JP2007320764A - 枚葉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数枚のシート状対象物から当該シート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置を提供する。
【解決手段】積層された複数枚の紙片２・２・・・から紙片２を一枚ずつ取り出す枚葉装置１に、紙片２・２・・・のうち、最上部の紙片２のシート面２ａにエアを吹き付けてシート面２ａに略平行な方向の気流を形成することにより、シート面２ａに沿って負圧を発生させて最上部の紙片２を残りの紙片２・２・・・から分離する分離部２０と、分離部２０により分離された最上部の紙片２を取り出す取り出し部３０と、を具備した。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層された複数枚のシート状の対象物（以下、「シート状対象物」という。）から当該シート状対象物を一枚ずつ取り出す枚葉装置の技術に関する。

従来、積層された複数枚のシート状対象物から当該シート状対象物を一枚ずつ取り出す枚葉装置の技術は公知となっている。

このような枚葉装置の代表的なものとしては、（１）エアを吸引可能な吸盤を積層された複数枚のシート状対象物のうち最上部に位置するもののシート面（広い面）に接触させ、（２）エアを吸引して複数枚のシート状対象物のうち最上部に位置するものを吸盤に吸着させ、（３）吸盤を積層された複数枚のシート状対象物から離間する方向に移動させる、という一連の動作を行うものが知られている。

しかし、上記枚葉装置は、積層された複数枚のシート状対象物が紙や通気孔が設けられた樹脂製のシートの如く、積層方向（シート面に垂直な方向）に通気性を有するシート状対象物の場合、吸盤に複数枚のシート状対象物が吸着されてしまい、シート状対象物を一枚ずつ取り出すことが困難な場合がある。
また、積層方向に通気性を有さないシート状対象物であっても、シート状対象物のシート面が滑らかでシート状対象物間の密着性が高い場合等には、吸盤に吸着されたシート状対象物の下面に複数枚のシート状対象物が付着してくる場合があり、シート状対象物を一枚ずつ取り出すことが困難な場合がある。

上記問題点を解消する技術としては、予め積層された複数枚のシート状対象物の側方からシート状対象物の間にエアを吹き込むことにより、積層された複数枚のシート状対象物における最上部のものを直下のシート状対象物から浮き上がらせておくことにより、吸盤に複数枚のシート状対象物が吸着されることを防止するものが知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

しかし、特許文献１に記載の装置であっても、可撓性を有する薄いシート状対象物（例えば、薄い和紙等）の場合には、これらのシート状対象物の間に確実にエアを吹き込むのが困難である。
また、仮にシート状対象物の間にエアを吹き込むことができても、シート状対象物が波打つことにより、吸盤に吸着された最上部のシート状対象物に二枚目以降のシート状対象物が接触し、結局複数枚のシート状対象物が吸盤に吸着される場合がある。
特開２００５−８３５７号公報

本発明は以上の如き状況に鑑み、複数枚のシート状対象物から当該シート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
積層された複数枚のシート状対象物から当該シート状対象物を一枚ずつ取り出す枚葉装置であって、
前記複数枚のシート状対象物のうち、最上部のシート状対象物のシート面にエアを吹き付けて当該シート面に略平行な方向の気流を形成することにより、当該シート面に沿って負圧を発生させて前記最上部のシート状対象物を残りのシート状対象物から分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された最上部のシート状対象物を取り出す取り出し手段と、
を具備するものである。

請求項２においては、
前記分離手段は、
前記積層された複数枚のシート状対象物から分離される前の前記最上部のシート状対象物のシート面に接触した状態または当該シート面に所定の間隔を空けて対向した状態から、前記最上部のシート状対象物のシート面にエアを吹き付けつつ前記残りのシート状対象物から離間する方向に移動するものである。

請求項３においては、
前記取り出し手段は、
エアを吸引することにより前記最上部のシート状対象物のシート面に吸着する吸盤を具備するものである。

請求項４においては、
前記積層された複数枚のシート状対象物の側面にエアを吹き付ける側面エア吹き付け手段を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、積層された複数枚のシート状対象物からシート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

請求項２においては、積層された複数枚のシート状対象物からシート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

請求項３においては、積層された複数枚のシート状対象物からシート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

請求項４においては、積層された複数枚のシート状対象物からシート状対象物を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

以下では図１乃至図５を用いて、本発明に係る枚葉装置の実施の一形態である枚葉装置１について説明する。
なお、以下では説明の便宜上、図１における紙面の上方向を「上方向」、図１および図２における紙面の左方向を「前方向」、図２における紙面の上方向を「右方向」とそれぞれ定義し、当該定義に基づいて方向の説明を行うものとする。

枚葉装置１は紙片２・２・・・を一枚ずつ取り出す装置である。
紙片２は本発明に係るシート状対象物の実施の一形態であり、図３に示す如くシート面２ａに垂直な方向から見て略長方形に裁断された薄い紙である。
紙片２・２・・・は上下方向に積層され、紙片２のシート面２ａの長手方向が前後方向に略並行となる向きで枚葉装置１に収容される。

なお、本発明に係るシート状対象物は本実施例の紙片２・２・・・に限定されず、例えば紙（和紙、洋紙、ボール紙等）、布、樹脂製のフィルム、金属製の薄板、金属箔、あるいはこれらに通気孔（上下のシート面を貫通する孔）を設けたもの等、シート状のものを広く含む。
また、本発明に係るシート状対象物のシート面に垂直な方向から見た形状は本実施例の紙片２・２・・・の如く略長方形に限定されず、円形や楕円形、その他の多角形等でも良い。

本実施例における紙片２・２・・・の積層方向（積層された紙片２・２・・・のシート面２ａに略垂直な方向）は上下方向（重力の作用する方向）であるが、本発明に係るシート状対象物の積層方向は上下方向に限定されず、上下方向に対して傾斜した方向または略水平方向でも良い。

枚葉装置１は主として支持部１０、分離部２０、取り出し部３０、側面エア吹き付け部４０、搬送部５０等を具備する。

以下では図１および図２を用いて支持部１０について説明する。
支持部１０は紙片２・２・・・を積層した状態で支持するものである。支持部１０は主としてテーブル１１、前方規制部材１２Ｌ・１２Ｒ、前側方規制部材１３Ｌ・１３Ｒ、後側方規制部材１４Ｌ・１４Ｒ、後方規制部材１５、後部押さえ部材１６等を具備する。

テーブル１１は積層された紙片２・２・・・を支持するための部材である。紙片２・２・・・はテーブル１１の上面に載置される。

前方規制部材１２Ｌ・１２Ｒはテーブル１１の上面に載置された紙片２・２・・・の前方への移動を規制する部材である。前方規制部材１２Ｌ・１２Ｒは上下方向に延びた角棒状の部材である。前方規制部材１２Ｌは紙片２・２・・・の前側面の左端部、前方規制部材１２Ｒは紙片２・２・・・の前側面の右端部にそれぞれ当接する。

前側方規制部材１３Ｌ・１３Ｒはテーブル１１の上面に載置された紙片２・２・・・の左右方向への移動を規制する部材である。前側方規制部材１３Ｌ・１３Ｒは上下方向に延びた板状の部材である。前側方規制部材１３Ｌの板面は紙片２・２・・・の左側面の前半部、前側方規制部材１３Ｒの板面は紙片２・２・・・の右側面の前半部にそれぞれ当接する。

後側方規制部材１４Ｌ・１４Ｒはテーブル１１の上面に載置された紙片２・２・・・の左右方向への移動を規制する部材である。後側方規制部材１４Ｌ・１４Ｒは上下方向に延びた丸棒状の部材である。後側方規制部材１４Ｌの周面は紙片２・２・・・の左側面の後半部、後側方規制部材１４Ｒの周面は紙片２・２・・・の右側面の後半部にそれぞれ当接する。なお、図１では便宜上後側方規制部材１４Ｌ・１４Ｒを省略している。

後方規制部材１５はテーブル１１の上面に載置された紙片２・２・・・の後方への移動を規制する部材である。後方規制部材１５は上下方向に延びた板状の部材である。後方規制部材１５の板面は紙片２・２・・・の後端面に当接する。

後部押さえ部材１６はテーブル１１の上面に載置された紙片２・２・・・の後端部を上方から下方に押さえる部材である。後部押さえ部材１６は後方規制部材１５に係合しつつ後方規制部材１５に沿って上下方向に摺動する。従って、後部押さえ部材１６は自重で紙片２・２・・・の後端部を上方から下方に押さえる。

以下では図１および図２を用いて分離部２０について説明する。
分離部２０は本発明に係る分離手段の実施の一形態であり、支持部１０により上下方向に積層した状態で支持された紙片２・２・・・のうち、最上部の紙片２を残りの紙片２・２・・・から分離するものである。分離部２０は主として、ノズル２１、摺動部材２２、摺動ガイド２３、分離アーム２４、エアホース２５等を具備する。

ノズル２１はエアを吹き出す部材であり、その根元部にはエアホース２５が接続される。エアホース２５は図示せぬエア圧送手段（エアポンプ等）に接続される。当該エア圧送手段により圧送されたエアは、エアホース２５を経てノズル２１の先端部から下方（最上部の紙片２のシート面２ａ）へ向けて吹き出される。

摺動部材２２はノズル２１に固定される部材であり、摺動ガイド２３の長手方向に摺動可能に係合される。
摺動ガイド２３は、その長手方向が略上下方向となるように分離アーム２４の下端部に固定される部材である。分離アーム２４はノズル２１を支持する部材であり、図示せぬ移動機構により略上下方向に移動可能である。

摺動部材２２および摺動ガイド２３を介して分離アーム２４に支持されたノズル２１の先端部は下方に向けられ、ノズル２１は支持部１０により上下方向に積層した状態で支持された紙片２・２・・・の上方に配置される。

以下では図１および図２を用いて取り出し部３０について説明する。
取り出し部３０は本発明に係る取り出し手段の実施の一形態であり、分離部２０により残りの紙片２・２・・・から分離された最上部の紙片２を取り出すものである。取り出し部３０は主として、吸盤３１、取り出しアーム３２、エアホース３３等を具備する。

吸盤３１はゴムや樹脂等の柔らかい材質からなり、紙片２のシート面２ａに吸着するものである。吸盤３１は取り出しアーム３２の下端部に設けられる。
取り出しアーム３２は図示せぬ移動機構により、分離部２０により分離された最上部の紙片２を受け取る位置（以下、「受け取り位置」という。）と、受け取った紙片２を後述する搬送部５０に受け渡す位置（以下、「受け渡し位置」という。）との間で移動（揺動）することが可能である。
エアホース３３の一端は取り出しアーム３２の上端部に接続され、他端は図示せぬエア吸引手段（エアポンプ等）に接続される。

取り出しアーム３２の内部には吸盤３１の吸着面（紙片２のシート面２ａに吸着する面）とエアホース３３とを連通する経路が形成される。吸盤３１の吸着面が紙片２のシート面２ａに当接した状態で上記エア吸引手段がエアを吸引すると、吸盤３１が紙片２のシート面２ａに吸着する。

以下では図１および図２を用いて側面エア吹き付け部４０について説明する。
側面エア吹き付け部４０は本発明に係る側面エア吹き付け手段の実施の一形態であり、支持部１０に支持された紙片２・２・・・の前側面、特に紙片２・２・・・のうち最上部の紙片２の前側面を含む部分にエアを吹き付けるものである。側面エア吹き付け部４０は主としてノズル４１、エアホース４２等を具備する。

ノズル４１はエアを吹き出す部材であり、その根元部にはエアホース４２の一端に接続される。エアホース４２の他端は図示せぬエア圧送手段（エアポンプ等）に接続される。
ノズル４１は支持部１０に支持された紙片２・２・・・の前方に配置され、ノズル４１の先端部は支持部１０に支持された紙片２・２・・・の前側面に対向する位置に配置される。当該エア圧送手段から圧送されたエアはエアホース４２を経てノズル４１の先端部から吹き出され、紙片２・２・・・の前側面に吹き付けられる。
その結果、積層した紙片２・２・・・の隙間にエアが送り込まれ、分離部２０による紙片２・２・・・の分離がより容易となる。

以下では図１および図２を用いて搬送部５０について説明する。
搬送部５０は取り出し部３０により取り出された紙片２を搬送するものである。搬送部５０は主として下搬送ローラ５１、上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒ等を具備する。

下搬送ローラ５１は前方規制部材１２Ｌ・１２Ｒの前方、かつ前方規制部材１２Ｌ・１２Ｒの上端部よりも上方に配置される。下搬送ローラ５１の回転軸５１ａの軸線方向は左右方向に略一致する。下搬送ローラ５１は図示せぬ駆動手段（モータ等）により左側面視（図１）で反時計回りに回転駆動される。

上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒは下搬送ローラ５１の上方に配置される。上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒの回転軸５２ａの軸線方向は左右方向に略一致する。上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒは図示せぬ駆動手段（モータ等）により左側面視（図１）で時計回りに回転駆動される。
下搬送ローラ５１の周面と上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒの周面との間には紙片２が通過可能な隙間が形成される。取り出し部３０により取り出された紙片２の前端部が当該隙間に差し込まれると、当該紙片２は下搬送ローラ５１および上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒにより巻き込まれて前方に搬送される。

以下では図１、図４、図５および図６を用いて枚葉装置１による紙片２の枚葉作業について説明する。

図１に示す「初期状態」では、分離部２０は下方に下がった位置（分離開始位置）にあり、支持部１０により上下方向に積層した状態で支持された紙片２・２・・・のうち、最上部の紙片２のシート面２ａに対して所定の間隔を空けて対向した状態となっている。
また、初期状態では取り出し部３０は上方に退避した位置（本実施例の場合、受け渡し位置）にある。

まず、図１に示す如く、初期状態からノズル４１により紙片２・２・・・の前側面にエアを吹き付けて紙片２・２・・・の隙間にエアを送り込みつつ、ノズル２１により紙片２・２・・・のうち最上部の紙片２のシート面２ａにエアを吹き付ける。最上部の紙片２のシート面２ａに吹き付けられたエアはシート面２ａに沿って流れ、シート面２ａに略平行な方向の気流を形成する。
その結果、最上部の紙片２のシート面２ａに沿って負圧が発生し、最上部の紙片２には上方へ持ち上げる方向の力（以下、「揚力」という。）が作用する。なお、当該負圧は最上部の紙片２のシート面２ａに沿ってのみ発生するため、積層した紙片２・２・・・のうち最上部の紙片２を除く残りの紙片２・２・・・には揚力が作用しない。

次に、図４に示す「分離状態」では、ノズル２１により紙片２・２・・・のうち最上部の紙片２のシート面２ａにエアを吹き付けつつ、分離部２０が上方の「分離位置」に移動する。このとき、最上部の紙片２にはノズル２１により吹き付けられたエアの気流により発生する上方へ持ち上げる方向の力が作用し続けるため、最上部の紙片２は分離部２０の移動に伴って上方、すなわち残りの紙片２・２・・・から離間する方向に持ち上げられる。その結果、最上部の紙片２は残りの紙片２・２・・・から一枚だけ確実に分離される。
本実施例の場合、最上部の紙片２の後端部は後部押さえ部材１６により押さえられているため、図４に示す如く最上部の紙片２は前端部から前後略中央部にかけての部分が湾曲して持ち上げられる。

なお、分離部２０が上方の「分離位置」に移動する速度が過大であると最上部の紙片２のシート面２ａとノズル２１の先端部（エアを吹き出す部分）との間隔が大きくなり、シート面２ａに沿って形成されていた略平行な方向の気流が乱れて揚力が有効に発生せず、最上部の紙片２を残りの紙片２・２・・・から分離することができない場合がある。
すなわち、本発明に係る枚葉装置の分離手段を積層したシート状対象物から離間する方向に移動する速度は、シート状対象物の性状（材質、シート面の形状、重量、厚さ等）および分離手段によりシート状対象物のシート面に吹き付けられるエアの流量等に応じて適宜選択する必要がある。

続いて、図５に示す「受け渡し状態」では、取り出し部３０が受け取り位置に移動し、図示せぬエア吸引手段によりエアを吸引して吸盤３１が最上部の紙片２のシート面２ａの前端部に吸着するとともに、ノズル２１からのエアの吹き付けが停止して揚力の発生が停止することにより、最上部の紙片２が分離部２０から取り出し部３０に受け渡される。

続いて、図６に示す「取り出し状態」では、吸盤３１が最上部の紙片２のシート面２ａの前端部に吸着した状態を保持しつつ取り出し部３０が受け渡し位置に移動し、最上部の紙片２の前端部が搬送部５０の下搬送ローラ５１および上搬送ローラ５２Ｌ・５２Ｒの隙間に差し込まれ、図示せぬエア吸引手段によるエアの吸引を停止して吸盤３１の最上部の紙片２への吸着を停止することにより、最上部の紙片２が取り出し部３０から搬送部５０に受け渡される。搬送部５０に受け渡された最上部の紙片２は搬送部５０により前方に搬送される。
このように、枚葉装置１は、支持部１０に積層して支持された紙片２・２・・・から、最上部の紙片２のみを確実に分離し、取り出すことが可能である。

なお、本実施例のテーブル１１は上下方向に移動（昇降）可能であり、最上部の紙片２が分離された後、テーブル１１が紙片２の厚さの分だけ上昇することにより、残りの紙片２・２・・・から続けて紙片２を取り出すにあたって最上部の紙片２の位置（高さ）を略一定に保持することが可能である。
最上部の紙片２の位置（高さ）を略一定に保持することにより、紙片２・２・・・の積層している枚数の変化（分離作業の進捗状況）にかかわらず最上部の紙片２、分離部２０、取り出し部３０の間の位置関係を略一定に保持して最上部の紙片２を分離する一連の作業を確実に行うことが可能である。
紙片２・２・・・のうち、最上部の紙片２の位置（高さ）を略一定に保持する方法としては、（１）光センサ等により最上部の紙片２の位置を検出し、当該位置を略一定に保持すべくテーブル１１の昇降を行う方法、（２）予め設定された紙片２の厚さに基づいて、最上部の紙片２を一枚または複数枚分離する毎にテーブル１１を上昇させる方法、等が挙げられる。

また、本実施例の枚葉装置１の取り出し部３０はエアを吸引することにより紙片２のシート面２ａに吸着する吸盤３１を具備するものであるが、本発明に係る枚葉装置の取り出し部はこれに限定されず、分離手段により残りのシート状対象物から分離された最上部のシート状対象物を取り出すことが可能であれば他の構成でも良い。
本発明に係る枚葉装置の取り出し手段の他の構成の例としては、（１）分離された最上部のシート状対象物の端部を挟持して搬送する構成や、（２）分離された最上部のシート状対象物の側面に当接して押すことにより当該最上部のシート状対象物を側方に移動させる構成、等が挙げられる。

また、本実施例の枚葉装置１の分離部２０のノズル２１の初期状態における位置は、最上部の紙片２のシート面２ａに対して所定の間隔を空けて対向した状態となる位置であるが、本発明に係る枚葉装置はこれに限定されず、初期状態において分離手段が積層された複数枚のシート状対象物から分離される前の最上部のシート状対象物のシート面に接触した状態でも良い。

以上の如く、本発明に係る枚葉装置の実施の一形態である枚葉装置１は、
積層された複数枚の紙片２・２・・・から紙片２を一枚ずつ取り出す枚葉装置であって、
紙片２・２・・・のうち、最上部の紙片２のシート面２ａにエアを吹き付けてシート面２ａに略平行な方向の気流を形成することにより、シート面２ａに沿って負圧を発生させて最上部の紙片２を残りの紙片２・２・・・から分離する分離部２０と、
分離部２０により分離された最上部の紙片２を取り出す取り出し部３０と、
を具備するものである。
このように構成することにより、積層された複数枚の紙片２・２・・・から紙片２を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

また、枚葉装置１の分離部２０は、
積層された複数枚の紙片２・２・・・から分離される前の最上部の紙片２のシート面２ａに所定の間隔を空けて対向した状態から、最上部の紙片２のシート面２ａにエアを吹き付けつつ残りの紙片２・２・・・から離間する方向に移動するものである。
このように構成することにより、分離された最上部の紙片２を、積層された複数枚の紙片２・２・・・から離間した位置で取り出し部３０に受け渡すことが可能であり、積層された複数枚の紙片２・２・・・から紙片２を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

また、枚葉装置１の取り出し部３０は、
エアを吸引することにより最上部の紙片２のシート面２ａに吸着する吸盤３１を具備するものである。
このように構成することにより、予め分離部２０により残りの紙片２・２・・・から分離された最上部の紙片２のみを吸着することが可能であり、積層された複数枚の紙片２・２・・・から紙片２を確実に一枚ずつ取り出すことが可能である。

また、枚葉装置１は、
積層された複数枚の紙片２・２・・・の前側面にエアを吹き付ける側面エア吹き付け部４０を具備するものである。
このように構成することにより、予め最上部の紙片２と残りの紙片２・２・・・との隙間にエアを送り込むことが可能であり、より容易に最上部の紙片２を残りの紙片２・２・・・から分離することが可能である。

本発明に係る枚葉装置の実施の一形態の初期状態を示す左側面図。 本発明に係る枚葉装置の実施の一形態を示す平面図。 紙片を示す斜視図。 本発明に係る枚葉装置の実施の一形態の分離状態を示す左側面図。 本発明に係る枚葉装置の実施の一形態の受け渡し状態を示す左側面図。 本発明に係る枚葉装置の実施の一形態の取り出し状態を示す左側面図。

符号の説明

１ 枚葉装置
２ 紙片（シート状対象物）
２ａ シート面
２０ 分離部（分離手段）
３０ 取り出し部（取り出し手段）

Claims (4)

1. 積層された複数枚のシート状対象物から当該シート状対象物を一枚ずつ取り出す枚葉装置であって、
   前記複数枚のシート状対象物のうち、最上部のシート状対象物のシート面にエアを吹き付けて当該シート面に略平行な方向の気流を形成することにより、当該シート面に沿って負圧を発生させて前記最上部のシート状対象物を残りのシート状対象物から分離する分離手段と、
   前記分離手段により分離された最上部のシート状対象物を取り出す取り出し手段と、
   を具備することを特徴とする枚葉装置。
2. 前記分離手段は、
   前記積層された複数枚のシート状対象物から分離される前の前記最上部のシート状対象物のシート面に接触した状態または当該シート面に所定の間隔を空けて対向した状態から、前記最上部のシート状対象物のシート面にエアを吹き付けつつ前記残りのシート状対象物から離間する方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の枚葉装置。
3. 前記取り出し手段は、
   エアを吸引することにより前記最上部のシート状対象物のシート面に吸着する吸盤を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の枚葉装置。
4. 前記積層された複数枚のシート状対象物の側面にエアを吹き付ける側面エア吹き付け手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の枚葉装置。

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