JP4640059B2

JP4640059B2 - シート状基材供給装置

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Publication number: JP4640059B2
Application number: JP2005263594A
Authority: JP
Inventors: 壮一櫻井; 保男戸田; 流士山村; 崇石田; 徳崇柚原
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-09-12
Also published as: JP2007076760A

Description

本発明は、互いに重畳した状態で積層された複数枚のシート状基材から、確実に一枚ずつ基材を分離して基材加工装置側に供給するためのシート状基材供給装置に関する。

従来、上下方向に積層された複数枚のシート状基材を上部から順に一枚ずつ分離し、取り出して、基材加工装置側に供給する場合は、通常、バキューム等の吸着手段にてシート状基材を吸着した後、基材を持ち上げて供給し、搬送するのが一般的である。

しかし、基材の弾性が高く、薄く、且つ油等が塗布されているなどの場合は、上下に重なった基材間は、互いに密接して吸着した状態になっていて、積層された最上部の基材の上面を吸着した後に持ち上げた際には、その密接している基材の二枚、あるいは二枚以上が同時に持ち上げられて、供給され、搬送されてしまうという問題があった。

そこで、シート状基材供給装置として、積層されたシート状基材を上方より一枚ずつ吸着して持ち上げ、供給、搬送する装置、もしくは積層された複数枚の基材の最上部の基材の上面を吸着して持ち上げた際に、同時に持ち上げられた二枚あるいは二枚以上の基材のうち、吸着されている最上部の一枚目の基材より下方の基材を分離する装置として、以下のようなものが挙げられる。

例えば、特開平７−３３０１７９号公報にて開示されているように、積層された複数枚の基材の最上部の基材のコーナー部に設けられた吸着手段（吸着パット）を、斜め上方にめくり上げることにより、持ち上げられた二枚あるいは二枚以上の基材のうち、吸着されている最上部の一枚目の基材より下方の基材を分離させて、吸着手段により直接吸着されている一枚の基材だけを供給できるようにしたものである。

しかしながら、上述の装置では、密着力の強い基材、樹脂等の弾性を有する基材の積層体の場合には、その積層体からは一枚目より下方の基材を確実に分離できない問題を有する。

また、特開平５−７７９４７号公報にて開示された薄板投入装置や、特開平１０−１６７４８３号公報で開示されたシート供給装置では、エアーノズルを用い、圧縮エアーを吹き付け、最上部の基材と、二枚以降の基材とに空気層を形成させることにより、基材を一枚ずつ分離して供給できるようにしたものがある。

しかしながら、エアーの吹き付けをもって基材間に空気層を形成させる際には、最初にエアーが入り込む為の隙間が必要となり、完全に密着された状態にある基材においては、いくらエアーを吹き付けても基材間には空気層が容易に形成されず、確実に基材を分離することができないという問題がある。

以下に、本発明に関連する公知の特許文献を記載する。
特開平７−３３０１７９号公報特開平５−７７９４７号公報

本発明の課題は、上記のような問題に鑑みて、互いに重畳した状態で積層された複数枚のシート状基材を、最上面より確実に一枚ずつ吸着して、基材加工装置等の次工程へ供給、搬送することができるシート状基材供給装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、互いに重畳した状態で積層されたフレキシブルなシート状基材を、上面より一枚ずつ吸着して自動搬送するシート状基材供給装置において、該シート状基材の一端部の少なくとも一個所以上を吸着する吸着機構と、前記吸着機構を保持するブラケットおよび上下動させるエアーシリンダーと、前記エアーシリンダーの側部に設けられた第１の支軸部に回動可能に連結された連結アームと、前記連結アームの端部に第２の支軸部を介して連結され、かつ、前記ブラケットに設けられた第３の支軸部に連接される押圧変形用レバーと、を備え、前記押圧変形用レバーは、前記吸着機構が前記シート状基材を吸着して前記エアーシリンダーが上昇を始めてから該シート状基材の前記一端部の端縁に接触して斜め下方に向くように強制的に押圧変形させて該シート状基材の該一端部に曲率を与えることにより、前記吸着機構により同時に吸着された複数枚のシート状基材間に空気層を形成して基材間分離を助長し、前記シート状基材の複数枚取りを防止することを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、互いに重畳した状態で積層されたフレキシブルなシート状基材を、上面より一枚ずつ吸着して自動搬送するシート状基材供給装置において、該シート状基材の一端部の少なくとも一個所以上を吸着する吸着機構と、前記吸着機構を保持するブラケットおよび上下動させるエアーシリンダーと、前記エアーシリンダーの側部に設けられた第１の支軸部に回動可能に連結された連結アームと、前記連結アームの端部に第２の支軸部を介して連結され、かつ、前記ブラケットに設けられた第３の支軸部に連接される押圧変形用レバーと、を備え、前記押圧変形用レバーは、前記吸着機構が前記シート状基材を吸着して前記エアーシリンダーが上昇を始めてから該シート状基材の前記一端部の端縁両角隅部に接触して斜め下方に向くように強制的に押圧変形させて該両角隅部に曲率を与えることにより、前記吸着機構により同時に吸着された複数枚のシート状基材間に空気層を形成して基材間分離を助長し、前記シート状基材の複数枚取りを防止することを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２に係るシート状基材供給装置において、前記シート状基材の一端部が該シート状基材の前端部若しくは後端部であることを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１乃至３のいずれか１項に係るシート状基材供給装置において、前記吸着機構より内側のシート領域にて、シート状基材の前記一端部の少なくとも一個所以上を前記吸着機構により吸着して上昇させる前記シート状基材の積層されたシート状基材面に上部より押し付ける押付け機構を備え、該押付け機構による押付けにより、上昇させる前記シート状基材による積層されたシート状基材の浮き上りを押さえ、より大きな曲率を該シート状基材の前記一端部に与えるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項４に係るシート状基材供給装置において、前記押付け機構は、複数枚同時吸着時の一枚目以降のシート状基材が分離落下の際に、積層されたシート状基材上からずれるのを防止することを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１乃至５のいずれか１項に係るシート状基材供給装置において、前記押圧変形用レバーのシート状基材との接触面に、押圧変形時におけるシート状基材の下方への滑りを防ぐ滑り止め部を設け、押圧変形されるシート状基材の前記一端部に、より大きな曲率を付けるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明の請求項７に係る発明は、上記請求項１乃至６のいずれか１項に係るシート状基材供給装置において、前記押圧変形用レバーによりシート状基材の前記一端部に曲率を与えることにより生じた該基材間の空気層へ圧空を送風する送風機構を備え、該送風により、空気層を強制的に拡大して、シート状基材の分離をより確実且つ短時間で行えるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置である。

本発明のシート状基材供給装置によれば、積層された複数枚のシート状基材を上方から一枚ずつ吸着し、供給、搬送させる際に、吸着機構（吸着手段）にて、複数枚のシート状基材のうちの最上部の基材の上面一端部（シート前端部又は後端部）の少なくとも一個所以上を吸着保持した後に、該基材の上面一端部の一個所以上を先に上昇させる。続いて、押圧変形機構（押圧変形手段）により、該基材の上昇した一端部を、その端縁が斜め下方に向くように強制的に押圧変形させて、該基材一端部に曲率を与えて、該一端部を基材の下方内側方向へ押込み、曲率を与えることにより、吸着機構により持ち上がった最上部の基材及び最上部の基材より下方の共に持ち上がった基材の基材間に剪断応力を発生させ、吸着機構により直接に吸着保持されている最上部の基材と、下方の同時吸着された基材（１枚乃至複数枚）とを分離させることができる。

また、吸着機構によって持ち上げられた基材を押圧変形させるために、その基材の一端部の端縁と接触する前記押圧変形機構の接触表面に、滑り止めを設けることにより、あるいは吸着機構によって持ち上げられた複数の基材間の空気層へ、圧空を吹き付けることにより、吸着機構により直接に吸着保持されている最上部の基材と、下方の同時吸着された基材（１枚乃至複数枚）との基材間の分離操作の確実性を高めることが出来る。

本発明の実施の形態について、図面を参照して以下に詳細に説明する。

図１は本発明のシート状基材供給装置の要部構成の一例を説明する全体側面図であり、図２〜３は本発明装置の動作を例示したものである。

図１に示すように、本発明の供給装置は、上方に、水平方向に前後に駆動移動可能な基材搬送フレーム１と、該基材搬送フレーム１と対向する下方に、複数枚のシート状基材Ｓを重畳して積層する基材昇降スタック手段としての昇降リフター８（スタッカー）とを備える。なお、８ａは、シート状基材Ｓの前端部Ｓｆ又は後端部Ｓｒを当接して積載位置を規制する当接部であり、例えば、当接部８ａはシート状基材Ｓの前端部Ｓｆ側に、又は後端部Ｓｒ側に、又は前端部Ｓｆと後端部Ｓｒの両端側に設けられている。ここで前端部Ｓｆ、後端部Ｓｒは、平面矩形状のシート状基材Ｓの便宜上の名称であり、一般的にシート状基材Ｓにおいて搬送方向に対して先行する一辺を前端部と称し、その対辺を後端部と称するものである。

前記基材搬送フレーム１には、基材昇降手段としての下向きに昇降動作するエアーシリンダ２と、該エアーシリンダ２の作動ロッド２ａ下端にブラケット４ａを介して取り付けたシート状基材Ｓを、バキュームユニット１０（真空ポンプ）によるエアー吸引動作により吸着保持し、エアー吸引動作の解除により吸着保持を解除する吸着機構（基材吸着保持手段）としての昇降動作する吸着パッド４（吸盤、サクショングリッパーなど）とを備えている。

また、前記基材搬送フレーム１には、下向きに取り付けたエアーシリンダ６と、該エアーシリンダ６の作動ロッド６ａの下端に取り付けたシート状基材Ｓのズレ及び浮上りを防
止するズレ浮上り防止手段としての昇降動作する基材押付け部７とを備える。

前記吸着手段のシート状基材Ｓの一端部側（以下これを後端部Ｓｒ側と云い、他端部側を前端部Ｓｆ側として説明する）には、該吸着手段のエアーシリンダ２に取り付けた昇降動作する吸着パッド４のブラケット４ａに支軸部４ｂを介して回動可能に軸支され、エアーシリンダ２の上昇動作と同時に基材Ｓの後端部Ｓｒの後端（又は後端縁）、又は基材Ｓの後端部Ｓｒ側の後端（又は後端縁）両角部を基材Ｓの下方内側方向へ押圧する押圧変形機構（押圧変形手段）としての回動動作する押圧変形用レバー３を備える。

また、前記吸着手段の基材Ｓの後端部Ｓｒ側には、該吸着手段に対して独立して、ブラケット９ａに、持ち上げた基材Ｓの後端（又は後端縁）にエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段としてのエアーノズル９が取り付けられている。

前記押圧変形手段としての支軸部４ｂに軸支された押圧変形用レバー３は、該支軸部４ｂを中心に回動可能であり、また、該レバー３は、その中間部に設けた支軸部３ａとエアーシリンダー２の側部に設けた支軸部２ａとを連結する連結アーム５によって支持されている。そのためにレバー３は、押圧変形手段としてのエアーシリンダ２が上昇動作（基材Ｓの上面を吸着パットにより吸着して持ち上げ動作）する際に、支軸部４ａを中心に上方に矢印にて示す方向に回動して、基材Ｓの後端部Ｓｒの後端縁又は後端部Ｓｒ側の基材Ｓの後端縁の両角を、基材Ｓの下方内側方向へと押圧動作するようになっている。

また、エアーシリンダ２が下降動作（基材Ｓの上面を吸着パットにより吸着するために下降動作）することにより、支軸部４ａを中心に上方に矢印にて示す方向に回動して、基材Ｓの後端部Ｓｒの後端縁又は後端部Ｓｒ側の基材Ｓの後端縁両角への押圧を解除するようになっている。

本発明のシート状基材供給装置の動作を、図２〜図３に基づいて以下に説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、吸着パッド４は、エアーシリンダ２の下降動作により矢印方向に下降して、スタッカー８に重畳状態に積載されている最上部の基材Ｓの一端部（後端部Ｓｒ又は前端部Ｓｆ）上面に接触して停止すると共に、該最上部の基材Ｓの後端部Ｓｒをバキュームユニット１０（図１参照）によるエアー吸引により吸着する。その際に、レバー３も、支軸部４ａを中心に矢印方向に上向きに回動して、最上部の基材Ｓの後端部Ｓｒから離反して停止する。

それと共に、エアーシリンダ６の下降動作により基材押付け部７を矢印方向に下降させて、積載されている基材Ｓの後端部Ｓｒより内側（基材前端部Ｓｆ側）の最上部の基材Ｓの上面を上部より押圧する。

続いて、図２（ｂ）に示すように、前記吸着パッド４は、最上部の基材Ｓの後端部Ｓｒを吸着した状態、及び基材押付け部７にて最上部の基材Ｓの上面を押圧した状態にて、前記エアーシリンダ２の上昇動作により矢印方向に上昇して、最上部の基材Ｓの後端部Ｓｒを上方に持ち上げて停止する。その際に、レバー３は、支軸部４ａを中心に矢印方向に下向きに回動して、最上部の基材Ｓの後端部Ｓｒの後端縁（又は後端縁角隅）に接触して、基材Ｓの後端部Ｓｒを下向き内方に押圧するようにして停止する。

このレバー３による基材後端部Ｓｒの後端縁（又は後端縁角隅）に対する下向き内方への押圧により、図２（ｃ）の部分拡大側面図に示すように、前記基材後端部Ｓｒは湾曲して、吸着パッド４にて吸着され持ち上げられた状態の最上部の１枚の基材Ｓ後端部Ｓｒと、その基材Ｓの下面側に吸着して一緒に持ち上げられている１枚乃至数枚の基材Ｓ後端部
Ｓｒとの間（境界面）に剪断応力が発生する。そして、この剪断応力が、基材Ｓ間の吸着力に抗して、各々基材Ｓを捌き、基材Ｓ間に隙間を発生させて分離させる。

この際に、さらに、この分離を確実にするために、図２（ｃ）に示すように、吸着保持された複数枚の基材Ｓのうち、最上部の基材Ｓとそれ以下の基材Ｓとの間にできた隙間に、エアーノズル９より圧縮エアーａを吹き付けて、基材Ｓ間の空気層を拡大させることにより、基材Ｓ間の分離を促進させる。

この基材後端部Ｓｒに対する下向き内方への押圧による剪断応力、又はこの剪断応力と圧縮エアーａの吹き付けにより、図３（ａ）に示すように、最上部の１枚の基材Ｓを吸着パッド４にて吸着保持しつつ、それより下側の１枚乃至数枚の基材Ｓを分離して、スタッカー８上に積載されている下方の基材Ｓ面に落下させる。

続いて、図３（ｂ）に示すように、エアーシリンダ６の上昇動作により基材押付け部７を矢印方向に上昇させて、積載されている基材Ｓの後端部Ｓｒより内側（基材前端部Ｓｆ側）の最上部の基材Ｓ面に対する押し付け動作を解除する。その後、基材搬送フレーム１を、水平方向への駆動を行うエアーシリンダー又はラック・アンド・ビニオンギア等による公知の水平反復移動機構（図示せず）により、実線矢印方向（基材の前端部Ｓｆ側）に水平移動動作させて、吸着パッド４にて吸着保持されている基材Ｓを吊り上げながら、基材の前端部Ｓｆ側にある所定の基材加工装置、工程等の基材供給すべき装置、工程側に供給するものである。

また、所定の基材加工装置、工程等の基材供給すべき装置、工程が基材の後端部Ｓｒ側にある場合には、基材搬送フレーム１を、水平方向への駆動を行うエアーシリンダー又はラック・アンド・ビニオンギア等による公知の水平反復移動機構（図示せず）により、点線矢印方向（基材の後端部Ｓｒ側）に水平移動動作させて、吸着パッド４にて吸着保持されている基材Ｓを吊り上げながら、所定の基材加工装置、工程等の基材供給すべき装置、工程側に供給するようにしてもよい。なお、その際に、基材Ｓの後端部Ｓｒの端縁とエアーノズル９とが互いに接触するような場合には、エアーノズル９本体又は該ノズル９先端部を適宜な昇降手段にて、供給される基材Ｓの下面側に一時的に退避させて接触しないように下降動作させることは可能である。

本発明においては、前記エアーシリンダ６の作動ロッド６ａに取り付けた昇降動作する前記基材押付け部７は、本来の積載された基材Ｓ面に対する押し付け機能と共に、基材Ｓ面を吸着保持する吸着保持機能を有するように、吸着パッド４と同様の吸着パッド７ａ（図１参照）としてもよい。

これにより、最上部の基材Ｓを、吸着パッド４と、基材押付け部７（吸着パッド７ａ）とにより、基材の後端部側と後端部側との両方にて吸着保持して、基材Ｓを吊り上げながら、所定の基材加工装置、製造作業工程等の基材供給すべき装置、工程側に供給するものである。

この基材後端部Ｓｒに対する下向き内方への押圧動作、又は基材後端部Ｓｒに対する下向き内方への押圧動作とエアーの吹き付け動作によって、スタッカー８上に重畳積載されたシート状の基材Ｓ群から、確実に一枚ずつ基材Ｓが取り出され、次工程へ搬送することができる。

なお、上記に説明する例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、その特許請求の範囲を逸脱しない範囲内において設計変更が可能である。例えば、基材押付け部７（基材押付け機構）は、前述したように、単に押圧する機構であることに限らず、吸着パッド４のよう
に搬送用の吸着機構により押圧することも含むものである。また、基材Ｓの後端部（又は後端角隅部）を基材Ｓの下方内側へ押圧するレバー３（押圧機構）は、一角隅に限らず、複数の角隅に設置することを含むものである。

また、レバー３（押圧機構）は、基材搬送フレーム１側に昇降可能に取り付けた吸着パッド４に回動可能に軸支して取り付けたものであることに限らず、基材Ｓを積載するスタッカー８（昇降リフター）側に回動可能に軸支して取り付けたものでもよい。

本発明のシート状基材供給装置の一実施の形態を説明する全体側面図。（ａ）〜（ｂ）は本発明のシート状基材供給装置の動作を説明する全体側面図、（ｃ）は本発明のシート状基材供給装置の部分拡大側面図。（ａ）〜（ｂ）は本発明のシート状基材供給装置の動作を説明する全体側面図。

符号の説明

Ｓ…シート状基材
Ｓｆ…シート状基材の前端部
Ｓｒ…シート状基材の後端部
１…基材搬送フレーム
２…吸着パッド昇降用エアーシリンダ
３…押圧変形用レバー
４…吸着パッド
５…連結アーム
６…基材押付け用エアーシリンダ
７…基材押付け部
７ａ…吸着パッド
８…基材昇降用リフター（スタッカー）
９…エアーノズル
１０…バキュームユニット

Claims

互いに重畳した状態で積層されたフレキシブルなシート状基材を、上面より一枚ずつ吸着して自動搬送するシート状基材供給装置において、
該シート状基材の一端部の少なくとも一個所以上を吸着する吸着機構と、
前記吸着機構を保持するブラケットおよび上下動させるエアーシリンダーと、
前記エアーシリンダーの側部に設けられた第１の支軸部に回動可能に連結された連結アームと、
前記連結アームの端部に第２の支軸部を介して連結され、かつ、前記ブラケットに設けられた第３の支軸部に連接される押圧変形用レバーと、を備え、
前記押圧変形用レバーは、前記吸着機構が前記シート状基材を吸着して前記エアーシリンダーが上昇を始めてから該シート状基材の前記一端部の端縁に接触して斜め下方に向くように強制的に押圧変形させて該シート状基材の該一端部に曲率を与えることにより、
前記吸着機構により同時に吸着された複数枚のシート状基材間に空気層を形成して基材間分離を助長し、前記シート状基材の複数枚取りを防止することを特徴とするシート状基材供給装置。
互いに重畳した状態で積層されたフレキシブルなシート状基材を、上面より一枚ずつ吸着して自動搬送するシート状基材供給装置において、
該シート状基材の一端部の少なくとも一個所以上を吸着する吸着機構と、
前記吸着機構を保持するブラケットおよび上下動させるエアーシリンダーと、
前記エアーシリンダーの側部に設けられた第１の支軸部に回動可能に連結された連結アームと、
前記連結アームの端部に第２の支軸部を介して連結され、かつ、前記ブラケットに設けられた第３の支軸部に連接される押圧変形用レバーと、を備え、
前記押圧変形用レバーは、前記吸着機構が前記シート状基材を吸着して前記エアーシリンダーが上昇を始めてから該シート状基材の前記一端部の端縁両角隅部に接触して斜め下方に向くように強制的に押圧変形させて該両角隅部に曲率を与えることにより、
前記吸着機構により同時に吸着された複数枚のシート状基材間に空気層を形成して基材間分離を助長し、前記シート状基材の複数枚取りを防止することを特徴とするシート状基材供給装置。
請求項１又は２記載のシート状基材供給装置において、前記シート状基材の一端部が該シート状基材の前端部若しくは後端部であることを特徴とするシート状基材供給装置。
請求項１乃至３のいずれか１項記載のシート状基材供給装置において、前記吸着機構より内側のシート領域にて、シート状基材の前記一端部の少なくとも一個所以上を前記吸着機構により吸着して上昇させる前記シート状基材の積層されたシート状基材面に上部より押し付ける押付け機構を備え、該押付け機構による押付けにより、上昇させる前記シート状基材による積層されたシート状基材の浮き上りを押さえ、より大きな曲率を該シート状基材の前記一端部に与えるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置。
請求項４記載のシート状基材供給装置において、前記押付け機構は、複数枚同時吸着時の一枚目以降のシート状基材が分離落下の際に、積層されたシート状基材上からずれるのを防止することを特徴とするシート状基材供給装置。
請求項１乃至５のいずれか１項記載のシート状基材供給装置において、前記押圧変形用レバーのシート状基材との接触面に、押圧変形時におけるシート状基材の下方への滑りを防ぐ滑り止め部を設け、押圧変形されるシート状基材の前記一端部に、より大きな曲率を付けるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置。
請求項１乃至６のいずれか１項記載のシート状基材供給装置において、前記押圧変形用レバーによりシート状基材の前記一端部に曲率を与えることにより生じた該基材間の空気層へ圧空を送風する送風機構を備え、該送風により、空気層を強制的に拡大して、シート状基材の分離をより確実且つ短時間で行えるようにしたことを特徴とするシート状基材供給装置。