(57)【要約】【課題】内部に収容する搬送物の多少にかかわらず、搬送物を安定して搬送路に導入できるホッパーを提供する。【解決手段】多数の物品を収容する収容槽２０と、前記収容槽の下部に設けられた排出口３０と、前記収容槽の下部に設けられ、該収容槽内に気体を吹き込む撹拌用送気部４０と、前記収容槽内の所定領域にある前記物品を検出するセンサー５０ａ、５０ｂと、前記センサーからの信号に基づいて前記撹拌用送気部から吹き込む気体量を調節する送気量制御部４１とを有するホッパー１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の物品を収容する収容槽と、
前記収容槽の下部に設けられた排出口と、
前記収容槽の下部に設けられ、該収容槽内に気体を吹き込む撹拌用送気部と、
前記収容槽内の所定領域にある前記物品を検出するセンサーと、
前記センサーからの信号に基づいて前記撹拌用送気部から吹き込む気体量を調節する送気量制御部と、
を有するホッパー。
【請求項２】
前記撹拌用送気部が前記収容槽の底面に設けられ、該収容槽内に上向きに気体を吹き込む、
請求項１に記載のホッパー。
【請求項３】
前記センサーが光電センサーである、請求項１または２に記載のホッパー。
【請求項４】
前記センサーが近接センサーである、請求項１または２に記載のホッパー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のホッパーと、
前記ホッパーの排出口から一次元方向に延在する搬送路とを有する物品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な物品を一次元方向に整列させて搬送する搬送路に対して、その微小な物品を供給するホッパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子部品等の微小な物品を搬送・供給するために、いわゆるバルクフィーダーが用いられる。バルクフィーダーは、例えば、対象となる搬送物をホッパーに投入し、ホッパー下部からトンネル状等の搬送路に導き、１列に整列させて、気流によって搬送・供給する装置である。
【０００３】
特許文献１には、下部が漏斗状に形成されたカセットに角形のチップをランダムに収容し、チップをカセットからトンネル（搬送路）内に送り込み、トンネルの先端部側（下流側）を真空吸引することによりチップを搬送するバルクフィーダーが記載されている。トンネルの先端部に到達したチップは、例えば、ピックアップノズルに吸着されて順次取り出される。
【０００４】
特許文献２には、保持槽（収容槽）内に複数の搬送物を保持し、搬送物を気流によって撹拌しながら、保持槽の側面に設けられた開口部（排出口）から一次元方向に延在する供給路（搬送路）に整列させて導く一次元整列供給ユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９４５９７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された一次元整列供給ユニットでは、保持槽内にある搬送物が少なくなると、撹拌のための気流によって搬送物が吹き上げられて、開口部近傍での搬送物の密度が小さくなり、供給路に時間あたりに導入される搬送物の数が不足することがあった。
【０００７】
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、収容している搬送物が少なくなっても、搬送路への導入を安定して行えるホッパーを提供することを目的とする。併せて、かかるホッパーを備えた物品供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的のために、本発明では、ホッパー内の搬送物の密度をセンサーで検出して、撹拌のための気体量を調節可能とする。
【０００９】
本発明のホッパーは、多数の物品を収容する収容槽と、前記収容槽の下部に設けられた排出口と、前記収容槽の下部に設けられ、該収容槽内に気体を吹き込む撹拌用送気部と、前記収容槽内の所定領域にある前記物品を検出するセンサーと、前記センサーからの信号に基づいて前記撹拌用送気部から吹き込む気体量を調節する送気量制御部とを有する。
【００１０】
好ましくは、前記撹拌用送気部が前記収容槽の底面に設けられ、該収容槽内に上向きに気体を吹き込む。
【００１１】
前記センサーは光電センサーであってもよい。あるいは、前記センサーは近接センサーであってもよい。
【００１２】
本発明の物品供給装置は、上記いずれかのホッパーと、前記ホッパーの排出口から一次元方向に延在する搬送路とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のホッパーまたは物品供給装置によれば、収容槽内に収容している搬送物の多少にかかわらず、ホッパーから搬送路への排出口近傍における搬送物の密度の変動を抑えることができるので、搬送物を安定して搬送路に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態であるホッパーの構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるホッパーの構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態であるホッパーの下部の拡大図である。
【図４】本発明の物品供給装置の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のホッパーを用いた物品供給装置の一実施形態について、その全体構成を図４に基づいて説明する。
【００１６】
図４において、本実施形態の物品供給装置７０は、本発明のホッパー１０と、一次元方向に延在する搬送路７１とを有する。ホッパーに投入された搬送物（物品）６０は、ホッパー下部の排出口３０から１個ずつ搬送路に導入され、搬送路内を一列に整列して気流によって下流へと搬送される。搬送物は、搬送路下流端の取出口７２で、ピックアップノズル８０に吸着されて取り出される。
【００１７】
搬送物としては、ＭＬＣＣ等の各種電子部品、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型パッケージ等に用いられる半田ボール、微小ベアリング用の玉など、各種の微小な物品を対象とすることができる。これらの搬送部の大きさは典型的には１００μｍ〜１０ｍｍ程度である。本実施形態の物品供給装置や以下に説明するホッパーは、これらの搬送物に対して好適に用いることができる。
【００１８】
次に、本発明のホッパーの第１の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１９】
図１において、本実施形態のホッパー１０は、収容槽２０と、搬送物を搬送路７１へ排出する排出口３０と、収容槽内に空気を吹き込む撹拌用送気部４０と、光電センサー５０ａ、５０ｂと、光電センサーからの信号に基づいて撹拌用送気部を制御する送気制御部４１と、収容槽の上部開口を塞ぐ蓋２５と、蓋に設けられた排気部２６とを有する。
【００２０】
収容槽２０は、その内部に多数の搬送物を収容する。収容槽の形状は特に限定されない。例えば、上部を円筒状や角筒状とし、下部を円錐状や角錐状等の水平断面積が下方に向かって徐々に減少する形状とすることができる。
【００２１】
排出口３０は、収容槽２０底部の側面に形成され、搬送路７１の入口となっている。排出口は、このように、収容槽の側面に形成されていることが好ましい。略水平に延びる搬送路に搬送物を直接導入できるので、供給装置全体をより小型化できるからである。排出口の高さ方向の位置は特に限定されず、排出口が収容槽の下部にあればよい。本実施形態では、排出口の下端が収容槽の底面と同じ高さにある。排出口の開口の大きさは、搬送物が同時に１個だけ通過できる大きさとする。
【００２２】
収容槽２０の排出口３０と相対する底部側面には、補助送気部３１を設けることが好ましい。補助送気部は、排出口に向かって空気を吹き出すことにより、排出口直前にある搬送物を搬送路７１に押し込むように作用する。
【００２３】
撹拌用送気部４０は、収容槽２０の底面に設けられて、収容槽内に上向きに空気を吹き込む。撹拌用送気部の位置は、収容槽の下部にあり、好ましくは収容槽の下部であって収容槽の底面の近くにある。収容槽内全体を撹拌するためである。撹拌用送気部から空気を吹き込む方向は特に限定されない。例えば、排出口３０の対面から略水平に吹き込んでもよいし、排出口と同じ側の側面から略水平に吹き込んでもよい。また、撹拌用送気部は、空気を間欠的にパルス状に吹き込むことが好ましい。収容槽内の搬送物をより均一に撹拌・流動化させられるからである。
【００２４】
収容槽２０の側面には、下部に、光電センサーが取り付けられている。本実施形態の光電センサーは投光部５０ａと受光部５０ｂからなり、両者が収容槽の内部空間を挟んで相対するように取り付けられている。光電センサーを取り付ける方法は、例えば、収容槽の外側に投光部および受光部を取り付け、収容槽の側面に光を透過させるための穴を開ければよい。これにより、投光部と受光部の間の領域に進入して、光路を遮る搬送物を検出する。光電センサーは、投光部と受光部が一体となったセンサーを用いて、収容槽の相対する内壁面に取り付けられたミラーからの反射光や、搬送物からの反射光を利用するものであってもよい。光電センサーは、好ましくは、本実施形態のように透過型のものを用いる。搬送物が光路を遮るのを確実に検知できるからである。光電センサーは、異なる高さに複数取り付けてもよい。
【００２５】
送気制御部４１は、光電センサーの受光部５０ｂからの信号を受信して、投光部５０ａと受光部５０ｂの間の領域における搬送物の密度を推定し、その推定値に応じて撹拌用送気部４０からの送気量を制御する。
【００２６】
蓋２５は、収容槽２０の上部の開口を塞ぐ。排気部２６は、蓋に設けられて、収容槽から空気を排気する。蓋や排気部の形状および配置は特に限定されない。排気部２６は、好ましくは、収容槽内の圧力を適度な正圧に保つ内圧維持機構を備える。内圧維持機構として、例えば、排気管の途中にオリフィス板を挿入することができる。また、例えば、内圧をより精密に制御するために、圧力調整弁を用いてもよいし、調節弁を内圧によってフィードバック制御してもよい。
【００２７】
搬送路７１は、トンネル状に形成され、略水平に一次元方向に延在する。搬送路は、上流から下流に向かう気流によって搬送物を搬送する。収容槽２０内が正圧に維持されていると、排出口３０から流入する空気によって気流が生じる。また、これとは別に搬送用の送気部を設けてもよいし、下流側に吸気部を設けてもよい。
【００２８】
次に本実施形態のホッパーの作用を説明する。
【００２９】
搬送物は収容槽２０内に投入される。撹拌用送気部４０から間欠的に空気を吹き込むと、搬送物は下から吹き上げられて互いに衝突しながら、流動化する。排出口３０直前に来た搬送物は、気流によって１個ずつ、排出口から排出され、すなわち搬送路７１に導入される。
【００３０】
収容槽内の搬送物の残数が少なくなると、搬送物同士の衝突頻度が低くなり、搬送物はより上方まで吹き上げられる。その結果、収容槽全体の搬送物密度とともに、排出口近傍での搬送物密度が小さくなる。これにより、搬送路に導入される搬送物が不足することが起こり得る。
【００３１】
このとき、収容槽内の搬送物密度の低下にしたがって、光電センサーの投光部５０ａから受光部５０ｂへの光路が搬送物によって遮られる頻度が低くなる。例えば、所定時間内に光路が遮られる回数をカウントすることで、投光部と受光部の間の領域における搬送物の密度を推定することができる。送気制御部４１は、光電センサーからの信号に基づいて搬送物の密度を推定し、推定した密度に応じて撹拌用送気部４０の送気量を調節する。具体的には、搬送物の密度が小さくなったら、送気量を減らしたり、送気のパルス間隔を大きくすればよい。
【００３２】
次に、本発明のホッパーの第２の実施形態を図２に基づいて説明する。
【００３３】
図２において、本実施形態のホッパー１０は、センサーとして近接センサー５１を用いる点で第１の実施形態と異なる。
【００３４】
近接センサー５１は、搬送物の接近による電気的な容量の変化などを捉えて電気信号に変換する。例えば、所定時間内に近接センサーに接近する搬送物の数をカウントすることで、センサー近傍の領域における搬送物の密度を推定することができる。近接センサーは、樹脂製の収容槽において好適に用いることができる。近接センサーを取り付ける方法は、例えば、収容槽の内壁面に埋め込めばよい。近接センサーは、異なる高さに複数取り付けてもよい。
【００３５】
次に、本発明のホッパーの第３の実施形態を図３に基づいて説明する。
【００３６】
図３は収容槽下部の拡大図である。図３において、本実施形態のホッパーは、排出口３０が収容槽２０の底部にあるが、底面より少し高い位置に設けられている点で、第１および第２の実施形態と異なる。
【００３７】
搬送物が球状である場合、排出口３０の下端が収容槽２０の底面と同じ高さであることが好ましい。搬送物が滑らかに排出口へと導かれるからである。一方、搬送物が直方体等の角張った形状を有する場合は、排出口が収容槽底面より少し高い位置に形成されていることが好ましい。角張った搬送物は底面上を滑るときの摩擦抵抗が大きく、排出口の前で搬送物同士がつっかえて、排出口を塞ぎやすいからである。排出口を高くすることにより、気流に乗った搬送物だけが他の搬送物の干渉を受けずに排出口から排出される。図３における収容槽底面から排出口下端までの高さＨは底面に接した搬送物が排出口にかからない程度に高いことが好ましい。具体的には、高さＨは、搬送物の外形の最大差渡し長さ、例えば搬送物が直方体状であればその対角線の長さ、より大きいことが好ましい。
【００３８】
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、センサーの種類は上記実施形態には限られず、画像センサーを用いてもよい。また、センサ―の取付位置は収容槽下部には限られず、収容槽上部、蓋２５の裏面や収容槽底面であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ホッパー
２０  収容槽
２５  蓋
２６  排気部
３０  排出口
３１  補助送気部
４０  撹拌用送気部
４１  送気制御部
５０ａ  光電センサー投光部
５０ｂ  光電センサー受光部
５１  近接センサー
６０  搬送物（物品）
７０  物品供給装置
７１  搬送路
７２  取出口
８０  ピックアップノズル
Ｈ  排出口下端の収容槽底面からの高さ
【図１】
2017119574.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017119574.tif 000005
【図４】
2017119574.tif 000006