JP2022064385A - シート束分割把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば紙製のシート束を把持して次工程へより効率的に搬送することが可能なシート束分割把持装置を提供する。
【解決手段】本発明のシート束分割把持装置は、シート束に対して近接または離間する搬送機構と接続されるベース本体と、このベース本体に立設されてシート束を第１シート束と第２シート束とに分割する第１先端ピンを有するセパレートシャフトと、このセパレートシャフトと対向して前記ベース本体に立設されて第１シート束をセパレートシャフトと協働して挟持するクランプシャフトとを含み、クランプシャフトの先端にはセパレートシャフトの側に向けて延びた第２先端ピンが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層されたシート（例えば後述するブランク）から所定枚数のシート束を分割して把持するシート束分割把持装置及びこれを用いたシート束分割搬送方法に関する。

従来より、例えば紙コップの製造は、公知の打ち抜き機により扇形状に打ち抜いたシート状の紙片（以下、「ブランク」とも称する）を、紙コップ成型機へ移送して成形することで行われている。かようなブランクは、例えばポリエチレンフィルムがラミネートされ、紙コップの柄が印刷された原料紙を概ね扇形の形状に打ち抜く方法で形成される。

このとき、上記した打ち抜き機から順次打ち抜かれたシート（ブランク）を所定量の束（以下、「シート束」とも称する）にまとめ、このシート束を上記した紙コップ成形機へ移送するシート束分割装置が知られている（特許文献１や特許文献２参照）。

なお上記した特許文献２ではシート束がシート束分割装置によって次工程である成型機へ移送される例が示されているが、かような次工程は製造仕様によっても様々であり、例えば打ち抜き後のシート（ブランク）を他工場へ搬送することもあり得る。この場合には、上記した次工程はいわゆる箱詰め工程となり、シート束分割装置の機能としては当該シート束を収容ケースに収容することが要求される。

特開平６－１４３１６８号公報 特開２０１８－１６００８号公報

上記した特許文献によれば、シート束の搬送を機械的に自動化できて効率化が促進される。しかしながら例えば特許文献１では、そもそもシート束への分割に難があって人手を介して行う形態と大きな差異は実質的にないと言える。一方で上記した特許文献２によれば、次工程へのシート束の搬送を効率化できるものの、例えば搬送ミスの軽減や搬送スピードの向上など更なる改善が求められていた。また特許文献２においては、シート束を収容する収容ケースへの収容については特段言及されておらず、さらにはシート束同士の積重ねも考慮されてはいない。

本発明は、上記した課題を一例に鑑みて為されたものであり、例えば紙製のシート束を把持して次工程へより効率的に搬送することが可能なシート束分割把持装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態におけるシート束分割把持装置は、（１）複数枚のシートが積層されたシート束の少なくとも一部を分割して搬送するシート束分割把持装置であって、前記シート束に対して近接または離間する搬送機構と接続されるベース本体と、前記ベース本体に立設されて、前記シート束を第１シート束と第２シート束とに分割するための第１先端ピンを有するセパレートシャフトと、前記セパレートシャフトと対向して前記ベース本体に立設されて、分割された前記第１シート束を前記セパレートシャフトと協働して挟持するクランプシャフトと、を含み、前記クランプシャフトの先端には、前記セパレートシャフトの側に向けて延びた第２先端ピンが設けられてなる、ことを特徴とする。

また、上記（１）に記載のシート束分割把持装置においては、（２）前記ベース本体に立設されるクランプシャフトの数は、前記セパレートシャフトの数よりも多いことが好ましい。

また、上記（１）又は（２）に記載のシート束分割把持装置においては、（３）前記第１先端ピンは、前記第１シート束と前記第２シート束の間に挿入される先端縁と、前記先端縁から延びるように形成されて、前記シート束の分割時に前記第１シート束と接触して当該第１シート束を把持する把持面と、前記把持面と反対側で前記先端縁から延びるように形成されて、前記分割時に前記第２シート束と接触する裏側曲面と、前記把持面と前記裏側曲面との間に配置される一対の側面と、を具備してなることが好ましい。

また、上記（１）～（３）のいずれかに記載のシート束分割把持装置においては、（４）前記第１先端ピンおよび前記第２先端ピンの少なくとも一方は、それぞれシャフトの軸周りに回動可能とされてなることが好ましい。

また、上記（１）～（４）のいずれかに記載のシート束分割把持装置においては、（５）前記セパレートシャフトおよび前記クランプシャフトの駆動を制御する制御装置を有し、前記制御装置は、前記第１先端ピンおよび前記第２先端ピンをシャフトの軸周りにそれぞれ回動させる制御を行い、前記セパレートシャフト及び前記クランプシャフトで挟持された前記第１シート束の開放時に、前記第１先端ピンの回動を開始した後に前記第２先端ピンの回動を行うことが好ましい。

また、上記（５）に記載のシート束分割把持装置においては、（６）前記クランプシャフトおよび前記第２先端ピンは、前記ベース本体に少なくとも２本設けられてなり、前記制御装置は、前記第１シート束の前記開放時に、前記少なくとも２本のクランプシャフトにおける第２先端ピンが互いに対向するように回動させることを特徴とする。

また、上記（１）～（６）のいずれかに記載のシート束分割把持装置においては、（７）前記セパレートシャフトが前記シート束の鉛直方向における下側から前記第１先端ピンを押し上げることで、前記シート束が第１シート束と第２シート束とに分割されることが好ましい。

本発明によれば、シート束を迅速に分割して把持する共に、把持したシート束の一部が意図せず落下するなど搬送ミスを抑制でき、より効率的にシート束を次工程へ搬送することが可能となる。さらに本発明によれば、収納ケース内にシート束を積み込むことや、シート束の上に別のシート束を積み重ねることなども可能となる。

本実施形態のシート束分割把持装置を含むシート束分割搬送システムの模式図である。 本実施形態のシート束分割把持装置を側面から見た模式図である。 セパレートシャフトに搭載される第１先端ピンの詳細構造を示した模式図である。 セパレートシャフトに搭載される第１先端ピンと、クランプシャフトに搭載される第２先端ピンの動作形態を説明するための模式図である。 本実施形態のシート束分割搬送方法を説明するためのフローチャートである。 多規格のブランクに対応したハンド載置部を示す模式図である。 前工程手段で打ち抜かれたシートが積層されて保持機構上に載置された状態を示す模式図である。 図５に示したフローチャートのうちシート束の取出し工程における詳細を説明するフローチャートである。 ブランク保持部に載置された積層シート（シート束）における分割ポイントを検出するときの状態を示した模式図である。 ブランク保持部に載置された積層シート（シート束）における下端を検出するときの状態を示した模式図である。 ブランク保持部のうちブランク支持壁を退避させるときの状態を示した模式図である。 ブランク保持部に保持された積層シートから所定量のシート束を分割するときの状態およびその遷移を示した模式図である。 積層シートから分割されたシート束を持ち直して整列させるときの状態およびその遷移を示した模式図である。 積層シートから分割されたシート束を把持するときの状態を示した模式図である。 把持したシート束を次工程へ搬送するときの状態を示した模式図である。 次工程へ到着したシート束を解放して載置するときの状態およびその遷移を示した模式図（その１）である。 次工程へ到着したシート束を解放して載置するときの状態およびその遷移を示した模式図（その２）である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明のシート束分割把持装置及びシート束分割搬送方法について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を説明するものであり、本発明を意図せず限定するものではなく、他の公知の構成を適宜補完してもよい。例えば以下で詳述する構成以外の装置構成については、例えば上記特許文献２を含む公知の搬送機構を本発明の要旨を阻害しない限りにおいて援用してもよい。

［シート束分割搬送システム］
図１に、本実施形態におけるシート束分割搬送システム４００を示す。同図に示すとおり、本実施形態のシート束分割搬送システム４００は、後述するシート束分割把持装置１００、搬送機構ＴＭ、前工程手段２００、及び次工程手段３００などを含んで構成されている。
搬送機構ＴＭは、例えば六軸制御が可能でその先端にシート束分割把持装置１００を接続可能なアーム機構を備えた公知の搬送用ロボットである。なお、搬送機構ＴＭは、例えば上記した特許文献２に示された構造を採用してもよい。

前工程手段２００は、本実施形態のシートを所定の形状に成形する公知の成形機械（打ち抜き機）である。一例として、本実施形態の前工程手段２００は、紙製のブランクを扇形状に打ち抜き成形する特許文献２などに開示された公知の打ち抜き機が例示できる。この場合において当該ブランクは、最終的に紙コップ成型機へ移送されて紙コップに成形される。

次工程手段３００は、シート束分割把持装置１００によって搬送された第１シート束１Ａ（後述する）を受け入れる公知の手段である。例えば次工程が紙コップ成形の場合には当該次工程手段３００は、紙コップ成型機が例示できる。他方、次工程が他所（物理的に離れた他の製造ラインや他の工場など）となる場合にはシートの輸送が必要となるので、当該次工程手段３００は輸送のための収容ケースとなる。かような収容ケースは、例えば図１などに示すように、シート束分割把持装置１００によってシート束が搬入され又は搬出が可能な開口面を有する公知の段ボールなどの直方体状の箱が例示できる。

以下では、次工程手段３００の一例として、上記した他所へ成形したシートを輸送するための収容ケースを例にして説明を継続する。また、以下では、一例として紙コップに成形される扇形状の紙製シート（ブランク）を例にして説明するが、本発明は上記に限られず他の形状のシートでもよいし樹脂製など紙製以外の材質であってもよい。

［シート束分割把持装置］
次に図１～図４を参照しつつ、本実施形態におけるシート束分割把持装置１００の詳細な構成について説明する。このシート束分割把持装置１００は、上記した前工程手段２００と次工程手段３００の間に介在し、例えば特許文献２と同様に打ち抜き機から連続的に打ち抜かれたブランクが水平方向に積層されて保持機構ＲＭに保持されたシート束１を第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂとに分割する機能を有している。

より具体的に、例えば図２などから理解されるとおり、本実施形態のシート束分割把持装置１００は、複数枚のシート（ブランク）が積層されたシート束１の少なくとも一部を分割して把持する機能を有し、ベース本体１０、セパレートシャフト２０、クランプシャフト３０、分割ポイント検出センサ４０、規格計測センサ５０および制御装置ＣＴＬなどを含んで構成されている。

ベース本体１０は、上記した保持機構ＲＭに保持されたシート束１に対して近接または離間可能な搬送機構ＴＭと接続される。また図２に示すように、ベース本体１０は、一端側が上記した搬送機構ＴＭと接続される一方で、他端側では後述するセパレートシャフト２０及びクランプシャフト３０が立設される。

なお後述するとおり、本実施形態では、セパレートシャフト２０の第１先端ピン２１およびクランプシャフト３０の第２先端ピン３１は、それぞれ軸周りに回転可能とされている。また、クランプシャフト３０は、分割したシート束１の一部をクランプするためにセパレートシャフト２０側へ向けて移動することが可能となっている。

すなわち本実施形態におけるベース本体１０は、クランプシャフト３０の第２先端ピン３１を回動させるためのクランプピン回動機構１２、クランプシャフト３０をセパレートシャフト２０側へ移動させるクランプ機構１３、およびセパレートシャフト２０の第１先端ピン２１を回動させるためのセパレートピン回動機構１４を有して構成されている。

なおこれらクランプピン回動機構１２、クランプ機構１３およびセパレートピン回動機構１４の動力については、特に制限はなく圧縮空気や油圧あるいは送りねじ機構など公知の種々の駆動力供給機構が適用できる。本実施形態では、上記した駆動力供給機構の一例として、上記した特許文献２と同様に圧縮空気によるエアシリンダ機構が用いられている。

また、本実施形態のベース本体１０は、後述する分割ポイント検出センサ４０及び規格計測センサ５０も搭載する機能を有している。かようなベース本体１０は、例えば金属材など公知の材料が材質として特に制限なく適用できるとともに、上記した機能を発揮できる限りにおいて公知の他部材や機能をさらに有していてもよい。

セパレートシャフト２０は、上述のとおりベース本体１０に立設されて、シート束１を第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂとに分割する機能を有している。すなわち「第１シート束１Ａ」とは、本実施形態のシート束分割把持装置１００が一度に把持可能な量で構成されたシート束である。また、「第２シート束１Ｂ」とは、シート束１から第１シート束１Ａが分割して離脱された直後の残部としてのシート束を言う。従って、後述するシート束の分割および把持が繰り返される態様であれば、２回目以降の分割処理では第２シート束１Ｂから所定量の第１シート束１Ａが分割されていくことになる。

具体的に本実施形態のセパレートシャフト２０は、保持機構ＲＭに保持されたシート束１の円弧面（各シートの内弧面又は外弧面で構成されるシート束の側面。特許文献２も適宜参照されたい）などと接触して上記分割を行う第１先端ピン２１と、この第１先端ピン２１を先端部に搭載するとともに基端が上記ベース本体１０に取り付けられて立設する支柱２２と、を含んで構成されている。なお本実施形態では、第１先端ピン２１がシート束１の上記した円弧面に接触する例を説明するが、シート束の他の側面（例えば内弧面や外弧面以外の非弧面）に第１先端ピン２１が接触して上記分割を行う態様であってもよい。

＜第１先端ピン２１の詳細構造＞
次に図３を参照しつつ、本実施形態におけるセパレートシャフト２０の第１先端ピン２１の構造について詳述する。
同図から理解されるとおり、本実施形態の第１先端ピン２１は、前記した第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂの間に挿入される先端縁２１ａと、この先端縁２１ａから延びるように形成されてシート束１の分割時に第１シート束１Ａと接触して当該第１シート束１Ａを把持する把持面２１ｂと、この把持面２１ｂと反対側で先端縁２１aから延びるように形成されて前記した分割時に第２シート束１Ｂと接触する裏側曲面２１ｃと、これら把持面２１ｂと裏側曲面２１ｃとの間に配置される一対の側面２１ｄと、上記した支柱２２と回転可能に接続される接続孔２１ｅと、を含んで構成されている。

このうち把持面２１ｂは、上記した分割時に第１シート束１Ａの主面（把持面２１ｂと対向する面）と平行になるよう先端縁２１ａからほぼ垂下するようにして形成されている。これにより第１シート束１Ａを次工程手段３００へ搬送する際に、当該第１シート束１Ａの主面を把持面２１ｂがより確実に把持することが可能となっている。

一方で裏側曲面２１ｃは、上記した先端縁２１ａから接続孔２１ｅにかけて緩やかな曲面状あるいはテーパー状となるように形成されている。これにより、シート束１を分割するために先端縁２１ａが第１シート束１Ａの円弧面から挿入される際に第２シート束１Ｂが意図せず折れてしまうことなどが抑制される。

なお本実施形態では、第１先端ピン２１は接続孔２１ｅを介して支柱２２に接続されているが、第１先端ピン２１と支柱２２との接続態様は上記に限られない。すなわち第１先端ピン２１の回転（回動機能）が阻害されない限りにおいて、例えば上記接続孔２１ｅに代えて凸状の突起を形成するとともに、支柱２２側では上記突起が挿入される凹部を形成するなど他の公知の接続構造を採用してもよい。
以上のごとき構成によって、本実施形態の第１先端ピン２１は、上記したセパレートピン回動機構１４を介して支柱２２（シャフト）の軸周りに回動することが可能とされている。

図２に戻り、本実施形態のシート束分割把持装置１００に含まれる各構成についての説明を継続する。
クランプシャフト３０は、前記したセパレートシャフト２０と対向してベース本体１０に立設されて、分割された第１シート束１Ａをセパレートシャフト２０と協働して挟持する機能を有して構成されている。

より具体的に本実施形態のクランプシャフト３０は、図２などから理解されるとおり、上記した第１シート束１Ａの搬送時に当該第１シート束１Ａを保持可能な第２先端ピン３１と、この第２先端ピン３１を先端部に搭載するとともに基端が上記ベース本体１０に取り付けられて立設する支柱３２と、を含んで構成されている。

このようにクランプシャフト３０の先端には、セパレートシャフト２０の側に向けて延びた第２先端ピン３１が設けられている。これにより、第１シート束１Ａの搬送時においてセパレートシャフト２０の第１先端ピン２１とクランプシャフト３０の第２先端ピン３１とが互いに対向することで、第１シート束１Ａをこれらの先端ピンによって支持することが可能となっている。

なお上述のとおりベース本体１０には、上記したクランプピン回動機構１２及びクランプ機構１３が搭載されている。従って、第２先端ピン３１は、セパレートシャフト２０の側に向けて延びた状態となるだけでなく、このクランプピン回動機構１２を介して支柱３２（シャフト）の軸周りに回動可能とされている。また、支柱３２は、このクランプ機構１３を介してセパレートシャフト２０側へ移動することが可能となっている。

また図１及び図２から理解されるとおり、前記したベース本体１０に立設されるクランプシャフト３０の数は、セパレートシャフト２０の数よりも多くなるように設定されていることが好ましい。より具体的には図４に示すとおり、本実施形態のクランプシャフト３０は、一対のクランプシャフト３０Ａとクランプシャフト３０Ｂとで構成されている。換言すれば、本実施形態では１本のセパレートシャフト２０に対して少なくとも２本（２組）のクランプシャフト３０がベース本体１０に立設されている。

従って図４に示すように、第１シート束１Ａを支持して搬送する際には、第１先端ピン２１と第２先端ピン３１（３１ａ及び３１ｂ）とが互いに対向するよう互いが内側を向くように配置される。一方で後述する収容ケースへ第１シート束１Ａを載置する時には、これらの第１先端ピン２１と第２先端ピン３１がそれぞれ回動することで互いの支柱に沿って第１シート束１Ａを自重で落下させて解放することが可能となっている。

また図２などからも明らかなとおり、本実施形態のシート束分割把持装置１００においては、ベース本体１０の基準位置（例えば中心）からの第１先端ピン２１と第２先端ピン３１の距離が互いに異なっていることが好ましい。換言すれば本実施形態では第１先端ピン２１と第２先端ピン３１はベース本体１０から同じ高さで向き合っておらず、図２におけるＸ方向に関して第１先端ピン２１の方が第２先端ピン３１よりもベース本体１０に近い位置に配置されている。これにより、後述する収容ケース３００に第１シート束１Ａを載置する際に若干傾斜した状態で載置することができ、第１シート束１Ａを構成する端部側のシートがバラついたりすることが抑制されている。

なお本実施形態では、第１先端ピン２１と第２先端ピン３１の双方がそれぞれ支柱の軸周りに回動する好適な構成であるが、本発明はかかる形態には限定されない。すなわち、例えば第１先端ピン２１が回動する一方で第２先端ピン３１は外側にスライド移動する構成としてもよいし、その逆の構成としてもよい。換言すれば、本実施形態の第１先端ピン２１と第２先端ピン３１は、必ずしも双方が回動することを要せず、第１先端ピン２１および第２先端ピン３１の少なくとも一方が軸周りに回動可能とされていればよい。

分割ポイント検出センサ４０は、図２に示すように、例えばベース本体１０に搭載されて、後述するシート束１における分割ポイントＡを算出する機能を有している。かような分割ポイント検出センサ４０としては、例えばレーザー変位センサなど公知の測距センサが例示できる。なお本実施形態では分割ポイント検出センサ４０としてレーザー変位センサを用いているが、このような光学式センサに限られず例えば電波式や超音波式など他の測距センサを用いてもよい。

また、後述のとおり、本実施形態の分割ポイント検出センサ４０は、測距機能を有しているため、複数の保持機構ＲＭ（ＲＭ１～ＲＭ４、図７参照）に保持されたそれぞれのシート束１の分量を計測する機能も兼備させてもよい。

規格計測センサ５０は、図２に示すように、例えばベース本体１０に搭載されて、上述した複数の保持機構ＲＭ（ＲＭ１～ＲＭ５、図７参照）に備えられた規格マークＭｋを検出する機能を有している。かような規格計測センサ５０としては、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサなどの公知の撮像手段が例示できる。これにより、保持機構ＲＭで保持されたシート（ブランク）に関する規格を判別することが可能となり、次工程手段３００へ誤った規格のシート（ブランク）が搬送されてしまうことを抑制できる。

制御装置ＣＴＬは、不図示のメモリやＣＰＵを備えた公知のコンピューターが例示できる。これにより、例えばプログラム化されたシート束分割搬送方法（後述）をシート束分割把持装置１００で実行することが可能となっている。

＜シート束分割搬送方法＞
次に図５～１７もさらに参照しつつ、本実施形態におけるシート束分割搬送方法について詳述する。このシート束分割搬送方法は、例えば上記したメモリにプログラムとして保存されて制御装置ＣＴＬによって実行可能な、上記したセパレートシャフト２０及びクランプシャフト３０を有するシート束分割把持装置１００を用いた搬送方法である。なおこのシート束分割搬送方法を実行するプログラムは、上記メモリに格納される他、クラウドなどの公知のネットワークを介して上記した制御装置ＣＴＬダウンロードされる形態であってもよい。

図５に示すステップ１－１では、まずハンドチェンジが必要か否かが判定される。ここで、上記したシート（ブランク）が例えば紙コップなどの飲料容器に用いられる場合には、その用途や容量に応じて多数の規格に基づいて形状がそれぞれ決定される。従って、まず本実施形態のシート束分割搬送方法においては、前工程手段２００から供給されるシート（ブランク）に応じて適切なハンド（シート束分割把持装置１００）が選択されているか否かが判定される。

なおこのステップ１－１における上記判定は、例えばシート束分割把持装置１００を操作する作業者が行ってもよいし、不図示のマークや作業者からの入力などによって制御装置ＣＴＬが実行するようにしてもよい。

そしてステップ１－１でハンドチェンジが不要と判定されればステップ２へ移行する一方で、ハンドチェンジが必要と判定されれば続くステップ１－２でハンドチェンジが実行される。なお図６に、一例として、上記した多数の規格にそれぞれ対応して機能や形状が互いに異なった複数種類のシート束分割把持装置１００を載置するハンド載置部ＨＤの例を示す。これにより、多規格のシート（ブランク）にも対応して適切なハンド（シート束分割把持装置）を用いて当該シートを迅速に分割して搬送することが可能となっている。

続くステップ２では、搬送するシート（ブランク）の規格が照合されるとともに、分割把持すべきシート束の取出し順番が決定される。すなわち、図７に示すように、本実施形態においては、前工程手段２００から打ち抜かれたシート（ブランク）は、一例として５つ並置された保持機構ＲＭのガイドシャフトＳＦａ及びＳＦｂでそれぞれ保持される。なお保持機構ＲＭの詳細構造は、以下で詳述する部分以外については上記した特許文献２と同様であるので、必要に応じてこの特許文献２に開示された「保持部１００」の構成を本明細書に援用する。

本実施形態では、上述のとおり５つの保持機構ＲＭ１～ＲＭ５にそれぞれシート（ブランク）が前工程手段２００から供給される。各シート（ブランク）は、その面内方向が鉛直方向に平行な状態（起立した状態）でガイドシャフトＳＦａ及びＳＦｂ上で集積される。なお本実施形態でも、ガイドシャフトＳＦａ及びＳＦｂ上で端部に位置するシート（ブランク）は、支持壁ＳＷによってシート（ブランク）が意図せず倒れてしまうことが抑制されている。この支持壁ＳＷの具体的な構造は、特許文献２の「ブランク押さえユニット１３０」と同様であるので詳細な説明は省略する。

このときいずれか一方のガイドシャフト（本例ではガイドシャフトＳＦａ）の端部には上記した規格マークＭｋが添加されている。この規格マークＭｋは上記した各種のシート規格に対応しており、この規格マークＭｋを検出することでシートの形状を把握することが可能となっている。
このように上記したステップ２では、制御装置ＣＴＬは、シート束分割把持装置１００の規格計測センサ５０を制御して、複数の保持機構ＲＭにそれぞれ備えられた規格マークＭｋを検出する制御を実行する。

またステップ２では、上記した規格の照合を終えた後に、シート束の取出し順番が決定される。より具体的に制御装置ＣＴＬは、上記した分割ポイント検出センサ４０を転用して、上記複数の（本例では５つ）の保持機構ＲＭにそれぞれ保持されたシート束１の分量を計測する制御を行う。上述のとおり分割ポイント検出センサ４０は測距センサであるので、並置された複数の保持機構ＲＭに対向して並置される方向にスキャンすることでそれぞれの保持機構ＲＭに保持されたシート束１の最前面までの距離（すなわちそれぞれのシートの分量・積載量）が判定できる。

このように本実施形態のシート束１は、複数のシートが積層された方向と交差する方向（図７のＹ方向）に対して所定の間隙を有して複数並んでそれぞれ保持部（保持機構ＲＭ）に載置されている。そして本実施形態のシート束分割把持装置１００は、シート束１の分量を計測する分量計測センサ（分割ポイント検出センサ４０）をさらに有し、この分量計測センサはそれぞれ前記した保持部に載置されたシート束に対して前記分量を計測する機能を有している。

従ってステップ２において、制御装置ＣＴＬは、例えば積層しているシート（ブランク）の積載量が多い保持機構ＲＭから順にシート束を取り出すように取出し順番を決定することができる。なお上記した取出し順番は一例であって、制御装置ＣＴＬは、例えば上記した積載量が少ない保持機構ＲＭから順にシート束を取り出すように取出し順番を決定してもよい。なお以下の説明では、複数の保持機構ＲＭのうち左端に位置する第１保持機構ＲＭ１に保持されたシート束１を分割して搬送する例を説明する。

続くステップ３では、上記した次工程手段としての収容ケース３００の位置確認および必要に応じた補正が実行される。すなわち本実施形態における収容ケース３００は、上述のとおり直方体状の段ボールであって、四隅に位置検出用マーク（不図示）が付加されている。そこで本実施形態では、シート束分割把持装置１００の規格計測センサ５０を転用して上記収容ケース３００の四隅に付加された位置検出用マークを撮像することで、収容ケース３００の配置の傾きやその位置を確定している。

なお上記した位置検出用マークは、撮像装置としての規格計測センサ５０で識別可能であれば特に制限はなく公知の種々の計測用マークを活用することができる。このステップ３において、上記の手法で収容ケース３００の位置を確認しつつ必要に応じて収容ケース３００の位置情報を補正することで、後述する第１シート束１Ａを収容ケース３００内に整理して効率的に収容することが可能となっている。

次いでステップ４では、上述したシート束分割把持装置１００を用いてシート束の取出し処理が実行される。このステップ４におけるシート束の取出し態様については、図８～図１５を用いて後に詳述する。

そしてステップ４でシート束の取出しを終えると、続くステップ５では取出したシート束の収容ケース３００への積込み処理が実行される。このステップ５におけるシート束の積込み態様については、図１６及び図１７を用いて後に詳述する。

上記のとおりステップ５の積込み処理が完了すると、ステップ６では規定数のシート（ブランク）の積込みが完了したか否かが判定される。そしてステップ６で未だ規定数に到達していないと判定された場合には、ステップ４に戻って、第２シート束１Ｂが新たなシート束１となって新たな第１シート束１Ａの取出し処理から積込み処理が繰り返される。一方、ステップ６で規定数のシート（ブランク）を次工程に搬送したと判定された場合にはこの搬送処理を終了する。

＜シート束の取出し処理＞
次に図８～図１５を用いて上記したステップ４におけるシート束の取出し処理を詳述する。図８に示すように、本実施形態のシート束取出し処理においては、まず制御装置ＣＴＬは、ステップ４１で切り離し箇所（分割ポイントＡ）を設定する。

より具体的には、図９に示すように、制御装置ＣＴＬは、分割ポイント検出センサ４０を介してシート束１における分割ポイントＡを算出する。すなわちベース本体１０に対するセパレートシャフト２０の第１先端ピン２１の位置は既知であることから、分割ポイント検出センサ４０によってシート束１までの距離を測定すれば、どの程度だけシート束分割把持装置１００をシート束１まで近接させれば目的の分割ポイントＡに第１先端ピン２１が位置付けられるかは算出可能となっている。このような趣旨のもとで、本実施形態では、一例として、分割ポイント検出センサ４０の検出光をシート束１の下端からＺ方向上方へ１５ｍｍの位置に照射し、これによってシート束１までの距離を測定している。

ここで本実施形態における「分割ポイントＡ」とは、保持機構ＲＭに保持されたシート束１のうちで把持及び搬送を行う第１シート束１Ａと、残部の第２シート束１Ｂとを分けるポイントを言う。なお第１シート束１Ａの分量は、例えば数十枚～百数十枚などシート束分割把持装置１００の把持能力や搬送効率などの観点から決定される。

次いでステップ４２において、制御装置ＣＴＬは、図１０に示すように、保持機構ＲＭに保持されたシート束１の下端の位置を検出する。これにより上記したシート束１における上下方向の座標原点（図１０における「Ｂ」位置）が決定されることとなる。

なお上述のとおり搬送するシート（ブランク）の規格は既知であることから、保持機構ＲＭに保持されたシート束１の上端位置も上記座標原点を基準に算出することが可能となっている。あるいは上記した分割ポイント検出センサ４０を援用して先端ピンからシート束までの距離を常時監視するように構成してもよい。

続くステップ４３で、制御装置ＣＴＬは、図１１に示すように、セパレートシャフト２０の第１先端ピン２１を介して第１保持機構ＲＭ１をスライド移動させることでストッパ（支持壁ＳＷ）によるシート束１の支持を解放させる。より具体的に、制御装置ＣＴＬは、第１先端ピン２１を第１保持機構ＲＭ１の凹部などに引っ掛けてシート束分割把持装置１００を後退（＋Ｘ方向に移動）させる。

続くステップ４４で、制御装置ＣＴＬは、図１２に示すように、セパレートシャフト２０を介して第１保持機構ＲＭ１（ガイドシャフトＳＦａ及びＳＦｂ）に保持されたシート束１を第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂとに分割する。より具体的に制御装置ＣＴＬは、前記したセパレートシャフト２０がシート束１の鉛直方向（図１２中のＺ方向）における下側から第１先端ピン２１を押し上げる制御を行うことで、この第１保持機構ＲＭ１に保持されたシート束１が上記分割ポイントＡを境にして第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂとに分割される。

なおこのとき、図１２（ｂ）に示すように、本実施形態では第１先端ピン２１の厚みを考慮して、制御装置ＣＴＬは、第１先端ピン２１がシート束１の分割ポイントＡに挿入されるのと並行してセパレートシャフト２０を後退方向（図１２中の＋Ｘ方向、第２シート束１Ｂから離間する方向）へ移動させることが好ましい。これにより、意図しないシート（ブランク）の上方飛び出しを極力抑制しつつ第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂへの分割処理をスムーズに実行することが可能となっている。

上述のとおり第１先端ピン２１の把持面２１ｂは第１シート束１Ａの主面と平行になるよう先端縁２１ａから垂下していることから、図１２（ｂ）に示すように、分割された第１シート束１Ａの一部が上方に押し上げられて飛び出す場合も想定できる。すなわち上記分割時に第１シート束１Ａのうち第１先端ピン２１側の一部のシートが摩擦などによって上方へ押し上げられる可能性もある。

そこで本実施形態では、続くステップ４５において、制御装置ＣＴＬは、図１３に示すように、分割した第１シート束１Ａの整列処理を実行する。より具体的に図１３（ａ）に示すように、制御装置ＣＴＬは、まずセパレートシャフト２０を前進（上記後退方向と逆の方向へ移動させることであり、図１３中の－Ｘ方向への移動である）させると共に下降させて、再び第１保持機構ＲＭ１（ガイドシャフトＳＦａ及びＳＦｂ）に一時的に第１シート束１Ａを保持させる。

これにより、仮に分割された第１シート束１Ａの一部が上方へ飛び出していたとしても、再び他のシートと同様に端部を揃えて整列させることができる。その後、図１３（ｂ）に示すように、制御装置ＣＴＬは、セパレートシャフト２０を上方（図１３における＋Ｚ方向）に移動させることで、整列した第１シート束１Ａを保持し直す制御を行う。

そして続くステップ４６では、制御装置ＣＴＬは、図１４に示すように、分割及び整列した第１シート束１Ａの把持処理を実行する。より具体的に制御装置ＣＴＬは、上記したクランプ機構１３を介してクランプシャフト３０をセパレートシャフト２０側へ移動させる制御を実行する。これにより、セパレートシャフト２０に保持されていた第１シート束１Ａは、当該セパレートシャフト２０とクランプシャフト３０との間で把持（挟持）されることとなる。

なおこのとき、クランプ機構１３としてエアシリンダを採用する場合には、制御装置ＣＴＬは、クランプシャフト３０を自重により第１シート束１Ａまで落下させるように制御することが好ましい。これにより、エアシリンダによる不必要な加速などを抑制することができ、上記した挟持の際にシート（ブランク）が損傷したり折れ曲がったりすることが抑制される。

また図１４に示すように、ステップ１４における把持処理においては、クランプシャフト３０の第２先端ピン３１が第２シート束１Ｂの一部と対向する位置に位置付けられることが好ましい。これにより、上記把持処理の間で第２シート束１Ｂの一部（端部のシート）が意図せず倒れてしまうことを抑制できる。

次いでステップ４７で、制御装置ＣＴＬは、図１５に示すように、シート束分割把持装置１００を後退及び上昇させることで、次工程手段３００へ第１シート束１Ａを搬送する制御を行う。なお本実施形態ではステップ４７においてシート束分割把持装置１００が後退及び上昇して離間したが、この形態に限られない。すなわち制御装置ＣＴＬは、シート束分割把持装置１００を後退させることと上昇させることの少なくとも一方を実行させるように制御してもよい。

また、同図に示すように、第１保持機構ＲＭ１のストッパ（支持壁ＳＷ）が第２シート束１Ｂを支持するまで、少なくとも一部が当該第２シート束１Ｂと対向するように当該第２シート束１Ｂと近接した位置にシート束分割把持装置１００を維持しておくことが好ましい。これによりシート束分割把持装置１００（例えば第１先端ピン２１）が暫定的にストッパの機能を発揮することで、支持壁ＳＷによる支持が再開される前に意図せず第２シート束１Ｂの一部が倒れてしまうことが抑制できる。

＜シート束の積込み処理＞
次に図１６及び図１７を用いて上記したステップ５におけるシート束の積込み処理を詳述する。すなわち、まず図１６に示すように、制御装置ＣＴＬは、次工程手段３００へ第１シート束１Ａを搬送した後に当該第１シート束１Ａを載置する制御を行う。本実施形態において次工程手段は収容ケース３００であるので、制御装置ＣＴＬは、収容ケース３００内に第１シート束１Ａを移送して収容ケース３００の底面付近まで当該第１シート束１Ａを位置付ける。

その後、制御装置ＣＴＬは、第１先端ピン２１および第２先端ピン３１をそれぞれ順次回動させて、把持した第１シート束１Ａを解放する制御を行う。より具体的には図１６（ａ）に示すように、制御装置ＣＴＬは、第１先端ピン２１および第２先端ピン３１を軸周りにそれぞれ回動させる制御を行い、セパレートシャフト２０及びクランプシャフト３０で挟持された第１シート束１Ａの開放時に、まず第１先端ピン２１の回動を開始した後に第２先端ピン３１の回動を行う。

これにより、図１６（ｂ）に示すように、まず第１先端ピン２１が支柱２２を回転軸として回動することで第１シート束１Ａの片側が解放されて収容ケース３００の底面に接触する。次いで第２先端ピン３１が支柱３２を回転軸としてそれぞれ回動することで、第１シート束１Ａのうち残りの片側が解放されて収容ケース３００の底面に残部が接触する。

上述のとおり本実施形態のクランプシャフト３０は少なくとも２本（一対のクランプシャフト３０Ａ及び３０Ｂ）設けられていることから、図１６（ａ）に示すように、制御装置ＣＴＬは、第１シート束１Ａの開放時にこの少なくとも２本のクランプシャフト３０Ａ及び３０Ｂにおける第２先端ピン３１（３１ａ及び３１ｂ）が互いに対向するようにそれぞれ回動させる制御を行ってもよい。これにより、収容ケース３００内に移送された第１シート束１Ａの一部が意図せず載置ズレを起こしてしまうことが抑制される。

また、上記のとおり対向する一対の先端ピン（第１先端ピン２１および第２先端ピン３１）のうち相対的に少数の先端ピン側（本例では１つの第１先端ピン２１）から回動を行っている。これにより、片側の先端ピンが解放された際に残部での第１シート束による荷重が分散されてシートへの損傷や折れ目などの発生を抑制することが可能となっている。

なお図１７に示すように、制御装置ＣＴＬは、収容ケース３００内で第１シート束１Ａを解放した後で、再びクランプ機構１３を介してクランプシャフト３０をセパレートシャフト２０側に移動させて再クランプ動作を行ってもよい。これにより、第１シート束１Ａの収容ケース３００内への落下の衝撃などによって発生し得るシート（ブランク）のばらつきを整えることが可能となる。その後、制御装置ＣＴＬは、同図に示すように、再クランプ動作を解除してシート束分割把持装置１００を上昇させて収容ケース３００内から離脱させる制御を行う。

また、本実施形態の制御装置ＣＴＬは、一対の先端ピン（第１先端ピン２１および第２先端ピン３１）を回動させて収容ケース３００内に第１シート束１Ａを解放する制御を行っている。これにより、収容ケース３００に第１シート束１Ａを複数回に渡って収容する際、ケース底面から単純に高さ方向にセパレートシャフト２０及びクランプシャフト３０を引き抜く（引き上げる）ことができ、このような引き抜きのために水平方向に動作することを要せず（セパレートシャフト２０やクランプシャフト３０が収容済のシート束などに対して邪魔にならず）、必要最小限の隙間でシート束同士を収容することが可能となっている。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、上述した実施形態に対して更なる修正を試みることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

すなわち、例えば上記したステップ１～ステップ３は適宜省略してもよい。
また、上記した実施形態において、図１２では第１先端ピン２１をシート束１の下側から押し上げて第１シート束１Ａと第２シート束１Ｂに分割したが、これに代えて上側から第１先端ピン２１を降下させて上記分割を行ってもよい。

本発明は、シート（ブランク）の分割から目的場所までの搬送時間の効率化と落下抑制とを高い次元で両立したシート束搬送を実現するのに適している。

１００ シート束分割把持装置
１０ ベース本体
２０ セパレートシャフト
３０ クランプシャフト
４０ 分割ポイント検出センサ
５０ 規格計測センサ
ＣＴＬ 制御装置
２００ 前工程手段（打ち抜き機）
３００ 次工程手段（収容ケース）
４００ シート束分割搬送システム

Claims (7)

1. 複数枚のシートが積層されたシート束の少なくとも一部を分割して搬送するシート束分割把持装置であって、
   前記シート束に対して近接または離間する搬送機構と接続されるベース本体と、
   前記ベース本体に立設されて、前記シート束を第１シート束と第２シート束とに分割するための第１先端ピンを有するセパレートシャフトと、
   前記セパレートシャフトと対向して前記ベース本体に立設されて、分割された前記第１シート束を前記セパレートシャフトと協働して挟持するクランプシャフトと、を含み、
   前記クランプシャフトの先端には、前記セパレートシャフトの側に向けて延びた第２先端ピンが設けられてなる、ことを特徴とするシート束分割把持装置。
2. 前記ベース本体に立設されるクランプシャフトの数は、前記セパレートシャフトの数よりも多い、請求項１に記載のシート束分割把持装置。
3. 前記第１先端ピンは、
   前記第１シート束と前記第２シート束の間に挿入される先端縁と、
   前記先端縁から延びるように形成されて、前記シート束の分割時に前記第１シート束と接触して当該第１シート束を把持する把持面と、
   前記把持面と反対側で前記先端縁から延びるように形成されて、前記分割時に前記第２シート束と接触する裏側曲面と、
   前記把持面と前記裏側曲面との間に配置される一対の側面と、
   を具備してなる、請求項１又は２に記載のシート束分割把持装置。
4. 前記第１先端ピンおよび前記第２先端ピンの少なくとも一方は、それぞれシャフトの軸周りに回動可能とされてなる、請求項１～３のいずれか一項に記載のシート束分割把持装置。
5. 前記セパレートシャフトおよび前記クランプシャフトの駆動を制御する制御装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記第１先端ピンおよび前記第２先端ピンをシャフトの軸周りにそれぞれ回動させる制御を行い、
   前記セパレートシャフト及び前記クランプシャフトで挟持された前記第１シート束の開放時に、前記第１先端ピンの回動を開始した後に前記第２先端ピンの回動を行う、請求項１～４のいずれか一項に記載のシート束分割把持装置。
6. 前記クランプシャフトおよび前記第２先端ピンは、前記ベース本体に少なくとも２本設けられてなり、
   前記制御装置は、前記第１シート束の前記開放時に、前記少なくとも２本のクランプシャフトにおける第２先端ピンが互いに対向するように回動させる、請求項５に記載のシート束分割把持装置。
7. 前記セパレートシャフトが前記シート束の鉛直方向における下側から前記第１先端ピンを押し上げることで、前記シート束が第１シート束と第２シート束とに分割される、請求項１～６のいずれか一項に記載のシート束分割把持装置。
   
   

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