JP6332464B2 - シート材分離方法及びその装置 - Google Patents

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Description

本発明は、積み重ねられた複数のシート材を最上層から順に分離するためのシート材分離方法及びその装置に関する。
積み重ねられた複数のシート材を最上層から順に分離する方法として、例えば、図6に示すようなシート材の分離方法が提案されている(特許文献1)。
図6に示す特許文献1のシート材の分離方法では、シート材(合紙)110aと液晶パネル110bが交互に積み重ねられた積層体からシート材110aを取り除くのに際し、最上層のシート材110aに吸着パッド131を吸着させ、次いでその吸着パッド131を互いに接近する方向(内側方向)に移動させてそのシート材110aを歪ませ、シート材110aを分離している。
その際、このシート材110aを歪ませた部分から、シート材110aと液晶パネル110bとの間に空気を導入し、液晶パネル110bとの密着状態を解除している。
特開2009−18898号公報
しかし、特許文献1のシート材の分離方法は、液晶パネル110bのように剛性を有する板材から柔軟性を有するシート材110aを分離する方法であり、例えば、柔軟性を有するシート材のみで構成された積層体から最上層のシート材のみを分離しようとすると、吸着パッド131を互いに接近する方向に移動させたときに他のシート材も同じように歪んでしまい、シート材の間に空気が導入されないという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、最上層のシート材と他のシート材との間に確実に空隙を形成し、最上層のシート材を分離することが可能な、シート材分離方法およびその装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本願発明のシート材分離方法は、
複数の孔を有するシート材の位置を所定の位置に保持するための複数の位置規制手段を有するマガジン上に積み重ねられた複数の前記シート材を最上層から順に分離するためのシート材分離方法であって、
前記シート材の積み重ね方向からみて互いに所定の間隔をおいて配設され、それぞれが減圧空間を有する容器状の吸引口を備えた複数の吸引ノズルにより、前記シート材における最上層のシート材を吸引して、前記最上層のシート材を前記吸引口の減圧空間に向けて変形させ、前記最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせるノズル吸引工程と、
前記最上層のシート材を吸引した状態で、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように、前記複数の吸引ノズルを前記シート材の主面に沿った方向に移動させ、前記吸引ノズルにより吸引されている領域とは異なる他の領域において、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に空隙を生じさせるノズル移動工程と、
前記最上層のシート材を持ち上げ、前記最上層のシート材を前記他のシート材から分離して取り出す取り出し工程と
を備え
前記マガジンは、前記複数の位置規制手段として、前記シート材の前記複数の孔にそれぞれ挿入する複数の位置規制ピンを備えており、
前記ノズル移動工程の、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように前記吸引ノズルを移動させたときの前記吸引ノズルの位置は、前記シート材の積み重ね方向からみて、前記複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側であることを特徴としている。
本発明のシート材分離方法においては、前記ノズル移動工程と前記取り出し工程の間に、前記複数の吸引ノズル間の距離が元に戻るように前記吸引ノズルを移動させる工程を備えることが好ましい。
複数の吸引ノズル間の距離が元に戻るように吸引ノズルを移動させているので、分離したシート材を平らな状態で取り出すことが可能になり、例えば、取り出し後のシート材を位置精度よく次工程に送るなど、取り扱い性を向上させることが可能になる。
上記課題を解決するため、本願発明のシート材分離装置は、
積み重ねられた複数のシート材を最上層から順に分離するためのシート材分離装置であって、
シート材を積み重ねた状態で収容し、上方から前記シート材を取り出すことができるように構成されたマガジンと、
前記シート材の積み重ね方向からみて互いに所定の間隔をおいて配設され、それぞれが減圧空間を有する容器状の吸引口を備えた複数の吸引ノズルであって、最上層のシート材に前記吸引口を当接させて吸引したときに、前記最上層のシート材を前記吸引口の減圧空間に向けて変形させ、前記最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせる吸引ノズルと、
前記最上層のシート材を吸引した状態で、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように、前記複数の吸引ノズルを前記シート材の主面に沿った方向に移動させ、前記吸引ノズルにより吸引されている領域とは異なる他の領域において、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に空隙を生じさせる吸引ノズル移動手段と、
前記最上層のシート材を持ち上げ、前記最上層のシート材を前記他のシート材から分離して取り出すシート材取り出し手段と、
を備え
前記シート材は、複数の孔を有しており、
前記マガジンは、前記シート材の位置を所定の位置に保持するための位置規制手段として、前記シート材の前記複数の孔にそれぞれ挿入する複数の位置規制ピンを備えており、
前記吸引ノズル移動手段は、前記複数の吸引ノズルの位置が、前記シート材の積み重ね方向からみて、前記複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側になるように、前記複数の吸引ノズルを移動させるように構成されていることを特徴としている。
前記シート材取り出し手段として、前記吸引ノズルを兼用して用いるように構成されていることが好ましい。
シート材取り出し手段として、吸引ノズルを兼用して用いることにより、装置の構成を簡略化することが可能になるとともに、設備コストの低減を図ることができる。
また、前記シート材取り出し手段として、前記シート材の主面の主要部を吸着保持することができる吸着板を備えた構成のものを用いることが好ましい。
シート材取り出し手段として、シート材の主面の主要部を吸着保持することができる吸着板を備えた構成のものを用いることにより、分離したシート材が垂れたり折れたりすることを防止して、確実に平らな状態で取り出すことができる。なお、吸着板を備えた構成のものとしては、例えば、上述の吸引ノズルと、この吸着板を併用した構成のものが例示される。
また、前記シート材の側面側から、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に形成された前記空隙に向けてエアーを噴射する複数の噴射ノズルを備えることが好ましい。
空隙に向けてエアーを噴射することにより、最上層のシート材と他のシート材との間に生じる空隙を広げるとともに、シート材と他のシート材とが再度密着することを抑制して、シート材を分離しやすくすることができる。
また、上記の複数の噴射ノズルの少なくとも一部は、前記シート材の側面側から、前記空隙を経て、前記位置規制手段に向かうように構成されていることが好ましい。
シート材の側面側から前記空隙を経て、位置規制手段に向かうようにエアーを噴射することで、位置規制手段とシート材と係合して密着状態が解除されにくい、位置規制手段の周辺に、前記空隙を伝搬させ、位置規制手段の周辺での空隙を形成しやすくすることができる。
なお、位置規制手段として、上述のような位置規制ピンが用いられている場合、密着状態が解除されにくい位置規制ピンの周辺領域に空隙を形成しやすくなり、特に有意義である。
本願発明のシート材分離方法は、ノズル吸引工程により、最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせ、ノズル移動工程により、この空隙をシート材の主面に沿った方向に伝搬させるようにしているので、最上層のシート材と他のシート材との間の分離の起点を広げることができる。その結果、取り出し工程により、最上層のシート材を他のシート材から確実に分離して取り出すことが可能になる。また、吸引ノズルで、複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側に向けて、シート材を引き寄せるので、位置規制ピンの付近におけるシート材の密着を解除することができる。
また、位置規制手段によりシート材の位置を所定の位置に保持しているので、ノズル移動工程や取り出し工程による分離動作を行っても、他のシート材の位置が所定の範囲内におさまり必要以上にずれることがないので、次のシート材の分離を適切に行うことができる。
さらに、位置規制ピンによりシート材の位置を所定の位置に保持しているので、ノズル移動工程や取り出し工程による分離動作を行っても、他のシート材の端が裏返ったり折れ曲がったりすることを防止することができる。
本願発明のシート材分離装置は、吸引ノズルの吸引により、最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせ、吸引ノズル移動手段により、この空隙をシート材の主面に沿った方向に伝搬させるようにしているので、最上層のシート材と他のシート材との間の分離の起点を広げることができる。その結果、シート取り出し手段により、最上層のシート材を他のシート材から確実に分離して取り出すことが可能になる。また、吸引ノズルで、複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側に向けて、シート材を引き寄せるので、位置規制ピンの付近におけるシート材の密着を解除することができる。
また、位置規制手段によりシート材の位置を所定の位置に保持しているので、吸引ノズル移動手段やシート材取り出し手段による分離動作を行っても、他のシート材の位置が所定の範囲内におさまり必要以上にずれることがないので、次のシート材の分離を適切に行うことができる。
さらに、位置規制ピンによりシート材の位置を所定の位置に保持しているので、吸引ノズル移動手段やシート材取り出し手段による分離動作を行っても、他のシート材の端が裏返ったり折れ曲がったりすることを防止することができる。
本発明の実施形態にかかるシート材分離装置を正面からみたときの図である。 図1に示したシート材分離装置の吸引ノズル、吸着板、噴射ノズル、位置規制ピン、および、この実施形態で用いられるシート材を上方からみたときの図である。 本発明の実施形態にかかるシート材分離方法を説明するための図であり、(a)はノズル吸引工程、(b)はノズル移動工程を示した図である。 本発明の実施形態にかかるシート材分離方法を説明するための図であり、(a)および(b)は取り出し工程を順に示した図である。 図3(a)に示したノズル吸引工程のA部拡大図である。 従来のシート材分離装置を説明するための図である。
図1〜5を参照しつつ、本発明の実施形態にかかるシート材分離装置1および分離方法について説明する。この実施形態で用いられるシート材10は、矩形状であり、4隅に位置規制用の孔11が設けられている(図2参照)。シート材10は、柔軟性および弾性を有しており、PETフィルムや低摩擦ゴムシートなどの樹脂シート、電池用セパレータシートなどが例として挙げられる。シート材10の厚みは、例えば、0.01mm〜0.05mmである。
シート材分離装置1は、積み重ねられたシート材10を収容するマガジン20と、最上層のシート材10aの下に空隙AS(図5参照)を形成するための吸引ノズル30と、空隙ASをシート材10の主面に沿う方向に移動させる吸引ノズル移動手段40と、シート材10を取り出すシート材取り出し手段50を備えている。この実施形態では、シート材10をマガジン20から取り出す方向が鉛直(上下)方向となる。
マガジン20は、複数のシート材10を載置するためのマガジンベース21と、シート材10をその主面方向に位置規制するための位置規制手段22を有する。マガジン20の上方は、後述する吸引ノズル30やシート材取り出し手段50が出入りできるように、開口を有する構成となっている。なお、マガジンベース21の下部には、最上層となるシート材10aを常に一定の高さに配置させるための上下駆動装置(不図示)を有していてもよい。
位置規制手段22は、具体的には先端がテーパ形状を有した円柱状の位置規制ピン22aであり、シート材10の孔11の位置と対応するように、マガジンベース21の主面に垂直に設けられている。そして、マガジン20は、シート材10の孔11のそれぞれに位置規制ピン22aを挿入しながら、シート材10を積み重ねた状態で収容する。例えば、シート材10の孔11の直径が4mmで、位置規制ピン22aの直径が3.5mmである場合、孔11と位置規制ピン22aとには、0.5mmの隙間があり、シート材10は、この隙間の範囲内で、シート材10の主面方向に位置規制されていることになる。
吸引ノズル30は、積み重ね方向からみて互いに所定の間隔をおいて配設されている。具体的には、吸引ノズル30は、図2に示すように、シート材10のそれぞれの辺の内側であって、隣り合う孔11の間に配設されている。
吸引ノズル30は、複数の吸引ノズル30の高さばらつきを逃すために、把持部材43に上下摺動可能に取り付けられている。また、吸引ノズル30を下方に付勢するためのばね33が設けられている。この吸引ノズル30は、シリンダ取り付けベース53、スペーサ54およびL字状金具55を介して上下駆動機構56に取り付けられている。上下駆動機構56は、例えば、一軸ロボットである。上下駆動機構56を作動させ、吸引ノズル30を降下させることにより、吸引ノズル30の先端が最上層のシート材10aに当接する。
吸引ノズル30は、その先端に、減圧空間を有する容器状の吸引口31を備えている。吸引ノズル30の後端には、図1には示されていない開閉弁と減圧源が接続されている。図3(a)に示すように、最上層のシート材10aに吸引口31を当接させた後、吸引ONすると、シート材10aが吸引口31の減圧空間31aに向けて変形する(図5参照)。そして、シート材10aとその直下に位置する他のシート材10bとの間に空隙ASが生じる。この空隙ASが、最上層のシート材10aと他のシート材10bとの分離の起点となる。
吸引口31は、減圧空間31a内に引き込まれたシート材10を収容することができる所定の容積を要している。吸引口31の内径は、例えば、3mmであり、減圧空間の高さは、例えば、3mmである。また、吸引口31は剛性を有しており、吸引口31内に減圧空間が形成されても変形しないような構成となっている。吸引口31の肉厚は、例えば、2mmであり、吸引口31の材質としては、例えば、金属、セラミックスなどが挙げられる。
吸引ノズル移動手段40は、吸引ノズル30をシート材10の主面に沿う方向に移動させることにより、上述した空隙ASを主面方向に伝搬させ、分離の起点を広げる手段である。すなわち、吸引ノズル30により吸引されている領域とは異なる他の領域において、最上層のシート材10aと他のシート材10bとの間に空隙ASを形成し、シート材10aを持ち上げた場合に、他のシート材10bから分離して、シート材10aのみを取り出すことが可能な状態とするための手段である。
吸引ノズル移動手段40は、吸引ノズル30を上下摺動可能に把持するための把持部材43と、吸引ノズル30を主面方向に移動させるための水平シリンダ41と、主面方向への移動精度を確保するためのスライドベアリング42を備える。具体的な動作としては、図3(b)に示すように、まず、吸引ノズル30にて最上層のシート材10aを吸引した状態で、複数の吸引ノズル30間の距離が小さくなるように、それぞれの吸引ノズル30を移動させる。そのときの吸引ノズル30の中心位置は、シート材10の積み重ね方向からみて、複数の位置規制ピン22aの中心を結ぶ仮想線VLにより囲まれた領域の内側である(図2参照)。
その後、複数の吸引ノズル30間の距離を大きくして、元の位置(最初に吸引口31とシート材10aが当接した位置)に戻るように移動させる。この間の往復動作の距離は、例えば、0.5mm〜4mmである。シート材10の孔11と位置規制ピン22aには先述したとおりの隙間があり、また、シート材10は弾性を有しているので、吸引ノズル30を所定の距離だけ動かすことが可能となっている。
なお、この往復動作は、1回にかぎらず、複数回であってもよい。また、複数回とした場合における、吸引ノズル30間の距離を大きくする際の距離は、複数回の動作のそれぞれにおいて異なっていてもよく、例えば、元の位置よりもいったん外側に移動させてから元の位置に戻るようにしてもよい。
また、上述した吸引ノズル移動手段40の作動中に、複数の噴射ノズル61を用いて、最上層のシート材10aと他のシート材10bとの間に形成された空隙ASに向けてエアーを噴射してもよい。噴射ノズル61の先端は、空隙ASの位置に対応するように、積み重ねられたシート材10の側面の外側に配置されている。噴射ノズル61の後端は、図1には示されていない開閉弁および圧縮エアー源に接続されている。エアーの噴射は、断続でもよいし連続でもよい。
シート取り出し手段50は、最上層のシート材10aを持ち上げ、シート材10aを他のシート材10bから分離して取り出すための手段である。シート取り出し手段50は、シート材10の主面を吸着保持することのできる吸着板51と、吸着板51を上下移動させるための吸着板移動手段52を有する。吸着板移動手段52は、例えば、垂直シリンダまたは直動サーボモータである。
吸着板51には、シート材10を吸引保持するための複数の吸引孔が設けられており、図1には示されていない開閉弁と減圧源が接続されている。また、図2に示すように、吸着板51は、吸引ノズル30と位置規制ピン22aを避けるための切り欠き51a、51bが設けられており、シート材10が製品として実際に使用される領域であるシート材10の主要部を吸引している。なお、吸着板51は、多孔質材料により構成されていてもよいし、静電吸着により吸着できるように構成されていてもよい。
シート材10を取り出すための動作としては、図4(a)に示すように、吸引ノズル30を元の位置(最初に吸引口31とシート材10aが当接した位置)に戻した状態で、吸着板51を吸着板移動手段52により下降させる。そして、吸着板51にてシート材10を保持した後、図4(b)に示すように、上下駆動機構56により吸着板51および吸引ノズル30を上昇させて、シート材10aを他のシート材10bから分離する。なお、吸引ノズル30の吸引は、吸着板51にてシート材10を保持した後に吸引OFFとしてもよいし、シート材10を分離して次のステージに載置したときに吸引OFFとしてもよい。
また、噴射されたエアーが、シート材10の側面側から、側面の内側に形成された空隙ASを経て、位置規制ピン22aに当たるように構成された噴射ノズル61(61a)を備えていてもよい。噴射ノズル61aはシート材10の側面の外側に配置され、その先端が反対側の側面の近傍にある位置規制ピン22aに向くように配置されている(図2参照)。噴射ノズル61aの後端は、図1には示されていない開閉弁および圧縮エアー源に接続されている。エアーは断続的に噴射することが好ましい。これにより、シート材10の孔11が位置規制ピン22aに引っ掛かることを低減することができる。
この実施形態にかかるシート材分離方法および装置では、吸引ノズル30により、最上層のシート材10aを吸引して、シート材10aを吸引口31の減圧空間31aに向けて変形させ、シート材10aとその直下に位置する他のシート材10bとの間に空隙ASを生じさせている。そして、最上層のシート材10aを吸引した状態で、吸引ノズル30間の距離が小さくなるように移動させ、異なる他の領域において空隙ASを生じさせている。これにより、最上層のシート材10aと他のシート材10bとの間の分離の起点を広げることができ、シート材10aを分離しやすくすることができる。
なお、本発明のシート材取り出し手段50は、吸着板51を使って取り出す構成ではなく、吸引ノズル30でシート材10の取り出しを兼用するように構成されていてもよい。
本発明はさらにその他の点においても上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
1 シート材分離装置
10 シート材
10a 最上層のシート材
10b 他のシート材
11 孔
20 マガジン
22 位置規制手段
22a 位置規制ピン
30 吸引ノズル
31 吸引口
31a 減圧空間
33 ばね
40 吸引ノズル移動手段
41 水平シリンダ
42 スライドベアリング
43 把持部材
50 シート材取り出し手段
51 吸着板
51a 切り欠き
52 吸着板移動手段
56 上下駆動機構
61(61a) 噴射ノズル
AS 空隙

Claims (11)

  1. 複数の孔を有するシート材の位置を所定の位置に保持するための複数の位置規制手段を有するマガジン上に積み重ねられた複数の前記シート材を最上層から順に分離するためのシート材分離方法であって、
    前記シート材の積み重ね方向からみて互いに所定の間隔をおいて配設され、それぞれが減圧空間を有する容器状の吸引口を備えた複数の吸引ノズルにより、前記シート材における最上層のシート材を吸引して、前記最上層のシート材を前記吸引口の減圧空間に向けて変形させ、前記最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせるノズル吸引工程と、
    前記最上層のシート材を吸引した状態で、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように、前記複数の吸引ノズルを前記シート材の主面に沿った方向に移動させ、前記吸引ノズルにより吸引されている領域とは異なる他の領域において、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に空隙を生じさせるノズル移動工程と、
    前記最上層のシート材を持ち上げ、前記最上層のシート材を前記他のシート材から分離して取り出す取り出し工程と
    を備え
    前記マガジンは、前記複数の位置規制手段として、前記シート材の前記複数の孔にそれぞれ挿入する複数の位置規制ピンを備えており、
    前記ノズル移動工程の、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように前記吸引ノズルを移動させたときの前記吸引ノズルの位置は、前記シート材の積み重ね方向からみて、前記複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側であることを特徴とするシート材分離方法。
  2. 前記ノズル移動工程と前記取り出し工程の間に、前記複数の吸引ノズル間の距離が元に戻るように前記吸引ノズルを移動させる工程を備えることを特徴とする請求項1に記載のシート材分離方法。
  3. 前記吸引ノズルは、前記シート材のそれぞれの辺の内側であって、かつ、隣り合う前記孔の間の略中央に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシート材分離方法。
  4. 前記シート材の孔に前記位置規制ピンが挿入された状態で、前記孔と前記位置規制ピンとの間には隙間があり、
    前記シート材は、前記隙間の範囲内で位置規制されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシート材分離方法。
  5. 積み重ねられた複数のシート材を最上層から順に分離するためのシート材分離装置であって、
    シート材を積み重ねた状態で収容し、上方から前記シート材を取り出すことができるように構成されたマガジンと、
    前記シート材の積み重ね方向からみて互いに所定の間隔をおいて配設され、それぞれが減圧空間を有する容器状の吸引口を備えた複数の吸引ノズルであって、最上層のシート材に前記吸引口を当接させて吸引したときに、前記最上層のシート材を前記吸引口の減圧空間に向けて変形させ、前記最上層のシート材とその直下に位置する他のシート材との間に空隙を生じさせる吸引ノズルと、
    前記最上層のシート材を吸引した状態で、前記複数の吸引ノズル間の距離が小さくなるように、前記複数の吸引ノズルを前記シート材の主面に沿った方向に移動させ、前記吸引ノズルにより吸引されている領域とは異なる他の領域において、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に空隙を生じさせる吸引ノズル移動手段と、
    前記最上層のシート材を持ち上げ、前記最上層のシート材を前記他のシート材から分離して取り出すシート材取り出し手段と、
    を備え
    前記シート材は、複数の孔を有しており、
    前記マガジンは、前記シート材の位置を所定の位置に保持するための位置規制手段として、前記シート材の前記複数の孔にそれぞれ挿入する複数の位置規制ピンを備えており、
    前記吸引ノズル移動手段は、前記複数の吸引ノズルの位置が、前記シート材の積み重ね方向からみて、前記複数の位置規制ピンを結ぶ仮想線により囲まれた領域の内側になるように、前記複数の吸引ノズルを移動させるように構成されていることを特徴とするシート材分離装置。
  6. 前記シート材取り出し手段として、前記吸引ノズルを兼用して用いるように構成されていることを特徴とする請求項に記載のシート材分離装置。
  7. 前記シート材取り出し手段として、前記シート材の主面の主要部を吸着保持することができる吸着板を備えた構成のものを用いることを特徴とする請求項に記載のシート材分離装置。
  8. 前記シート材の側面側から、前記最上層のシート材と前記他のシート材との間に形成された前記空隙に向けてエアーを噴射する複数の噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のシート材分離装置。
  9. 前記複数の噴射ノズルの少なくとも一部は、前記シート材の側面側から、前記空隙を経て、前記位置規制手段に向かうように構成されていることを特徴とする請求項に記載のシート材分離装置。
  10. 前記吸引ノズルは、前記シート材のそれぞれの辺の内側であって、かつ、隣り合う前記孔の間の略中央に配設されていることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載のシート材分離装置。
  11. 前記シート材の孔に前記位置規制ピンが挿入された状態で、前記孔と前記位置規制ピンとの間には隙間があり、
    前記シート材は、前記隙間の範囲内で位置規制されていることを特徴とする請求項5〜10のいずれかに記載のシート材分離装置。
JP2016547774A 2014-09-11 2015-08-04 シート材分離方法及びその装置 Active JP6332464B2 (ja)

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