向に形成された凸部４４を有するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、凸部は、壁部４２に直交する方向に形成された壁状の部分としたが、壁部４２に直交していなくともよいし、１つ以上の突起としてもよい。あるいは、整列する部材や数によっては、凸部４４を省略するものとしてもよい。こうしても、より簡便に部品を整列することができる。

上述した実施形態では、矩形の角板状の部品１１を整列するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、壁部４２や溝部４３などに接触する平面を有しており、傾斜面に対して積み上がる形状を有するものであれば、どのような形状でも本発明を採用することができる。

以下には、部品整列装置及び整列トレイを具体的に製造した例を実施例として説明する。

（整列トレイの作製）
整列トレイを作製した。６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス製の薄板に対し、エッチング処理を行い、４６本の壁部を配列ピッチＰ＝１．１ｍｍとなるように形成した。また、壁部４２よりも低い凸部を部品の１５個おき（長さＬｃが１ｍｍでは１５ｍｍおき）に形成し、１列に４５個の部品が並ぶ、図３に示すような整列トレイを作製した。ここで、部品長さＬｃが１ｍｍ、幅Ｗｃが１ｍｍ、高さＨｃが０．０５ｍｍとしたアルミナ製のチップを部品として用いた（図７）。また、壁部の幅Ｗ１が０．０５ｍｍ、高さＨ１が０．０７ｍｍ、配列ピッチＰが１．１５ｍｍ、凸部４４の幅Ｗ２が０．０３ｍｍ、高さＨ２が０．０３ｍｍとした整列トレイを作製した。そして、部品長さＬｃが２ｍｍ、幅Ｗｃが１ｍｍ、高さＨｃが０．０５ｍｍであるアルミナ製のチップも部品として用いた（図８）。

（部品整列装置の作製）
整列トレイを装着した状態で所定方向（壁部の形成方向と交差方向）に傾斜可能、且つ整列トレイの方向を９０°変更可能な台座部を作製し、これに、正弦波と鋸波とを生成可能な振動装置を接続し、部品整列装置とした。部品としては、１ｍｍ×１ｍｍ×０．０５ｍｍのアルミナ製チップ、又は、２ｍｍ×１ｍｍ×０．０５ｍｍのアルミナ製チップを用いて、整列トレイに部品を整列させる実験を行った。整列トレイの傾斜角度θは１°とした。

（結果と考察）
図７は、２辺が等しい長さ（１ｍｍ）の部品を整列トレイに整列させた結果を表す説明図であり、図７（ａ）が壁部の形成方向を傾斜方向として部品を供給し振動を与えた図、図７（ｂ）が形成方向に直交する交差方向に切り替えて振動を与えた図、図７（ｃ）が整列後の整列トレイの写真である。図８は、３辺が異なる部品を整列トレイに整列させた結果を表す説明図である。まず、壁部の形成方向と傾斜方向と振動方向とを同じ方向にし、正弦波の振動（周波数３０Ｈｚ、振動加速度１８０ｍ／ｓ²、振幅０．５ｍｍ）を整列トレイに与えながら、壁部の上流側から部品を供給した（図７（ａ））。整列トレイ上へ供給された部品は、壁部４２に沿って流れ、各壁部の間に形成された各溝部に最下段から部品が積み上がっていった。このとき、溝部に嵌った部品の上方にも重なって部品が存在し、１層以上に積み上がった状態となった。次に、整列トレイ４０を９０°回転し、壁部の形成方向に直交する交差方向に傾斜方向と振動方向とを合わせ、鋸波の振動（周波数３０Ｈｚ、振動加速度２５０ｍ／ｓ²、振幅０．７ｍｍ）を整列トレイに与えた。すると、溝部に整列した部品上に重なった部品が、壁部を乗り越えて下流側に移動し、溝部に１層だけ整列した状態となった（図７（ｃ））。このように、より簡便に、整列トレイに部品を整列させることができた。また、図８に示すように、底面の２辺の長さが異なる異形チップにおいても、図７と同様の操作により、より容易に、整列トレイに部品を整列させることができた。

例えば、正弦波における部品の移動は、おそらく摩擦力の影響を減じ、滑りながら移動するものと予想された。このため、正弦波が与えられると、部品の乗り上げ頻度は少なく、壁部を乗り越えにくいのが特徴であると考えられた。これに対して、鋸波における部品の移動は、急激な変位の変化があることから、部品が跳ね上がりながら移動するものと予想された。このため、部品が乗り上げやすく、壁部を超えやすいのが特徴であると考えられた。例えば、同じ振幅の振動を与えた場合、正弦波により溝部を部品で満たしたのち、鋸波により余剰の部品を除去することができ、より効率よく、１層だけの部品の整列を行うことができた。

本発明は、部品の整列分野に利用可能である。

１０ 部品供給部、１１ 部品、１２ 供給トレイ、１４ 振動部、２０、２０Ｂ 部品整列装置、２２ コントローラ、３０ 台座部、３１ 装着部、３２ 切替機構、３２ａ ベースプレート、３２ｂ 振動ステージ、３３ 傾斜角調整部、３５ 振動付与部、３６ 正弦波生成部、３７ 鋸波生成部、３８ 排出トレイ、４０ 整列トレイ、４２ 壁部、４３ 溝部、４４ 凸部。

Claims (14)

1. 平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイを利用する部品整列装置であって、
   前記整列トレイを装着し、前記壁部の形成方向及び前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜可能である台座部と、
   前記台座部に装着され前記壁部の形成方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与し、前記台座部に装着され前記交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与する振動付与部と、
   を備えた部品整列装置。
2. 前記振動付与部は、前記壁部の形成方向に振動を付与する際には正弦波の振動を付与し、前記交差方向に振動を付与する際には鋸波の振動を付与する、請求項１に記載の部品整列装置。
3. 前記振動付与部は、前記台座部に装着され前記壁部の形成方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記壁部の形成方向に振動を付与し、前記台座部に装着され前記交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記交差方向に振動を付与する、請求項１又は２に記載の部品整列装置。
4. 前記台座部は、前記交差方向として前記壁部の形成方向に直交する方向に前記整列トレイを傾斜可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品整列装置。
5. 前記台座部は、前記壁部の形成方向に前記整列トレイが傾斜する位置と前記交差方向に前記整列トレイが傾斜する位置とに前記整列トレイの位置を切り替える切替機構を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品整列装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品整列装置であって、
   平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイ、
   を備えた部品整列装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品整列装置であって、
   前記整列トレイに部品を供給する部品供給部と、
   前記壁部の形成方向に前記整列トレイを傾斜させ該壁部の形成方向に傾斜した前記整列トレイに対し部品を供給し振動を付与させたあと、前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜させ該交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し前記部品を供給し振動を付与するよう前記部品供給部と前記振動付与部とを制御する制御部と、
   を備えた部品整列装置。
8. 前記部品は、角板状の形状を有し、
   前記整列トレイは、前記部品の高さをＨｃ、前記壁部の高さをＨ１としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃを満たして形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品整列装置。
9. 前記整列トレイは、前記部品の長さＬｃに基づく所定間隔で、前記壁部の形成方向に直交する方向に形成された凸部を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の部品整列装置。
10. 前記部品は、角板状の形状を有し、
    前記整列トレイは、前記部品の高さをＨｃ、前記壁部の高さをＨ１、前記凸部の高さをＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されている、請求項９に記載の部品整列装置。
11. 前記部品は、角板状の形状を有し、その長さＬｃが１０ｍｍ以下に形成されており、
    前記整列トレイは、前記整列トレイの壁部の幅をＷ１としたとき、０．０３ｍｍ≦Ｗ１≦１ｍｍを満たして形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の部品整列装置。
12. 前記部品は、角板状の形状を有し、
    前記整列トレイは、複数の前記壁部を有し、前記部品の幅をＷｃ、前記壁部の配列ピッチをＰとしたとき、Ｐ＝ａ×Ｗｃ（１＜ａ≦１．５）を満たして形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の部品整列装置。
13. 平面を有する角板状の部品を整列させる部品整列装置に用いられる整列トレイであって、
    所定の配列方向に形成された壁部と、
    前記部品の長さＬｃに基づく所定間隔で、前記壁部の形成方向に直交する方向に形成された凸部と、を有し、
    前記部品の高さをＨｃとし、前記壁部の高さをＨ１とし、前記凸部の高さをＨ２としたとき、２Ｈｃ＞Ｈ１＞Ｈｃ＞Ｈ２を満たして形成されている、整列トレイ。
14. 平面を有する部品を載置し、所定の配列方向に形成された壁部を有する整列トレイを利用する部品整列方法であって、
    （ａ）前記壁部の形成方向に前記整列トレイを傾斜させ、該壁部の形成方向に傾斜した前記整列トレイに対し前記部品を供給し、振動を付与するステップと、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）のあと、前記壁部の形成方向とは異なる交差方向に前記整列トレイを傾斜させ、該交差方向へ傾斜した前記整列トレイに対し振動を付与するステップと、
    を含む部品整列方法。