(57)【要約】      （修正有）【課題】微小な粒状体を分離させる際に要する時間を大幅に短縮させることが可能な粒状体分離装置を提供する。【解決手段】収容室内に収容された多数個の粒状体から成る粒状体群から粒状体を個々に取り出す粒状体取出装置であって、収容室の開口部を覆う部材に設けられ、粒状体の径寸法よりも大径でかつ１個の粒状体のみが通過できる内径寸法に形成され、複数個の粒状体を吸着可能なノズル２２内に、粒状体群から複数個の粒状体を吸引して上下方向に一列に整列する整列手段と、ノズル２２内に一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体から分離する分離手段と、分離手段によって分離された粒状体を取り出す取出手段が設けられている。【選択図】図４
2008290089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室内に収容された多数個の粒状体から成る粒状体群から粒状体を個々に取り出す粒状体取出装置であって、
前記収容室の開口部を覆う部材に設けられ、前記粒状体の径寸法よりも大径でかつ１個の粒状体のみが通過できる内径寸法に形成され、複数個の粒状体を吸着可能なノズル内に、前記粒状体群から複数個の粒状体を吸引して上下方向に一列に整列する整列手段と、
前記ノズル内に一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体から分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された粒状体を取り出す取出手段と、が設けられていることを特徴とする粒状体取出装置。
【請求項２】
前記整列手段には、前記収容室内の収容された前記粒状体群の粒状体を舞い上げるように攪拌する攪拌手段と、該攪拌手段によって攪拌されている粒状体を前記ノズル内に吸引するエア吸引手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１記載の粒状体取出装置。
【請求項３】
前記攪拌手段には、前記収容室内の内壁面の底面近傍に開口されたエア吹き出し口と、該エア吹き出し口から吹き出されたエアが衝突して前記収容室内で上昇気流を形成する上昇気流生成手段と、が設けられていることを特徴とする請求項２記載の粒状体取出装置。
【請求項４】
前記分離手段には、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引保持する吸引保持手段と、前記吸引保持手段によって前記最上位置の粒状体を吸引保持している状態で、前記ノズル内に圧縮エアを前記収容室内に向けて供給し、前記他の粒状体と分離する分離用圧縮エア供給手段と、を具備することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の粒状体取出装置。
【請求項５】
前記吸引保持手段には、前記整列手段に用いられるエア吸引手段とノズルとを接続する第１エア流路の途中でかつ前記ノズルの上端近傍に形成され、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引できるように、粒状体の径寸法よりも幅狭に形成された狭さく部が設けられ、
前記分離用圧縮エア供給手段には、前記狭さく部に粒状体を吸引した状態で、前記ノズル内に圧縮エアを収容室内に向けて供給できるように、前記分離用圧縮エア供給手段とノズルとを接続する第２エア流路が形成されていることを特徴とする請求項４記載の粒状体取出装置。
【請求項６】
前記取出手段には、前記分離手段によって１つに分離された前記粒状体を取出口方向に案内する案内通路と、該案内通路内を前記取出口方向に粒状体を送り出す送出用圧縮エア供給手段を具備することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の粒状体取出装置。
【請求項７】
前記送出用圧縮エア供給手段は、前記整列手段および前記分離手段に用いられるエア吸引手段と前記ノズルとを接続する第１エア流路を用い、前記エア吸引手段と切り替えて前記圧縮エア供給手段を用いることができるように、エア吸引手段と圧縮エア供給手段とを切り替える切替手段を具備することを特徴とする請求項６記載の粒状体取出装置。
【請求項８】
前記ノズルは、前記収容室の開口を覆う部材から前記収容室内にむけて延出されたチューブ状ノズルであることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の粒状体取出装置。
【請求項９】
前記案内通路の途中には、前記案内通路を通過する粒状体の進行方向が変更されるように前記粒状体の進行方向に対して傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項６から８のうちのいずれか一項に記載の粒状体取出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒状体取出装置に関し、より詳細には、小粒径の粒状体であっても確実に粒状体を取り出すことが可能な粒状体取出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にＢＧＡ素子やＣＳＰを実装する外部接続端子として半田ボールが多く利用されている。このはんだボールを接続電極に接合する際にはんだボールを１つずつ取り扱う場合がある。大量のはんだボールが収容されたトレイからはんだボールを１つずつに分離する方法としては、吸着ノズルの先端にはんだボールをエア吸着し、シャッターによりすりきり処理することではんだボールを一つずつ分離させる装置（特許文献１）や、はんだボールが収容されたはんだボール収容トレイの底部から吸着ノズルを上昇させながら吸着ノズルにはんだボールを吸着させ、はんだボール収容トレイ内でエアレーション処理し、吸着ノズルに１つのはんだボールを残すことにより、はんだボールを一つずつ分離させる装置（特許文献２）が提案されている。
このように特許文献１および２の発明においては、大量のはんだボールが収容されているはんだボール収容トレイからはんだボールを一つずつ確実に分離させることが可能となるため、試作基板の製作や基板のリワークなどの分野において好適に用いられていた。
【特許文献１】特開２００３−１９８１１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１および２におけるはんだボール取出装置のように、吸着部にはんだボールを吸着させた後、はんだボール収容トレイに設けられたシャッターを通過させたり、はんだボール収容トレイ内部でエアを吹き付けて吸着ノズルに余分に吸着したはんだボールを除去したりする方法の場合には、吸着ノズルにはんだボールを吸着させる操作と、はんだボールを取り除く操作が必要となり、処理時間の短縮ができないという問題がある。
また、きわめて小径のはんだボールを取り扱う場合には、吸着ノズルの吸着部等を高精度で加工する必要があり、吸着ノズルの加工が困難になり、はんだボール取出装置の製造コストが高騰してしまうといった課題もある。
【０００４】
そこで本願発明は、多数個のはんだボール等の粒状体から成る粒状体群が収容されている収容室から粒状体を一つずつ容易に取りだしでき、かつその取出し速度を大幅に向上できる粒状体取出装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、収容室内に収容された多数個の粒状体から成る粒状体群から粒状体を個々に取り出す粒状体取出装置であって、前記収容室の開口部を覆う部材に設けられ、前記粒状体の径寸法よりも大径でかつ１個の粒状体のみが通過できる内径寸法に形成され、複数個の粒状体を吸着可能なノズル内に、前記粒状体群から複数個の粒状体を吸引して上下方向に一列に整列する整列手段と、前記ノズル内に一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体から分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された粒状体を取り出す取出手段と、が設けられていることを特徴とする粒状体取出装置である。
【０００６】
かかる発明において、前記整列手段には、前記収容室内の収容された前記粒状体群の粒状体を舞い上げるように攪拌する攪拌手段と、該攪拌手段によって攪拌されている粒状体を前記ノズル内に吸引するエア吸引手段と、が設けられていることを特徴とする。これにより収容室内の粒状体群がフロック状になることを防止することができると共に粒状体群が攪拌されて粒状体が分散されるため、収容室内の粒状体のノズルへの吸引が容易になる。
【０００７】
この、前記攪拌手段には、前記収容室内の内壁面の底面近傍に開口されたエア吹き出し口と、該エア吹き出し口から吹き出されたエアが衝突して前記収容室内で上昇気流を形成する上昇気流生成手段と、が設けられていることを特徴とする。これにより収容室内の粒状体群を更に一層攪拌することができ、収容室内の粒状体のノズルへの吸引が更に容易になる。これと同時に、収容室内にエアを吹き込むことにより収容室内部の圧力が高まり、ノズルを介して収容室から粒状体が排出しやすくなる。
【０００８】
また、前記分離手段には、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引保持する吸引保持手段と、前記吸引保持手段によって前記最上位置の粒状体を吸引保持している状態で、前記ノズル内に圧縮エアを前記収容室内に向けて供給し、前記他の粒状体と分離する分離用圧縮エア供給手段と、を具備することを特徴とする。これにより最上位置の粒状体のみを他の粒状体から簡単でしかも確実に分離することができる。
【０００９】
この吸引保持手段には、前記整列手段に用いられるエア吸引手段とノズルとを接続する第１エア流路の途中でかつ前記ノズルの上端近傍に形成され、前記ノズル内に吸引されて一列に整列された複数個の粒状体のうち、最上位置の粒状体を他の粒状体よりも強く吸引できるように、粒状体の径寸法よりも幅狭に形成された狭さく部が設けられ、前記分離用圧縮エア供給手段には、前記狭さく部に粒状体を吸引した状態で、前記ノズル内に圧縮エアを収容室内に向けて供給できるように、前記分離用圧縮エア供給手段とノズルとを接続する第２エア流路が形成されていることを特徴とする。これにより、ノズルを介して排出された粒状体のうち、最初にノズルに入り込んだ粒状体を狭さく部に確実に吸着保持することができるため、簡単な構造でノズル内の最上位置の粒状体のみを他の粒状体から確実に分離できる。
【００１０】
更に前記取出手段には、前記分離手段によって１つに分離された前記粒状体を取出口方向に案内する案内通路と、該案内通路内を前記取出口方向に粒状体を送り出す送出用圧縮エア供給手段を具備することを特徴とする。これにより、分離処理された粒状体を装置外に取り出しやすくなる。
【００１１】
この送出用圧縮エア供給手段は、前記整列手段および前記分離手段に用いられるエア吸引手段と前記ノズルとを接続する第１エア流路を用い、前記エア吸引手段と切り替えて前記圧縮エア供給手段を用いることができるように、エア吸引手段と圧縮エア供給手段とを切り替える切替手段を具備することを特徴とする。これによりエアを吸引していた状態の直後に圧縮エアを供給することが簡単になるため、分離処理した粒状体を確実に外部に取り出すことができる。
【００１２】
前記ノズルは、前記収容室の開口を覆う部材から前記収容室内にむけて延出されたチューブ状ノズルであることを特徴とする。これにより、収容室内の粒状体が少なくなっても、粒状体を抽出することができる。
【００１３】
また、前記案内通路の途中には、前記案内通路を通過する粒状体の進行方向が変更されるように前記粒状体の進行方向に対して傾斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする。これによれば、粒状体を所望の箇所に取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる粒状体取出装置によれば、多数個のはんだボール等の粒状体群が収容されている収容室から粒状体を１つずつ容易に取り出すことができ、かつ取出し速度を従来のはんだボール取出装置に比べて大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明にかかる粒状体取出装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。本明細書内においては、粒状体取出装置として粒状体としてのはんだボールを取り出すはんだボール取出装置を例示しながら説明をおこなうが、本願発明に係る粒状体取出装置としては、はんだボール取出装置に限定されるものではなく、ボールベアリングや樹脂ボール等の他の粒状体を取り出す取出装置であってもよいのはもちろんである。
図１は、本実施形態のはんだボール取出装置の平面図である。図２は図１に示すはんだボール取出装置の側面図である。図３は図１中のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。図５は収容室の本体部分を示す斜視図である。図６は収容室の上蓋部分を構成する第１部材の平面図である。図７は収容室の上蓋部分を構成する第２部材の平面図である。図８は収容室の上蓋部分を構成する第３部材の平面図である。
【００１６】
図１に示すはんだボール取出装置１００は、図３，図４に示すように、多数個のはんだボールＢからなるはんだボール群を収容する凹状の収容室１０と、収容室１０の開口部を覆うはんだボール分離ユニット２０と、収容室１０の背面側に設けられた取出ノズル３０をそれぞれホルダ４０に組み付けることにより構成されている。収容室１０などをホルダ４０に組み付ける際にはネジ止め等の公知の取り付け方法を適宜選択することができる。ホルダ４０もまた、図示しない移動装置にネジ止め等により取り付け可能に形成されている。
はんだボール取出装置１００の側面と上面には、エアプラグ１６Ｚ，５２Ｚ，５４Ｚが配設されていて、それぞれのエアプラグ１６Ｚ，５２Ｚ，５４Ｚは、図１に示す圧縮エア供給手段８０および／またはエア吸引手段８２に接続されている。エアプラグ１６Ｚ，５２Ｚ，５４Ｚと圧縮エア供給手段８０、エア吸引手段８２との間には、図１に示すように、電磁弁Ｖが配設されている。この電磁弁Ｖがエアプラグ１６Ｚ，５２Ｚ，５４Ｚに対して圧縮エアの供給やエア吸引を選択的に行うための切替手段として機能する。圧縮エア供給手段８０とエア吸引手段８２は、図示しないエア制御部によりそれぞれの動作が制御される。また、電磁弁Ｖの切り替え操作もエア制御部によりなされる。
【００１７】
はんだボールＢを収容する収容室１０は、図３，図４に示すように本体部１１前後左右の面に側壁部１２が取り付けられている。本体部１１と側壁部１２はネジ止め等の公知の方法により固定されている。収容室１０の少なくとも前面側（正面側）に位置する側壁部１２Ａは、制電アクリル板などの透明材料により形成されている。
収容室１０の後面側（背面側）に位置する側壁部１２Ｚには、側壁部１２Ｚの高さ方向に貫通する貫通孔１３が形成されていて、貫通孔１３の下側から取出ノズル３０が挿通されている。貫通孔１３の上側からは貫通孔１３の上部側を閉塞するためのボルト３２が挿通されている。ボルト３２の先端側は、所定長さに細径に形成されていて、取出ノズル３０内に進入可能である。さらに、細径部に先端部３４はスラッシュカットされていて、後述する案内通路７６内を通過してきたはんだボールＢを取出ノズル３０の軸線方向に進路変更させる傾斜面として機能している。本明細書中においては取出ノズル３０の内部空間も案内通路７６の一部に含まれている。
【００１８】
収容室１０の内部空間の形状は図３，図５に示すように正面視形状がほぼ逆台形状をなす凹形に形成されている。また、本体部１１の内壁面には段差部分１４が設けられている。段差部分１４は収容室１０における上昇気流形成部として機能する。本体部１１の段差部分１４と反対側の内壁面と内底面の近傍部分には、圧縮エア供給手段８０に連通する連通部１６が形成されている。連通部１６の端部は、収容室１０の内壁の上端側から下端側の方向に内壁面に沿って形成されている長穴１６Ｂに接続されている。この長穴１６Ｂは、金属箔などからなるテープ１６Ａにより覆われており、収容室１０の底面近傍位置において、本体部１１の内底面部分との境界部分に開口部１８が形成されている。この開口部１８が収容器１０内におけるエア吹き出し口となる。連通部１６の収容室１０の外部側の端部にはエアプラグ１６Ｚが配設されていて、圧縮エア供給手段８０からの圧縮エアを収容室１０の内部に供給可能になっている。このように、収容室１０の段差部分１４、連通部１６、開口部１８と、圧縮エア供給手段８０と、により収容室１０のはんだボールＢ，Ｂ，・・・を攪拌する攪拌手段が構成されている。
【００１９】
かかる攪拌手段では、圧縮エア供給手段８０からの圧縮エアが、電磁弁Ｖと、エアプラグ１６Ｚおよび連通部１６を経由してテープ１６Ａと本体部１１との開口部１８から収容室１０内に供給される。収容室１０に供給された圧縮エアは段差部分１４に衝突した後、収容室１０内において上昇気流を形成し、収容室１０内のはんだボールＢを巻き上げるようにして混合する。このように収容室１０内ではんだボールＢが攪拌されるので、はんだボールＢどうしがフロック状に固まってしまうことが少なくなり、収容室１０からのはんだボールＢの抽出機会が増加する。
このように収容室１０の内部に圧縮エアが供給されることによりはんだボールＢが攪拌されると共に、収容室１０の内部圧力が高まる。収容室１０には抽出ノズル２２が配設されていて、抽出ノズル２２は収容室１０の外部に連通しているので、収容室１０の中のはんだボールＢは抽出ノズル２２を介して収容室１０から排出されることになる。
【００２０】
本体部１１には、図３，図４に示すように、収容室１０の上蓋としても機能するはんだボール分離ユニット２０が配設されている。はんだボール分離ユニット２０は、第１部材５０と、第２部材６０と第３部材７０とにより構成され、第３部材７０を第１部材５０と第２部材６０とにより挟持させた状態で組み立てられている。はんだボール分離ユニット２０は、第１部材５０、第２部材６０、第３部材７０に設けられているネジ孔Ｎに図示しないネジを挿通させることによりそれぞれが位置決めされた状態で組み立てられるようになっている。
【００２１】
はんだボール分離ユニット２０は、図３に示すように、第２部材６０の下面側が収容室１０に面するようにして収容室１０に取り付けられている。そして、第２部材６０の下面には収容室１０内に延びる抽出ノズル２２が取り付けられている。抽出ノズル２２は、その内径寸法が、はんだボールＢの径よりも大径でかつ１個のはんだボールＢのみが通過できる径寸法に形成されていて、先端部分が収容室１０の内部空間の半分程度の高さ位置となる長さ寸法に形成されている。抽出ノズル２２により、収容室１０から抽出されたはんだボールＢは抽出ノズル２２内で複数個が一列に連なった状態になる。
【００２２】
次に、はんだボール分離ユニット２０を構成する各部材について個別に説明する。
図６に示すように第１部材５０には、切替手段である電磁弁Ｖ（図１）を介して圧縮エア供給手段８０（図１）とエア吸引手段８２（図１）に連通する第１エア流路５２と、圧縮エア供給手段８０に連通する第２エア流路５４と、組み立て用のネジ孔Ｎがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。第１エア流路５２と第２エア流路５４にはエアプラグ５２Ｚ，５４Ｚがそれぞれ差し込まれている。
また、図７に示すように第２部材６０には、板厚方向に貫通して収容室１０と第１部材５０の第２エア流路５４を連通する連通孔６２と組み立て用のネジ孔Ｎがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。連通孔６２は、はんだボール分離ユニット２０内において、第１部材５０の第２エア流路５４位置とほぼ同じ平面位置（第２エア流路５４の下方位置）となるように形成されている。連通孔６２には収容室１０側から抽出ノズル２２（図３，図４）が挿通されている。
【００２３】
図８に示すように第３部材７０には、第１部材５０の第１エア流路５２（図６）と第２エア流路５４（図６）にそれぞれ連通すると共に、外周端縁に開口部を有するスリット７２と、組み立て用のネジ孔Ｎがそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。スリット７２の一端側は、第３部材７０の外周端縁まで延出している。スリット７２の中途部にはスリット７２の幅寸法が狭くなる狭さく部７４が設けられている。狭さく部７４は、はんだボール分離ユニット２０を組み立てた状態において、第２部材６０の連通孔６２（図７）の開口部の近傍であって、連通孔６２の平面位置よりもスリット７２に圧縮エア供給手段８０（図１）から供給されるエア流の上流側にわずかにずれた位置に設けられている。狭さく部７４の幅寸法は、はんだボールＢの径寸法の１／３〜１／２程度に形成されている。
【００２４】
図３，図４に示すようにはんだボール分離ユニット２０内において第１部材５０の下側面と第２部材６０の上側面と第３部材７０の狭さく部７４以降のスリット７２とにより水平方向に形成されるスペースが案内通路７６となる。また、狭さく部７４よりも上流側（圧縮エア供給手段８０またはエア吸引手段８２側）には図示しない真空計が配設されている。真空計はエア制御部と電気的または機械的に接続されており、真空計の計測値によってエア制御部を作動させるように設定されている。
【００２５】
以上のようにして形成された第１部材５０、第２部材６０、第３部材７０を組み立てられたはんだボール分離ユニット２０は、圧縮エア供給手段８０とエア吸引手段８２と、図示しないエア制御部とがそれぞれ連繋して作動する。
【００２６】
図１〜図８に示すはんだボール取出装置１００では、収容室１０内のはんだボールＢ，Ｂ，・・・を、抽出ノズル２２内に上下方向に一列に整列する整列手段を具備する。整列手段は、収容室１０の段差部分１４、連通部１６、開口部１８と、圧縮エア供給手段８０とからなる攪拌手段と、抽出ノズル２２に接続された第１エア流路５４および第１エア流路５２に接続された吸引手段８２とにより構成されている。
この整列手段では、圧縮エア供給手段８０から圧縮エアを収容室１０に供給し、はんだボールＢ，Ｂ，・・・を攪拌して分散しつつ、収容室１０内部を高圧にする。収容室１０の内部圧力を高めることに加え、エア吸引手段８２によって抽出ノズル２２内のエアを吸引して、抽出ノズル２２内に複数個のはんだボールＢを吸引し上下方向に一列に整列する（図１０）。
【００２７】
また、整列手段の抽出ノズル２２内に上下方向に一列に整列した複数のはんだボールＢのうち、最上位置のはんだボールＢのみを他のはんだボールＢから分離する分離手段が整列手段に併設されている。この分離手段は、整列手段を構成する抽出ノズル２２内に上下方向に一列整列されたはんだボールＢ，Ｂ，・・・のうちに最上位置にあるはんだボールＢに一番強い吸引力を与えるための吸引保持手段と、第２エア流路５４および第２エア流路５４に接続され、吸引保持手段により吸引保持されているはんだボールＢに分離用圧縮エアを供給するための圧縮エア供給手段８０により構成されている。
この分離手段は、整列手段を構成する抽出ノズル２２内に上下方向に一列に整列されたはんだボールＢ，Ｂ，・・・のうち最上位置にあるはんだボールＢを狭さく部７４に吸着させた状態で、圧縮エア供給手段８０からの圧縮エアを抽出ノズル２２内のはんだボールＢに吹き付け（図１２）、最上位置にあるはんだボールＢ以外のはんだボールＢ，Ｂを収容室１０に戻し、最上位置にあるはんだボールＢを１つに分離する（図１３）。
【００２８】
このようにして１つに分離されたはんだボールＢを、はんだボール取出装置１００（はんだボール分離ユニット２０）の外部に取り出しする取出手段が、整列手段および分離手段に併設されている。取出手段は、案内通路７６と、案内通路７６に接続された第１エア流路５２と第１エア流路５２に接続された送出用圧縮エア手段である圧縮エア供給手段８０と、案内通路７６に配設され、案内通路内を通過してきたはんだボールＢの進行方向を変更する側に傾斜する傾斜面に形成されたボルト先端部３４と、により構成されている。
取出手段は、吸着保持手段を構成する狭さく部７４に吸着され、他のはんだボールＢから分離されたはんだボールＢに、狭さく部７４からはんだボールＢが離反する方向に圧縮エア供給手段８０側からの圧縮エアを吹き付け（図１４）、はんだボールＢを案内通路７６内で移動させ（図１５〜図１７）、はんだボールＢをはんだボール取出装置１００（はんだボール分離ユニット２０）の外部に取り出している。
【００２９】
次に、本実施形態におけるはんだボール取出装置１００を用いたはんだボールの取り出し方法について説明する。図９は、図４中のＣ部分における拡大図であり、収容室からはんだボールを吸引した状態を示す説明図である。図１０は、図９中のＤ部分における拡大図である。図１１は、図１０の状態においてはんだボールを上方から臨む説明図である。図１２〜図１４は、それぞれ、はんだボール分離ユニット内においてはんだボールを分離している手順を示す説明図である。図１５〜図１７ははんだボールが案内通路内を移動している状態を示す説明図である。
【００３０】
まず、本体部１１に側壁部１２をネジ等により組み付けて収容室１０を形成し、収容室１０に分離対象となるはんだボールＢを収容した後、収容室１０にはんだボール分離ユニット２０をネジ等により組み付ける。必要に応じて、取出ノズル３０やホルダ４０と収容室１０を一体に組み立ててもよい。
続いて第１エア供給路５２、第２エア供給路５４、連通部１６のそれぞれにエアプラグ５２Ｚ，５４Ｚ，１６Ｚをセットし、エアプラグ５２Ｚ，５４Ｚ，１６Ｚと圧縮エア供給手段８０およびエア吸引手段８２にエアチューブ（図示せず）を接続する。エアプラグ５２Ｚ，５４Ｚ，１６Ｚと圧縮エア供給手段８０および／またはエア吸引手段８２との間には、必要に応じて電磁弁Ｖが配設される。
【００３１】
ユーザは図示しないエア制御部を起動し、エア制御部により圧縮エア供給手段８０に圧縮エアを供給させると共に、収容室１０に接続されているエアプラグ１６Ｚのみに圧縮エアを供給するように電磁弁Ｖを切り替える（攪拌手段始動）。エアプラグ１６Ｚから供給された圧縮エアは、収容器１０内の開口部１８から収容器１０の内部に吹き込んだ後、段差部分１４に衝突して収容室１０内で上昇気流を形成する。収容室１０内に生じた上昇気流によりはんだボールＢは舞い上げられて攪拌される。このとき、収容室１０の内部圧力は圧縮エア供給前に比べて大幅に高くなり、収容室１０の内部空気およびはんだボールＢは、収容室１０の外部に連通している抽出ノズル２２を介して収容室１０の外部に排出されることになる。
【００３２】
エア制御部は、圧縮エア供給手段８０から供給した圧縮エアにより収容室１０内のはんだボールＢを攪拌させると同時に、エア吸引手段８２を起動して第１エア流路５２を介してエアを吸引させ、収容室１０内で攪拌されているはんだボールＢを図９に示すように抽出ノズル２２内に吸引する（整列手段始動）。抽出ノズル２２には単数または複数個のはんだボールＢが吸引される。抽出ノズル２２に最初に入り込んだ（吸引された）はんだボールＢは、図１０，図１１に示すように案内通路７６の狭さく部７４の位置で吸着され、最初のはんだボールＢに追従して吸引された他のはんだボールＢは、案内通路７６の狭さく部７４から抽出ノズル２２にかけて上下方向にほぼ一列に整列した状態になる。最初に吸引されたはんだボールＢは狭さく部７４に押し付けられた状態となっているので、その後に連なる他のはんだボールＢにはわずかな吸引エアのみが作用することになる。換言すれば、最初に吸引されたはんだボールＢに作用する吸引力は、他のはんだボールＢに作用する吸引力よりも強くなるのである。
【００３３】
また、案内通路７６の狭さく部７４にはんだボールＢが押圧されていることにより、エア吸引手段８２に吸引されるエアの量が減少するので、狭さく部７４からエア吸引手段８２側の真空度が高まる。狭さく部７４とエア吸引手段８２の間に配設されている真空計が所定の真空度を計測するとエア制御部が作動し、エア制御部は、エア吸引手段８２によるエア吸引を継続しながら、電磁弁Ｖの切り替えと圧縮エア供給手段８０を作動を行い、図１２に示すように第２エア流路５４を介して圧縮エアを供給させる（分離手段始動）。
【００３４】
第２部材６０の連通孔６２と第３部材７０の狭さく部７４の位置関係により、抽出ノズル２２に最初に吸引されたはんだボールＢは、図１０に示すように、抽出ノズル２２の直上位置ではなく、抽出ノズル２２の直上位置よりもエア吸引手段８２側に形成された狭さく部７４に押圧された状態で吸引されるので、図１１に示すように、最初に吸引されたはんだボールＢと抽出ノズル２２の上端開口部分との間には隙間９０が形成されることになる。
【００３５】
第２エア流路５４から圧縮エアが供給されると、圧縮エアの大部分は抽出ノズル２２に最初に吸引されたはんだボールＢ（先頭のはんだボールＢ）と抽出ノズル２２の上端部における内径部分との間に形成された隙間９０を介して抽出ノズル２２の内部空間に入り込むか、案内通路７６内で拡散し、エア吸引されるかはんだ分離ユニット２０の外部に排出される。隙間９０の大きさは、取り扱うはんだボールＢの径寸法に対して１０〜３０パーセント程度の幅寸法であることが好適である。図１１，図１２に示すように、先頭のはんだボールＢは、案内通路７６の狭さく部７４に吸引されているため、先頭のはんだボールＢの中心位置は第２エア流路５４の中心軸に対してずれた状態となっている。このことに加え先頭のはんだボールＢは最も強い吸引力で吸引されているため、第２エア流路５４からの圧縮エアが直撃せず、圧縮エアによって動いてしまうことはなく、先頭のはんだボールＢは狭さく部７４位置でとどまることになる。
【００３６】
第２エア流路５４からの圧縮エアの大半は先頭のはんだボールＢの外周面に沿って隙間９０を介して抽出ノズル２２内に流下する。先に説明したとおり、先頭のはんだボールＢの下方に連なっている他のはんだボールＢは、先頭のはんだボールＢに付与されている吸着力に対して弱い吸着力で追従しているので、図１３に示すように第２エア流路５４から流下してきた圧縮エアにより他のはんだボールＢ，Ｂ，Ｂ・・・が離脱する。このようにして、収容室１０から抽出ノズル２２により吸引された複数のはんだボールＢ，Ｂ，Ｂ・・・を１つに分離することができる。
【００３７】
次に、エア制御部は電磁弁Ｖを切り替えると共に、圧縮エア供給手段８０からの圧縮エアを第１エア流路５２を介して案内通路７６に供給し（取出手段始動）、図１４，図１５に示すようにはんだボールＢをはんだボール分離ユニット２０から排出する方向へ移動させる。本実施形態においては、案内通路７６に取出ノズル３０が接続されており、それぞれの軸線が直角となるような状態で接続されている。また、案内通路７６と取出ノズル３０の軸線が交差する部分には、案内通路７６からのはんだボールＢが取出ノズル３０に反射する角度でスラッシュカットされたボルト先端部３４が位置している。案内通路７６内を通過してきたはんだボールＢは、図１６に示すように、案内通路７６内を通過してきたはんだボールＢの進路を変更する方向に傾斜した傾斜面に形成されたボルト先端部３４に衝突した後、取出ノズル３０の軸線方向に沿って移動し、取出ノズル３０の終端部から外部に排出されることになる。
【００３８】
ホルダ４０を移動装置に取り付けておけば、収容室１０から分離したはんだボールＢを任意の位置に取り出すことができる。このようにして、収容室１０に収容されたはんだボールＢを個別に抽出することができる。本実施形態においては、はんだボールＢの抽出時間を１秒以内に行うことができるので、大量のはんだボールＢであっても短時間で抽出することができる。
【００３９】
以上に、本実施形態に基づいて本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲において各種の改変がなされたとしても本願発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
例えば、収容室１０の底部には上昇気流生成手段として段差部分１４が形成された本体部１１について説明しているが、上昇気流生成手段は段差部分１４以外の形態で実現することも可能である。そもそも、収容室１０内に上昇気流生成手段を設けない形態としても、本願発明は実現可能である。
【００４０】
また、収容室１０にエア排出機構を接続せず、収容室１０内部ではんだボールＢなどの粒状体を攪拌しない形態や、はんだボール分離ユニット２０に抽出ノズル２２を接続せず、複数個のはんだボールＢを上下方向に一列に連ねることができる形状寸法に形成した連通孔６２にノズルとしての機能を実現させる形態や、案内通路７６を滑らかな曲線等で形成し、案内通路７６内に傾斜面を設けない実施形態を採用することももちろん可能である。これらの実施形態はベストモードではないものの、本願発明による最小限の作用効果を発揮することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、試験用配線基板を製作する上でのはんだボールの検品・抽出装置の他、ボールベアリングの検品・抽出装置等の粒状体を分離処理する装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態のはんだボール取出装置の平面図である。
【図２】図１に示すはんだボール取出装置の側面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１中のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】収容室の本体部分を示す斜視図である。
【図６】収容室の上蓋部分を構成する第１部材の平面図である。
【図７】収容室の上蓋部分を構成する第２部材の平面図である。
【図８】収容室の上蓋部分を構成する第３部材の平面図である。
【図９】図４中のＣ部分における拡大図であり、収容室からはんだボールを吸引した状態を示す説明図である。
【図１０】図９中のＤ部分における拡大図である。
【図１１】図１０の状態においてはんだボールを上方から臨む説明図である。
【図１２】はんだボール分離ユニット内においてはんだボールを分離している手順を示す説明図である。
【図１３】はんだボール分離ユニット内においてはんだボールを分離している手順を示す説明図である。
【図１４】はんだボール分離ユニット内においてはんだボールを分離している手順を示す説明図である。
【図１５】はんだボールが案内通路内を通過している状態を示す説明図である。
【図１６】はんだボールが反射板に衝突している状態を示す説明図である。
【図１７】はんだボールが抽出ノズル内を通過している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  収容室
１１  本体部
１２  側壁部
１４  段差部分
１６  連通部
１６Ａ  テープ
１６Ｂ  長穴
１６Ｚ，５２Ｚ，５４Ｚ  エアプラグ
１８  開口部
２０  はんだボール分離ユニット
２２  抽出ノズル
３０  取出ノズル
３２  ボルト
３４  ボルト先端部
４０  ホルダ
５０  第１部材
５２  第１エア流路
５４  第２エア流路
６０  第２部材
６２  連通孔
７０  第３部材
７２  スリット
７４  狭さく部
７６  案内通路
８０  圧縮エア供給手段
８２  エア吸引手段
９０  隙間
１００  はんだボール取出装置
Ｂ  はんだボール
Ｎ  ネジ孔
Ｖ  電磁弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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