KR20200111613A

KR20200111613A - 분말상 부품 공급 장치

Info

Publication number: KR20200111613A
Application number: KR1020200004227A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 카마타
Original assignee: 가부시키가이샤 휴브레인
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2020-09-29
Also published as: JP7328666B2; CN111717664A; JP2020152478A; TW202035261A

Abstract

(과제) 종래의 호퍼는 막힘을 개선할 수 있지만, 안정한 매스 플로로 전량을 공급할 수 없어서, 개수 단위로 분체를 공급하는 것이 곤란한 점을 해결한다.
(해결 수단) 본 발명의 분말상 부품 공급 장치(1)는 상부에 분말상 부품의 공급 개구(12A)가, 하부에 분말상 부품의 배출 개구(12B)가 각각 형성되고, 공급 개구(12A)로부터 배출 개구(12B)를 향해서 점차 지름이 작아진 호퍼 본체(12)와, 공급 개구(12A)를 덮는 뚜껑(13)과, 호퍼 본체(12) 내에 분말상 부품 전량을 장입하고 뚜껑(13)을 닫은 상태에서 호퍼 본체(12) 내에 부압을 발생시키는 부압 발생 장치(14)를 구비하고 있다.
(효과) 호퍼 본체(12) 내에 발생한 부압에 의해 배출 개구(12B)로부터 외기가 유입되고, 이것에 의해 분말상 부품의 퇴적압이 경감함과 아울러 붕괴시켜야 할 아치나 래트홀이 형성되는 일이 없이, 매스 플로로 전량을 공급할 수 있다.

Description

분말상 부품 공급 장치{POWDER TYPE PARTS SUPPLYING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 반도체 소자나 전자·전기 소자라고 하는 매우 작은 분말상 부품을 안정하게 정량 또한 정수 공급하는 것이 가능한 분말상 부품 공급 장치에 관한 것이다.

작금에서는, 반도체 소자나 전자·전기 소자는 매우 작아져 오고 있고, 이미 분말상이라고도 말할 수 있는 상태가 된 부품을 일시적으로 수용한 호퍼로부터, 중량 단위가 아니라 개수 단위로 공급하는 것이 매우 곤란해져 오고 있다.

분체를 공급하는 호퍼는 호퍼 내 상층에 퇴적한 분체의 압력과, 분체끼리 및 분체와 호퍼 내벽의 마찰(정전기)에 의해, 크게는 이하의 2개의 문제가 생겨서, 안정적인 배출을 할 수 없는 경우가 있다.

하나는, 호퍼 내에 있어서의 배출구의 직상부에 단면 원호형상의 덩어리(이 덩어리를 「아치」라고 칭함)가 형성되고, 이 아치가 배출구를 폐쇄하여, 완전히 배출이 정지해버린다고 하는 문제가 있었다.

또 하나는, 호퍼 내에 있어서의 배출구의 직상부의 분체만이 배출되어서(이 배출흔의 구멍을 「래트홀」이라고 칭함), 즉 래트홀 주변의 분체는 유동하지 않고 잔류하여 버린다고 하는 문제가 있었다.

덧붙여서 말하면, 호퍼로부터 분체가 막히지 않고, 또한 호퍼 내에 분체가 잔류하지 않고, 안정하게 모두 배출되는 상황을 「매스 플로」라고 말하고, 또한 래트홀을 형성하는 분만큼 배출되는 상황(즉 분체가 잔류하는 상황)을 「퍼넬 플로」라고 말하고, 호퍼로부터 분체가 배출되지 않는 상황(즉, 단면 원호형상의 덩어리가 배출구를 폐쇄해서 배출이 정지되는 상황)을 「브리지」라고 말한다.

상기 브리지나 퍼넬 플로를 억제하기 위해서는, 호퍼 내에 있어서의 분체의 유동 특성의 개선을 목적으로 해서 호퍼의 형상 등을 변경하는 방법과, 아치나 래트홀의 형성 억제와 붕괴를 목적으로 해서 호퍼에 외압을 가하는 방법이 있다.

상기 호퍼의 형상 등을 변경하는 방법으로서는, 예를 들면 배출 구경을 크게 하고, 호퍼의 배출구에 이르는 경사 각도를 예각으로 하고(배출구의 개구면에 대하여 90°가 되는 각도에 가깝게 하고), 호퍼 내벽면(내주면)의 배출구에 이르는 일부의 경사 각도를 예각으로 하는 등 해서 상기 호퍼 내 상층에 퇴적된 분체의 압력의 편차를 발생시키고, 호퍼 내벽에, 예를 들면 대전 방지 수지나, 예를 들면 불소 수지를 코팅해서 매끄러움을 양호하게 한다고 하는 것이 알려져있다.

상기 호퍼에 외압을 가하는 방법으로서는, 예를 들면 호퍼의 외주에 진동 장치를 설치해서 상시 전체를 미세하게 진동시키고, 호퍼의 외주에 충격 부여 장치를 설치해서 일정 시간마다 충격을 가하고, 호퍼 내의 배출구 주변에 접속된 관으로부터 공기를 분사하고, 호퍼 내의 배출구 주변에 접속된 관으로부터 공기를 유입해서 호퍼 내를 고압으로 한다고 하는 것이 알려져있다.

그런데, 상기 호퍼의 형상 등을 변경하는 방법은 분체의 재질이나 입경이나 양에 의해 효과가 안정되지 않고, 호퍼 내에 있어서의 분체의 유동 특성의 개선은 예상되지만, 효과로서는 브리지나 퍼넬 플로가 생기기 어려워지는 정도뿐이었다.

한편, 상기 호퍼에 외압을 가하는 방법은, 예를 들면 비교적 사이즈가 크고 직사각형으로 한 분체의 경우, 분말상 부품끼리가 단지 퇴적, 적층된 상태가 아니라 복잡하게 조합된 상태로 되어, 진동이나 충격을 부여한 순간적으로 아치나 브리지가 붕괴되어도 그 직후(다음의 진동이나 충격을 받는 사이)에 재차 아치나 브리지가 형성되어, 결과적으로 유량이 많고 유량이 적음이 반복되어, 목적으로 하는 매스 플로로 할 수 없다.

또한, 예를 들면 특허문헌 1(일본 특허공개 2019-31360호 공보)과 특허문헌 2(일본 특허공개 평7-76395호 공보)에는 상기 호퍼의 형상 등을 변경하는 방법과 호퍼에 외압을 가하는 방법을 조합시킨 구성이 개시되어 있다.

특허문헌 1은, 하면에 배출구를 갖고, 이 배출구보다 상측에 판을 설치하고, 판의 단부와 호퍼 내벽 사이를 이간시키고, 이 이간된 부위로부터 분체가 배출구로 이동 가능하게 되고, 판보다 하측에 호퍼의 하면으로부터 기립하여 분체의 배출구로부터의 배출을 억제하는 억제부를 설치하고, 억제부의 상단과 판의 단부를 연결하는 선분과 수평 방향이 이루는 각도를 분체의 안식각 이하로 한 호퍼와, 이 호퍼를 진동시키는 진동부를 구비한 구성으로 되어 있다.

특허문헌 2는, 호퍼의 배출구를 개폐하는 댐퍼의 표면을 불소 수지 시트로 라이닝하고, 그 위에서 호퍼 내에 상부에 분체는 통과시키지 않지만 기체는 통과하는 스크린을 설치하고, 이 스크린의 상방에 설치한 뚜껑부로부터 흡인 통로가 설치되고, 호퍼의 측벽에는 분체 주입구가 형성된 구성으로 되어 있다.

그러나, 특허문헌 1은 억제부와 호퍼 측벽 사이의 공간에서 상기 억제부에 의해 막아진 분체를 진동에 의해 넘어가게 하여 배출구로부터 배출하는 유로로 되어 있으므로, 측벽부에 의해 막아진 분체는 호퍼 내에 잔류하게 된다.

또한, 특허문헌 2는, 분체가 금속일 경우의 막힘의 요인으로서 배출구단의 대전된 분체의 부착에 의한 것으로 하고 있고, 호퍼에의 분체의 주입 때문에 흡인 통로로부터 호퍼 내를 흡인하고 있다. 즉, 특허문헌 2는, 호퍼 내의 흡인이 단지 분체 주입구로부터 새로운 분체를 주입할 목적에 그쳐서, 배출에 기여하고 있지 않으므로, 분체가 금속이 아닐 경우에 채용한 경우에는 배출 상황에 하등 변화가 없고, 이 흡인에 의해서는 아치나 래트홀을 붕괴시킬 수 없다.

일본 특허공개 2019-31360호 공보 일본 특허공개 평 7-76395호 공보

본 발명이 해결하자 하는 과제는, 특허문헌 1, 2를 포함해서 종래의 호퍼의 막힘 해소 방법에서는 아치나 래트홀의 형성을 억제해서 막힘을 개선할 수 있지만, 호퍼 내의 분체를 안정된 매스 플로로 전량을 공급할 수 없고, 따라서 개수 단위로 분체를 공급하는 것이 여전히 곤란한 경우가 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 분말상 부품 공급 장치는 상부에 분말상 부품의 공급 개구가, 하부에 분말상 부품의 배출 개구가 각각 형성되고, 공급 개구로부터 상기 배출 개구를 향해서 점차 지름이 작아진 호퍼 본체와, 상기 공급 개구를 덮는 뚜껑과, 상기 호퍼 본체 내에 분말상 부품 전량을 장입하고 상기 뚜껑을 닫은 상태에서, 호퍼 본체 내에 부압을 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하는 것으로 했다.

본 발명의 분말상 부품 공급 장치는 호퍼 본체 내에 발생한 부압에 의해 배출 개구로부터 외기가 유입되고, 이것에 의해 상기 호퍼 본체에 있어서의 배출 개구의 내부에서는 배출 개구로부터 공급 개구 방향의 기류가 상시 발생하고 있기 때문에, 분말상 부품의 퇴적압도 경감하여 붕괴되야 할 아치나 래트홀이 형성되는 일이 없고, 따라서 막힘이 발생하지 않아서 매스 플로로 전량을 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 분말상 부품 공급 장치는 부압 발생 장치에 의한 호퍼 본체 내의 부압 상태와 배출 개구로부터 유입하는 공기의 조정을 행함으로써, 상기 배출 개구로부터 배출(낙하)하는 분말상 부품의 배출량을 개수 단위로 컨트롤할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 실시예 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 호퍼를 나타내는 개략도이다.
도 3의 (a)∼(d)은 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 호퍼의 배출 개구 지름 변경 수단의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4의 (a), (b)는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 호퍼의 배출 개구 지름 변경 수단의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 피더를 나타내는 개략도이다.
도 6의 (a), (b)는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 피더의 개별 분리 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a), (b)는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 피더의 전후 반전 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a), (b)는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 피더의 상하 반전 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a) ∼(c)는 본 발명의 분말상 부품 공급 장치에 있어서의 피더의 방향 변경 기구의 일례를 나타내는 도면이다.

본 발명은 아치나 래트홀의 형성을 억제하고, 호퍼 내의 분체를 안정한 매스 플로로 전량을 공급함과 아울러, 개수 단위로 분체를 공급한다고 하는 목적을 상부에 분말상 부품의 공급 개구가, 하부에 분말상 부품의 배출 개구가 각각 형성되고, 상기 공급 개구로부터 상기 배출 개구를 향해서 점차 지름이 작아진 호퍼 본체와, 상기 공급 개구를 덮는 뚜껑과, 상기 호퍼 본체 내에 분말상 부품 전량을 장입하고 상기 뚜껑을 닫은 상태에서, 호퍼 본체 내에 부압을 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하는 구성에 의해 달성했다.

본 발명의 분말상 부품 공급 장치는 다음의 원리에 의해 아치나 래트홀의 형성을 억제하여, 호퍼 내의 분체를 안정한 매스 플로로 전량을 공급함과 아울러, 개수 단위로 분체를 공급한다.

우선, 예를 들면 호퍼 본체 내에 분말상 부품을 장입하고, 뚜껑을 닫고(뚜껑을 열고 있어도 좋지만), 부압을 발생시키지 않고, 즉 대기압과 동일한 압력 상태일 경우, 배출 개구는 그 지름이 미세하게 좁혀져 있으므로, 상방의 분말상 부품의 하방(배출 개구)을 향한 퇴적압에 의해 밀집해서 고화되어 아치를 형성해서 배출 개구를 막거나, 또한 동시에 배출 개구로부터 배출되려고 하는 분말상 부품이 배출 개구에 막히거나 한다.

그러면, 예를 들면 호퍼 본체 내에 분말상 부품을 장입하고, 뚜껑을 닫고 정압을 발생시켰을 경우, 언뜻 보면 호퍼 본체 내압이 높아져서 분말상 부품이 배출 개구로부터 분사상으로 배출된다고 생각되지만, 실제로는 상방의 분말상 부품의 하방(배출 개구)을 향한 퇴적압도 높아짐으로써, 역시 밀집해서 고화되어 아치를 형성해서 배출 개구를 막거나, 또한 동시에 배출 개구로부터 배출되려고 하는 분말상 부품이 배출 개구에 막히거나 한다.

호퍼 본체 내부에 정압을 발생시키는 경우나 대기압과 동압으로 했을 경우에 있어서, 예를 들면 호퍼 본체를 진동시키거나 충격을 주거나 해도 배출 개구로부터의 분말상 부품의 배출 상황은 그다지 개선되는 경우가 없고, 아치의 형성은 억제되어도 단속적으로 래트홀이 형성되는 현상이 생긴다. 즉, 호퍼 본체 내로부터의 분말상 부품 배출량이 많고 적음이 교대로 반복된다고 하는 불안정한 배출 패턴으로 된다.

본 발명은 상기 시험을 근거로 하여, 소위 모래시계의 원리를 참고로 구성했다. 즉, 모래시계의 원리는 간단하게 설명하면 상하의 모래 수용기를 오리피스부로 연결한 구성에 있어서, 상부 수용기의 모래는 중력에 의해 하부 수용기로 낙하하지만, 이때 하부 수용기는 모래가 그 용적을 차지하는 대신에 내부 공기가 상부 수용기로 보내진다(상승한다)라고 하는 모래와 공기의 교환 현상이 발생하고 있다. 즉, 모래시계는 극단적으로는 하부 수용기를 손으로 따뜻하게 하는 등 해서 상기 하부 수용기의 공기를 팽창시키면, 상부 수용기로 보내지는 공기량이 과다로 되어, 상부 수용기의 모래의 낙하를 방해하는 것이다.

본 발명의 분말상 부품 공급 장치는 분말상 부품 전량을 장입하고 뚜껑을 닫은 상태에서 부압 발생 장치에 의해 호퍼 본체 내에 부압을 발생시키는 구성으로 되어, 또한 배출 개구는 닫히는 일 없이 항상 대기와 연통 상태가 되도록 개구되어 있기 때문에, 예를 들면 아치가 형성되려고 하는 등의 요인에 의해 부압이 높아지면, 결과적으로 상기 호퍼 본체 내에 있어서의 분말상 부품의 퇴적압은 낮아지고, 또한 퇴적압이 낮아지는 것에 추가해서, 배출 개구로부터 (분말상 부품의 배출과 교환에 의해) 대기가 유입되기 때문에, 아치나 래트홀의 형성이 확실하게 방지될 수 있어서, 모래시계와 같이 안정적이고 또한 단위시간당 배출 개수를 일정하게 하고, 즉 매스 플로로 분말상 부품을 공급할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 호퍼 본체 내에 있어서의 부압 발생 개소와 장입된 분말상 부품의 퇴적 개소의 사이에 분말상 부품의 오흡입 방지용의 필터를 형성해도 좋다. 이렇게 함으로써, 가령 호퍼 본체 내의 분말상 부품이 날아 올라가서 부유해도 흡입되어 버리는 일이 없다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 배출 개구의 개구 지름을 변경하는 배출 개구 지름 변경 수단을 구비해도 좋다. 이렇게 함으로써, 분말상 부품의 사이즈 에 따라 배출 개구로부터 배출되는 분말상 부품의 단위시간당 개수를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 배출 개구의 하방에, 배출된 분말상 부품을 카운트하는 계측 수단을 형성해도 좋다. 이렇게 하면, 배출되는 분말상 부품의 개수를 리얼타임으로 계측할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 호퍼 본체 내에 있어서의 분말상 부품의 잔류 유무를 확인하는 잔류 확인 수단을 구비해도 좋다. 이렇게 함으로써, 분말상 부품의 잔존 유무 또는 아치나 래트홀의 형성의 유무라고 하는 호퍼 본체 내의 상황을 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 추가하여, 호퍼 본체에 있어서의 상기 배출 개구로부터 배출된 분말상 부품을 받아서 다음 공정으로 반송하는 피더를 갖는 구성 으로 해도 좋다. 이 피더는, 예를 들면 분말상 부품의 반송면에 다공성 플레이트가 설치됨과 아울러 내부 중공으로 된 피더 본체와, 이 피더 본체에 접속되고, 다공성 플레이트로부터 공기를 분출시키기 위해서 상기 피더 본체 내부에 정압을 발생시키는 정압 발생 장치와, 피더 본체에 있어서의 분말상 부품의 반송 방향과 직교하는 양측 가장자리부 중 일방측 가장자리부의 상면에 설치된 가이드부를 구비하고, 또한 피더 본체의 반송 방향의 하류측을 상류측에 대하여 하방으로 경사시킴과 아울러, 가이드부를 설치한 측을 상기 가이드부를 설치하고 있지 않은 측에 대하여 하방으로 경사시킨 구성으로 하면 좋다.

상기 구성의 피더는 정압 발생 장치에 의해 다공성 플레이트로부터 공기를 분사하는 구성으로 되어 있으므로, 피더 본체의 반송면(=다공성 플레이트 상)에 배출된 분말상 부품을 부유시킬 수 있다.

또한, 상기 구성의 피더는 상기 다공성 플레이트를 반송면으로 한 피더 본체의 반송 방향의 하류측을 상류측에 대하여 하방으로 경사시킴과 아울러, 가이드부를 설치한 측을 상기 가이드부를 설치하고 있지 않은 측에 대하여 하방으로 경사시키고 있으므로, 부유해서 이동하기 쉬워진 개별의 분말상 부품을 전후나 상하면의 방향의 변동은 있지만, 가이드부측으로 정렬시켜서, 중력에 의해 상류(호퍼측)로부터 하류(다음 공정측)로 반송할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구성에 있어서, 피더 본체에, 분말상 부품을 개별 분리하는 개별 분리 기구를 구비하거나, 전후의 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 전과 후를 조정하는 전후 반전 기구를 구비하거나, 상하 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 상과 하를 조정하는 상하 반전 기구를 구비하거나, 분말상 부품이 분기된 반송 경로로 방향을 변경하는 방향 변경 기구를 구비하거나 해도 좋다.

이와 같이, 피더에 있어서 개별 분리 기구, 전후 반전 기구, 상하 반전 기구, 방향 변경 기구를 전부 또는 선택적으로 구비함으로써, 하류 공정에 있어서 분말상 부품을 취급하기 쉬워진다.

실시예

이하, 본 발명의 분말상 부품 공급 장치의 구체적인 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 후술 호퍼(11)에 있어서의 분말상 부품과, 도 1 및 도 5와 도 6∼도 9에 나타내는 후술 피더(21)에 있어서의 분말상 부품은 실제로는 동일한 사이즈이지만, 설명 상 피더(21)에 있어서의 분말상 부품에 대해서는 1개씩을 과장해서 (크게) 나타내고 있다. 따라서, 피더(21)에 있어서의 후술하는 각 기구의 각 구성 요소도 과장해서 나타내고 있다.

본 발명의 분말상 부품 공급 장치(1)는 본 실시예에서는 도 1에 나타나 있는 바와 같이 호퍼(11)와 피더(21)를 구비하고, 각각 이하의 구성으로 되어 있다. 호퍼(11)는 그 상세를 도 2에 나타나 있는 바와 같이 상면에 분말상 부품의 공급 개구(12A)가, 하면에 분말상 부품의 배출 개구(12B)가 각각 형성되고, 공급 개구(12A)로부터 상기 배출 개구(12B)를 향해서 점차 지름이 작아진, 본 실시예에서는 투명하게 한 호퍼 본체(12)를 구비하고 있다.

호퍼 본체(12)는 공급 개구(12A)의 개구 전역을 덮는 개폐 가능의 뚜껑(13)이 설치되어 있다. 이 뚜껑(13)에는 흡인관(14A)의 일단이 접속되고, 이 흡인관(14A)의 타단에는 호퍼 본체 내(12)에 분말상 부품 전량을 장입하고 뚜껑(13)을 닫은 상태에서, 호퍼 본체 내에 부압을 발생시키는 부압 발생 장치(14)가 접속되어 있다. 흡인관(14A)에는 부압 발생 장치(14)에 이르는 부위에 제어 밸브(14B)가 설치되어 있다.

또한, 호퍼 본체(12)의 내부에는 뚜껑(13)의 직하에서 그 개구 영역 전역을 덮는 개폐 가능하고 통기 가능한 분말상 부품의 오흡입 방지용 필터(13A)가 설치되어 있다. 또한, 필터(13A)는 호퍼 본체(12) 내에 있어서, 부압 발생 개소와 장입된 분말상 부품의 퇴적 개소의 사이, 예를 들면 뚜껑(13)의 내측에 위치하는 흡인관(14A)의 일단측의 개구에 설치해도 좋다. 이 필터(13A)를 설치함으로써, 부압이 발생한 상태의 호퍼 본체(12) 내에 있어서 분말상 부품이 흡인관(14A)으로 흡입되는 일이 없다.

또한, 본 실시예의 호퍼(11)는 호퍼 본체(12)의 외부의 근방에 잔류 확인 수단으로서의 카메라(15)가 설치되어 있다. 또한, 이 잔류 확인 수단은 카메라(15)로 할 경우에는 호퍼 본체(12)를 투명하게 하고 그 외부 근방에 설치하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면 호퍼 본체(12) 내에 설치해도 상관없다.

또한, 잔류 확인 수단은 카메라(15)에 한정되지 않고, 호퍼 본체(12) 내에 분말상 부품을 장입하기 전과 배출 후의 중량(하중)을 계측하는 로드셀을 사용하거나, 호퍼 본체(12)의 내부에 설치하고, 상기 호퍼 본체(12) 내벽면을 레이저광 또는 초음파로 주사해서 반사광 또는 반향음에 의해 판단하는 센서를 사용해도 좋다. 이 잔류 확인 수단(카메라(15))을 설치함으로써, 분말상 부품의 잔존 유무나 아치나 래트홀의 형성의 유무라고 하는 호퍼 본체 내의 상황을 파악할 수 있다.

또한, 본 실시예의 호퍼(11)는 배출 개구(12B)에 상기 배출 개구(12B)의 개구 지름을 변경하는 배출 개구 지름 변경 수단(16)을 설치하고 있다. 이 배출 개구 지름 변경 수단(16)은, 예를 들면 도 3에 나타나 있는 바와 같이 슬라이드식의 셔터(16A)에 의한 배출 개구(12B)의 개구의 직경 방향으로의 슬라이딩에 의해 도 3(b)∼(d)에 나타낸 바와 같이 조정된다.

또한, 배출 개구 지름 변경 수단(16)은 슬라이드식의 셔터(16A) 대신에, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 배출 개구(12B)의 개구를 전폐로부터 전개에 이르기까지의 복수종의 배출공(16a∼16d)이 형성된 회전판(16B)을 사용해도 좋다. 또한, 이 회전판(16B)을 사용했을 경우, 배출 개구(12B)의 개구를 전폐하기 위해서는 배출공(16a∼16d)의 사이의 영역을 위치시킴으로써, 한편 배출 개구(12B)의 개구를 전개는 배출공(16a)을 위치시킴으로써 행한다.

또한, 본 실시예의 호퍼(11)는 배출 개구(12B)의 하방의 위치에 배출된 분말상 부품을 카운트하는 계측 수단으로서의 통과 센서(17)를 설치하고 있다. 이 통과 센서(17)는 발수광하는 영역에 분말상 부품이 통과해서 수광이 차단되면 통과를 카운트하는 것을 채용하고 있다.

상기 배출 개구 지름 변경 수단(16), 통과 센서(17)를 구비함으로써, 분말상 부품의 사이즈에 따라 배출 개구로부터 배출되는 분말상 부품의 단위시간당 개수를 조정할 수 있고, 또한 리얼타임으로 배출되는 분말상 부품의 개수를 계측할 수 있다.

또한, 본 실시예의 호퍼(11)는 상기의 부압 발생 장치(14), 제어 밸브(14B), 카메라(15), 배출 개구 지름 변경 수단(16)(셔터(16A), 회전판(16B)), 통과 센서(17)가 분말상 부품 공급 장치(1) 전체를 제어하기 위한 제어부(2)에 접속되어 있다.

제어부(2)는 호퍼 본체(12)에 장입한 분말상 부품의 사이즈나 양에 의거하여, 부압 발생 장치(14)에 의한 부압의 고저를 조정하거나, 제어 밸브(14B)에 의한 개폐량을 조정하거나, 또는 카메라(15)의 촬상 결과나 통과 센서(17)의 분말상 부품 통과수에 의거하여, 분말상 부품 공급 장치(1) 전체에 있어서의 필요한 제어(상세 생략)를 행하거나, 배출 개구 지름 변경 수단(16)에 의한 배출 개구량을 조정하거나 한다.

상기 구성의 호퍼(11)는 다음과 같이 동작한다. 호퍼(11)는 배출 개구 지름 변경 수단(16)에 의해 배출 개구(12B)가 닫혀진 상태에서, 분말상 부품 전량을 호퍼 본체(12)에 장입하고, 뚜껑(13)(및 필터(13A))을 닫는다. 그 후, 부압 발생 장치(14)에 의해 호퍼 본체(12) 내에 부압을 발생시킴과 아울러, 배출 개구 지름 변경 수단(16)에 의해 배출 개구(12B)를 소정분 개구해서 배출을 개시한다.

호퍼(11)는 호퍼 본체(12) 내에 있어서, 예를 들면 아치가 형성되려고 하는 등의 요인에 의해서 배출 개구(12B)로부터의 공기 유입양이 감소하고, 부압이 높아지면 결과적으로 상기 호퍼 본체 내에 있어서의 분말상 부품의 퇴적압은 낮아지고, 또한 부압의 발생에 의해 퇴적압이 낮아지는 것에 추가해서, 배출 개구(12B)로부터 (분말상 부품의 배출과 교환에 의해) 대기가 유입되고, 이 유입 대기가 아치나 래트홀의 형성을 억제한다고 하는 동작 특성을 갖는다. 이것에 의해 본 발명의 호퍼(11)는 모래시계와 같이 매스 플로로 안정적이고 또한 단위시간당 배출 개수를 일정하게 하여 분말상 부품을 공급할 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서의 분말상 부품 공급 장치(1)에 있어서의 피더(21)는 다음의 구성으로 되어 있다. 피더(21)는 분말상 부품의 반송면이 다공성 플레이트(22A)를 설치한 내부 중공으로 된 피더 본체(22)를 갖고 있다.

피더 본체(22)의 기본 구성은 다음과 같다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 피더 본체(22)는 상면(반송면에 다공성 플레이트(22A)를 설치한 중공 케이스체에 분출관(23A)의 일단이 접속되고, 이 분출관(23A)의 타단은 제어 밸브(23B)를 통해서 상기 피더 본체(22) 내부에 정압을 발생시켜서 다공성 플레이트(22A)로부터 공기를 분출시키기 위한 정압 발생 장치(23)가 접속되어 있다. 또한, 피더 본체(22)는 분말상 부품의 반송 방향과 직교하는 양측 가장자리부 중, 일방측 가장자리부의 상면에 가이드부(24)가 설치되어 있다.

또한, 피더 본체(22)에 있어서의 정압 발생 장치(23) 및 제어 밸브(23B)는 상기 피더 본체(22) 내에 정압을 부여하기 위해서 공급하는 공기량을 조정하기 위해서 제어부(2)에 접속되어 있다.

본 발명에 있어서의 분말상 부품 공급 장치(1)에 있어서, 피더 본체(22)는 도 1 및 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 반송 방향의 하류측을 상류측(호퍼 본체(12)의 배출 개구(12B)가 위치하는 측)에 대하여 하방으로 경사시킴과 아울러, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 가이드부(24)를 설치한 측을 상기 가이드부(24)를 설치하고 있지 않은 측에 대하여 하방으로 경사시켜서 설치한다.

상기 구성의 피더(21)는 다음과 같이 동작한다. 정압 발생 장치(23)에 의해 다공성 플레이트(22A)로부터 공기를 분사하면, 반송면(=다공성 플레이트 상)으로 배출된 분말상 부품이 부유하고, 부유해서 이동하기 쉬워진 분말상 부품이 가이드부(24)에 접촉하도록 접근해서 정렬되고, 이 상태에서 피더 본체(22)의 경사와 자체 중량에 의해 상류로부터 하류로 이동한다.

또한, 본 실시예에 있어서의 피더(21)는 이하의 분말상 부품을 조작하기 위한 부가 구성을 갖고 있다. 예를 들면 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 피더(21)는 분말상 부품을 개별 분리하는 개별 분리 기구(25)를 구비하고 있다.

개별 분리 기구(25)는 피더 본체(22)에 있어서의 반송 경로 도중의 중공 내부에서 다공성 플레이트(22A)의 공기 분출을 위한 구멍을 차단하는 차단판(25A)을 갖고 있다. 이 차단판(25A)은 평면으로 볼 때에 장방형 또는 정방형의 것이어도 좋지만, 본 실시예에서는 이 차단판(25A)은, 예를 들면 폭 방향의 가이드부(24)를 설치한 측을 저변으로 하고, 폭 방향의 가이드부(24)를 설치하고 있지 않은 측을 정점으로 한 평면으로 보았을 때 삼각형상으로 되어 있다.

개별 분리 기구(25)는 이 차단판(25A)을 도시하지 않은 이동 기구에 의해 분말상 부품의 반송 방향과 직교하는 방향(이하, 폭 방향이라고 함)으로, 예를 들면 솔레노이드(25B)를 이용하여 폭 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치된다.

솔레노이드(25B)(도 1에서는 개별 분리 기구(25)라고 나타내고 있음)는 제어부(2)에 접속되고, 제어부(2)에 의해 차단판(25A)을 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 폭 방향으로 슬라이딩시킴으로써, 다공성 플레이트(22A)의 공기 분출 구멍의 차단 면적이 변경되어, 분말상 부품끼리의 반송 방향의 간격이 조정된다.

또한, 차단판(25A)이 평면으로 보았을 때에 장방형 또는 정방형인 경우에는, 솔레노이드(25B)와 같은 폭 방향으로 슬라이딩 이동시키는 구성은 필요 없고(따라서 제어부(2)와 접속하지 않음), 다공성 플레이트(22A)의 이면(중공 내부)측에 고정 배치해 두면 좋다. 이 경우에서도 고정 간격으로 분말상 부품끼리를 개별 분리할 수 있다.

또한, 예를 들면 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 피더(21)는 전후의 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 전과 후를 조정하는 전후 반전 기구(26)를 구비하고 있다. 전후 반전 기구(26)는 호퍼(11)로부터 배출된 분말상 부품의 상황을 파악하기 위해서, 피더 본체(22)의 상류측의 상방 위치에 반송면을 촬상하는 카메라(21A)를 설치하고, 또한 가이드부(24)의 반송면측(표면)과 그렇지 않은 측(이면)에 걸쳐서 폭 방향으로 돌출과 몰입이 가능한, 예를 들면 솔레노이드(26A)를 설치하고 있다.

카메라(21A)와 솔레노이드(26A)(도 1에서는 전후 반전 기구(26)라고 나타내고 있음)는 제어부(2)에 접속되고, 제어부(2)는 카메라(21A)에 의해 촬상한 데이터에 의거하여 전후의 방향이 잘못되어 있는 분말상 부품의 후단부가 솔레노이드(26A)의 위치에 도래했을 때에, 상기 솔레노이드(26A)를 가이드부(24)의 표측으로 돌출시킨다.

분말상 부품의 후단부가 솔레노이드(26A)에 의해 압박됨으로써, 도 7(b)에 나타나 있는 바와 같이 분말상 부품은 폭 방향 180° 반전되어 그때까지 후부이었던 부위가 전부가 된다. 또한, 솔레노이드(26A)는 이 동작을 카메라(21A)의 촬상 데이터에 있어서 전후가 잘못되어 있을 경우에(제어부(2)가 그것을 판단했을 경우에)만 작동한다.

또한, 예를 들면 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 피더(21)는 상하 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 상과 하를 조정하는 상하 반전 기구(27)를 구비하고 있다. 상하 반전 기구(27)는 호퍼(11)로부터 배출된 분말상 부품의 상황을 파악하기 위해서, 피더 본체(22)의 상류측의 상방 위치에 반송면을 촬상하는 카메라(21A)를 설치하고, 또한 다공성 플레이트(22A)의 반송면과 이면에 걸쳐서 돌출과 몰입이 가능한, 예를 들면 솔레노이드(27A)를 설치하고 있다.

카메라(21A)와 솔레노이드(27A)(도 1에서는 상하 반전 기구(27)라고 나타내고 있음)는 제어부(2)에 접속되고, 제어부(2)는 카메라(21A)에 의해 촬상한 데이터에 의거하여 상하 방향이 잘못되어 있는 분말상 부품의 후단부가 솔레노이드(26A)의 위치에 도래했을 때에, 상기 솔레노이드(26A)를 다공성 플레이트(22A)의 반송면으로 돌출시킨다.

분말상 부품의 후단부가 솔레노이드(27A)에 의해 압박됨으로써, 도 8(b)에 나타나 있는 바와 같이 분말상 부품은 폭 방향 180° 반전되어 그때까지 이면(하면)이었던 면이 표면(상면)이 된다. 또한, 솔레노이드(27A)는 이 동작을 카메라(21A)의 촬상 데이터에 있어서 상하가 잘못되어 있을 경우에(제어부(2)가 그것을 판단했을 경우에)만 작동한다.

또한, 예를 들면 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 피더(21)는 분말상 부품의 분기된 반송 경로로 방향을 변경하는 방향 변경 기구(28)를 구비하고 있다. 방향 변경 기구(28)는 호퍼(11)로부터 배출된 분말상 부품의 상황을 파악하기 위해서, 피더 본체(22)의 상류측의 상방 위치에 반송면을 촬상하는 카메라(21A)를 설치하고, 또한 피더 본체(22)의 반송 방향의 하류부에 있어서 가이드부(24) 대신에 분기판(28A)을 설치하고 있다.

분기판(28A)은 반송 방향의 길이 방향의 중앙에 회동축(28B)을 갖고, 이 회동축(28B)(도 1에서는 방향 변경 기구(28)라고 기재되어 있음)이 제어부(2)에 접속되어서 회동 제어됨으로써 경사 방향이 변경된다.

즉, 제어부(2)는 카메라(21A)에 의해 촬상한 데이터에 의거하여, 반송 경로를 그대로 직진 반송하는 분말상 부품의 경우에는, 도 9(a)에 나타낸 바와 같이 회동축(28A)(회동축(28B))을 작동시키지 않고, 가이드부(24)와 분기판(28A)을 동일 면높이로 한다.

제어부(2)는 카메라(21A)에 의해 촬상한 데이터에 의거하여, 지면을 향해서 좌측의 반송 경로(A)로 반송하는 분말상 부품의 경우에는, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이 회동축(28A)(회동축(28B))을 작동하고, 분기판(28A)의 반송 방향의 하류단을 지면을 향하서 좌측으로 경사시킨다.

제어부(2)는 카메라(21A)에 의해 촬상한 데이터에 의거하여, 지면을 향해서 우측의 반송 경로(B)로 반송하는 분말상 부품의 경우에는, 도 9(c)에 나타낸 바와 같이 회동축(28A)(회동축(28B))을 작동하고, 분기판(28A)의 반송 방향의 하류단을 지면을 향해서 우측으로 경사시킨다.

이상과 같이, 본 발명은 공급 대상을 주로 반도체 소자나 전자·전기 소자로 한 매우 작은 분말상 부품으로 했지만, 사이즈가 매우 작다고 하는 점에 한하지 않고, 예를 들면 질량이 매우 가벼운 것(부품)을 공급 대상으로 했을 경우에 있어도, 주로 호퍼(11)에서는 부압 발생 장치(14)를, 피더(21)에서는 정압 발생 장치(23)를 제어부(2)에 의해 적절하게 제어함으로써, 충분하게 대응 가능하다.

1: 분말상 부품 공급 장치
2: 제어부
11: 호퍼
12: 호퍼 본체
12A: 공급 개구
12B: 배출 개구
13: 뚜껑
13A: 필터
14: 부압 발생 장치
15: 카메라(잔류 확인 수단)
16: 배출 개구 지름 변경 수단
17: 통과 센서(계측 수단)
21: 피더
22: 피더 본체
22A: 다공성 플레이트
23: 정압 발생 장치
24: 가이드부
25: 개별 분리 기구
26: 전후 반전 기구
27: 상하 반전 기구
28: 방향 전환 기구

Claims

상부에 분말상 부품의 공급 개구가, 하부에 분말상 부품의 배출 개구가 각각 형성되고, 상기 공급 개구로부터 상기 배출 개구를 향해서 점차 지름이 작아진 호퍼 본체와, 상기 공급 개구를 덮는 뚜껑과, 상기 호퍼 본체 내에 분말상 부품 전량을 장입하고 상기 뚜껑을 닫은 상태에서 호퍼 본체 내에 부압을 발생시키는 부압 발생 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼 본체 내에 있어서의 부압 발생 개소와 장입된 분말상 부품의 퇴적 개소의 사이에 분말상 부품의 오흡입 방지용 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배출 개구의 개구 지름을 변경하는 배출 개구 지름 변경 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배출 개구의 하방에, 배출된 분말상 부품을 카운트하는 계측 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 호퍼 본체 내에 있어서의 분말상 부품의 잔류 유무를 확인하는 잔류 확인 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 호퍼 본체에 있어서의 상기 배출 개구로부터 배출된 분말상 부품을 받아서 다음 공정으로 반송하는 피더를 갖고, 이 피더가 분말상 부품의 반송면에 다공성 플레이트가 설치됨과 아울러 내부 중공으로 된 피더 본체와, 이 피더 본체에 접속되고, 상기 다공성 플레이트로부터 공기를 분출시키기 위해서 상기 피더 본체 내부에 정압을 발생시키는 정압 발생 장치와, 상기 피더 본체에 있어서의 분말상 부품의 반송 방향과 직교하는 양측 가장자리부 중 일방측 가장자리부의 상면에 설치된 가이드부를 구비하고, 또한 상기 피더 본체의 반송 방향의 하류측을 상류측에 대하여 하방으로 경사시킴과 아울러, 상기 가이드부를 설치한 측을 상기 가이드부를 설치하고 있지 않은 측에 대하여 하방으로 경사시킨 구성인 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 피더 본체에 분말상 부품을 개별 분리하는 개별 분리 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 피더 본체에 전후 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 전과 후를 조정하는 전후 반전 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피더 본체에 상하 방향이 있는 분말상 부품에 있어서의 상과 하를 조정하는 상하 반전 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피더 본체에 분말상 부품의 분기된 반송 경로로 방향을 변경하는 방향 변경 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분말상 부품 공급 장치.