球体選別ユニットと球体選別機
【課題】球体を寸法管理がなされた選別隙間に通し、その選別隙間を通過するか否かで外径が規定値未満の球体と規定値以上の球体を選別する球体選別機の選別処理能力を向上させることを課題としている。
【解決手段】所定長さの第１部材１と第２部材２を平行に配置し、両部材間に寸法ｗの選別隙間５と両端間に高低差が生じるように傾斜した球体転動溝６を形成し、第１部材１に選別隙間５よりも孔径の大きい球体排出孔４を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、球体転動溝６に選別対象の球体Ｂを導入し、選別隙間５よりも外径の小さい球体を選別隙間５から流出させ、外径の大きい球体を球体排出孔４から取り出すようにした。
【解決手段】所定長さの第１部材１と第２部材２を平行に配置し、両部材間に寸法ｗの選別隙間５と両端間に高低差が生じるように傾斜した球体転動溝６を形成し、第１部材１に選別隙間５よりも孔径の大きい球体排出孔４を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、球体転動溝６に選別対象の球体Ｂを導入し、選別隙間５よりも外径の小さい球体を選別隙間５から流出させ、外径の大きい球体を球体排出孔４から取り出すようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、量産される球体の中から外径寸法が寸法公差から外れた球体を選別して取り除く球体選別ユニットと、それを用いて高能率選別処理を可能ならしめた球体選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
首記の球体選別機の従来技術として、下記特許文献１などに開示されたものがある。同文献に開示された選別機は、２本の選別ローラを、各選別ローラの両端間に高低差が生じるように傾斜させて配置し、その２本の選別ローラ間に高さの低い側（この発明ではこれを下流側という）に向って間隔が広がるテーパの選別隙間を設けており、２本の選別ローラ間に生じた球体転動溝に選別対象の球体を導入する。
その球体は、球体転動溝内を転がり降り、前記テーパ隙間の大きさが球体の外径と適合した位置で選別隙間を通り抜けてサイズ毎に区分された受け皿に収納される。
【０００３】
この選別機を用いると、外径が寸法公差の下限値に満たない球体、寸法公差の上限値を超えた球体（いづれも不良品）、寸法公差内に収まっている球体（良品）の各落下点に位置的なずれが生じ、それを利用して不良品の高精度選別処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の球体選別機は、選別対象の球体を一列に整列した状態で球体転動溝に流すので、選別処理能力に限界があり、選別処理能力の向上、それによる選別処理時間短縮の要求に応えることができなかった。
【０００６】
この発明は、その問題を解決して球体選別機の大幅な選別処理能力の向上、選別処理時間の短縮を可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、外径の異なる球体を選別する選別ユニットを以下の通りに構成した。
所定長さの第１部材と第２部材を平行に配置し、その第１部材と第２部材間に所定寸法の選別隙間と、水平面に対して所要角度傾いて両端間に高低差がついた下すぼみの球体転動溝（選別隙間の入口側に配置される断面Ｖ字状の空間）を形成し、
前記第１部材に、球体転動溝を第１部材の長さ方向に分ける、前記選別隙間よりも孔径の大きい球体排出孔を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、前記球体転動溝に選別対象の球体を導入し、前記選別隙間よりも外径の小さい球体を前記選別隙間から流出させ、前記選別隙間よりも外径の大きい球体を前記球体排出孔から取り出すようにした。
【０００８】
この球体選別ユニットを用いて下記の球体選別機を構成する。
その球体選別機は、各々が上記した球体選別ユニットで構成された第１選別部及び第２選別部と、球体排出孔によって複数に区画された第１選別部の各球体転動溝にそれぞれ選別対象の球体を個別に導入する複数の球体投入部と、前記第１選別部で選別処理された球体を前記第２選別部に案内する誘導路とからなり、
前記１選別部の選別隙と第２選別部の選別隙間のどちらか一方が寸法公差上限値に、他方が寸法公差下限値にそれぞれ設定されているものにする。この発明は、その球体選別機も提供する。なお、ここで云う第１選別部で選別処理された球体とは、外径寸法が公差内にある良品が含まれた方の球体を指す。
【０００９】
この球体選別機の好ましい構成を以下に列挙する。
（１）第１選別部の選別隙間を寸法公差上限値に、第２選別部の選別隙間を寸法公差下限値にそれぞれ設定し、第１選別部の選別隙間を通過した球体を第２選別部に導入するようにしたもの。
（２）第２選別部を第１選別部の斜め下方に配置し、その第２選別部と第１選別部との間に斜面の上面を有するガイド部材を設置し、そのガイド部材の上面に、第１選別部の選別隙間を通過した球体を導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設け、そのガイド溝で前記誘導路を形成したもの。
（３）前記ガイド溝を、水平面に対して傾く方向と、第１選別部の下流側からそれに対応した位置（選別部中心からの球体転動溝の長さ方向の距離が等しい位置）よりも第２選別部の上流側に向う方向の２方向に傾斜させたもの。
（４）第１選別部の下方に第１選別部の選別隙間を通過した球体を受け入れる出口を絞ったダクトを設け、そのダクトの内部通路で前記誘導路を形成して第１選別部の選別隙間を通過した球体を前記第２選別部に案内するようにしたもの。
（５）第１選別部と第２選別部の各第２部材をそれぞれローラ（この発明でも選別ローラという）で構成し、その選別ローラで構成された第１、第２選別部の各第２部材を選別中に駆動装置で駆動して回転させるようにしたもの。さらに好ましくは、回転数を制御できる回転数可変のローラを用いたもの。
（６）第１選別部と第２選別部の球体転動溝の傾斜角を可変とし、角度調整機構を設けてその傾斜角の調整を可能にしたもの。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の球体選別ユニットは、選別隙間と傾斜した球体転動溝を間に作り出す第１部材と第２部材との間に、選別隙間よりも孔径の大きい球体排出孔を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設けており、その複数の球体排出孔によって球体転動溝の転動面が長さ方向に分断され、球体転動溝の各部が球体排出孔を境にして個別に区画された状態になっている。この構造によれば、球体転動溝の各区画領域において同時に別々に並行して選別処理を行うこと（複数個所での同時選別処理）が可能であり、選別処理能力を向上させることができる。
【００１１】
また、かかる球体選別ユニットで選別できる球体は、寸法公差の下限値よりも外径の小さい球体又は寸法公差の上限値よりも外径の大きい球体のどちらかに限定されるが、この球体選別ユニットを２基組み合わせて用いたこの発明の球体選別機は、第１、第２のどちらか一方の選別部で寸法公差上限値よりも外径の大きい球体が、他方の選別部で寸法公差下限値よりも外径の小さい球体がそれぞれ除去され、不良球体の選別除去が１回の作業で完了して処理能力がさらに向上する。
【００１２】
なお、量産された球体は、一般的に、良品の数に比べて不良品の数が極端に少ないので、一般的なケースでは、第１選別部の選別隙間を寸法公差上限値に設定するのが望ましい。選別隙間から流出させる一定時間当たりの球体の数は、第１部材に設けた球体排出孔から排出できる球体の数に比べて格段に多くし得るので、絶対数の多い良品が含まれている球体を選別隙間に通した方が有利であり、選別処理時間を短縮できる。
【００１３】
上記において好ましいとしたその他の構成についての作用・効果は、実施の形態の項で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の球体選別ユニットの一例を示す斜視図
【図２】図１の球体選別ユニットの横断断面図
【図３】図１の球体選別ユニットを２基用いて構成したこの発明の球体選別機の一例を示す斜視図
【図４】図３の球体選別機の横断断面図
【図５】この発明の球体選別機の他の例を示す斜視図
【図６】図５の球体選別機のダクトの内部通路（誘導路）を示す縦断断面図
【図７】この発明の球体選別機のさらに他の例を示す正面図
【図８】図７の球体選別機の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面の図１〜図８に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１及び図２に、この発明の球体選別ユニットの一例を示す。この球体選別ユニット７は、所定長さの第１部材１と回転駆動用の駆動装置３を伴った第２部材２を平行に配置して構成されている。第１部材１は、矩形断面のブランク材のコーナの１箇所に斜面１ａを形成し、さらに、その斜面１ａが側面と交差した位置に複数の球体排出孔４を第１部材１の長さ方向に一定間隔をあけて設けており、斜面１ａが第２部材２の表面に沿う側、かつ、上側になるようにこの第１部材１を第２部材２に寄り添わせている。
【００１７】
第２部材２は選別ローラで構成し、この第２部材２を第１部材１の斜面１ａ側の側面と対面する側に配置し、この第２部材２と第１部材１との間に、寸法ｗを所定値に設定した選別隙間５と、その選別隙間５の入口側に位置させる下すぼみの球体転動溝（図１におけるＶ字状の空間）６を形成している。第１部材１と第２部材２は、それぞれの部材の長さ方向両端間に高低差が生じるように水平面基準で角度α傾斜させており、そのために、球体転動溝６も同方向に同じ角度で傾斜している。この球体転動溝６に選別対象の球体を導入し、選別隙間５を通過できない大きさの球体Ｂを、傾斜を利用して転がして球体排出孔４に落とし込む。
【００１８】
第１部材１と第２部材２間に生じさせた選別隙間５は、その寸法ｗ（図２参照）が選別される球体Ｂの外径の寸法公差上限値又は寸法公差下限値に設定される。また、第１部材１に設けた球体排出孔４は、その孔径が選別隙間５よりも大に設定される。その孔径は、想定される最大外径の球体Ｂを楽に通過させ得る大きさ（例えば、球体外径の２倍程度）にしている。
【００１９】
第１部材１と第２部材２は、両端を支持部材（図示せず）で支持する。また、例示の球体選別ユニット７は、選別ローラで構成された第２部材２を選別処理時に駆動装置（図のそれは減速機付きモータ）３で駆動して回転させる。その第２部材２の回転により、球体転動溝６に導入された球体Ｂの転動が助勢され、球体Ｂが球体転動溝６の下流側に向けてスムーズに流れる。このときの第２部材２の回転の方向は、以下の理由から、図２に矢印で示した方向、即ち、第２部材（選別ローラ）２の表面が第１部材１に対面する側で上向きに移動する方向とするのがよい。
【００２０】
上記とは反対向きの回転であると、選別隙間５よりも外径が僅かに大きい球体が第１部材１と第２部材２間に挟まれて選別隙間５に強制的に引き込まれ、その球体が選別隙間５を通過することで選別処理の精度が低下する。
これに対し、第２部材２の回転方向が上述した好ましい方向であると、選別隙間５よりも外径が大きいために選別隙間５を通り抜けることができない球体に対して、それに接触した第２部材２から上向きの力が加えられるため、上述した強制引き込みが起こらない。
【００２１】
また、第２部材（選別ローラ）２は、回転数の制御ができるものを用いると、球体の大きさや重さなどに応じた最適速度の回転調整を行うことができる。
【００２２】
このように構成した球体選別ユニット７は、選別隙間５の大きさを選別される球体Ｂの寸法公差上限値に設定することで、外径が寸法公差上限値を越えた球体Ｂを球体排出孔４から落下させて取り除き、寸法公差上限値よりも外径の小さな球体Ｂのみを選別隙間５に通して回収することができる。
【００２３】
また、選別隙間５の大きさを、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値に設定することで、外径が寸法隙間上限値よりも小さな球体Ｂは選別隙間５に通して排出し、外径が寸法公差下限値よりも大きい球体Ｂのみを球体排出孔４から回収することができる。いずれの場合も、複数の球体排出孔によって球体転動溝６が長さ方向に複数に区画されており、それぞれの区画領域で同時に別々に並行して選別処理を行うことができ、選別処理能力が向上する。
【００２４】
なお、球体転動溝６の区画数は、第１部材１に設ける球体排出孔４の数を増やすほど多くなるが、例えば、μｍレベルでの選別処理といった高精度選別処理が要求されるときには、第１部材１と第２部材２の長さが制限される（長すぎると部材の撓み量を設計値以下に維持できない）ので、これらの部材の長さも考慮して区画数の上限を設定するとよい。
【００２５】
第１、第２部材の太さと長さにもよるが、６区画程度までの区画数であれば、第１部材１と第２部材２の撓みを設計値以下に抑えることが可能であり、選別処理の精度を低下させずに選別処理能力を高めることができる。そのことを、後述する図７の選別機を試作して確認した。
【００２６】
図３、図４に、図１の球体選別ユニット７を２基組み合わせて構成したこの発明の球体選別機の一例の概要を示す。この球体選別機１０は、第１選別部１１、その第１選別部１１の斜め下方に配置された第２選別部１２、第１選別部１１に選別対象の球体Ｂを供給する複数の球体投入部１３、第１選別部１１で除去されなかった球体Ｂを第２選別部１２に案内する誘導路１４を備えている。
【００２７】
第１選別部１１と第２選別部１２は、各々が図１の球体選別ユニット７で構成されている。第１選別部１１は、選別隙間５が、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差上限値ｗ１に設定され、第２選別部１２は、その選別隙間５が、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値ｗ２に設定されている。
【００２８】
また、第１選別部１１と第２選別部１２の各第１部材１は、それぞれが複数（図は５）の球体排出孔４を有している。その球体排出孔４は、第１選別部１１に設けられたものは同選別部の選別隙間５（寸法公差上限値ｗ１）よりも孔径が大きく、また、第２選別部１２に設けられたものは同選別部の選別隙間５（寸法公差下限値ｗ２）よりも孔径が大きい。
【００２９】
第１選別部１１に設けられる球体投入部１３は、球体排出孔４によって長さ方向に区画された球体転動溝６の各部に設けられている。図示の球体投入部１３は、選別対象の球体Ｂを球体転動溝６に連続的に落とし込むノズルで構成されており、球体転動溝６の区画されたそれぞれの領域の上流側（区画された領域の球体排出孔４よりも高さ位置が上になる部分）にある。この球体投入部１３を構成するノズルは球体収納容器（図示せず）の底の出口にホースなどを介して接続されていてもよいし、出口に直接取付けられていてもよい。また、それぞれのノズルが球体を順次送り込むフィーダ（これも図示せず）に個別につながっていてもよい。
【００３０】
誘導路１４は、図示の選別機では、第２選別部１２と第１選別部１１との間に水平面に対して傾きを有するガイド部材１５を設置し、そのガイド部材１５の上面に、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂを導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設けてそのガイド溝で形成している。
【００３１】
誘導路１４となすガイド溝は、選別対象の球体Ｂの大きさや質量を考慮して第１選別部１１から第２選別部１２に誘導される球体Ｂが転がり下る際に勢いがつきすぎて第２選別部１２の球体転動溝６から外に飛び出すことがないように、その溝の傾斜角と経路長さを設定したり、飛び出し防止のためのカバーや遮蔽材を付随させたりすると好ましい。ガイド溝で構成されたこの誘導路１４は、加工性に優れており、簡単に設置することができる。
【００３２】
なお、誘導路１４となすガイド溝は、水平面に対して傾く方向と、第１選別部１１の下流側から第２選別部１２の上流側に向う方向の２方向に傾斜させており、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂは第２選別部１２の上流側に案内される。このために、第１選別部１１での選別領域を球体転動溝６の長さ直角方向に延長した領域で第２選別部１２での選別が行われ、スペースの有効利用がなされて機械の寸法増加が抑えられる。
【００３３】
図示の選別機１０は、第１選別部１１の選別隙間５を選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値に設定し、第２選別部１２の選別隙間５を選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差上限値に設定して用いることもできる。その設定の場合、第１選別部１１において選別処理された球体Ｂ（寸法公差が下限値に満たないものが除去されたもの）が球体排出孔４から排出され、その球体Ｂを誘導路１４に通して第２選別部１２に導く。
【００３４】
この構造は、外径が寸法公差内に収まっている良品の球体と寸法公差上限値を越えた球体の選別対象球体中に占める比率が寸法公差下限値以下の球体が占める比率よりも小さいときに有利である。
【００３５】
誘導路１４は、ガイド溝からなるものに限定されない。図５、図６にその例を示す。この図５の球体選別機１０Ａは、第２選別部１２を第１選別部１１の直下付近に設け、その第２選別部１２と第１選別部１１との間に図３のガイド部材１５に代わるダクト１６を設置し、そのダクト１６の内部通路で誘導路１４を形成している。
【００３６】
第１選別部１１と第２選別部１２は、図３の選別機と同様に、各々が図１の球体選別ユニット７で構成されている。図３の選別機との構成上の相違点は、ダクト１６の内部通路で誘導路１４を形成した点のみであり、その他の構成は図３の選別機と同じである。従って、同一構成に関する説明は省く。
【００３７】
ダクト１６は、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂを受け入れて第２選別部１２に案内する。このダクト１６は、入口に比べて出口を絞った構造になっている。出口は、図６に示すように、区画された選別領域の中で上流側に偏らせており、図３の選別機と同様に、第２選別部１２での選別処理が、第１選別部１１での選別領域を球体転動溝と直交する方向に延長した領域において行われ、スペースの有効利用がなされて機械寸法の増加が抑えられる。
【００３８】
誘導路１４をダクト１６の内部通路で形成すると、図のように、第２選別部１２を第１選別部１１の直下近傍に配置して選別機の小型化とダクト１６の形状の簡素化を図ることができるが、第２選別部１２が第１選別部１１の直下近傍にあることは必須の要件にはならない。第１選別部１１からの球体Ｂが第２選別部１２に送り込まれる構造になっていればよい。
【００３９】
第１選別部１１で選別処理された球体を既知の適当な搬送装置で搬送して第２選別部１２に導入することも可能である。この選別機も、選別処理能力向上の目的を達成することができるが、搬送装置を必要としない図示の選別機の方が構造の簡素化やコスト低減が図れて有利である。
【００４０】
図７、図８は、この発明の球体選別機のさらに他の例を示している。この球体選別機１０Ｂは、角度調整機構１７を設けて第１選別部１１と第２選別部１２の各球体転動溝６の傾斜角αを０°〜３０°の範囲で任意に変化させられるようにしている。
【００４１】
第１選別部１１に設けた６箇所の球体投入部１３は、各々がノズルで構成されている。各ノズルは、選別機の機枠１８上に固定して設けた球体収納容器１９の底の出口にホース２０を介して個々に接続されている。球体収納容器１９の内部には、収納された球体を１個ずつ振り分けて６本のホース２０に順番に流し込む球体供給装置（図示せず）が設置されており、その球体供給装置による振り分け供給の動作が繰り返されて６つに区画された選別領域の各々に均等に球体が供給される。
【００４２】
２１は、球体転動溝に供給した球体が外部に飛散することを防止する遮蔽材である。この遮蔽材２１は、ゴム板などで形成されており、球体の飛散経路を遮る位置（図示の装置の場合、第１、第２選別部１１，１２の各第２部材２の上部と球体転動溝６の下流側の端部）に設けている。
【００４３】
図示の選別装置に設けた角度調整機構１７は、可動ベース２２の下面に垂下して設けた可動ブラケット１７ａを、機枠１８上に立設した固定ブラケット１７ｂに水平配置の支軸１７ｃでピボット結合させ、支軸１７ｃを支点にして可動ブラケット１７ａを図７の矢印方向に回転させることで可動ベース２２の傾斜角を変化させて第１選別部１１と第２選別部１２の球体転動溝の傾斜角αを一括して調整するものにしている。
【００４４】
第１選別部１１と第２選別部１２は、それぞれの構成要素の支持枠も含めて可動ベース２２上に設置されており、可動ベース２２を傾けるとその第１選別部１１と第２選別部１２の傾斜角が変化する。
【００４５】
図７、図８の１７ｄは、可動ブラケット１７ａの傾斜角度を変化させる調整ボルト、図７の１７ｅは、可動ブラケット１７ａを調整後の位置に固定して調整後の傾斜角度を保持する角度保持手段である。
【００４６】
角度調整機構１７は、図示の構造に限定されない。図７の角度保持手段１７ｅは、可動ブラケット１７ａに固定したボルト１７ｆを固定ブラケット１７ｂに向けた長孔１７ｇに挿入し、ボルト１７ｆをそのボルトに螺合したナット（図示せず）で長孔１７g内での変位の各点に固定するものになっているが、同図の例えば左側のボルト１７ｆをピボット軸に代え、そのピボット軸を支点にして可動ブラケット１７ａを任意角度回転させ、その回転に伴って同図の右側の長孔内で変位したボルトを変位の各点にナットで固定するように構成した機構でも球体転動溝の傾斜角の調整が行える。
【実施例１】
【００４７】
図７の球体選別機（球体転動溝６の区画数を５にしたもの）を試作し、それを使用して外径φ０．３ｍｍ、寸法公差±５μｍの球体（半田球）Ｂの選別処理を行った。
試作機の寸法諸元は以下の通り。
第１選別部
・第１部材１ 有効長さ：３００ｍｍ
・第２部材２（選別ローラ） 外径:φ３０ｍｍ、有効長さ３００ｍｍ
・球体排出孔４ 孔径：φ６ｍｍ、設置ピッチＰ：４０ｍｍ、孔総数：５個
・選別隙間５の寸法 ｗ１：０．３０５ｍｍ
・球体転動溝６の傾斜角 α（図７参照）：２５°
第２選別部
・第１部材１ 有効長さ：３００ｍｍ
・第２部材２（選別ローラ） 外径:φ３０ｍｍ、有効長さ３００ｍｍ
・球体排出孔４ 孔径：φ５ｍｍ、設置ピッチＰ：４０ｍｍ、孔総数：５個
・選別隙間５の寸法 ｗ２：０．２９５ｍｍ
・球体転動溝の傾斜角 α（図７参照）：２５°
・第１選別部との高低差 Ｈ（図４参照）：１４０ｍｍ
・ガイド部材１５の傾斜角 β（図８参照）：３０°
・球体転動溝６の傾斜角 α（図７参照）：２５°
【００４８】
この試験の結果、この発明の選別機（試作機）は、対をなす傾斜配置の２本の選別ローラ間にテーパの選別隙間を設けた従来の選別機に比べて選別処理能力が大幅に向上することを確認した。総量３５ｇの球体（半田球）Ｂの選別処理に要した時間が従来機の場合、約６０分を要したのに対し、発明品の試作機では、約１３分で選別処理が完了した。１分間当たりの処理量は、従来機の場合０．５８ｇ／ｍｉｎ、試作機の場合２．６９ｇ／ｍｉｎであり、選別処理能力は５倍弱になっている。
【００４９】
試作機での選別処理は５箇所で同時に並行して行われる。従って、単純計算での選別処理能力は従来機の５倍となるが、実際の結果はそれよりも若干低かった。その理由として以下のことが考えられる。
【００５０】
球体転動溝内での球体の流れは選別ローラの回転によって助勢される。従来機は対をなす２本の選別ローラをともに回転させたのに対し、この発明の選別機は、第２部材２のみを選別ローラで構成してその第２部材２のみを選別処理中に回転させており、それにより助勢力に差が出たために、選別箇所１箇所当たりの選別処理能力が従来機と同等にならなかったと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明の選別機で選別する球体は、半田バンプ用の半田球、ＩＣパッケージの封止などに利用されるガラス球、シリコン球、セラミックス球、軸受用ベアリング球などが挙げられる。但し、これらは一例であってこれに限定されるものではない。
【００５２】
軸受に使用するベアリング球は、外径を公差内に管理する必要がある。また、例えば、アトマイズ法で製造される半田バンプ用の半田球は、半田量の過不足をなくすために、外径を公差内に管理することが要求される。この発明の球体選別ユニットや球体選別機は、このような球体の選別処理に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 第１部材
１ａ 斜面
２ 第２部材
３ 駆動装置
４ 球体排出孔
５ 選別隙間
６ 球体転動溝
７ 球体選別ユニット
１０，１０Ａ、１０Ｂ 球体選別機
１１ 第１選別部
１２ 第２選別部
１３ 球体投入部
１４ 誘導路
１５ ガイド部材
１６ ダクト
１７ 角度調整機構
１７ａ 可動ブラケット
１７ｂ 固定ブラケット
１７ｃ 支軸
１７ｄ 調整ボルト
１７ｅ 角度保持手段
１７ｆ ボルト
１７ｇ 長孔
１８ 機枠
１９ 球体収納容器
２０ ホース
２１ 遮蔽材
２２ 可動ベース
ｗ 選別隙間の寸法
ｗ１ 寸法公差上限値
ｗ２ 寸法公差下限値
Ｈ 第１選別部と第２選別部の高低差
α 球体転動溝の傾斜角
β ガイド部材の傾斜角
Ｂ 球体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、量産される球体の中から外径寸法が寸法公差から外れた球体を選別して取り除く球体選別ユニットと、それを用いて高能率選別処理を可能ならしめた球体選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
首記の球体選別機の従来技術として、下記特許文献１などに開示されたものがある。同文献に開示された選別機は、２本の選別ローラを、各選別ローラの両端間に高低差が生じるように傾斜させて配置し、その２本の選別ローラ間に高さの低い側（この発明ではこれを下流側という）に向って間隔が広がるテーパの選別隙間を設けており、２本の選別ローラ間に生じた球体転動溝に選別対象の球体を導入する。
その球体は、球体転動溝内を転がり降り、前記テーパ隙間の大きさが球体の外径と適合した位置で選別隙間を通り抜けてサイズ毎に区分された受け皿に収納される。
【０００３】
この選別機を用いると、外径が寸法公差の下限値に満たない球体、寸法公差の上限値を超えた球体（いづれも不良品）、寸法公差内に収まっている球体（良品）の各落下点に位置的なずれが生じ、それを利用して不良品の高精度選別処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の球体選別機は、選別対象の球体を一列に整列した状態で球体転動溝に流すので、選別処理能力に限界があり、選別処理能力の向上、それによる選別処理時間短縮の要求に応えることができなかった。
【０００６】
この発明は、その問題を解決して球体選別機の大幅な選別処理能力の向上、選別処理時間の短縮を可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、外径の異なる球体を選別する選別ユニットを以下の通りに構成した。
所定長さの第１部材と第２部材を平行に配置し、その第１部材と第２部材間に所定寸法の選別隙間と、水平面に対して所要角度傾いて両端間に高低差がついた下すぼみの球体転動溝（選別隙間の入口側に配置される断面Ｖ字状の空間）を形成し、
前記第１部材に、球体転動溝を第１部材の長さ方向に分ける、前記選別隙間よりも孔径の大きい球体排出孔を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、前記球体転動溝に選別対象の球体を導入し、前記選別隙間よりも外径の小さい球体を前記選別隙間から流出させ、前記選別隙間よりも外径の大きい球体を前記球体排出孔から取り出すようにした。
【０００８】
この球体選別ユニットを用いて下記の球体選別機を構成する。
その球体選別機は、各々が上記した球体選別ユニットで構成された第１選別部及び第２選別部と、球体排出孔によって複数に区画された第１選別部の各球体転動溝にそれぞれ選別対象の球体を個別に導入する複数の球体投入部と、前記第１選別部で選別処理された球体を前記第２選別部に案内する誘導路とからなり、
前記１選別部の選別隙と第２選別部の選別隙間のどちらか一方が寸法公差上限値に、他方が寸法公差下限値にそれぞれ設定されているものにする。この発明は、その球体選別機も提供する。なお、ここで云う第１選別部で選別処理された球体とは、外径寸法が公差内にある良品が含まれた方の球体を指す。
【０００９】
この球体選別機の好ましい構成を以下に列挙する。
（１）第１選別部の選別隙間を寸法公差上限値に、第２選別部の選別隙間を寸法公差下限値にそれぞれ設定し、第１選別部の選別隙間を通過した球体を第２選別部に導入するようにしたもの。
（２）第２選別部を第１選別部の斜め下方に配置し、その第２選別部と第１選別部との間に斜面の上面を有するガイド部材を設置し、そのガイド部材の上面に、第１選別部の選別隙間を通過した球体を導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設け、そのガイド溝で前記誘導路を形成したもの。
（３）前記ガイド溝を、水平面に対して傾く方向と、第１選別部の下流側からそれに対応した位置（選別部中心からの球体転動溝の長さ方向の距離が等しい位置）よりも第２選別部の上流側に向う方向の２方向に傾斜させたもの。
（４）第１選別部の下方に第１選別部の選別隙間を通過した球体を受け入れる出口を絞ったダクトを設け、そのダクトの内部通路で前記誘導路を形成して第１選別部の選別隙間を通過した球体を前記第２選別部に案内するようにしたもの。
（５）第１選別部と第２選別部の各第２部材をそれぞれローラ（この発明でも選別ローラという）で構成し、その選別ローラで構成された第１、第２選別部の各第２部材を選別中に駆動装置で駆動して回転させるようにしたもの。さらに好ましくは、回転数を制御できる回転数可変のローラを用いたもの。
（６）第１選別部と第２選別部の球体転動溝の傾斜角を可変とし、角度調整機構を設けてその傾斜角の調整を可能にしたもの。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の球体選別ユニットは、選別隙間と傾斜した球体転動溝を間に作り出す第１部材と第２部材との間に、選別隙間よりも孔径の大きい球体排出孔を第１部材の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設けており、その複数の球体排出孔によって球体転動溝の転動面が長さ方向に分断され、球体転動溝の各部が球体排出孔を境にして個別に区画された状態になっている。この構造によれば、球体転動溝の各区画領域において同時に別々に並行して選別処理を行うこと（複数個所での同時選別処理）が可能であり、選別処理能力を向上させることができる。
【００１１】
また、かかる球体選別ユニットで選別できる球体は、寸法公差の下限値よりも外径の小さい球体又は寸法公差の上限値よりも外径の大きい球体のどちらかに限定されるが、この球体選別ユニットを２基組み合わせて用いたこの発明の球体選別機は、第１、第２のどちらか一方の選別部で寸法公差上限値よりも外径の大きい球体が、他方の選別部で寸法公差下限値よりも外径の小さい球体がそれぞれ除去され、不良球体の選別除去が１回の作業で完了して処理能力がさらに向上する。
【００１２】
なお、量産された球体は、一般的に、良品の数に比べて不良品の数が極端に少ないので、一般的なケースでは、第１選別部の選別隙間を寸法公差上限値に設定するのが望ましい。選別隙間から流出させる一定時間当たりの球体の数は、第１部材に設けた球体排出孔から排出できる球体の数に比べて格段に多くし得るので、絶対数の多い良品が含まれている球体を選別隙間に通した方が有利であり、選別処理時間を短縮できる。
【００１３】
上記において好ましいとしたその他の構成についての作用・効果は、実施の形態の項で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の球体選別ユニットの一例を示す斜視図
【図２】図１の球体選別ユニットの横断断面図
【図３】図１の球体選別ユニットを２基用いて構成したこの発明の球体選別機の一例を示す斜視図
【図４】図３の球体選別機の横断断面図
【図５】この発明の球体選別機の他の例を示す斜視図
【図６】図５の球体選別機のダクトの内部通路（誘導路）を示す縦断断面図
【図７】この発明の球体選別機のさらに他の例を示す正面図
【図８】図７の球体選別機の側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面の図１〜図８に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１及び図２に、この発明の球体選別ユニットの一例を示す。この球体選別ユニット７は、所定長さの第１部材１と回転駆動用の駆動装置３を伴った第２部材２を平行に配置して構成されている。第１部材１は、矩形断面のブランク材のコーナの１箇所に斜面１ａを形成し、さらに、その斜面１ａが側面と交差した位置に複数の球体排出孔４を第１部材１の長さ方向に一定間隔をあけて設けており、斜面１ａが第２部材２の表面に沿う側、かつ、上側になるようにこの第１部材１を第２部材２に寄り添わせている。
【００１７】
第２部材２は選別ローラで構成し、この第２部材２を第１部材１の斜面１ａ側の側面と対面する側に配置し、この第２部材２と第１部材１との間に、寸法ｗを所定値に設定した選別隙間５と、その選別隙間５の入口側に位置させる下すぼみの球体転動溝（図１におけるＶ字状の空間）６を形成している。第１部材１と第２部材２は、それぞれの部材の長さ方向両端間に高低差が生じるように水平面基準で角度α傾斜させており、そのために、球体転動溝６も同方向に同じ角度で傾斜している。この球体転動溝６に選別対象の球体を導入し、選別隙間５を通過できない大きさの球体Ｂを、傾斜を利用して転がして球体排出孔４に落とし込む。
【００１８】
第１部材１と第２部材２間に生じさせた選別隙間５は、その寸法ｗ（図２参照）が選別される球体Ｂの外径の寸法公差上限値又は寸法公差下限値に設定される。また、第１部材１に設けた球体排出孔４は、その孔径が選別隙間５よりも大に設定される。その孔径は、想定される最大外径の球体Ｂを楽に通過させ得る大きさ（例えば、球体外径の２倍程度）にしている。
【００１９】
第１部材１と第２部材２は、両端を支持部材（図示せず）で支持する。また、例示の球体選別ユニット７は、選別ローラで構成された第２部材２を選別処理時に駆動装置（図のそれは減速機付きモータ）３で駆動して回転させる。その第２部材２の回転により、球体転動溝６に導入された球体Ｂの転動が助勢され、球体Ｂが球体転動溝６の下流側に向けてスムーズに流れる。このときの第２部材２の回転の方向は、以下の理由から、図２に矢印で示した方向、即ち、第２部材（選別ローラ）２の表面が第１部材１に対面する側で上向きに移動する方向とするのがよい。
【００２０】
上記とは反対向きの回転であると、選別隙間５よりも外径が僅かに大きい球体が第１部材１と第２部材２間に挟まれて選別隙間５に強制的に引き込まれ、その球体が選別隙間５を通過することで選別処理の精度が低下する。
これに対し、第２部材２の回転方向が上述した好ましい方向であると、選別隙間５よりも外径が大きいために選別隙間５を通り抜けることができない球体に対して、それに接触した第２部材２から上向きの力が加えられるため、上述した強制引き込みが起こらない。
【００２１】
また、第２部材（選別ローラ）２は、回転数の制御ができるものを用いると、球体の大きさや重さなどに応じた最適速度の回転調整を行うことができる。
【００２２】
このように構成した球体選別ユニット７は、選別隙間５の大きさを選別される球体Ｂの寸法公差上限値に設定することで、外径が寸法公差上限値を越えた球体Ｂを球体排出孔４から落下させて取り除き、寸法公差上限値よりも外径の小さな球体Ｂのみを選別隙間５に通して回収することができる。
【００２３】
また、選別隙間５の大きさを、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値に設定することで、外径が寸法隙間上限値よりも小さな球体Ｂは選別隙間５に通して排出し、外径が寸法公差下限値よりも大きい球体Ｂのみを球体排出孔４から回収することができる。いずれの場合も、複数の球体排出孔によって球体転動溝６が長さ方向に複数に区画されており、それぞれの区画領域で同時に別々に並行して選別処理を行うことができ、選別処理能力が向上する。
【００２４】
なお、球体転動溝６の区画数は、第１部材１に設ける球体排出孔４の数を増やすほど多くなるが、例えば、μｍレベルでの選別処理といった高精度選別処理が要求されるときには、第１部材１と第２部材２の長さが制限される（長すぎると部材の撓み量を設計値以下に維持できない）ので、これらの部材の長さも考慮して区画数の上限を設定するとよい。
【００２５】
第１、第２部材の太さと長さにもよるが、６区画程度までの区画数であれば、第１部材１と第２部材２の撓みを設計値以下に抑えることが可能であり、選別処理の精度を低下させずに選別処理能力を高めることができる。そのことを、後述する図７の選別機を試作して確認した。
【００２６】
図３、図４に、図１の球体選別ユニット７を２基組み合わせて構成したこの発明の球体選別機の一例の概要を示す。この球体選別機１０は、第１選別部１１、その第１選別部１１の斜め下方に配置された第２選別部１２、第１選別部１１に選別対象の球体Ｂを供給する複数の球体投入部１３、第１選別部１１で除去されなかった球体Ｂを第２選別部１２に案内する誘導路１４を備えている。
【００２７】
第１選別部１１と第２選別部１２は、各々が図１の球体選別ユニット７で構成されている。第１選別部１１は、選別隙間５が、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差上限値ｗ１に設定され、第２選別部１２は、その選別隙間５が、選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値ｗ２に設定されている。
【００２８】
また、第１選別部１１と第２選別部１２の各第１部材１は、それぞれが複数（図は５）の球体排出孔４を有している。その球体排出孔４は、第１選別部１１に設けられたものは同選別部の選別隙間５（寸法公差上限値ｗ１）よりも孔径が大きく、また、第２選別部１２に設けられたものは同選別部の選別隙間５（寸法公差下限値ｗ２）よりも孔径が大きい。
【００２９】
第１選別部１１に設けられる球体投入部１３は、球体排出孔４によって長さ方向に区画された球体転動溝６の各部に設けられている。図示の球体投入部１３は、選別対象の球体Ｂを球体転動溝６に連続的に落とし込むノズルで構成されており、球体転動溝６の区画されたそれぞれの領域の上流側（区画された領域の球体排出孔４よりも高さ位置が上になる部分）にある。この球体投入部１３を構成するノズルは球体収納容器（図示せず）の底の出口にホースなどを介して接続されていてもよいし、出口に直接取付けられていてもよい。また、それぞれのノズルが球体を順次送り込むフィーダ（これも図示せず）に個別につながっていてもよい。
【００３０】
誘導路１４は、図示の選別機では、第２選別部１２と第１選別部１１との間に水平面に対して傾きを有するガイド部材１５を設置し、そのガイド部材１５の上面に、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂを導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設けてそのガイド溝で形成している。
【００３１】
誘導路１４となすガイド溝は、選別対象の球体Ｂの大きさや質量を考慮して第１選別部１１から第２選別部１２に誘導される球体Ｂが転がり下る際に勢いがつきすぎて第２選別部１２の球体転動溝６から外に飛び出すことがないように、その溝の傾斜角と経路長さを設定したり、飛び出し防止のためのカバーや遮蔽材を付随させたりすると好ましい。ガイド溝で構成されたこの誘導路１４は、加工性に優れており、簡単に設置することができる。
【００３２】
なお、誘導路１４となすガイド溝は、水平面に対して傾く方向と、第１選別部１１の下流側から第２選別部１２の上流側に向う方向の２方向に傾斜させており、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂは第２選別部１２の上流側に案内される。このために、第１選別部１１での選別領域を球体転動溝６の長さ直角方向に延長した領域で第２選別部１２での選別が行われ、スペースの有効利用がなされて機械の寸法増加が抑えられる。
【００３３】
図示の選別機１０は、第１選別部１１の選別隙間５を選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差下限値に設定し、第２選別部１２の選別隙間５を選別処理される球体Ｂの外径の寸法公差上限値に設定して用いることもできる。その設定の場合、第１選別部１１において選別処理された球体Ｂ（寸法公差が下限値に満たないものが除去されたもの）が球体排出孔４から排出され、その球体Ｂを誘導路１４に通して第２選別部１２に導く。
【００３４】
この構造は、外径が寸法公差内に収まっている良品の球体と寸法公差上限値を越えた球体の選別対象球体中に占める比率が寸法公差下限値以下の球体が占める比率よりも小さいときに有利である。
【００３５】
誘導路１４は、ガイド溝からなるものに限定されない。図５、図６にその例を示す。この図５の球体選別機１０Ａは、第２選別部１２を第１選別部１１の直下付近に設け、その第２選別部１２と第１選別部１１との間に図３のガイド部材１５に代わるダクト１６を設置し、そのダクト１６の内部通路で誘導路１４を形成している。
【００３６】
第１選別部１１と第２選別部１２は、図３の選別機と同様に、各々が図１の球体選別ユニット７で構成されている。図３の選別機との構成上の相違点は、ダクト１６の内部通路で誘導路１４を形成した点のみであり、その他の構成は図３の選別機と同じである。従って、同一構成に関する説明は省く。
【００３７】
ダクト１６は、第１選別部１１の選別隙間５を通過した球体Ｂを受け入れて第２選別部１２に案内する。このダクト１６は、入口に比べて出口を絞った構造になっている。出口は、図６に示すように、区画された選別領域の中で上流側に偏らせており、図３の選別機と同様に、第２選別部１２での選別処理が、第１選別部１１での選別領域を球体転動溝と直交する方向に延長した領域において行われ、スペースの有効利用がなされて機械寸法の増加が抑えられる。
【００３８】
誘導路１４をダクト１６の内部通路で形成すると、図のように、第２選別部１２を第１選別部１１の直下近傍に配置して選別機の小型化とダクト１６の形状の簡素化を図ることができるが、第２選別部１２が第１選別部１１の直下近傍にあることは必須の要件にはならない。第１選別部１１からの球体Ｂが第２選別部１２に送り込まれる構造になっていればよい。
【００３９】
第１選別部１１で選別処理された球体を既知の適当な搬送装置で搬送して第２選別部１２に導入することも可能である。この選別機も、選別処理能力向上の目的を達成することができるが、搬送装置を必要としない図示の選別機の方が構造の簡素化やコスト低減が図れて有利である。
【００４０】
図７、図８は、この発明の球体選別機のさらに他の例を示している。この球体選別機１０Ｂは、角度調整機構１７を設けて第１選別部１１と第２選別部１２の各球体転動溝６の傾斜角αを０°〜３０°の範囲で任意に変化させられるようにしている。
【００４１】
第１選別部１１に設けた６箇所の球体投入部１３は、各々がノズルで構成されている。各ノズルは、選別機の機枠１８上に固定して設けた球体収納容器１９の底の出口にホース２０を介して個々に接続されている。球体収納容器１９の内部には、収納された球体を１個ずつ振り分けて６本のホース２０に順番に流し込む球体供給装置（図示せず）が設置されており、その球体供給装置による振り分け供給の動作が繰り返されて６つに区画された選別領域の各々に均等に球体が供給される。
【００４２】
２１は、球体転動溝に供給した球体が外部に飛散することを防止する遮蔽材である。この遮蔽材２１は、ゴム板などで形成されており、球体の飛散経路を遮る位置（図示の装置の場合、第１、第２選別部１１，１２の各第２部材２の上部と球体転動溝６の下流側の端部）に設けている。
【００４３】
図示の選別装置に設けた角度調整機構１７は、可動ベース２２の下面に垂下して設けた可動ブラケット１７ａを、機枠１８上に立設した固定ブラケット１７ｂに水平配置の支軸１７ｃでピボット結合させ、支軸１７ｃを支点にして可動ブラケット１７ａを図７の矢印方向に回転させることで可動ベース２２の傾斜角を変化させて第１選別部１１と第２選別部１２の球体転動溝の傾斜角αを一括して調整するものにしている。
【００４４】
第１選別部１１と第２選別部１２は、それぞれの構成要素の支持枠も含めて可動ベース２２上に設置されており、可動ベース２２を傾けるとその第１選別部１１と第２選別部１２の傾斜角が変化する。
【００４５】
図７、図８の１７ｄは、可動ブラケット１７ａの傾斜角度を変化させる調整ボルト、図７の１７ｅは、可動ブラケット１７ａを調整後の位置に固定して調整後の傾斜角度を保持する角度保持手段である。
【００４６】
角度調整機構１７は、図示の構造に限定されない。図７の角度保持手段１７ｅは、可動ブラケット１７ａに固定したボルト１７ｆを固定ブラケット１７ｂに向けた長孔１７ｇに挿入し、ボルト１７ｆをそのボルトに螺合したナット（図示せず）で長孔１７g内での変位の各点に固定するものになっているが、同図の例えば左側のボルト１７ｆをピボット軸に代え、そのピボット軸を支点にして可動ブラケット１７ａを任意角度回転させ、その回転に伴って同図の右側の長孔内で変位したボルトを変位の各点にナットで固定するように構成した機構でも球体転動溝の傾斜角の調整が行える。
【実施例１】
【００４７】
図７の球体選別機（球体転動溝６の区画数を５にしたもの）を試作し、それを使用して外径φ０．３ｍｍ、寸法公差±５μｍの球体（半田球）Ｂの選別処理を行った。
試作機の寸法諸元は以下の通り。
第１選別部
・第１部材１ 有効長さ：３００ｍｍ
・第２部材２（選別ローラ） 外径:φ３０ｍｍ、有効長さ３００ｍｍ
・球体排出孔４ 孔径：φ６ｍｍ、設置ピッチＰ：４０ｍｍ、孔総数：５個
・選別隙間５の寸法 ｗ１：０．３０５ｍｍ
・球体転動溝６の傾斜角 α（図７参照）：２５°
第２選別部
・第１部材１ 有効長さ：３００ｍｍ
・第２部材２（選別ローラ） 外径:φ３０ｍｍ、有効長さ３００ｍｍ
・球体排出孔４ 孔径：φ５ｍｍ、設置ピッチＰ：４０ｍｍ、孔総数：５個
・選別隙間５の寸法 ｗ２：０．２９５ｍｍ
・球体転動溝の傾斜角 α（図７参照）：２５°
・第１選別部との高低差 Ｈ（図４参照）：１４０ｍｍ
・ガイド部材１５の傾斜角 β（図８参照）：３０°
・球体転動溝６の傾斜角 α（図７参照）：２５°
【００４８】
この試験の結果、この発明の選別機（試作機）は、対をなす傾斜配置の２本の選別ローラ間にテーパの選別隙間を設けた従来の選別機に比べて選別処理能力が大幅に向上することを確認した。総量３５ｇの球体（半田球）Ｂの選別処理に要した時間が従来機の場合、約６０分を要したのに対し、発明品の試作機では、約１３分で選別処理が完了した。１分間当たりの処理量は、従来機の場合０．５８ｇ／ｍｉｎ、試作機の場合２．６９ｇ／ｍｉｎであり、選別処理能力は５倍弱になっている。
【００４９】
試作機での選別処理は５箇所で同時に並行して行われる。従って、単純計算での選別処理能力は従来機の５倍となるが、実際の結果はそれよりも若干低かった。その理由として以下のことが考えられる。
【００５０】
球体転動溝内での球体の流れは選別ローラの回転によって助勢される。従来機は対をなす２本の選別ローラをともに回転させたのに対し、この発明の選別機は、第２部材２のみを選別ローラで構成してその第２部材２のみを選別処理中に回転させており、それにより助勢力に差が出たために、選別箇所１箇所当たりの選別処理能力が従来機と同等にならなかったと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明の選別機で選別する球体は、半田バンプ用の半田球、ＩＣパッケージの封止などに利用されるガラス球、シリコン球、セラミックス球、軸受用ベアリング球などが挙げられる。但し、これらは一例であってこれに限定されるものではない。
【００５２】
軸受に使用するベアリング球は、外径を公差内に管理する必要がある。また、例えば、アトマイズ法で製造される半田バンプ用の半田球は、半田量の過不足をなくすために、外径を公差内に管理することが要求される。この発明の球体選別ユニットや球体選別機は、このような球体の選別処理に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 第１部材
１ａ 斜面
２ 第２部材
３ 駆動装置
４ 球体排出孔
５ 選別隙間
６ 球体転動溝
７ 球体選別ユニット
１０，１０Ａ、１０Ｂ 球体選別機
１１ 第１選別部
１２ 第２選別部
１３ 球体投入部
１４ 誘導路
１５ ガイド部材
１６ ダクト
１７ 角度調整機構
１７ａ 可動ブラケット
１７ｂ 固定ブラケット
１７ｃ 支軸
１７ｄ 調整ボルト
１７ｅ 角度保持手段
１７ｆ ボルト
１７ｇ 長孔
１８ 機枠
１９ 球体収納容器
２０ ホース
２１ 遮蔽材
２２ 可動ベース
ｗ 選別隙間の寸法
ｗ１ 寸法公差上限値
ｗ２ 寸法公差下限値
Ｈ 第１選別部と第２選別部の高低差
α 球体転動溝の傾斜角
β ガイド部材の傾斜角
Ｂ 球体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの第１部材（１）と第２部材（２）を平行に配置し、その第１部材（１）と第２部材（２）間に所定寸法の選別隙間（５）と、水平面に対して所要角度（α）傾いて両端間に高低差がついた下すぼみの前記選別隙間（５）の入口側に配置される球体転動溝（６）を形成し、
前記第１部材（１）に、前記球体転動溝（６）をその溝の長さ方向に区画する、前記選別隙間（５）よりも孔径の大きい球体排出孔（４）を第１部材（１）の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、前記球体転動溝（６）に選別対象の球体（Ｂ）を導入し、前記選別隙間（５）よりも外径の小さい球体を前記選別隙間（５）から流出させ、前記選別隙間（５）よりも外径の大きい球体を前記球体排出孔（４）から取り出すようにした球体選別ユニット。
【請求項２】
各々が請求項１に記載の球体選別ユニット（７）で構成された第１選別部（１１）及び第２選別部（１２）と、
球体排出孔（４）によって長さ方向に複数に区画された第１選別部（１１）の球体転動溝（６）の各区画領域に選別対象の球体（Ｂ）を個別に導入する複数の球体投入部（１３）と、
前記第１選別部（１１）で選別された球体（Ｂ）を前記第２選別部（１２）に案内する誘導路（１４）とからなり、
前記１選別部（１１）の選別隙間（５）と第２選別部（１２）の選別隙間（５）のどちらか一方が寸法公差上限値（ｗ１）に、他方が寸法公差下限値（ｗ２）にそれぞれ設定された球体選別機。
【請求項３】
前記第１選別部（１１）の選別隙間（５）を寸法公差上限値（ｗ１）に、第２選別部（１２）の選別隙間（５）を寸法公差下限値（ｗ２）にそれぞれ設定し、第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を第２選別部（１２）に導入するようにした請求項２に記載の球体選別機。
【請求項４】
前記第２選別部（１２）を第１選別部（１１）の斜め下方に配置し、その第２選別部（１２）と前記第１選別部（１１）との間に水平面に対して傾斜したガイド部材（１５）を設置し、そのガイド部材（１５）の上面に、第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設け、そのガイド溝で前記誘導路（１４）を形成した請求項２又は３に記載の球体選別機。
【請求項５】
誘導路（１４）を形成する前記ガイド溝を、水平面に対して傾く方向と、第１選別部（１１）の下流側からそれに対応した位置よりも第２選別部（１２）の上流側に向う方向の２方向に傾斜させた請求項４に記載の球体選別機。
【請求項６】
前記第１選別部（１１）の下方に第１選別部の選別隙間（５）を通過した球体を受け入れる出口を絞ったダクト（１６）を設け、そのダクト（１６）の内部通路で前記誘導路（１４）を形成して第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を前記第２選別部（１２）に案内するようにした請求項２又は３に記載の球体選別機。
【請求項７】
前記第１選別部（１１）と第２選別部（１２）の各第２部材（２）をそれぞれ選別ローラで構成し、その選別ローラで構成された第１、第２選別部（１１，１２）の各第２部材（２，２）を選別中に駆動装置（３）で駆動して回転させるようにした請求項２〜６のいずれかに記載の球体選別機。
【請求項８】
前記第１選別部（１１）と第２選別部（１２）の球体転動溝（６）の傾斜角（α）を可変とし、その傾斜角（α）を調整する角度調整機構（１７）を設けた請求項２〜７のいずれかに記載の球体選別機。
【請求項１】
所定長さの第１部材（１）と第２部材（２）を平行に配置し、その第１部材（１）と第２部材（２）間に所定寸法の選別隙間（５）と、水平面に対して所要角度（α）傾いて両端間に高低差がついた下すぼみの前記選別隙間（５）の入口側に配置される球体転動溝（６）を形成し、
前記第１部材（１）に、前記球体転動溝（６）をその溝の長さ方向に区画する、前記選別隙間（５）よりも孔径の大きい球体排出孔（４）を第１部材（１）の長さ方向に所定の間隔をあけて複数設け、前記球体転動溝（６）に選別対象の球体（Ｂ）を導入し、前記選別隙間（５）よりも外径の小さい球体を前記選別隙間（５）から流出させ、前記選別隙間（５）よりも外径の大きい球体を前記球体排出孔（４）から取り出すようにした球体選別ユニット。
【請求項２】
各々が請求項１に記載の球体選別ユニット（７）で構成された第１選別部（１１）及び第２選別部（１２）と、
球体排出孔（４）によって長さ方向に複数に区画された第１選別部（１１）の球体転動溝（６）の各区画領域に選別対象の球体（Ｂ）を個別に導入する複数の球体投入部（１３）と、
前記第１選別部（１１）で選別された球体（Ｂ）を前記第２選別部（１２）に案内する誘導路（１４）とからなり、
前記１選別部（１１）の選別隙間（５）と第２選別部（１２）の選別隙間（５）のどちらか一方が寸法公差上限値（ｗ１）に、他方が寸法公差下限値（ｗ２）にそれぞれ設定された球体選別機。
【請求項３】
前記第１選別部（１１）の選別隙間（５）を寸法公差上限値（ｗ１）に、第２選別部（１２）の選別隙間（５）を寸法公差下限値（ｗ２）にそれぞれ設定し、第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を第２選別部（１２）に導入するようにした請求項２に記載の球体選別機。
【請求項４】
前記第２選別部（１２）を第１選別部（１１）の斜め下方に配置し、その第２選別部（１２）と前記第１選別部（１１）との間に水平面に対して傾斜したガイド部材（１５）を設置し、そのガイド部材（１５）の上面に、第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を導入して転動させる所定の勾配を有したガイド溝を設け、そのガイド溝で前記誘導路（１４）を形成した請求項２又は３に記載の球体選別機。
【請求項５】
誘導路（１４）を形成する前記ガイド溝を、水平面に対して傾く方向と、第１選別部（１１）の下流側からそれに対応した位置よりも第２選別部（１２）の上流側に向う方向の２方向に傾斜させた請求項４に記載の球体選別機。
【請求項６】
前記第１選別部（１１）の下方に第１選別部の選別隙間（５）を通過した球体を受け入れる出口を絞ったダクト（１６）を設け、そのダクト（１６）の内部通路で前記誘導路（１４）を形成して第１選別部（１１）の選別隙間（５）を通過した球体（Ｂ）を前記第２選別部（１２）に案内するようにした請求項２又は３に記載の球体選別機。
【請求項７】
前記第１選別部（１１）と第２選別部（１２）の各第２部材（２）をそれぞれ選別ローラで構成し、その選別ローラで構成された第１、第２選別部（１１，１２）の各第２部材（２，２）を選別中に駆動装置（３）で駆動して回転させるようにした請求項２〜６のいずれかに記載の球体選別機。
【請求項８】
前記第１選別部（１１）と第２選別部（１２）の球体転動溝（６）の傾斜角（α）を可変とし、その傾斜角（α）を調整する角度調整機構（１７）を設けた請求項２〜７のいずれかに記載の球体選別機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６２４４８（Ｐ２０１０−１６２４４８Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３４９（Ｐ２００９−５３４９）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３９２０１００５０）株式会社ユタカ (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３９２０１００５０）株式会社ユタカ (13)
【Ｆターム（参考）】
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