JP5050359B2 - 部品供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、部品を振動により移送することが可能な部品供給装置に関する。
従来、部品に対して振動を与えることにより、部品を整列させるとともに、部品の供給を行う部品供給装置の一つとしてパーツフィーダがよく知られている。このパーツフィーダは、部品に振動を与えることにより部品の姿勢を整え、次工程に供給することができる。
特許文献1には、振動フィーダについて開示されている。この振動フィーダにおいては、トラックに形成される溝の断面形状を従来のコ字状ではなく、U字状からなるものとし、移動されるべき物品と溝の内面とは、物品の底面の相対向する2つの辺においてのみ線接触するようにしている。それにより、チップ状電子部品のように小型かつ軽量の物品であっても、ダイシングカットされたチップやガラスからなる基板のように粘着性や帯電性を有する物品であっても振動に基づき、トラックに沿って円滑に移動させることができる。
また、特許文献2には、振動式部品供給装置について開示されている。この振動式部品供給装置においては、ボウルの搬送路に搬送方向へ延びる円弧状断面の溝を形成して供給部品の寸法が異なっても搬送される部品を円弧状断面の溝の底から浮かせて摩擦接触面を少なくし、静電気の発生による部品の帯電を抑制するとともに搬送路から部品に作用する静電気の吸着力を低減することにより静電気を帯電しやすい部品であってもスムーズに搬送できるようにしている。その結果、静電気の発生を抑制でき、かつ、搬送路を有するボウルやトラフの汎用性を高めることができる。
特開平09−150937号公報 特開2002−265033号公報
しかしながら、特許文献1または2記載の部品搬送装置においては、部品が搬送路に張り付かないが、部品が揺れながら搬送されるため、部品の姿勢が不安定となり、高速搬送が困難となる。
さらに、高速搬送を行うために特許文献1記載の従来技術として記載された断面形状がコ字状の搬送路と特許文献1記載の断面形状がU字状の搬送路とを接続した場合、接続箇所に段差が生じるため部品の落下または乗り上げが必要となり、部品の品質に影響を与える可能性が高い。
本発明の目的は、搬送路に部品が張り付くことなく、一律の姿勢に調整でき、かつ高速搬送を行うことができる部品搬送装置を提供することである。
課題を解決するための手段及び効果
(1)
本発明に係る部品供給装置は、直方体からなる部品に加振器から発生される振動を与えて部品を直線状に移送する部品供給装置であって、部品の一稜線を支持可能な第1の支持部を有する第1のV字断面形状からなり、部品を搬送する搬送溝と、部品の隣りあう平行な稜線を支持可能な第2の支持部を有するU字状断面形状からなり、部品の姿勢を調整する姿勢調整溝と、部品の一稜線を支持可能な第3の支持部を有する第2のV字断面形状からなり、姿勢調整溝により調整された部品を搬送する姿勢調整後搬送溝とを有し、姿勢調整溝を形成するU字状断面形状は、U字状曲線を有する曲率半径rの曲面および曲率半径rの曲面の接線と一致するようにU字状曲線の両端に配置された直線を有する傾斜面から形成され、U字状曲線は、部品の移送方向に対する幅方向が、部品の一の面における長手方向の平行な稜線よりも短く、かつ部品の一の面における短手方向の平行な稜線よりも長く、第1および第3の支持部は、第1および第2のV字断面形状を形成する第1の直線および第2の直線を有する斜面の交差部からなり、第1の直線および前記第2の直線を形成する斜面は、U字状曲線の両端に配置された直線を形成する斜面と同一面により形成され、搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝が部品の搬送方向に沿って直線状に当該順に配置されるとともに、搬送溝の第1のV字断面形状が姿勢調整溝のU字状断面形状に滑らかに連続して変形するように形成され、姿勢調整溝のU字状断面形状が、部品の搬送方向に沿って姿勢調整後搬送溝の第2のV字断面形状に滑らかに連続して変形するように形成されており、搬送溝の第1のV字断面形状が姿勢調整溝のU字状断面形状に滑らかに連続して変形する場合に、第1の支持部がU字状曲線上の第2の支持部に滑らかに連続して変形するように形成され、姿勢調整溝のU字状断面形状が、姿勢調整後搬送溝の第2のV字状断面形状に滑らかに連続して変形する場合に、U字状断面形状の第2の支持部が、部品の一稜線を支持する鋭角部を有する形状に変化し、この鋭角部が鋭角部の片側に形成される直線部に沿って移動して、第2のV字状断面形状の第3の支持部に滑らかに連続して変形するように形成されたものである。
本発明に係る部品供給装置においては、搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝が部品の搬送方向に沿って直線状にこれらの順に配置される。そして、搬送溝の第1のV字断面形状が姿勢調整溝のU字状断面形状に滑らかに連続して変形するように形成され、姿勢調整溝のU字状断面形状が、部品の搬送方向に沿って姿勢調整後搬送溝の第2のV字断面形状に滑らかに連続して変形するように形成される。
この場合、第1のV字断面形状およびU字状断面形状の間、U字状断面形状および第2のV字断面形状の間において部品の姿勢を急激に変更させることがなく、また、搬送方向を変更させることもない。そのため、部品の滞留または部品の品質への影響の発生を防止しつつ、直線状に沿って円滑に部品の供給を行うことが可能となる。また、搬送溝を形成する断面形状が、滑らかに連続して変化しているので、部品の詰まりを防止することもできる。
また、V字断面形状により部品を最適な姿勢で保持しつつ高速移送させることができ、U字状断面形状により部品の姿勢を一律に調整しつつ、部品を部品の隣り合う平行な稜線で支持するので、部品がU字状断面形状に張り付くことを防止することができる。以上の結果、部品供給装置によれば、姿勢が不揃いの部品を緩やかに一律の姿勢に調整して、かつ短時間で次工程に当該部品を高速移送することができる。
さらに、U字状曲線を有する曲線は、部品の一の面における長手方向の平行な稜線よりも短く、かつ部品の一の面における短手方向の平行な稜線よりも長いので、部品を構成する面のうち最も長い稜線を含む面が、搬送方向に向かって垂直となるように搬送された場合、U字状曲線の両端に配置された直線を有する傾斜面に当該部品の端部が接触し、搬送方向に向かって平行となるように部品の姿勢が一律の姿勢に調整されて搬送される。すなわち、部品の面における摩擦力の差が生じることにより、部品が一律の姿勢に調整される。
また、U字状曲線は、部品の一の面における短手方向の平行な稜線よりも長いので、部品が搬送される場合、部品とU字状曲線との間に空間が形成され、部品が搬送溝に張り付くことを防止することができる。
さらに、搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝の斜面を同一斜面で形成することができる。したがって、第1のV字状断面形状の支持部、U字状断面形状、第2のV字断面形状の支持部を滑らかに形成すればよいため、容易に搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝を形成することができ、各個別に搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝を形成する場合と比較して、製造コストを低減することができる。

搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝は、一の部材を加工することにより一体に形成されてもよい。
この場合、搬送溝、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝が一の部材を加工することにより一体に形成されるので、搬送溝および姿勢調整溝の間、姿勢調整溝および姿勢調整後搬送溝の間において、僅かの段差も生じさせないことが可能となる。その結果、部品搬送を円滑にスムーズに行うことができる。
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。本発明に係る部品供給装置の一例として、微小な部品を搬送する微小部品供給装置に適合させた場合について説明を行う。
(一実施の形態)
図1および図2は、本発明に係る一実施の形態に係る微小部品供給装置100の一例を示す模式的斜視図である。図1は微小部品供給装置100の上面を示し、図2は微小部品供給装置100の側面を示す。
図1および図2に示すように、微小部品供給装置100は、パーツフィーダ200、リニア型パーツフィーダ300およびステージ900を含む。また、図2に示すように、パーツフィーダ200は、ボウル状搬送部210と圧電式振動部220とを含む。リニア型パーツフィーダ300の詳細な構成については後述する。
本実施の形態における微小部品供給装置100においては、ステージ900上にパーツフィーダ200およびリニア型パーツフィーダ300が設けられる。パーツフィーダ200の微小部品排出部211には、リニア型パーツフィーダ300の微小部品搬入部311が接続されている。さらに、リニア型パーツフィーダ300の微小部品還流路317には、パーツフィーダ200の受け入れ路217が接続されている。
パーツフィーダ200の圧電式振動部220により発振された振動が、圧電式振動部220の上部に載置されたボウル状搬送部210に与えられる。ボウル状搬送部210内には、ボウル状搬送部210の内周に沿って螺旋状の微小部品搬送路が設けられる(図1参照)。ボウル状搬送部210の中央底部に微小部品800(図3参照)が供給され、圧電式振動部220からの振動により微小部品800が螺旋状の搬送路上を搬送され、微小部品排出部211からリニア型パーツフィーダ300の微小部品搬入部311に与えられる。
また、後述するように、リニア型パーツフィーダ300には、圧電式振動部302が設けられており、圧電式振動部302により発振された振動が、リニア型パーツフィーダ300の各搬送路に与えられる。それにより、微小部品供給装置100は、微小部品供給装置100の次工程に微小部品800を供給することができる。
また、リニア型パーツフィーダ300の搬送路内において所定姿勢に整理されなかった微小部品800が存在する場合、または次工程においてトラブルが生じて次工程側に微小部品800を搬送させないようにする場合、還流部材325により微小部品800が、微小部品還流路317からパーツフィーダ200の受け入れ路217を介してボウル状搬送部210の中央底部に戻される。
次に、図3は本実施の形態において搬送される微小部品800の形状の一例を示す模式的斜視図である。
図3に示すように、微小部品800は、長さL、高さH、幅Bを有する直方体からなる。長さL、高さHおよび幅Bの関係は、H<B<Lの関係を有する。このように、微小部品800は平板状の微小部品からなる。
また、微小部品供給装置100は、微小部品800の一方の面に電極が形成されたものである場合が多く、一般に微小部品800の大きさは、長さLが3.2mm〜8mm程度であり、幅Bが2.5mm〜5.0mm程度であり、高さHが0.8mm〜1.7mm程度である。
次に、図4は、リニア型パーツフィーダ300の詳細を示す側面図である。
リニア型パーツフィーダ300は、防振台301、圧電式振動部302、振動伝達部303、第1搬送部材320、第2搬送部材330、接続部材340および第3搬送部材350を含む。
図4に示すように、防振台301の上部には、圧電式振動部302が複数の防振用板ばね380により保持される。圧電式振動部302の上部には、振動伝達部303が複数の板ばね390により保持される。振動伝達部303の上部には、第1搬送部材320が固定され、第1搬送部材320の一端側には、第2搬送部材330が接続され、第1搬送部材320の側面には、接続部材340が併設される。また、第1搬送部材320には複数の板ばね360を介して第3搬送部材350が設けられる。
以上の構成により、圧電式振動部302により発振された振動は、板ばね380により第1搬送部材320および第2搬送部材330に伝えられ、さらに板ばね360により第3搬送部材350に伝えられる。
なお、本実施の形態に置いては、圧電式振動部302により振動が発振されることとしたが、これに限定されず、振動伝達部303により振動が発振されるようにし、発振される振動に対して圧電式振動部302が錘の役割(錘部)を有するように構成してもよい。
次いで、図5および図6は第1搬送部材320、第2搬送部材330、接続部材340および第3搬送部材350の詳細を説明するための図である。図5は上面を示し、図6は側面を示す。
図5に示すように、第1搬送部材320は、微小部品搬入部321、傾斜姿勢変換搬送部322、および搬送部323からなる。微小部品搬入部321には微小部品搬入路311が設けられ、傾斜姿勢変換搬送部322には微小部品傾斜姿勢変換搬送路312が設けられ、搬送部323には搬送路313が設けられる。傾斜姿勢変換搬送部322の詳細については後述する。
また、搬送路313から直線状に接続された第2搬送部材330には、搬送路315が設けられる。さらに、第1搬送部材320に併設された接続部材340には、搬送路313から分岐された搬送路316が設けられる。
第3搬送部材350には、微小部品搬入路311、微小部品傾斜搬送路312および搬送路313と並行するように、還流搬送路317が設けられる。
搬送路313の分岐点には、微小部品800の還流部材325が設けられている。この還流部材325は、搬送路315および搬送路316との間で微小部品800の搬送方向を切り替え可能に設けられる。例えば、微小部品供給装置100の次工程において、微小部品供給装置100からの微小部品800の供給を一時停止したい場合に、還流部材325を搬送路316側に切り替える。それにより、微小部品搬入路311、微小部品傾斜搬送路312および搬送路313により搬送されてきた微小部品800が、搬送路316および還流搬送路317によりパーツフィーダ200側に還流される。
続いて、図5および図6に示した傾斜姿勢変換搬送部322について説明する。図7は、傾斜姿勢変換搬送部322の一例を示す模式的斜視図であり、図8,図9,図10は、図7の傾斜姿勢変換搬送部322の各搬送路を示す模式的断面図である。図8は図7のA−A線断面を示し、図9は図7のB-B線断面を示し、図10は図7のC−C線断面を示す。
また、図11は図8から図9への断面形状の移り変わりを説明するための模式的説明図であり、図12は図9から図10への断面形状の移り変わりを説明するための模式的説明図である。
図7に示すように、傾斜姿勢変換搬送部322は、微小部品傾斜姿勢変換搬送路312を有する。また、傾斜姿勢変換搬送部322は、一個の部材から構成される。例えば、傾斜姿勢変換搬送部322は、一個の部材を削り出すことにより形成される。微小部品傾斜姿勢変換搬送路312は、微小部品搬送路312a、微小部品姿勢変換路312bおよび微小部品姿勢変換後搬送路312cを有する。
これらの微小部品搬送路312a、微小部品姿勢変換路312b、微小部品姿勢変換後搬送路312cは、それぞれ断面形状が異なるが、図7に示すように、断面形状が徐々に第1のV字断面形状からU字断面形状に滑らかに移り変わり、U字断面形状から第2のV字断面形状に滑らかに移り変わるように形成される。
図8に示すように、微小部品搬送路312aはA−A断面において第1のV字断面形状が形成され、図9に示すように、微小部品姿勢変換路312bはB−B断面においてU字断面形状が形成され、図10に示すように、微小部品姿勢変換後搬送路312cはC−C断面において第2のV字断面形状が形成される。
まず、図8の微小部品搬送路312aに形成された第1のV字断面形状では、微小部品800が、実線の位置の姿勢の微小部品800aおよび破線の位置の姿勢の微小部品800bのいずれかの姿勢により搬送される。
次に、図8に示す断面形状が、図9に示す断面形状に徐々に変化する。ここで、図11(a)〜図11(c)に示すように、V字断面形状における支持部の点Pの近傍が、徐々に曲線を帯びていき、点Pから点P1の位置に移動する。それにより、微小部品搬送路312aが微小部品搬送路312a1に変化する。その結果、微小部品800aおよび微小部品800bがそれぞれ点P,P1の位置に支持されず、斜面にせり上がり、X面およびY面にまたがる格好となる。
続いて、図11(c)に示すように、点P1の位置から点P2の位置まで移動した場合、微小部品800aおよび微小部品800cは、微小部品800cの位置で確実に一律の姿勢に調整される。そして、図8に示す断面形状が、図9に示す断面形状に確実に変化する。
次に、図9に示す微小部品姿勢変換路312bのU字状断面形状においては、微小部品800cの下面の稜線が、幅Bよりも大きな曲率半径rのU字形状の内面によって支持される。なお、この曲率半径rは、微小部品の長さLよりも短く設けられる。すなわち、搬送路312bの曲率半径rは、微小部品800に対して、B<r<Lの関係を有する。また、U字状断面形状の両端部は、直線状の面によって形成されている。
その結果、図9に示すように、微小部品800cの下面に空間(間隙またはクリアランス)が設けられる。それにより、微小部品800の摩擦および静電気の発生を抑制することができ、微小部品800の搬送不良を防止することができ、微小部品800が微小部品姿勢変換路312bに張り付くことを防止することができる。
続いて、図9に示す断面形状が、図10に示す断面形状に徐々に変化する。ここで、図12(a)〜図12(d)に示すように、微小部品姿勢変換路312b1における点P2の近傍が、点P10において鋭角を有する形状に変化し、微小部品800cの一の角を支持する。そして、図12(c)に示すように、支持部となる点P10が点P11の位置に移動し、微小部品姿勢変換路312b1から微小部品姿勢変換路312b2に変化する。その結果、微小部品800c1、800c2の順に微小部品の姿勢が変化する。
次に、図12(d)に示すように、支持部となる点P11が点P12の位置に移動し、微小部品姿勢変換路312b2から微小部品姿勢変換後搬送路312cに変化する。その結果、微小部品800c2から微小部品800aの姿勢に一律に調整され、微小部品800aが、微小部品姿勢変換後搬送路312cの第2のV字断面形状のX面およびY面により安定して支持され搬送される。そして、図9に示す断面形状が、図10に示す断面形状に確実に変化する。
以上のように、本実施の形態における部品搬送装置100のリニア型パーツフィーダ300においては、微小部品搬送路312aおよび微小部品姿勢変換路312bの間、微小部品姿勢変換路312bおよび微小部品姿勢変換後搬送路312cの間において微小部品800の姿勢を急激に変更させることがなく、また、搬送方向を変更させることもない。そのため、微小部品800の滞留が生じることなく、直線状に沿って円滑に微小部品800の供給が行われる。また、第1および第2のV字断面形状312a、312cにより微小部品800が最適な姿勢で保持されつつ移送され、U字状断面形状312bにより微小部品800の姿勢を一律に微小部品800cに調整することができるとともに、微小部品800の隣り合う平行な稜線で支持するので、微小部品800に対する摩擦を低減することができ、微小部品姿勢変換路312bに張り付くことを防止することができる。以上の結果、姿勢が不揃いの微小部品800a,800bを緩やかに一律の微小部品800の姿勢に調整しつつ、最短経路を形成するように直線状の搬送経路上を移送されるので、短時間で次工程に当該部品を移送することができる。
また、U字状断面形状312bのU字状曲線を有する曲線と、微小部品800cとの間に空間が形成され、微小部品800が微小部品姿勢変換路312bに張り付くことを防止することができる。また、従来のように、微小の溝を多数形成する必要がないので、コストダウンを図ることができる。また、搬送溝312a、姿勢調整溝312b、姿勢調整後搬送溝312cの斜面を同一斜面(X面、Y面)で形成することができる。したがって、支持部の点P,P2、P12を滑らかに製造すればよいため、製造コストを抑制することができる。
さらに、搬送溝312a、姿勢調整溝312b、姿勢調整後搬送溝312cが一個の部材を加工することにより一体に形成させることができるので、第1のV字断面形状312a、U字状断面形状312b、第2のV字断面形状312cの間において、僅かの段差も生じさせないことが可能となる。その結果、微小部品800の搬送を円滑にスムーズに行うことができる。
上記の実施の形態においては、微小部品800が部品に相当し、圧電式振動部302が加振器に相当し、リニア型パーツフィーダ300が部品供給装置に相当し、微小部品搬送路312aが第1のV字断面形状および搬送溝に相当し、微小部品姿勢変換路312bがU字状断面形状および姿勢調整溝に相当し、微小部品姿勢変換後搬送路312cが第2のV字断面形状および姿勢調整後搬送溝に相当し、幅Bが部品の一の面における短手方向の平行な稜線および幅方向に相当し、長さLが一稜線の長さに相当し、長さLを有する2本の稜線が隣りあう平行な稜線および部品の一の面における長手方向の平行な稜線に相当し、点P2を有する曲面がU字状曲線を有する曲面に相当し、X面がU字状曲線の両端に配置された直線を有する傾斜面に相当し、Y面が部品を支持する傾斜した第1の直線に相当し、点Pが第1の支持部に相当し、点P2が第2の支持部に相当し、点P12が第3の支持部に相当し、傾斜姿勢変換搬送部322が一の部材に相当する。
本発明は、上記の好ましい実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
本発明に係る一実施の形態に係るリニア型パーツフィーダの一例を示す模式的側面図 本発明に係る一実施の形態に係るリニア型パーツフィーダの一例を示す模式的側面図 本実施の形態において搬送される微小部品の形状の一例を示す模式的斜視図 リニア型パーツフィーダの詳細を示す側面図 第1搬送部材、第2搬送部材、接続部材および第3搬送部材の詳細を説明するための図 第1搬送部材、第2搬送部材、接続部材および第3搬送部材の詳細を説明するための図 傾斜姿勢変換搬送部の一例を示す模式的斜視図 図7の傾斜姿勢変換搬送部の各搬送路を示す模式的断面図 図7の傾斜姿勢変換搬送部の各搬送路を示す模式的断面図 図7の傾斜姿勢変換搬送部の各搬送路を示す模式的断面図 図8から図9への断面形状の移り変わりを説明するための模式的説明図 図9から図10への断面形状の移り変わりを説明するための模式的説明図
符号の説明
302 圧電式振動部
300 リニア型パーツフィーダ
312a 微小部品搬送路
312b 微小部品姿勢変換路
312c 微小部品姿勢変換後搬送路
322 傾斜姿勢変換搬送部
800 微小部品
B 幅
L 長さ
P2 点

Claims (2)

  1. 直方体からなる部品に加振器から発生される振動を与えて前記部品を直線状に移送する部品供給装置であって、
    前記部品の一稜線を支持可能な第1の支持部を有する第1のV字断面形状からなり、前記部品を搬送する搬送溝と、
    前記部品の隣りあう平行な稜線を支持可能な第2の支持部を有するU字状断面形状からなり、前記部品の姿勢を調整する姿勢調整溝と、
    前記部品の一稜線を支持可能な第3の支持部を有する第2のV字断面形状からなり、前記姿勢調整溝により調整された前記部品を搬送する姿勢調整後搬送溝とを有し、
    前記姿勢調整溝を形成するU字状断面形状は、U字状曲線を有する曲率半径rの曲面および前記曲率半径rの曲面の接線と一致するように前記U字状曲線の両端に配置された直線を有する傾斜面から形成され、
    前記U字状曲線は、前記部品の移送方向に対する幅方向が、前記部品の一の面における長手方向の平行な稜線よりも短く、かつ前記部品の一の面における短手方向の平行な稜線よりも長く、
    前記第1および第3の支持部は、前記第1および前記第2のV字断面形状を形成する第1の直線および第2の直線を有する斜面の交差部からなり、
    前記第1の直線および前記第2の直線を形成する斜面は、前記U字状曲線の両端に配置された直線を形成する斜面と同一面により形成され、
    前記搬送溝、前記姿勢調整溝および前記姿勢調整後搬送溝が前記部品の搬送方向に沿って直線状に当該順に配置されるとともに、前記搬送溝の第1のV字断面形状が前記姿勢調整溝のU字状断面形状に滑らかに連続して変形するように形成され、前記姿勢調整溝のU字状断面形状が、前記部品の搬送方向に沿って前記姿勢調整後搬送溝の第2のV字断面形状に滑らかに連続して変形するように形成されており、
    前記搬送溝の第1のV字断面形状が前記姿勢調整溝のU字状断面形状に滑らかに連続して変形する場合に、前記第1の支持部が前記U字状曲線上の第2の支持部に滑らかに連続して変形するように形成され、
    前記姿勢調整溝のU字状断面形状が、前記姿勢調整後搬送溝の第2のV字状断面形状に滑らかに連続して変形する場合に、前記U字状断面形状の第2の支持部が、前記部品の一稜線を支持する鋭角部を有する形状に変化し、この鋭角部が鋭角部の片側に形成される直線部に沿って移動して、前記第2のV字状断面形状の第3の支持部に滑らかに連続して変形するように形成されたことを特徴とする部品供給装置。
  2. 前記搬送溝、前記姿勢調整溝および前記姿勢調整後搬送溝は、一の部材を加工することにより一体に形成されたことを特徴とする請求項に記載の部品供給装置。
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