JP7298539B2 - 部品整列装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品整列装置に関する。

従来、半導体チップやコンデンサチップ等のチップ部品を、バルクの状態から一定の方向に向いて並ぶように整列させる部品整列装置が知られている。例えば特許文献１には、上方に開口する複数のキャビティを有する整列パレットに複数のチップ部品を供給し、整列パレットが振動または揺動することにより各キャビティにチップ部品が１つずつ振り込まれ、所定の姿勢でキャビティに入り込んだチップ部品のみがキャビティ内に保持されるチップの整列装置が開示されている。

特開２００３－１４２３５２号公報

しかしながら、特許文献１に示される部品配列装置においては、全てのキャビティ内にチップ部品が入り込む状態となるまでにかなりの時間を要する場合があり、効率的ではない面がある。また、例えばチップ部品の高さ寸法が幅寸法の半分以下であって比較的扁平形状を有しているチップ部品を供給すると、１つのキャビティ内に２個のチップ部品が入り込んでしまうという場合がある。

本発明は、効率よく的確にチップ部品を整列させることができる部品整列装置を提供することを目的とする。

本発明の部品整列装置は、第１の主面と第２の主面を結ぶ高さ方向のチップ高さ寸法Ｔ１および第１の側面と第２の側面を結ぶ幅方向のチップ幅寸法Ｗ１よりも、第１の端面と第２の端面を結ぶ長さ方向のチップ長さ寸法Ｌ１が長く形成された直方体状の複数のチップ部品を収容する部品容器と、前記部品容器の底部の一部に並んで配置され、前記チップ部品が通過する複数の第１の開口部と、前記複数の第１の開口部に対応して設けられ、前記複数の第１の開口部を通過した前記チップ部品を移送して整列させる複数の部品整列通路と、前記部品容器に振動を与える振動機と、を備える部品整列装置であって、前記第１の開口部は、前記チップ部品が、前記第１の端面または前記第２の端面が下方向を向いた状態で通過するように形成され、前記部品整列通路は、前記第１の開口部から所定の間隔を空けて設けられ、前記第１の開口部を通過した前記チップ部品が、前記第１の端面または第２の端面が下方を向いた状態で導入される第２の開口部と、前記第２の開口部に導入された前記チップ部品が、その向きを変更しながら自重で移送される湾曲形状に形成された断面矩形状の湾曲通路を含む通路部と、前記湾曲通路を通じて移送された前記チップ部品が、前記第１の主面もしくは前記第２の主面、または前記第１の側面もしくは前記第２の側面が上方向を向いた状態で排出可能に配置される排出部と、を有し、前記排出部に、前記排出部に配置される前記チップ部品をそのままの姿勢で上方から排出可能とする第３の開口部が配置されている。

本発明によれば、効率よく的確にチップ部品を整列させることができる部品整列装置を提供することができる。

実施形態の部品整列装置の斜視図である。 実施形態の部品整列装置の平面図である。 実施形態の部品整列装置の一部断面側面図である。 実施形態のチップ部品の斜視図であって、移送方向の姿勢を示している。 図２のV－V線に対応する部品容器および整列ブロックの断面図である。 実施形態の部品整列装置の複数の部品整列通路を備える整列ブロックを示す斜視図である。 図２のVIIで示す部分の拡大図である。 実施形態の部品整列通路を示す横断面図である。 実施形態の通路部の断面寸法とチップ部品の端面寸法を示す図である。 図５のＸ部分の拡大図である。 実施形態の第１の開口部と第２の開口部の寸法を示す図である。 実施形態のピックアンドプレース機構を模式的に示す正面図である。 図４に示したチップ部品と移送方向の姿勢が異なるチップ部品を示す斜視図である。 ＷＴ断面の形状が正方形である他のチップ部品を示す斜視図である。 図１４に示したチップ部品と該チップ部品に対応する通路の断面寸法を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る部品整列装置１を示す斜視図である。図２は、部品整列装置１の平面図である。図３は、部品整列装置１の一部断面側面図である。

図１～図３に示すように、部品整列装置１は、部品容器１０と、複数の部品整列通路２００を有する整列ブロック２０と、振動機３０と、を備えている。また、図３に示すように、本実施形態の部品整列装置１は、ピックアンドプレース機構４０を備えている。なお、図３ではピックアンドプレース機構４０の一部を示している。

本実施形態の部品整列装置１は、部品容器１０内に複数のチップ部品が投入され、振動機３０により部品容器１０に振動が付与される。振動により１つのチップ部品が部品容器１０から１つの部品整列通路２００に導入されてその部品整列通路２００を通過し、複数のチップ部品が整列した状態で複数の部品整列通路２００から排出される。

図１～図３には、Ｘ・Ｙ・Ｚの直交座標系が示されている。部品整列装置１は、Ｘ方向においてＸ１側が前側、Ｘ２側が後側とされ、Ｙ方向においてＹ１側が左側、Ｙ２側が右側とされる。なお、図５～図８に示す座標系も、図１～図３で示す直交座標系を基準として表記したものである。以下の説明においては、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向、Ｚ方向を上下方向として説明する場合がある。

部品容器１０は、上方に開口する直方体状の箱で構成されている。部品容器１０は、平面視において矩形状の底部１１と、底部１１の周縁から立ち上がって周囲の４面を構成する周壁部１２と、底部１１に設けられた複数の第１の開口部１５と、を有している。

周壁部１２は、前後方向に延在する左右一対の側壁部１２ａおよび側壁部１２ｂと、前後方向に延在する前壁部１２ｃおよび後壁部１２ｄと、を有している。図３に示すように、部品容器１０内には、複数のチップ部品Ｃがバルクの状態で収容される。

本実施形態のチップ部品Ｃは、例えば積層セラミックコンデンサ等の直方体状の形状を有するコンデンサチップである。なお、本実施形態のチップ部品Ｃはコンデンサチップに限定されず、例えば半導体チップ等の直方体状の形状を有する電子部品等が適用可能である。

図４に示すように、チップ部品Ｃは、高さ方向Ｔに相対する第１の主面ＴＳ１および第２の主面ＴＳ２と、高さ方向Ｔに直交する幅方向Ｗに相対する第１の側面ＷＳ１および第２の側面ＷＳ２と、高さ方向Ｔおよび幅方向Ｗに直交する長さ方向Ｌに相対する第１の端面ＬＳ１および第２の端面ＬＳ２と、を含んでいる。

ここで、チップ部品Ｃにおいて、第１の主面ＴＳ１と第２の主面ＴＳ２を結ぶ高さ方向Ｔの寸法をチップ高さ寸法Ｔ１と定義する。また、チップ部品Ｃにおいて、第１の側面ＷＳ１と第２の側面ＷＳ２を結ぶ幅方向Ｗの寸法をチップ幅寸法Ｗ１と定義する。また、チップ部品Ｃにおいて、第１の端面ＬＳ１と第２の端面ＬＳ２を結ぶ長さ方向Ｌの寸法をチップ長さ寸法Ｌ１と定義する。

本実施形態のチップ部品Ｃは、チップ高さ寸法Ｔ１およびチップ幅寸法Ｗ１よりもチップ長さ寸法Ｌ１が長く形成され、かつ、チップ幅寸法Ｗ１がチップ高さ寸法Ｔ１よりも大きい直方体状の形状を有している。すなわち、本実施形態のチップ部品Ｃは、Ｌ１＞Ｗ１＞Ｔ１の関係を有している。したがって、チップ部品Ｃの幅方向Ｗと高さ方向Ｔとによる断面であるＷＴ断面は、長方形である。なお、本実施形態でいう長方形は、２組の対辺はそれぞれ等しく、かつ、それぞれの組の辺の長さは異なり、４辺すべての辺が等しい正方形は含まない矩形のことをいう。

部品整列装置１の説明に戻ると、部品容器１０の底部１１に設けられた複数の第１の開口部１５のそれぞれは、１つのチップ部品Ｃを部品整列通路２００に導入する入口である。複数の第１の開口部１５のそれぞれは、部品容器１０の底部１１を上下方向に貫通する断面長方形状の孔で構成されている。複数の第１の開口部１５は、部品容器１０の底部１１の一部に並んで配置されている。

本実施形態では、複数の第１の開口部１５は、部品容器１０における前壁部１２ｃの近傍において前壁部１２ｃの延在方向である左右方向に沿って等間隔おきに１列に並んで配置されている。本実施形態では第１の開口部１５の数を１０として例示しており、これはすなわち整列させるチップ部品Ｃの数を１０とするものである。なお、第１の開口部１５の数、すなわち整列させるチップ部品Ｃの数は、必要に応じた適宜な数であって例えば５～２０程度とされるが、その数に制限はない。

複数のチップ部品Ｃが投入される底部１１の表面は、後壁部１２ｄ側から前壁部１２ｃ側に向かって下るように傾斜し、複数の第１の開口部１５が形成されている領域の高さ位置が最も低くなるように形成されていると、チップ部品Ｃが第１の開口部１５に導入されやすいため好ましい。

複数の第１の開口部１５のそれぞれは、１つのチップ部品Ｃが、第１の端面ＬＳ１または第２の端面ＬＳ２が下方向を向いて通過するように形成されている。すなわちチップ部品Ｃは、長さ方向Ｌの一端側または他端側から、第１の開口部１５に、長さ方向Ｌが上下方向に沿った縦向きの状態で導入される。

第１の開口部１５の開口断面は、チップ部品Ｃの幅方向Ｗと高さ方向Ｔとによる断面であるＷＴ断面よりも僅かに大きく、かつ、ＷＴ断面に近似する長方形状の形状を有している。本実施形態では、複数の第１の開口部１５のそれぞれは、その長方形状の断面における長さ方向が左右方向と平行となる状態に、底部１１に形成されている。したがって第１の開口部１５を通過するチップ部品Ｃは、概ね、長さ方向Ｌ１が上下方向に沿っており、高さ方向Ｔ１が前後方向に沿っており、幅方向Ｗ１が左右方向に沿った姿勢となる。

図３に示すように、整列ブロック２０は、部品容器１０の前側の下方に配置されている。整列ブロック２０は、例えば直方体状のブロック材の前側の部分を上下方向にわたって凹状に切除して形成されたものであって、その前面に上下方向にわたる凹状の湾曲面２１を有している。

図５および図６に示すように、整列ブロック２０は、その後側の端部に、左右方向に延在する上端面２２を有している。上端面２２は、前後・左右の方向に沿った略水平な面である。図５に示すように、上端面２２は、部品容器１０の下面１１ｂとの間に所定の間隔を空けて対向している。本実施形態では、その間隔は、チップ部品Ｃの長さＬ１よりも短い長さとされる。

また、整列ブロック２０は、図６に示すように左右方向に延在する前端面２３を有している。前端面２３は、上下・左右の方向に沿った略鉛直な面である。湾曲面２１は、上端面２２から前端面２３の近傍にわたって形成されている。湾曲面２１の左側の端部には、整列ブロック２０と一体の左側壁部２４ａが形成されている。湾曲面２１の右側の端部には、整列ブロック２０と一体の右側壁部２４ｂが形成されている。

整列ブロック２０は、上述した複数の第１の開口部１５のそれぞれに対応する複数の部品整列通路２００を有している。図６に示すように、複数の部品整列通路２００は、湾曲面２１に左右方向に並列した状態に設けられている。本実施形態では、第１の開口部１５に対応して、１０列の部品整列通路２００が左右方向に並列して設けられている。

図５および図６に示すように、複数の部品整列通路２００のそれぞれは、長方形状の形状を有する第２の開口部２１０と、第２の開口部２１０に対応して設けられチップ部品Ｃが自重で移送される通路部２２０と、通路部２２０の排出側の先端に設けられた排出部２５０と、を有している。排出部２５０には、第３の開口部２５１が配置されている。

複数の第２の開口部２１０のそれぞれは、整列ブロック２０の上端面２２に開口している。本実施形態では、第２の開口部２１０は、その長方形状の開口縁における長さ方向が左右方向と平行となる状態に、上端面２２に形成されている。

図５に示すように、複数の第２の開口部２１０のそれぞれは、部品容器１０の複数の第１の開口部１５のそれぞれに対向して配置されるように、各第１の開口部１５の直下に形成されている。複数の第２の開口部２１０のそれぞれは、対応する各第１の開口部１５から間隔を空けて設けられている。その間隔は、整列ブロック２０の上端面２２と部品容器１０の下面１１ｂとの間の間隔に等しく、チップ部品Ｃの長さＬ１よりも短い長さである。

図２に示すように、整列ブロック２０は、左側壁部２４ａと右側壁部２４ｂとの間に、複数の通路部２２０をそれぞれ構成する複数の溝部２３０を有している。溝部２３０は、湾曲面２１にほぼ沿った一定深さの湾曲形状に形成されている。図５に示すように、溝部２３０は、第２の開口部２１０と排出部２５０とに連通している。通路部２２０は、その溝部２３０と、溝部２３０の一部を覆うようにして設けられた内周側の壁部２４０と、を有している。

図７および図８に示すように、溝部２３０は、湾曲面２１に沿って形成された凸条部２５の間に形成されている。なお、図２に示すように、最も左側の溝部２３０は、左側壁部２４ａと最も左側の凸条部２５との間に形成されている。また、最も右側の溝部２３０は、右側壁部２４ｂと最も右側の凸条部２５との間に形成されている。複数の溝部２３０は、例えば湾曲面２１を切削加工することにより形成することができる。また、複数の溝部２３０は、複数の凸条部２５、左側壁部２４ａおよび右側壁部２４ｂがそれぞれ別体の部品として構成されたものを、整列ブロック２０に固定することで設けてもよい。

内周側の壁部２４０は、板状部２４１と、板状部２４１の左側に形成された切欠き部２４２と、を有している。板状部２４１は、略一定の厚みを有している帯状の板材で構成されている。本実施形態では、板状部２４１は、溝部２３０の右側の凸条部２５の表面に、その凸条部２５の右側の溝部２３０の少なくとも一部を覆うようにして接合されている。なお、最も右側の溝部２３０に対応する板状部２４１は、その溝部２３０の右側の右側壁部２４ｂに接合されている。板状部２４１は、例えば溶接や接着等の手段によって凸条部２５および右側壁部２４ｂに接合される。

切欠き部２４２は、各溝部２３０の左側の端部に沿った領域を露出させるように設けられている。切欠き部２４２は、湾曲面２１の湾曲方向に沿ってスリット状に延在している。

溝部２３０と内周側の壁部２４０とを有する複数の通路部２２０のそれぞれは、図５に示すように、第２の開口部２１０側である上流側の端部を構成する導入通路２２１と、第３の開口部２５１側である下流側の端部を構成する排出通路２２２と、導入通路２２１と排出通路２２２をつなぐ湾曲形状の湾曲通路２２３と、を含んでいる。

導入通路２２１は、鉛直方向に沿って形成されており、第２の開口部２１０に連通している。排出通路２２２は、略水平方向に沿って形成されており、排出部２５０の第３の開口部２５１に連通している。湾曲通路２２３は一定の曲率で湾曲しており、本実施形態では略１／４円弧に形成されている。本実施形態では、導入通路２２１および排出通路２２２の長さはともに短く、湾曲通路２２３が通路部２２０の長さのほとんどを占めている。例えば導入通路２２１および排出通路２２２は、ともにチップ部品Ｃの長さＬ１と同等程度の長さを有している。一方、湾曲通路２２３の長さは、例えばチップ部品Ｃの長さＬの３倍～１０倍程度の長さを有している。

本実施形態では、湾曲通路２２３の湾曲形状内周側を形成する板状部２４１の内面の曲率Ｒは、チップ部品Ｃの長さ寸法Ｌ１の２倍よりも大きい。また、湾曲通路２２３の湾曲形状内周側の通路長である板状部２４１の内面の周方向長さは、少なくともチップ部品Ｃの長さ寸法Ｌ１の３倍以上を有する。

排出部２５０は、排出通路２２２の先に設けられている。排出部２５０は、上方に開口する第３の開口部２５１と、ストッパ部２５２と、を有している。ストッパ部２５２は、整列ブロック２０と一体に形成されていてもよく、また、ストッパ部２５２を構成する別体の部品を整列ブロック２０に固定して設けてもよい。排出通路２２２を通過したチップ部品Ｃは、ストッパ部２５２に当接して移送が停止させられる。チップ部品Ｃは、その停止位置において、第３の開口部２５１から上方に排出が可能となっている。第３の開口部２５１は、排出部２５０の上方に開口しており、チップ部品Ｃが通過可能な大きさを有する長方形状に形成されている。

第３の開口部２５１は、溝部２３０の両側の略水平な排出面２５１ａの間に開口するように形成されている。排出面２５１ａは、複数の凸条部２５、左側壁部２４ａおよび右側壁部２４ｂの下端部である排出側の端部であって、排出部２５０に対応する領域の面で構成される。この排出面２５１ａは、上端面２２と略平行となるように水平に形成されている。すなわち本実施形態の部品整列通路２００においては、第２の開口部２１０を形成する面である上端面２２と、第３の開口部２５１を形成する面である排出面２５１ａとは、略平行である。

通路部２２０の断面の形状および寸法は、導入通路２２１、排出通路２２２および湾曲通路２２３のいずれの領域でも同一である。通路部２２０の断面は第１の開口部１５と同様であって、チップ部品Ｃの幅方向Ｗと高さ方向Ｔとによる断面であるＷＴ断面よりも僅かに大きく、かつ、ＷＴ断面に近似する長方形状の形状を有している。通路部２２０は、その断面の長さ方向が左右方向と平行となる状態に設けられている。

通路部２２０において、チップ部品Ｃは、第２の開口部２１０から、幅方向Ｗが左右方向に沿った状態で、縦向きすなわち第１の端面ＬＳ１または第２の端面ＬＳ２が下方向に向いた状態で導入通路２２１を通過し、次いで、湾曲通路２２３を通過することにより、その向きを、横向き、すなわち、第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上下方向に向くように変更され、排出部２５０のストッパ部２５２に当接するまで自重で移送される。チップ部品Ｃは、移送中において前後方向に向いていた第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２がしだいに上方向に向くように移送され、排出部２５０に到達したチップ部品Ｃは、第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方向を向いた状態で第３の開口部２５１の位置に配置される。複数の部品整列通路２００のそれぞれを通過した複数のチップ部品Ｃは、第３の開口部２５１にそれぞれ配置されることにより、長さ方向Ｌが前後方向に沿うとともに第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方に向き、互いに等間隔をおいて左右方向に一列に並んだ状態に整列する。

導入通路２２１、湾曲通路２２３および排出通路２２２で構成される通路部２２０の断面寸法は、チップ部品ＣのＷＴ断面の寸法に対して次のように設定される。

図９に示すように、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２に対向する通路部２２０の、チップ幅寸法Ｗ１に対応する幅方向の通路幅寸法をＷ２、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２に対向する通路部２２０の、チップ高さ寸法Ｔ１に対応する高さ方向の通路高さ寸法をＴ２とし、チップ部品Ｃの第１の端面ＬＳ１の対角寸法および第２の端面ＬＳ２の対角寸法をＤ１としたとき、これら寸法は、「Ｗ１＜Ｗ２＜Ｌ１、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｗ１およびＴ１＜Ｔ２＜Ｄ１」を満たす。

振動機３０は、部品容器１０に３次元の振動を与える３軸振動機である。図３に示すように、振動機３０は、設置台３１の上に配置されている。部品容器１０は、振動機３０の上に載置されるとともに、振動機３０によって振動が付与されるように振動機３０に連結されている。振動機３０は、部品容器１０の底部１１の下面１１ｂに接触して、部品容器１０に３軸方向の振動を付与する。例えば振動機３０は、部品容器１０に対し、左右方向および上下方向に所定の振幅の振動を付与する。

振動機３０は、設置台３１の上に、振動吸収部材３２を介して設置されていてもよい。また、整列ブロック２０は、設置台３１の上に直接載置されている。したがって、振動機３０および部品容器１０と、整列ブロック２０とは、振動吸収部材３２を介して間接的に接続された状態となっている。振動吸収部材３２は、例えばスプリング等のコイル状部品や防振ゴム等の弾性材からなる部材であって、振動機３０と設置台３１との間に、振動機３０と設置台３１の両者に接触するように配置されている。振動吸収部材３２は、振動機３０の振動を吸収して、設置台３１に振動機３０の振動が直接伝達することを緩和する機能を有する。なお、振動吸収部材３２を省略して振動機３０を設置台３１の上に直接設置してもよいが、振動緩和が得られるため、振動吸収部材３２を備えると好ましい。

図１０は、部品容器１０の第１の開口部１５と、部品整列通路２００の第２の開口部２１０とが連続する部分を示している。図１０に示すように、第１の開口部１５の上側の開口縁部１５ａは、チップ部品Ｃを導入しやすいように面取り形状に形成されている。また、第２の開口部２１０は、第１の開口部１５から落下するチップ部品Ｃを導入しやすいように面取り形状に形成されている。

本実施形態の第１の開口部１５における面取り部分である開口縁部１５ａを除く断面寸法と、第２の開口部２１０の寸法は、振動機３０の振動成分と合わせて次のように設定される。なお、ここでいう第２の開口部２１０の寸法は、第２の開口部２１０の上端面２２に開口する開口縁２０１ａの寸法をいう。

図１１に示すように、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が通過する側の、第１の開口部１５の幅方向の開口幅寸法をＷ３、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２が通過する側の、第１の開口部１５の高さ方向の開口高さ寸法をＴ３とし、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が通過する側の、第２の開口部２１０の幅方向の開口幅寸法をＷ４、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２が通過する側の、第２の開口部２１０の高さ方向の開口高さ寸法をＴ４とし、振動機３０により与えられた部品容器１０の振動のうち、幅方向すなわち左右方向の振動成分の振幅をＡｗ、高さ方向すなわち前後方向の振動成分の振幅をＡｔとしたとき、「Ｗ４＞Ｗ３＋（２×Ａｗ）」および「Ｔ４＞Ｔ３＋（２×Ａｔ）」を満たす。

ピックアンドプレース機構４０は、複数の第３の開口部２５１にそれぞれ配置されて整列された複数のチップ部品Ｃを同時にピックアップし、別の任意の場所に移動させるものである。図１２に示すように、ピックアンドプレース機構４０は、ロボットアーム４１と、ロボットアーム４１の先端に接続部４２を介して接続されたエアー吸引機構４３と、を有する。なお、接続部４２を介さずにロボットアーム４１とエアー吸引機構４３を直接接続してもよい。

エアー吸引機構４３は、中空部材からなる吸引ヘッド４３１と、吸引ヘッド４３１に支持ステー４３２を介して設けられた複数の吸引ノズル４３３と、複数の吸引ノズル４３３のそれぞれと吸引ヘッド４３１とを連通する複数の分岐ホース４３４と、一端側が吸引ヘッド４３１に連通して接続されるとともに、他端側が不図示のバキュームポンプ等の空気吸引源に接続された吸引ホース４３５と、を有する。

エアー吸引機構４３は、上記空気吸引源が作動して吸引ノズル４３３が空気を吸引することにより、吸引ノズル４３３がチップ部品Ｃを吸引してピックアップする。複数の吸引ノズル４３３は一列の状態で並列配置されている。複数の吸引ノズル４３３は、少なくとも整列されるチップ部品Ｃの数が備えられる。複数の吸引ノズル４３３は、上述した複数の部品整列通路２００の第３の開口部２５１に配置されて整列した複数のチップ部品Ｃのそれぞれの上面に当接可能となっている。複数の吸引ノズル４３３は、ロボットアーム４１により、吸引ヘッド４３１ごと、整列した複数のチップ部品Ｃに対して移動可能となっている。

以上の構成を備えた本実施形態に係る部品整列装置１は、振動機３０で振動を付与された部品容器１０内の複数のチップ部品Ｃが、第１の開口部１５から第２の開口部２１０に縦向きの姿勢で１つずつ導入され、部品整列通路２００を自重で通過して排出部２５０の第３の開口部２５１に到達することにより、複数のチップ部品Ｃが整列する。チップ部品Ｃは、部品整列通路２００の通路部２２０における湾曲通路２２３を通過することにより、第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方向に向くように向きが変更し、第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方向を向いた状態で第３の開口部２５１に配置される。複数の部品整列通路２００のそれぞれを通過した複数のチップ部品Ｃは、複数の第３の開口部２５１に配置されることにより、長さ方向Ｌが前後方向に沿うとともに第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方に向き、互いに等間隔をおいて左右方向に一列に並んだ状態に整列する。

整列した複数のチップ部品Ｃは、ピックアンドプレース機構４０の複数の吸引ノズル４３３によってそれぞれピックアップされ、ロボットアームの作動により、例えば基板への実装工程を行う場所などの別の場所に整列状態が保持されたまま運ばれる。

以上説明した本実施形態に係る部品整列装置１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態に係る部品整列装置１は、第１の主面ＴＳ１と第２の主面ＴＳ２を結ぶ高さ方向のチップ高さ寸法Ｔ１および第１の側面ＷＳ１と第２の側面ＷＳ２を結ぶ幅方向のチップ幅寸法Ｗ１よりも、第１の端面ＬＳ１と第２の端面ＬＳ２を結ぶ長さ方向のチップ長さ寸法Ｌ１が長く形成された直方体状の複数のチップ部品Ｃを収容する部品容器１０と、部品容器１０の底部１１の一部に並んで配置され、チップ部品Ｃが通過する複数の第１の開口部１５と、複数の第１の開口部１５に対応して設けられ、複数の第１の開口部１５を通過したチップ部品Ｃを移送して整列させる複数の部品整列通路２００と、部品容器１０に振動を与える振動機３０と、を備え、第１の開口部１５は、チップ部品Ｃが、第１の端面ＬＳ１または第２の端面ＬＳ２が下方向を向いた状態で通過するように形成され、部品整列通路２００は、第１の開口部１５から所定の間隔を空けて設けられ、第１の開口部１５を通過したチップ部品Ｃが、第１の端面ＬＳ１または第２の端面ＬＳ２が下方を向いた状態で導入される第２の開口部２１０と、第２の開口部２１０に導入されたチップ部品Ｃが、その向きを変更しながら自重で移送される湾曲形状に形成された断面矩形状の湾曲通路２２３を含む通路部２２０と、湾曲通路２２３を通じて移送されたチップ部品Ｃが、第１の主面ＴＳ１もしくは第２の主面ＴＳ２が上方向を向いた状態で排出可能に配置される排出部２５０と、を有し、排出部２５０に、排出部２５０に配置されるチップ部品Ｃをそのままの姿勢で上方から排出可能とする第３の開口部２５１が配置されている。

これにより、簡素な構造ながら、効率よく的確に、第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が上方向を向き、かつ、隣り合うチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２が互いに平行に対向する状態に、複数のチップ部品Ｃを整列させることができる。

本実施形態に係る部品整列装置１は、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２に対向する湾曲通路２２３の、チップ幅寸法Ｗ１に対応する幅方向の通路幅寸法をＷ２、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２に対向する湾曲通路２２３の、チップ高さ寸法Ｔ１に対応する高さ方向の通路高さ寸法をＴ２とし、チップ部品Ｃの第１の端面ＬＳ１の対角寸法および第２の端面ＬＳ２の対角寸法をＤ１としたとき、整列させるチップ部品Ｃのチップ幅寸法Ｗ１が、チップ高さ寸法Ｔ１よりも大きい場合、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｌ１、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｗ１およびＴ１＜Ｔ２＜Ｄ１を満たす。

これにより、チップ部品Ｃが湾曲通路２２３を移送される際に、チップ部品Ｃが、チップ部品Ｃの移送方向を軸心として回転することが確実に防がれ、このため、回転して向きが変わることなくチップ部品Ｃを所望の方向に向けて移送させることができる。また、排出部２５０の第３の開口部２５１において、常に第１の主面ＴＳ１もしくは第２の主面ＴＳ２を上方向に向いた状態に整列させることができる。

本実施形態に係る部品整列装置１は、通路部２２０の湾曲通路２２３の湾曲形状内周側の曲率Ｒは、チップ長さ寸法Ｌ１の２倍よりも大きく、湾曲通路２２３の湾曲形状内周側の通路長は、チップ長さ寸法Ｌ１の３倍以上である。

これにより、チップ部品Ｃが湾曲通路２２３を円滑に通過することができるとともに、湾曲通路２２３内に複数のチップ部品Ｃが待機する状態を得ることもできる。よって、部品容器１０からのチップ部品Ｃの供給ばらつきを吸収して、常に複数のチップ部品Ｃを複数の排出部２５０に整列させておくことができる。

本実施形態に係る部品整列装置１は、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が通過する側の、第１の開口部１５の幅方向の開口幅寸法をＷ３、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２が通過する側の、第１の開口部１５の高さ方向の開口高さ寸法をＴ３とし、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２が通過する側の、第２の開口部２１０の幅方向の開口幅寸法をＷ４、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２が通過する側の、第２の開口部２１０の高さ方向の開口高さ寸法をＴ４とし、振動機３０により与えられた部品容器１０の振動のうち、幅方向の振動成分の振幅をＡｗ、高さ方向の振動成分の振幅をＡｔとしたとき、Ｗ４＞Ｗ３＋（２×Ａｗ）および Ｔ４＞Ｔ３＋（２×Ａｔ）を満たす。

これにより、第１の開口部１５から部品整列通路２００の第２の開口部２１０にチップ部品Ｃを円滑に導入させていくことができ、その結果、チップ部品Ｃを効率的に部品整列通路２００に導入していくことができる。

本実施形態に係る部品整列装置１において、振動機３０は、部品容器１０に３次元の振動を与える３軸振動機であり、振動機３０は、部品容器１０の下面に接触するように設けられている。

これにより、部品容器１０内に収容されるチップ部品Ｃに上下方向への振動も確実に付与できることから、第１の開口部１５にチップ部品Ｃを導入させやすくなり、処理速度を速めることができる。

本実施形態に係る部品整列装置１の通路部２２０は、湾曲通路２２３の湾曲形状内周側を形成する内周側の壁部２４０を有し、その内周側の壁部２４０は、略一定厚みを有している板状部２４１を含む。

これによると、内周側の壁部２４０が板状部２４１を含むことにより、通路部２２０を軽くすることができ、その結果、装置全体を軽量化することができる。また、板状部２４１を湾曲させて整列ブロック２０に接合することにより通路部２２０を形成することもできるため、加工性や製造性が良好であり、装置コストを低減することも可能となる。

本実施形態に係る部品整列装置１においては、湾曲通路２２３を含む通路部２２０を構成する内周側の壁部２４０が、切欠き部２４２を有している。

これにより、湾曲形状を有している通路部２２０を通過するチップ部品Ｃを目視により確認できる。また、チップ部品Ｃが通路部２２０で止まるなどの通過不良が起こった場合には、切欠き部２４２を利用してチップ部品Ｃを排出部２５０の方向に押し出すことができるため、通路部２２０におけるチップ部品Ｃの詰まり等の不具合を簡単に解消することができる。

本実施形態に係る部品整列装置１において、切欠き部２４２は、第３の開口部２５１に連通している。

これにより、通路部２２０を移送されるチップ部品Ｃに通過不良が起こった場合には、切欠き部２４２を利用してチップ部品Ｃを第３の開口部２５１まで押し出すなどの処理を行うことができる。このため、チップ部品Ｃの詰まり等の不具合を簡単に解消しながら、チップ部品Ｃを第３の開口部２５１に到達させることができる。

本実施形態に係る部品整列装置１は、第２の開口部２１０を形成する面である整列ブロック２０の上端面２２と、第３の開口部２５１を形成する整列ブロック２０の排出面２５１ａとは略平行である。

これにより、第２の開口部２１０にチップ部品Ｃを導入しやすいとともに、第３の開口部２５１においては、チップ部品Ｃを、第１の主面ＴＳ１もしくは第２の主面ＴＳ２が上方向を向いた状態で確実に排出させることができる。

本実施形態に係る部品整列装置１は、複数の第３の開口部２５１のそれぞれに整列した複数のチップ部品Ｃを、エアー吸引機構４３によって同時にピックアップし、かつ、別の場所に移動させるピックアンドプレース機構４０をさらに備える。

例えば、従来のパレット型の部品整列装置では、複数のチップ部品が整列したパレットを次々と交換して多数のチップ部品を処理していたが、この場合にはパレットの交換作業等によって作業が分断されていた。しかし本実施形態の部品整列装置１によれば、作業が分断されることなく、整列した複数のチップ部品Ｃを連続的に別の場所に移動させることができるため、作業効率が向上する。

本実施形態に係る部品整列装置１は、振動機３０および部品容器１０と、複数の部品整列通路２００を有する整列ブロック２０とは、振動吸収部材３２を介して間接的に接続されている。これにより、複数の部品整列通路２００は振動が抑制され、チップ部品Ｃを円滑に搬送することができる。また、部品整列通路２００により排出部２５０に移送されて整列したチップ部品Ｃが振動することも抑制され、ピックアンドプレース機構４０によるピックアップを円滑に行うことができる。

上記実施形態では、チップ部品Ｃは、幅方向Ｗが部品整列装置１の左右方向に沿った状態で移送されるが、その姿勢を、移送方向を軸心として９０°転動させ、図１３に示すように高さ方向Ｔが部品整列装置１の左右方向に沿った状態で移送されてもよい。その場合には、長方形状の第１の開口部１５および第２の開口部２１０は、その長さ方向が前後方向に沿うとともに幅方向が左右方向に沿うように形成される。また、通路部２２０はそのような第１の開口部１５および第２の開口部２１０に対応して形成され、チップ部品Ｃは、第１の側面ＷＳ１もしくは第２の側面ＷＳ２が上方向を向いた状態で、排出部２５０の第３の開口部２５１に排出される。

また、上記実施形態は、チップ部品ＣのＷＴ断面が長方形であったが、図１４に示すように、ＷＴ断面が正方形のチップ部品Ｃを整列させるように構成することもできる。その場合、第１の開口部１５および第２の開口部２１０も、正方形状に形成される。また、通路部２２０の断面寸法は、チップ部品ＣのＷＴ断面の寸法に対して次のように設定される。

図１５に示すように、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の主面ＴＳ１または第２の主面ＴＳ２に対向する湾曲通路２２３の、チップ幅寸法Ｗ１に対応する幅方向の通路幅寸法をＷ２、チップ部品Ｃが通過する際にチップ部品Ｃの第１の側面ＷＳ１または第２の側面ＷＳ２に対向する通路部２２０の、チップ高さ寸法に対応する高さ方向の通路高さ寸法をＴ２とし、チップ部品Ｃの第１の端面ＬＳ１の対角寸法および第２の端面ＬＳ２の対角寸法をＤ１としたとき、整列させるチップ部品Ｃのチップ幅寸法Ｗ１が、チップ高さ寸法Ｔ１と略同じである場合、「Ｔ１＜Ｔ２、Ｗ１＜Ｗ２、Ｔ１＜Ｗ２、Ｗ１＜Ｔ２、Ｔ２＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ１、Ｔ２＜Ｄ１およびＷ２＜Ｄ１」を満たす。また、通路幅寸法Ｗ２と通路高さ寸法Ｔ２は略等しい。

このように通路部２２０の断面寸法を設定することにより、ＷＴ断面が正方形のチップ部品Ｃを通路部２２０において移送させる際に、チップ部品Ｃが、チップ部品Ｃの移送方向を軸心として回転することが確実に防がれる。このため、向きが変わることなくチップ部品Ｃを所望の方向に向けて移送させることができる。

１ 部品整列装置
１０ 部品容器
１１ 部品容器の底部
１１ｂ 部品容器の下面
１５ 第１の開口部
２２ 上端面（第２の開口部を形成する面）
３０ 振動機
３２ 振動吸収部材
４０ ピックアンドプレース機構
４３ エアー吸引機構
２００ 部品整列通路
２１０ 第２の開口部
２２０ 通路部
２２１ 導入通路（通路）
２２２ 排出通路（通路）
２２３ 湾曲通路（通路）
２４０ 内周側の壁部
２４１ 板状部
２４２ 切欠き部
２５０ 排出部
２５１ 第３の開口部
２５１ａ 排出面（第３の開口部を形成する面）
Ａｗ 幅方向の振動成分の振幅
Ａｔ 高さ方向の振動成分の振幅
Ｃ チップ部品
Ｄ１ 対角寸法
Ｌ 長さ方向
Ｌ１ チップ長さ寸法
ＬＳ１ 第１の端面
ＬＳ２ 第２の端面
Ｒ 通路の湾曲形状内周側の曲率
Ｔ 高さ方向
Ｔ１ チップ高さ寸法
Ｔ２ 通路高さ寸法
Ｔ３ 第１の開口部の開口高さ寸法
Ｔ４ 第２の開口部の開口高さ寸法
ＴＳ１ 第１の主面
ＴＳ２ 第２の主面
Ｗ 幅方向
Ｗ１ チップ幅寸法
Ｗ２ 通路幅寸法
Ｗ３ 第１の開口部の開口幅寸法
Ｗ４ 第２の開口部の開口幅寸法
ＷＳ１ 第１の側面
ＷＳ２ 第２の側面

Claims (13)

1. 第１の主面と第２の主面を結ぶ高さ方向のチップ高さ寸法Ｔ１および第１の側面と第２の側面を結ぶ幅方向のチップ幅寸法Ｗ１よりも、第１の端面と第２の端面を結ぶ長さ方向のチップ長さ寸法Ｌ１が長く形成された直方体状の複数のチップ部品を収容する部品容器と、
   前記部品容器の底部の一部に並んで配置され、前記チップ部品が通過する複数の第１の開口部と、
   前記複数の第１の開口部に対応して設けられ、前記複数の第１の開口部を通過した前記チップ部品を移送して整列させる複数の部品整列通路と、
   前記部品容器に振動を与える振動機と、を備える部品整列装置であって、
   前記第１の開口部は、前記チップ部品が、前記第１の端面または前記第２の端面が下方向を向いた状態で通過するように形成され、
   前記部品整列通路は、
   前記第１の開口部から所定の間隔を空けて設けられ、前記第１の開口部を通過した前記チップ部品が、前記第１の端面または第２の端面が下方を向いた状態で導入される第２の開口部と、
   前記第２の開口部に導入された前記チップ部品が、その向きを変更しながら自重で移送される湾曲形状に形成された断面矩形状の湾曲通路を含む通路部と、
   前記湾曲通路を通じて移送された前記チップ部品が、前記第１の主面もしくは前記第２の主面、または前記第１の側面もしくは前記第２の側面が上方向を向いた状態で排出可能に配置される排出部と、を有し、
   前記排出部に、前記排出部に配置される前記チップ部品をそのままの姿勢で上方から排出可能とする第３の開口部が配置されている、部品整列装置。
2. 前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の主面または前記第２の主面に対向する前記湾曲通路の、前記チップ幅寸法Ｗ１に対応する幅方向の通路幅寸法をＷ２、
   前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の側面または前記第２の側面に対向する前記湾曲通路の、前記チップ高さ寸法Ｔ１に対応する高さ方向の通路高さ寸法をＴ２とし、
   前記チップ部品の前記第１の端面の対角寸法および前記第２の端面の対角寸法をＤ１としたとき、
   整列させる前記チップ部品の前記チップ幅寸法Ｗ１が、前記チップ高さ寸法Ｔ１よりも大きい場合、
   Ｗ１＜Ｗ２＜Ｌ１、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｗ１およびＴ１＜Ｔ２＜Ｄ１を満たす、請求項１に記載の部品整列装置。
3. 前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の主面または前記第２の主面に対向する前記湾曲通路の、前記チップ幅寸法Ｗ１に対応する幅方向の通路幅寸法をＷ２、
   前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の側面または前記第２の側面に対向する前記湾曲通路の、前記チップ高さ寸法に対応する高さ方向の通路高さ寸法をＴ２とし、
   前記チップ部品の前記第１の端面の対角寸法および第２の端面の対角寸法をＤ１としたとき、
   整列させる前記チップ部品の前記チップ幅寸法Ｗ１が、前記チップ高さ寸法Ｔ１と略同じである場合、
   Ｔ１＜Ｔ２、Ｗ１＜Ｗ２、Ｔ１＜Ｗ２、Ｗ１＜Ｔ２、Ｔ２＜Ｌ１、Ｗ２＜Ｌ１、Ｔ２＜Ｄ１およびＷ２＜Ｄ１を満たす、請求項１に記載の部品整列装置。
4. 前記通路幅寸法Ｗ２と前記通路高さ寸法Ｔ２は略等しい、請求項３に記載の部品整列装置。
5. 前記湾曲通路の湾曲形状内周側の曲率Ｒは、前記チップ長さ寸法Ｌ１の２倍よりも大きく、前記湾曲通路の湾曲形状内周側の通路長は、前記チップ長さ寸法Ｌ１の３倍以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の部品整列装置。
6. 前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の主面または前記第２の主面が通過する側の、前記第１の開口部の幅方向の開口幅寸法をＷ３、
   前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の側面または前記第２の側面が通過する側の、前記第１の開口部の高さ方向の開口高さ寸法をＴ３とし、
   前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の主面または前記第２の主面が通過する側の、前記第２の開口部の幅方向の開口幅寸法をＷ４、
   前記チップ部品が通過する際に前記チップ部品の前記第１の側面または前記第２の側面が通過する側の、前記第２の開口部の高さ方向の開口高さ寸法をＴ４とし、
   前記振動機により与えられた前記部品容器の振動のうち、前記幅方向の振動成分の振幅をＡｗ、前記高さ方向の振動成分の振幅をＡｔとしたとき、
   Ｗ４＞Ｗ３＋（２×Ａｗ） および Ｔ４＞Ｔ３＋（２×Ａｔ）を満たす、請求項１～５のいずれか１項に記載の部品整列装置。
7. 前記振動機は、前記部品容器に３次元の振動を与える３軸振動機であり、前記３軸振動機は、前記部品容器の下面に接触するように設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の部品整列装置。
8. 前記通路部は、前記湾曲通路の湾曲形状内周側を形成する内周側の壁部を有し、前記内周側の壁部は、略一定厚みを有している板状部を含む、請求項１～７のいずれかに記載の部品整列装置。
9. 前記内周側の壁部は、前記湾曲通路に沿って形成された切欠き部を有している、請求項８に記載の部品整列装置。
10. 前記切欠き部は、前記第３の開口部に連通している、請求項９に記載の部品整列装置。
11. 前記第２の開口部を形成する面と、前記第３の開口部を形成する面とは略平行である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の部品整列装置。
12. 前記第３の開口部に整列した複数の前記チップ部品を、エアー吸引機構によって同時にピックアップし、かつ、別の場所に移動させるピックアンドプレース機構をさらに備える、請求項１～１１のいずれか１項に記載の部品整列装置。
13. 前記振動機および前記部品容器と、前記部品整列通路とは、振動吸収部材を介して間接的に接続されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の部品整列装置。

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