JP7385413B2 - 部品整列装置、部品整列プレートおよび部品整列プレートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルク状の部品を整列可能な部品整列装置と、当該部品整列装置に用いられる部品整列プレートと、当該部品整列プレートの製造方法に関する。

後記特許文献１には、部品整列孔（有底の孔）が形成されたパレットと、当該パレットを載置可能な載置台と、当該載置台に水平移動と上下揺動を付加可能な手段とを備えた部品整列装置が開示されている。この部品整列装置は、載置台に水平移動と上下揺動を付加することによって、パレット上のバルク状の部品を部品整列孔（有底の孔）に落とし込んで整列させるようにしたものである。

前掲の部品整列装置はパレット上のバルク状の部品を部品整列孔（有底の孔）に落とし込むだけであるため、落とし込めなかった部品が部品整列孔の周囲に残存すると、当該残存部品が、整列後の部品（部品整列孔に落とし込まれた部品）をパレットから取り出して使用するときの邪魔になる懸念がある。

特開２０００－０３８２１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、整列後の部品の取り出しを容易に行える部品整列装置と、当該部品整列装置に有用な部品整列プレートと、当該部品整列プレートの製造方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明に係る部品整列装置は、部品整列ユニットと、前記部品整列ユニットに振動を付加可能な振動付加ユニットとを備えた部品整列装置であって、前記部品整列ユニットは、部品載置面を有する部品トレイと、前記部品トレイの前記部品載置面に着脱可能であり、かつ、取り付け状態で整列対象となる部品を落とし込んで前記部品トレイの前記部品載置面に載置可能な部品整列孔を有する部品整列プレートとを備える。

また、本発明に係る部品整列プレートは、前掲の部品整列プレートに関し、前記部品整列孔は、前記部品整列プレートの上面に設定した仮想ＸＹ平面にＸ方向に対して角度θ傾いた仮想傾斜横直線とＹ方向に対して同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線とを有する仮想傾斜格子線を設定した仮想状態において、前記仮想傾斜格子線における奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に前記部品配列孔の中心が位置するように配列されている。

さらに、本発明に係る部品整列プレートの製造方法は、前掲の部品整列プレートの製造方法に関し、前記部品整列プレートの基材となる元プレートの上面に仮想ＸＹ平面を設定するステップと、前記仮想ＸＹ平面にＸ方向に対して角度θ傾いた仮想傾斜横直線とＹ方向に対して同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線とを有する仮想傾斜格子線を設定するステップと、前記仮想傾斜格子線における奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に前記部品配列孔の中心が位置するように前記元プレートに前記部品整列孔を形成するステップとを備える。

本発明によれば、整列後の部品の取り出しを容易に行える部品整列装置と、当該部品整列装置に有用な部品整列プレートと、当該部品整列プレートの製造方法を提供することができる。

図１は本発明を適用した部品整列装置の外観斜視図である。 図２（Ａ）は図１に示した部品整列ユニットの上面図、図２（Ｂ）は同縦断面図、図２（Ｃ）は同分解縦断面図、図２（Ｄ）は図２（Ａ）～図２（Ｃ）に示した部品整列プレートの部品整列孔の形成エリアを示す上面図である。 図３（Ａ）は部品（一例）の構成説明図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示した部品に対応した部品整列孔を有する部品整列プレートの構成説明図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）のＣ－Ｃ線断面図、図３（Ｄ）は図３（Ｂ）に示した部品整列孔の配列態様の説明図である。 図４（Ａ）～図４（Ｃ）は図３（Ｂ）～図（Ｄ）に示した部品整列プレートの製造方法の説明図である。 図５は図１に示した部品整列装置の操作方法の説明図である。 図６は図１に示した部品整列装置の操作方法の説明図である。 図７は図１に示した部品整列装置の操作方法の説明図である。 図８は図１に示した部品整列装置の操作方法の説明図である。 図９は図１に示した部品整列装置の操作方法の説明図である。 図１０は図３（Ｂ）に示した角度θと整列率との関係を示す実験データである。

《部品整列装置の構成》
まず、図１および図２を用いて、図１に例示した部品整列装置（符号省略）の構成を説明する。この部品整列装置は、部品整列ユニット１０と、当該部品整列ユニット１０に振動を付加可能な振動付加ユニット２０とを備えている。

部品整列ユニット１０は、部品トレイ１１と、部品保持プレート１２と、部品整列プレート１３と、押付プレート１４とを備えている。なお、図１および図２には、便宜上、部品整列プレート１３が有する部品整列孔Ｈ（図３（Ｂ）～図３（Ｄ）を参照）の図示を省略している。

部品トレイ１１は上面視矩形状の外形を有しており、底面が平坦で部品トレイ１１の上面視外形よりも小さな上面視矩形状の凹部１１ａを有している。

部品保持プレート１２は部品トレイ１１の凹部１１ａの上面視外形よりも僅かに小さな上面視矩形状の外形を有しており、凹部１１ａの底面に着脱可能であり、かつ、取り付け状態でその上面は部品トレイ１１の部品載置面（符号省略）となる。すなわち、部品トレイ１１の部品載置面は、部品トレイ１１に取り付けられた部品保持プレート１２の上面によって構成されている。

部品保持プレート１２について補足すると、当該部品保持プレート１２は、好ましくは自らの表面摩擦抵抗によって部品Ｐ（図３（Ａ）を参照）を保持可能なプレートであり、より好ましくは合成樹脂シートの上面にセラミックスや金属等から成る硬質微細粒子を含む合成樹脂接着剤を塗工して硬化させたプレートである。このようなプレートを部品保持プレート１２として用いれば、表面摩擦抵抗によって整列後の部品Ｐの位置ずれを防止することができ、かつ、部品Ｐの取り出しも支障なく行うことができる。

なお、部品保持プレート１２には、軟質層や粘着層を表層として有するプレートの使用も可能ではあるが、部品Ｐに対する密着力が高すぎると、整列後の部品Ｐが張り付いて取り出しにくくなったり、部品Ｐを取り出すときに部品保持プレート１２が浮き上がったりする等の支障を生じる懸念があるため、密着力については部品Ｐのサイズおよび質量を考慮のうえで調整することが望ましい。

部品整列プレート１３は部品保持プレート１２の上面視外形と略同じ上面視矩形状の外形を有しており、部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に着脱可能であり、かつ、取り付けた状態で部品整列プレート１３の上面に置かれた部品Ｐを落とし込んで部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に載置可能な部品整列孔Ｈ（部品保持プレート１２を貫通した孔、図３（Ｂ）～図３（Ｄ）を参照）を多数有している。この部品整列プレート１３および部品整列孔Ｈ等については後に詳述する。

押付プレート１４は部品トレイ１１の上面視外形と略同じ上面視矩形状の外形を有しており、部品整列プレート１３の上面視外形よりも小さな上面視矩形状の孔１４ａを有している他、部品トレイ１１の凹部１１ａの上面視外形よりも僅かに小さな下面視矩形枠状の押付部１４ｂを有している（孔１４ａは押付プレート１４の上面から押付部１４ｂの下端に及んでいる）。無論、押付プレート１４の上面視外形は、部品トレイ１１の上面視外形よりも大きくても小さくてもよい。

押付部１４ｂの下方突出寸法（Ｚ方向寸法）は、部品トレイ１１の凹部１１ａの深さ（Ｚ方向寸法）から部品保持プレート１２の厚さ（Ｚ方向寸法）と部品整列プレート１３の厚さ（Ｚ方向寸法）とを減じた値よりも僅かに大きい。すなわち、押付プレート１４は部品トレイ１１に着脱可能であり、かつ、取り付け状態で部品整列プレート１３を部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に押し付け可能である。

ちなみに、部品整列プレート１３の外周部分は押付プレート１４の押付部１４ｂが押し付けられる領域となるため、部品整列プレート１３における部品整列孔Ｈの形成エリア１３ａは、好ましくは図２（Ｄ）に示したように押付プレート１４の孔１４ａの上面視外形よりも小さな上面視矩形状となる。

なお、使用可能な部品整列孔Ｈの数を極力多くする場合、形成エリア１３ａの上面視外形を押付プレート１４の孔１４ａの上面視外形と略同じにしてもよいし、部品整列プレート１３に可能な限りの部品整列孔Ｈを形成しておいて押付プレート１４の押付部１４ｂが接する部品整列孔Ｈを除くものを使用可能な部品整列孔Ｈとしてもよい。

振動付加ユニット２０は、直方体状のベース２１と、ベース２１内に設けられた振動源２２と、振動源２２からの振動を付加可能な振動プレート２３とを備えている。

振動プレート２３は、部品トレイ１１の上面視外形よりも大きな上面視矩形状の外形を有しており、底面が平坦で部品トレイ１１の下面視外形よりも僅かに大きな上面視矩形状の凹部から成るトレイ支持部２３ａを有しており、トレイ支持部２３ａの深さ（Ｚ方向寸法）は部品トレイ１１の高さ（Ｚ方向寸法）よりも小さい。すなわち、部品トレイ１１は振動プレート２３のトレイ支持部２３ａに着脱可能であり、かつ、取り付け状態で振動源２２からの振動を付加可能である。

振動源２２について補足すると、当該振動源２２から振動プレート２３に付加可能な振動は、部品整列ユニット１０の部品整列プレート１３の上面に設定された仮想ＸＹ面ＶＸＹＰ（図３（Ｂ）を参照）におけるＸ方向振動とＹ方向振動である。振動源２２の機構に特段の制限はないが、好ましくは圧電素子を使用した振動機構、または、電動モータおよびカム機構を使用した振動機構を使用できる。

《部品整列プレートの構成》
次に、図３を用いて、前述の部品整列プレート１３の構成を、
・整列対象となる部品Ｐが基準長さＬｐ＞基準幅Ｗｐ＝基準厚さＴｐで規定される直方体
状を成す電子部品（図３（Ａ）を参照）
である場合を例として説明する。

図３（Ｂ）に示したように、部品整列孔Ｈは、部品整列プレート１３の上面に設定された仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰに、Ｘ方向に対して角度θ傾いた仮想傾斜横直線（符号省略、図３（Ｂ）中の斜め横向きの４本の線を参照）とＹ方向に対して同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線（符号省略、図３（Ｂ）中の斜め縦向きの４本の線を参照）とを有する仮想傾斜格子線ＶＩＧＬを設定した仮想状態において、当該仮想傾斜格子線ＶＩＧＬにおける奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に部品整列孔Ｈの中心Ｈｃが位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に部品配列孔Ｈの中心Ｈｃが位置するように配列されている。

また、部品整列孔Ｈが上面視矩形状であるため、各部品整列孔Ｈの対向する２辺（符号省略、図３（Ｂ）中の上下の２辺を参照）はＸ方向と平行であり、かつ、対向する他の２辺（符号省略、図３（Ｂ）中の左右の２辺を参照）はＹ方向と平行である。すなわち、図３（Ｄ）に示したように、部品整列プレート１３が有する部品整列孔Ｈは、部品整列プレート１３上をＸ方向に移動する部品Ｐが必ず部品整列孔Ｈ上を通過し、Ｙ方向に移動する部品Ｐも必ず部品整列孔Ｈ上を通過するような配列態様となっている。

さらに、各部品整列孔Ｈの前記対向する２辺の寸法Ｄｈｘ（図３（Ｂ）を参照）は部品Ｐの基準長さＬｐよりも僅かに大きく、かつ、前記対向する他の２辺の寸法Ｄｈｙ（図３（Ｂ）を参照）は部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐよりも僅かに大きい。実際の部品Ｐには基準長さＬｐ、基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐのそれぞれに公差があるため、プラス側の公差を考慮して、好ましくは前記寸法Ｄｈｘを基準長さＬｐの１．１倍～１．３倍、より好ましくは１．２倍とするとよく、前記寸法Ｄｈｙを部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．１倍～１．３倍、より好ましくは１．２倍とするとよい。

前記寸法Ｄｈｘと前記寸法Ｄｈｘについて補足すると、前記寸法Ｄｈｘを部品Ｐの基準長さＬｐの１．１倍未満とし、前記寸法Ｄｈｙを部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．１倍未満とすると、部品整列孔Ｈへの部品Ｐの正常姿勢での落とし込みが難しくなる懸念がある。また、前記寸法Ｄｈｘを部品Ｐの基準長さＬｐ両者を１．３倍超過とし、前記寸法Ｄｈｙを部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．３倍超過とすると、部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれた部品Ｐの付加振動による揺れ動きが大きくなって当該揺れ動きを原因として整列孔Ｈから出てしまう懸念がある。

さらに、各部品整列孔Ｈの深さＤｈｚ（図３（Ｃ）を参照、部品整列プレート１３の厚さＴ１３に相当）は、部品Ｐの基準長さＬｐの１／２未満で、かつ、部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１／２超過とすることが好ましく、｛（基準長さＬｐの１／２＋基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１／２）÷２｝とすることがより好ましい。

前記深さＤｈｚについて補足すると、前記深さＤｈｚを部品Ｐの基準長さＬｐの１／２以上とすると、部品整列孔Ｈに縦向き姿勢（異常姿勢）で落とし込まれた部品Ｐが振動を付加しても当該部品整列孔Ｈから出ずに止まる懸念がある。また、前記深さＤｈｚを部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１／２以下とすると、部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれた部品Ｐが付加振動によって当該部品整列孔Ｈから出てしまう懸念がある。

さらに、各部品整列孔ＨのＸ方向で隣接する２個の部品整列孔Ｈの最短間隔ＩＮ１（図３（Ｂ）を参照）と、Ｙ方向で隣接する２個の部品整列孔Ｈの最短間隔Ｎ２（図３（Ｂ）を参照）は、部品Ｐの基準長さＬｐ以上とすることが好ましい。

前記最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２について補足すると、前記最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２は部品整列プレート１３に振動（Ｘ方向振動およびＹ方向振動）を付加したときの部品Ｐの通り道となるものであり、部品Ｐを上から見たときの向きに拘わらず当該部品Ｐが通過できた方が部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれる確率（整列率）が高くなるため、前記最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２の好ましい最小値は部品Ｐの基準長さＬｐとなる。一方、前記最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２の最大値には特段の制限はないが、当該最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２を大きくするとその分だけ単位面積当たりの部品整列孔Ｈの総数が減少してしまうため、この点を考慮のうえで最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２を調整することが望ましい。

ここで、部品整列孔Ｈの寸法Ｄｈｘ、寸法Ｄｈｙおよび深さＤｈｚについて、部品Ｐが電子部品（例えばコンデンサ素子、バリスタ素子、インダクタ素子、アレイ素子、複合素子等）である場合の主たる市販品（サイズが０４０２、０６０３、１００５、１６０８、２０１２、３２１６、３２２５）を例に挙げて具体的に説明する。

寸法Ｄｈｘが基準長さＬｐの１．２倍で寸法Ｄｈｙが基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．２倍のとき、０４０２サイズの場合の寸法Ｄｈｘは０．４８ｍｍで寸法Ｄｈｙは０．２４ｍｍとなり、０６０３サイズの場合の寸法Ｄｈｘは０．７２ｍｍで寸法Ｄｈｙは０．３６ｍｍとなり、１００５サイズの場合の寸法Ｄｈｘは１．２ｍｍで寸法Ｄｈｙは０．６ｍｍ、１６０８サイズの場合の寸法Ｄｈｘは１．９２ｍｍで寸法Ｄｈｙは０．９６ｍｍとなり、２０１２サイズの場合の寸法Ｄｈｘは２．４ｍｍで寸法Ｄｈｙは１．５ｍｍ、３２１６サイズの場合の寸法Ｄｈｘは３．８４ｍｍで寸法Ｄｈｙは１．９２ｍｍ、３２２５サイズの場合の寸法Ｄｈｘは３．８４ｍｍで寸法Ｄｈｙは３ｍｍとなる。

また、部品整列孔Ｈの深さＤｈｚが｛（基準長さＬｐの１／２＋基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１／２）÷２｝のとき、０４０２サイズの場合の深さＤｈｚは０．１５ｍｍとなり、０６０３サイズの場合の深さＤｈｚは０．２２５ｍｍとなり、１００５サイズの場合の深さＤｈｚは０．３７５ｍｍとなり、１６０８サイズの場合の深さＤｈｚは０．６ｍｍとなり、２０１２サイズの場合の深さＤｈｚは０．８１３ｍｍとなり、３２１６サイズの場合の深さＤｈｚは１．２ｍｍとなり、３２２５サイズの場合のの深さＤｈｚは１．４２５ｍｍとなる。

《部品整列プレートの製造方法》
次に、図４を用いて、前述の部品整列プレート１３（図３（Ｂ）～図３（Ｄ）を参照）の好ましい製造方法を、
・整列対象となる部品Ｐが基準長さＬｐ＞基準幅Ｗｐ＝基準厚さＴｐで規定される直方体
状を成す電子部品
・部品整列孔Ｈの前記寸法Ｄｈｘが部品Ｐの基準長さＬｐの１．２倍で、前記寸法Ｄｈｙ
が部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．２倍
・部品整列孔Ｈの前記寸法Ｄｈｚが｛（基準長さＬｐの１／２＋基準幅Ｗｐおよび基準厚
さＴｐの１／２）÷２｝
である場合を例として説明する。なお、以下の製造方法における部品整列孔Ｈの形成ステップを除くステップは、コンピュータを使用しディスプレイ上で行うことができる。

部品整列プレート１３となる上面視矩形状の外形を有する元プレート１３’を用意して、その上面に仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰを設定する（図４（Ａ）を参照）。元プレート１３’が上面視矩形状の外形を有する場合、上下で対向する２辺をＸ方向と平行にし、左右で対向する他の２辺をＹ方向と平行にすれば、元プレート１３’の上面そのものが仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰとなる。

続いて、仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰに、Ｘ方向と平行な仮想横直線（符号省略、図４（Ａ）中の横向きの４本の線を参照）とＹ方向と平行な仮想縦直線（符号省略、図４（Ａ）中の縦向きの４本の線を参照）とを有する仮想格子線ＶＧＬを描く。

続いて、仮想格子線ＶＧＬにおける奇数番目の仮想横直線の奇数番目の交点に仮想の部品整列孔Ｈの中心Ｈｃが位置し、かつ、偶数番目の仮想横直線の偶数番目の交点に仮想の部品整列孔Ｈの中心Ｈｃが位置するように、加えて、各仮想の部品整列孔Ｈの上下で対向する２辺の向きがＸ方向と平行になるように、かつ、左右で対向する他の２辺の向きをＹ方向と平行となるように、仮想の部品整列孔Ｈを描く（図４（Ａを参照）。

ちなみに、図４（Ａ）に示したＸ方向で隣接する２個の仮想の部品整列孔Ｈの最短間隔ＩＮｘは部品Ｐの基準長さＬｐと同じであり、Ｙ方向で隣接する２個の仮想の部品整列孔Ｈの最短間隔ＩＮｙも部品Ｐの基準長さＬｐと同じである。換言すれば、先に述べた仮想格子線ＶＧＬを描くするステップは、この最短間隔ＩＮｘおよびＩＮｙが得られるようにＸ方向と平行な仮想横直線とＹ方向と平行な仮想縦直線とを描くステップである。

続いて、仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰにおいて仮想格子線ＶＧＬと仮想の部品整列孔Ｈの全てを角度θ傾ける（図４（Ｂ）を参照）。これにより、Ｘ方向に対して角度θ傾いた仮想傾斜横直線（符号省略、図４（Ｂ）中の斜め横向きの４本の線を参照）とＹ方向に対して同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線（符号省略、図４（Ｂ）中の斜め縦向きの４本の線を参照）とを有する仮想傾斜格子線ＶＩＧＬが得られる。なお、図４（Ｂ）には傾き方向を反時計回り方向としたものを示しているが、当該傾き方向は時計回り方向であってもよい。

続いて、各仮想の部品整列孔Ｈをその中心Ｈｃを支点として前記とは逆方向に角度θ傾けて、各仮想の部品整列孔Ｈの上下で対向する２辺の向きがＸ方向と平行になるように、かつ、左右で対向する他の２辺の向きをＹ方向と平行となるように戻す（図４（Ｃ）を参照）。

続いて、図４（Ｃ）における各仮想の部品整列孔Ｈの配列および向きに準じて、実際の元プレート１３’に部品整列孔Ｈを形成する。部品整列孔Ｈの形成手法に特段の制限はないが、精度面を考慮すると、元プレート１３’がステンレス等の金属からなるときには部品整列孔Ｈのサイズに拘わらずフォトエッチング加工を用いることが好ましい。

なお、図４（Ａ）を用いて説明した仮想格子線ＶＧＬを描くステップと、図４（Ｂ）を用いて説明した仮想格子線ＶＧＬを角度θ傾けるステップは、仮想ＸＹ平面ＶＸＹＰに、直接、図４（Ｂ）に示した仮想格子線ＶＩＧＬを描くことによって省略してもよく、このようにしても実際の元プレート１３’に同様の配列および向きで部品整列孔Ｈを形成することができる。

また、図４（Ａ）を用いて説明した仮想の部品整列孔Ｈを描くステップは、仮想格子線ＶＧＬを描いてこれを角度θ傾けた後、または、前掲のように仮想格子線ＶＩＧＬを直接描いた後に行うようにしてもよく、このようにしても実際の元プレート１３’に同様の配列および向きで部品整列孔Ｈを形成することができる。

《部品整列装置の操作方法》
次に、図５～図９を用いて、前述の部品整列プレート１３（図３（Ｂ）～図３（Ｄ）を参照）を用いた前述の部品整列装置の操作方法を、
・整列対象となる部品Ｐが基準長さＬｐ＞基準幅Ｗｐ＝基準厚さＴｐで規定される直方体
状を成す電子部品
・部品整列孔Ｈの前記寸法Ｄｈｘが部品Ｐの基準長さＬｐの１．２倍で、前記寸法Ｄｈｙ
が部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．２倍
・部品整列孔Ｈの前記寸法Ｄｈｚが｛（基準長さＬｐの１／２＋基準幅Ｗｐおよび基準厚
さＴｐの１／２）÷２｝
・各部品整列孔Ｈの前記最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２が部品Ｐの基準長さＬｐ以上
である場合を例として説明する。

図５に示した部品整列装置の部品整列ユニット１０は、図２（Ｂ）に示したように部品トレイ１１の凹部１１ａの底面に部品保持プレート１２が取り付けられ、当該部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に部品整列プレート１３が取り付けられ、当該部品整列プレート１３は部品トレイ１１の凹部１１ａに取り付けられた押付プレート１４の押付部１４ａによって部品保持プレート１２に押し付けられて略面接触している。

部品トレイ１１の凹部１１ａに対する押付プレート１４の嵌め合わせに振動に耐え得る充分な結合力が得られる場合には、押付プレート１４を部品トレイ１１に固定する手段は必要ないが、結合力が弱い場合には、部品トレイ１１に対して押付プレート１４を固定する手段、例えばボルトとネジ穴との組み合わせや、ネジ使用のクランプや、エア吸引孔等を用いてもよい。

また、図５に示した部品整列装置の振動付加ユニット２０の振動プレート２３のトレイ支持部２３ａには、部品整列ユニット１０の部品トレイ１１の下部が取り付けられている。振動プレート２３のトレイ支持部２３ａに対する部品トレイ１１の嵌め合わせに振動に耐え得る充分な結合力が得られる場合には、部品トレイ１１を振動プレート２３に固定する手段は必要ないが、部品トレイ１１を振動プレート２３に固定する手段として前記同様の手段を用いてもよい。

バルク状（ばらばらの状態）の部品Ｐに対して所期の整列を行うときには、図５に示した部品整列装置の部品整列ユニット１０の部品整列プレート１３の上面の好ましくは中央に、部品整列孔Ｈのサイズに対応した部品Ｐを適当数置く。

適当数について補足すると、部品整列プレート１３の使用可能な部品整列孔Ｈの数が例えば１０００個の場合は、部品整列プレート１３の上面に置かれる部品Ｐの数は好ましくは１０００個前後（例えば８００個～１２００個）である。部品整列プレート１３の上面に置かれる部品Ｐの数が使用可能な部品整列孔Ｈの数以下のときは整列率（部品Ｐが正常姿勢で部品整列孔Ｈに落とし込まれる確率）に悪影響を生じることはないが、当該部品Ｐの数を使用可能な部品整列孔Ｈの数よりも余り多くすると、後述の付加振動による部品Ｐの動きが悪化するために整列率に悪影響を生じる懸念がある。

そして、振動付加ユニット２０の振動源２２を駆動して、部品整列ユニット１０、すなわち、部品整列プレート１３にＸ方向振動とＹ方向振動を付加する。ちなみに、振動を付加する時間（整列時間）は、使用可能な部品整列孔Ｈの数が例えば１０００個の場合は概ね３０秒～６０秒の範囲内である。

各振動について補足すると、Ｘ方向振動の振幅とＹ方向振動の振幅は、部品Ｐの基準長さＬｐ（図３（Ａ）を参照）以下であることが好ましい。各振動の振幅は部品整列プレート１３の上面における部品ＰのＸ方向とＹ方向の動きに反映されるため、当該振幅が部品Ｐの基準長さＬｐ以下であるときには整列率に悪影響を生じることはないが（但し、振幅が余り小さいと整列時間が長くなる）、当該振幅を部品Ｐの基準長さＬｐ超過とすると、後述の付加振動による部品Ｐの動きが大きくなって整列率に悪影響を生じる懸念がある。

部品整列プレート１３にＸ方向振動とＹ方向振動を付加すると、部品整列プレート１３の上面に置かれた部品Ｐが拡散し、図６に示したように、部品Ｐは部品整列プレート１３の上面において主としてＸ方向とＹ方向に移動する。例えば部品整列プレート１３の上面における部品Ｐに４種類の向き（Ｐａ～Ｐｄ）があるとすると、第１向きの部品ＰａはＸ方向に移動する過程、または、Ｙ方向に移動する過程で部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれる。また、第２～第４の向きの部品Ｐｂ～ＰｄはＸ方向に移動する過程、または、Ｙ方向に移動する過程で部品整列孔Ｈによってその向きを矯正され、第１向きの部品Ｐａと同様に部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれる（図７を参照）。

整列挙動について補足すると、部品整列孔Ｈの寸法Ｄｈｘが部品Ｐの基準長さＬｐの１．２倍で、寸法Ｄｈｙが部品Ｐの基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１．２倍で、寸法Ｄｈｚが｛（基準長さＬｐの１／２＋基準幅Ｗｐおよび基準厚さＴｐの１／２）÷２｝であるため、部品整列孔Ｈに部品Ｐを正常姿勢で落とし込みやすく、かつ、部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれた部品Ｐが付加振動によって部品整列孔Ｈから出ることはないし、部品整列孔Ｈに部品Ｐが縦向き姿勢（異常姿勢）で落とし込まれても、当該部品Ｐは不安定であるが故に付加振動によって部品整列孔Ｈから出て再整列されることなる。

また、各部品整列孔Ｈの最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２が部品Ｐの基準長さＬｐ以上であるため、隣接する２個の部品整列孔Ｈに既に部品Ｐが正常姿勢で落とし込まれていても、当該部品Ｐの部品整列孔Ｈから上方に露出する部分（図７を参照）によって、未整列の部品ＰのＸ方向移動とＹ方向移動が阻害されることはない。すなわち、未整列の部品Ｐは最短間隔ＩＮ１およびＩＮ２を通じてＸ方向に移動する過程、または、Ｙ方向に移動する過程で部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれることになる。

整列完了後は、部品整列装置の振動付加ユニット２０の振動プレート２３のトレイ支持部２３ａから部品整列ユニット１０を取り外し、さらに、部品整列ユニット１０の部品トレイ１１から押付プレート１４を取り外した後に部品整列プレート１３を取り外す（図８を参照）。

部品整列プレート１３の各部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれた部品Ｐはその下の部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に載置される構造にあるため（図７を参照）、部品整列プレート１３の上面に未整列の部品Ｐが残存する場合でも、当該未整列の部品Ｐは、部品整列プレート１３を取り外すときに当該部品配列プレート１３と一緒に取り除かれることになる。また、部品トレイ１１から部品整列プレート１３を取り外すと、各部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれた部品Ｐが同一の配列および向きで部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に載置された状態となる（図９を参照）。

すなわち、部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に所期の配列および向きで部品Ｐが載置された部品トレイ１１を得ることができる。この部品トレイ１１は保管場所等に移送されることなるが、部品保持プレート１２は自らの表面摩擦抵抗によって部品Ｐを保持するものであるため、移送時に部品Ｐに位置ずれが生じることを防止することができる。

《所期の配列および向きで部品が載置された部品トレイの利用方法》
次に、所期の配列および向きで部品Ｐが載置された部品トレイ１１の利用方法について、部品Ｐが電子部品ある場合を例として説明する。

所期の配列および向きで部品Ｐが載置された部品トレイ１１は、テーピング装置（キャリアテープのポケットに部品を収納しカバーテープで閉塞して部品収納テープを作製する装置）やマウンター（回路基板に部品を搭載する装置）等の部品供給源として利用することができる。

例えばテーピング装置では、収納対象となる部品をキャリアテープのポケットに収納するために部品貯蔵部、部品供給部、部品挿入部等を具備した複雑な機構を有するが、前述の部品トレイ１１を利用すれば、部品搬送機構（例えば部品を３次元で搬送可能な機構）を用いて、当該部品トレイ１１から部品Ｐを取り出して当該部品Ｐをキャリアテープのポケットに収納することが可能となる。

また、例えばマウンターでは、一般にテープフィーダー（前記の部品収納テープからカバーテープを剥離して部品を取り出せるようにした装置）が用いれているが、前記の部品トレイ１１を利用すれば、マウンターが具備した部品搬送機構（例えば部品を３次元で搬送可能な機構）によって、当該部品トレイ１１から部品Ｐを取り出して当該部品Ｐを回路基板に搭載することが可能となる。

《部品整列装置と部品整列プレートによって得られる主たる作用効果》
次に、部品整列装置と部品整列プレート１３によって得られる主たる作用効果について説明する。

部品整列ユニット１０の部品整列プレート１３は部品Ｐを整列した後に部品保持プレート１２の上面（部品載置面）から取り外されるものであるため、部品整列プレート１３の上面に未整列の部品Ｐが残存する場合でも当該未整列の部品Ｐを部品配列プレート１３と一緒に取り除くことができる。すなわち、整列後の部品Ｐは部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に所期の配列および向きで載置することができるため、整列後の部品Ｐの取り出しを容易に行うことができる。

また、部品保持プレート１２は自らの表面摩擦抵抗によって部品Ｐを保持するものであるため、所期の配列および向きで部品Ｐが載置された部品トレイ１１を移送しても当該移送時に部品Ｐに位置ずれが生じることを防止することができ、部品トレイ１１からの部品Ｐの取り出しも支障なく行うことができる。

さらに、部品整列プレート１３には独自の配列および向きで部品整列孔Ｈが設けられているため、当該部品整列プレート１３にＸ方向振動とＹ方向振動を付加することによって、部品整列プレート１３上の部品Ｐが部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれる確率（整列率）を高めることができる。

さらに、部品整列プレート１３を取り外した後において部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に載置された部品Ｐの対向する２辺はＸ方向と平行であり、かつ、対向する他の２辺はＹ方向と平行であるため、先に述べた部品搬送機構（例えば部品を３次元で搬送可能な機構）で部品Ｐを取り出すときにその向き（上から見たときの向き）の変化をＸ方向とＹ方向を基準として行うことができ、これにより向き変化に係る負担を軽減することができる。

《整列率に係る実験データ》
次に、図１０を用いて、前掲の整列率を検証した実験データを説明する。

実験に用いた部品サイズは０４０２、０６０３、１００５、１６０８、２０１２、３２１６、３２２５であり、部品種類はコンデンサ素子（積層セラミックコンデンサ）である。なお、図１０の角度θは図３（Ｂ）に示した角度θを示す。

実験では、各部品サイズ別に、部品サイズに対応した部品整列孔Ｈを図３（Ｂ）に示した配列および向きで１０００個有し、かつ、角度θが２°～１３°の範囲で１°ずつ異なる１２種類の部品整列プレートを用意した。また、先に述べた操作方法に準じ、各部品サイズ別に、１２種類の部品整列プレート上にバルク状の部品を９００個に置き、Ｘ方向振動とＹ方向振動（各振動の振幅は部品の基準長さと同じ）を６０秒付加して、振動付加後の整列率（部品Ｐが部品整列孔Ｈに正常姿勢で落とし込まれる確率）を百分率で計測した。

実験によれば、部品サイズに拘わらず、角度θが３°～１２°の範囲内にあるときに９５％以上の整列率が得られることが確認できた。角度θが２°と１３°のときの整列率は９５％には達しないもののいずれも９０％以上を超えているため、実用上の整列率の良否境界を９０％とする場合には問題なく使用できることも確認できた。なお、図１０への図示を省略したが、角度θが１°と１４°のときの整列率はいずれも８０％以下となるため、実用には不向きであることも確認できている。

《変形例》
次に、前述の部品整列装置と部品整列プレート１３の変形例を説明する。

（１）図１および図２には部品保持プレート１２が部品トレイ１１に着脱可能としたものを示したが、必ずしも着脱可能である必要はなく、部品保持プレート１２に相当する部品保持層を部品トレイ１１の凹部１１ａの底面に一体に形成してもよい。換言すれば、部品保持プレート１２を着脱可能に構成すれば、繰り返しの使用によって部品保持プレート１２の上面（部品載置面）に所期の表面摩擦抵抗が得られなくなったときに当該部品保持プレート１２のみの交換が可能となる。

（２）図１および図２には部品整列ユニットおよび部品整列プレート１３として上面視外形が正方形のものを示したが、使用可能な部品整列孔Ｈの数を増加するために部品整列ユニットおよび部品整列プレート１３の上面視外形をＸ方向に延びた長方形としてもよい。この場合、押付プレート１４による部品整列プレート１３の押し付けが不充分となるときには、押付プレート１４の孔１４ａをＸ方向で分断する仕切り部を設けて、当該仕切り部と押付部１４ｂによって部品整列プレート１３の押し付けを行うようにするとよい。

（３）図３（Ａ）に部品Ｐの一例として基準長さＬｐ＞基準幅Ｗｐ＝基準厚さＴｐで規定される直方体状を成す電子部品を示したが、同様の寸法関係を有する電子部品以外の部品であっても所期の整列は可能であり、基準幅Ｗｐと基準厚さＴｐが多少異なっていても所期の整列は可能である。

（４）図３（Ｂ）～図３（Ｄ）に部品整列孔Ｈとして上面視矩形状のものを示したが、これに代えて、上面視円状のものや上面視楕円状のものを採用しても、先に述べた作用効果のうちの筆頭の作用効果を得ることができるし、このことは直方体状以外の形状を有する部品を整列対象とする場合でも同様である。

１０…部品整列ユニット、１１…部品トレイ、１２…部品保持プレート、１３…部品整列プレート、１３’…部品整列プレートの元プレート、１４…押付プレート、２０…振動付加ユニット、２１…ベース、２２…振動源、２３…振動プレート、２３ａ…トレイ支持部、Ｐ…部品、Ｈ…部品整列プレートの部品整列孔、Ｈｃ…部品整列孔の中心、ＶＸＹＰ…仮想ＸＹ平面、ＶＩＧＬ…仮想傾斜格子線、θ…角度、ＩＮ１，ＩＮ２…最短間隔。

Claims (22)

1. 部品整列ユニットと、前記部品整列ユニットに振動を付加可能な振動付加ユニットとを備えた部品整列装置であって、
   前記部品整列ユニットは、部品トレイと、前記部品トレイに着脱可能であり、部品載置面を有する部品保持プレートと、前記部品トレイに着脱可能であり、かつ、取り付け状態で整列対象となる部品を落とし込んで前記部品保持プレートの前記部品載置面に載置可能な部品整列孔を有する部品整列プレートとを備え、
   前記部品整列孔は、前記部品整列プレートの上面に設定した仮想ＸＹ平面にＸ方向と角度θ傾いた仮想傾斜横直線とＹ方向と同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線とを有する仮想傾斜格子線を設定した仮想状態において、前記仮想傾斜格子線における奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置するように配列されている、
   部品整列装置。
2. 前記部品整列ユニットは、前記部品トレイに着脱可能であり、かつ、取り付け状態で前記部品整列プレートを前記部品トレイの前記部品載置面に押し付け可能な押付プレートをさらに備える、
   請求項１に記載の部品整列装置。
3. 前記部品トレイの前記部品載置面は、自らの表面摩擦抵抗によって前記部品を保持可能である、
   請求項１または２に記載の部品整列装置。
4. 前記振動付加ユニットは、前記部品トレイを着脱可能なトレイ支持部を有する振動プレートと、前記振動プレートに振動を付加可能な振動源とを備える、
   請求項１～３のいずれか１項に部品整列装置。
5. 前記振動は、前記部品整列プレートの上面に設定された仮想ＸＹ平面におけるＸ方向振動とＹ方向振動とから成る、
   請求項４に記載の部品整列装置。
6. 前記部品整列孔が上面視矩形状を成すとき、前記部品整列孔の対向する２辺は前記Ｘ方向と平行であり、かつ、対向する他の２辺は前記Ｙ方向と平行である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の部品整列装置。
7. 前記部品が基準長さ＞基準幅＝基準厚さで規定される直方体状を成すとき、前記部品整列孔の前記対向する２辺の寸法は前記基準長さよりも僅かに大きく、かつ、前記対向する他の２辺の寸法は前記基準幅および前記基準厚さよりも僅かに大きい、
   請求項６に記載の部品整列装置。
8. 前記部品整列孔の深さは、前記基準長さの１／２未満で、かつ、前記基準幅および前記基準厚さの１／２超過である、
   請求項７に記載の記載の部品整列装置。
9. Ｘ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔と、Ｙ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔は、前記基準長さ以上である、
   請求項７または８に記載の部品整列装置。
10. 前記角度θは、３°～１２°の範囲内にある、
    請求項７～９のいずれか１項に記載の部品整列装置。
11. 部品トレイと、前記部品トレイに着脱可能であり、部品載置面を有する部品保持プレートと、前記部品トレイに着脱可能であり、かつ、取り付け状態で整列対象となる部品を落とし込んで前記部品保持プレートの前記部品載置面に載置可能な部品整列孔を有する部品整列プレートとを備える部品整列ユニットと、前記部品整列ユニットに振動を付加可能な振動付加ユニットと、を備えた部品整列装置における前記部品整列プレートであって、
    前記部品整列孔は、前記部品整列プレートの上面に設定した仮想ＸＹ平面にＸ方向と角度θ傾いた仮想傾斜横直線とＹ方向と同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線とを有する仮想傾斜格子線を設定した仮想状態において、前記仮想傾斜格子線における奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置するように配列されている、
    部品整列プレート。
12. 前記部品整列孔が上面視矩形状を成すとき、前記部品整列孔の対向する２辺は前記Ｘ方向と平行であり、かつ、対向する他の２辺は前記Ｙ方向と平行である、
    請求項１１に記載の部品整列プレート。
13. 前記部品が基準長さ＞基準幅＝基準厚さで規定される直方体状を成すとき、前記部品整列孔の前記対向する２辺の寸法は前記基準長さよりも僅かに大きく、かつ、前記対向する他の２辺の寸法は前記基準幅および前記基準厚さよりも僅かに大きい、
    請求項１２に記載の部品整列プレート。
14. 前記部品整列孔の深さは、前記基準長さの１／２未満で、かつ、前記基準幅および前記基準厚さの１／２超過である、
    請求項１３に記載の記載の部品整列プレート。
15. Ｘ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔と、Ｙ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔は、前記基準長さ以上である、
    請求項１３または１４に記載の部品整列プレート。
16. 前記角度θは、３°～１２°の範囲内にある、
    請求項１３～１５のいずれか１項に記載の部品整列プレート。
17. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の部品整列プレートの製造方法であって、
    前記部品整列プレートとなる元プレートの上面に仮想ＸＹ平面を設定するステップと、
    前記仮想ＸＹ平面にＸ方向と角度θ傾いた仮想傾斜横直線とＹ方向と同角度θ傾いた仮想傾斜縦直線とを有する仮想傾斜格子線を設定するステップと、
    前記仮想傾斜格子線における奇数番目の仮想傾斜横直線の奇数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置し、かつ、偶数番目の仮想傾斜横直線の偶数番目の交点に前記部品整列孔の中心が位置するように前記元プレートに前記部品整列孔を形成するステップとを備える、
    部品整列プレートの製造方法。
18. 前記部品整列孔が上面視矩形状を成すとき、前記部品整列孔を形成するステップでは、
    前記部品整列孔の対向する２辺が前記Ｘ方向と平行となり、かつ、対向する他の２辺が前記Ｙ方向と平行となるように前記部品整列孔を形成する、
    請求項１７に記載の部品整列プレートの製造方法。
19. 前記部品が基準長さ＞基準幅＝基準厚さで規定される直方体状を成すとき、前記部品整列孔の前記対向する２辺の寸法は前記基準長さよりも僅かに大きく、かつ、前記対向する他の２辺の寸法は前記基準幅および前記基準厚さよりも僅かに大きい、
    請求項１８に記載の部品整列プレートの製造方法。
20. 前記部品整列孔の深さは、前記基準長さの１／２未満で、かつ、前記基準幅および前記基準厚さの１／２超過である、
    請求項１９に記載の記載の部品整列プレートの製造方法。
21. 前記Ｘ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔と、前記Ｙ方向で隣接する２個の前記部品整列孔の最短間隔は、前記基準長さ以上である、
    請求項１９または２０に記載の部品整列プレートの製造方法。
22. 前記角度θは、３°～１２°の範囲内にある、
    請求項１９～２１のいずれか１項に記載の部品整列プレートの製造方法。

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