JP2016164093A

JP2016164093A - 整列供給装置

Info

Publication number: JP2016164093A
Application number: JP2015045297A
Authority: JP
Inventors: 英昭樋川; Hideaki Hikawa; 大介中島; Daisuke Nakajima
Original assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2035-03-06
Also published as: JP6408401B2

Abstract

【課題】微小な物品を、自動かつ高速で整列供給可能な装置を提供する。【解決手段】一次元方向に延在する第１搬送路２０が並列する第１搬送路群２１と、前記各第１搬送路の上流側から下流側に向けて搬送物を搬送する第１搬送機構と、前記第１搬送路群の下流端に配置され、前記第１搬送路群の下流端に到達した搬送物を各第１搬送路につき１個ずつ受入可能な複数の収容部が設けられた可動ブロック３０とを有し、前記可動ブロックは、前記第１搬送路群の下流端に沿って往復運動可能であり、該往復運動の一方の端において、前記各収容部が前記搬送物を収容可能な受入位置に位置し、該往復運動の他方の端において、前記各収容部が前記搬送物を払出または取出可能な払出または取出位置に位置する整列供給装置１０。【選択図】図２

Description

本発明は、微小な物品を搬送し、整列して供給する装置に関する。

積層セラミックコンデンサー（ＭＬＣＣ）などのセラミック製電子部品は、原料シートを所要寸法に裁断したグリーンチップを焼成することにより製造される。焼成は、多数のグリーンチップをアルミナ、ムライト、ジルコニア製等の耐熱プレートに載せて、耐熱プレートごと焼成炉に入れて行われる。このとき、処理効率の点からはできるだけ多くのグリーンチップをプレート上に載置することが好ましい。しかし、チップ同士が重なり合うと焼成過程で付着してしまうし、チップ同士が近すぎると熱処理条件が均一にならず焼成不良を招くという問題があった。

この問題に対して、特許文献１には、チップ１個を挿入可能な貫通保持孔が整列して形成されたプレート状整列治具を熱処理用さや（耐熱プレート）上にセットし、チップを貫通保持孔に挿入した後整列治具を上方に移動させることにより、熱処理さや上にチップを整列状態で残す方法が記載されている。

特開平１１−１３２６７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、整列治具の多数の微小な貫通保持孔に微小なチップを挿入する必要があり、手間と時間がかかるという問題があった。また、整列治具を振動させることでチップを保持孔に自動的に挿入させる振動式の整列機も知られているが、チップ同士の摩擦などによってチップがダメージを受けるという問題があった。

本発明は、上記を考慮してなされたものであり、自動かつ高速で、微小な物品を整列させて供給可能な装置を提供することを目的とする。

本発明の整列供給装置は、一次元方向に延在する第１搬送路が並列する第１搬送路群と、前記各第１搬送路の上流側から下流側に向けて搬送物を搬送する第１搬送機構と、前記第１搬送路群の下流端に配置され、前記第１搬送路群の下流端に到達した搬送物を各第１搬送路につき１個ずつ受入可能な複数の収容部が設けられた可動ブロックとを有する。そして、前記可動ブロックは、前記第１搬送路群の下流端に沿って往復運動可能であり、該往復運動の一方の端において、前記各収容部が前記搬送物を収容可能な受入位置に位置し、該往復運動の他方の端において、前記各収容部が前記搬送物を払出または取出可能な払出または取出位置に位置する。

好ましくは、前記第１搬送機構は、前記各第１搬送路の上流に設けられた第１送気部および／または前記各第１搬送路の下流に設けられた第１吸気部である。

前記整列供給装置は、前記可動ブロックの前記第１搬送路群と反対側に設けられ、一次元方向に延在する第２搬送路が並列する第２搬送路群と、前記各第２搬送路の上流側から下流側に向けて搬送物を搬送する第２搬送機構と、前記可動ブロックが前記往復運動の他方の端にあり、前記収容部が払出位置にあるときに、前記収容部内の搬送物を前記第２搬送路群の上流端に払出可能であるように構成されていてもよい。

好ましくは、前記第２搬送機構は、前記各第２搬送路の上流に設けられた第２送気部および／または前記各第２搬送路の下流に設けられた第２吸気部である。

好ましくは、上記整列供給装置は、前記各第２搬送路の下流端に搬送物を排出可能な出口部をさらに有する。

あるいは、前記整列供給装置は、前記可動ブロックが前記往復運動の他方の端にあり、前記収容部が取出位置にあるときに、前記収容部内の搬送物を取出可能な取出口をさらに有していてもよい。

また、好ましくは、前記収容部の前記第１搬送路方向の長さ（Ｄ）と、前記収容部と前記第１搬送路下流端との間隙（Ｇ）との和（Ｄ＋Ｇ）が、搬送物の前記第１搬送路方向の標準長さ（Ｌ_Ｓ）より長い。

また、好ましくは、搬送物がセラミック製電子部品またはその製造工程における中間体である。

本発明の整列供給装置によれば、微小な物品を、自動かつ高速で、整列して供給することができる。

本発明の第１の実施形態である整列供給装置の使用状態を示す側面図である。本発明の第１の実施形態である整列供給装置の使用状態を示す平面図である。本発明の第１の実施形態である整列供給装置の第１搬送路に沿った垂直断面図である。図３のＡＡ断面を示す図である。図３のＢＢ断面を示す図である。図５のＣＣ断面を示す図である。本発明の第１の実施形態である整列供給装置の可動ブロックの収容部を示す拡大図である。本発明の第１の実施形態である整列供給装置の可動ブロックの動作を説明するための図である。本発明の第２の実施形態である整列供給装置の可動ブロックの搬送方向に垂直な断面図である。

本発明の第１の実施形態である整列供給装置を、図１〜８に基づいて説明する。なお、各図は、説明を容易にするために、縮尺が正確ではなく、部材間の隙間等が誇張して描かれている。

図１および図２において、本実施形態の整列供給装置１０は、ホッパー７０と組み合わされて、ＭＬＣＣのグリーンチップ（チップ）６０を耐熱プレート８０上に整列させて供給する。搬送物であるチップは、ホッパーに投入される。チップは、ホッパー下部から供給装置１０の第１搬送路群２１に導かれる。第１搬送路群は、一次元方向に延在する第１搬送路２０が複数並列して構成される。チップは、その長手方向を搬送方向に向けて、第１搬送路２０内を一列に整列して、気流によって下流へと搬送される。チップは、第１搬送路群の下流端に設けられた可動ブロック３０によって、第２搬送路群４１の上流端に移動する。第２搬送路群は、一次元方向に延在する第２搬送路４０が複数並列して構成される。チップは、第２搬送路をさらに下流へと搬送され、出口部５２より耐熱プレート８０上に供給される。

本実施形態のチップ６０は、略直方体形状を有する。チップの大きさは特に限定されない。しかし、チップが大きい場合は、例えば特許文献１に記載された方法によって整列させることが難しくないので、本実施形態の供給装置を利用する意義が小さくなる。このことから、チップの大きさは略直方体形状の長辺が２０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましく、２ｍｍ以下であることが特に好ましい。さらに、本実施形態の供給装置は、規格サイズである３２１６サイズ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．６ｍｍ）、２０１２サイズ（２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．２ｍｍ）、１６０８サイズ（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ）、１００５サイズ（１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）、０６０３サイズ（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）、０４０２サイズ（０．４ｍｍ×０．２ｍｍ×０．２ｍｍ）、０２０１サイズ（０．２５ｍｍ×０．１２５ｍｍ×０．１２５ｍｍ）などのＭＬＣＣに対して好適に用いることができる。一方、チップが小さすぎると装置の加工が難しくなるので、チップの大きさは、長辺が０．０５ｍｍ以上、短辺が０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。

図３および図４において、第１搬送路２０は、ベース部材２３に形成された溝と、その溝の上面を覆うカバー部材２２によって、トンネル状に形成されている。トンネルの断面はチップ６０よりわずかに大きい。微小な物品を高速に搬送するためには、このように側面および上下面が規制された閉鎖系の搬送路を構成することが好ましい。

第１搬送路２０の上流には第１送気部（図６の２７）が、下流には第１吸気部２８が設けられている。第１送気部は第１搬送路内に空気を送り込む。第１吸気部は第１搬送路内から空気を吸引する。本実施形態の第１吸気部２８は第１搬送路の下流端２６から搬送路内の空気を吸引する。第１送気部および第１吸気部によって第１搬送路内を上流から下流に向かう気流を発生させることができる。なお、気流を発生させるためには、上流の第１送気部および下流の第１吸気部のうち、少なくとも一方が設けられていればよく、その場合他方に通気部を設ければよい。また、搬送路が長い場合は、搬送路の途中に吸気部と送気部を適宜追加して設けてもよい。

第１搬送路２０の数は、図２では８本であるが、これに限定されるものではない。耐熱プレート上で幅方向（搬送方向と直交する方向）に整列するチップの数が多いほど、本実施形態の供給装置を利用するメリットが大きくなるので、第１搬送路の数は好ましくは３以上、さらに好ましくは５以上である。一方、第１搬送路の数が多すぎると装置の製造コストが高くなって実用的ではなくなるので、第１搬送路の数は好ましくは１００以下である。

図５および図６において、第１搬送路群２１の下流端２５には、可動ブロック３０が配置されている。可動ブロックは、第１搬送路群の下流端２５に沿って、水平面内で第１搬送路と直角に交差する方向（図５の左右方向、図６の上下方向）に往復運動可能である。可動ブロック３０の可動領域３４は、ベース部材２３と底部部材２４によって形成された空洞によって規定される。可動領域３４の両端には、加減圧部３５、３６が設けられている。

可動ブロック３０の上面には、チップ１個を収容可能な溝状の収容部３１が、第１搬送路２０と同数、第１搬送路と同間隔で形成されている。各収容部は両側面および上下面が規制された閉鎖系の収容部であるため、収容部３１にチップ６０を収容した状態で可動ブロックを高速に駆動させたとしても、収容部内のチップが収容部外へ飛び出すことなく安定してチップを移動可能である。可動ブロックが往復運動の一方の端（図５の右側、図６の上側）にあるときは、各収容部がそれぞれ対応する第１搬送路２０の延長となって、第１搬送路下流端２６に到達したチップの１個を受け入れることができる。以下この状態を、可動ブロックまたは収容部が受入位置にある、という。

可動ブロック３０に対して第１搬送路群２１と反対側には、第２搬送路群４１が設けられている。第２搬送路群は、一次元方向に延在する第２搬送路４０が、第１搬送路２０と同数、第１搬送路と同間隔で、並列して構成されている。第２搬送路群は、各第２搬送路の上流側への延長が第１搬送路同士の中間に位置するように、第１搬送路群と幅方向にずれて配置されている。

第２搬送路４０も第１搬送路２０と同様にして、トンネル状に形成されている。トンネルの断面はチップ６０よりわずかに大きい。

第２搬送路４０の上流には第２送気部４７が設けられている。第２送気部４７は第２搬送路４０内に空気を送り込む。本実施形態の第２送気部は第２搬送路の上流端４６から搬送路内に空気を送り込む。この第２送気部によって第２搬送路内を上流から下流に向かう気流が発生する。なお、気流を発生させるためには、上流の送気部に替えて、第２搬送路の下流に第２吸気部を設けてもよい。あるいは、上流の第２送気部と下流の第２吸気部の両方を設けてもよい。

可動ブロック３０が往復運動の他方の端（図５の左側、図６の下側）にあるときは、各収容部３１がそれぞれ対応する第２搬送路４０の延長となって、収容部に収容されているチップを第２搬送路に払い出すことができる。以下この状態を、可動ブロックまたは収容部が払出位置にある、という。

可動ブロック３０は、上面の収容部３１の間に、搬送用通気部３２が形成されている。搬送用通気部は、可動ブロックが受入位置にあるときに第２搬送路上流端４６と第２送気部４７を連通し、払出位置にあるときに第１搬送路下流端２６と第１吸気部２８を連通するとともに、第１搬送路下流端２６に到達したチップを堰き止めることができる形状であればよい。

図１および図２に戻り、第２搬送路４０の下流端には出口部５２が設けられ、並列する出口部から、チップ６０が整列して耐熱プレート８０上に供給される。耐熱プレートを図右方向に整列供給装置１０に対して相対的に移動させることにより、チップが耐熱プレート上に２次元的に整列して戴置される。

図７に、可動ブロック３０の収容部３１付近を拡大して示す。図７Ａにおいて、可動ブロックが受入位置にあるとき、収容部３１は第１搬送路２０の延長となり、チップの１個を受け入れ可能である。収容部の搬送路方向の長さＤとチップの搬送路方向の標準長さＬ_Ｓとの関係は通常Ｄ≦Ｌ_Ｓである。なお、収容部の搬送路方向の長さＤがチップの搬送路方向の標準長さＬ_Ｓと等しいと、これより短いチップが混入していた場合に、後続のチップの先端が収容部内に進入し、可動ブロックを払出位置に移動させる際に干渉する。したがって、収容部の長さＤは、チップの搬送路方向の標準長さＬ_Ｓより短いことが好ましい。これにより、図７Ｂを参照して、収容部に収容されたチップ６１の長さＬが標準長さＬ_Ｓより短い場合でも、後続のチップ６２の先端が収容部内に入り込むことがなく、可動ブロックの移動を妨げない。具体的には、収容部の長さＤは、Ｌ_Ｓ×０．９９以下であることが好ましく、Ｌ_Ｓ×０．９５以下であることがさらに好ましい。一方、収容部が短すぎると、収容したチップの姿勢が安定しないので、収容部の長さＤは、Ｌ_Ｓ×０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがさらに好ましい。

また、収容部３１と第１搬送路下流端２６の間には間隙Ｇが設けられている。収容部の長さＤと間隙Ｇの和Ｄ＋Ｇは、Ｌ_Ｓより長いことが好ましい。これにより、図７Ｃを参照して、収容部に収容されたチップ６１の長さＬが標準長さＬ_Ｓより長い場合でも、可動ブロックを払出位置に移動させる際に、当該チップ６１が第１搬送路下流端に引っ掛ることがない。具体的には、収容部の長さＤと間隙Ｇの和Ｄ＋Ｇは、Ｌ_Ｓ×１．０１以上であることが好ましく、Ｌ_Ｓ×１．０５以上であることがさらに好ましい。一方、間隙Ｇが大きすぎると、チップが搬送路から収容部に移動する際に間隙にひっかかることがあるので、間隙ＧはＬ_Ｓ×０．３以下であることが好ましく、Ｌ_Ｓ×０．２以下であることがさらに好ましい。例えば、Ｇ≦Ｌ_Ｓ×０．３のとき、Ｄ＝Ｌ_Ｓ×０．８であればＤ＋Ｇ≦Ｌ_Ｓ×１．１となり、Ｄ＝Ｌ_Ｓ×０．９であればＤ＋Ｇ≦Ｌ_Ｓ×１．２となる。これは実際の寸法でいうと、例えば標準長さＬ_Ｓ＝１．０ｍｍのとき、Ｄ＝０．９ｍｍ、Ｇ＝０．３ｍｍとなり、Ｄ＋Ｇ＝１．２ｍｍとなる。

並列する第１搬送路の数が大きいほど、そのいずれかから標準長さより短いまたは長いチップが可動ブロックに受け入れられる確率は高まる。特に、グリーンチップ等の電子部品の製造工程における中間体を搬送する場合には、製品を搬送する場合と比べて搬送物の長さのばらつきが大きく、標準長さより短いまたは長いチップが混入している確率は高くなる。したがって、収容部の長さＤ、および収容部と第１搬送路下流端の間の間隙Ｇを、上記寸法の範囲とすることは、本実施形態の供給装置にとって極めて有益である。

次に本実施形態の可動ブロックの動作を説明する。

図８Ａにおいて、可動ブロック３０は、受入位置にある。チップ６０は、気流によって搬送されて第１搬送路の下流端に到達し、先頭の１個が可動ブロックの収容部３１に受け入れられる。このとき、第２搬送路４０は搬送用通気部３２を介して第２送気部４７と連通しているので、第２搬送路上のチップは下流に向かって移動を続ける。

次いで、図８Ｂにおいて、図下方にある加減圧部（図５の３５）から可動領域（図５の３４）内の空気を吸引し、図上方にある加減圧部（図５の３６）から可動領域内に送気することによって、可動ブロック３０が払出位置に移動する。複数の収容部に収容されたチップは、第２送気部４７からの気流によって、一斉に第２搬送路４０へ払い出され、第２搬送路を下流へと搬送される。このとき、第１搬送路２０は搬送用通気部３２を介して第１吸気部２８と連通しているので、第１搬送路上のチップは下流に向かって移動を続け、後続のチップ６０は可動ブロックに堰き止められて列をなす。

次いで、図上方にある加減圧部（図５の３６）から可動領域内の空気を吸引し、図下方にある加減圧部（図５の３５）から可動領域内に送気することによって、可動ブロック３０は払出位置から受入位置へと戻る（図８Ａ）。上記の動作によって、搬送物の複数の列から先頭の１個だけを同時に分離（１個切り）して払出位置に移動させることができる。このように、第１搬送路中には複数のチップが列をなして搬送されるが、１個切りされた各チップが同期して払出される第２搬送路中では常に１つのチップが搬送されることになる。

図８で説明したように、並列する第１搬送路を搬送されてきたチップは、一旦可動ブロックに収容され、次いで一斉に第２搬送路に導入される。このように、可動ブロックで同期をとることにより、チップが横方向（搬送方向と直交する方向）に整列して耐熱プレート上に供給される。耐熱プレートを一方向に移動させながらチップの供給を繰り返すことにより、チップが２次元的に整列した状態で、耐熱プレート上に戴置される。このとき、チップの向きは揃っており、チップ同士の間隔は均一である。

以上の動作は自動化可能である。各第１搬送路と各第２搬送路は各々ペアとなっており、同じ第１搬送路を搬送されたチップ同士は必ず同じ第２搬送路へと払出しされる。可動ブロックが往復運動する距離は、このペアとなる第１搬送路と第２搬送路との距離に等しい。また、可動ブロック３０は可動領域３４内を移動する摺動機構として構成されており、加減圧部３５、３６による気流のみで駆動させることで、数十ｍｓという短周期で往復運動可能である。

次に、本発明の第２の実施形態を図９に基づいて説明する。

本実施形態の整列供給装置１１は、第２搬送路群を有しない点で第１の実施形態と異なる。図９において、可動ブロック３０が払出位置にあるときの収容部３１の位置に取出口５０が設けられている。取出口上部のカバー部材２２には開口があり、開口には開閉可能なシャッター５１が設けられている。これにより、可動ブロックが取出位置にあるときに、上部のシャッターを開けて、ノズル等によりチップを吸着して取り出すことができる。なお、シャッター５１は必須ではなく、取出口５０は常時開放としてもよい。また、取出口５０の形態は、これに限られるものではなく、可動ブロックが取出位置にあるときに、収容部の位置または収容部と隣接する位置に、収容部内のチップを取出可能に形成されていればよい。

本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、搬送物は電子部品のグリーンチップには限られない。また、搬送物の形状は略直方体には限られず、搬送物に合わせて搬送路の断面形状を設計することにより気流で搬送可能な形状であればよい。

また、例えば、搬送機構は、搬送物を磁石や振動で搬送するものであってもよい。

また、第１の実施形態では１個切りしたチップを払出位置から第２搬送路へ払出していたが、これに限らず、例えば１個切りしたチップを払出位置から直接外部へ排出するようにしてもよい。

１０、１１整列供給装置
２０第１搬送路
２１第１搬送路群
２２カバー部材
２３ベース部材
２４底部部材
２５第１搬送路群の下流端
２６第１搬送路の下流端
２７第１送気部
２８第１吸気部
３０可動ブロック
３１収容部
３２搬送用通気部
３４可動領域
３５、３６加減圧部
４０第２搬送路
４１第２搬送路群
４５第２搬送路群の上流端
４６第２搬送路の上流端
４７第２送気部
５０取出口
５１シャッター
５２出口部
６０、６１、６２グリーンチップ（被搬送物）
７０ホッパー
８０耐熱プレート

Claims

一次元方向に延在する第１搬送路が並列する第１搬送路群と、
前記各第１搬送路の上流側から下流側に向けて搬送物を搬送する第１搬送機構と、
前記第１搬送路群の下流端に配置され、前記第１搬送路群の下流端に到達した搬送物を各第１搬送路につき１個ずつ受入可能な複数の収容部が設けられた可動ブロックとを有し、
前記可動ブロックは、前記第１搬送路群の下流端に沿って往復運動可能であり、該往復運動の一方の端において、前記各収容部が前記搬送物を収容可能な受入位置に位置し、該往復運動の他方の端において、前記各収容部が前記搬送物を払出または取出可能な払出または取出位置に位置する、
整列供給装置。
前記第１搬送機構は、前記各第１搬送路の上流に設けられた第１送気部および／または前記各第１搬送路の下流に設けられた第１吸気部である、
請求項１に記載の物品供給装置。
前記可動ブロックの前記第１搬送路群と反対側に設けられ、一次元方向に延在する第２搬送路が並列する第２搬送路群と、
前記各第２搬送路の上流側から下流側に向けて搬送物を搬送する第２搬送機構と、
前記可動ブロックが前記往復運動の他方の端にあり、前記収容部が払出位置にあるときに、前記収容部内の搬送物を前記第２搬送路群の上流端に払出可能である、
請求項１または２に記載の整列供給装置。
前記第２搬送機構は、前記各第２搬送路の上流に設けられた第２送気部および／または前記各第２搬送路の下流に設けられた第２吸気部である、
請求項３に記載の物品供給装置。
前記各第２搬送路の下流端に搬送物を排出可能な出口部をさらに有する、
請求項３または４に記載の整列供給装置
前記可動ブロックが前記往復運動の他方の端にあり、前記収容部が取出位置にあるときに、前記収容部内の搬送物を取出可能な取出口をさらに有する、
請求項１または２に記載の整列供給装置。
前記収容部の前記第１搬送路方向の長さ（Ｄ）と、前記収容部と前記第１搬送路下流端との間隙（Ｇ）との和（Ｄ＋Ｇ）が、搬送物の前記第１搬送路方向の標準長さ（Ｌ_Ｓ）より長い、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の整列供給装置。
搬送物がセラミック製電子部品またはその製造工程における中間体である、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品供給装置。