(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき後のチップ部品とメディアとを分離する方法であって、上記チップ部品は最大寸法と最小寸法との比が２以上の偏平な直方体形状であり、上記メディアはチップ部品の最大寸法より小さい直径を持つ球体である、分離方法において、
内部に液体を貯留した直立した筒形の分離容器の上部からチップ部品とメディアとの混合物を投入し、沈降させるステップと、
沈降途中の混合物に対し上記分離容器の上下方向中間部の側部に接続された液体導入路から水平方向又は斜め上方向に液流を衝突させ、メディアを分離容器の下方へ沈降させるとともに、チップ部品を上記液流とともにメディアから分離するステップと、
上記分離容器の下方へ沈降したメディアを回収するステップと、
上記メディアと分離されたチップ部品を液流と共に分岐流路から排出するステップであって、上記分岐流路の入口部が上記液体導入路と対向する上記分離容器の上下方向中間部の側部でかつ上記液体導入路の延長線上に接続され、上記分岐流路の出口部が上記入口部に対して斜め上方を向くように傾斜している、ステップと、を含む分離方法。
【請求項２】
めっき後のチップ部品とメディアとを分離する装置であって、上記チップ部品は最大寸法と最小寸法との比が２以上の偏平な直方体形状であり、上記メディアはチップ部品の最大寸法より小さい直径を持つ球体である、分離装置において、
内部に液体を貯留し、上部にチップ部品とメディアとの混合物を投入する投入口を有し、投入口から投入された混合物を沈降させる直立した筒形の分離容器と、
上記分離容器の上下方向中間部の側部に接続され、上記投入口より投入されて分離容器の中を沈降する混合物に対して水平方向又は斜め上方向に液流を衝突させる液体導入路と、
入口部が上記液体導入路と対向する上記分離容器の上下方向中間部の側部であってかつ上記液体導入路の延長線上に接続され、出口部が上記入口部に対して斜め上方を向くように傾斜し、上記液体導入路から導入された液流によってメディアから分離されたチップ部品を液流とともに排出する分岐流路と、
上記分離容器の下端部に設けられ、分離容器の中を沈降したメディアを回収するメディア回収部と、を備えたことを特徴とする分離装置。
【請求項３】
上記液体導入路は上記分離容器との接続部が斜め上方に向くように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】
上記液体導入路と上記分岐流路はほぼ一直線状または上記分岐流路の傾きの方が大きくなるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の分離装置。
【請求項５】
上記液体導入路の下部であって、メディア回収部より上部の分離容器内に、上向きの液流を発生させる第２の液体導入路を接続したことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の分離装置。
【請求項６】
上記分岐流路の出口部には、液体からチップ部品を取り出す篩が設けられていることを特徴と有する請求項２ないし５のいずれかに記載の分離装置。
【請求項７】
上記メディアはチップ部品の最小寸法より大きい直径を持ち、上記チップ部品の比重に比べてメディアの比重が大きいことを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばめっき後のチップ部品とメディアとを分離するのに適した方法および分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の小型チップ部品にめっきを施す場合に、バレル式めっき法が用いられている。バレル式めっき法は、被めっき物であるチップ部品とメディアとをバレル内に入れ、バレルをめっき液に浸漬し、バレルを回転させて内部のチップ部品とメディアを攪拌しながら、チップ部品表面にめっき皮膜を形成する方法である。
【０００３】
めっき後のチップ部品とメディアの分離方法には様々な手法があるが、気中で分離を行うのが一般的である。しかし、次のような理由により水中（液中）で実施しなければならない場合がある。
例えば、Ｎｉめっきの後でＳｎめっきを施す場合や、Ｎｉめっきの後でＡｕめっきを施す場合のように、めっき処理を２段階で実施する場合、次のようなケースでメディアを交換しなければならないときがある。
（１）メディアにはめっき金属が付着しており、これが次のめっき浴中で溶出し、悪影響を与える。
（２）メディアにはめっき金属が相当量付着するが、めっき金属がＡｕのような高価な金属の場合には、コスト面でメディアを予め少なくする必要があり、この場合には比較的多量のメディアを使用するＮｉめっきが終了した後、チップ部品とメディアとを分離する必要が生じる。
仮にチップ部品からメディアを気中で分離した場合、Ｎｉめっきをした後のチップ部品が乾燥することになり、Ｎｉ皮膜が酸化する恐れがある。この上にＳｎ膜やＡｕ膜をめっきすると、密着性が悪くなるという問題がある。それ故、分離後に酸化しないように、メディア分離を液中で行うことが望ましい。
【０００４】
メディア分離を液中で行う方法として、特許文献１には、水中でのふるい分けを実施する方法が提案されている。この方法は、篩目の異なる２つ以上の篩を、篩目の大きい方を上にして順次重ねて保持し、大きさの異なる複数種類の部品を上方に位置する篩から投入し、２つ以上の篩を水中で同時に揺り動かすことで、大きさの異なる部品を分離するものである。
【０００５】
しかし、部品やメディアの形状が小型・薄型である場合には、篩による分離は目詰まりを起こしたり、分離しきれずに篩に残ることがあるため、適用しにくい。また、部品が小型化するに連れ、分離精度を維持するためには、メッシュ精度の高い高価な篩を用いなければならず、コスト上昇を招くという問題があった。さらに、篩の上で長い時間攪拌されると、部品同士あるいは部品とメディアのぶつかり合いによって、めっき後の皮膜の傷や部品の割れ、欠けなどが発生しやすい。
【特許文献１】特開２００２−２１０４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、水中で短時間にチップ部品とメディアとを分離でき、かつチップ部品に負荷を掛けない分離方法および分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明にかかる分離方法は、めっき後のチップ部品とメディアとを分離する方法であって、上記チップ部品は最大寸法と最小寸法との比が２以上の偏平な直方体形状であり、上記メディアはチップ部品の最大寸法より小さい直径を持つ球体である、分離方法において、内部に液体を貯留した直立した筒形の分離容器の上部からチップ部品とメディアとの混合物を投入し、沈降させるステップと、沈降途中の混合物に対し上記分離容器の上下方向中間部の側部に接続された液体導入路から水平方向又は斜め上方向に液流を衝突させ、メディアを分離容器の下方へ沈降させるとともに、チップ部品を上記液流とともにメディアから分離するステップと、上記分離容器の下方へ沈降したメディアを回収するステップと、上記メディアと分離されたチップ部品を液流と共に分岐流路から排出するステップであって、上記分岐流路の入口部が上記液体導入路と対向する上記分離容器の上下方向中間部の側部でかつ上記液体導入路の延長線上に接続され、上記分岐流路の出口部が上記入口部に対して斜め上方を向くように傾斜している、ステップと、を含むものである。
【０００８】
本発明の分離装置は、めっき後のチップ部品とメディアとを分離する装置であって、上記チップ部品は最大寸法と最小寸法との比が２以上の偏平な直方体形状であり、上記メディアはチップ部品の最大寸法より小さい直径を持つ球体である、分離装置において、内部に液体を貯留し、上部にチップ部品とメディアとの混合物を投入する投入口を有し、投入口から投入された混合物を沈降させる直立した筒形の分離容器と、上記分離容器の上下方向中間部の側部に接続され、上記投入口より投入されて分離容器の中を沈降する混合物に対して水平方向又は斜め上方向に液流を衝突させる液体導入路と、入口部が上記液体導入路と対向する上記分離容器の上下方向中間部の側部であってかつ上記液体導入路の延長線上に接続され、出口部が上記入口部に対して斜め上方を向くように傾斜し、上記液体導入路から導入された液流によってメディアから分離されたチップ部品を液流とともに排出する分岐流路と、上記分離容器の下端部に設けられ、分離容器の中を沈降したメディアを回収するメディア回収部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明における分離方法について説明する。チップ部品とメディアとの混合物を、液体を貯留した分離容器の上部から投入する。チップ部品およびメディアは液体より比重が大きいので、分離容器の中を沈降する。沈降の途中で、液体導入路から交差方向に液流を衝突させる。チップ部品は直方体であり、その主面が液流方向に対して垂直になった瞬間に液流の影響を強く受け、分岐流路へ押し流される。メディアは球体であり、液流の影響が一定しているので、分離容器の中をそのまま沈降させることができる。なお、一部のメディアは分岐流路方向へ押し流されることがあるが、後述するように液体の流速や向き、分岐流路の形状等を工夫することで、分岐流路へ押し流されるメディアの量を減らすことができ、さらにメディアを分離容器へ戻すことができる。その後、メディアは分離容器の下方へ沈降し、回収される。一方、チップ部品は液流と一緒に分岐流路から排出される。
【００１０】
本発明の分離方法は、沈降する混合物に対して液流を衝突させることによって分離するため、極めて短時間でチップ部品とメディアとを分離できる。従来の篩を用いた分離方法と異なり、チップ部品とメディアとが長時間にわたって衝突ないし摺動を繰り返すことがなく、めっき後の皮膜の傷やチップ部品の割れ、欠けを低減できる。さらに、篩を用いた場合のように、目詰まりが発生することがなく、高価な設備を使用する必要もない。本発明の分離方法は液中で実施するので、チップ部品のめっき皮膜が酸化するといった不具合もない。
なお、チップ部品の比重に比べてメディアの比重が大きい方が分離性能は向上するが、本発明の分離方法はチップ部品とメディアの形状差を利用した分離方法であるから、両者の比重がほぼ同等であっても、効果的に分離できる。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、分岐流路は分離容器との接続部に対して出口が上方に向くように傾斜しているのがよい。
分岐流路を水平方向に配置してもよいが、液体導入路から導入される液体の流速が大きくなると、メディアも液流と共に分岐流路へ押し流される可能性があり、分離効率が低下する。そこで、分岐流路を分離容器との接続部に対して出口が上方に向くように傾斜させると、液体導入路から流入した液流によってメディアの一部が分岐流路へ押し流されても、分岐流路の傾斜によってメディアは転がりながら分離容器に戻ることができる。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、液体導入路は分離容器との接続部が上方に向くように傾斜しているものとしてもよい。
液体導入路は分離容器に対して水平に配置されていてもよいが、上方に傾斜している場合には、分離容器を沈降する混合物に対して斜め上方の液流を衝突させることができるので、チップ部品の向きを変えやすくすることができ、分離効率がさらに向上する。
【００１３】
好ましい実施形態によれば、分岐流路が分離容器との接続部に対して出口が上方に向くように傾斜しており、液体導入路が分離容器との接続部が上方に向くように傾斜している場合に、液体導入路と分岐流路とをほぼ一直線状または分岐流路の傾きの方が大きくなるように配置するのがよい。
この場合には、チップ部品とメディアとの分離効率の向上とメディアを分離容器へ戻す効果とをさらに高めることができる。なお、液体導入路と分岐流路とが一直線状にない場合に、液体導入路の中心軸の延長線は分岐流路が分離容器と接続している開口部の中を通ること、さらに好ましくは上記延長線が上記開口部の中心を通るのがよい。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、液体導入路の下部であって、メディア回収部より上部の分離容器内に、上向きの液流を発生させる第２の液体導入路を接続してもよい。
メディアは球体であるため、第２の液体導入路の上向きの水流にはあまり影響を受けず、そのまま沈降できるのに対し、直方体のチップ部品は、第２の液体導入路の上向きの水流によって沈降速度が抑えられ、第１の液体導入路からの横向きの水流を受けて、分岐流路へ確実に押し流すことができる。そのため、分離性能がさらに向上する。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、分岐流路の出口に、液体からチップ部品を取り出す篩を設けてもよい。
分岐流路の出口に篩を設けることで、液体と共に分岐流路から排出されたチップ部品を簡単に取り出すことができる。特に、液体中にはチップ部品しか含まれていないので、篩目をチップ部品より小さくすれば、簡単にチップ部品を回収できる。
【００１６】
好ましい実施形態によれば、本発明の分離方法は、チップ部品が最大寸法と最小寸法との比が２以上の偏平部品で、メディアがチップ部品の最大寸法より小さい直径を持つ球体である場合に効果的である。
チップ部品が偏平である場合、その主面が液流の影響をさらに強く受けるので、分岐流路へ効果的に押し出される。一方、球体よりなるメディアは液流の影響が一定しているので、分離容器の中をそのまま沈降させることができる。そのため、チップ部品とメディアの比重差以上に分離効率が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、チップ部品とメディアとの混合物を分離容器の中で沈降させ、沈降の途中で交差方向から液流を衝突させ、その形状差によってチップ部品とメディアとを分離するようにしたので、極めて短時間にチップ部品とメディアとを分離できる。従来の篩を用いた分離方法と異なり、チップ部品とメディアとが長時間にわたって衝突ないし摺動を繰り返すことがなく、チップ部品の破損を少なくすることができる。また、分離容器の中を沈降させ、横方向から液流を衝突させるだけであるから、設備が簡単であり、篩を用いた場合のように高価な設備を使用する必要もない。さらに、本発明の分離方法は液中で実施するので、チップ部品のめっき皮膜が酸化するといった不具合もないという作用効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１，図２は本発明にかかる分離装置の第１実施例を示す。
本分離装置Ｉは、縦長な分離容器１を備える。分離容器１は、内部に水を貯留するものであり、上端部にめっき後のチップ部品ＣとメディアＭとの混合物を投入する投入口２が設けられ、下端部にはメディア回収装置３が設けられている。この実施例では、チップ部品Ｃとして直方体形状のセラミックチップ部品を使用し、メディアＭとして金属球を使用している。一気に混合物を投入すると、分離精度が悪くなる傾向があるので、少量ずつ投入するために、投入口２に漏斗などを設置してもよい。メディア回収装置３は、分離したメディアＭを分離容器１の水を抜くことなく取り出すため、シャッタ付きの回収装置としてもよいし、規模によっては、作業終了後に分離容器１を倒立させてメディアＭを回収する方式でもよい。
【００２０】
分離容器１の上下方向中間部の側部には、液体導入路４が接続されている。液体導入路４の入口は水道配管５と水道栓６を介して接続されており、投入口２より投入されて分離容器１の中を沈降する混合物Ｃ，Ｍに対して、交差方向に水流を衝突させるものである。この例では、液体導入路４の水平面に対する角度Ａ＝０°であり、水流は混合物Ｃ，Ｍの沈降方向に対して直交している。水流の流速は、水道栓６によって調節可能である。水道栓６に代えて流量調整弁を用いてもよい。この実施例では、液体導入路４は水平に配置されている。分離容器１の断面全体にわたって横切る水流を発生させるため、液体導入路４の分離容器１との接続部は、図２に示すように分離容器１の断面幅と同程度のノズル形状とするのがよい。ここでは、液体導入路４を１つの筒状としたが、複数のノズルを並列に並べて同様な水流を発生させてもよい。
【００２１】
分離容器１の上下方向中間部の側部であって、液体導入路４と対向する位置には、分岐流路７が接続されている。分岐流路７は、液体導入路４から導入された水流によってメディアＭから分離されたチップ部品Ｃを水とともに排出するものであり、分離容器１との接続部に対して出口７ａが上方に向くように傾斜している。この例では、分岐流路７の垂直面に対する傾斜角Ｂ＝４５°とされている。分岐流路７の出口７ａ側には、出口７ａから溢流した水とチップ部品Ｃとを受ける篩８および流し９とが設けられている。出口７ａから出たチップ部品Ｃは篩８上に残り、水は流し９へと排出される。液体導入路４の中心軸の延長線は、分岐流路７の中心軸線と一致するか、または分岐流路７が分離容器１に接続している開口部７ｂの中（望ましくは中心）を通る位置関係にある。分岐流路８の中心軸は液体導入路４と同じ面上にある。分岐流路８の開口面積は、液体導入路４の開口面積より大きい方がよい。
【００２２】
上記のように、分離容器１の投入口２から投入されたチップ部品ＣとメディアＭとの混合物を、水の中で沈降させ、沈降の途中で、液体導入路４から交差方向に水流を衝突させるようにしたので、直方体形状のチップ部品Ｃは、その主面が水流方向に対して垂直になった瞬間に水流の影響を強く受け、分岐流路７へ押し流される。一方、球形のメディアＭは水流の影響が一定しているので、分離容器１の中をそのまま沈降する。そのため、チップ部品ＣとメディアＭとが分離され、チップ部品Ｃは篩８によって取り出され、メディアＭはメディア回収装置３によって回収される。
【００２３】
上記説明では、水道配管５から導入された水道水を液体導入路４から分離容器１へ導入し、分岐流路７から排出された水を流し９を介してそのまま排出する例を示したが、水の使用量を減らすため、チップ部品Ｃの分離回収後の水をポンプを備えた循環装置により液体導入路４へ送り込み、循環利用できるようにしてもよい。さらに、１回の分離操作により分離できないメディアＭあるいはチップ部品Ｃを、同様の分離操作を複数回繰り返すことで、完全に分離することができる。
【実施例２】
【００２４】
図３は本発明にかかる分離装置の第２実施例を示す。第１実施例と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例の分離装置IIでは、液体導入路４を分離容器１との接続部が上方に向くように傾斜させたものである。ここで、液体導入路４の水平面に対する傾斜角をＡ、分岐流路７の垂直面に対する傾斜角をＢとしてある。液体導入路４と分岐流路７とが一直線状に並んでいてもよいし、分岐流路７の方が液体導入路４より傾きが急になっていてもよい。なお、液体導入路４の中心線Ｓの延長線は、分岐流路７が分離容器１に接続されている開口部７ｂの中心を通っている。
【実施例３】
【００２５】
図４は本発明にかかる分離装置の第３実施例を示す。第１，２実施例と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例の分離装置IIIでは、第２実施例と同様に、液体導入路４を分離容器１との接続部が上方に向くように傾斜させるとともに、液体導入路４の接続部より下方でメディア回収装置３より上方の分離容器１の内部に、別の液体導入路１０を接続したものである。液体導入路１０には水道配管１１が水道栓１２を介して接続されており、この液体導入路１０から分離容器１の内部に上向きの水流を発生させることができる。この例では、液体導入路４の水平面に対する傾斜角Ａ＝６０°、分岐流路７の垂直面に対する傾斜角Ｂ＝３０°としてある。
【００２６】
ここで、第１，第２実施例の分離装置を用いてチップ部品ＣとメディアＭの分離実験を行った結果を、表１に示す。
表１は、第１実施例と第２実施例において、角度Ａ，Ｂおよび水量を変化させた場合に、篩８によって回収されたチップ部品Ｃの比率と、メディア回収装置３によって回収されたメディアＭ内のチップ部品Ｃの比率とを求めたものである。
【００２７】
【表１】
0004830654.tif 000002
【００２８】
この実験では、φ０．５ｍｍの金属球よりなるメディアＭと、１ｍｍ×０．５ｍｍ×ｔ０．４ｍｍ以下のサイズのチップ部品Ｃとの混合物を用いた。メディアＭの比重は７．８６、チップ部品Ｃの比重は５．０である。液流には水道水を利用し、流水量を約１〜１５Ｌ／分程度の範囲で７段階に調整した。
分離容器１の断面寸法は４０ｍｍ×４０ｍｍである。この分離容器１の上部投入口２からチップ部品ＣとメディアＭの混合物を約４０ｍｌ投入した。このうち、メディアＭは３０ｍｌである。
第１実施例では、液体導入路４を水平（Ａ＝０°）とし、分岐流路７の角度Ｂ＝４５°とした。第２実施例では、液体導入路４の角度Ａを３０°，６０°とし、分岐流路７の角度Ｂを４５°，３０°とした。Ａ＝６０°，Ｂ＝３０°の場合は、液体導入路４と分岐流路７とが一直線に揃った状態である。
【００２９】
表１から明らかなように、第１実施例では、水量を１〜８Ｌ／分の範囲とした場合、篩８側で１００〜８９％のチップ部品Ｃを回収でき、メディア回収装置３で０．３７〜０．０００２％でチップ部品Ｃが回収された。水量を１１〜１５Ｌ／分とした場合には、篩８側で回収されるチップ部品Ｃの比率が７６〜６８％に低下したが、メディア回収装置３で回収されるチップ部品Ｃの比率は０％となった。つまり、水量が増加するにつれて、分岐流路７から排出されるメディアＭの量が増えるのに対し、メディア回収装置３に混入するチップ部品Ｃの比率が低下することがわかる。
【００３０】
また、第２実施例の場合には、液体導入路４と分岐流路７の傾きＡ，Ｂを変化させることにより、篩８側で回収されるチップ部品Ｃの比率を第１実施例より高めることができ、かつメディア回収装置３に混入するチップ部品Ｃの比率を低くすることができた。つまり、第１実施例より分離精度が向上した。液体導入路４と分岐流路７の角度、水流の流速を調整することで、効率のよい最適な組み合わせを設定できる。特に、液体導入路４や分岐流路７の角度を調整できる機構を装備すれば、チップ部品ＣとメディアＭのサイズが変わった場合に、最適な組み合わせを自由に設定でき、幅広い被分離物の形状に対応できる。
【００３１】
両実施例の場合とも、水中で処理するので、乾燥させることなく分離でき、かつメディアやチップ部品同士のぶつかり合いが少なく、チップ部品Ｃに割れや欠けが発生しなかった。また、メディアとチップ部品とを比較的短時間で分離できる。所要時間は約５分程度であった。
また、液体導入路４と分岐流路７の傾き角度Ａ，Ｂの最適範囲は、液体導入路４から導入される水量とも関連するが、次のような範囲であれば、チップ部品ＣとメディアＭの分離が可能であった。
０≦Ａ≦６０°
３０°≦Ｂ≦６０°
【００３２】
【表２】
0004830654.tif 000003
【００３３】
表２は、第３実施例を用いて上記と同様の条件で分離実験した結果を示す。ここでは、それぞれの液体導入路４，１０について、水量レベルの変化と、脈動の有無によって、条件を変えた。脈動とは、平均水量を保ちながら、周期的に水量を強弱させることであり、チップ部品Ｃの向きを変えやすくさせる作用がある。
【００３４】
表２から明らかなように、分離精度が第１，第２実施例に比べてさらに向上した。メディアＭは球体であるため、第２の液体導入路１０の上向きの水流にはあまり影響を受けず、そのまま沈降させることができた。一方、直方体のチップ部品Ｃは、第２の液体導入路１０の上向きの水流によって沈降速度が抑えられ、第１の液体導入路４からの横向きの水流を受けて、分岐流路７へ確実に押し流すことができた。
【００３５】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、チップ部品の比重がメディアの比重より小さい例を示したが、両者の比重がほぼ同じであっても、本発明の分離方法により分離することが可能である。特に、最大寸法と最少寸法との比が大きなチップ部品、つまり偏平なチップ部品の場合には、さらに分離効率が向上する。
また、分離容器の中に液体を満たして分離を行ったが、全体が液中に没しており、分離容器の上部の投入口だけが液面に出ている状態としてもよい。
さらに、液体とは水に限らない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる分離装置の第１実施例の概略断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明にかかる分離装置の第２実施例の概略断面図である。
【図４】本発明にかかる分離装置の第３実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｉ，II，III        分離装置
１                分離容器
２                投入口
３                メディア回収装置
４                液体導入路
５                水道配管
６                水道栓
７                分岐流路
８                篩
９                流し
【図１】
0004830654.tif 000004
【図２】
0004830654.tif 000005
【図３】
0004830654.tif 000006
【図４】
0004830654.tif 000007