JP2011148576A

JP2011148576A - 枚葉シート搬送装置およびフィルムインサート成形品製造装置

Info

Publication number: JP2011148576A
Application number: JP2010010237A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Yamazaki; 成一山崎; Atsushi Yamamoto; 淳山本
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2011-08-04

Abstract

【課題】重なった状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートだけを確実に吸引して吸着し、搬送する。
【解決手段】枚葉シートを吸引して搬送するシート搬送装置であって、枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａを吸引して吸着する第１の吸着部１４と、第１の吸着部１４が吸着する部分と異なる枚葉シートＳ１の部分を吸引して吸着する第２の吸着部１２とを有する。第１の吸着部１４が第２の吸着部１２に比べて反枚葉シートＳ１側に後退している。
【選択図】図３

Description

本発明は、枚葉シートを搬送する装置および該装置を有するフィルムインサート成形品製造装置に関する。

従来より、重なった状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートだけを搬送する方法が種々存在する。例えば特許文献１に記載する装置では、重なった状態の複数の枚葉シート（枚葉フィルム）から最頂の枚葉シートをローラによって該枚葉シートの平面方向に送り出す。

また、別の方法として、最頂の枚葉シートを吸着パッドが吸引して吸着することにより、最頂の枚葉シートを持ち上げて該枚葉シートを搬送する方法がある。

特開平１０−１１３９４９号公報

しかしながら、重なった状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートを吸着パッドが吸着して持ち上げる場合、最頂の枚葉シートとともに他の枚葉シートも吸着することがある。これは、枚葉シートの間に発生する静電気や負圧を原因として起こる。

そこで、本発明は、重ねた状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートを、他の枚葉シートと完全に分離して確実に吸引して吸着し、搬送することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本願の請求項１に係る発明によれば、
枚葉シートを吸引して搬送するシート搬送装置であって、
枚葉シートの縁を吸引して吸着する第１の吸着部と、
第１の吸着部が吸着する部分と異なる枚葉シートの部分を吸引して吸着する第２の吸着部とを有し、
第１の吸着部が、第２の吸着部に比べて反枚葉シート側に後退しているシート搬送装置が提供される。

また、請求項２に係る発明によれば、
第２の吸着部が、枚葉シートの中央を吸引して吸着し、第１の吸着部が、第２の吸着部が吸着する部分の周囲の少なくとも一部分を吸引して吸着するシート搬送装置が提供される。

さらに、請求項３に係る発明によれば、
第１の吸着部が第２の吸着部に固定され、第２の吸着部が弾性部材を介してシート搬送装置の本体に支持されているシート搬送装置が提供される。

さらにまた、請求項４に係る発明によれば、
第１および第２の吸着部の吸引源が共通であるシート搬送装置が提供される。

加えて、請求項５に係る発明によれば、
第２の吸着部が、枚葉シートと接触し、且つ枚葉シート側から反枚葉シート側に空気が流れる複数の吸引孔を有する平坦面を備えるプレートによって構成されているシート搬送装置が提供される。

加えてまた、請求項６に係る発明によれば、
第１の吸着部が、複数の吸着パッドによって構成されているシート搬送装置が提供される。

さらに加えて、請求項７に係る発明によれば、
表面に加飾フィルムが貼着一体化されたフィルムインサート成形品を製造するフィルムインサート成形品製造装置であって、
フィルムインサート成形品を成形する金型と、
上記のシート搬送装置とを有し、
シート搬送装置が加飾フィルムを金型に搬送するフィルムインサート成形品製造装置が提供される。

本発明によれば、第１の吸着部が第２の吸着部に比べて反枚葉シート側に後退しているため、重なった状態の複数の枚葉シートの最頂の枚葉シートに対し、その縁を第１の吸着部が非接触状態で吸引し始め、第１の吸着部が吸着する部分と異なる枚葉シートの部分を第２の吸着部が接触状態で吸引し始める。このような吸引により、最頂の枚葉シートの縁が持ち上がり、最頂の枚葉シートの縁とその下の枚葉シートの縁との間に間隙が発生する。これにより、間隙を介して最頂の枚葉シートとその下の枚葉シートの間に空気が流入し、最頂の枚葉シートとその下の枚葉シートとを完全に分離することができる。その結果、最頂の枚葉シートだけを吸着して搬送することができる。

本発明の実施形態に係るシート搬送装置の一部のシート吸着機構の部分断面側面図である。図１に示すシート吸着機構の上面図である。複数の枚葉シート上に配置された状態のシート吸着機構の様子を示す図である。吸引中のシート吸着機構の様子を示す図である。最頂の枚葉シートを持ち上げた状態のシート吸着機構の様子を示す図である。別の実施形態のシート吸着機構の上面図である。

図１および図２は、本発明の一実施形態に係るシート搬送装置の一部である、シート吸着機構を示している。

図１および図２に示すシート吸着機構１０は、枚葉シートを吸引して吸着することにより該枚葉シートをハンドリングするように構成されている。シート吸着機構１０は、例えばアーム型ロボットの先端に取付けられている。そのロボットが動作することにより、シート吸着機構１０にハンドリングされた枚葉シートが搬送される。なお、本明細書で言う「枚葉シート」は、例えば、フィルムや紙などのように、予め所定の大きさにカットされ、薄くて軽い可撓性のシートを言う。

また、シート吸着機構１０は、図３に示すように、重ねた状態の複数の枚葉シートＳから最頂の枚葉シートＳ１を、他の枚葉シートＳと完全に分離して吸着するように構成されている。

具体的には、シート吸着機構１０は、枚葉シートＳの中央を吸引して吸着する吸着プレート１２（特許請求の範囲に記載の「第２の吸着部」に対応）と、枚葉シートＳの縁を吸引して吸着する複数の吸着パッド１４（「第１の吸着部」に対応）とを有する。

吸着プレート１２は、図１に示すように、枚葉シートＳを吸着する平坦な面を備える剛体の板部材であって、複数の貫通孔１６が形成されている。この吸着プレート１２は、例えば複数のドリル孔が形成されたアルミ板、アルミハニカムなどの軽量な板部材である。また、吸着プレート１２の表面積に対する貫通孔１６の総開口面積の比は、枚葉シートＳの種類や後述する真空ポンプの能力によって決まり、枚葉シートＳがしわを発生することなく吸着プレート１２全面に吸着するような比に設定されている。

また、吸着プレート１２は、プレートベース１８によって支持されている。プレートベース１８は、吸着プレート１２の複数の貫通孔１６と連通する負圧室２０を備えている。プレートベース１８の負圧室２０は、継ぎ手２２とチューブ２４とを介して真空ポンプ（図示せず）に接続されている。真空ポンプが作動すると負圧室２０が負圧になり、複数の貫通孔１６を介して外部から負圧室２０内に向かって空気が流れる。これにより、枚葉シートＳを吸引し、枚葉シートＳが吸着プレート１２に吸着する。

プレートベース１８は、ロボット（図示せず）の先端に固定されているメインベース２６に支持されている。具体的には、プレートベース１８は、メインベース２６に、複数の枚葉シートＳが重なる方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持されている。メインベース２６には、プレートベース１８に取付けられたＺ軸方向に延びる複数のガイドロッド２８それぞれをＺ軸方向に摺動可能に支持する複数のガイドブシュ３０が設けられている。また、メインベース２６とプレートベース１８との間には、両者を離間するように付勢するスプリング３２が配置されている。このスプリング３２がプレートベース１８を押圧することにより、図３に示すように、枚葉シートＳがしわを発生することなく吸着プレート１２に密着する。

複数の吸着パッド１４は、例えばシリコンやニトリルゴムなどのエラストマーで成形された吸着パッドであって、図１および図２に示すように、プレートベース１８にブラケット３４を介して支持されている。複数の吸着パッド１４は、吸着プレート１２が最頂の枚葉シートＳ１の中央に接触したときに枚葉シートＳ１の長尺方向（Ｘ軸方向）の両縁の上方に位置するように（図２参照）、且つ吸着プレート１２の吸着面３６から距離Ｌ１離れた方向に位置するように（図１参照）プレートベース１８に支持されている。距離Ｌ１は、枚葉シートＳの種類、吸着パッド１４の吸引能力などによって決定され、吸着パッド１４が枚葉シートＳ１の縁を吸引して吸着可能な距離に設定されている。例えば、枚葉シートＳが所定のパターンが印刷されたアクリルシートであって厚さが１２０μｍ、吸引パッド１４の径が１０ｍｍの場合、距離Ｌ１は０．３〜２ｍｍに設定される。吸着パッドの吸引力はパッド径、真空エジェクタや真空ポンプの能力によっても変わるので、距離Ｌ１は適時調整すればよい。

また、複数の吸着パッド１４は、吸着プレート１２からＸ軸方向に距離Ｌ２離れた位置に配置されている。この距離Ｌ２は、枚葉シートＳの種類によって決まり、吸着プレート１２にその中央が吸着している枚葉シートＳの縁が吸着パッド１４に吸着可能な距離に設定されている。距離Ｌ２は、例えば、枚葉シートＳが薄い紙や腰のないプラスチックフィルムのように比較的に柔らかい場合は短く、一方厚めの紙や腰のあるプラスチックフィルムのように比較的に硬い場合は長く設定される。

複数の吸着パッド１４は、図２に示すように、枚葉シートＳの長尺方向（Ｘ軸方向）の各縁に、３つずつ配置されている。また、複数の吸着パッド１４は、チューブ３８を介して継ぎ手２２に接続されている。これにより、複数の吸着パッド１４と吸着プレート１２は、共通の真空ポンプ（図示せず）やコンプレッサに接続された真空エジェクタによって枚葉シートＳを吸引する。

ここからは、シート吸着機構１０の動作について説明する。

まず、図３に示すように、ロボットを制御することにより、シート吸着機構１０の吸着プレート１２を、重なった状態の複数の枚葉シートＳの最頂の枚葉シートＳ１の中央に接触させる。このとき、複数の吸着パッド１４は、枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａから実質的に距離Ｌ１離れた位置に配置される。

次に、真空ポンプ（図示せず）を作動させて、吸着プレート１２と複数の吸着パッド１４の吸引を開始する。これにより、図４に示すように、複数の吸着パッド１４から吸い込まれる空気の流れによって、最頂の枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａを浮き上がらせて吸着する。その結果、枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａとその下の枚葉シートＳ２の縁Ｓ２ａとの間に間隙Ｄが発生する。

続いて、ロボットを制御することにより、シート吸着機構１０をＺ軸方向に移動させる。シート吸着機構１０が移動するに従い、間隙Ｄを介して枚葉シートＳ１とＳ２との間に空気が流入し、枚葉シートＳ１とＳ２とが離れていく。

そして、図５に示すように、複数の枚葉シートＳから最頂の枚葉シートＳ１が完全に離れると、ロボットを制御することにより、シート吸着機構１０に吸着した状態の枚葉シートＳ１を搬送する。

本実施形態によれば、吸着パッド１４が吸着プレート１２に比べて反枚葉シートＳ側に後退しているため、重なった状態の複数の枚葉シートＳの最頂の枚葉シートＳ１に対し、その縁Ｓ１ａを吸着パッド１４が非接触状態で吸引し始め、吸着パッド１４が吸着する部分と異なる枚葉シートＳ１の部分（中央）を吸着プレート１２が接触状態で吸引し始める。このような吸引により、最頂の枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａが持ち上がり、最頂の枚葉シートＳ１の縁Ｓ１ａとその下の枚葉シートＳ２の縁Ｓ２ａとの間に間隙Ｄが発生する。これにより、間隙を介して最頂の枚葉シートＳ１とその下の枚葉シートＳ２の間に空気が流入し、最頂の枚葉シートＳ１とその下の枚葉シートＳ２とを完全に分離することができる。その結果、最頂の枚葉シートＳ１だけを吸着して搬送することができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。

例えば、図２に示すように、上述の実施形態の場合、複数の吸着パッド１４は枚葉シートＳの長尺方向（Ｘ軸方向）の両縁を吸着するが、本発明はこれに限らない。例えば、複数の吸着パッドは、枚葉シートＳの短尺方向（Ｙ軸方向）の両縁を吸着してもよい。さらに例えば、図６に示すように、複数の吸着パッド１１４が、吸着プレート１１２が吸着する枚葉シートＳの中央部分の周囲を吸着してもよい。本発明は、広義には、吸着パッドが枚葉シートの縁を吸引して吸着し、吸着プレートが吸着パッドと異なる枚葉シートの部分を吸着するものである。

また、上述の実施形態の場合、吸着プレートと吸着パッドの吸引源は共通の真空ポンプやコンプレッサに接続された真空エジェクタであるが、本発明はこれに限らない。吸着プレート吸引源と吸着パッドの吸引源は別々の真空ポンプやコンプレッサに接続された真空エジェクタであってもよい。吸着プレートと吸着パッドの吸引源が共通の真空ポンプやコンプレッサに接続された真空エジェクタである場合、シート吸着機構の構造がシンプルになる。一方、吸着プレートの吸引源と吸着パッドの吸引源とが別々の真空ポンプやコンプレッサに接続された真空エジェクタの場合、吸着プレートと吸着パッドの吸引を別々に制御することができる。例えば、吸着パッドが枚葉シートの縁を吸着した後に、吸着プレートの吸引を開始してもよい。

さらに、上述の実施形態の場合、吸着プレートと吸着パッドとが枚葉シートを吸引して吸着するが、本発明はこれに限らない。本発明は、広義には、枚葉シートの縁を吸引して吸着する第１の吸着部と、第１の吸着部が吸着する部分と異なる枚葉シートの部分を吸引して吸着する第２の吸着部とを有し、第１の吸着部が第２の吸着部に比べて反枚葉シート側に後退しているものである。

さらにまた、本発明のシート搬送装置は、重なった状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートを他の場所に移すためにも使用可能であり、枚葉シートを他の装置に取り付けるためにも使用可能である。

例えば、枚葉シートが樹脂成形品の装飾面を形成する加飾フィルムである場合、シート搬送装置は、吸着した加飾フィルムを樹脂成形金型の合わせ面に位置合わせする。次に、シート搬送装置によって位置合わせされた加飾フィルムの縁を、金型に設けられたクランプ装置でクランプする。一方シート搬送装置では吸引を停止し、加飾フィルムをリリースして退避する。シート搬送装置を退避させた後、金型が閉じられ、溶融した樹脂が金型内に射出される。射出樹脂の冷却後、金型が開けられ、表面に加飾フィルムが貼着一体化されたフィルムインサート成形品が得られる。

なお、このようにフィルムインサート成形品を製造する装置にシート搬送装置が組み込まれる場合、シート搬送装置は、金型内に設置されたクランプ装置がクランプする部分以外の部分で加飾フィルムを吸着する必要がある。クランプ装置が加飾フィルムの周縁をクランプする場合、そのクランプ範囲より内側でフィルムを吸着保持する。

最後に確認すると、枚葉シートを吸引して吸着し、搬送先まで保持するのは、主に吸着プレートである。吸着パッドは、枚葉シートの縁を持ち上げるためのものである。したがって、吸着プレートのサイズ（枚葉シートと接触する接触面の大きさ）は、吸着パッドが吸着する部分、吸着パッドと吸着プレートのとの間の部分、およびシート搬送装置が他の装置に枚葉シートを受け渡す場合は該他の装置がクランプする部分を除いた、枚葉シートの部分全体にわたって可能な限り接触するサイズにされている。

本発明によれば、重ねた状態の複数の枚葉シートから最頂の枚葉シートを、他の枚葉シートと完全に分離して確実に吸引して吸着し、搬送することができる。したがって、シート状のワークを搬送する分野において好適に利用できる可能性がある。

１２第２の吸着部（吸着プレート）
１４第１の吸着部（吸着パッド）
Ｓ１枚葉シート（最頂の枚葉シート）
Ｓ１ａ縁

Claims

枚葉シートを吸引して搬送するシート搬送装置であって、
枚葉シートの縁を吸引して吸着する第１の吸着部と、
第１の吸着部が吸着する部分と異なる枚葉シートの部分を吸引して吸着する第２の吸着部とを有し、
第１の吸着部が、第２の吸着部に比べて反枚葉シート側に後退しているシート搬送装置。
第２の吸着部が、枚葉シートの中央を吸引して吸着し、
第１の吸着部が、第２の吸着部が吸着する部分の周囲の少なくとも一部分を吸引して吸着する請求項１に記載のシート搬送装置。
第１の吸着部が第２の吸着部に固定され、
第２の吸着部が弾性部材を介してシート搬送装置の本体に支持されている請求項１または２に記載のシート搬送装置。
第１および第２の吸着部の吸引源が共通である請求項１から３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
第２の吸着部が、枚葉シートと接触し、且つ枚葉シート側から反枚葉シート側に空気が流れる複数の吸引孔を有する平坦面を備えるプレートによって構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
第１の吸着部が、複数の吸着パッドによって構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
表面に加飾フィルムが貼着一体化されたフィルムインサート成形品を製造するフィルムインサート成形品製造装置であって、
フィルムインサート成形品を成形する金型と、
請求項１から６のいずれか１項に記載のシート搬送装置とを有し、
シート搬送装置が加飾フィルムを金型に搬送するフィルムインサート成形品製造装置。