JP6709504B2 - ワーク振り込み機構 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク振り込み機構に関し、詳しくは、整列部材の凹部にワークを振り込むワーク振り込み機構に関する。

複数の凹部が形成された整列部材の上面に、複数のワークを置き、整列部材を傾けてワークを移動させて、ワークを整列部材の凹部に振り込み、整列させる技術が知られている。

例えば、図６は、ワーク振り込み機構の斜視図である。図７は、ワーク振り込み機構の正面図である。このワーク振り込み機構は、図６に示すように、テーブル２に装着された整列部材１の上面に、ワークが嵌入する凹部が形成されている。整列部材１の両側に、ワークを受け入れる集積部２ａ，２ｂが配置されている。集積部２ａ，２ｂは、昇降手段３ａ，３ｂを介して、テーブル２に支持されている。昇降手段３ａ，３ｂは、センサ４ａ，４ｂの出力に基づいて作動する。

図７に示すように、整列部材１の凹部にワークを振り込むとき、テーブル２が傾き、テーブル２の傾きと連動して昇降手段３ａ，３ｂが伸縮する。ワークは、上側の集積部２ａ，２ｂとテーブル２との間の段差６の個所で、バランスを崩し、容易に反転動作を起こすことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−７２５２８号公報

整列部材を用いて、特定の姿勢状態で個々のワークを取り出す場合、通常、ワークサイズ毎に整列部材を用意する。次に振り込み条件を決定し、ワークを整列部材に整列させる。整列させる際、整列部材を傾けるのと同時に、整列部材に振動を加えてもよい。傾きや振動により、ワークは整列部材上を移動する。例えば整列部材を左右に傾ける揺動動作を繰り返す。１回の揺動で済む場合もあるし、何回も揺動しないとワークが整列部材の凹部に入らない場合もある。

繰り返しの揺動動作で整列部材の凹部にワークが収容され、整列部材のほぼすべての凹部にワークが挿入されると、ワークの振り込みが完了する。

上記のように、整列部材を揺動し、ワークを整列部材の凹部に振り込む場合、揺動動作時にワーク同士が衝突し、ワークにダメージを与える。揺動動作のみでワークを整列部材に振り込むと、ワークと治具が摺れ、ワークにダメージを与える。整列部材の凹部にそれぞれ１個ずつワークを振り込む場合、条件によっては振り込み完了まで揺動回数が増え、何回も揺動動作をさせることによってワークにダメージを与えやすい。

電子部品を製造する際に、多数のワークを所定個数以下に小分けして、次工程に搬送したい場合がある。その場合、整列部材の凹部に２個以上のワークを収容する構成が考えられる。

しかしながら、そのような整列部材は、整列部材を揺動したときに、凹部に所定個数を超えるワークが収容され、凹部から移動しなかったり、凹部に収容されたワークの上に所定個数を超えるワークが積み上がったりすることがある。整列部材の凹部に、それぞれ、２個以上の所定個数までのワークが収容されるようにすることは容易でない。

本発明は、かかる実情に鑑み、整列部材の凹部に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができ、ワークに与えるダメージを低減できるワーク振り込み機構を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したワーク振り込み機構を提供する。

ワーク振り込み機構は、（ａ）重力方向上向きに配置される第１の主面と、重力方向下向きに配置される第２の主面とを有し、前記第１の主面に、同時に２個以上のワークをそれぞれ収容することができる複数の凹部が形成され、前記第１の主面及び前記凹部の内面と前記第２の主面との間が通気性を有する、整列部材と、（ｂ）前記整列部材の前記第２の主面に対向する空間を形成する気体供給部と、（ｃ）前記整列部材の前記第１の主面が傾むくように、前記整列部材を揺動する揺動機構と、を備える。前記凹部の前記内面は、前記第１の主面と平行な底面と、前記第１の主面と前記底面とを接続する傾斜面と、を含み、前記底面と前記傾斜面とは鈍角をなす。

上記構成において、前記気体供給部の前記空間に気体が供給されたとき、前記整列部材の前記第１の主面及び前記凹部の前記内面から前記気体が噴き出ることによって、前記整列部材の前記第１の主面及び前記凹部の前記内面から、前記ワークを浮かせるようにする。

上記構成において、整列部材の第１の主面に複数のワークを供給し、揺動機構によって整列部材を揺動するときに、気体供給部の空間に気体を供給すると、整列部材の凹部に、それぞれ２個以上のワークを容易に収容することができる。

上記構成によれば、整列部材の第１の主面及び凹部の内面から噴き出る気体によって、整列部材の凹部に収容された所定個数を越えるワークを、凹部から容易に移動させることができる。また、凹部に収容されたワークの上を、他のワークは容易に移動することができるので、凹部に収容されたワークの上にワークが積み上がりにくい。その結果、整列部材の凹部に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができる。

また、整列部材の第１の主面及び凹部の内面から噴き出る気体によってワークを浮かせることによって、ワークのダメージを低減できる。すなわち、摩擦抵抗が小さくなり、ワークは移動しやすくなるため、整列部材の揺動角度を小さくすることができる。その結果、ワークのダメージを低減できる。整列部材の第１の主面及び凹部の内面から噴き出る気体によってワークを浮かせると、整列部材の第１の主面及び凹部の内面との擦れによるワークのダメージを低減できる。整列部材の第１の主面及び凹部の内面から噴き出る気体によってワークを浮かせると、ワークの搬送抵抗が小さくなるため、ワークが動きやすいので衝突エネルギーが運動エネルギーとなって分散され、揺動動作時の傾きによるワーク同士の衝突や、ワークが整列部材の凹部に落ちる時の衝突などによるダメージを低減できる。

好ましくは、前記整列部材に微振動を与える加振器をさらに備える。

この場合、加振器を用いて整列部材に微振動を与えることによって、隣り合ったり重なり合ったりして互いに接しているワーク同士を離すことができるので、整列部材の凹部に所定個数までのワークを収容することがより容易になる。また、整列部材の傾斜角度をより緩やかにすることができ、ワークへのダメージをさらに軽減できる。

なお、微振動は、整列部材の凹部に収容されたワークが凹部から出ない程度に小さい振動である。

好ましくは、前記整列部材の材質が、不織布、焼結金属、多孔質セラミックのうち少なくとも一つである。

この場合、通気性を有する整列部材の作製が容易である。

また、本発明は、以下のように構成したワーク振り込み方法を提供する。

ワーク振り込み方法は、（ｉ）第１及び第２の主面を有し、前記第１の主面に、同時に２個以上のワークをそれぞれ収容することができる複数の凹部が形成され、前記第１の主面及び前記凹部の内面と前記第２の主面との間が通気性を有する整列部材を、前記第１の主面を重力方向上向に、前記第２の主面が重力方向下向きになるように配置し、前記第１の主面に複数個のワークを供給する第１の工程と、（ii）前記ワークが供給された前記整列部材を、前記第１の主面が水平から傾むくように揺動するとともに、前記整列部材の前記第２の主面側に気体を供給して、前記整列部材の前記第１の主面及び前記凹部の前記内面から前記気体を吹き出させながら、前記整列部材の前記凹部に前記ワークを収容する第２の工程と、を備える。前記ワークの形状が、直方体状である。前記凹部の前記内面は、前記第１の主面と平行な底面と、前記第１の主面と前記底面とを接続する傾斜面と、を含み、前記底面と前記傾斜面とは鈍角をなす。

直方体状のワークの形状は、直方体又は略直方体であり、側面の摩擦抵抗が大きい。そのため、整列部材を揺動するだけでは、整列部材の凹部に収容された所定個数を越えるワークが移動しにくく、整列部材が傾いたときにワークが凹部で積み上がりやすかったりする。そこで、整列部材を揺動するときに、整列部材の第１の主面及び凹部の内面からの気体を吹き出させる。

上記構成によれば、整列部材の凹部に入った所定個数を超えるワークが凹部から移動し易くなり、整列部材の凹部に所定個数までのワークを収容することが容易になる。また、ワークのダメージを低減できる。

本発明によれば、整列部材の第１の主面及び凹部の内面から気体が噴き出すようにすることによって、整列部材の凹部に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができ、ワークに与えるダメージを低減できる。

図１はワーク振り込み機構の要部斜視図である。（実施例１） 図２はワーク振り込み機構の要部断面図である。（実施例１） 図３は整列部材の要部平面図である。（実施例１） 図４はワークの挙動の説明図である。（実施例１、比較例１） 図５はワーク振り込み機構の要部斜視図である。（実施例２） 図６はワーク振り込み機構の斜視図である。（従来例１） 図７はワーク振り込み機構の正面図である。（従来例１）

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１のワーク振り込み機構１０について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は、ワーク振り込み機構１０の要部斜視図である。図２は、ワーク振り込み機構１０の要部断面図である。図３は、整列部材２０の要部平面図である。

図１に示すように、ワーク振り込み機構１０は、複数の凹部２２が形成された整列部材２０が、揺動機構１１ｘ，１１ｙによって揺動するように構成されている。

図２に示すように、整列部材２０は、重力方向上向きに配置される第１の主面２０ａと、重力方向下向きに配置される第２の主面２０ｂとを有する。整列部材２０の第１の主面２０ａに、同時に２個以上のワークをそれぞれ収容することができる複数の凹部２２が形成されている。整列部材２０は、第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３と第２の主面２０ｂとの間に通気性を有する。

例えば図２に示すように、凹部２２は、船底状の断面を有し、凹部２２の内面２３は、第１の主面２０ａと平行な底面２３ａと、底面２３ａと第１の主面２０ａとの間を接続する傾斜面２３ｂとを含む。底面２３ａと傾斜面２３ｂとは鈍角をなす。また、傾斜面２３ｂと主面２０ａとは鈍角をなす。底面２３ａと傾斜面２３ｂとの接続部分及びその近傍部分や、傾斜面２３ｂと主面２０ａとの接続部分及びその近傍部分は、滑らかに湾曲した曲面に形成してもよい。底面２３ａと傾斜面２３ｂは、平面でも局面でもよい。

図３に示すように、凹部２２は、それぞれ複数個（図３では２個）のワーク５０を収容することができるように形成されている。凹部２２の寸法、平面形状、断面形状、配列パターンなどは、ワーク５０の形状、寸法、凹部２２に収容するワーク５０の所定個数などに応じて、決定する。凹部２２の平面形状は、矩形以外、例えば、円形、楕円形、三角形、多角形などでも構わない。凹部２２の配列パターンは、格子パターン以外、例えば、千鳥パターン、ハニカムパターンなども構わない。

整列部材２０は、第２の主面２０ｂから、第１の主面２０ａ並びに凹部２２の内面２３まで、整列部材２０の内部２０ｓを気体が通ることができるように、通気性する材料を用いて作製する。例えば、不織布、焼結金属、多孔質セラミックを用いると、整列部材２０を容易に作製することができる。２以上の通気性する材料を組み合わせて、整列部材２０を作製してもよい。

図２に示すように、整列部材２０は、第１の揺動部材１６のフランジ部１７に取り付けられる。整列部材２０は、整列部材２０の第１の主面２０ａの外周に沿って枠部材１８で押さえられ、第１の揺動部材１６のフランジ部１７と枠部材１８との間に固定される。

第１の揺動部材１６は、整列部材２０の第２の主面２０ｂに対向する空間１６ｓを形成し、本発明の空気供給部である。第１の揺動部材１６の下部１６ｂには、配管１５（図１参照）の一端が、第１の揺動部材１６が揺動しても外れないように接続される。配管１５の他端は、例えば送風機や圧力容器などに接続され、矢印１５ｘで示すように、第１の揺動部材１６の空間１６ｓに、気体を供給できる。

第１の揺動機構１１ｙは、第１の揺動部材１６が、枠状の第２の揺動部材１４に、Ｙ軸を中心に揺動可能に支持され、Ｙ軸モータ１９ｙの回転によって、第１の揺動部材１６が、矢印１６ｙ示すように、Ｙ軸を中心に回転し、傾きが変化するように構成されている。

第２の揺動機構１１ｘは、ワーク振り込み機構１０の基台に固定された支柱１２ａ，１２ｂの間に、第２の揺動部材１４が、Ｘ軸を中心に揺動可能に支持され、Ｘ軸モータ１９ｘの回転によって、第２の揺動部材１４が、矢印１４ｘで示すように、Ｘ軸を中心に回転し、傾きが変化するように構成されている。

次に、ワーク振り込み機構１０を用いて、整列部材２０の凹部２２に、それぞれ所定個数までのワークを振り込む手順について、説明する。

まず、整列部材２０の第１の主面２０ａ上に、複数個のワークを供給する。このとき、ワークが枠部材１８を越えてこぼれ出ることがないように、整列部材２０の第１の主面２０ａを水平に保持することが好ましい。

次いで、第１の揺動部材１６の空間１６ｓに気体（例えば、空気）を供給し、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３から噴き出る気体によって、整列部材２０の第１の主面２０ａ上のワークを浮かせる。

このとき、揺動機構１１ｘ，１１ｙのモータ１９ｘ，１９ｙを適宜、回転駆動させ、整列部材２０を揺動し、整列部材２０を前後方向や左右方向に傾きよりワークを移動させて、整列部材２０の凹部２２にワークを収容する。

例えば、Ｘ軸モータ１９ｘの回転により、整列部材２０を後ろ側に傾斜させ、ワークを後ろ側へ送りながら、ワークを凹部２２内に充填する。一定時間経過後、Ｘ軸モータ１９ｘを逆回転させて、整列部材２０を前側に傾斜させ、ワークを前側へ送りながら凹部２２に収容し、凹部２２内に収容されなかったワークを、整列部材２０の前側の凹部２２が形成されていない退避エリア２０ｘに移動させる。

図４は、整列部材２０を傾けたときのワークの挙動の説明図である。

図４（ａ）に示すように整列部材２０の第１の主面２０ａが傾斜すると、重力によって、ワーク５１〜５３が、それぞれ、矢印８１〜８３で示す方向に移動する。ワーク５３は、隣のポケットから押し出されたワークである。ワーク５１の落下する力が、ワーク５２の落下する力より大きいと、ワーク５１は凹部２２に留まる。

図４（ｂ）に示すように、ワーク５３が落下してワーク５２に接し、ワーク５２とワーク５３の落下する力の和が、ワーク５１の落下する力より大きくなると、ワーク５１は押し出される。

そして、図４（ｃ）に示すように、ワーク５２の落下する力が、ワーク５３の落下する力より大きいと、ワーク５２は凹部２２に留まる。

このような挙動によって、凹部２２に、所定個数（図４では２個）までのワークが収容された状態になる。

一方、図４（ｘ）〜（ｚ）は、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３から噴き出る気体によってワークを浮かせる機構がない比較例１を示している。

図４（ｘ）に示すように、整列部材２０の凹部２２に収容されたワーク５２，５３が矢印９２で示す方向に移動しても、ワーク５１と整列部材２０との摩擦抵抗が大きいため、ワーク５１は、矢印５１で示すように、押し出されることなく凹部２２に留まる。

図４（ｙ）に示すように、さらに他のワーク６４が落下してくると、ワーク６１がストッパとなり、ワーク６４が次々と積み上がる。

図４（ｚ）に示すように、一定の高さまでワーク６４が積み上がると、矢印９３で示す方向に、積み上がったワークが崩れる。

ワーク振り込み機構１０は、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３から噴き出る気体によってワークを浮かせた状態で整列部材２０を傾斜させ、ワークを一定方向にゆっくり移動させながら、整列部材２０の凹部２２に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができる。

すなわち、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３から噴き出る気体によって、整列部材２０の凹部２２に収容された所定個数を越えるワークを、凹部２２から容易に移動させることができる。また、凹部２２に収容されたワークの上を、他のワークは容易に移動することができるので、凹部２２に収容されたワークの上にワークが積み上がりにくい。その結果、整列部材２０の凹部２２に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができる。

また、ワーク振り込み機構１０は、ワークに与えるダメージを低減することができる。すなわち、気体によってワークを浮かせることによって摩擦抵抗が小さくなり、ワークは移動しやすくなるため、整列部材２０の揺動角度を小さくすることができる。その結果、ワークのダメージを低減できる。また、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３との擦れによるワークのダメージを低減できる。また、ワークの搬送抵抗が小さくなるため、揺動動作時の傾きによるワーク同士の衝突や、ワークが整列部材２０の凹部２２に落ちる時の衝突などによるダメージを低減できる。

なお、気体の供給と、整列部材の揺動とを同時に開始しても、整列部材の揺動開始後に気体の供給を開始しても構わない。気体の供給と、整列部材の揺動とは、一時的に中断しても構わない。

次いで、気体の供給を停止した後に、整列部材を水平に戻し、整列部材の各凹部に収容されたワークを、次工程に搬送する。なお、整列部材が水平でない状態で、整列部材の各凹部に収容されたワークを、次工程に搬送しても構わない。

次に具体例を説明する。

ワークの形状は直方体状であり、サイズは、端面が数百μｍ角、長手方向寸法が数百μｍである。

整列部材２０は、厚さ１０ｍｍ程度、２００ｍｍ角程度の矩形（正方形又は長方形）である。凹部２２の数は、１４４個（１２行×１２列）〜１５２１個（３９行×３９列）である。整列部材２０は、不織布、焼結金属（金属繊維を含み、気孔率が４０〜８０％）、多孔質セラミック（気孔率２５％のアルミナ）である。整列部材２０の凹部２２は、プレスや削り出しなどで形成する。

ワーク振り込みのため整列部材２０を水平から傾ける最大角度は、ワークサイズ、凹部一つあたりのワークの振り込み個数に応じて調整するが、例えば、７°以上、かつ１８°以下である。

以上のように、実施例１のワーク振り込み機構１０は、整列部材２０の凹部２２に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができ、整列部材の凹部内に入るワークの個数を所定個数以下に制御できる。また、ワーク振り込み機構１０は、整列部材２０の第１の主面２０ａ及び凹部２２の内面２３から噴き出る気体によってワークを浮かせることによって、ワークのダメージを低減できる。

特に、ワークの形状が直方体状の場合、側面の摩擦抵抗が大きいため、整列部材を揺動するだけでは、整列部材の凹部に収容された所定個数を越えるワークが移動しにくく、整列部材が傾いたときにワークが凹部で積み上がりやすかったりする。整列部材を揺動するときに、整列部材の第１の主面及び凹部の内面からの気体を吹き出させてワークを浮かせると、整列部材の凹部に入った所定個数を超えるワークが凹部から移動し易くなり、整列部材の凹部に所定個数までのワークを収容することが容易になる。また、ワークのダメージを低減できる。

＜実施例２＞ 実施例１のワーク振り込み機構１０に、加振器３０を追加した実施例２のワーク振り込み機構１０ａについて、図５を参照しながら説明する。

図５は、ワーク振り込み機構１０ａの要部斜視図である。図５に示すように、加振器３０は、第１の揺動部材１４に取り付けられる。加振器３０は、第１の揺動部材１４以外、例えば、第１の揺動部材１６や、支柱１２ａ，１２ｂなどに取り付けても構わない。

加振器３０により、整列部材２０に微振動、すなわち、整列部材２０の凹部２２に収容されたワークが凹部２２から出ない程度に小さい振動を加える。加振器３０のタイプ（振動を発生させる方式）や、振動特性（周波数、振幅、振動波形など）は、適宜に選択することができる。例えば、加振器３０として、エアバイブレータや、超音波振動子を用いる。

加振器３０を用いて整列部材２０に微振動を与えることによって、隣り合ったり重なり合ったりして互いに接しているワーク同士を離すことができるので、整列部材２０の凹部２２に所定個数までのワークを収容することがより容易になる。また、整列部材２０の傾斜角度をより緩やかにすることができ、ワークへのダメージをさらに軽減できる。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、整列部材の第１の主面及び凹部の内面から気体が噴き出すようにすることによって、整列部材の凹部に、それぞれ２個以上の所定個数までのワークを容易に収容することができ、ワークに与えるダメージを低減できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば、空気供給部は、整列部材を保持する部材とは別に設けてもよい。整列部材の第２の主面と空気供給部との間に隙間を設け、空気供給部の空間から整列部材の第２の主面に向けて供給された気体の一部のみが、整列部材の内部を通って整列部材の第１の主面及び凹部の内面から噴き出るように構成してもよい。

１０，１０ａ ワーク振り込み機構
１１ｘ，１１ｙ 揺動機構
１６ 第１の揺動部材（空気供給部）
１６ｓ 空間
２０ 整列部材
２０ａ 第１の主面
２０ｂ 第２の主面
２２ 凹部
２３ 内面
３０ 加振器
５０〜５３，６１〜６４ ワーク

Claims (4)

1. 重力方向上向きに配置される第１の主面と、重力方向下向きに配置される第２の主面とを有し、前記第１の主面に、同時に２個以上のワークをそれぞれ収容することができる複数の凹部が形成され、前記第１の主面及び前記凹部の内面と前記第２の主面との間が通気性を有する、整列部材と、
   前記整列部材の前記第２の主面に対向する空間を形成する気体供給部と、
   前記整列部材の前記第１の主面が傾むくように、前記整列部材を揺動する揺動機構と、
   を備え、
   前記凹部の前記内面は、
   前記第１の主面と平行な底面と、
   前記第１の主面と前記底面とを接続する傾斜面と、
   を含み、
   前記底面と前記傾斜面とは鈍角をなすことを特徴とするワーク振り込み機構。
2. 前記整列部材に微振動を与える加振器をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載のワーク振り込み機構。
3. 前記整列部材の材質が、不織布、焼結金属、多孔質セラミックのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワーク振り込み機構。
4. 第１及び第２の主面を有し、前記第１の主面に、同時に２個以上のワークをそれぞれ収容することができる複数の凹部が形成され、前記第１の主面及び前記凹部の内面と前記第２の主面との間が通気性を有する整列部材を、前記第１の主面を重力方向上向に、前記第２の主面が重力方向下向きになるように配置し、前記第１の主面に複数個のワークを供給する第１の工程と、
   前記ワークが供給された前記整列部材を、前記第１の主面が水平から傾むくように揺動するとともに、前記整列部材の前記第２の主面側に気体を供給して、前記整列部材の前記第１の主面及び前記凹部の前記内面から前記気体を吹き出させながら、前記整列部材の前記凹部に前記ワークを収容する第２の工程と、
   を備え、
   前記ワークの形状が、直方体状であり、
   前記凹部の前記内面は、
   前記第１の主面と平行な底面と、
   前記第１の主面と前記底面とを接続する傾斜面と、
   を含み、
   前記底面と前記傾斜面とは鈍角をなすことを特徴とする、ワーク振り込み方法。

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