(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を単層化する装置（１）であって、
アクチュエータ（１１）と、前記アクチュエータ（１１）に連結されたシート材採取部（１２）とを有し、前記アクチュエータ（１１）は前記シート材採取部（１２）の位置を変更するように構成されており、前記シート材採取部（１２）は、複数のシート材片（５−１、…、５−ｎ）が鉛直線方向（ｙ）に沿って、互いに重なって積層配置されたシート材積層体（５）から、個々のシート材片（５−１）を採取するように構成される装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）に、前記鉛直線方向（ｙ）と略平行の回動軸（ｒ）を中心として往復回動運動させ、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を採取させるように構成されており、前記往復回動運動の周波数は、１ｋＨｚより大きいことを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、その先端に採取用頭部（１２２）を有し、かつ／またはその基端に、前記アクチュエータ（１１）と連結する連結体（１２１）を有することを特徴とする装置（１）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置（１）において、
前記シート材採取部（１２）は、前記回動軸（ｒ）に対し、回転対称となるように、構成されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項４】
請求項２または３に記載の装置（１）において、
前記採取用頭部（１２２）は、凸型、平面型、または凹型の周状外形を有することを特徴とする装置（１）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）と略垂直の第１の方向（ｘ）に沿って直進運動させ、採取した個々のシート材片（５−１）をシート材の積層体（５）から取り去るように構成されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）と略垂直の第２方向（ｚ）に沿って直進運動させ、採取した個々のシート材片（５−１）をシート材積層体（５）から取り去るように構成されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）に沿って直進運動させ、前記個々のシート材片（５−１）を採取する前記シート材採取部（１２）を、該個々のシート材片（５−１）の表面（５１）に所定の力で押し付けるように構成されることを特徴とする装置（１）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記回動軸（ｒ）を中心とした前記往復回動運動が及ぶ角度範囲は、１０°未満であることを特徴とする装置（１）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記個々のシート材片（５−１）と接触する前記シート材採取部（１２）は、弾性材料を有することを特徴とする装置（１）。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、第１の材料からなる本体（１２−１）と、第２の材料からなり、前記本体（１２−１）に施される被覆体（１２−２）とを有し、前記第２の材料は前記弾性材料を含むことを特徴とする装置（１）。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、前記回動軸（ｒ）を中心とする前記シート材採取部（１２）の前記往復回動運動によって、かつ前記アクチュエータ（１１）により生成され、前記シート材採取部（１２）を前記個々のシート材片（５−１）の表面（５１）に押し付ける力によって、前記シート材採取部（１２）と前記個々のシート材片（５−１）との間に引力を惹起し、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を取り去るように構成されることを特徴とする装置（１）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は直進部（１１１）と回動部（１１２）とを有し、前記直進部（１１１）は、前記シート材採取部（１２）の位置を前記鉛直線方向（ｙ）に沿って変更するように構成され、前記回動部（１１２）は、前記シート材採取部（１２）に、前記回動軸（ｒ）に対する前記往復回動運動を行わせるように構成されることを特徴とする装置（１）。
【請求項１３】
アクチュエータ（１１）と、前記アクチュエータ（１１）に連結されたシート材採取部（１２）とを有する装置（１）であって、前記アクチュエータ（１１）は前記シート材採取部（１２）を位置変更するように構成され、前記シート材採取部（１２）は、多数（複数）のシート材片（５−１、…、５−ｎ）が鉛直線方向（ｙ）に沿って互いに重なり合い、層状に配置されるシート材の積層体（５）から、個々のシート材片（５−１）を採取するように構成される、装置（１）を用いてシート材を単層化する方法であって、
前記アクチュエータ（１１）を用いて、前記シート材採取部（１２）に、前記鉛直線方向（ｙ）と略平行の回動軸（ｒ）を中心として１ｋＨｚより大きい周波数で往復回動運動させ、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を採取させるステップを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文のシート材単層化（単離）装置と、請求項１５の前文のシート材単層化方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なシート材単層化装置は、アクチュエータと、アクチュエータに連結されたシート材採取部とを備えている。アクチュエータは、例えばシート材採取部を直進運動または回転運動に付して、シート材採取部の位置を変更するように構成されている。例えば、既知のシート材採取部はローラーの形式で設計されている。本明細書におけるシート材採取部は、シート材積層体、すなわち鉛直線方向に互いに重なって積層配置された多数のシート材片からなる、シート材の積層体から、一層ずつシート材片（単層シート）を採取するように構成されている。
【０００３】
シート材は、例えば紙シート、厚紙シートでもよく、または例えば、銀行紙幣、法定紙幣、小切手などの有価証券用紙であってもよい。従って、シート材の積層体の個別例には、例えば、有価証券用紙、紙シート、または厚紙シートの積層体が含まれる。
【０００４】
一般的なシート材単層化装置は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のシート材採取部は振動コンベヤーベルトの形で構成されており、これによってシート材の積層体から個々のシート材片を回収できる。しかし、コンベヤーベルトはシート材の積層体の最上部のシート材片には当接せず、シート材の積層体の最下部のシート材片に当接する。こうして、シート材片は、振動コンベヤーベルトによりシート材の積層体の下側から抜き取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／００５７１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、シート材を確実かつ安定的に単層化し得る手段を提供することを目的とする。
【０００７】
この技術目的は、独立請求項１および１５のそれぞれの主題により達成される。好適な実施形態の特徴は従属項に記載される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、アクチュエータは、シート材採取部に、鉛直線方向と略平行の回動軸（回転軸）を中心に往復回動運動させ、シート材の積層体から個々の（各一枚の、単層の）シート材片を採取させるように構成される。個々のシート材片は、シート材積層体の最上部または最下部のシート材片であることが好ましい。
【０００９】
シート材は、例えば、紙シート、厚紙シート、または銀行紙幣、法定紙幣、小切手等の有価証券用紙であってもよい。シート材の積層体は、多数の同タイプのシート材片を有するものであることが好ましい。その場合、アクチュエータの制御が容易となる。シート材積層体のシート材片は、例えば、それぞれ一つの長さ、一つの幅、一つの高さを有する直方体形状をとるように構成され、例えば法定紙幣のように、各シート材片の高さは長さと幅に対し一定比をとる。
【００１０】
アクチュエータは、例えば、シート材採取部を上記の回動軸を中心とする往復回動運動に付すよう作動可能な電気機械的手段を備える。アクチュエータの正確な設計形態については、後程詳述する。
【００１１】
回動軸を中心とする往復回動運動の及ぶ範囲は、例えば１０°未満であってもよい。角度範囲は、一例として、約１°である。例えばこの場合、アクチュエータは、シート材採取部を回動軸を中心に約１°回動させ、続いて逆方向に回動運動を生じさせるように構成される。
【００１２】
往復回動運動の周波数（頻度）は、１ｋＨｚより大きいことが好ましい。例えば、往復回動運動の周波数は約４０ｋＨｚである。往復回動運動の周波数は、個々のシート材片の高さに従って決定されることが好ましい。例えば、周波数は高さの逆数値に比例する。
【００１３】
本装置のさらなる実施形態では、アクチュエータは、シート材採取部に、鉛直線方向に沿って直進運動（並進運動）させ、個々のシート材片を採取するシート材採取部で、個々のシート材片の表面を特定の力で押圧するように構成される。例えば、アクチュエータは、シート材採取部をシート材の積層体の上方に配置し、そこでシート材採取部を中心部分、最上部のシート材片の例えば中心点に押し付ける。
【００１４】
シート材採取部は、回動軸を中心とするその往復回動運動、及びアクチュエータにより生ぜられる、シート材採取部を個々のシート材片の表面に押圧する力により、シート材採取部と個々のシート材片との間に引力を生じさせ、シート材の積層体から個々のシート材片を取り去るように構成されることが好ましい。例えば、採取部と、採取されて、取り去られる個々の（各一枚の）シート材片との間に、接触、例えば、いわゆる表面対柔軟性表面間の接触が生じると、その接触によって引力の生成が惹起される。生成された引力を用いて、シート材の積層体から個々のシート材片を取り去ることが可能になる。この目的のため、アクチュエータは、シート材採取部を、鉛直線方向と略垂直で、個々のシート材片の長辺に略垂直の第１の方向に沿って直進運動させ、採取した個々のシート材片をシート材の積層体から取り去るように構成されていることが好ましい。あるいは、またはこれに加え、アクチュエータは、シート材採取部を、鉛直線方向と略垂直で、個々のシート材片の長辺とは略平行の第２の方向に沿って直進運動させ、採取したシート材片をシート材の積層体から取り去るように構成されていることが好ましい。
【００１５】
例えば、アクチュエータは、最初にシート材採取部をシート材の積層体の上方に配置し、そこでシート材採取部を最上部のシート材片の表面に押し付けるように構成される。その前、その間、またはその後に、アクチュエータは、シート材採取部に上記の往復回動運動をさせる。そのため、シート材片の表面上に位置するシート材採取部の先端部と、個々のシート材片の表面との間に、引力が生成される。その結果、シート材の積層体の最上部のシート材片が、シート材採取部の先端部に付着する。往復回動運動を維持しながら、上記第１の方向に沿って、および／または第２の方向に沿って、および／または鉛直線方向に沿って直進運動させ、シート材の積層体の最上部のシート材片のみがシート材の積層体から取り去られて、例えば、シート材収集容器、またはシート材送入装置および／またはシート材送出装置へと送り込まれる。
【００１６】
シート材採取部は、それがシート材の積層体の上方に配置されている間に、最上部のシート材片の表面を指向する先端部に、採取用頭部を有することが好ましい。さらに、アクチュエータと連結する連結体が、シート材採取部の基端部に設けられることが好ましい。連結体は、アクチュエータがシート材採取部に上記往復回動運動をさせる構成となるように、設計されることが好ましい。
【００１７】
例えば、シート材採取部は、回動軸に対する質量分布、および／または回動軸に対する寸法から見て、回転対称となるように、例えば略円筒状となるように構成される。シート材採取部が回転対称な構成をとることにより、往復回動運動中に力の不均衡が全く、または生じたとしてもわずかにしか生じない。
【００１８】
シート材採取部の先端部に設けられる採取用頭部は、凸型、平面型、または凹型の周状外形を有してもよい。例えば、シート材採取部は、シート材採取部の先端部が丸みを帯びて、つまり凸状または凹状に設計され、例えば採取用頭部が回動軸上に位置する基準点に対して略球対称に構成されるように設計される。シート材の積層体の最上部のシート材片の表面と、シート材採取部との接触面は、シート材採取部の凸状の採取用頭部を略球対称の構成とすることにより、比較的小さなものとなる。
【００１９】
さらに好ましい実施形態においては、個々のシート材片と接触するシート材採取部は弾性材料を有する。弾性材料は例えばシリコーン、または他のゴムタイプの材料、例えばエラストマーである。弾性材料は例えばショアＡ硬度約３０〜９５、例えばショアＡ硬度約４０である。
【００２０】
例示的な実施形態では、シート材採取部は、第１の材料からなる本体と、第２の材料からなり、前記本体に施された被覆体（coating）とを有し、前記第２の材料は弾性材料を含んでいる。被覆体は、例えば採取用頭部に施され、例えば表面被覆体として設計される。例えば、前記本体は長さ約１０ｍｍ、半径約５ｍｍの略円筒状となるように設計され、被覆体の厚さは例えば約０．５ｍｍである。
【００２１】
シート材採取部は、固定軸受によってアクチュエータに連結されることが好ましい。アクチュエータは、例えば回動部と直進部とを有する。回動部は、シート材採取部に上記往復回動運動を行わせるように構成される。鉛直線方向に沿ったシート材採取部の位置変更は、アクチュエータの直進部によって行われることが好ましい。シート材採取部の連結体は、アクチュエータの回動部に連結されることが好ましい。アクチュエータの直進部と回動部は、回転管継手によって連結されることが好ましい。
【００２２】
本装置は、例えば、アクチュエータを制御する制御ユニットを有する。制御ユニットは、例えば、制御プログラムに従って制御信号を発信し、その制御信号をアクチュエータに入力するように構成されている。該アクチュエータは、その制御信号を機械的動作に変換し、これによってシート材採取部に上記の往復回動運動および／または直進運動を行わせる。
【００２３】
さらに、本装置は、移動自在に取り付けられた連結片を有し、これによって、アクチュエータを、位置を固定して設置された基体に連結してもよい。例えば、連結片は、鉛直線方向に垂直な上記第１および／または第２の方向へと移動自在に取り付けられ、同様に制御ユニットによって作動される。この例の場合、シート材積層体最上部のシート材片の上方で、連結片を用いて、シート材採取部の位置決めを行ってもよく、その際、アクチュエータとシート材採取部は連結片とは連動しない。アクチュエータとシート材採取部は、シート材採取部を最上部のシート材片の表面に押し付け、シート材採取部に上記往復回動運動をさせるためにのみ、連結片と連動する。
【００２４】
独立請求項１５に係る方法は、本発明のさらに別の態様を構成する。本発明に係るシート材の単層化方法は、本発明のシート材単層化装置の利点を共有し、本発明の第１の態様に係る装置の、上述の好適な実施形態、特に従属請求項で定義される好ましい実施形態に対応する、好ましい実施形態を有する。これに関しては、上述の内容を参照するものとする。
【００２５】
この方法は、シート材採取部をシート材積層体の上方に配置する工程と、前記シート材採取部を前記シート材積層体の最上部のシート材片の表面に押し付ける工程と、前記シート材採取部を鉛直線方向と略平行の回動軸を中心として往復回動運動させる工程とを含み、これによって、シート材の積層体から個々のシート材片を採取して、取り去る方法であることが特に好ましい。この場合、シート材採取部は、シート材採取部を最上部のシート材片へ押し付ける前、押し付ける間、または押し付けた後に、往復回動運動するように設定される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の主題は、いかなるタイプのシート材の単層化にも適している。特に、本発明の主題は、法定紙幣または銀行紙幣などの有価証券用紙の単層化に適用することができる。
【００２７】
本発明の利点の一つは、特に、わずかな構成要素で、シート材の単層化を確実かつ安定的に、実行できる点にある。特に、本装置の場合、シート材採取部が最上部のシート材片を採取するとき、最上部のシート材片の下に位置する複数のシート材片が一体化して取り除かれるのを防ぐ相互摩擦部材を設ける必要なく、シート材の単層化を実行できる。
【００２８】
シート材を単層化する装置および方法に関する上記の説明では、すべてシート材採取部がシート材積層体の最上部のシート材片と接合するものとしているが、シート材採取部はシート材積層体最下部のシート材片と接合するものであってもよい。この変形例においては、シート材採取部は最下部のシート材片の下側に押し付けられ、同様に上記の往復回動運動をするように設定される。よって、この変形例は、上述の本発明の好ましい実施形態、特に従属項で定義される実施形態に相当する好ましい実施形態を有する。これに関しては、上述の内容を参照するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】３つのシート材片の概略断面図である。
【図２】シート材を単層化する装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示す装置の概略断面図である。
【図４】図２に示す装置のさらなる概略断面図である。
【図５Ａ】図２に示す装置におけるシート材採取部の概略断面図である。
【図５Ｂ】図２に示す装置におけるシート材採取部の概略断面図である。
【図５Ｃ】図２に示す装置におけるシート材採取部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下において、本発明の基礎となる概念を、図面に示す例示的な実施形態を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図２〜図４は、シート材単層化装置１の概略図である。図２は装置１の斜視図であり、図３及び図４は、この装置１の断面図である。
【００３２】
装置１は、シート材を単層化するように設計されている。具体的には、鉛直線方向ｙに沿って、互いに重なって積層配置され、シート材積層体５を構成する個々のシート材片５−１〜５−ｎを、単離することを意図するものである。この目的のため、装置１はシート材採取部１２を備え、該シート材採取部１２は装置１のアクチュエータ１１によって駆動される。これによって、アクチュエータ１１は、後程詳述する如く、シート材採取部１２に特定の動きを行わせる。このシート材採取部１２の概略断面図は図５に示されている。
【００３３】
以下では、図２〜５の全図を参照して、シート材を単層化する装置１の構成およびシート材を単層化する方法を説明する。次いで例示的に、装置１を操作するための具体的な制御パラメーターを計算する方法を、図１を用いて説明する。
【００３４】
アクチュエータ１１は、直進部１１１と回動部１１２とを有する。アクチュエータ１１は装置１の制御ユニット（図示せず）によって作動される。
【００３５】
直進部１１１は、シート材採取部１２の位置を、鉛直線方向ｙに沿って変更するように構成されており、シート材採取部は、アクチュエータ１１の回動部１１２により、鉛直線方向ｙと平行の回動軸ｒを中心として往復回動運動するように設定される。
【００３６】
さらに、直進部１１１および回動部１１２を有するアクチュエータ１１は、採取したシート材片５−１を、シート材積層体５からｘ方向またはｚ方向に向けて、取り去ることができるように、鉛直線方向ｙと略垂直となる第１の方向ｘ、および／または第２の方向ｚに沿って移動自在に配置されている。
【００３７】
シート材積層体５は、例えば、紙シート、厚紙シート、有価証券用紙（例えば、銀行紙幣、法定紙幣、または小切手）、または同様のシート状媒体の積層体である。この媒体は、鉛直線方向ｙに沿って互いに重なって積層配置され、、シート材積層体５を構成している。図示された例では、各シート材片５−１〜５−ｎは、同一の長さＬ、同一の幅Ｂ、同一の高さＨを有しているが、本発明の主題は、すべてのシート材片５−１〜５−ｎが同一寸法を有することを要するものではない。
【００３８】
個々のシート材片、具体的には最上部のシート材片５−１を採取するために、シート材採取部１２を連結したアクチュエータ１１は最初に、シート材の積層体５の上方に位置付けられる。その後、アクチュエータ１１は、シート材採取部１２を、最上部のシート材片５−１の表面５１、例えば図２に概略的に示されるように、最上部のシート材片５−１の中心に押し付ける。その後、アクチュエータ１１は、直進部１１１によって、シート材採取部１２を最上部のシート材片５−１の表面５１に所定の力で押し付ける。シート材採取部１２を表面５１に押し付ける前、押し付けている間、または押し付けた後に、アクチュエータ１１は、回動部１１２により、シート材採取部１２に、回動軸ｒを中心とする往復回動運動を行わせる。
【００３９】
回動軸ｒを中心とする往復回動運動の範囲は、１０°未満とされる。例えば、アクチュエータ１１は、シート材採取部１２を、回動方向ｒｒに沿って、回動軸ｒを中心に１°の角度φで回動させる。その後、アクチュエータ１１は、シート材採取部１２を、逆の回動方向ｒｒに沿って１°回動させ、このプロセスを特定の周波数（頻度）で繰り返す。この往復回動運動は、例えば１ｋＨｚ超の周波数で実行される。周波数は、例えば約２０〜４０ｋＨｚである。この周波数は、例えば個々のシート材片５−１の高さＨに基づいて決定される。例えば、周波数は個々のシート材片５−１の高さＨの逆数値に比例する。これに関しては、図１を参照して後程詳述する。
【００４０】
まず図５Ａ〜Ｃを参照して、シート材採取部１２のとり得る、例示的な設計形態について、詳述する。シート材採取部１２は、その基端部に連結体１２１を備え、これは図５で概略的にのみ示されている。シート材採取部１２は、連結体１２１により、アクチュエータ１１の回動部１１２と連結される。
【００４１】
シート材採取部１２は略円筒状に、特には、回動軸ｒに対して回転対称となるように設計される。シート材採取部１２は、その先端部に、採取用頭部１２２を備える。
【００４２】
図５Ａに示す例では、採取用頭部１２２は、回動軸ｒ上に位置する基準点Ｐに対して球対称で、かつ凸状に設計される。すなわち、採取用頭部１２２、よってシート材採取部１２の先端部は、凸型の周状外形を有する。このように、採取用頭部１２２の表面は、その表面上の各点が、基準点Ｐに対し、同一の（従って、球面の半径に相当する）距離Ｒをとるように設計されてもよい。この球面半径Ｒは、それぞれ、用途、またはシート材の種類に応じて定められる。
【００４３】
図５Ａに対応する例の場合、シート材採取部１２は、第１の材料から成形される本体１２−１と、第１の材料とは異なる第２の材料からなる被覆体１２−２とを有する。被覆体１２−２の第２の材料は、弾性材料、例えばシリコーンまたは他のゴムタイプの材料を含む。シート材採取部１２の本体１２−１の第１の材料の弾性は、被覆体１２−２の材料の弾性より低い。図示された例では、被覆体１２−２は、採取用頭部１２２にのみ設けられており、１ミリメートルまたはそれ未満の、例えば０．５ｍｍと薄い厚みを持つ。
【００４４】
但し、シート材採取部１２は、必ずしも凸型の周状外形および／または上記被覆体１２−２をその先端部に有する必要はない。図５Ｂの変形例の場合、採取用頭部１２２、従ってシート材採取部１２の先端部は略平面型の周状外形を有し、図５Ｃによる変形例の場合、採取用頭部１２２、従ってシート材採取部１２の先端部は略凹型の周状外形を有する。
【００４５】
採取対象のシート材片５−１、…、５−ｎのタイプによっては、採取用頭部１２２の周状外形は、特定の形状が他の形状よりも適切となる場合がある。図３と図４に示されるシート材採取部１２は凸型の周状外形を有する採取用頭部１２２を備えているが、その例示的な実施形態は、このような採取用頭部１２２に限定されるものではない。むしろ、図３と図４に係る例においても、採取用頭部１２２が略平面型または略凹型の周状外形を有してもよい。
【００４６】
アクチュエータ１１がシート材採取部１２を最上部のシート材片５−１の表面５１に押し付け、シート材採取部１２に上記往復回動運動をさせると、最上部のシート材片５−１の位置がｘ方向に第１距離Δ１だけ変更され、シート材片５−１の下位に位置するシート材片５−２の位置が第２距離Δ２だけ変更される。図４に明示されるように、第１の距離Δ１は、第２距離Δ２より著しく大きい。
【００４７】
最終的に、シート材採取部１２の接触圧およびシート材採取部１２の往復回動運動によって、シート材の積層体５から最上部のシート材片５−１を取り去ることができる。アクチュエータ１１は、シート材採取部１２の往復回動運動を維持しながら、シート材の積層体５から最上部のシート材片５−１を抜き取り、当該最上部のシート材片５−１を、例えばシート材送出装置（図示せず）に搬送してもよい。搬送されたシート材片５−１を届け終わると、アクチュエータ１１はシート材の積層体５に戻り、同様のプロセスで次のシート材片５−２を処理する。
【００４８】
シート材採取部１２は、回動軸ｒを中心とするその往復回動運動により、およびシート材採取部１２を最上部のシート材片５−１の表面５１に押し付ける、アクチュエータ１１により生成された力によって、シート材採取部１２と個々のシート材片５−１の間に引力が惹起され、シート材の積層体５から個々のシート材片５−１を取り去り得るように構成される。
【００４９】
シート材採取部１２の往復回動運動の周波数は、例えば以下の手順に従って決定してもよい。シート材の積層体５を、矩形断面を有する一本の棒としてモデル化する。この棒は、個々のシート材片５−１〜５−ｎの個数に相当するｎ個の仮想要素を備え、各要素は１つのシート材片に相当するものとする。これらのｎ個の要素のうちで、互いに重なり合う３つのシート材片５−１、５−２、５−３を例示する要素ｉ−１、ｉ、ｉ＋１を図１に示す。
下記方程式１によって、この棒の固有モードが決定される。
【００５０】
【数１】
0006625574.tif 000002
【００５１】
質量マトリクスＭと剛性マトリクスＫを決定するため、運動方程を立てる。ｎ個の各仮想要素間の連結はそれぞれ、剛性ｃを有するねじりばねとして調整される。この剛性ｃは、ねじりの対象となる要素のねじり角に関する以下の方程式（２）から導びかれる。
【００５２】
【数２】
0006625574.tif 000003
【００５３】
方程式（２）において、
Ｔはねじりトルクを表し、
Ｇは剛性率を表し、
Ｉｔは慣性の領域モーメントを表し、
ｄは棒の長さを表す。
【００５４】
ｉ番目の要素（シート材片）に対して、運動方程式（３）は以下となる。
【００５５】
【数３】
0006625574.tif 000004
【００５６】
方程式（３）において、Ｊは回転慣性を表す。ｎ番目の運動方程式は、下記の方程式（４）となる。
【００５７】
【数４】
0006625574.tif 000005
【００５８】
３つのシート材片（ｎ＝３）を有するシート材積層体の場合、質量マトリクスＭと剛性マトリクスＫは下記のようになる。
【００５９】
【数５】
0006625574.tif 000006
【００６０】
２つのマトリクスＭおよびＫによる棒の詳細な記述を用い、固有ベクトルによって記述される各固有モード、及び固有周波数が決定できる。例えば、計算は、下表に示す以下のパラメーターを用いて実行される。
【００６１】
【表１】
0006625574.tif 000007
【００６２】
このデータ、例えば方程式（２）と表内の値とを使用し、例えば、シート材積層体５から、残りのシート材片５−２〜５−ｎを併せて取り去ることなく、最上部のシート材片５−１を取り去るための往復回動運動の周波数は、４０．５９５ｋＨｚとなると決定できる。特に、シート材片５−１〜５−ｎの個数ｎとは関係なく、往復回動運動の周波数を決定することも可能である。なお上記の数値および計算方法は言うまでもなく、単に例示に過ぎないと理解されたい。
【００６３】
シート材を単層化する装置および方法に関する上記の説明は、すべてシート材採取部１２はシート材積層体５最上部のシート材片５−１に接合するものとして説明しているが、シート材採取部１２はシート材積層体５最下部のシート材片５−ｎと接合するものであってもよい。この変形例においては、シート材採取部１２は最下部のシート材片５−ｎの下側に押し付けられ、同様に上記の往復回動運動をするように設定される。
なお本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
シート材を単層化する装置（１）であって、
アクチュエータ（１１）と、前記アクチュエータ（１１）に連結されたシート材採取部（１２）とを有し、前記アクチュエータ（１１）は前記シート材採取部（１２）の位置を変更するように構成されており、前記シート材採取部（１２）は、複数のシート材片（５−１、…、５−ｎ）が鉛直線方向（ｙ）に沿って、互いに重なって積層配置されたシート材積層体（５）から、個々のシート材片（５−１）を採取するように構成される装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）に、前記鉛直線方向（ｙ）と略平行の回動軸（ｒ）を中心として往復回動運動させ、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を採取させるように構成されていることを特徴とする装置（１）。
〔態様２〕
態様１に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、その先端に採取用頭部（１２２）を有し、かつ／またはその基端に、前記アクチュエータ（１１）と連結する連結体（１２１）を有することを特徴とする装置（１）。
〔態様３〕
態様１または２に記載の装置（１）において、
前記シート材採取部（１２）は、前記回動軸（ｒ）に対し、回転対称となるように、（例えば略円筒状となるように）構成されていることを特徴とする装置（１）。
〔態様４〕
態様２または３に記載の装置（１）において、
前記採取用頭部（１２２）は、凸型、平面型、または凹型の周状外形を有することを特徴とする装置（１）。
〔態様５〕
態様１から４のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）と略垂直の第１の方向（ｘ）に沿って直進運動させ、採取した個々のシート材片（５−１）をシート材の積層体（５）から取り去るように構成されており、前記第１の方向（ｘ）は、好ましくは、前記個々のシート材片（５−１）の長辺（Ｌ）と略垂直であることを特徴とする装置（１）。
〔態様６〕
態様１から５のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）と略垂直の第２方向（ｚ）に沿って直進運動させ、採取した個々のシート材片（５−１）をシート材積層体（５）から取り去るように構成されており、前記第２の採取した方向（ｚ）は、好ましくは、前記個々のシート材片（５−１）の長辺（Ｌ）と略平行であることを特徴とする装置（１）。
〔態様７〕
態様１から６のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は、前記シート材採取部（１２）を、前記鉛直線方向（ｙ）に沿って直進運動させ、前記個々のシート材片（５−１）を採取する前記シート材採取部（１２）を、該個々のシート材片（５−１）の表面（５１）に所定の力で押し付けるように構成されることを特徴とする装置（１）。
〔態様８〕
態様１から７のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記回動軸（ｒ）を中心とした前記往復回動運動が及ぶ角度範囲は、１０°未満、例えば約１°であることを特徴とする装置（１）。
〔態様９〕
態様１から８のいずれか一態様に記載の装置（１）において、前記往復回動運動の周波数は、１ｋＨｚより大きく、例えば約２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚであることを特徴とする装置（１）。
〔態様１０〕
態様１から９のいずれか一態様に記載の装置（１）において、前記往復回動運動の周波数は、前記個々のシート材片（５−１）の高さ（Ｈ）に基づいて決定され、例えば、前記高さ（Ｈ）の逆数値に比例することを特徴とする装置（１）。
〔態様１１〕
態様１から１０のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記個々のシート材片（５−１）と接触する前記シート材採取部（１２）は、弾性材料、例えばシリコーンを有することを特徴とする装置（１）。
〔態様１２〕
態様１１に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、第１の材料からなる本体（１２−１）と、第２の材料からなり、前記本体（１２−１）に施される被覆体（１２−２）とを有し、前記第２の材料は前記弾性材料を含むことを特徴とする装置（１）。
〔態様１３〕
態様１から１２のいずれか一態様に記載の装置（１）において、前記シート材採取部（１２）は、前記回動軸（ｒ）を中心とする前記シート材採取部（１２）の前記往復回動運動によって、かつ前記アクチュエータ（１１）により生成され、前記シート材採取部（１２）を前記個々のシート材片（５−１）の表面（５１）に押し付ける力によって、前記シート材採取部（１２）と前記個々のシート材片（５−１）との間に引力を惹起し、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を取り去るように構成されることを特徴とする装置（１）。
〔態様１４〕
態様１から１３のいずれか一態様に記載の装置（１）において、
前記アクチュエータ（１１）は直進部（１１１）と回動部（１１２）とを有し、前記直進部（１１１）は、前記シート材採取部（１２）の位置を前記鉛直線方向（ｙ）に沿って変更するように構成され、前記回動部（１１２）は、前記シート材採取部（１２）に、前記回動軸（ｒ）に対する前記往復回動運動を行わせるように構成されることを特徴とする装置（１）。
〔態様１５〕
アクチュエータ（１１）と、前記アクチュエータ（１１）に連結されたシート材採取部（１２）とを有する装置（１）であって、前記アクチュエータ（１１）は前記シート材採取部（１２）を位置変更するように構成され、前記シート材採取部（１２）は、多数（複数）のシート材片（５−１、…、５−ｎ）が鉛直線方向（ｙ）に沿って互いに重なり合い、層状に配置されるシート材の積層体（５）から、個々のシート材片（５−１）を採取するように構成される、装置（１）を用いてシート材を単層化する方法であって、
前記アクチュエータ（１１）を用いて、前記シート材採取部（１２）に、前記鉛直線方向（ｙ）と略平行の回動軸（ｒ）を中心として往復回動運動させ、前記シート材の積層体（５）から前記個々のシート材片（５−１）を採取させるステップを含むことを特徴とする方法。
【符号の説明】
【００６４】
１    シート材単層化装置
１１    アクチュエータ
１２    シート材採取部
１２−１    本体
１２−２    被覆体
１２１    連結体
１２２    採取用頭部
５  シート材の積層体
５−１、…、５−ｎ    シート材片
５１    最上部のシート材片５−１の表面
Ｂ    個々のシート材片の幅
Ｌ    個々のシート材片の長さ
Ｈ    個々のシート材片の高さ
ｒ    回動軸
ｒｒ    往復回動運動の方向（回動方向）
Ｒ    球面半径
Ｐ    回動軸ｒ上の基準点
ｘ    ｘ軸／第１の方向
ｙ    ｙ軸／鉛直線方向
ｚ    ｚ軸／第２方向
Δ１    第１の距離
Δ２    第２距離
【図１】
0006625574.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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