JP2007297150A - シート材取り出し供給装置及びシート材取り出し供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート材の材質や厚み等に応じた吸着パッドの吸引力調整を不要としつつ、シート材が重なって複数枚供給されることを防ぐことのできる、シート材取り出し供給装置を提供する。
【解決手段】 シート材収容部４と、シート材２の積層高さを維持するようにシート材収容部４を上昇駆動させる昇降装置６と、シート材間にエアーを吹き込むことによって積層束上層の複数枚のシート材を分離させるエアー吹付け部７と、エアー吹付け部７によって分離させられた複数枚のシート材のうち最上層のシート材を引き寄せて非接触状態で保持する非接触引き寄せ保持具８と、非接触引き寄せ保持具８の近傍に配設され、前記非接触引き寄せ保持具に吸引保持されたシート材を吸着して搬送する吸着パッド９と、を有し、非接触引き寄せ保持具８は、最上層のシート材の表面に沿ってエアーを放射状に吐出するノズルを備えていることとした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シート材の積層束から、最上層のシート材を順次取り出して供給するためのシート材取り出し供給装置及びシート材取り出し供給方法に関する。

従来、シート材の上部前端にエアーを吹き付けて上層のシート材を浮揚させ、浮揚したシート材の最上層を、吸着パッドが吸着して搬送する、シート材取り出し供給装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特開平７−３０９４７０号公報

しかしながら、上記従来のシート材取り出し供給装置では、シート材が薄手でコーティングが施されていない紙等である場合には、吸着パッドの吸引力によっては、吸着パッドが最上層のシート材とその下層のシート材を同時に吸着してしまうことがあり、シート材の材質や厚み等に応じて、吸着パッドの吸引力を調整する必要があった。

本発明は、上記のような調整を不要とするとともに、シート材が重なって複数枚供給されることを防ぐことのできる、シート材取り出し供給装置及びシート材取り出し供給方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るシート材取り出し供給装置は、シート材を積層束にして収容するシート材収容部と、前記シート材積層束の前端縁から所定距離離隔した位置で最上層のシート材の上面と接触する接触子を有し、シート材の積層高さを検出する検出部と、前記検出部の検出信号に基づいて前記シート材の積層高さを維持するように前記シート材収容部を上昇駆動させる昇降装置と、前記シート材積層束の上部前端面にエアーを吹き付けてシート材間にエアーを吹き込むことによって、前記積層束上層の複数枚のシート材を分離させるエアー吹付け部と、前記シート材積層束の前端近傍に配設され、前記エアー吹付け部によって分離させられた複数枚のシート材のうち最上層のシート材を引き寄せて非接触状態で保持する非接触引き寄せ保持具と、前記非接触引き寄せ保持具の近傍に配設され、前記非接触引き寄せ保持具に吸引保持されたシート材を吸着して搬送する吸着パッドと、を有し、前記非接触引き寄せ保持具は、前記最上層のシート材の表面に沿ってエアーを放射状に吐出するノズルを備えていることを特徴とする。

前記シート材収容部がシート材の前方をガイドする前方ガイド板を備え、前記非接触引き寄せ保持具は、前記前方ガイド板の近傍に配置されるとともに、前記ノズルのエアー吐出方向が該前方ガイド板の側以外の方向に向けられていることが好ましい。

また、本発明に係るシート材取り出し供給方法は、昇降装置によって昇降駆動されるシート材収容部内のシート材積層束のうち、上面に積層束高さ検出用の接触子が接触する最上層シート材を取り出して供給するためのシート材取り出し供給方法であって、前記最上層シート材の高さを前記接触子に連結された検出部によって検出して前記昇降装置によって前記最上層シート材を所定高さに位置させ、この状態で前記シート材積層束のシート材間にエアーを吹き込んで前記最上層シート材を下層のシート材から分離し、該エアーの吹き込みによって分離した前記最上層のシート材を非接触引き寄せ保持具によって引き寄せて浮揚させ、しかる後、吸着パッドの適用により該最上層シート材を吸着して前記押さえ部材と下層の前記シート材との間から引き抜き、搬送することを特徴とする。

前記シート材取り出し供給方法において、前記非接触引き寄せ保持具によって前記最上層のシート材を引き寄せて浮揚させるときには、該非接触引き寄せ保持具を前記最上層のシート材と所定の離隔距離まで接近させて前記シート材を浮揚させ、浮揚させたシート材を吸着パッドによって吸着した状態で該吸着パッドを所定高さまで上昇させることが好ましい。

本発明において、非接触引き寄せ保持具は、吸引保持しようとするシート材の面方向にエアーを吐出し、その吐出エアーによるベルヌーイ効果（流線に沿って流速が増すと圧力が降下する現象）を利用して非接触状態でシート材を保持する装置である。

本発明によれば、エアー吹付け部のエアー吹付けによって分離された最上層のシート材を、非接触引き寄せ保持具が負圧によって最上層のシート材を引き寄せ、浮揚させて非接触で保持させた後に、吸着パッドによって吸着するので、シート材を２枚重なった状態で取り出すことが殆ど無くなる。

また、非接触引き寄せ保持具で少し浮揚させてから、吸着パッドでしっかりと吸着するという、２段階のステップを経ることにより、従来の吸着パッドのみの場合のようにシート材の材質や厚み等に応じた調整が不要となる。

本発明に係るシート材取り出し供給装置の一実施形態について、以下に図面を参照しつつ説明する。図１は、シート材取り出し供給装置の側面図、図２は図１のシート材取り出し供給装置のII−II断面図、図３，図６〜図９はシート材取り出し供給装置の作動状態を示す側面図、図４はシート材取り出し供給装置の構成要素である非接触引き寄せ保持具の拡大断面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。

シート材取り出し供給装置１は、シート材２を積層束３にして収容するシート材収容部４と、シート材２の積層高さを検出する検出部５と、検出部５の検出信号に基づいてシート材の積層高さを維持するようにシート材収容部４を昇降駆動させる昇降装置６と、シート材積層束３の上部前端面にエアーを吹き付けてシート材２間にエアーを吹き込むことによって、積層束３上層の複数枚のシート材を分離させるエアー吹付け部７と、シート材２積層束の前端近傍に配設され、エアー吹付け部７によって分離させられた複数枚のシート材のうち最上層のシート材２を引き寄せて非接触状態で保持する非接触引き寄せ保持具８と、非接触引き寄せ保持具８の近傍に配設され、非接触引き寄せ保持具８に吸引保持されたシート材２を吸着して搬送する吸着パッド９と、を備えている。

図示例では、シート材取り出し供給装置の隣に、シート材２を図外の次工程に搬送する搬送ベルト１０が配置されている。

シート材収容部４は、底板１１と、底板１１を囲むようにして、シート材２の四辺を案内するための、前方ガイド板１２、側方ガイド板１３、１４、後方ガイド（図示せず）と、を備えている。

検出部５は、接触子１５とセンサー１６とによって構成されている。種々の接触子を採用し得るが、図示例の接触子１５は、シート材２の積層束３の前端縁から所定距離離隔した位置で最上層のシート材２の上面と接触するローラ１７と、上下方向に移動可能に支持され且つローラ１７を回転自在に支持する支持軸１８とを備えている。タッチセンサー等の種々のセンサーを採用し得るが、図示例のセンサー１６は、支持軸１８の上端を検知する近接センサーによって構成されている。センサー１６は、ブラケット１９に取り付けられており、ブラケット１９が図示しないフレームに固定されている。支持軸１８は、ブラケット２０に摺動自在に取り付けられ、ブラケット２０が図示しないフレームに固定されている。

シート材２がシート材収容部４から排出されることにより積層束の高さが減少すると、接触子１５とともに支持軸１８が下降する。支持軸１８が下降して支持軸１８の上端がセンサー１６の感応範囲から逸脱すると、センサー１６がＯＦＦになる。センサー１６がＯＦＦになると、図外の制御部が昇降装置６の駆動部（図示せず）を駆動させることにより、シート材収容部４を上昇させる。シート材収容部４が上昇し、センサー１６がＯＮになれば、図外の制御部が昇降装置６の上昇駆動を停止させる。こうして、検出部５の検出信号に基づいて、昇降装置６はシート材２の積層束３の高さを一定に維持する。なお、シート材収容部４にシート材２を補充する際には、装置を一旦停止させて、昇降装置６を手動スイッチ（図示せず）によって作動させ、シート材収容部４を下降動させる。

エアー吹付け部７は、図外のコンプレッサーからの圧縮エアーを吹き出す吹き出し口７ａ（図２参照）を、シート材２の幅方向に沿って所定間隔毎に複数個備えている。シート材収容部４の前方ガイド板１２には、エアー吹付け部７から吹き出されるエアーが通る開口部１２ａが、シート材２の幅方向に沿って所定間隔をあけて複数箇所に形成されている。

エアー吹付け部７から吹き出された圧縮エアーは、図３に示すように、前方ガイド板１２の開口部１２ａを通してシート材積層束３の上部前端面に当たり、積層するシート材間に入り込んで、上下に重なって（静電気で）くっついているシート材を分離させる。エアー吹付け部７からのエアーの吹付けは、例えば、０．５〜１．０秒間の吹付けを０．２〜０．４秒のインターバルをおいて２ショット行う。

非接触引き寄せ保持具８は、図４に断面図を拡大して示すように、ノズル２１を備える。ノズル２１は、縦方向に延びる圧縮エアーのエアー供給路２２から水平方向延びて開口する水平方向流路２３と、水平方向流路２３から吹き出すエアーをやや斜め下方に一定の傾斜角度で方向付けるテーパー面２４、テーパー面２４と滑らかなカーブを介して連接しエアーを水平方向に向ける水平フラット面２５とを備えている。

水平方向流路２３は、エアー供給路２２に通じる複数本の通孔によって形成することもできるが、図示例では、エアー供給路２２に連通するスリットによって形成されている。

水平方向流路２３は、前方ガイド板１２ａの側以外の方向に向けられることが好ましい。水平方向流路２３から吹き出されるエアーが前方ガイド板１２ａに衝突することによる乱流の発生を防ぐためである。そのため、水平方向流路２３を形成するスリットは、図５に示すように、エアー供給路２２が形成されている軸２５の前方側部分２５ａを残すようにして形成されている。

非接触引き寄せ保持具８は、上下動自在に支持されている。図示例の非接触引き寄せ保持具８は、図２に示すように、水平方向に延びる連結バー３０にホルダー３０ａを介して固定されており、この連結バー３０が第１エアシリンダー３１のピストンロッド３１ａに連結され、更に第１エアシリンダー３１が、揺動自在に支持された揺動アーム３２に固定され、揺動アーム３２は、本体フレーム３３に横架されたハンギングフレーム３４に取り付けられている。

エアー吹付け部７がシート材２にエアーを吹き付けて分離させた後、図６に示すように、非接触引き寄せ保持具８は、下降して最上層のシート材２に接近し、最上層のシート材２との距離が所定距離（例えば、１〜３ｃｍ）に達したところで停止する。非接触引き寄せ保持具８は、下降動を停止すると、図７に示すように、圧縮エアーをノズル２１から所定時間吐出する。ノズル２１から吐出した圧縮エアーは、テーパー面２４、水平フラット面２５を経ることによって層流となり、シート材２の面に沿った放射状の空気流を生じさせる。放射状空気流の中心部（図４に点線で示す空間領域）ではベルヌーイ効果により圧力が下がる結果、負圧によってシート材２の前方を引き寄せ、浮揚させる。

非接触引き寄せ保持具８は、強制吸気式ではないため、強制吸気式吸着パッドのように吸引力が最上層のシート材２を透過して下層のシート材２にまで及ぶことがない。その結果、非接触引き寄せ保持具８は、最上層のシート材２のみを浮揚させることが可能となる。非接触引き寄せ保持具８がノズル２１から圧縮エアーを吐出させる時間は、例えば、０．５〜１．５秒に設定することができる。

最上層のシート材２は、検出部５の接触子１５から少なからず接触による摩擦力を受けるため、非接触引き寄せ保持具８では、接触子１５の摩擦力（図示例では、ローラ１７による転がり摩擦）に抗してシート材２を引き出すことが難しい。

そこで、吸着パッド９を作動させる。吸着パッド９を作動させれば、非接触引き寄せ保持具８は停止させても良い。なお、吸着パッド９は、非接触引き寄せ保持具８とともに連結バー３０にホルダー３０ａを介して固定されており、第１エアシリンダー３１によって昇降駆動し、揺動アーム３２によって揺動することができるようになっている。吸着パッド９は、強制吸気式であり、ゴム製の吸盤を備えることができる。吸着パッド９が吸気を開始する時点では、最上層のシート材２は、非接触引き寄せ保持具８によって浮揚し、下層のシート材２から一定の距離をおいているから、吸着パッド９の吸引力は最上層のシート材２を透過して下層のシート材２までは及ばない。その結果、吸着パッド９は、最上層のシート材２だけを吸着し、下層のシート材２を吸着することがない。

吸引パッド９と非接触引き寄せ保持具８とは、図示例のように、隣接配置した一対を１セットとし、複数セットを離隔配置することが好ましい。さらに、非接触引き寄せ保持具８は、シート材２との間に空気流の層を形成するため、非接触引き寄せ保持具８の下端面を、吸着パッド９の下端面より所定距離高い位置に配置することが好ましい。当該所定距離は、非接触引き寄せ保持具８がシート材２を非接触保持している時に、吸着パッド９の下端面に接触する程度が好ましく、例えば、１〜２ｍｍとすることができる。

吸着パッド９は、シート材２を吸着した後、第１エアシリンダー３１の駆動によって上昇する（図８）。吸着パッド９は、所定の高さまで上昇する。図示例では、吸着パッド９は、少なくとも前方ガイド板１２ａと干渉しない高さまで上昇する。

吸着パッド９が上昇すると、前方が吸着パッド９に吸着されているシート材２は、吸着パッド９より後方の部位が接触子１５によって押さえられているため、図８に示すように、山状に持ち上げられて撓む。シート材２が積層束を裁断することによって形成されたものである場合に、裁断によってシート材２周縁の“まくれ”又は裁断癖が生じ、それによって最上層のシート材２にその下層のシート材２が引っ付いていても、上記のようにシート材２を山状に撓ませることにより、下層のシート材２は、元の平坦状に回復しようとする力が働いて、最上層のシート材２から離れるという効果がある。

吸着パッド９は、上昇した後、図９に示すように揺動アーム３２の揺動によって、前方へ揺動する。吸着パッド９の揺動により、接触子１５の摩擦力に抗して、最上層のシート材２は引き出される。

揺動アーム３２には、第２エアシリンダー３５が固定され、第２エアシリンダーのピストンロッドの先端に、押さえローラ３７が回転自在に取り付けられている。

吸着パッド９が図９に示す揺動角度に達すると、揺動アーム３２が揺動を停止するとともに、吸着パッド９が吸気を停止し、図９に示すように、押さえローラ３７が突出し、押さえローラ３７と搬送ベルト１０の間にシート材２を挟んで搬送する。その後、シート材２は、搬送ベルト１０によって図外の次工程に送られる。

その後、押さえローラ３７が上昇し、揺動アーム３２が再び揺動して原位置に復帰し、シート材２の取り出し供給の１サイクルを終える。

以上の説明から明らかなように、上記構成を有するシート材取り出し供給装置によれば、エアー吹付け部７のエアー吹付けによって分離された最上層のシート材を、非接触引き寄せ保持具８が負圧によって最上層のシート材を引き寄せ、浮揚させて非接触で保持させた後に、吸着パッド９によって吸着するので、シート材を２枚重なった状態で取り出すことが殆ど無くなる。

また、非接触引き寄せ保持具８で少し浮揚させてから、吸着パッド９でしっかりと吸着するという、２段階のステップを経ることにより、従来の吸着パッドのみの場合のような細かな調整が不要となる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更が可能である。

本発明に係るシート材引き出し供給装置の一実施形態を示す側面図である。 図１のシート材引き出し供給装置のII−II断面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の一作動状態を示す側面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の構成要素である非接触引き寄せ保持具を示す縦断面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の一作動状態を示す側面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の一作動状態を示す側面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の一作動状態を示す側面図である。 図１のシート材引き出し供給装置の一作動状態を示す側面図である。

符号の説明

１ シート材取り出し供給装置
２ シート材
３ 積層束
４ シート材収容部
５ 検知部
６ 昇降装置
７ エアー吹付け部
８ シート材引き寄せ保持具
９ 吸着パッド

Claims (4)

1. シート材を積層束にして収容するシート材収容部と、
   前記シート材積層束の前端縁から所定距離離隔した位置で最上層のシート材の上面と接触する接触子を有し、シート材の積層高さを検出する検出部と、
   前記検出部の検出信号に基づいて前記シート材の積層高さを維持するように前記シート材収容部を上昇駆動させる昇降装置と、
   前記シート材積層束の上部前端面にエアーを吹き付けてシート材間にエアーを吹き込むことによって、前記積層束上層の複数枚のシート材を分離させるエアー吹付け部と、
   前記シート材積層束の前端近傍に配設され、前記エアー吹付け部によって分離させられた複数枚のシート材のうち最上層のシート材を引き寄せて非接触状態で保持する非接触引き寄せ保持具と、
   前記非接触引き寄せ保持具の近傍に配設され、前記非接触引き寄せ保持具に吸引保持されたシート材を吸着して搬送する吸着パッドと、を有し、
   前記非接触引き寄せ保持具は、前記最上層のシート材の表面に沿ってエアーを放射状に吐出するノズルを備えていることを特徴とするシート材取り出し供給装置。
2. 前記シート材収容部がシート材の前方をガイドする前方ガイド板を備え、前記非接触引き寄せ保持具は、前記前方ガイド板の近傍に配置されるとともに、前記ノズルのエアー吐出方向が該前方ガイド板の側以外の方向に向けられていることを特徴とする請求項１記載のシート材取り出し供給装置。
3. 昇降装置によって昇降駆動されるシート材収容部内のシート材積層束のうち、上面に積層束高さ検出用の接触子が接触する最上層シート材を取り出して供給するためのシート材取り出し供給方法であって、
   前記最上層シート材の高さを前記接触子に連結された検出部によって検出して前記昇降装置によって前記最上層シート材を所定高さに位置させ、この状態で前記シート材積層束のシート材間にエアーを吹き込んで前記最上層シート材を下層のシート材から分離し、該エアーの吹き込みによって分離した前記最上層のシート材を非接触引き寄せ保持具によって引き寄せて浮揚させ、しかる後、吸着パッドの適用により該最上層シート材を吸着して前記押さえ部材と下層の前記シート材との間から引き抜き、搬送することを特徴とするシート材取り出し供給方法。
4. 前記非接触引き寄せ保持具によって前記最上層のシート材を引き寄せて浮揚させるときには、該非接触引き寄せ保持具を前記最上層のシート材と所定の離隔距離まで接近させて前記シート材を浮揚させ、浮揚させたシート材を吸着パッドによって吸着した状態で該吸着パッドを所定高さまで上昇させることを特徴とする請求項３記載のシート材取り出し供給方法。
   
   

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