JP2017149513A - シート材積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送ベルトと積層面との間の落差をシート材が滑らかに移動してずれのない積層を可能にするシート材積層装置を提供する。【解決手段】 シート材２を積層台４の搬出端４ａ寄りの位置に設定される積層面４ｃ上に積層する際には、ゲート５が搬入端４ｂ側から搬出端４ａ側に移動しながら、シート材２を搬送ベルト３に載置させる状態で搬送する。搬送されたシート材２は、搬送ベルト３の先端３ａから積層面４ｃ上に移行させる。調整手段１０は、積層面４ｃ上に積層されるシート材２によって形成される積層体２ａの積層高さに応じ、円滑にシート材２が移行するように、案内板８の傾斜を調整するので、搬送ベルト３と積層面４ｃとの間の落差をシート材２が滑らかに移動してずれのない積層が可能になる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数枚のシート材を、積層台上に重ねて積層するシート材積層装置に関する。

従来から、布帛などのシート材は長尺の帯状の原反をロール状に巻いた状態として供給される。シート材を、衣料品を縫製するためのパーツを裁断するための生地として裁断機に供給する際には、複数枚を同時に裁断して効率を高めるため、原反を所定長さに切断して積層する生地の積層切断装置が使用される（たとえば、特許文献１参照）。裁断機で裁断したシート材を積層してピックアップの効率を高めるためにも、シート材積層装置を使用することができる（たとえば、特許文献２参照）。

特許文献１、２の装置は、シート材を搬送する搬送ベルトを備える。この搬送ベルトは、基端が搬入端側に設けられ、先端が搬出端と搬入端との間に設定される移動範囲を移動する。シート材の搬送は、搬送ベルトの先端の移動と搬送ベルトによるシート材の移動とを組合せて行う。シート材の積層は、搬送したシート材を搬送ベルトから積層面上まで降下させて行う。特許文献１の装置では、搬送ベルトの先端と積層台の積層面との間に、傾斜した案内板を設け、シート材を案内板の傾斜に沿って降下させている。

特開２０１０−０１３７４０号公報 特開２０１４−０２４６６０号公報

シート材積層装置で積層するシート材の積層枚数は、多い方が好ましい。次工程への運搬などをまとめて行うなどの作業効率が良くなるからである。しかしながら、積層枚数が多くなると積層面上での積層高さが高くなり、シート材を搬送する搬送ベルトも高い位置に設ける必要がある。搬送ベルトの位置が高くなると、積層の初期にはシート材を降下させる落差が大きくなる。落差は、積層が進行すると小さくなるけれども、積層の条件も変化してしまう。積層の条件が変化すると、順次積層するシート材の位置がずれたりして、綺麗に積層させることができない。

特許文献１の装置のように、搬送ベルトの先端に傾斜した案内板を設ければ、落差が大きくても、シート材を滑らかに積層面上に移動させることができると期待される。しかしながら、積層高さは案内板の下端の高さで制限されてしまう。搬送ベルトの先端側を昇降可能にして、積層高さに応じて昇降させれば、シート材を滑らかに積層させることができると期待されるけれども、装置が大掛かりになってコスト増になってしまう。

本発明の目的は、搬送ベルトと積層面との間の落差をシート材が滑らかに移動してずれのない積層を可能にするシート材積層装置を提供することである。

本発明は、シート材を積層するための積層台と、
積層台の上方で、搬入端側からシート材を搬出端側に搬送し、基端が搬入端付近に設けられ、先端が積層台の搬出端と搬入端との間に設定される移動範囲を移動可能な搬送ベルトと、
搬送ベルトの先端から積層台の搬出端側に向って低下するように傾斜する案内板とを
含み、
搬送ベルトの先端を積層台上方で移動範囲の搬入端側から搬出端側に移動させてシート材を搬出端側に搬送するとともに、搬送ベルトの先端を搬出端側から搬入端側に移動させながら、先端からシート材を降下させ、シート材を案内板で案内して積層台の搬出端寄りの位置に設定される積層面上に積層させるシート材積層装置において、
案内板の傾斜を、搬送ベルトの先端側を支点とする揺動で変化させる揺動機構と、
積層面上に順次積層されるシート材で形成する積層体の積層高さの増大に応じ、揺動機構によって案内板の傾斜を減少させ、案内板の下端が積層体の表面よりも高くなるように調整する調整手段とを、
さらに含むことを特徴とするシート材積層装置である。

また本発明で、前記調整手段は、前記積層面上に積層される前記積層体の前記積層高さを検知するセンサを備えることを特徴とする。

また本発明で、前記センサは、前記積層体の前記積層高さを、前記案内板の下端よりも前記傾斜の方向に突出する位置で、該積層体の両外側から非接触で検知することを特徴とする。

また本発明で、前記調整手段は、前記シート材の厚さと積層枚数とに基づく演算で前記積層高さを算出することを特徴とする。

また本発明で、前記搬送ベルトの前記先端に設けられ、搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に延びる形状を有し、先端に押付けられて前記シート材の先端付近を押えることが可能な閉状態と、先端から離れる開状態とを切替え可能なシート材押えと、
シート材押えを、閉状態または開状態に切替えるように駆動するアクチュエータとを、
さらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、案内板は、搬送ベルトの先端から積層台の搬出端側に向って低下するような傾斜を有する。揺動機構は、搬送ベルトの先端側を支点とする揺動で、案内板の傾斜を変化させることができる。調整手段は、積層台の搬出端寄りの位置に設定される積層面上に形成する積層体の積層高さの増大に応じ、揺動機構によって案内板の傾斜を減少させ、案内板の下端が積層体の表面よりも高くなるように調整する。案内板の傾斜を調整することによって、搬送ベルトと積層面との間の落差をシート材が滑らかに移動してずれのない積層が可能になる。

また本発明によれば、調整手段は、積層面上に積層される積層体の積層高さをセンサで検知し、検知した積層高さに応じて案内板の傾斜を調整することができる。

また本発明によれば、案内板が搬送ベルトの先端とともに移動する際に、積層体の積層高さを、搬送ベルトの幅方向の両外側から、案内板の下端よりも案内板の傾斜方向に突出する位置のセンサが非接触で検知することができる。

また本発明によれば、シート材の厚さと積層枚数とに基づく演算で積層高さを算出し、案内板の傾斜を積層高さに応じて調整することができる。

また本発明によれば、搬入端側でシート材押えを閉状態にして、シート材は、先端付近をシート材押えと搬送ベルトの先端との間に挟んで押付けることができる。閉状態の搬送ベルトの先端を搬出端側に移動させると、シート材は、搬送ベルトに同期させて積層台の搬入端側から搬出端側まで搬送させることができる。搬出端側で、シート材押えは開状態にされる。搬送ベルトは、シート材を先端側に搬送しながら、その先端側を搬出端側から搬入端側に移動させる。シート材は、搬送ベルトの先端側から案内板に移行し、案内板の傾斜に沿って案内され、積層面状に降下させることができる。

図１は、本発明の一実施例としてのシート材積層装置１の概略的な構成を示す斜視図である。 図２は、図１のシート材積層装置１を駆動する概略的な構成を模式的に示す図である。 図３は、図１の案内板８の揺動動作とシート材押え１４の開閉動作を示す簡略化した側面図である。 図４は、図１のシート材積層装置１の動作を模式的に示す簡略化した側面図である。

以下、図１〜図４で、本発明の一実施例としてのシート材積層装置１の構成および動作を示す。説明の便宜上、説明対象の図には記載されていない部分について、他の図に記載される参照符を付して言及する場合がある。

図１は、本発明の一実施例としてのシート材積層装置１の概略的な構成を示す。シート材積層装置１は、布帛や各種工業用素材などのシート材２を搬送する搬送ベルト３と、積層台４とを含む。積層台４は、平面視すると大略的に矩形の形状を有する。搬送ベルト３の搬送は、積層台４の上方で、矩形の形状で対向する搬出端４ａに向って搬入端４ｂから行われる。搬送ベルト３は、先端３ａが積層台４の搬出端４ａと搬入端４ｂとの間に設定される移動範囲を移動可能であり、基端３ｂが搬入端４ｂ付近に設けられる。

搬送ベルト３の先端３ａには、先端案内ローラ６が設けられる。先端案内ローラ６は、ゲート５で支持される。搬送ベルト３の先端３ａの移動は、ゲート５の移動によって行われる。移動範囲は、後述する移動ベルト１１によって設定される。

シート材積層装置１は、たとえば裁断装置に続いて配置される。裁断装置は、シート材２を一定の外形に裁断して、シート材積層装置１の搬入端４ｂに搬入する。シート材積層装置１は、搬入端４ｂに搬入したシート材２を、搬出端４ａ寄りの位置に設定される積層面４ｃ上に搬送して積層させることができる。

シート材２を積層面４ｃ上に積層する際には、ゲート５が積層台４の搬入端４ｂ側から搬出端４ａに向って移動する。シート材２は、搬送ベルト３に載置させる状態で搬送する。ゲート５が搬出端４ａ側に移動すると、シート材２も搬出端４ａ側の上方に搬送される。シート材２を搬出端４ａ側に搬送させた後で、ゲート５は、搬出端４ａ側から搬入端４ｂ側に移動させる。この移動の際に、搬送ベルト３の先端３ａは、基端３ｂとの間で短縮させながら戻す。シート材２は、移動する搬送ベルト３の先端３ａから積層面４ｃ上に降下して移行する。このようなシート材２の搬送の繰返しで、積層面４ｃ上には、シート材２が順次積層され、シート材２の積層体２ａが形成される。

搬送ベルト３は、先端３ａに設ける先端案内ローラ６で折返されて、先端側が先端駆動ローラ７に接続されている。先端駆動ローラ７は、搬送ベルト３の巻取りと引出しとの双方向に回転可能である。搬送ベルト３の先端３ａには、案内板８が設けられる。案内板８は、先端３ａから積層台４の搬出端４ａ側に向って低下するように傾斜する。

本実施例のシート材積層装置１は、揺動機構９および調整手段１０を含む。揺動機構９は、ゲート５に設けられ、搬送ベルト３の先端３ａ側を支点とする揺動で案内板８の傾斜を変化させることができる。調整手段１０は、たとえばシート材積層装置１の全体動作を制御する制御装置内に設けられ、揺動機構９を介して案内板８の傾斜を変化させるように調整する。調整手段１０による調整は、積層面４ｃに順次積層されるシート材２による積層体２ａの積層高さの増大に応じ、案内板８の下端が積層体２ａの表面よりも高くなるように行われる。この調整は、シート材２が円滑に積層するように行われるので、搬送ベルト３と積層面４ｃとの間の落差をシート材２が滑らかに移動してずれのない積層が可能になる。

調整手段１０は、案内板８の下端よりも傾斜方向に突出する位置に、センサ１２，１３を備える。センサ１２，１３は、シート材２の積層体２ａに対し、幅方向の一方から他方にレーザ光を照射し、受光の変化で積層台４上に積層される積層体２ａの有無を検出する。センサ１２，１３の間隔は、積層体２ａの幅方向の長さよりも大きくしておく。このような配置で、センサ１２，１３による検出位置が積層体２ａの上面よりも低いか高いかでレーザ光が遮られるか否かが変化し、積層体２ａの両外側から積層高さを非接触で検知することができる。

ゲート５は、先端案内ローラ６とともに、先端駆動ローラ７およびその駆動源、案内板８、揺動機構９を支持しながら、積層台４の両側方に設けられる移動ベルト１１で移動可能である。最大の移動範囲は、積層台４の搬出端４ａと搬入端４ｂとの間で、移動ベルト１１の長さに対応する。ゲート５の移動範囲は、移動ベルト１１の長さの範囲内で、積層面４ｃにシート材２を降下させることが可能なように、シート材２よりも長くなるように設定される。シート材２は、積層台４の搬入端４ｂ側から搬送ベルト３の基端３ｂ側に供給され、積層台４の積層面４ｃ上に搬送され、先端３ａから案内板８で案内されて積層体２ａの表面上に重ねられる。

ゲート５には、シート材押え１４、および複数のアクチュエータ１５も取付けられている。シート材押え１４は、搬送ベルト３の幅方向に延びる形状を有し、搬送ベルト３の先端３ａに押付けられて閉状態となる。搬送ベルト３にシート材２が載置されていれば、閉状態のシート材押え１４でシート材２の先端付近を降下開始まで押えることができる。アクチュエータ１５には、たとえばエアシリンダが使用され、幅方向に間隔をあけて設けられ、シート材押え１４が昇降移動するように駆動する。アクチュエータとして、たとえば、単一のモータの出力で回転駆動されて幅方向に延びる回転軸に、カムやクランクを幅方向に間隔をあけて設けるようにすることもできる。なお、搬送ベルト３の基端３ｂには基端案内ローラ１６が設けられ、搬送ベルト３が折返される。

図２は、図１のシート材積層装置１を駆動する概略的な構成を模式的に示す。搬送ベルト３は、基端３ｂの基端案内ローラ１６で折返されて、基端駆動ローラ１７に接続される。先端駆動ローラ７、移動ベルト１１、および基端駆動ローラ１７は、サーボモータ７ａ，１１ａ，１７ａによってそれぞれ回転駆動される。サーボモータ７ａ，１1ａ，１7ａの出力は、歯付のプーリ７ｂ，１１ｂ，１７ｂ、ベルト７ｃ，１１ｃ，１７ｃおよび歯付のプーリ７ｄ，１１ｄ，１７ｄを介して、先端駆動ローラ７、移動ベルト１１の両端に設ける歯付のプーリ１１ｅ，１１ｆ、基端駆動ローラ１７に、それぞれ伝達される。案内板８を揺動させる揺動機構９には、ステッピングモータ９ａおよび歯車９ｂ，９ｃが含まれる。歯車９ｂは、ステッピングモータ９ａの出力軸に取付けられ、案内板８の揺動軸に取付けられる歯車９ｃと噛合する。先端案内ローラ６および基端案内ローラ１６は、回転自在である。

図２では、説明の便宜上、先端案内ローラ６と案内板８を揺動させる歯車９ｃとを、中心位置がずれている状態で示す。しかしながら、案内板８の揺動の支点は、先端案内ローラ６の回転軸の軸心上に設定する。案内板８の表面が揺動の支点から先端案内ローラ６の半径だけ離れているようにすれば、案内板８が揺動して傾斜の角度が変化しても、シート材２を滑らかに搬送ベルト３の先端３ａから案内板８まで移行させることができる。

図３は、図１の案内板８の揺動動作とシート材押え１４の開閉動作を簡略化して示す。搬送ベルト３、および搬送されるシート材２の図示は省略する。先端案内ローラ６、案内板８、シート材押え１４およびアクチュエータ１５は、これらを支持するゲート５の移動とともに移動する。ただし、ゲート５の図示も省略し、以下の説明からゲート５の移動についての記載も省略する。シート材押え１４と搬送ベルト３の先端３ａとの間の開閉の状態は、シート材押え１４と先端案内ローラ６との間の開閉の状態で示す。

図３（ａ）は、案内板８を下限位置まで揺動させた状態を示す。積層面４ｃ上にシート材２が積層を開始する際に、案内板８は下限位置まで揺動させておく。案内板８を搬入端４ｂ側から搬出端４ａ側に移動させる際に、アクチュエータ１５は、シート材押え１４を閉状態にする。先端３ａは先端案内ローラ６に押付けられ、シート材押え１４と先端案内ローラ６との間でシート材２の先端付近を挟む。積層を繰返しても、積層体２ａの積層高さよりも下限位置の案内板８の下端の方が高い状態では、案内板８は下限位置まで揺動させた状態を続ける。

図３（ｂ）に示すように、案内板８が搬入端４ｂ側に移動しながら、積層体２ａ上にシート材２を重ねると積層体２ａの積層高さが増加する。ただし、シート材押え１４は開状態にしておく。搬入端４ｂで次のシート材２を積層する準備が終了すると、シート材押え１４を閉状態にして、先端案内ローラ６および案内板８は搬出端４ａ側に移動する。この際に、センサ１２，１３が積層体２ａを検知すると、案内板８の傾斜角度を減少させて水平に近付ける。傾斜角度は、一定角度ずつ減少させればよい。

図３（ｃ）に示すように、シート材押え１４を開状態にして、搬送ベルト３を先端駆動ローラ７で巻取り、先端案内ローラ６および先端駆動ローラ７を搬入端４ｂ側に移動しながら搬送ベルト３による搬送を行うと、シート材２は先端側から案内板８の傾斜に沿って降下する。シート材２は、案内板８で案内して積層体２ａ上に移行させることができる。

図３（ｄ）に示すように案内板８が搬入端４ｂ側に移動すれば、シート材２を積層体２ａ上に重ねて積層させることができる。

図４は、図１のシート材積層装置１の動作を簡略化して模式的に示す。積層させて得られる積層体２ａをピックアップすれば、複数枚のシート材２をまとめて取扱うことができ、作業効率を向上させることができる。本発明は、裁断装置で一定の外形となるように裁断されたシート材２を積層してピックアップする場合ばかりではなく、裁断装置が裁断するためのシート材２を一定の長さに切断後積層して準備する場合などにも適用することができる。

図４（ａ）では、ゲート５を積層台４に対して搬出端４ａ側に移動させながら、搬送ベルト３を基端駆動ローラ１７から引出す。搬送ベルト３上にはシート材２が供給されており、シート材２の先端は、閉状態のシート材押え１４と先端案内ローラ６と間に挟まれている。シート材２は、先端ではなく、先端よりも基端側に少し離れた位置をシート材押え１４と先端案内ローラ６との間で挟み、挟む位置よりもシート材２の先端側となる先端部は、案内板８の傾斜に沿って降下し始めるようにしておいてもよい。すなわち、閉状態のシート材押え１４は、シート材２の先端または基端側に少し離れた位置を含む先端付近を、搬送ベルト３の先端３ａに押付けることができる。先端案内ローラ６および先端駆動ローラ７とともに搬送ベルト３をゲート５によって移動させると、シート材２も搬送ベルト３とともにずれを生じることなく同期して移動させることができる。

図４（ｂ）では、搬送ベルト３の先端３ａが積層面４ｃ上の先端側で積層体２ａを形成すべき位置に達し、ゲート５を停止させる。シート材押え１４は、アクチュエータ１５によって上昇させ、シート材押え１４と先端案内ローラ６との間を開状態にして、シート材２の先端付近に対する押圧を解除する。

図４（ｃ）では、積層台４に対してゲート５を搬入端４ｂ側に移動させる。先端駆動ローラ７は、ゲート５の移動に同期して、搬送ベルト３を巻取る。搬送ベルト３は移動しないけれども、先端駆動ローラ７で巻取られて先端３ａが搬出端４ａ側から搬入端４ｂ側に移動し、先端案内ローラ６と基端案内ローラ１６との間の長さが短縮する。先端案内ローラ６が基端案内ローラ１６側に移動すると、シート材２の先端部分は搬送ベルト３による支持が行われなくなる。シート材２は、先端側から案内板８の傾斜に沿って案内されて滑らかに積層面４ｃ上に降下し始める。

図４（ｄ）では、シート材２の全体が積層面４ｃ上の積層体２ａ上への降下を終了する位置を過ぎてから、ゲート５を停止する。先端駆動ローラ７による搬送ベルト３の巻取りも停止する。

図４（ｅ）では、先端駆動ローラ７に巻取られている搬送ベルト３を引出して、基端駆動ローラ１７で巻取る。先端駆動ローラ７と基端駆動ローラ１７との間の距離が近いので、巻取る速度を高速化して、時間短縮を図ることができる。

図４（ｆ）では、新たなシート材２の搬送を開始するために、アクチュエータ１５によってシート材押え１４を先端案内ローラ６に対して押圧して、シート材２の先端付近をシート材押え１４と先端案内ローラ６との間で挟んで保持する。ゲート５を搬出端４ａ側に移動させれば、図４（ａ）の状態に戻り、次のシート材２を搬送して積層する動作の準備が完了する。このようにして、シート材２を搬送して積層する動作を繰返して行うことができる。

以上のような動作の制御は、調整手段１０を含む制御装置によって自動的に行わせることができる。搬送ベルト３に関する制御は、特許文献２で図３に関連して説明しているように行えばよい。また、特許文献２と同様に、本実施例の搬送ベルト３も先端案内ローラ６と基端案内ローラ１６の間で支持すること、先端案内ローラ６を駆動して、搬送ベルト３を巻取ることなども可能である。先端案内ローラ６で搬送ベルト３を巻取る場合でも、搬出端４ａ側では巻取り量が少ないので、搬送ベルト３の先端３ａから案内板８までのシート材２の移行を円滑に開始させることができる。

以上で説明した実施例では、積層体２ａの積層高さをセンサ１２，１３で検知しているけれども、調整手段１０は、シート材２の厚さと積層枚数とに基づく演算で、積層体２ａの積層高さを算出するようにしてもよい。センサ１２，１３を用いなくても、シート材２の厚さと積層枚数とに基づく演算で積層高さを算出し、案内板８の傾斜を積層高さに応じて調整することができる。

また、センサを用いる場合でも、非接触のセンサ１２，１３ではなく、積層体２ａに負荷をかけない、マイクロスイッチのような軽い接触式のセンサで積層高さを検知することもできる。

１ シート材積層装置
２ シート材
２ａ 積層体
３ 搬送ベルト
３ａ 先端
３ｂ 基端
４ 積層台
４ａ 搬出端
４ｂ 搬入端
４ｃ 積層面
５ ゲート
６ 先端案内ローラ
７ 先端駆動ローラ
８ 案内板
９ 揺動機構
１０ 調整手段
１１ 移動ベルト
１２，１３ センサ
１４ シート材押え
１５ アクチュエータ

Claims (5)

1. シート材を積層するための積層台と、
   積層台の上方で、搬入端側からシート材を搬出端側に搬送し、基端が搬入端付近に設けられ、先端が積層台の搬出端と搬入端との間に設定される移動範囲を移動可能な搬送ベルトと、
   搬送ベルトの先端から積層台の搬出端側に向って低下するように傾斜する案内板とを
   含み、
   搬送ベルトの先端を積層台上方で移動範囲の搬入端側から搬出端側に移動させてシート材を搬出端側に搬送するとともに、搬送ベルトの先端を搬出端側から搬入端側に移動させながら、先端からシート材を降下させ、シート材を案内板で案内して積層台の搬出端寄りの位置に設定される積層面上に積層させるシート材積層装置において、
   案内板の傾斜を、搬送ベルトの先端側を支点とする揺動で変化させる揺動機構と、
   積層面上に順次積層されるシート材で形成する積層体の積層高さの増大に応じ、揺動機構によって案内板の傾斜を減少させ、案内板の下端が積層体の表面よりも高くなるように調整する調整手段とを、
   さらに含むことを特徴とするシート材積層装置。
2. 前記調整手段は、前記積層面上に積層される前記積層体の前記積層高さを検知するセンサを備えることを特徴とする請求項１記載のシート材積層装置。
3. 前記センサは、前記積層体の前記積層高さを、前記案内板の下端よりも前記傾斜の方向に突出する位置で、該積層体の両外側から非接触で検知することを特徴とする請求項２記載のシート材積層装置。
4. 前記調整手段は、前記シート材の厚さと積層枚数とに基づく演算で前記積層高さを算出することを特徴とする請求項１記載のシート材積層装置。
5. 前記搬送ベルトの前記先端に設けられ、搬送ベルトの搬送方向に垂直な幅方向に延びる形状を有し、先端に押付けられて前記シート材の先端付近を押えることが可能な閉状態と、先端から離れる開状態とを切替え可能なシート材押えと、
   シート材押えを、閉状態または開状態に切替えるように駆動するアクチュエータとを、
   さらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシート材積層装置。

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