(57)【要約】【課題】複数のチップ部品を連続して落下させた場合でも、チップ部品を割れ欠けなく回収できるチップ部品回収装置を提供すること。【解決手段】落下するチップ部品Ｃの周囲をガイドするガイト筒２と、ガイド筒に上下方向及び周方向に複数個設けられ、ガイド筒の中心部に向かいかつ斜め上方に向かってガス流を噴出させるガス噴出口３ａ〜３ｃと、ガス噴出口から噴出されるガス流によりガイド筒２内を落下するチップ部品Ｃに対して上向きの風圧を与え、上方位置から下方位置にかけて風圧が次第に減少するように、ガス噴出口へガスを供給するガス供給手段６、７と、ガイド筒２の下方に配置され、ガイド筒内を落下したチップ部品を受ける回収部１２、とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由落下したチップ部品の落下衝撃を緩和しつつ回収するチップ部品回収装置において、
落下する前記チップ部品の周囲をガイドするガイト筒と、
前記ガイド筒に上下方向及び周方向に複数個設けられ、前記ガイド筒の中心部に向かいかつ斜め上方に向かってガス流を噴出させるガス噴出口と、
前記ガス噴出口から噴出されるガス流によりガイド筒内を落下するチップ部品に対して上向きの風圧を与え、上方位置から下方位置にかけて風圧が次第に減少するように、前記ガス噴出口へガスを供給するガス供給手段と、
前記ガイド筒の下方に配置され、前記ガイド筒内を落下したチップ部品を受ける回収部、とを備えるチップ部品回収装置。
【請求項２】
前記ガイド筒は円筒形状であり、
前記ガス噴出口は前記ガイド筒の周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のチップ部品回収装置。
【請求項３】
前記ガス噴出口の個数は、前記ガイド筒の下方に至るに従い、次第に減少することを特徴とする、請求項１又は２に記載のチップ部品回収装置。
【請求項４】
前記ガイド筒の上部開口部に、チップ部品が通過できない目開きを側面に持つメッシュ状の飛散防止蓋が連設されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のチップ部品回収装置。
【請求項５】
前記飛散防止蓋には前記ガイド筒の内径より小径な内径を持つチップ部品投入用開口部が設けられている、請求項４に記載のチップ部品回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自由落下したチップ部品の落下衝撃を緩和し、チップ部品が破損又は変形するのを抑制しつつ回収するチップ部品回収装置に関する。本発明が対象とするチップ部品とは、表面実装に対応できる電子部品のことであり、チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗、チップサーミスタなど他種類の製品が含まれるが、その中でもセラミック成形体で形成されたチップ部品が特に好適である。なお、本チップ部品は、完成部品だけでなく、製造途中の中間部品（例えば外部電極を形成する前の成形体など）であってもよい。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層セラミックコンデンサのようなチップ部品を製造工程の中で搬送する場合、ある高さの搬送ラインから、それより高さの低い別の搬送ラインへチップ部品を移送する必要が生じることがある。その場合、従来ではシュータのような滑り台に沿ってチップ部品を滑らせて搬送する方法が用いられているが、所定以上の高さを滑らせるには、シュータ自体が大型になると共に、水平方向にも大きなスペースを必要とする。
【０００３】
そこで、従来では図６に示すように、複数の搬送ベルト１０１、１０２、１０３を上下に多段階に配置し、最上段の搬送ベルト１０１上を搬送したチップ部品Ｃを、次段のベルト１０２上に落下させ、順次チップ部品Ｃを下段のベルト上へ落下させるようにして、１段当りのチップ部品Ｃの落下衝撃を緩和しつつ搬送する方法がある。積層セラミックコンデンサのようなチップ部品は、落下衝撃によって割れや欠けが発生しやすいため、１段当りのチップ部品の落下高さＨを許容落下距離以下に管理する必要がある。
【０００４】
例えば、０．５×０．５×１．０ｍｍの直方体形状の積層セラミックコンデンサを１ｍの高さから自由落下させると、落下速度は約４ｍ/ｓまで加速される。この速度でチップ部品を剛体プレート（例えばセラミックプレート）に衝突させると、３０％以上の確率で割れや欠けといったダメージを受けることを実験により確認した。一方、落下高さを５０〜１５０ｍｍとすると、割れや欠けはほぼゼロであり、許容落下距離は５０〜１５０ｍｍであることが確認されている。このときの落下速度（許容落下速度と呼ぶ）は約１．０〜１．７ｍ/ｓである。よって、１５０ｍｍを超える高さから落下した場合は、何らかの落下衝撃緩和対策が必要である。
【０００５】
特許文献１には、変形し易い部分を有するワークを収納容器にガイドする筒状ガイドと、この筒状ガイドの下方より上方に向かうエア流を発生させ、落下するワークを減速させるエア流発生手段を含む、ワーク落下収納装置が提案されている。この装置では、筒状ガイド内を落下するワークを、筒状ガイド内を下方から上方へ送られるエア流によって減速させ、ワークが筒状ガイド内壁に衝突したり、ワーク同士が接触しても、衝撃を緩和して傷付きを防止するものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では次のような問題がある。
（１）筒状ガイドの下端部にエア供給口が形成され、このエア供給口がワークの排出口を兼ねているので、排出口付近のエア流の流速が最も大きい。そのため、上方から落下してきたワークは筒状ガイドの上部では殆ど減速されず、下端部（排出口）付近で急減速され、先に落下したワークと後続のワークとの衝突を抑制できない。この問題は、ワーク投入量が増えるとより顕著になる。
（２）筒状ガイドの下端部中央から上方に向かってエア流を吹き上げるので、筒状ガイドの中央部で流速が大きく、外周部では流速が小さい。その結果、ワークに対する均等な減速効果が得られず、ワークが飛散して筒状ガイドの内壁に衝突しやすくなる。
（３）落下するワークの姿勢に関係なく、一定方向にエア流を与えるので、ワーク１個１個のエア流による落下軌跡が変わりやすく、落下位置を制御することができない。そのため、回収効率が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−７４６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複数のチップ部品を連続して落下させた場合でも、チップ部品を割れ欠けなく回収できるチップ部品回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、自由落下したチップ部品の落下衝撃を緩和しつつ回収するチップ部品回収装置において、落下する前記チップ部品の周囲をガイドするガイト筒と、前記ガイド筒に上下方向及び周方向に複数個設けられ、前記ガイド筒の中心部に向かいかつ斜め上方に向かってガス流を噴出させるガス噴出口と、前記ガス噴出口から噴出されるガス流によりガイド筒内を落下するチップ部品に対して上向きの風圧を与え、上方位置から下方位置にかけて風圧が次第に減少するように、前記ガス噴出口へガスを供給するガス供給手段と、前記ガイド筒の下方に配置され、前記ガイド筒内を落下したチップ部品を受ける回収部、とを備えるチップ部品回収装置を提供する。
【００１０】
所定高さからチップ部品を投下すると、重力の影響により落下速度が増大し、例えば約４ｍ/ｓまで加速されることがある。このような落下速度のチップ部品がガイド筒内に投入されると、ガイド筒の周囲から中心部に向かって複数箇所から斜め上方に吹きつけられるガス流により、チップ部品の落下速度は減速される。特に、上方位置から下方位置にかけて風圧が次第に減少するようにガス流を供給するので、最大落下速度であるチップ部品に対しガイド筒の上部において最大の風圧を与えることができ、減速度も最大になる。そして、ガイド筒の下方へ落下するに従い風圧も減少するので、チップ部品は次第に減速される。そのため、チップ部品を連続的に投下した場合でも後続のチップ部品との衝突を抑制できると共に、チップ部品の飛散を抑制しながら回収部で回収できる。回収部へ落下した時点ではチップ部品の落下速度が十分に低いので、回収部でチップ部品同士の衝突が発生しても、割れ欠けが発生しない。
【００１１】
本発明ではガイド筒の周囲から中心部に向かってガス流を噴出するので、チップ部品はガイド筒の中心方向に集められ、ガイド筒に衝突する頻度が小さくなると共に、チップ部品にガス流が均等に当り、減速効果を高めることができる。さらに、ガイド筒から噴出するガス流による風圧を上部から下部に至るまで次第に減らすことにより、風圧による落下軌跡を変わりにくくし、ガイド筒の中央部に落下するよう制御することができる。
【００１２】
ガイド筒は円筒形状であり、ガス噴出口はガイド筒の周方向に等間隔に設けられているのが望ましい。ガス流に偏りがなくなるので、チップ部品に対する減速効果を高めることができると共に、チップ部品をガイド筒の中央部にそって落下するよう制御することができる。
【００１３】
ガス噴出口の個数は、ガイド筒の下方に至るに従い、次第に減少するようにしてもよい。上下で同等の風圧をチップ部品に当てると、下部では風圧の力が勝り、チップ部品が飛散する恐れがある。そこで、ガイド筒の下方に至るに従いガス噴出口の数を減らすことにより、下部での風圧を抑制し、チップ部品の飛散を防止することができる。なお、ガス噴出口からのガスの流速を調整できる場合は、ガス噴出口の個数は、ガイド筒の上下方向に均等であってもよいし、ガイド筒の下方に至るに従い次第に増加するようにしてもよい。いずれの場合でも、下部のガス噴出口から導入されたガス流と、上部のガス噴出口から導入されたガス流とが合流して、上方から落下してくるチップ部品に対して逆向きの風圧として作用するので、上部におけるガス流の風圧が最も大きく、下方に至るに従い風圧を次第に減少させることができる。その結果、チップ部品は次第に減速される。
【００１４】
ガイド筒の上部開口部に、チップ部品が通過できない目開きを側面に持つメッシュ状の飛散防止蓋が連設されていてもよい。この場合は、ガイド筒の内部では導入されたガス流により上昇流が発生し、その上昇流によりチップ部品の一部が飛散してしまう可能性があるが、飛散防止蓋を設けることによりチップ部品の飛散を防止することができる。飛散防止蓋はメッシュ状であるから、上昇流を外部に逃がすことができ、ガイド筒内に乱流を発生させずにすむ。
【００１５】
飛散防止蓋にガイド筒の内径より小径な内径を持つチップ部品投入用開口部を設けてもよい。この場合は、チップ部品投入用開口部から投入されたチップ部品がガイド筒の中心部にガイドされるので、ガス流による風圧を均等に受けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、ガイド筒から中心部に向かって複数箇所からガス流を斜め上方に吹きつけ、上方位置から下方位置にかけて風圧が次第に減少するようにしたので、ガイド筒内を落下するチップ部品の落下速度を次第に減速させることができ、チップ部品を連続的に落下させた場合でも回収部でチップ部品を割れ欠けなく回収できる。しかも、風圧による落下軌跡を変わりにくくし、ガイド筒の中央部に落下するよう制御できるので、チップ部品の飛散を抑制しながら回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るチップ部品回収装置の第１実施例の全体構成図である。
【図２】図１に示す回収装置のII−II線断面図である。
【図３】ガス上昇流によるチップ部品の減速作用を示す図である。
【図４】本発明に係るチップ部品回収装置の第２実施例を示し、ガイド筒の各部分の横断面図である。
【図５】本発明に係るチップ部品回収装置の第３実施例の全体構成図である。
【図６】従来の搬送装置の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
−第１実施例−
図１〜図２は本発明に係る回収装置の第１実施例を示す。この回収装置１Ａは、例えば０．５×０．５×１．０ｍｍサイズの直方体形状の積層セラミックコンデンサのようなチップ部品Ｃの落下衝撃緩和に使用される。なお、図１、図２は理解を容易にするために図示したものであり、チップ部品Ｃと各部材との寸法関係は実際とは異なる。
【００１９】
本回収装置１Ａは、円筒形のガイド筒２を備えており、ガイド筒２の側壁には、上下方向及び周方向に複数個のガス噴出口３ａ〜３ｃが分散して形成されている。これらガス噴出口３ａ〜３ｃは、傾斜角θをもってガイド筒２の中心部Ｏに向かって斜め上方に形成されている。すべてのガス噴出口３ａ〜３ｃの口径及び傾斜角θが同じである必要はない。傾斜角θの最適値は、ガイド筒２の直径、ガス噴出口３ａ〜３ｃの個数やガス流量、チップ部品Ｃの大きさなどによって異なるが、３０°〜６０°が望ましい。例えば、第１段目の風圧制動（２０ｍ／ｓ）による制動距離を約２００ｍｍと想定した場合には、ガイド筒２の径を１００ｍｍとすれば、６０°程度までの傾斜角は有効である。ただし、３０°を下回ると、制動効果が低下する。この実施例のガス噴出口３ａ〜３ｃは、異なる高さに上下に３段に形成されており、各段において周方向に等間隔で形成されている。この実施例では、周方向に並んだガス噴出口３ａ〜３ｃの個数は共に８個であるが、これに限らないことは勿論である。ガス噴出口３ａ〜３ｃの孔形状も円筒孔に限らず、横長孔でもよいし、ガイド筒２の中心方向に向かって拡開したテーパ孔でもよい。
【００２０】
ガイド筒２の外壁にはガス噴出口３ａ〜３ｃの外周端を覆うカバー４が固定されており、ガイド筒２とカバー４との間にガス供給路５が形成されている。ガス供給路５は、、流量調整弁７を介してガス供給源６と接続されている。ガス供給源６としては、圧縮ガスタンクでもよいし、ポンプやブロアでもよい。ガスとしては、例えば空気を使用できる。流量調整弁７を調整することで、ガス噴出口３ａ〜３ｃから噴出させるガスの流量を調整でき、その結果、後述する風圧を調整することができる。
【００２１】
ガイド筒２の上部開口部には飛散防止蓋１０が取り付けられている。この実施例の飛散防止蓋１０は、チップ部品Ｃが通過できない目開きを持つメッシュで形成されており、飛散防止蓋１０の中央部にガイド筒２の内径より小径な内径を持つチップ部品投入用開口部１０ａが設けられている。ガイド筒２の上部開口部からチップ部品Ｃを直接投入した場合は、ガイド筒２の中を上昇するガス流により投入されたチップ部品Ｃの一部が外部へ飛散してしまう可能性があるが、飛散防止蓋１０を設けることによりチップ部品Ｃの外部への飛散を防止することができる。飛散防止蓋１０はメッシュ状であるから、上昇流を外部に逃がすことができ、ガイド筒２内に下向きのガス流を発生させずにすむ。さらに、チップ部品投入用開口部１０ａによって、投入されたチップ部品Ｃがガイド筒２の中心部にガイドされるので、ガス流による風圧を均等に受けることができる。なお、飛散防止蓋１０の上部に、チップ部品Ｃを落下ガイドするための別の筒体を接続しても良い。
【００２２】
ガイド筒２の下方には、チップ部品Ｃの回収箱１２が配置されている。飛散防止蓋１０の上端からガイド筒２の上端までの高さは１ｍ以上であってもよいが、ガイド筒２の下端から回収箱１２までの高さは許容落下距離（例えば５０〜１５０ｍｍ）以下とするのがよい。なお、回収箱１２に代えてベルトコンベアなどの搬送手段を設けても良いし、金属メッシュ板のような弾性体でチップ部品を回収してもよい。
【００２３】
上述のように、ガス噴出口３ａ〜３ｃを上下方向に３段に形成することにより、ガイド筒２の内部に、上向きの風圧が異なる３つのゾーン（上層部８ａと中層部８ｂと下層部８ｃ）が形成される。ガイド筒２は気密構造であり、ガスが外部へ抜けないので、下方のガス噴出口３ｃから導入されたガス流はそのまま上方へ送られ、中間のガス噴出口３ｂ及び上方のガス噴出口３ａから導入されたガス流と合流する。そのため、すべてのガス噴出口３ａ〜３ｃから同じ流量のガスを噴出した場合でも、上層部８ａの風圧が最大で、中層部８ｂの風圧が次に小さく、下層部８ｃの風圧を最も小さくすることができる。ガイド筒２へ投入されたチップ部品Ｃは、最大落下速度の状態で風圧が最も大きい上層部８ａに入り、ここで大きく減速される。ついで、チップ部品Ｃは中層部８ｂ〜下層部８ｃを通過する間に段階的に減速され、ガイド筒２の下層部８ｃを通過するときには許容落下速度（例えば１ｍ／ｓ）以下に減速されている。
【００２４】
ここで、ガス上昇流によるチップ部品の減速作用について説明する。遷移領域（１≦Re≦500，Ｒｅ：レイノルズ数）において、物体の落下時の抗力Ｄは以下の式で算出できる。ここで、ρはガス密度、μは粘度、ｒは物体の半径、νは相対速度であり、Ｄは風圧に相当する。
【数１】
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【００２５】
上式は球形物体に対する抗力を計算する式であるが、直方体形状のチップ部品の場合、その投影面積の姿勢による変化量は１０％程度であり、球形物体と同等とみなせる。上式から、物体に与える風速を２０ｍ／ｓ，１５ｍ／ｓ，１０ｍ／ｓと変化させた場合の落下速度は図３のグラフのようになり、段階的に減速できていることがわかる。図３の中で、制動距離０〜０．２ｍ（０〜０．０６５秒間）はガイド筒２の上層部８ａを落下している期間に相当し、制動距離０．２〜０．３ｍ（０．０６５〜０．１３５秒間）はガイド筒２の中層部８ｂを落下している期間に相当し、制動距離０．３〜０．４ｍ（０．１３５〜０．２７４秒間）はガイド筒２の下層部８ｃを落下している期間に相当する。
【００２６】
ガイド筒２の下層部８ｃを通過したチップ部品Ｃの落下速度は、許容落下速度１ｍ／ｓ以下に減速されているので、回収箱１２に落下したとき、チップ部品Ｃに割れや欠けが発生しない。同様の理由から、回収箱１２に先に落下したチップ部品Ｃに後続のチップ部品が衝突しても、割れや欠けは発生しない。さらに、ガイド筒２内を落下するチップ部品Ｃに対して、ガス噴出口３ａ〜３ｃからガイド筒２の中心部に向かってガス流が吹きつけられるので、チップ部品Ｃはガイド筒２の中心部にそって落下し、チップ部品Ｃの飛散を抑制しながら回収できる。
【００２７】
−第２実施例−
図４は本発明に係る回収装置の第２実施例を示す。この回収装置１Ｂでは、ガス噴出口３ａ〜３ｃの個数がガイド筒２の下方に至るに従い段階的に減少するように構成してある。なお、第１実施例と同一又は対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２８】
例えば、上部のガス噴出口３ａの個数は８個、中間部のガス噴出口３ｂの個数は６個、下部のガス噴出口３ｃの個数は４個とされている。各ガス噴出口３ａ〜３ｃから噴出されるガスの流速が同じである場合、第１実施例のように各部のガス噴出口３ａ〜３ｃの個数が同じであると、風圧の異なる各制動ゾーンの制動距離を所定の長さに設計しづらくなり、チップ部品Ｃの飛散を防止しつつ減速させることが困難となる。上述のようにガス噴出口３ａ〜３ｃの個数をガイド筒２の下方に至るに従い段階的に少なくすることで、上層部８ａに比べて下層部８ｃの風圧を有意に小さくすることができ、チップ部品Ｃの飛散抑制効果が大きくなり、減速と飛散抑制の両立が可能となる。
【００２９】
−第３実施例−
図５は、本発明に係る回収装置の第３実施例を示す。この回収装置１Ｃは、上部のガス噴出口３ａ、中間部のガス噴出口３ｂ及び下部のガス噴出口３ｃからそれぞれ個別の流速でガスを噴出させるものである。なお、第１実施例と同一又は対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
ガイド筒２の外壁にはガス噴出口３ａ〜３ｃの外周端を覆うカバー４が固定されており、ガイド筒２とカバー４との間に、上下３つに別れたガス供給路５ａ〜５ｃが形成されている。ガス供給路５ａ〜５ｃは、それぞれ流量調整弁７ａ〜７ｃを介してガス供給源６と接続されている。流量調整弁７ａ〜７ｃは、ガス噴出口３ａ〜３ｃから噴出させるガス流の流速を個別に調整できるので、上層部８ａ、中層部８ｂ、下層部８ｃの各風圧を個別に調整することができる。例えば上部のガス噴出口３ａからは高速で、中間部のガス噴出口３ｂからは中速で、下部のガス噴出口３ｃからは低速でガス流を噴出させた場合には、上層部８ａ、中層部８ｂ、下層部８ｃの各風圧を段階的に減少させることができる。
【００３１】
前記実施例では、ガイド筒にガス噴出口を上下に複数段（実施例では３段）にわけて形成したが、ガイド筒２の内部に上方から下方にかけて風圧が次第に減少し、かつ周方向に均等な風圧を発生できるものであれば、ガス噴出口をガイド筒にどのような配置で形成してもよい。例えば、多数のガス噴出口をガイド筒全体に分散状態で形成してもよく、あるいはガス噴出口の個数の密度が上部から下部にかけて漸次小さくなるように形成してもよい。
【００３２】
前記実施例では、周方向に並んだガス噴出口に対し、共通するガス供給路を通ってガスを供給したが、各ガス噴出口に対して個別のガス配管を接続することで、個別にガスを供給してもよい。また、ガス噴出口からガスを間欠的に供給することにより、ガイド筒の上方から下方にかけて風圧が次第に減少するようにしてもよい。
【００３３】
本発明が対象とするチップ部品としては、セラミック成形体よりなるチップ部品に限らず、樹脂や金属を含むチップ部品であってもよい。さらに、チップ部品とは完成品としてのチップ部品である必要はなく、製造途中の中間部品又は半製品であってもよい。チップ部品の形状は、直方体に限らず、立方体、円盤形、円柱形など任意である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｃ        チップ部品
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ    チップ部品回収装置
２          ガイド筒
３ａ〜３ｃ    ガス噴出口
４          カバー
５、５ａ〜５ｃ    ガス供給路
６          ガス供給源
７、７ａ〜７ｃ    流量調整弁
１０        飛散防止蓋
１２        回収箱（回収部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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