JP2018020895A - シート供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面が平滑で密着性の高いシートであっても、重なり合ったシートを引き離して１枚づつ供給することができるシート供給装置を提供する。【解決手段】 積み重ねられたシートのうちの最上部にあるシートＳ１を吸着面に吸着する吸着ヘッド１０を備える。吸着ヘッド１０は、吸着面１１に円弧面状の凹溝１２を有し、さらに当該凹溝１２内に外部の空気を吸引するための吸引口１３を開口してある。この吸着ヘッド１０は、最上部にあるシートＳ１の後端縁Ｓａ近傍を吸着してめくり上げる。そのとき、噴射ノズル５０からシートＳ１の後端縁Ｓａに向けて圧縮空気を噴射する。【選択図】 図３

Description

この発明は、積み重ねられたシート状の紙、セロハン、プラスチックフィルム、アルミ箔等を１枚づつ分離して供給するシート供給装置に関する。

特許文献１は、従来のこの種のシート供給装置を開示している。同文献１に開示されたシート供給装置は、小さな吸引エア圧でシートを吸着できるように吸着ヘッドを構成することで、シートを１枚づつ分離して供給できるようにしてある。かかる構成の吸着ヘッドは、目の粗い和紙等のシートに対しては有効である。すなわち、目の粗い和紙等のシートを大きな吸引エア圧で吸着した場合、その吸引エア圧が１枚目のシートの隙間（繊維の隙間等）を通して２枚目のシートに作用し、当該２枚目のシートをも吸着してしまうおそれがある。このような現象は、吸着ヘッドの吸引エア圧を小さくすることで解消することができる。

特開２００１−８８９５９号公報

しかしながら、表面が平滑で密着性の高いシートの場合には、吸着ヘッドの吸引エア圧を小さくしても、重なり合ったシートを確実に引き離すことができないおそれがある。
そこで、本発明は、表面が平滑で密着性の高いシートであっても、重なり合ったシートを引き離して１枚づつ供給することができるシート供給装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、積み重ねられたシートを１枚づつ分離して供給するシート供給装置であって、
積み重ねられたシートのうちの最上部にあるシートを吸着面に吸着する吸着ヘッドを備え、
当該吸着ヘッドは、吸着面に円弧面状の凹溝を有し、さらに当該凹溝内に外部の空気を吸引するための吸引口が開口していることを特徴とする。

このように構成した本発明のシート供給装置は、吸引口から外部の空気を吸引して、吸着ヘッドの吸着面に供給対象となるシートの表面を吸着すると、当該シート表面の一部分が凹溝の内面に吸い付けられて円弧状に湾曲する。このように湾曲した部分は、重なり合っていた他のシートから引き離されるので、それらシートの間に空隙が形成される。このように空隙を形成することで、表面が平滑で密着性の高いシートであっても容易に引き離して、１枚づつ供給することが可能となる。

また、本発明のシート供給装置は、積み重ねられたシートの少なくとも最上部にあるシートに対して気体を噴射する噴射ノズルを備えた構成とすることができる。
このように構成すれば、重なり合ったシートの間に部分的にも気体が侵入し、当該シート相互間の密着状態を低減することができ、これにより重なり合ったシートをいっそう容易に引き離すことが可能となる。

ここで、凹溝は、吸着面を横切るように形成し、その両端は吸着ヘッドの側面に開口させることが好ましい。そして、噴射ノズルは、吸着ヘッドにより吸着されたシートの端縁と、凹溝の一端から他端に延びる軸線を含む仮想の鉛直面と、の交点に向けて気体を噴射させる構成とすることが好ましい。

このように構成すれば、凹溝の内面にシートの一部分が吸い付けられてできた上記空隙に対して、噴射ノズルからの気体を送り込み易くなる。当該空隙に気体を送り込むことで、当該シート相互間の密着状態をいっそう低減することができ、これにより重なり合ったシートをなおいっそう容易に引き離すことが可能となる。

さらに、吸着ヘッドは、最上部にあるシートを吸着した状態において、凹溝の一端を、噴射ノズルからの気体を受けるシート端縁の近傍位置へ配置し、当該シート端縁を重なり合った他のシートから剥離する構成とすることが好ましい。
このように構成すれば、凹溝の内面にシートの一部分が吸い付けられてできた上記空隙を、上記シート端縁に開口させることができる。そして、当該シート端縁にできた開口から空隙の内部へと噴射ノズルの気体を送り込むことで、重なり合ったシート相互間の剥離面積を容易に広げることが可能となり、その結果、表面が平滑で密着性の高いシートであっても容易に引き離して、１枚づつ供給することが可能となる。

例えば、四角形状のシートを１枚づつ分離して供給するシート供給装置であって、吸着ヘッドが、積み重ねられたシートのうちの最上部にあるシートの後端縁を斜め上方へとめくり上げる構成のものにあっては、
最上部にあるシートを吸着した状態において、凹溝の軸線が当該シートの後端縁と直交するように当該凹溝を配置し、
噴射ノズルは、吸着ヘッドに吸着されたシートの後端縁よりも後方から、当該シートの後端縁と凹溝の軸線を含む仮想の鉛直面との交点に向けて、気体を噴射させる構成とすることが好ましい。

このように構成すれば、凹溝の内面にシートの一部分が吸い付けられてできた上記空隙を、シートの後端縁に開口させることができる。そして、当該シートの後端縁にできた開口から空隙の内部へと噴射ノズルの気体を送り込むことで、重なり合ったシート相互間の剥離面積を容易に広げることが可能となる。このようにして剥離したシートの後端縁からめくり上げることで、円滑にシートを引き離して、１枚づつ供給することが可能となる。

なお、積み重ねられたシートの両側縁に向けて気体を噴射させる補助噴射ノズルを備えることで、シートの両側縁からも重なり合ったシートの間に気体が侵入し、当該シート相互間の密着状態をいっそう容易に低減させることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、表面が平滑で密着性の高いシートであっても、重なり合ったシートを引き離して１枚づつ供給することが実現可能となる。

本発明の実施形態に係るシート供給装置の全体構成を示す正面図である。 吸着ヘッドとその駆動機構を主に示す正面図である。 吸着ヘッドとその駆動機構を主に示す左側面図である。 本発明の実施形態に係るシート供給装置によるシート供給動作を示す正面図である。 図４に続く、本発明の実施形態に係るシート供給装置によるシート供給動作を示す正面図である。 吸着ヘッドの構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は底面断面図である。 吸着ヘッドの作用を説明するため拡大図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１はこの発明の実施形態に係るシート供給装置の全体構成を示す正面図、図２は吸着ヘッドとその駆動機構を主に示す正面図、図３は同じく左側面図である。
シート供給装置は、積み重ねられたシートＳを１枚づつ分離して供給する装置であり、吸着ヘッド１０とその支持・駆動機構２０、シート押えバー３０、シート送り装置４０、噴射ノズル５０、補助噴射ノズル６０等の構成要素を備えている。
例えば、このシート供給装置は、紙、セロハン、プラスチックフィルム、アルミ箔等からなるシートＳによって名産品や贈答品等を包み込む上包機の繰り出し部を構成する。このシート供給装置の下方には、多数のシートＳを積み重ねた状態で配置するシートストッカ（図示せず）が配置してある。このシートストッカは、最上部のシートＳ１が搬出される毎に残りのシートＳを持ち上げて、常に最上部のシートＳ１を一定位置へ配置するエレベータとしての機能を備えていることが好ましい。

吸着ヘッド１０は、積み重ねられたシートＳのうち最上部（１枚目）のシートＳ１を吸着面１１に吸着してめくり上げ、重なり合ったシートＳ１とＳの相互間を分離させるための構成要素である。この吸着ヘッド１０の構成は、後に詳細に説明する。
本実施形態では、図３に示すように積み重ねられたシートＳの幅方向に２つの吸着ヘッド１０を備えており、これらの吸着ヘッド１０が支持・駆動機構２０に支持されている。

支持・駆動機構２０は、支持本体２１、直線移動機構、回動機構を含む構成となっている。直線移動機構は、エアシリンダ２２、ピストンヘッド２３、スライダ２４、シャフト２５を構成要素に含み、回動機構は、固定ラック２６、ピニオン２７、揺動ギヤ２８を構成要素に含んでいる。
支持本体２１はシート供給装置のフレームであって、この支持本体２１にエアシリンダ２２が固定してある。エアシリンダ２２は、図３に示すピストン２２ａを軸方向に駆動する。同図に示すように、エアシリンダ２２の内部には、圧縮ばね等の付勢部材２２ｂが組み込んであり、この付勢部材２２ｂによってピストン２２ａは、常時突き出す方向へ付勢されている。エアシリンダ２２の内部には吸引室２２ｃが形成してあり、この吸引室２２ｃ内の空気を真空ポンプなどの吸引装置（図示せず）によって吸引して吸引室２２ｃ内を負圧にする。吸引室２２ｃ内が負圧になると、その吸引圧力がピストン２２ａに作用し、付勢部材２２ｂに付勢力に抗してピストン２２ａが引っ込む方向へ移動する。

図３に示すように、ピストン２２ａの先端にはピストンヘッド２３が装着してあり、このピストンヘッド２３にシャフト２５が回動自在に支持されている。シャフト２５は、シートＳ１の幅方向に延びており、このシャフト２５に２個の吸着ヘッド１０が装着してある。また、ピストンヘッド２３には、スライダ２４が装着してある。シャフト２５とスライダ２４は、ピストンヘッド２３と一体となって往復直線移動する。

スライダ２４には、ピニオン２７が装着してある。一方、エアシリンダ２２のハウジングには固定ラック２６が装着してあり、この固定ラック２６にピニオン２７が噛み合っている。また、シャフト２５には、揺動ギヤ２８が装着してあり、この揺動ギヤ２８がピニオン２７と噛み合っている。そして、ピストンヘッド２３の移動に伴い、固定ラック２６との噛み合いによりピニオン２７が回転し、さらにピニオン２７の回転に伴い、揺動ギヤ２８がシャフト２５を中心に回動する。シャフト２５は、この揺動ギヤ２８と一体に回動する。
シャフト２５に装着した吸着ヘッド１０は、ピストンヘッド２３とともに往復直線移動し、さらに揺動ギヤ２８の揺動とともに回動して吸着面１１の向きを変える（図２、図４参照）。

図１に戻り、シート押えバー３０は、吸着ヘッド１０がシートＳ１を吸着するときに、このシートＳ１がずれないように押え付ける部材で、吸着ヘッド１０がシートＳ１をめくり上げる際の支点となる。また、シート送り装置４０は、シートＳ１を吸引して搬出する装置である。

図４及び図５は、本実施形態に係るシート供給装置によるシート供給動作を示す正面図である。
本実施形態においては、シートストッカに四角形状のシートＳが積み重ねられており、図４に示すように、吸着ヘッド１０が、最上部のシートＳ１の後端縁Ｓａを斜め上方へとめくり上げて重なり合っていた他のシートＳから引き離す。その後、図５に示すように、シート送り装置４０が最上部のシートＳ１を吸着し、前方（同図の右方向）へと移動して、当該シートＳ１を搬出していく。

図６及び図７は、吸着ヘッドの構成と作用を説明するための図である。
吸着ヘッド１０は、シートＳ１に接触して吸着する際にも変形しない硬質の金属材料や樹脂材料で製作してある。吸着ヘッド１０には、平坦な吸着面１１が形成してあり、さらにその吸着面１１に円弧面状の凹溝１２が形成してある。そして、この凹溝１２内に外部の空気を吸引するための吸引口１３を開口してある。ここで、凹溝１２は、吸着面１１を横切るように連続して形成し、その両端１２ａ，１２ｂは吸着ヘッド１０の側面に開口している。

このように、吸着面１１に凹溝１２を形成し、その凹溝１２内に吸引口１３を開口することで、図７に拡大して示すように、供給対象となるシートＳ１を凹溝１２の内面に吸着して湾曲させることができる。すなわち、吸引口１３から外部の空気を吸引して、吸着ヘッド１０の吸着面１１に供給対象となるシートＳ１の表面を吸着すると、そのシートＳ１の表面の一部分が凹溝１２の内面に吸い付けられて円弧状に湾曲する。このように湾曲した部分は、重なり合っていた他のシートＳから引き離されるので、それらシートＳ１とＳの間に空隙Ａが形成される。このように空隙Ａを形成することで、表面が平滑で密着性の高いシートＳ１であっても容易に引き離して、１枚づつ供給することが可能となる。

図３に戻り、ピストン２２ａ、ピストンヘッド２３、シャフト２５、吸着ヘッド１０の各構成要素には、内部に吸気路２９が形成してあり、それら各構成要素の内部に形成した吸気路２９を経由して、エアシリンダ２２の吸引室２２ｃと吸着ヘッド１０の吸引口１３とが連通している。
そして、図２乃至図４に示すように、吸着ヘッド１０がシートＳ１を吸着している状態では、吸着ヘッド１０の吸引口１３がシートＳ１によって閉塞されているので、エアシリンダ２２の内部の吸引室２２ｃは、吸引装置（図示せず）によって吸引されると負圧の状態となる。吸引室２２ｃ内が負圧になると、その吸引圧力がピストン２２ａに作用し、付勢部材２２ｂに付勢力に抗してピストン２２ａが引っ込む方向へ移動する。これにより、既述した支持・駆動機構２０の機能をもって、図４に示すように、吸着ヘッド１０が、最上部のシートＳ１の後端縁Ｓａを斜め上方へとめくり上げて重なり合っていた他のシートＳから引き離す。

その後、図５に示すように、シート送り装置４０が最上部のシートＳ１を前方（同図の右方向）へと搬出していくと、吸着ヘッド１０の吸着面１１から当該シートＳ１が滑って移動し、吸着ヘッド１０がシートＳ１を吸着していない状態となる。この状態では、吸着ヘッド１０の吸引口１３が開口しているため、吸着ヘッド１０の吸引口１３から吸気路２９を経由して吸引室２２ｃ内へ空気が流入するため、吸引室２２ｃ内の負圧状態が解消される。このときピストン２２ａが、付勢部材２２ｂの付勢力によって突き出す方向へ移動する。これにより、既述した支持・駆動機構２０の機能をもって、吸着ヘッド１０は図２に示す元の姿勢に戻って、再び最上部のシートＳ１を吸着する。

図１及び図２に示すように、本実施形態のシート供給装置は、シートストッカに積み重ねられたシートＳの斜め後方に、噴射ノズル５０を配設してある。
ここで、吸着ヘッド１０は、最上部にあるシートＳ１に対してその後端縁Ｓａの近傍位置を吸着するように配置してある。さらに、最上部にあるシートＳ１を吸着した状態において、図６に示す凹溝１２の軸線１２ｃが、当該シートＳ１の後端縁Ｓａと直交するような向きに設定してある。
このように設定することで、図７に示すように、凹溝１２の内面にシートＳ１の一部分が吸い付けられてできた空隙Ａが、シートＳ１の後端縁Ｓａに開口する。
噴射ノズル５０は、吸着ヘッド１０に吸着されたシートＳ１の後端縁Ｓａよりも後方から、当該シートＳ１の後端縁Ｓａと凹溝１２の軸線を含む仮想の鉛直面との交点に向けて、圧縮空気（気体）を噴射させる。当該交点には、空隙Ａと連通する開口ができている。したがって、この開口から空隙Ａの内部へと噴射ノズル５０からの圧縮空気が送り込まれ、重なり合ったシートＳ１相互間の剥離面積を広げていく。これにより、重なり合ったシートＳ１をいっそう容易に引き離すことが可能となる。

また、図３に示すように、本実施形態のシート供給装置は、シートストッカ（図示せず）の両側方に補助噴射ノズル６０が配設してある。これらの補助噴射ノズル６０は、図５に示すように、シート送り装置４０によってシートＳ１を搬出する際に、当該シートＳ１の両側縁に向けて、圧縮空気（気体）を噴射させる。これにより、シートＳ１の両側縁から重なり合ったシートＳ１の間に圧縮空気が侵入して、シートＳ１相互間の密着状態を低減させることができ、シートＳ１の２枚送りをいっそう確実に防止することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施や応用実施が可能なことは勿論である。
例えば、上述した実施形態のシート供給装置は、吸着ヘッド１０でシートＳ１の後端縁Ｓａをめくり上げて重なり合ったシートＳ１の相互間を引き離し、その後にシート送り装置４０が当該シートＳ１を搬出する構成としたが、吸着ヘッド１０又はシート送り装置４０のいずれか一方に、シートＳ１を剥離するための構造と、シートＳ１を搬出するための構造の双方を組み込むことで、他方の構成を削除することも可能である。

１０：吸着ヘッド、１１：吸着面、１２：凹溝、１３：吸引口、
２０：支持・駆動機構、２１：支持本体、２２：エアシリンダ、２２ａ：ピストン、２２ｂ：付勢部材、２２ｃ：吸引室、２３：ピストンヘッド、２４：スライダ、２５：シャフト、２６：固定ラック、２７：ピニオン、２８：揺動ギヤ、２９：吸気路、
３０：シート押えバー、４０：シート送り装置、５０：噴射ノズル、６０：補助噴射ノズル

Claims (6)

1. 積み重ねられたシートを１枚づつ分離して供給するシート供給装置であって、
   前記積み重ねられたシートのうちの最上部にあるシートを吸着面に吸着する吸着ヘッドを備え、
   当該吸着ヘッドは、前記吸着面に円弧面状の凹溝を有し、さらに当該凹溝内に外部の空気を吸引するための吸引口が開口していることを特徴とするシート供給装置。
2. 前記積み重ねられたシートの少なくとも最上部にあるシートに対して気体を噴射する噴射ノズルを備えたことを特徴とする請求項１のシート供給装置。
3. 前記凹溝は、前記吸着面を横切るように連続して形成され、その両端は前記吸着ヘッドの側面に開口しており、
   前記噴射ノズルは、前記吸着ヘッドにより吸着されたシートの端縁と、前記凹溝の一端から他端に延びる軸線を含む仮想の鉛直面と、の交点に向けて気体を噴射させる構成としてあることを特徴とする請求項２のシート供給装置。
4. 前記吸着ヘッドは、前記最上部にあるシートを吸着した状態において、前記凹溝の一端を、前記噴射ノズルからの気体を受ける前記シート端縁の近傍位置へ配置し、当該シート端縁を重なり合った他のシートから剥離する構成としたことを特徴とする請求項３のシート供給装置。
5. 四角形状の前記シートを１枚づつ分離して供給するシート供給装置であって、
   前記吸着ヘッドは、前記積み重ねられたシートのうちの最上部にあるシートの後端縁を斜め上方へとめくり上げる構成であり、
   前記最上部にあるシートを吸着した状態において、前記凹溝の軸線が当該シートの後端縁と直交するように当該凹溝を配置し、
   前記噴射ノズルは、前記吸着ヘッドに吸着されたシートの後端縁よりも後方から、当該シートの後端縁と前記凹溝の軸線を含む仮想の鉛直面との交点に向けて、気体を噴射させる構成としてあることを特徴とする請求項３又は４のシート供給装置。
6. 前記積み重ねられたシートの両側縁に向けて気体を噴射させる補助噴射ノズルを備えたことを特徴とする請求項５のシート供給装置。

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