JP4539833B2 - チューブ搬送用カウントセンサの取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、チューブをガイドとして用いた搬送路の途中に介在されて、搬送される微少物体の個数をカウントするチューブ搬送用カウントセンサの取付構造に関する。

チューブ（パイプを含む概念）を用いて電子部品（抵抗、コンデンサ、ＬＥＤチップ等）が搬送（自然落下、エアブロー等）される搬送路の途中に、透過型光電センサを介在させ、その検出出力に基づいて電子部品の搬送個数をカウントするシステムは従来より知られている。近年、この種の電子部品のサイズは超小型化の傾向にあり、より高い検出精度が求められている。この種の搬送システムにおいて、チューブ内を通過する電子部品の位置はまちまちである。従って、透過型光電センサの検知領域は、チューブの横断面全域をカバーするかなり広いものが必要とされる。加えて、その広い検知領域の何れの通過位置においても均一な検知精度が要求される。このような検知領域を実現するための手段としては、投受光器間の光束を平行光線化することが一般的である（特許文献１参照）。
特開平７−６３９２０号公報

チューブを用いた搬送経路上に、どのようにして透過型光電センサを取り付けるかについては幾つかの取付構造が提案されている。第１の取付構造としては、チューブを用いた搬送経路の途中に、チューブを挟んで投光器と受光器とを対向させるようにして透過型光電センサを介在させるものである。このような構成によれば、搬送される物品の通過経路はチューブの内壁により規制され、確実に一定の領域内を通過することとなるため、その面ではカウントミスを生じにくい。しかし、一般に通常の透明な材質のチューブを用いると、静電気によって搬送される電子部品がチューブ内壁にへばりつくこと、チューブ断面の曲率の相違から投受光経路が乱れカウントミスを生じることなどの問題点が生ずる。

第２の取付構造としては、電子部品が搬送されるチューブの途中を分断して、上流側チューブと下流側チューブとの間にエアギャップを設け、このエアギャップを挟んで投光器と受光器とを対向させるようにして透過型光電センサを配置するものである。このような方法を採用すれば、静電気による付着の問題やチューブ材質による光学系の乱れの問題を解消することができる。しかし、透過型光電センサと上流側チューブまたは下流側チューブとの間に僅かでも隙間が存在すると、昨今の電子部品は極めてサイズが小さいことから、この隙間から電子部品が搬送経路外へと飛び出してしまうといった問題点が新たに生じている。

なお、第１の取付構造において、単に静電気の問題を解消するだけであるならば、帯電防止チューブを採用すればよい。しかし、帯電防止チューブは、その材質が黒色であることから、それを挟んでその外部に投受光器を設けた場合、内部の電子部品を検出することが極めて困難となる。

また、第２の取付構造において、チューブ断面の曲率の違いによる光学系の乱れを解消するためには、平行光線系ではなくてランダムな光線系を使用することも提案されているが、なおも充分に問題を解決するには至っていない。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、チューブを用いた物品搬送系において、チューブの材質による光学的影響を受けたり、検知領域に検知物品を詰まらせたり或いは搬送経路外へ飛び出させたりすることがなく、しかも昨今の電子部品に代表されるような超微細物品を確実にカウントすることが可能なチューブ搬送用カウントセンサの取付構造を提供することにある。

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるはずである。

この発明のチューブ搬送用カウントセンサの取付構造は、チューブをガイドとして用いた搬送路の途中に介在されて、搬送される微少物体の個数をカウントするためのものである。ここで『搬送路』には、エアブローなどによって強制的に搬送する場合と、自然落下により搬送する場合との双方が含まれている。

この取付構造は、表裏に貫通する検知孔を有する扁平なケース内に、その検知孔を挟んで相対峙するようにして、その検知孔の横断面全域をカバーする光束を有する平行光線の放出端と受領端とを配置してなるセンサヘッド部と、センサヘッド部の搬送路上流側に装着され、その内部には上流側チューブの出口とセンサヘッド部の検知孔の入口とを繋ぐ接続孔を有する上流側アタッチメントとを含んでいる。

さらに、上流側チューブと上流側アタッチメントの接続孔との境界においては、上流側チューブの内径よりも接続孔の内径のほうが径大とされ、かつ上流側アタッチメントの接続孔とセンサヘッド部の検知孔との境界においては、接続孔の内径よりも検知孔の内径のほうが径大とされている。

このような構成によれば、平行光線の存在する検知孔の内部にはチューブは存在しないから、平行光線はチューブの曲率による複雑な光学的影響を受けることがなく、そのため検知領域の全域に亘って均一な高感度検知が可能となる。

また、センサヘッド部の搬送路上流側には、その内部に上流側チューブの出口とセンサヘッド部の検知孔の入口とを繋ぐ接続孔を有する上流側アタッチメントが介在されるため、上流側チューブの出口とセンサヘッド部の検知孔の入口との間は完全に塞がれ、これらの間から微少な電子部品などが飛び出してしまう虞れもない。

さらに、上流側チューブと上流側アタッチメントの接続孔との境界においては、上流側チューブの内径よりも接続孔の内径のほうが径大とされ、かつ上流側アタッチメントの接続孔とセンサヘッド部の検知孔との境界においては、接続孔の内径よりも検知孔の内径のほうが径大とされるため、上流側チューブからセンサヘッド部の検知孔へ至る経路上に引っ掛かりとなる段部は一切存在せず、そのため検出対象となる微少物品がそれらの境界段部において詰まるといった問題も生じない。

上記の取付構造においては、センサヘッド部の搬送路下流側に装着され、その内部にはセンサヘッド部の検知孔の出口と下流側チューブの入口とを繋ぐ接続孔を有する下流側アタッチメントをさらに有し、センサヘッド部の検知孔の出口と下流側アタッチメントの接続孔との境界においては、検知孔の内径よりも接続孔の内径のほうが径大とされ、かつ下流側アタッチメントの接続孔と下流側チューブの入口との境界においては、接続孔の内径よりも下流側チューブの内径のほうが径大とされる、ようにしてもよい。

このような構成によれば、センサヘッド部の検知孔の出口と下流側チューブの入口との間についても完全に塞がれるため、この間の隙間から搬送される微少電子部品などが搬送経路外へ飛び出すといった虞れを未然に防止できる。

加えて、センサヘッド部の検知孔の出口と下流側アタッチメントの接続孔との境界においては、検知孔の内径よりも接続孔の内径のほうが径大とされ、かつ下流側アタッチメントの接続孔と下流側チューブの入口との境界においては、接続孔の内径よりも下流側チューブの内径のほうが径大とされているため、センサヘッド部の検知孔から下流側チューブへ至る経路において、微少物品を詰まらせる原因となる引っ掛かり段差は一切存在せず、そのためカウント対象となる物品の流れを一切乱すことがないという利点がある。

このとき、下流側アタッチメントの接続孔の形状として下流に向かうに従って暫時縮径する漏斗状を採用すれば、漏斗状部分によって出口側の径が小さくなるため、上流側チューブと下流側チューブとで同じ内径のチューブを使用することが可能となる。

また、上述の取付構造において、上流側アタッチメントには、上流側アタッチメントと上流側チューブとを軸心整合させた状態で結合するための着脱自在な結合具を有するようにしてもよい。また、下流側アタッチメントには、下流側アタッチメントと下流側チューブとを軸心整合させた状態で結合するための着脱自在な結合具を有するようにしてもよい。

このような構成によれば、上流側アタッチメントと上流側チューブ、下流側アタッチメントと下流側チューブとの着脱が容易となるため、センサヘッド部の故障時の取り替えや、平常時のメンテナンスなどが容易となる。

さらに、上述の取付構造において、センサヘッド部と上流側または下流側アタッチメントとの間には、検知孔と上流側アタッチメントの接続孔または下流側アタッチメントの接続孔と軸心整合させるための位置決め機構を設けてもよい。このような構成によれば、センサヘッド部と上流側または下流側アタッチメントとの装着に際し、検知孔と接続孔との整合を容易に行うことができる。

本発明によれば、チューブを介して搬送物体を光学的に検出するのではなく、搬送物体を光学的に直接検知できるため、チューブの材質に起因する光学系の乱れによる影響を受けることがなく、均一な平行光線を利用することで、検知領域の全体に亘って均一かつ高感度な検出が可能となる。加えて、センサヘッド部と上流側チューブまたは下流側チューブとの間は完全に塞がれ、しかも内部搬送通路には一切引っ掛かりとなる段部が存在しないため、搬送される微少物品がセンサヘッド部付近に詰まったり、搬送路から外部へと飛び出してしまうといった問題がないなどの利点を有する。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明構造の外観を示す斜視図、図２は本発明構造の内部を示す半割斜視図、図３は本発明構造の分解斜視図、図４は本発明構造の半割分解斜視図、図５はセンサヘッド部と上流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図、図６はセンサヘッド部と上流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図、図７はセンサヘッド部と下流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図、図８はセンサヘッド部と下流側アタッチメントとの関係を詳細に示す半割分解斜視図、図９は上流側チューブから下流側チューブへ至る搬送路の構成図、図１０は隣接境界面における径大小関係の説明図である。

先に説明したように、本発明構造は、チューブをガイドとして用いた搬送路の途中に介在されて、搬送される微少物体の個数をカウントするためのものである。すなわち、本発明の構造は、センサヘッド部３と、センサヘッド部３の搬送路上流側に装着される上流側アタッチメント２と、センサヘッド部３の搬送路下流側に装着される下流側アタッチメント４とを含んでいる。まず、図１７〜図２１を参照して、センサヘッド部の構成について簡単に説明する。図１７に示されるように、センサヘッド部３は、扁平なハウジング３１を有する。このハウジング３１の中央部には、表裏に貫通する検知孔３２が設けられている。なお、図において３３は位置決め用凹部、３６は電気コード、３７は光ファイバである。

図１８及び図１９に示されるように、ハウジング３１内には、投光用光学系（ＬＥＤ３０３、扁平投光レンズ３０４、スリット板３０５、カバー用ガラス板３０６）と受光用光学系（カバー用ガラス板３０７、スリット板３０８、扁平受光レンズ３０９）とが検知孔３２を挟んで相対峙する構成となっている。なお、３０１は電気コード３６から導入された電線、３０２はＬＥＤ３０３が搭載された基板であり、扁平受光レンズ３０９を介して受光された光は光ファイバ３７を介して、後述するアンプ部７へと送られる。

上述の投光用光学系と受光用光学系との間には、図１９に平行な多数の点線で示されるように、検知孔３２の横断面全域をカバーする光束幅を有する平行光線３１０が形成される。

図２０に示されるように、センサヘッド部３から引き出された電気コード３６と光ファイバ３７は、アンプ部７へ接続される。具体的には、電気コード３６はプラグ３６１とソケット７２とを介してアンプ部７と接続され、光ファイバ３７はファイバ挿入孔３７を介してアンプ部７と接続される。この例のアンプ部７のケース７１は、ＤＩＮレールなどに互いに隣接して配置可能な連装式構造とされている。

カウントセンサの電気的構成を示すブロック図が図２１に示されている。同図に示されるように、センサヘッド部３内にはファイバヘッド３７１とＬＥＤ３０３とが内蔵される。一方、アンプ部７には、投光部７０２と、受光部７０１と、制御部７０３と、受光増幅率調整回路７０４と、投光電流調整回路７０５と、表示部７０６と、設定入力部７０７と、メモリ部７０８と、入力部７０９と、出力部７１０と、補助出力部７１１と、電源回路７１２とが含まれる。

また、投光部７０２には投光駆動部７０２ａが内蔵される。受光部７０１には、フォトダイオード７０１ａと、増幅回路７０１ｂと、ＡＤコンバータ７０１ｃとが設けられる。

以上の回路の基本動作については、種々の文献により既に公知であるから、当業者には容易に理解できるものとして、詳細説明は省略する。

次に、図１〜図１０に戻って、上流側アタッチメント２は、センサヘッド部３の搬送路上流側に装着され、その内部には上流側チューブ１の出口とセンサヘッド部３の検知孔３２の入口とを繋ぐ接続孔２３２を有する。より具体的には、上流側アタッチメント２は、グリップ２１と、インナースリーブ２２と、ベース２３とから構成される。

ベース２３は、図６に示されるように、筒部２３１を有する。筒部２３１の外周面には雄ねじが切られており、この雄ねじがグリップ２１の内周面の雌ねじと螺合する。インナースリーブ２２は、軸方向に沿って３本の擦り割り溝が設けられた先細りの筒体である。インナースリーブ２２は筒部２３１に挿入され、さらにこのインナースリーブ２２に上流側チューブ１の先端が差し込まれる。しかる後、グリップ２１を回転させて締め付けると、インナースリーブ２２が筒部２３１内へと差し込まれつつその径がすぼむことにより、インナースリーブ２２を介して上流側チューブ１はしっかりと固定される。筒部２３１の内周には、図６に示されるように、リング状段部２３３とＯリング２３４とが設けられている。インナースリーブ２２の先端は段部２３３に当たってその挿入位置が規制される。なお、接続孔２３２の内径と上流側チューブ１の内径との関係については、後に図９及び図１０を参照して詳細に説明する。

図において符号３４は、センサヘッド部３のケース３１の上半分と下半分を締め付け固定するためのビスである。

次に、下流側アタッチメント４について説明する。下流側アタッチメント４は、センサヘッド部３の搬送路下流側に装着され、その内部にはセンサヘッド部３の検知孔３２の出口と下流側チューブ５の入口とを繋ぐ接続孔４３２が設けられている。ベース４３の接続孔４３２は、図８にその詳細を示すように、上部接続孔４３２ａと下部接続孔４３２ｂとを有する。また、ベース４３には筒部４３１が設けられており、この筒部４３１には、図８にその詳細を示すように、小径筒部４３１ａが設けられている。この小径筒部４３１ａは、下流側チューブ５に差し込まれる。小径筒部４３１ａが下流側チューブ５に差し込まれた状態において、グリップ４１を筒部４３１の外周にねじ込んでいくと、下流側チューブ５は下流側アタッチメント４にしっかりと固定される。

また、上部接続孔４３２ａを漏斗状としたことによって、後に詳細に説明するように、上流側チューブ１と下流側チューブ５の内径を同一とすることが可能となる。

次に、本発明構造の重要な作用について、図９及び図１０を参照しながら説明する。上流側チューブから下流側チューブへ至る搬送路の構成図が図９に示されている。図において、１は上流側チューブ、３はセンサヘッド部、５は下流側チューブ、６は上流側アタッチメント、センサヘッド部、下流側アタッチメント等を一体化するためのビス、２２はインナースリーブ、３２は検知孔、４１はグリップ、４３はベース、２３２は接続孔、２３３は段部、２３４はＯリング、４３２ａは上部接続孔、４３２ｂは下部接続孔、４３１ａは小径筒部である。

以上の構成よりなる搬送路において、隣接境界面における径大小関係の説明図が図１０に示されている。

図において、Ｄ１は上流側チューブ内径、Ｄ２は上流側接続孔内径、Ｄ３は検知孔内径、Ｄ４は漏斗状上部接続孔の上端部径、Ｄ５は下部接続孔内径、Ｄ６は上流側チューブ内径である。

図から明らかなように、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４の関係が成立すると共に、Ｄ５＜Ｄ６の関係が成立している。すなわち、上流側チューブ１の内径Ｄ１よりも上流側接続孔２３２の内径Ｄ２のほうが大径とされる。また、上流側接続孔２３２の内径Ｄ２よりも検知孔３２の内径Ｄ３のほうが大径とされる。また、検知孔３２の内径Ｄ３よりも下流側接続孔（この例では、上部接続孔４３２ａの上端部の径）のほうが大径とされる。また、下流側接続孔（この例では、下部接続孔４３２ｂの径）よりも下流側チューブ５の内径Ｄ６のほうが大径とされる。その結果、上流側チューブ１から下流側チューブ５へと流れる物品は一切引っ掛かりを生ずることなくスムーズに搬送される。

また、上流側チューブ１とセンサヘッド部３との間、及びセンサヘッド部３と下流側チューブ５との間には、一切隙間は存在しないから、そのような隙間から搬送中の微少物品が飛び出したり或いは詰まったりする虞れもない。

［第２実施形態］
図１１は本発明構造の外観を示す斜視図、図１２は同内部を示す半割斜視図、図１３は同分解斜視図、図１４は同半割分解斜視図、図１５は同縦断面図である。

この実施形態の特徴は、上流側チューブ１と上流側アタッチメント８との接続のために市販のチューブコネクタ８１を使用すると共に、下流側チューブ５と下流側アタッチメント９との接続のために同様な市販のチューブコネクタ９１を採用した点にある。その他の点については、第１実施形態とほぼ同様であるから、同符号を付して説明は省略する。

この第２実施形態によれば、図１０で説明した径大小関係を維持しつつも、上流側チューブ１並びに下流側チューブ５の着脱が容易となり、故障時の取り替えや平常時のメンテナンスにおいて手間がかからないという利点がある他、市販のコネクタを利用することで製造コスト低減を図ることもできる。

以上の説明で明らかなように、本発明のチューブ搬送用カウントセンサの取付構造によれば、上流側チューブ１と下流側チューブ５との間に形成された空隙内において、チューブを介さずに光電センサによる検出が行えるため、通常の平行光線を使用することによって、その通過位置に拘わらず通過物品を確実に検知することができる。また、検知孔３２と上流側チューブ１または下流側チューブ５との間に一切隙間が生じないから、その隙間から搬送中の微少物品が飛び出したり引っ掛かったりする虞れもない。加えて、上流側チューブ１から下流側チューブ５へ至る搬送経路内には、一切引っ掛かりを生ずる段部は存在しないから、それらの段部の存在により搬送中の物品が詰まるといった虞れもない。従って、本発明構造によれば、このチューブ搬送用カウントセンサの産業下への普及に資するものである。

本発明構造の外観を示す斜視図（第１実施形態）である。 本発明構造の内部を示す半割斜視図（第１実施形態）である。 本発明構造の分解斜視図（第１実施形態）である。 本発明構造の半割分解斜視図（第１実施形態）である。 センサヘッド部と上流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図（第１実施形態）である。 センサヘッド部と上流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図（第１実施形態）である。 センサヘッド部と下流側アタッチメントとの関係を詳細に示す分解斜視図（第１実施形態）である。 センサヘッド部と下流側アタッチメントとの関係を詳細に示す半割分解斜視図（第１実施形態）である。 上流側チューブから下流側チューブへ至る搬送路の構成図である。 隣接境界面における径大小関係の説明図である。 本発明構造の外観を示す斜視図（第２実施形態）である。 本発明構造の内部を示す半割斜視図（第２実施形態）である。 本発明構造の分解斜視図（第２実施形態）である。 本発明構造の半割分解斜視図（第２実施形態）である。 本発明構造の縦断面図（第２実施形態）である。 センサヘッド部とアタッチメントとの位置決めの機構を示す斜視図である。 センサヘッド部単体の外観斜視図である。 センサヘッド部の内部を示す半割斜視図である。 センサヘッド部の内部構成を示す説明図である。 アンプ部の外観を示す斜視図である。 カウントセンサの電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 上流側チューブ
２ 上流側アタッチメント
３ センサヘッド部
４ 下流側アタッチメント
５ 下流側チューブ
３１ ケース
３２ 検知孔
３０４ 扁平投光レンズ
３０９ 扁平受光レンズ

Claims (1)

1. チューブをガイドとして微少物体を搬送する搬送路の途中に、搬送される微少物体の個数をカウントするためのカウントセンサのセンサヘッド部を取り付けるための構造であって、
   表裏に貫通する検知孔を有する扁平なケース内に、その検知孔を挟んで相対峙するようにして、その検知孔の横断面全域をカバーする光束幅を有する平行光線の放出端と受領端とを配置してなるセンサヘッド部と、
   前記センサヘッド部の搬送路上流側に装着され、その内部には上流側チューブの出口とセンサヘッド部の検知孔の入口とを繋ぐ接続孔を有する上流側アタッチメントと
   前記センサヘッド部の搬送路下流側に装着され、その内部にはセンサヘッド部の検知孔の出口と下流側チューブの入口とを繋ぐ接続孔を有する下流側アタッチメントとを含み、
   前記センサヘッド部とその上流側及び下流側のアタッチメントとは、センサヘッド部の検知孔と前記各アタッチメントの接続孔とを軸心整合させた状態にて、それら三者を貫通するビスにて一体的に結合され、
   前記三者の一体結合状態においては、
   前記上流側チューブの出口と前記上流側アタッチメントの接続孔との境界においては、前記上流側チューブの内径よりも前記接続孔の内径の方が径大とされ、かつ前記上流側アタッチメントの接続孔と前記センサヘッド部の前記検知孔との境界においては、前記接続孔の内径よりも前記検知孔の内径の方が径大とされ、
   前記下流側アタッチメントの前記接続孔の内面形状は下流に向かうにしたがって漸次縮径する漏斗状をなしており、さらに
   前記上流側チューブの前記出口と前記上流側アタッチメントの前記接続孔との接続、及び前記下流側アタッチメントの接続孔と前記下流側チューブの入口との接続は、それぞれ、ナット締め付け式のチューブコネクタを介して行われる、
   ことを特徴とするチューブ搬送用カウントセンサの取付構造。

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