(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ステーションにシートを定ピッチで間欠搬送する搬送装置であって、
前記作業ステーションで前記シートを着脱自在に保持するシート保持手段と、
前記作業ステーションのシート搬送方向で上流側と下流側のそれぞれに、シート搬送方向と平行な前後方向に往復移動可能に配置され、前記上流側と下流側のそれぞれの位置で前記シートを着脱自在に保持する一対のグリッパーと、
前記一対のグリッパーをばね材を介して連結し、両グリッパーの間隔を前記ばね材の伸縮範囲で可変自在とする連結部材と、
前記一対のグリッパーのうち一方に連結され、該一方のグリッパーをシート搬送方向と平行な前後方向に往復駆動させる駆動源とを具備し、
前記シート保持手段で保持されたシートの上流側または下流側を前記一対のグリッパーのうち他方で保持した状態で、前記一方のグリッパーを前記駆動源で前記ばね材を圧縮する方向に移動させてシートを保持し、その後、前記シート保持手段をシートから開放して前記両グリッパー間のシートを前記ばね材の伸展力で張設した状態で、当該シートと前記両グリッパーを前記駆動源でシート搬送方向に定ピッチで間欠搬送することを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記シート保持手段と前後一対の各グリッパーのそれぞれが、前記シートの幅方向両端部をシート表裏面から着脱自在に把持することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記作業ステーションに、前記シートの幅方向両端部を含む枠状部分の表裏面を着脱自在に把持する前記シート保持手段を可動に有し、このシート保持手段で把持される枠状部分で囲まれるシートに対して特定の作業をする作業機を配設したことを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺なシートをその長さ方向に定ピッチで間欠搬送するシート搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
身分証明証などに使用されるＩＣカードは、ＩＣチップや導電パターンのアンテナを２枚の薄いＰＥＴ樹脂などの樹脂シートでラミネート加工し、プレス打抜き機などでカードサイズに打ち抜いて製造される。樹脂シートは長尺ウェブ状シートで、これを巻回したシートロールからシートを繰り出して、ＩＣカード作成の各種作業ステーションに間欠搬送される。作業ステーションには、シートに対して印刷や部分的な打抜き、定寸カットなどの特定の作業をする作業機が設置される。シートが作業ステーションに間欠搬送されると、作業機が作動してシートを部分的に打ち抜く等の作業をする。このようなシートに対する作業は、シートに皺が生じないようにシートを張設した状態で行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
通常は、作業ステーションに間欠搬送されたシートをテンションローラで張設することが行われており、或いは、シートを張設した状態で作業ステーションに間欠搬送することが行われている。前者シート搬送の場合、作業ステーションに特別なテンションローラが必要であり、シートを作業ステーションに搬送してからテンションローラで張設するまで作業機を作動させることができない。後者シート搬送は、例えば図８に示すシート搬送装置で、次のように行われている。
【０００４】
図８（Ａ）に示すシート搬送装置は、シートロール１から繰り出されたシート２をガイドローラ３でガイドして図８の左から右に水平搬送する。この水平搬送路の途中の定位置に作業ステーションＳが配置され、作業ステーションＳに作業機Ｔが設置される。作業機Ｔは、シート２に対して位置決め保持した状態で部分的に打抜きなどの特有の作業をする。作業ステーションＳの前後に一対のグリッパー６、７がシート搬送方向Ｘに平行な前後方向に往復移動可能に配置される。作業機Ｔで特定の作業を受けた作業済みシート２は、例えばガイドローラ４でガイドされて巻き取りロール５に巻き取られる。
【０００５】
一対のグリッパー６、７のそれぞれは、シート２の裏面（下面）に沿って配置された下部グリップ６ａ、７ａと、シート２の表面（上面）に対して上下動する上部グリップ６ｂ、７ｂと、各上部グリップ６ｂ、７ｂを独自に上下駆動させる一対の上下駆動源（図示せず）を備える。前後一対のグリッパー６、７は所定長さの連結棒８で連結されて、間隔が一定に保持される。連結棒８の両端部が前後一対の下部グリップ６ａ、７ａに固定される。この一対の下部グリップ６ａ、７ａの一方が左右往復駆動源、例えばサーボモータ９で正逆回転駆動される直線状の送りねじ１０に螺装される。
【０００６】
図８（Ａ）は、作業機Ｔがシート２に対して作業をした状態を示す。このとき、シート２の作業ステーションＳのシート搬送方向で上流側と下流側の前後２箇所が前後一対のグリッパー６、７で保持される。この保持は、下部グリップ６ａ、７ａに対して上部グリップ６ｂ、７ｂを下降させて上下グリップでシート２を部分的に表裏面から把持することで行われる。シート２を長さ方向に張設した状態で前後一対のグリッパー６、７でシート２を順に把持することで、両グリッパー６、７間のシート２が張設された状態が保持され、この状態で作業機Ｔが作動してシート２に対して作業をする。
【０００７】
作業機Ｔが作業してシート２から離れると、図８（Ｂ）に示すようにサーボモータ９が送りねじ１０を所定の回転数だけ正回転させる。この正回転で前後一対のグリッパー６、７がシート２を張設して保持したままシート搬送方向Ｘに定ストロークだけ移動して、シート２を定ピッチ間欠搬送する。図８（Ｂ）の状態で作業機Ｔが作動してシート２に対して作業すると、前後一対のグリッパー６、７の上部グリップ６ｂ、７ｂが上昇してシート把持が解除される。次に、図８（Ｃ）に示すように、サーボモータ９が送りねじ１０を所定の回転数だけ逆回転させて、前後一対のグリッパー６、７をシート搬送方向Ｘと逆方向に定ストロークだけ移動させ、図８（Ａ）の元の位置に戻す。
【特許文献１】特開２００５−０７４９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８のようなシート搬送装置は機構的に簡単であるが、シートを張設して間欠搬送する前後一対のグリッパーの間隔を固定しているため、前後一対のグリッパーがシートの前後２箇所を保持して搬送する際に、シート自体の熱による伸展などで一対のグリッパー間のシートに弛みや皺が発生することがある。このようなシートの弛みや皺は微小であるが、シートに高精度に印刷や打抜きをするような場合は印刷ずれや打抜きずれの要因となり、シートから製作されるＩＣカードなどの製品の品質低下、製造歩留まり低下を招くことがある。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、長尺なシートを前後一対のグリッパーで保持して弛みや皺を発生させることなく張設した状態で間欠搬送するシート搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的を達成する技術的手段は、所定の作業ステーションにシートを定ピッチで間欠搬送する搬送装置において、作業ステーションでシートを着脱自在に保持するシート保持手段と、作業ステーションのシート搬送方向で上流側と下流側のそれぞれに、シート搬送方向と平行な前後方向に往復移動可能に配置され、上流側と下流側のそれぞれの位置でシートを着脱自在に保持する一対のグリッパーと、一対のグリッパーをばね材を介して連結し、両グリッパーの間隔をばね材の伸縮範囲で可変自在とする連結部材と、一対のグリッパーのうち一方に連結され、該一方のグリッパーをシート搬送方向と平行な前後方向に往復駆動させる駆動源とを具備し、シート保持手段で保持されたシートの上流側または下流側を一対のグリッパーのうち他方で保持した状態で、上記一方のグリッパーを駆動源でばね材を圧縮する方向に移動させてシートを保持し、その後、シート保持手段をシートから開放して両グリッパー間のシートをばね材の伸展力で張設した状態で、当該シートと両グリッパーを駆動源でシート搬送方向に定ピッチで間欠搬送する。
【００１１】
ここで、作業ステーションのシート保持手段は、シートをその表裏両面から把持するグリッパー構造やチャック構造の保持手段、シートを部分的に真空吸着する吸着保持手段が適用できる。このシート保持手段は、作業ステーションに配備されてシートに対して特有の作業をする作業機に付随の既存のもの、或いは、作業機とは独立して作業ステーションに配備されたものが適用できる。前後一対のグリッパーのそれぞれは、図８で説明したような一対、すなわちシートの裏面に沿う下部グリップとその真上で上下動する上部グリップを備えたものが適用できる。本発明においては、この前後一対のグリッパーを連結する連結部材（棒）の途中或いは片端にばね材を介挿して、ばね材のシート搬送方向での伸縮範囲で前後一対のグリッパーの間隔を可変に設定し、ばね材の伸展力で前後一対のグリッパーで保持されたシートを張設し、その状態で定ピッチ間欠搬送する。
【００１２】
本発明においては、シート保持手段と前後一対の各グリッパーのそれぞれが、シートの幅方向両端部をシート表裏面から着脱自在に把持する構造にすることができる。この場合、シートの幅方向両端部を除く幅方向中央部に対して作業機などで作業することができる。
【００１３】
また、本発明においては、作業ステーションに、シートの幅方向両端部を含む枠状部分の表裏面を着脱自在に把持するシート保持手段を可動に有して、このシート保持手段で把持される枠状部分で囲まれるシートに対して特定の作業をする作業機を配設することができる。このような作業機は、シートを金型で部分的に打ち抜くプレス機や、シートに部分的に印刷する印刷機などの既存設備が適用できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シート保持手段で保持されたシートの上流側または下流側を一方のグリッパーで保持し、他方のグリッパーを駆動源でばね材を圧縮する方向に移動させてシートの下流側または上流側を保持し、シート保持手段をシートから開放してばね材の伸展力で前後一対のグリッパー間のシートを張設することで、作業ステーションに間欠搬送されたシートは張設された状態にあって、常に良好な作業を受けることができ、シートから製作されるＩＣカードなどの製品の品質や製造歩留まりの向上を図ることができる。また、張設されるシートの張設度合いの調整が、ばね材のばね定数と、このばね材を圧縮させる際の一方のグリッパーの移動量の両方で行うことができて、各種のシートの張設度合いの高精度な微調が可能となり、シートを張設して間欠搬送する搬送装置の性能と製品的付加価値の改善が図れる。
【００１７】
また、前後一対のグリッパーを連結棒で連結した既存設備のシート搬送装置にばね材を追加的に設置することで、既存設備を応用して実施することができるといった設備投資的に有利なシート搬送装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図３に示すシート搬送装置２０は、図８に示すシート２を作業ステーションＳに間欠搬送する。図１に示すガイドローラ３、４は図８と同様のもので、シート２は水平な一方のガイドローラ３から他方のガイドローラ４に向けて水平に搬送される。この２つのガイドローラ３、４の間にシート搬送装置２０が配備される。
【００２０】
シート搬送装置２０は、定位置の作業ステーションＳに設置された作業機Ｔに付属のシート保持手段２１と、作業ステーションＳよりシート搬送方向Ｘで上流側と下流側に配置された前後一対のグリッパー２２、２３を有する。以下、必要に応じて上流側のグリッパーを第１グリッパー２２、下流側のグリッパーを第２グリッパー２３と称する。前後一対のグリッパー２２、２３は、長さ一定の棒状の連結部材２４で連結される。連結部材２４の途中箇所に、軸方向に伸縮自在なコイルスプリング状のばね材２５が介挿される。前後一対のグリッパー２２、２３は、ばね材２５を介して連結部材２４で連結される。第２グリッパー２３が単機の駆動源２６に直接に連結されて、シート搬送方向Ｘに平行な方向に往復駆動する。駆動源２６は、サーボモータ２７と直線状の送りねじ２８を備える。
【００２１】
作業機Ｔは、シート２を部分的に例えば矩形の金型で打ち抜くプレス機で、その概要を図１に示す。作業機Ｔで作業を受けるシート２を図４に示す。図４の符号１５は、シート２が作業機Ｔで打ち抜かれた打抜き穴であり、符号１６は作業機Ｔで打ち抜かれる前の作業を受ける被作業部分である。この被作業部分１６は、作業機Ｔで打ち抜かれるとシート２から分離されて、後述するようにＩＣカードなどに製品化される。長尺なシート２の長手方向に被作業部分１６が等間隔に設けられ、シート２は隣接する被作業部分１６の中心線間距離である定ピッチＰで間欠搬送される。作業ステーションＳを通過したシート２は、幅方向両端部１７と隣接する打抜き穴１５の間の桟部分１８が残った梯子形状で、この梯子形状シートがガイドローラ４でガイドされて巻き取りローラなどに巻き取られ、最終的には廃棄処分される。
【００２２】
作業機Ｔは、シート２の被作業部分１６を囲って表裏面からプレスするプレス枠としての機能を有するシート保持手段２１と、被作業部分１６を打ち抜く金型３１を備える。金型３１は、水平な作業台３２上に固定した下型３１ａと、下型３１ａに対して上下開閉動作する上型３１ｂを備える。金型３１を囲うように矩形枠状のシート保持手段２１が配備される。シート保持手段２１は、下型３１ａを囲う下部保持手段２１ａと、その真上で上下開閉動作する上部保持手段２１ｂを備える。下型３１ａと下部保持手段２１ａの上面に沿ってシート２が間欠搬送されて停止すると、上部保持手段２１ｂが下降してシート２の被作業部分１６の周辺部を下部保持手段２１ａにプレスし、被作業部分周辺部を保持する。この状態で上型３１ｂが下降して被作業部分１６を下方に打ち抜く。
【００２３】
前後一対のグリッパー２２、２３のそれぞれは、作業台３２上の図３で示す左右一対のリニアガイド３３にシート搬送方向Ｘに往復移動可能に保持される。上流側の第１グリッパー２２は、左右一対のリニアガイド３３に直交させて橋架させたスライドバー３４上の両端部に一対が設置される。この一対の第１グリッパー２２のそれぞれは下部グリップ２２ａと、その真上で上下開閉動作する上部グリップ２２ｂを有する。一対の上部グリップ２２ｂは１本の連結バー３５で一体に連結されて、一体的に上下開閉動作する。また、下流側の第２グリッパー２３も第１グリッパー２２と同様な構造で、左右一対のリニアガイド３３に直交させて橋架させたスライドバー３６上の両端部に一対が設置され、この一対の第２グリッパー２３のそれぞれは下部グリップ２３ａと、その真上で上下開閉動作する上部グリップ２３ｂを有する。一対の上部グリップ２３ｂは１本の連結バー３７で一体に連結されて、一体的に上下開閉動作する。各グリッパー２２、２３の上部グリップ２２ｂ、２３ｂのそれぞれは、図示しない独自の上下開閉駆動源（エアーシリンダなど）に直結されて、後述するように独自に開閉動作してシート２を着脱自在に把持する。
【００２４】
前後一対のグリッパー２２、２３のスライドバー３４、３６が前後で平行に対向し、この一対のスライドバー３４、３６の両端部間に一対の棒状連結部材２４が設置される。一対の連結部材２４は所定長さの金属棒で、それぞれの１箇所に同じばね定数のばね材２５が、軸方向に圧縮された状態で介挿される。連結部材２４は、一対のスライドバー３４、３６の平行度がリニアガイド３３で安定に確保される場合には、一対のスライドバー３４、３６の中央部に１本のみ配備すればよい。また、連結部材２４の途中箇所にばね材２５を介挿しているが、連結部材２４の端とスライドバー３４または３６の間に介挿するようにしてもよい。
【００２５】
図２に示すように、下流側の第２グリッパー２３のスライドバー３６に駆動源２６の送りねじ２８が螺装される。スライドバー３６の中央から片端側に偏った部所に固定されたナット部材２９に送りねじ２８が螺装される。送りねじ２８はシート搬送方向Ｘに平行なボールねじで、これを正逆回転させるサーボモータ２７が作業台３２上に固定される。このような駆動源２６は、図８と同様な駆動源を適用することができる。また、駆動源２６を下流側の第２グリッパー２３に直結してシート搬送方向Ｘに往復移動させているが、後述するように駆動源２６を上流側の第１グリッパー２２に直結してシート搬送方向Ｘに往復移動させることも可能である。
【００２６】
次に、シート搬送装置２０によるシート間欠搬送に伴う各種動作を、図５〜図７（Ａ）〜（Ｃ）の動作概要図を参照して説明する。
【００２７】
図５（Ａ）に示すように、シートロール１から繰り出されたシート２は、ガイドローラでガイドされてシート搬送装置２０の配備された作業ステーションＳに搬送され、作業ステーションＳで作業を受けたシート２は巻き取りロール５で巻き取られる。図５（Ａ）は、プレス機が作業開始する直前を示す。プレス機の下型３１ａに対して上型３１ｂが離れた開放状態にあり、プレス枠のシート保持手段２１も開放状態にある。前後一対のグリッパー２２、２３がシート２を保持（表裏面から把持）し、シート２は後述するようにばね材２５の伸展力で張設された状態にある。この状態でプレス機がプレス打抜き動作を行い、図５（Ｂ）の状態になる。
【００２８】
図５（Ｂ）は、シート保持手段２１の下部保持手段２１ａに対して上部保持手段２１ｂが下降してシート２を表裏面から把持した状態で、プレス機である下型３１ａに対して上型３１ｂが下降してシート２の被作業部分１６を打ち抜いた状態を示す。打ち抜かれた被作業部分１６は製品製作のためのワークとして外部に搬出される。プレス打ち抜き後、図５（Ｃ）に示すように前後一対のグリッパー２２、２３の上部グリップ２２ｂ、２３ｂが上限位置まで上昇してシート２から開放される。シート保持手段２１はシート２を保持したままである。
【００２９】
次に、図６（Ａ）に示すようにサーボモータ２７が作動して送りねじ２８を所定回転数だけ逆回転させる。この逆回転で第２グリッパー２３が図６で左方（シート搬送方向Ｘと逆方向）に所定のピッチＰ’で移動し、連結部材２４とばね材２５を介して第１グリッパー２２も同方向に同ピッチＰ’で移動する。この間、シート保持手段２１はシート２を保持したままである。前後一対のグリッパー２２、２３の左方への定ピッチＰ’移動が終了すると、図６（Ｂ）に示すように第１グリッパー２２の上部グリップ２２ｂのみが下降して下部グリップ２２ａとでシート２を把持する。この状態でサーボモータ２７を再度作動させて送りねじ２８を予め設定された回転数で逆回転させて、図６（Ｃ）に示すように第２グリッパー２３を左方に距離Δｄだけ移動させる。このΔｄの移動でばね材２５が圧縮される。即ち、作業ステーションＳのところでシート保持手段２１がシート２を把持し、この把持箇所より上流側の１箇所が第１グリッパー２２で把持されているので、開放状態にある第２グリッパー２３を図６で左方に距離Δｄだけ移動させても、第１グリッパー２２が静止状態にあってばね材２５のみが圧縮され、前後一対のグリッパー２２、２３の間隔が距離Δｄだけ縮まる。
【００３０】
次に、図７（Ａ）に示すように第２グリッパー２３の上部グリップ２３ｂを下降させて下部グリップ２３ａとでシート２を把持する。その直後、図７（Ｂ）に示すようにプレス機を開放する。つまり、シート保持手段２１の上部保持手段２１ｂを上昇させ、上型３１ｂを上昇させる。すると、圧縮状態にあるばね材２５が圧縮から開放されて伸展し、送りねじ２８で定位置に固定された状態にある第２グリッパー２３に対して第１グリッパー２２が離反する方向（シート搬送方向Ｘと逆方向）に移動して、前後一対のグリッパー２２，２３間のシート２がばね材２５の伸展力で張設され、シート２の弛みや皺が無くなる。前後一対のグリッパー２２，２３の間隔は、張設されたシート２の全長で保持される。
【００３１】
次に、図７（Ｃ）に示すようにサーボモータ２７で送りねじ２８を所定回転数だけ正回転させて、第２グリッパー２３をシート搬送方向Ｘに定ピッチＰで移動させる。この定ピッチＰで移動させて停止させた状態が、図５（Ａ）の状態であり、張設された状態にあるシート２の次の被作業部分１６が作業ステーションＳに間欠送りされて、図５（Ｂ）で説明したプレス打ち抜きの作業を受ける。
【００３２】
シート保持手段２１と前後一対の各グリッパー２２、２３は、シート２の幅方向両端部１７を把持するため、被作業部分１６のプレス打ち抜きなどの作業がシート保持手段２１や各グリッパー２２、２３で邪魔されることなく行える。また、シート２の被作業部分１６は、外力が加わることなく保護された状態にあるので、被作業部分１６を使用した製品の品質が安定し、製品の製造歩留まりが向上する。
【００３３】
また、前後一対のグリッパー２２，２３で把持され、ばね材２５の伸展力で張設されるシート２の張設度合いは、ばね材２５のばね定数と、図６（Ｃ）の段階で行われる戻り距離Δｄの両方、或いは、一方の調整で調整できる。この場合、ばね定数と距離Δｄの両方で調整することで、より高精度な微調が容易に行うことができる。
【００３４】
なお、本発明のシート搬送装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、単機の駆動源２６で第２グリッパー２３をシート搬送方向Ｘと平行な方向に往復駆動させたが、単機の駆動源２６で第１グリッパー２２をシート搬送方向Ｘと平行な方向に往復駆動させてもよい。この場合、各グリッパー２２、２３のシート着脱順序が変わるが、上記実施の形態と同様にしてシート２を張設して定ピッチ間欠搬送する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態を示すシート搬送装置の要部正面図である。
【図２】図１装置の要部平面図である。
【図３】図１装置の部分側面図である。
【図４】図１装置で搬送されるシートの部分平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は図１装置の動作の概要を説明するための３連続動作時の要部正面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は図１装置の動作の概要を説明するための図５（Ｃ）から続く３連続動作時の要部正面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は図１装置の動作の概要を説明するための図６（Ｃ）から続く３連続動作時の要部正面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は一般的シート搬送装置の動作の概要を説明するための各動作時の要部正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    シートロール
２    シート
１５    打ち抜き穴
１６    被作業部分
１７    幅方向両端部
２０    シート搬送装置
２１    シート保持手段
２１ａ    下部保持手段
２１ｂ    上部保持手段
２２    上流側のグリッパー、第１グリッパー
２２ａ    下部グリップ
２２ｂ    上部グリップ
２３    下流側のグリッパー、第２グリッパー
２３ａ    下部グリップ
２３ｂ    上部グリップ
２４    連結部材
２５    ばね材
２６    駆動源
２７    サーボモータ
２８    送りねじ
３１    金型
３１ａ    下型
３１ｂ    上型
Ｐ    定ピッチ
Ｓ    作業ステーション
Ｔ    作業機
Ｘ    シート搬送方向
Δｄ    距離
【図１】
0004397863.tif 000002
【図２】
0004397863.tif 000003
【図３】
0004397863.tif 000004
【図４】
0004397863.tif 000005
【図５】
0004397863.tif 000006
【図６】
0004397863.tif 000007
【図７】
0004397863.tif 000008
【図８】
0004397863.tif 000009