JP5681040B2 - シート状物の送り出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状物を送り出す送り出し装置に関する。

従来のこの種のシート状物を送り出す送り出し装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。

この特許文献１に記載の送り出し装置においては、蹴込板の移行路上にシート状物を積み重ね、蹴込板の往復移動によって最下部のシート状物を１枚ずつ送り出す装置において、蹴込板に最下部のシート状物の上流側下面を支える支え面と、シート状物の上流側の後端縁に引っ掛る当り面とを設け、支え面に上下方向に貫通する貫通部を開設し、貫通部を蹴込板の移行路の下方に配置した吸気装置に連通させている。

蹴込板に貫通部を設け、貫通部からシート状物の後端側下面を吸着することから、シート状物の後端側に反りが生じていても吸着作用によってシート状物を蹴込板の支え面に密着して、蹴込板の前進移動時に蹴込板の当り面に確実にシート状物の後端縁を引っ掛けることができるようになっている。

実開昭５５−９６８３８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、吸引力がシートの水平移動に対して妨げになることを防ぐために、蹴込板のストロークの半分移動した時点で、貫通部が吸気装置と非連通となり、吸引力がなくなるようにしている。そのため、シートが自由になって傾いたり送り出しのタイミングがずれてしまう虞があり、送り出しの高速化及び効率化に十分対応できない、という問題がある。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、シート状物を正確に送り出すことができ、送り出しの高速化及び効率化に対応することができる送り出し装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、シート状物を送り出す送り出し装置であって、
１つ以上のシート状物を垂直方向に積層状態で収容可能な収容部と、
収容部にある最下段のシート状物を載せる載置部と、シート状物の上流側端部に当接する段差部を有し、送り面に沿ってシート状物を押し出すべく水平方向に往復動を行う押し出し部材と、
押し出し部材によって押し出されたシート状物を上下で挟み付けて引き出すべく回転運動を行う引き出しローラと、
送風機による吸引作用による吸引力を発生する吸引手段と、
を備え、
前記押し出し部材の載置部には貫通孔が形成されて、貫通孔を介して前記吸引手段からの吸引力により載置部に載せられたシート状物を吸引しており、該吸引は、少なくとも引
き出しローラにシート状物が送り込まれる時点までは継続され、
引き出しローラにシート状物が送り込まれる時点で、押し出し部材の速度は既に減速されており且つ引き出しローラの周速度よりも小さいことを特徴とする。

さらに、押し出し部材の最大速度は、引き出しローラの周速度よりも大きいことを特徴とする。

さらに、前記引き出しローラは、対になった上下のローラ対からなり、少なくとも一方のローラの表面は弾性材からなり、ローラ対はシート状物が介在していない状態において互いに弾接していることを特徴とする。

さらに、引き出しローラの上流側には１つのシート状物のみの通過を許容するゲート部が設けられ、ゲート部の上流側の送り面には第２貫通孔が設けられて、第２貫通孔を介して前記吸引手段からの吸引力により送り面上のシート状物を吸引することを特徴とする。

本発明によれば、シート状物に反りが発生していたとしても、送風機による吸引作用により載置部に載せられたシート状物を吸引するので、押し出し部材の段差部によってシート状物の上流側端部を確実に当接させてシート状物を押し出すことができる。

この吸引は、引き出しローラにシート状物を送り込むまでは少なくとも継続されるので、シート状物はそれまで押し出し部材に拘束され、シート状物が自由になって傾いたりすることを防ぎ、送り出しタイミングを正確にコントロールすることができ、送り出しの高速化に対応することができる。

引き出しローラにシート状物が送り込まれる時点で、押し出し部材の速度は既に減速されているため、引き出しローラにシート状物を送り込んでから直ぐに、次のシート状物を送り出すための準備をすることができ、送り出しの高速化及び効率化を図ることができる。

本発明の実施形態による送り出し装置の平面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の側面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の主要部の断面図である。 図３の４−４線に沿って見た、最下段のシート状物のみを仮想線で示した図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の作用を表す断面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の作用を表す断面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の作用を表す断面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の作用を表す断面図である。 本発明の実施形態による送り出し装置の作用を表す断面図である。 キッカーの速度と、引き出しローラの周速度との関係を表すグラフである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。

図１〜図３は、本発明の実施形態による送り出し装置を表す図である。

この実施形態による送り出し装置１０は、シート状物としての紙製シートを送り出すための装置となっているが、これに限るものでなく、シート状物としてダンボール、合成樹脂シート、その他の任意の薄肉材とすることも可能である。

図において、送り出し装置１０は、大別して、送り出すべき複数のシート状物が積層された状態で待機された収容部としてのスタック部１２と、送り面を画成する送りプレート１４と、シート状物を送り面に沿って押し出すべく往復動を行う押し出し部としてのキッカー１６と、キッカー１６によって押し出されたシート状物を上下で挟み付けて引き出すべく回転運動を行う引き出しローラ１８と、引き出しローラ１８で引き出されたシート状物を搬送する搬送手段２０と、送り面上から下方に向けて吸引する吸引力を発生する吸引手段２２と、キッカー１６、引き出しローラ１８及び搬送手段２０の駆動を行う駆動手段３８と、を備えている。

尚、この明細書において、基本的に送り出し下流側を前側とし、送り出し上流側を後側とする。

スタック部１２には、待機されたシート状物の移動を規制するべく、前後左右にガイド１２ａ〜１２ｄが設けられる。送り出し上流側となる後側ガイド１２ｂ及び左右側ガイド１２ｃ、１２ｄはシート状物の大きさに合わせて前後左右に調整可能となっている。

送り出し下流側となる前側ガイド１２ａの下側には、ゲート部１３が設けられる。ゲート部１３は、後述の送り面１４ａと前側ガイド１２ａとの上下方向の間に形成されており、一度に１つのシート状物のみを通過させるものとなっている。ゲート部１３の高さは、シート状物の厚みの１倍以上２倍未満、例えば、シート状物の厚みの１．５倍程度とすることができる。ゲート部１３は、送り出すシート状物の全幅に対応して形成する必要はなく、送り出すシート状物の幅の一部に対応して形成することで十分である。これにより、一度に２つ以上のシート状物の通過をゲート部１３によって防止することができる一方で、通過するべき１つのシート状物については、ゲート部１３を通過する部分以外の反りを許容することができる。この例では、２つのゲート部１３が設けられている（図４参照）。

スタック部１２の下方には、送り面１４ａを画成する送りプレート１４が設けられ、送りプレート１４は、スタック部１２に積層されたシート状物を支持すると共に、その上をスタック部１２の最下段のシート状物が送り出されるようになっている。送りプレート１４のゲート部１３の近傍には、上下方向に貫通する複数の貫通孔１４ｂが形成されており、また、送りプレート１４の中央には、キッカー１６が往復摺動するための摺動溝１４ｃが形成される。

キッカー１６は、前記摺動溝１４ｃを往復動できる寸法を持ち、前記送りプレート１４によって画成される送り面１４ａとほぼ面一となった載置部１６ａと、載置部１６ａの後部に形成された段差部１６ｂとを備えた板状部材である。段差部１６ｂの高さは、シート状物の厚みの１倍未満、例えば、シート状物の厚みの０．５倍程度とすることができる。載置部１６ａにシート状物を載せて且つ段差部１６ｂがシート状物の後端に当接するようにして、１つのシート状物のみを送り出すことができるようになっている。また、載置部１６ａには、段差部１６ｂの手前に上下方向に貫通する複数の貫通孔１６ｃが形成される。

引き出しローラ１８の上下の対は、ゲート部１３の下流側に設けられる。この対は、複数対設けることができ、各対において、一方の引き出しローラ１８ａが駆動軸１８ｃに取り付けられた駆動ローラとなっており、他方の引き出しローラ１８ｂが従動ローラとなっている。これらのローラの少なくとも一方はその表面が弾性材でライニングされた弾性ローラとなっている。シート状物を引き出している状態では、弾性ローラの弾性変形によって、シート状物がローラ対の間に介在することが可能となっている。また、上下のローラ対の間隔は、シート状物の厚みに依存するものの、シート状物が肉薄の場合には、間隔をマイナスに、即ち、シート状物が上下のローラ対の間に介在していない状態においても、常時、ローラが弾接した状態となっているとよい。

搬送手段２０は、無端状の搬送チェーンからなり、シート状物の幅に応じて複数個の搬送チェーンを設けることができる。この例では、３つの搬送チェーンが設けられており、１つの搬送チェーン２０ａはシート状物の中央上方に設けられ、他の２つの搬送チェーン２０ｂはシート状物の側方下方に設けられ、これらの搬送チェーン２０ａ、２０ｂによってシート状物を挟んで搬送可能である。また、搬送チェーン２０ａには、各シート状物を送り出すべくシート状物の後端部に形成された凹部に係止可能となった搬送爪２０ｃが所定間隔をあけて取り付けられている。

吸引手段２２は、送りプレート１４の下方に設けられた第１吸引ボックス２４と、キッカー１６の裏面に設けられて前記送りプレート１４の摺動溝１４ｃの下方に設けられた開口１４ｄ内に配置される第２吸引ボックス２６と、第１吸引ボックス２４と第２吸引ボックス２６にダクト２５、２７を介して接続される送風機２８と、を有する。第１吸引ボックス２４は送りプレート１４の前記貫通孔１４ｂに連通し、第２吸引ボックス２６はキッカー１６の前記貫通孔１６ｃに連通する。第１吸引ボックス２４及び第２吸引ボックス２６は、送風機２８による吸引作用により、送り出し動作中、負圧となっている。尚、この例では、第２吸引ボックス２６は、キッカー１６と一体になっておりキッカー１６と共に往復動するようになっているが、これに限るものではなく、貫通孔１６ｃと連通可能な固定の吸引ボックスとすることも可能である。

送風機２８は、吸引風量が多く、吸引力が低い（例えば、吸引力は−８ｋＰａ（実測値）、風量は１０００Ｌ／ｍｉｎ〜１４０〜１４０Ｌ／ｍｉｎ）特性を有し、例えば、リングブロア方式の圧空送風機を使用することができる。送風機２８の吸引口にはダクトが接続され、該ダクトが分岐されて前記ダクト２５と前記ダクト２７となる。

駆動手段３８は、駆動モータ４０と、ギヤボックス４１を介して駆動モータ４０からの回転力が伝達されるクランク板４２と、クランク板４２の回転運動を往復運動にしてキッカー１６に伝達する連接棒４４と、ギヤボックス４１を介して駆動モータ４０からの回転力を搬送手段２０の各搬送チェーン２０ａ、２０ｂ及び引き出しローラ１８の駆動軸１８ｃに伝達する駆動機構４６と、を備える。駆動機構４６は、適宜のスプロケット、チェーン及びギヤ等によって構成される。連接棒４４の後端は、クランク板４２の偏心位置に軸着され、連接棒４４の前端は、キッカー１６の後端に軸着される。

以上のように構成される送り出し装置１０において、その作用を説明する。

図５Ａに示すように、スタック部１２には、複数のシート状物が積層されており、その前後方向は、前側ガイド１２ａと後側ガイド１２ｂとの間で移動不能となっており、その左右方向は左右側ガイド１２ｃ、１２ｄとによって移動不能となっている。最下段のシート状物だけは、前方向にのみ移動可能となっており、送りプレート１４上の送り面１４ａ及びキッカー１６の載置部１６ａ上にある。

駆動モータ４０が駆動されると、連接棒４４によってキッカー１６が往復動を開始し、同期して搬送手段２０の搬送チェーン２０ａ、２０ｂが移動を開始し、同期して送り出しローラ１８が回転を開始する。

シート状物に反りが発生していると、積層されたシート状物との間に隙間が形成されることになる。シート状物の質量が大きい場合には、上に載ったシート状物の質量で隙間の発生をある程度防ぐことができるが、シート状物の質量が小さい場合、またはスタック部１２に積層されるシート状物の残量が少なくなると、隙間は形成されたままとなる。しかしながら、最下段にあるシート状物は、送りプレート１４に形成された貫通孔１４ｂ、第１吸引ボックス２４及びダクト２５を通して、及びキッカー１６に形成された貫通孔１６ｃ、第２吸引ボックス２６及びダクト２７を通して、送風機２８からの吸引力を受けるために、少なくとも、貫通孔１４ｂ、１６ｃの近傍の部分に関しては、反りが矯正されて平坦な形状となることができる。よって、キッカー１６が前進するときに、キッカー１６が空振りすること無く、段差部１６ｂが最下段のシート状物の後端部に当接して、シート状物を確実に下流側に押し出すことができる（図５Ｂ）。このときに、シート状物に作用する送風機２８の吸引力はバキュームのような大きな力ではないため、シート状物は、貫通孔１４ｂを通じた吸引力による抵抗を受けることなく、貫通孔１４ｂを通過してゲート部１３を通過することができ、ゲート部１３の下流側において一定速度で回転する引き出しローラ１８に送り込まれることができる。そして、引き出しローラ１８によってシート状物が引き出されると、シート状物は、同期して移動する搬送チェーン２０ａ、２０ｂによって搬送される（図５Ｃ）。また、搬送チェーン２０ａの搬送爪２０ｃがシート状物に係止して、搬送する。

引き出しロール１８にシート状物の前端部が送り込まれた後、キッカー１６が最も前進した位置に達すると、キッカー１６は後退し（図５Ｄ）、最も後退した位置へと戻る（図５Ｅ）。このときもキッカー１６の貫通孔１６ｃを通じた吸引力が継続して発生しているものの、次に最下段になって送り出すべきシート状物は、スタック部１２で拘束されているために、キッカー１６に追随して後退することはない。そして、キッカー１６の段差部１６ｂが次に送り出すシート状物の後端部よりも後退した後、再び前進すると、段差部１６ｂが次に送り出すシート状物の後端部に当接して、これを押し出すことができる。

キッカー１６の送り出し速度は、クランク板４２に軸着される連接棒４４の後端の位置に依存し、キッカー１６のストロークの始めにおいてはキッカー１６は加速され、中間において最大速度となり、ストロークの終わりにおいてキッカー１６は減速される。連接棒４４の長さに対して、クランク板４２の回転中心と連接棒４４の軸着位置との間の長さが十分小さい場合、キッカー１６の速度はほぼ正弦的に変化する（図６参照）。一方、引き出しローラ１８の回転速度は、１つのシート状物の送り出し動作中に変化はすることなく、その周速度は原則一定となっている（図６参照）。

図５Ａに示すように、シート状物の長さをＬとし、引き出しロール１８の周速度ｖを一定とすると、引き出しロール１８が１枚のシート状物を引き出すのに要する時間Ｔは、Ｔ＝Ｌ／ｖとなる（図６参照）。効率的な送り出しを実現するためには、シート状物と次のシート状物との間の間隔を極力開けずに連続的に送り出すことが望ましい。連続的な送り出しを可能とするためには、上記時間Ｔの間にキッカー１６が次のシート状物を引き出しロール１８に送り込むために往復動する必要があり、送り込みに寄与しない無駄なストロークがあれば、その分だけ、キッカー１６の速度を上げる必要がある。逆を言えば、キッカーの最大速度が同じ条件であれば、無駄な動きをすればそれだけ、送り出しは間欠となり、効率が悪くなることになる。

そのため、キッカー１６のストロークは、最下段のシート状物がスタック部１２にある位置からその前端部が引き出しロール１８に送り込まれる位置までの距離と同程度となっており、キッカー１６の動きに無駄のないようにしている。即ち、図５Ａに示すように、キッカー１６のストロークをａとし、最下段のシート状物がスタック部１２にある位置からその前端部が引き出しロール１８に送り込まれる位置までの距離をｂとすると、ａはｂより僅かに大きい程度、即ち１．２ｂ≧ａ＞１．０ｂ程度とするとよい。

そして、キッカー１６がシート状物の前端部を引き出しロール１８に送り込む時点では、キッカー１６はストロークの終了近傍、即ち、最も前進した位置の近傍にあり、よってキッカー１６の速度は既に減速されて、且つ引き出しロール１８の周速度よりも小さくなるように設定されている。

以上の設定により、キッカー１６はシート状物の前端部を引き出しロール１８に送り込むと直ぐに後退して、次のシート状物を押し出す準備に入ることができる。

また、キッカー１６の最も後退した位置は、積層されたシート状物の後端部より僅かに後退した位置でよく、これによって、キッカー１６の無駄な動きを防止して、次のシート状物の送り出しを直ぐに行うことができるようになる。

シート状物の前端部を引き出しロール１８に送り込む時点でキッカー１６が既に減速していると、慣性力によってシート状物がキッカー１６よりも飛び出してシート状物が傾いたりまたはシート状物の引き出しタイミングがずれてしまったりする虞があるが、本発明では、シート状物はキッカー１６の貫通孔１６ｃを通じた吸引力によって、引き出しロール１８に引き渡されるまで、キッカー１６によって常時拘束されている。そのためシート状物は傾いたりまたはシート状物の引き出しタイミングがずれたりすることなく、確実にコントロールされた状態でシート状物の送り出しを行うことができ、搬送手段２０との搬送タイミングも確実に図ることができる。

また、キッカー１６がシート状物の前端部を引き出しロール１８に送り込む時点で、キッカー１６の速度は引き出しロール１８の周速度よりも小さくなっているので、引き出しロール１８の状態に関らず、キッカー１６によって押し出されたシート状物は、引き出しロール１８対の間を円滑に通過していくことができる。

仮に、キッカー１６がシート状物の前端部を引き出しロール１８に送り込む時点でのキッカー１６の速度が引き出しロール１８の周速度よりも大きいとすると、シート状物が高速で引き出しロール１８に突き当たることになり、シート状物が引き出しロール１８に衝突して、円滑に引き出しロール１８対の間を通過することが困難になる。これに対して本発明では、このような不具合を回避することができる。

また、図６に示したように高速化を図るために、キッカー１６の最大速度は、引き出しロール１８の周速度よりも大きくなるようにするとよい。

また、引き出しローラ対の表面が弾性変形することでシート状物が挟持されるために、引き出しローラとシート状物との滑りを無くし、シート状物の引き出しタイミングを正確にコントロールすることができる。

吸引力は、送風機の吸引力を利用しており、バキューム吸着とは異なっている。そのため、バキュームによる吸着力に比較すると、吸引力は小さいが、気密性に考慮する必要がなく、また、吸引力のオン・オフの切替を行う必要がなく、切換弁等を不要とすることができ、高速化に適した装置とすることができる。

１０ 送り出し装置
１２ スタック部（収容部）
１３ ゲート部
１４ａ 送り面
１４ｂ 貫通孔（第２貫通孔）
１６ キッカー（押し出し部材）
１６ａ 載置部
１６ｂ 段差部
１６ｃ 貫通孔
１８ 引き出しローラ
２２ 吸引手段
２８ 送風機

Claims (3)

1. シート状物を送り出す送り出し装置であって、
   １つ以上のシート状物を垂直方向に積層状態で収容可能な収容部と、
   収容部にある最下段のシート状物を載せる載置部と、シート状物の上流側端部に当接する段差部を有し、送り面に沿ってシート状物を押し出すべく水平方向に往復動を行う押し出し部材と、
   押し出し部材によって押し出されたシート状物を上下で挟み付けて引き出すべく回転運動を行う引き出しローラと、
   送風機による吸引作用による吸引力を発生する吸引手段と、
   を備え、
   前記押し出し部材の載置部には貫通孔が形成されて、貫通孔を介して前記吸引手段からの吸引力により載置部に載せられたシート状物を吸引しており、該吸引は、少なくとも引き出しローラにシート状物が送り込まれる時点までは継続され、
   引き出しローラにシート状物が送り込まれる時点で、押し出し部材の速度は既に減速されており且つ引き出しローラの周速度よりも小さく、
   押し出し部材の最大速度は、引き出しローラの周速度よりも大きいことを特徴とするシート状物の送り出し装置。
2. 前記引き出しローラは、対になった上下のローラ対からなり、少なくとも一方のローラの表面は弾性材からなり、ローラ対はシート状物が介在していない状態において互いに弾接していることを特徴とする請求項１記載のシート状物の送り出し装置。
3. 引き出しローラの上流側には１つのシート状物のみの通過を許容するゲート部が設けられ、ゲート部の上流側の送り面には第２貫通孔が設けられて、第２貫通孔を介して前記吸引手段からの吸引力により送り面上のシート状物を吸引することを特徴とする請求項１または請求項２記載のシート状物の送り出し装置。

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