JP2017137135A

JP2017137135A - パーツフィーダ

Info

Publication number: JP2017137135A
Application number: JP2016016862A
Authority: JP
Inventors: 蒲田　喜彦; Yoshihiko Kamata; 喜彦蒲田
Original assignee: HU-BRAIN Inc
Current assignee: HU-BRAIN Inc
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN107021334A; KR20170091486A; TW201728514A; TWI596053B

Abstract

【課題】ワークが回転ボールの上開口のさらに上方からワーク投入受け板に向けて落下投入され、ワーク投入受け板の表面を擦って外周縁部へ移動する従来のパーツフィーダにおえる、落下投入と擦れて外周縁部に移動する際にワーク損傷する課題、を解決する。
【解決手段】本発明のパーツフィーダ１は、有底筒状とした回転桶部材２と、回転桶部材２の上部開口を覆うと共に表裏を貫通する複数の孔３ｂを形成した多孔質円板部材３と、多孔質円板部材３の外周縁部に設けられたワークの搬送部３ａと、搬送部３ａの外周側面と接触する共に該搬送部３ａの表面より高くした周壁４ａの一部にワークの排出開口４ｂを形成したガイド部材４と、回転桶部材２の中心部を貫通してその側周面に形成した空気噴出孔５ｂから空気を該回転桶部材２の内部に噴出すると共に該回転桶部材２を回転させる空気供給回転軸５と、を備える構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、極小のワークを落下投入しても衝撃によって損傷せず、また、整列搬送させる際に擦れて損傷することを抑制するパーツフィーダに関するものである。

昨今、例えば電子部品のようなパーツ（以下、ワークという）のサイズが極小となって取り扱いが困難となることで、例えば外観検査工程では個別全量検査の効率が著しく低下したり、出荷工程では整列させたうえでの個別梱包が困難となってきている。

したがって、こうした微小ワークを整列（及び個別分離）搬送するために、例えば特開２００３−１２８２３１号公報（特許文献１）、特開２００３−１１８８２８号公報（特許文献２）、などに示されるようなパーツフィーダと称する機構が用いられている。

特許文献１，２は、いずれも基本構成としては、逆さ円錐形の容器状とされた回転自在な回転ボールと、この回転ボールの内面に近接させて該回転ボールの底部から上開口まで渦巻き状に延設されると共にその底部側端部（下端）に陣笠状のワーク投入受け板が設けられた螺旋ガイドと、この螺旋ガイドに沿って回転ボールの上開口の外周縁部外へ運ばれたワークを目的の移送路へ案内する案内部と、を備えた構成である。

上記構成の特許文献１，２のワーク搬送手法は、回転ボールの上開口のさらに上方から陣笠状のワーク投入受け板に向けてワークが投入され、ワーク投入受け板により回転ボールの内底部中央に集合しないで該ワーク投入受け板の外周縁部へ移動し、このとき、螺旋ガイドの下端部に出会い、以降、ワークは回転ボールの回転を推力として該螺旋ガイドに沿って該回転ボールの上開口の外周縁部へ送られ、回転ボールの外周縁部外に運ばれたワークを案内部により目的の移送路へ案内するというものである。

しかしながら、上記特許文献１，２の構成では、ワークが回転ボールの上開口のさらに上方からワーク投入受け板に向けて落下投入されるので、衝撃によってワークが損傷する可能性がある。また、特許文献１，２は、ワーク投入受け板の表面を擦って外周縁部へ移動すると共に、ワーク投入受け板から螺旋ガイドに沿って該螺旋ガイドで擦られながら移動するので、ここでもワークが損傷する可能性がある。

特許文献１，２では、ワークとして具体的にはネジが示されているが、さらに極小のワーク、例えばミクロン単位の電子素子の場合は、ワーク投入受け板や螺旋ガイドに塵や埃が数個付着するだけで、ワークの移動が妨げられてしまい、搬送が停止することがある。ここで、電子素子の「製造」工程ではクリーンルームのレベルが高いが、出荷工程や外観検査工程では製造工程ほどのレベルではなく、塵や埃は（普通の室内空間よりは遥かに少ないものの）存在する。

特開２００３−１２８２３１号公報特開２００３−１１８８２８号公報

解決しようとする問題は、従来のパーツフィーダは、ワークが回転ボールの上開口のさらに上方からワーク投入受け板に向けて落下投入されること、及び、ワーク投入受け板の表面を擦って外周縁部へ移動すること、並びに、ワーク投入受け板から螺旋ガイドに沿って該螺旋ガイドで擦られながら移動すること、を要因としてワークが損傷する可能性があるという点、また、従来のパーツフィーダは、極小のワーク、例えばミクロン単位の電子素子の場合は、ワーク投入受け板や螺旋ガイドに塵や埃が数個付着するだけで、ワークの移動が妨げられてしまい、搬送が停止することがあるという点、である。

上記課題を解決するため、本発明のパーツフィーダは、有底筒状とした回転桶部材と、この回転桶部材の上部開口を覆うと共に表裏を貫通する複数の孔を形成した多孔質円板部材と、この多孔質円板部材の外周縁部に設けられたワークの搬送部と、この搬送部の外周側面と接触する共に該搬送部の表面より高くした周壁の一部にワークを搬送部から排出する排出開口を形成したガイド部材と、前記回転桶部材の中心部を貫通してその側周面に形成した空気噴出孔から空気を該回転桶部材の内部に噴出すると共に該回転桶部材を回転させる空気供給回転軸と、を備えることとした。

上記構成によれば、本発明のパーツフィーダは、後述の実施例で説明するとおり、ケーシング内へ落下投入された極小のワークは、多孔質円板部材の微細な孔から噴き出す空気により該多孔質円板部材上に触れることなく浮遊した状態で空気噴射のおよばない搬送部へ移動させることができる。

そして、本発明のパーツフィーダは、搬送部へ移動したワークを、回転桶部材の回転の遠心力によりガイド部材の（内）周壁に寄せられて円周上に１列で整列させると共に該回転桶部材の回転移動により搬送部に載置されたまま排出開口まで案内させることができる。なお、ワークは排出開口から次の工程へ搬送される。

つまり、本発明のパーツフィーダは、ワークが回転桶部材へ落下投入されることによって衝撃により損傷することがなく、一方、ワークを１列整列後に排出開口まで搬送する際には搬送部に載置されたまま安定的に搬送されるのでワークが擦れることが抑制でき、結果、例えば金メッキがなされた極小のワークを効率よくかつ損傷することなく整列搬送することができる。

本発明のパーツフィーダの概略構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。本発明のパーツフィーダの要部分解斜視図である。本発明のパーツフィーダの要部（図２のＡ−Ａ線）断面図である。本発明のパーツフィーダの動作における、（ａ）はワークの浮遊状態を説明するための図、（ｂ）はワークの整列搬送状態を説明するための図、である。

本発明は、ワークを落下投入すると衝撃によって損傷する可能性があるという課題と、ワークを整列搬送させる際に擦れて損傷する可能性があるという課題を、落下投入させたワークを空気が噴出する多孔質円板部材上で浮遊状態で受け止め、搬送部においてワークを載置したまま回転移動させることで解消した。

また、本発明は、多孔質円板部材を、断面が外周縁部へ下り勾配に傾斜した傘状としてもよい。こうすることで、多孔質円板部材が搬送部へ下り勾配となっていることで、該多孔質円板部材の空気噴射方向に誘導されてワークが速やかに搬送部へ送られるから、搬送効率がさらに向上する。

以下、図１〜図４を参照して本発明の具体的実施形態について説明する。本発明のパーツフィーダ１は、例えば２００〜５０μｍもの極小の電子部品Ｗ（以下、ワークＷという）を整列搬送するためのものであり、次の構成とされている。

２は、有底筒状とした回転桶部材である。この回転桶部材２の中央部には後述する空気供給回転軸５が挿通される軸挿通孔２ａが形成されている。例えば本実施例では軸挿通孔２ａの内周面には螺子２ｂが形成されている。

３は、上記回転桶部材２の上部開口を覆うと共に、本実例では外周縁部にワークの搬送部３ａが形成され、さらにこの搬送部３ａを除く内周部位に複数の孔３ｂ（図ではドットのハッチングで示す）が形成された多孔質円板部材である。この多孔質円板部材３は、本実施例では例えばセラミック製とされ、側面視において水平のものを採用している。

また、多孔質円板部材３は、中央部に後述する空気供給回転軸５が挿通される軸挿通孔３ｃが形成されている（螺子は形成されていない）。すなわち、多孔質円板部材３が回転桶部材２の上部開口を覆うことにより、回転桶部材２の内部に空間Ｐが形成され、この空間Ｐの空気が多孔質円板部材３の孔３ｂから噴出する。

多孔質円板部材３の中央表面には、該多孔質円板部材３が回転桶部材２から浮き上がることを防止して該回転桶部材２内の機密性を図ると共に、該回転桶部材２と該多孔質円板部材３とを空気供給回転軸５に回転可能に取り付けるための略円錐状の押え部材３ｄが設けられている。

押え部材３ｄの裏面中央部には後述する空気供給回転軸５の内軸５Ｂの先端部が螺入する螺子孔３ｅが形成されている。また、押え部材３ｄの下方の裾部には、ワークＷが多孔質円板部材３上において速やかに搬送部３ａへ移動するように促す整流板３ｆが設けられている。

なお、多孔質円板部材３は、本実施例ではセラミック製としたが、大径の複数の孔や網目の板状に樹脂などでなるポーラスシートを貼設して構成しても構わない。こうすることで、仮に多孔質円板部材３上にワークＷが上手く浮遊できずに落下接触してもポーラスシートの柔軟性によりワークＷの損傷を抑制できる。

また、多孔質円板部材３は、本実施例では側面視において水平のものを採用したが、側面視において、断面が外周縁部へ下り勾配に傾斜した傘状のものを採用してもよい。こうすることで、多孔質円板部材３へ落下投入されたワークＷは、孔３ｂから該多孔質円板部材３の傾斜に沿って外周方向へ噴射される空気により速やかに搬送部３ａへ移動させることができ、整流板３ｆを省略することもできる。

さらに、本実施例では、搬送部３ａは多孔質円板部材３の外周縁部に形成することとしたが、これに代えて、回転桶部材２の内周側壁に段部を周設し、この段部上端に該多孔質円板部材３を嵌入させて、該多孔質円板部材３と同高さとされた回転桶部材２の外周縁部の上面を搬送部３ａとする構成としてもよい。こうすれば、多孔質円板部材３の構成が平面視円形で中央に軸挿通孔３ｃ及びその面に表裏を貫通する複数の孔３ｂが形成されたものを使用することができ、構成を簡略化することができると共に部品調達が容易となる。

４は、本実施例では、搬送部３ａの外周の側面と接触する共に該搬送部の表面位置より高くした周壁４ａを形成したガイド部材である。このガイド部材４ａは、周壁４ａの一部にワークＷを搬送部から排出する排出開口４ｂが形成されている。

また、ガイド部材４は、例えば本実施例では周壁４ａの高さ（軸方向）の下部に等角度で径方向に延びた支柱４が設けられている。この支柱４は、一端が周壁４ａに設けられ、他端が空気供給回転軸５が挿嵌される支持リング４ｄに設けられる。支持リング４ｄは、周面の適所に内外周面を貫通する螺子孔４ｅが形成され、この螺子孔４ｅから、空気供給回転軸５の外筒５Ａの固定螺子孔５ａに向けて螺子Ｂが螺入される。

５は、本実施例では外筒５Ａと内軸５Ｂからなり、内軸５Ｂ内から空気を供給すると共に該内軸５Ｂが回転する空気供給回転軸である。外筒５Ａは、回転せず、外周に上記ガイド部材４の支持リング４ｄの螺子孔４ｅと連通して螺子Ｂが螺入される固定螺子孔５ａが形成されている。

内軸５Ｂは、有天筒状とされると共に先端部が外筒５Ａから突出しており、図示しないが該外筒５Ａ内部において回転可能に枢支されている。また、内軸５Ｂは、外筒５Ａから突出した先端部の所定軸方向位置における周面に内外周を貫通した複数の空気噴出孔５ｂが形成されている。

さらに、内軸５Ｂは、空気噴出孔５ｂ形成された位置を中心に軸方向上下位置に、螺子５ｃ（上側）、螺子５ｄ（下側）が形成され、また、螺子５ｄのさらに軸方向下部には回転桶部材２の軸方向位置下方への移動を禁止するストッパ５ｅが形成されている。内軸５Ｂの、螺子５ｃは押え部材３ｄの螺子孔３ｅが螺入し、螺子５ｄは回転桶部材２の軸挿通孔２ａ内周に形成された螺子２ｂが螺入する。

つまり、回転桶部材２は、ストッパ５ｅ上のＯリング５ｆを介して内軸２Ｂを螺入することで、該内軸２Ｂと共に回転するように取り付けられる。多孔質円板部材３は、回転桶部材２上に載置し、軸挿通孔３ｃに内軸５Ｂを挿通し、該多孔質円板部材３の表面側の該軸挿通孔３ｃにＯリング５ｆを載置し、該多孔質円板部材３から突出した内軸５Ｂの螺子５ｄに対して押え部材３ｄを螺入することで該内軸２Ｂと共に回転するように取り付けられる。

そして、内軸５Ｂの空気噴出孔５ｂは、多孔質円板部材３で上部開口が覆われた回転桶部材２内の空間Ｐに位置し、空間Ｐ内に空気が噴出され、所定圧力となれば、該空間Ｐ内の空気が多孔質円板３の孔３ｂから噴射することとなる。

図１に示す６は、内軸５Ｂを回転させるモータであり、本実施例ではステッピングモータを採用している。また、図１に示す７は、内軸５Ｂ内に空気を供給するためのポンプである。さらに、図１に示す８は、パーツフィーダ１の多孔質円板部材３上へワークＷを投入すホッパーである。

上記構成のパーツフィーダ１は、次のように動作する。モータ６は（本実施例ではステッピングモータを用いているので）内軸５Ｂを間欠的に回転させる。ポンプ７は内軸５Ｂに空気を供給し、この供給された空気が該内軸５Ｂの空気噴出孔５ｂから噴出する。

回転桶部材２及び多孔質円板部材３は内軸５Ｂにより回転する。なお、ガイド部材４は空気供給回転軸５における外筒５Ａに設けているので回転しない。回転桶部材２及び多孔質円板部材３により区画された該回転桶部材２の内部の空間Ｐには、内軸５Ｂの空気噴出項５ｂから噴出した空気が充満し、やがて該多孔質円板部材３の孔３ｂから噴出する。

空気が噴射されると共に間欠的に回転している多孔質円板部材３に向けてホッパー８からワークＷを落下投入すると、ワークＷは極小であるため、多孔質円板部材３の表面上で空気噴射により浮遊する。

本実施例の場合、多孔質円板部材３を水平としているので、浮遊したワークＷは該多孔質円板部材３の回転により落下地点から整流板３ｆに移動し、該整流板３ｆに案内されて搬送部３ａへ移動する。なお、整流板３ｆによってほとんどのワークＷは、搬送部３ａに移動した際に１列整列状態となっている。

搬送部３ａに移動したワークＷは、多孔質円板部材３の孔３ｂから噴射する空気による浮遊が解除され、載置状態となる。搬送部３ａに載置されたワークＷは、多孔質円板部材３の回転の遠心力によりガイド部材４に当接してさらに整列されつつ、排出開口４ｂに移動する。排出開口４ｂに移動したワークＷは、搬送部３ａの円周接線上に形成された搬送経路に移載されて次工程へ移動する。

このように、本発明のパーツフィーダ１は、落下投入されたワークＷが多孔質円板部材３上で浮遊するので、落下衝撃によって損傷することがなく、また、搬送部３ａ上にワークＷが載置された状態で該多孔質円板部材３の回転により排出開口４ｂへと搬送されるので、該搬送部３ａとワークＷとが擦れて損傷することがない。

１パーツフィーダ
２回転桶部材
３多孔質円板部材
３ａ搬送部
３ｂ孔
３ｄ押え部材
３ｆ整流板
４ガイド部材
４ａ周壁
４ｂ排出開口
５空気供給回転軸
５Ａ外筒
５Ｂ内軸
５ｂ空気噴出孔
６モータ
７ポンプ
８ホッパー

多孔質円板部材３の中央表面には、該多孔質円板部材３が回転桶部材２から浮き上がることを防止して該回転桶部材２内の気密性を図ると共に、該回転桶部材２と該多孔質円板部材３とを空気供給回転軸５に回転可能に取り付けるための略円錐状の押え部材３ｄが設けられている。

押え部材３ｄの裏面中央部には後述する空気供給回転軸５の内軸５Ｂの先端部が挿入される孔３ｅが形成されている。また、押え部材３ｄの下方の裾部には、ワークＷが多孔質円板部材３上において速やかに搬送部３ａへ移動するように促す整流板３ｆが設けられている。

４は、本実施例では、搬送部３ａの外周の側面と接触する共に該搬送部の表面位置より高くした周壁４ａを形成したガイド部材である。このガイド部材４は、周壁４ａの一部にワークＷを搬送部から排出する排出開口４ｂが形成されている。

また、ガイド部材４は、例えば本実施例では周壁４ａの高さ（軸方向）の下部に等角度で径方向に延びた支柱４ｃが設けられている。この支柱４ｃは、一端が周壁４ａに設けられ、他端が空気供給回転軸５が挿嵌される支持リング４ｄに設けられる。支持リング４ｄは、周面の適所に内外周面を貫通する螺子孔４ｅが形成され、この螺子孔４ｅから、空気供給回転軸５の外筒５Ａの固定螺子孔５ａに向けて螺子Ｂが螺入される。

さらに、内軸５Ｂは、空気噴出孔５ｂ形成された位置を中心に軸方向上下位置に、挿入部５ｃ（上側）、螺子５ｄ（下側）が形成され、また、螺子５ｄのさらに軸方向下部には回転桶部材２の軸方向位置下方への移動を禁止するストッパ５ｅが形成されている。内軸５Ｂの、挿入部５ｃは押え部材３ｄの孔３ｅに挿入され、螺子５ｄは回転桶部材２の軸挿通孔２ａ内周に形成された螺子２ｂが螺入する。

つまり、回転桶部材２は、ストッパ５ｅ上のＯリング５ｆを介して内軸５Ｂを螺入することで、該内軸２Ｂと共に回転するように取り付けられる。多孔質円板部材３は回転桶部材２上に載置し、軸挿通孔３ｃに内軸５Ｂを挿通し、該多孔質円板部材３の表面側の該軸挿通孔３ｃにＯリング５ｆを載置した状態で取り付けられる。押え部材３ｄは、多孔質円板部材３から突出した内軸５Ｂの挿入部５ｄが孔３ｅに挿入されて該内軸２Ｂに対して空転するように取り付けられる。

Claims

極小のワークを整列搬送するためのパーツフィーダであって、有底筒状とした回転桶部材と、この回転桶部材の上部開口を覆うと共に表裏を貫通する複数の孔を形成した多孔質円板部材と、この多孔質円板部材の外周縁部に設けられたワークの搬送部と、この搬送部の外周側面と接触する共に該搬送部の表面より高くした周壁の一部にワークを搬送部から排出する排出開口を形成したガイド部材と、前記回転桶部材の中心部を貫通してその側周面に形成した空気噴出孔から空気を該回転桶部材の内部に噴出すると共に該回転桶部材を回転させる空気供給回転軸と、を備えたことを特徴とするパーツフィーダ。
多孔質円板部材を、断面が外周縁部へ下り勾配に傾斜した傘状であることを特徴とする請求項１記載のパーツフィーダ。