特許 7665195 粉状物体計数装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-11

(45)【発行日】2025-04-21

(54)【発明の名称】粉状物体計数装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 53/18 20060101AFI20250414BHJP

   G06M 11/00 20060101ALI20250414BHJP

   G06M 7/02 20060101ALI20250414BHJP

【ＦＩ】

B65G53/18

G06M11/00 A

G06M7/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021098732

(22)【出願日】2021-06-14

(65)【公開番号】P2022190417

(43)【公開日】2022-12-26

【審査請求日】2024-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】522087154

【氏名又は名称】合同会社ポーラス・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110003155

【氏名又は名称】弁理士法人バリュープラス

(72)【発明者】

【氏名】蒲田 喜彦

【審査官】森林 宏和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１１１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５８７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３６６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０３７１１８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ５３／００ － ５３／６６

Ｂ６５Ｇ ４７／００ － ４７／９６

Ｇ０６Ｍ １１／００ － １１／０４

Ｇ０６Ｍ ７／００ － ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

個々が極小サイズで全体が粉状のワークの個数を計数する装置であって、上流側のワーク供給位置から下流側で次工程に向けて排出されるまでの搬送路を、内部が正圧とされるチャンバーと、このチャンバー上面に設けられ、連続した複数の山部と谷部が形成されると共に一面全域に無数の空気噴出孔が形成されたポーラスプレートとから形成し、前記搬送路はワークの搬送方向下流側を下方として傾斜させ、さらに、前記搬送路におけるワーク供給位置の直後で、前記ポーラスプレート上に、上流側下方に向けた気流を付与するエアカーテンを設けた粉状物体計数装置。

【請求項2】

前記チャンバーを搬送路の上流と下流とに分割して、下流側のチャンバーは上流側のチャンバーより圧力が高い請求項１記載の粉状物体計数装置。

【請求項3】

前記ポーラスプレートの下流端を除く、前記搬送路の周囲にガイド壁面を設けた請求項１又は２に記載の粉状物体計数装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、個々が極小サイズで全体が粉状のワークの個数を計数する粉状物体計数装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昨今の電子部品は小型化が進み、厚みが数ミリ以下の基板もあり、全体としてはもはや粉状となっている。よってそのような極小のワークについては、既存の技術、設備では計数が困難となってきており、個数計数はせず、総重量から個数を算出する方式を採ることが多くなってきた。しかし、総重量から個数を算出する方式であると、精密な重量計を用いても数個の誤差が生じる。

【0003】

そこで、例えば、本出願人は、特許文献１（において粒径の極めて小さい粉状のワークを個別に分離して落下させることが非常に困難である点、搬送（落下）軌道が著しく不安定である点、全量の搬送を完了するまでに時間を要する点を改善するために、次の構成とした。

【0004】

すなわち、特許文献１は、内部中空でワークが搬送される側の面の内外を貫通した孔を介して外部に向けて空気を吹き出すことが可能とされると共に、ワークの搬送方向の上流端に対して下流端を下方に傾斜させて配置した搬送部と、この搬送部の上面に設けられ、ワークの粒径より小さい径の無数の噴出孔が形成されると共にワークの粒径に応じて搬送部に対して取替可能とされたポーラスプレートと、ワークの重さとワークの粒径とに基づいて空気噴出量と搬送部の傾斜の角度を決定する制御部と、を備えた構成である。

【0005】

特許文献１は、上記構成により、粉状のワークを単層化することはできたが、１個ずつの位置や姿勢がばらばらのワークを数えるには、不向きであった。すなわち、カメラで撮像して個数を数えようとしても、ポーラスプレート上で位置や姿勢にばらつきのあるワークが僅かながら揺動しており、形状の特定の困難さと前記揺動によって誤計数することがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１９－１１１６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

解決しようとする問題は、粉状のワークを単層化するだけでは、位置や姿勢がばらばらで僅かながら揺動したワークを精度よく計数することが困難な点である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明の粉状物体計数装置は、個々が極小サイズで全体が粉状のワークの個数を計数する装置であって、上流側のワーク供給位置から下流側で次工程に向けて排出されるまでの搬送路を、内部が正圧とされるチャンバーと、このチャンバー上面に設けられ、連続した複数の山部と谷部が形成されると共に一面全域に無数の空気噴出孔が形成されたポーラスプレートとから形成し、前記搬送路はワークの搬送方向下流側を下方として傾斜させ、さらに、前記搬送路におけるワーク供給位置の直後で、前記ポーラスプレート上に、上流側下方に向けた気流を付与するエアカーテンを設けることとした。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、粉状のワークが、搬送路を形成するポーラスプレート上で単層化されると共に谷部において位置決めされるから、計数がしやすくなる。また、ポーラスプレートにおける山部と谷部、つまり全域からは空気が噴出してごく僅かにワークが浮遊した状態となり、これと共にワークの搬送方向下流側を下方として傾斜させているから、ワークを擦ることなく搬送が容易かつ高速となる。そして、上記のとおりワークを高速移動させても、複数列をなして一定の姿勢で搬送されるから、誤計数することがほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の計数装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の計数装置の概略構成を示す図１のＡ矢視図である。

【図3】本発明の計数装置の概略構成を示す図１のＢ矢視図である。

【図4】本発明の計数装置の概略構成を示す図１のＣ矢視図である。

【図5】本発明の計数装置の搬送路におけるワークの状況を示し、（ａ）は上流で供給直後の状態、（ｂ）は下流の状態、を説明するための図である。

【図6】本発明の計数装置におけるワークの搬送状況を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、位置や姿勢がばらばらで僅かながら揺動したワークを精度よく計数するという目的を、上流側のワーク供給位置から下流側で次工程に向けて排出されるまでの搬送路を、内部が正圧とされるチャンバーと、このチャンバー上面に設けられ、連続した複数の山部と谷部が形成されると共に一面全域に無数の空気噴出孔が形成されたポーラスプレートとから形成し、前記搬送路はワークの搬送方向下流側を下方として傾斜させ、さらに、前記搬送路におけるワーク供給位置の直後で、前記ポーラスプレート上に、上流側下方に向けた気流を付与するエアカーテンを設けることで達成した。

【0012】

搬送路は、具体的に上面を除く５面が閉塞された１台のチャンバーの、該上面に山部と谷部とが連続して複数形成されたポーラスプレートを載置して、この状態で搬送方向の下流端を下方として傾斜させて構成する。

【0013】

ポーラスプレートは、山部及び谷部を含めた全面域に無数の空気噴射孔が形成されている。この空気噴射孔はワークが目詰まりすることがない極めて微細な径とされている。

【0014】

チャンバーにはポンプにより圧縮空気が送気され、内部に正圧がかかった状態になると、ポーラスプレートの空気噴射孔から空気が噴射される。ポーラスプレートの空気噴射孔からの空気は微量（よってチャンバー内の圧力も低い）であり、ワークが僅かに浮揚する程度であればよい。

【0015】

この搬送路上にワークが前工程から供給されると、上流側で例え幾重にも積層された状態となっていても、ポーラスプレート（の空気噴射孔）からの空気噴射と、傾斜により、搬送されるにしたがって、谷部に嵌り込んで、しだいに単層化される。そして、谷部に嵌り込むことでワークは姿勢が一定となり、下流位置において計数が容易となる。

【0016】

さらに、本発明は、前記搬送路におけるワーク供給位置の直後で、前記ポーラスプレート上に、上流側下方に向けた気流を付与するエアカーテンを設ける構成であるので、供給直後で、積層状態あるワーク、あるいは谷部に入り込んでいないワークがそのまま下流に搬送されることを防止でき、また、確実に、上流側で谷部にワークを嵌め込んだ状態で下流へ搬送できるようになる。

【0017】

また、本発明は、上記構成において、前記チャンバーを搬送路の上流と下流とに分割して、下流側のチャンバーは上流側のチャンバーより圧力を高くするようにしてもよい。こうすることで、個々のワークが搬送方向に接近あるいは接触していても下流側で上流側よりを多く空気噴出するから、下流側と上流側との境目で確実に個別化（搬送方向に適当な距離を有した状態とする）が可能となり、より誤計測が抑制される。

【0018】

また、本発明は、上記構成において、前記ポーラスプレートの下流端を除く、前記搬送路の周囲にガイド壁面を設けた構成としてもよい。こうすることで、搬送路にあるワークが外部気流の悪影響を受けることが防止され、また、ワークが搬送路外へ飛び出すことも防止できる。

【実施例】

【0019】

以下、図１～図６を参照して本発明の具体的実施形態について説明する。１は、個々が極小サイズで全体が粉状のワークＷの個数を計数する計数装置であり、次のように構成されている。

【0020】

２は、上面が開放され、残りの５面が閉塞されたチャンバーである。本例では、チャンバー２は、本線とする搬送路Ｒとなるチャンバー２については搬送路Ｒの上流と下流とに分割し、上流側チャンバー２Ａ、下流側チャンバー２Ｂとし、下流側チャンバー２Ｂ上流側チャンバー２Ａより圧力が高くなるように構成されている。

【0021】

また、本例では、本線とする搬送路Ｒと平行して搬送路Ｒ２が設けられている。この搬送路Ｒ２は、計数の最終調整が必要な場合に残り数個を搬送するために用いられ、つまり全量計数の場合は用いられることがない。この搬送路Ｒ２は上面が開放され、残り５面が閉塞された調整チャンバー２Ｃにより構成されている。

【0022】

これら、上流側チャンバー２Ａ、下流側チャンバー２Ｂ、調整チャンバー２Ｃには、それぞれポンプ２ＡＢ、２ＢＰ、２ＣＰが配管を介して接続されている。ポンプ２ＡＢ、２ＢＰ、２ＣＰは、各チャンバー２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対して設定された圧力で空気を送気する。

【0023】

３は、チャンバー２の開放面である上面に載置されたポーラスプレートである。このポーラスプレート３は、本線となる搬送路Ｒについては谷部３Ａと山部３Ｂが複数（本例では谷部３Ａが３列）連続した状態に形成されるように１枚が折り曲げられて形成されている。一方、搬送路Ｒ２については、谷部３Ａが１列形成されている。

【0024】

また、ポーラスプレート３は、表裏を貫通する無数の空気噴出孔（ドットハッチングで示す：参照符号なし）が形成されている。この空気噴出孔はワークＷの高さ、幅、奥行きのどの寸法よりも小さい径とされている。

【0025】

上記、チャンバー２とポーラスプレート３、及び本例では後述ガイド４により構成された搬送路Ｒ、Ｒ２は、下流を下方として傾斜させて設けられる。本例では、搬送路Ｒの傾斜角度は搬送路Ｒ２のそれよりも大きく、よって、搬送路Ｒの搬送速度が搬送路Ｒ２よりも早くなるように設定されている。

【0026】

すなわち、本発明の計数装置１は、チャンバー２内で充満した空気はポーラスプレート３から噴出し、この噴出圧でポーラスプレート３上の、例えば積層状態、あるいは複数が搬送方向や搬送方向と直交する方向に接触した状態のワークＷの単層化を促して谷部３Ｂに嵌め込んで姿勢を一定に整えつつ、傾斜に沿って自重で下流に搬送される山部３Ｂに搬送する。

【0027】

４は、本例において、例えば搬送路Ｒ，Ｒ２におけるポーラスプレート３の下流端を除く周囲に設けたガイドである。このガイド４は、搬送路Ｒ，Ｒ２に供給されたワークＷが飛散することを防止したり、外気流によってワークＷの姿勢が乱れたりすることを防止するために設けている。

【0028】

５は、本例では、個々が極小サイズで全体が粉状のワークＷを貯留して搬送路Ｒ，Ｒ２上方から該搬送路Ｒ，Ｒ２に供給するホッパーである。本例では、このホッパー５は、ボールねじ５ａの回転により搬送方向と直交する方向に移動が可能とされている。

【0029】

６は、搬送路Ｒの下流位置に設けられて、ポーラスプレート３上に整列されて搬送されるワークＷを撮像するカメラである。このカメラ６は、ボールねじ６ａの回転により搬送方向と直交する方向に移動が可能とされている。さらに、カメラ６は、本例では、搬送路Ｒの３列の谷部３Ａを１画角に収め、画像データを不図示の制御部に送る。制御部はカメラ６から出力された画像データに基づいてリアルタイムで画像処理を行ってワークＷの個数を計数する。

【0030】

７は、本例において本線となる搬送路Ｒとは別に設けた搬送路Ｒ２の下流端の一部に設けた振動部７である。搬送路Ｒ２は、上流側と下流側とでチャンバー２を分けてなく、整列状態ではあるが、個々のワークＷが分離していないこともあるから、この振動部７の振動により個別分離するようにしている。

【0031】

８は、例えば、本例において、搬送路Ｒにおける上流側でワークＷの供給位置より下流に設けられたエアカーテンである。このエアカーテン８は、搬送路Ｒの上方の位置から下方（ポーラスプレート３の表面）に向けてやや上流方向の微風を送気して、供給された直後のワークＷの積層状態を速やかに単層化するようにしている。

【0032】

上記構成の本例の計数装置１は、次のように動作する。本例では、例えばある一定個数、例えば１０００個を計数する例で説明する。ワークＷを搬送路Ｒに供給する前に、計数装置１は、ホッパー５及びカメラ６を搬送路Ｒ２の上方に移動させ、ポンプ２ＣＰを駆動して調整チャンバー２Ｃ内に正圧を付与し、搬送路Ｒ２のポーラスプレート３から空気を噴出させておく。

【0033】

搬送路Ｒ２側での準備が完了したら、ホッパー５から個々が極小で全体としては粉状のワークＷを搬送路Ｒ２に供給する。この段階での搬送路Ｒ２へのワークＷの供給は、該搬送路Ｒ２の最下流位置にワークＷが到達するまで行われる。

【0034】

搬送路Ｒ２の最下流位置にワークＷが到達したことをカメラ６の撮像データから制御部が認識すると、ホッパー５は搬送路Ｒ２へのワークＷの供給、ポンプ２ＣＰによるチャンバー２Ｃ内の正圧付与を停止し、該ホッパー５とカメラ６とを搬送路Ｒへ移動させる。

【0035】

ホッパー５が搬送路Ｒの上流側上方に移動させている（カメラ６も搬送路Ｒの下流側上方に移動）間、あるいは上記搬送路Ｒ２にワークＷを供給するのと同じタイミングで、本例では、ポンプ２ＡＰを駆動して上流側チャンバー２Ａ内を、ポンプ２ＢＰを駆動して下流側チャンバー２Ｂを、各々正圧を付与して、搬送路Ｒのポーラスプレート３から空気噴出させたうえ、該ホッパー５から搬送路Ｒへ個々が極小で全体としては粉状のワークＷを供給する。

【0036】

搬送路ＲへワークＷを供給する際、例えばホッパー５が搬送路Ｒの幅方向（以下、左右という）に往復動しながら供給してもよく、こうすれば、３列の谷部３Ａに向けて比較的均等にワークＷを分散させて供給することができる。

【0037】

また、ホッパー５からのワークＷは、下流側で必要個数を計数するまで断続的に供給するようにしてもよいし、一度にまとまった量を供給するようにしてもよい。本例では、前者のようにして供給することとして説明する。

【0038】

なお、本例では、搬送路Ｒ，Ｒ２にはガイド４が設けられているので、ホッパー５からのワークＷの供給時や、搬送時に、ワークＷが外搬送路Ｒ，Ｒ２から飛び出すことが防止され、また、外気流の影響を受けることも防止される。

【0039】

ホッパー５から搬送路ＲへワークＷの供給が開始されると、本例ではエアカーテン８を駆動して、搬送路Ｒへ供給されたワークＷが速やかに谷部３Ａに嵌り込むように、また、積層状態のまま下流側へ搬送されないよう、下方かつ上流向きに送気する。

【0040】

ホッパー５から搬送路ＲへワークＷが供給された直後の状態では、図５（ａ）に示すように、未だ谷部３Ａにチャンバー２（上流側チャンバー２Ａ）からポーラスプレート３を介した空気噴射と搬送路Ｒの傾斜により、谷部３ＡにあるワークＷは僅かに浮上して搬送方向に自重で移動し、この移動により当該ワークＷ上に積層されたワークＷが積層位置に残って、この下部の移動したワークＷの移動後の位置（谷部３Ａ）に嵌り込んで積層状態が解消される。

【0041】

また、本例では、図５（ａ）に示すように、ホッパー５から搬送路ＲへワークＷが供給された直後の状態で、エアカーテン８から上流側下方に向けて送気しているので、上記した積層状態の解消は迅速に促進し、搬送路Ｒの搬送経路長の半分を超えるあたりでは図５（ｂ）に示すように整列状態となる。

【0042】

そして、上流側チャンバー２Ａと下流側チャンバー２Ｂとの境を超えると、上流側チャンバー２Ａよりも若干高圧とされた該下流側チャンバー２Ｂの圧力差により、図６に示すように、搬送方向に整列されたワークＷ同士の間隔が上流側チャンバー２Ａの位置にあるときよりも広くなって完全に個別分離された状態となる。

【0043】

上記のように搬送路Ｒの下流に搬送される個別分離されたワークＷは、カメラ６により本例では３列の谷部３Ａを搬送されるワークＷを撮像する。本例では、搬送路Ｒにおいて、カメラ６の撮像領域を通過する速度は２７個／秒、つまり１秒間で２７個のワークＷが通過するよう、該搬送路Ｒの傾斜を調整してある。なお、この搬送速度は、制御部において１個を計数できる画像処理能力に依存している。

【0044】

つまり、ワークＷの１個を計数する速度は３７ｍｓｅｃであり、カメラ６では３列の谷部３Ａをパラレルに計数しているので、１００００個を計数しようとすると、各列で約３３３３個を計数すればよいことになり、これに要する時間は約１２３秒、つまり約２分で済むことになる。

【0045】

本例の場合、９９９９個でも、１０００１個でもなく、正確に１００００個を計数しようとしている。ここで、制御部は計数開始から１２３秒後に搬送路Ｒにおけるカメラ６以外のチャンバー２（上流側チャンバー２Ａ、下流側チャンバー２Ｂ）による空気噴射、ホッパー５によるワークＷの供給、エアカーテン８による送気を止めて、該搬送路ＲによるワークＷの搬送を停止する。

【0046】

そして、制御部は、１２３秒経過時のワークＷが、谷部２Ａ１列につき１２３秒×２７個＝３３２１個なので、総計（３列分）総計９９６３個を計数されていることに基づいて、３７個を搬送路Ｒ２により搬送して正確に１００００個を計数する。

【0047】

すなわち、１２３秒経過し、搬送路ＲによるワークＷの搬送を停止すると、カメラ６を搬送路Ｒ２に移動させ、ポンプ２ＣＰを駆動して調整チャンバー２Ｃ上のポーラスプレート３から空気を噴射させ、振動部７を振動させて、搬送路Ｒ２の１列の谷部３Ａから搬送されるワークＷを個別分離しつつカメラ６の前を搬送する。

【0048】

搬送路Ｒ２の搬送速度は搬送路Ｒよりは若干遅いものの、例えば１秒あたり１０個搬送するとしたならば、４秒で３７個を計数できる。よって、約１２７秒（１２３秒＋４秒＋搬送路Ｒから搬送路Ｒ２への移行時間）で１００００個を正確に計数できることとなる。

【0049】

なお、ホッパー５から供給されたワークＷの全量を計数する場合は、搬送路Ｒ２を用いてワークＷを搬送する必要はなくカメラ６でワークＷが撮像されなくなるまで計数すればよい。また、一定数を計数する場合において、谷部３Ａを上記では３列としたが、カメラ６で分割撮像可能で制御部の処理能力に余裕があれば列数を増やすことで、さらに多量を短時間で計数できることは言うまでもない。

【0050】

このように、従来では個々が極小サイズで全体が粉状のワークＷの計数が非常に困難であったが、本発明の計数装置１を用いれば、正確で早く、計数できる。

【符号の説明】

【0051】

１ 計数装置
２ チャンバー
２Ａ 上流側チャンバー
２Ｂ 下流側チャンバー
２Ｃ 調整チャンバー
３ ポーラスプレート
３Ａ 谷部
４Ａ 山部
４ ガイド
６ カメラ
７ 振動部
８ エアカーテン
Ｒ 搬送路（本線）
Ｒ２ 搬送路
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】