JP3947198B2 - 板材分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、層状に積載された複数枚の同じサイズの板材の中から最上層の板材を上方に分離する板材分離装置に関する。
この装置は、例えば金属板のプレス加工を実施する生産ライン等に適用することができる。

従来は、例えば鉄板などの多数重ねて積載された板材の最上部の板材を浮き上がらせるために、例えば磁力の強い磁石を備えたフロータなどを用いていた。図１４に従来のフロータ９０の用法を例示する。符号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、何れも厚さが０．５ｍｍ程度の鉄板を示しており、フロータ９０の強い磁力の作用により、鉄板Ｃ１，Ｃ２の各右端部Ｃ１ａ，Ｃ２ａは、それぞれ共に一時的にｓ極に磁化されている。このため、右端部Ｃ１ａと右端部Ｃ２ａとは磁力によって反発し、その結果、鉄板Ｃ１が上方に浮き上がる。
また、時に、この浮き上がりを確実にするために、鉄板Ｃ１と鉄板Ｃ２との間に、送風機を用いて周囲から空気を送り込むなどの補助的な対策が講じられる。

この様な従来のマグネットフロータを利用した、その他の従来の応用事例としては、例えば下記の特許文献１などにも具体的な開示がある。
特開平１０−２１６８６８

しかしながら、鉄板などの板材の表面には防錆用や加工用の油が一様に付けてあることが多いため、例えばその様な場合には、板材同士が固く密着してしまうことが少なくない。また、これらの現象は更に、板材の表面が平坦で滑らかな場合や、板材を多数積み重ねた場合や、或いはそれらの積載状態を長時間続けた場合などに特に顕著化し易い。
そして、例えばこの様にして板材同士が固く密着してしまうと、それらを従来のマグネットフロータや送風機などだけで、効率よく１枚ずつ十分確実に分離することは極めて困難になる。

また、上記の様な板材同士の強い密着に対するその他の対策としては、後の加工工程で切り捨てられる例えば板材の切り代部分などに予めダボ加工を施しておくことにより、板材間に予め隙間を確保しておくなどの方法も考えられる。
しかしながら、この様な方法を採用する場合には、当然ながらそのダボ加工工程の追加が必要となったり、板材を配給するリフタに１度に積載できる板材の枚数が減少したり、或いは、用いる加工機器に対してそのダボ加工による変形部位（特に凸部側）が加工処理の邪魔になる等の何らかの悪影響を及ぼすなどして、新たな派生問題が生じることも少なくない。例えば、金属板のプレス加工の場合には、ダボのために金型を大きくせざるを得なくなる場合もある。

また、従来のマグネットフロータでは、鉄板などの常磁性体を浮上させて分離することはできるが、樹脂、木材などの絶縁体や、或いはアルミニウム板材などを分離することはできない。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材を上方に効率よく確実に分離する装置を実現することである。

上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置において、第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に上記の凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、上記の接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを備える。

ただし、上記の距離調整手段は、上記の第１の板材ｗ１と接触部材との接触／非接触状態を適正に制御するものであって、次の手段の中から少なくとも一つを用いて構成することができる。
（手段ａ）例えば電動モータ、エアーシリンダなどの様な運動エネルギーを出力、消費する動力源（駆動装置）を用いて、接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄを自ら能動的に好適に制御する手段。
（手段ｂ）例えばつる巻きバネやゴム材などの様な弾性部材を用いて、接触部材と第１の板材ｗ１との間に生じる反力や或いは部品に作用する重力などの力に応答して、接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄを受動的に好適に変化させる手段。
この距離調整手段によって、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に上記の凹凸部の凸部を介入させることができる。なお、上記の距離調整手段は、上記の手段ａ，手段ｂの両方を用いて構成しても良い。

また、上記の距離調整手段は、第１の板材ｗ１を取り上げて持ち去る際の接触部材と板材ｗ１との間の干渉を回避又は緩和するために上記の接触部材を所定の方向に退避させる接触部材退避手段を兼ねて構成しても良い。
また、上記の接触部材は、直線状に形成しても円弧状に形成しても、或いはその他の曲線状に形成しても良い。

また、上記の隙間拡張手段が上記の接触部材を上方にずらす際のその隙間拡張手段がもたらす接触部材の運動形態は、例えば次の様な運動形態などの中から選択することができる。
（形態ａ）接触部材の接触部（凹凸部）を直線状に往復（又は線形振動）させる。
（形態ｂ）接触部材の接触部（凹凸部）を曲線状に往復（又は非線形振動）させる。
（形態ｃ）接触部材を回転させることにより接触部材の接触部（凹凸部）を回転運動させる。
（形態ｄ）接触部材をキャタピラ状或いはタイミングベルト状に形成して、所定の向きに巡回させる。

また、上記の凹凸の形成周期は、板材の厚さ以上に長いことが望ましく、更に望ましくは、板材の厚さの１．２倍から４倍程度が良い。この周期が短か過ぎると、接触部材の凹部に板材の縁が入り込まなくなるので、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に凹凸部の凸部を介入させることが難しくなる。また、この周期が長過ぎると、凸部の配置密度が低くなるので、所定の時間内に第１の板材ｗ１の縁の下方底面に凹凸部の凸部を介入させることができる確率が低くなる。
したがって、分離処理の確実性とスループットとを良好に両立させると言う観点から言えば、上記の凹凸の形成周期は板材の厚さの１．２倍から４倍程度がより望ましい。

また、上記の板材の磁性は任意で良い。即ち、上記の板材は、常磁性体や強磁性体などであっても良いし、例えば木材や絶縁樹脂などの様にそうでなくても良い。
また、上記の隙間拡張手段を実現するための駆動機構には、電動モータを用いても、リニアモータをもちいても、空気駆動式のピストンバイブレータを用いても、空気駆動式の回転子を用いても良い。これらの駆動機構の運動形態や駆動方式は任意で良い。
また、本発明の板材分離装置は、従来の板材分離手段と併用しても良い。即ち、本発明の板材分離装置は、従来のマグネットフロータや、或いは送風機などと併用することもできる。

更に、上記の接触部材を、第１の板材ｗ１の横幅以上の間隔を空けて複数相対峙させて設ける。
この対峙の形態は、必ずしも対称的である必要はなく、また、必ずしも１対１対応している必要もない。したがって例えば、両側に１台ずつ設ける必要はなく、片側に１台だけ設け、それと対峙するもう片側には２台設けても良い。

また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、上記の凹凸部の断面形状を、三角波形状または鋸歯形状に形成することである。
したがって、この様な凹凸部を有する接触部材としては、例えば市販の鋸の替え刃などを利用しても良い。また、この様な鋸の替え刃などを用いる場合には、それらを複数枚重ねて纏めて上記の凹凸部または接触部材を構成しても良い。

また、本発明の第３の手段は、層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置において、第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に上記の凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、上記の接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを備え、上記の接触部材で、線形に往復運動可能な並進体の少なくとも一部分を構成し、隙間拡張手段によって、鉛直方向から第１の板材ｗ１側に伏せ角θだけ傾いた方向に沿ってその並進体を線形に往復運動させることである。

即ち、この往復運動では、板材の略中央に立てた法線に、板材の上方で角度θで交わる直線の方向に沿って上記の並進体を線形に往復運動させる。
この伏せ角θは任意で良いが、３°〜３０°程度が特に好適である。ただし、更により望ましくは、１０°〜２０°程度が良い。また、この伏せ角θは、上記の往復運動中に変化しても良いし、或いは次の手段を用いてわざと変化させても良い。

（手段Ａ）例えば電動モータ、エアーシリンダなどの様な運動エネルギーを出力、消費する動力源（駆動装置）を用いて、上記の伏せ角θを自ら能動的に好適に駆動制御する手段。
（手段Ｂ）例えばつる巻きバネやゴム材などの様な弾性部材を用いて、接触部材と第１の板材ｗ１との間に生じる反力や或いは部品に作用する重力などの様な外力に応答して、上記の伏せ角θを受動的に好適に変化させる手段。
また、これらの手段（手段Ａ又は手段Ｂ）は、上記の距離調整手段や或いは上記の接触部材退避手段を兼ねて構成しても良い。

また、本発明の第４の手段は、上記の第３の手段の隙間拡張手段に、上記の並進体を線形に往復運動させる空気駆動式のピストンバイブレータを備えることである。

また、本発明の第５の手段は、上記の第３または第４の手段の距離調整手段に、並進体を並進可能に支持案内する案内部材と、案内部材を回動可能に支持する支点と、案内部材を支点の周りに回動駆動する回動駆動手段とを備えることである。

この回動駆動手段は、例えば電動モータやエアーシリンダなどの様な運動エネルギーを出力、消費する動力源（駆動装置）を用いて構成することができる。
ただし、この動力源（駆動装置）がもたらす駆動力は、バネなどを使って補ったり差し引いたりしても良いし、或いは部品の自重などを利用して加減したりしても良い。

また、本発明の第６の手段は、上記の第５の手段の距離調整手段において、上記の回動駆動手段を用いて伏せ角θを可変制御することにより距離Ｄを可変制御することである。

また、本発明の第７の手段は、層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置において、第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に上記の凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、上記の接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを備え、上記の距離調整手段に、第１の板材ｗ１の高さに応じて接触部材の高さを可変制御する高低制御手段を設け、この高低制御手段を用いて接触部材の高さを可変制御することにより上記の距離Ｄを可変制御することである。

また、本発明の第８の手段は、上記の第７の手段の高低制御手段において、接触部材に作用する重力と、接触部材に接触する第１の板材ｗ１からの接触部材に対する反力との均衡状態に基づいて接触部材の高さを決定することである。
ただし、上記の接触部材に作用する重力は、この接触部材の自重に限定されるものではなく、その他の部品の重さがこの接触部材に加重されていても良い。また、より厳密に言えば、上記の均衡状態には、第１の板材ｗ１と接触部材との間に作用する摩擦力や、接触部材を支持する支持部材からの反力なども係わり得るが、その様な均衡状態も、上記の均衡状態に含めるものとする。

また、本発明の第９の手段は、上記の第１乃至第８の何れか１つの手段において、第１の板材ｗ１とその直ぐ下の第２の板材ｗ２の間に生じた隙間に気体を送り込むエアーノズルを設けることである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。

以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、上記の距離調整手段を用いて接触部材の第１の板材ｗ１までの距離Ｄが常時好適に決定される。この距離Ｄを定める形態若しくは手段構成は、前述の手段ａまたは手段ｂを用いる具体的構成などに依存するが、この距離Ｄの好適化によって、第１の板材ｗ１の縁の下方底面に上記の凹凸部の凸部を良好に介入させることができ、かつ、その状態のまま前述の隙間拡張手段によって、第１の板材ｗ１とその直ぐ下の第２の板材ｗ２との間の隙間を拡張することができる。このため、第１の板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との間には隙間が強制的に形成される。したがって、本発明の第１の手段によれば、層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材を上方に効率よく確実に１枚ずつ分離することができる。

上記の作用をより確実にするためには、以下の少なくとも何れか１つの条件が成立していることがより望ましい。
（条件１）第１の板材ｗ１の縁がその直ぐ下の第２の板材ｗ２の縁よりも、接触部材寄りに若干突き出ていること。
（条件２）或いは、層状に積載された複数の板材間に水平方向の位置ずれが殆どない場合であっても、接触部材の凸部が第１の板材ｗ１の縁の下方底面だけを拾う様に、接触部材の第１の板材ｗ１に対する接触面が鉛直方向からある程度傾けてあること。

なお、上記の隙間には、送風機やエアーガンなどを使って空気を送り込むなどすることが望ましいが、必ずしもその様な必要性がある訳ではない。
また、本発明の板材分離装置には従来のマグネットフロータを併用しても良い。これにより、少なくとも一時的に磁化される材料から板材が形成されている場合には、第１の板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との間に一旦大きな隙間ができれば、その後は、従来と同様の磁力作用に基づいて、板材ｗ１と板材ｗ２との分離状態は、上記の接触部材の位置や状態とは無関係にそのまま良好に維持することができる。

更に、左右（または前後など）で相対峙する接触部材の間に層状に積載された複数の板材を配給することにより、板材ｗ１が板材ｗ２に対して左または右に若干ずれて積載されていた場合に、左右何れか一方の接触部材の凸部が板材ｗ１の裏側に容易に入り込める。したがって、接触部材の凹部に板材ｗ１の縁が容易かつ確実に嵌合するので、板材ｗ１を板材ｗ２から容易または確実に上方に引き剥がすことができる。

また、本発明の第２の手段によれば、接触部材の凹凸部を形成する際に、接触部材の凸部が板材ｗ１の裏側に入り込み易く、かつ、接触部材の凹部に板材ｗ１の縁が嵌合し易い形状の凹凸部を得ることができる。
また、この様な形状は、例えば市販の鋸の替え刃などを利用することなどにより、容易かつ安価に獲得することも可能である。

また、本発明の第３の手段によれば、接触部材の凸部を板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との間に介入させる手段を、接触部材を線形に往復運動させる単純な駆動機構により、簡単に構成することができる。また、接触部材や並進体などを線形に構成できるので、本発明の第３の手段は、装置の小型化にも寄与する。

また、本発明の第４の手段によれば、隙間拡張手段が空気による駆動方式となるため、電動モータが故障した場合に発生し得る発熱の問題や、或いは電気の短絡の問題などを容易かつ必然的に回避することができる。

また、本発明の第５の手段によれば、板材ｗ１の搬送路から接触部材を一時的に退避させるための退避手段を容易に構成することができる。
また、この様な回動駆動手段を用いて、接触部材と板材ｗ１との距離Ｄを随時適当に制御したり、接触部材を板材ｗ１に接触させた際の板材ｗ１からの接触部材に対する反力を動的かつ好適に調整したりすることができる。

また、本発明の第５の手段によれば、板材からの反力の伝達を支点とその他の支持部（：可動部または回転駆動手段など）の各部に分散させることができるので、支点や支持部などの各部の耐久性を良好に確保することができる。また、本発明の第５の手段によれば、てこの作用により支点と回転駆動手段との距離や回転駆動手段の動作範囲を短くしても、所望の移動量（距離Ｄ）を稼ぐことができるので、本発明の第５の手段は装置の小型化にも寄与しうる。

また、本発明の第６の手段によれば、伏せ角θを可変制御することにより、板材と接触部材との接点の高さも可変となり得るので、最上層の板材ｗ１の高さの変動に対しても、常時柔軟に対応できる。
したがって、例えば、積載された板材を下方から配給するリフト装置の高さ方向の位置付け精度が低い場合にも、本発明の板材分離装置を用いることができる。

また、本発明の第７の手段によれば、ワークを持ち上げつつ配給するリフタの上下方向における位置付け精度を高くしなくても、本発明の板材分離装置の側にて、板材ｗ１の縁と接触部材との接点に関する正確な位置付け制御（高低制御）をすることができる。
通常、多数の鉄板を積載した場合にはそれらのワークの総重量は非常に重くなり得るため、高精度に位置付けする装置（リフタ）も高価となり得る。しかし、本発明の板材分離装置は軽く構成することが容易であるので、本発明の第７の手段によれば、上記の接点に関する高い位置付け精度を安価な構成によって得ることができる。

また、最上層の板材ｗ１を、常時同じ高さにして長時間供給し続けることは容易ではなく、供給される板材ｗ１の高さ方向の変動幅としては、通常、少なくとも数ｃｍ以上の許容範囲があることが望ましいが、本発明の第７の手段によれば、その様な変動に対して十分大きな許容領域を確保することができるので、板材を長時間供給し続けることが十分可能または容易となる。

また、本発明の第８の手段によれば、第１の板材ｗ１と接触部材とを接触させる際のその両者間の位置関係やその両者間に作用する力を、接触部材などの部品の重さ調整によって簡単に最適化することができる。したがって、本発明の第８の手段によれば、装置の設計や調整が容易となる。

また、本発明の第９の手段によれば、別途送風機などを用意する必要がなくなる。また、板材分離装置と送風手段とが一体化されるため、板材ｗ１と板材ｗ２の間に生じた隙間に気体を送り込むエアーノズルを常時最適な位置に配置しておくことも容易となる。

なお、距離調整手段や回動駆動手段や隙間拡張手段や高低制御手段などに用いる駆動力は、エアーに限定されず任意で良い。エアーシリンダーなどの他にも、例えば電動モータや、リニアモータや、エアー駆動式の回転子などを使っても良い。また、上記の距離調整手段は、駆動力を用いない構成にしても良い。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。

図１に本実施例１の板材分離装置１００の適用形態を例示する。この図１は、積載された板材の中から、柔軟な蛇腹状のバキュームパッドＢＰで最上層の板材ｗ１を吸着する前の状態を示している。計２台の板材分離装置１００は、双方の接触部材１０２が互いに向き合う様に、左右に１台ずつ対峙させて配置されている。本図１の右側の板材分離装置１００に関しては、エアーチューブＡＴなどから構成される給気系の図示が省略してあるが、本図のシステムは左右対称に構成されている。

図２は、上記の板材分離装置１００の本体１０１の斜視図である。この本体１０１には、円柱形状の中空の長穴１０１ｃが鉛直方向に形成されており、給気口１０１ａは、その長穴１０１ｃの開口部を形成している。一方、この長穴１０１ｃに対しては、水平方向に等間隔に合計１２本の細い円柱形状の中空の枝管が設けられており、これらの各枝管の開口部は、本図２に図示する様に合計１２個のエアーノズル１０１ｂを形成している。

したがって、給気口１０１ａに対して給気すればこれにより、エアーノズル１０１ｂよりエアーが勢いよく噴出される。例えば図１のタイミングで給気口１０１ａへの給気を実施すれば、少なくとも１つのエアーノズル１０１ｂから噴出されたエアーが、最上層の板材ｗ１とその直下の板材ｗ２との間に形成される隙間に対して吹き込まれる。したがって、この作用により、その板材間の隙間をより確実に拡大させることができる。

図３は、第三角法に従って描かれた板材分離装置１００の部分的な外観図である。板材分離装置１００の本体１０１は、円柱形状の支点シャフトＫを用いて、背面板１１１に連結されつつ背面板１１１に対して回動可能に支持固定されている。この背面板１１１を有する図１の支持固定部材１１０の斜視図を図４に示す。この支持固定部材１１０は、基板１１０ｂ及び背面板１１１と一体に、Ｈ鋼材の形を変形した形状に形成されており、これらは、図１のネジｎ３を用いて図略の柱に固定される。

また、図４や図１に示す様に、この背面板１１１は、鉛直方向から伏せ角φをもってワーク側に傾いている。即ち、上端が鉛直方向から板材ｗ１側に伏せた背面板１１１の伏せ角φは、約１１°に固定されている。背面板１１１の回動支持部１１１ｂは、上記の支点シャフトＫを貫通させる穴１１１ｃを各端部にそれぞれ１つずつ合計２つ有している。

図３のネジｎ２によって本体１０１に固定された２枚の背面板ホルダ１０９のエンド１０９ａと、本体１０１の上端部が当接し得る上記の背面板１１１の上端部１１１ａによって、本体１０１の回動の動作範囲は図１に示す様に約１１°の角度領域に制限されている。即ち、背面板１１１と背面板ホルダ１０９は、本体１０１に対する可動範囲拘束手段を構成している。この背面板１１１と本体１０１との間にはバネ１０６が伸縮自在に保持されており、このバネ１０６は上記の回動動作を支配している。即ち、外力（：後述の回動駆動手段による駆動力など）が及んでいない場合には、背面板１１１はバネ１０６の付勢によって、エンド１０９ａに押しつけられる。これにより、外力がない場合には、背面板１１１と本体１０１とは、平行に対峙した状態で維持される。

また、図３のそれぞれ各５枚の鋸歯（鋸の替え刃）を重ね合わせて構成された２つの接触部材１０２は、図１に図示する様に何れもネジｎ１によって各並進体１０３に固定されている。これらの２つの並進体１０３は、本体１０１の長穴１０１ｃを挟んでいる。即ち、これらの２つの並進体１０３は、長穴１０１ｃの両脇に対称に配置されており、更に、これらの各並進体１０３には、被案内部材となるレール１０５が鉛直方向に通して固定されている。一方、本体１０１には計４箇所にレールホルダ１０４が固定されており、これらの各レールホルダ１０４は、上記の各レール１０５をそれぞれ、支持しつつ鉛直方向に案内する。

図１のピストンバイブレータ１０７は線形振動子であるピストンヘッド１０８をエアー駆動し、このピストンヘッド１０８の平頂部に底面が接着固定されている並進体１０３は、このピストンバイブレータ１０７のエアー駆動によって鉛直方向に振動する。この振動数は、ピストンバイブレータ１０７に供給されるエアーの流量や接触部材１０２に接触する板材の反力などに依存する。排気口１０７ａは、ピストンバイブレータ１０７に供給されたエアーを排気するための穴である。これらの構成により、接触部材１０２は、鉛直方向に振動することができ、これにより、接触部材を少なくとも上方にずらす本発明の隙間拡張手段が構成されている。

図１のエアーシリンダ１２０は、基板１１０ｂに固定されており、押圧部材Ｐをエアー駆動することにより、押圧部材Ｐを水平方向に往復運動させる。このエアーシリンダ１２０と押圧部材Ｐなどで、本体１０１を支点シャフトＫの周りで回動させる前述の回動駆動手段が構成されている。

したがって、本体１０１に及ぼされるバネ１０６の反力や板材からの反力や押圧部材Ｐの押圧力などの各力が釣り合う様に、本体１０１の伏せ角が決まる。また、この本体１０１の伏せ角によって、接触部材１０２（凹凸部）と板材ｗ１との距離が決まるので、上記の回動駆動手段は、接触部材１０２の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する本発明の距離調整手段を構成していると言うことができる。ただし、本図１では、その距離Ｄは略０ｍｍとなっているので、特に図示されていない。

図１のソレノイドバルブ１３０はエアーの給気先を二者択一する機能を奏し、図１に図示するタイミングでは、ソレノイドバルブ１３０によって、エアーはピストンバイブレータ１０７の側に給気されている。このため、エアーシリンダ１２０側には給気がなされず、よってこの時は、押圧部材Ｐはエアーシリンダ１２０によって押し出されないので、押圧部材Ｐは、本体１０１の背面下部（図２の１０１ｄ）を押さない。このため、本体１０１の位置決めに関しては、バネ１０６の付勢力が支配的となり、本体１０１は背面板１１１に背面板ホルダ１０９のエンド１０９ａが当接するまで、板材寄りに回動する。これにより、並進体１０３の伏せ角θは、背面板１１１の伏せ角φと略同じ大きさに維持される。
ただし、接触部材１０２は振動しつつ板材ｗ１，ｗ２に接触しているので、板材ｗ１，ｗ２の反力によってバネ１０６は若干の伸縮を繰り返す。このため、並進体１０３の伏せ角θも若干変動（振動）する。

図５は、バキュームパッドＢＰで最上層の板材ｗ１を吸着した後の板材分離装置１００の状態を例示する正面図である。
この図５のタイミングでは、ソレノイドバルブ１３０によって、エアーはエアーシリンダ１２０の側に給気されている。このため、ピストンバイブレータ１０７側には給気がなされず、よってこの時、並進体１０３は往復運動（線形振動）しない。同時に、エアーシリンダ１２０によって駆動されて押し出された押圧部材Ｐは、多数の板材が積載されている場所側へ本体１０１の背面下部１０１ｄ（図２）を水平に押しやるので、これにより本体１０１は支点シャフトＫの周りで回動する。その結果、並進体１０３の伏せ角θは約０°（鉛直）に制御される。

以下、これらの駆動手段に係わる制御手順について図６を用いて例示する。即ち、図６のフローチャートは、板材分離装置１００の制御手順を示している。これらの手順は図示する様に繰り返し実行すべきものである。
本制御手順では、まず最初にステップ３１０では、図１に図示する様に、エアーシリンダ１２０に対する給気を遮断すること、即ち、ソレノイドバルブ１３０から排出されるエアーの給気先を変更することにより、バネ１０６の付勢力に基づいて凹凸部（鋸歯）を備えた接触部材１０２を最上層の板材ｗ１の縁に押し当てる。

この時、ピストンバイブレータ１０７の側には、エアーが給気されているため、並進体１０３に固定された接触部材１０２は、伏せ角θだけ傾いた方向に沿って往復運動（線形振動）する。この往復運動や伏せ角θの若干の変動（振動）など作用によって、接触部材１０２の鋸歯の何れかの凸部が、最上層の板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との間に入り込む。その結果、鋸歯の何れかの凹部が板材ｗ１の縁と嵌合する。これらの動作によって、板材ｗ１と板材ｗ２との間に若干の隙間ができる。

次に、ステップ３２０では、少なくともこのタイミングで、図略のエアーチューブを使って図３の給気口１０１ａに対して給気して、板材ｗ１と板材ｗ２との間に形成された上記の隙間を拡大させる。そして、次のステップ３３０では、バキュームパッドＢＰを下方に移動して最上層の板材ｗ１の上面に押し当て板材ｗ１だけを吸着する。

その後、ステップ３４０にて、給気先をエアーシリンダ１２０に変更することにより押圧部材Ｐを押し出して、板材ｗ１が干渉しない位置まで接触部材１０２（凹凸部）を退避させる。更に次のステップ３５０では、板材ｗ１を吸着した状態のバキュームパッドＢＰをそのまま上昇させる。図５は、この時の板材分離装置１００の状態を示している。

これらの動作によって、板材ｗ１は図５の状態から所定の高さにまで更に上昇され、これによって、次の板材ｗ２が新たな最上層の板材（新たな板材ｗ１）となる。これらの制御手順（ステップ３１０〜３５０）を繰り返すことにより、積載された多数の板材を効率よく確実に１枚ずつ取り上げることができる。

以上の様な制御手順（図６の制御手順３００）は、ソレノイドバルブ１３０の給気先切換制御や、バキュームパッドＢＰの昇降／吸着制御や、給気口１０１ａに対する給気制御などをコンピュータを用いて自動的かつ周期的に実行することが望ましい。その様な制御手順を自動的に実行する制御装置は、上記の制御手順３００を実行可能な形式にプログラミングすることによって、そのプログラムを実行するコンピュータを中心として構成されるコンピュータシステムを用いて容易に実現することができる。
また、更には、層状に積載された多数の板材を配給するリフタの昇降制御などをも、同一の制御装置を用いて実施しても良い。
この様な自動化によって、確実な板材分離処理に関する高いスループットを獲得することができる。

なお、上記の板材分離装置１００には、更に本発明の高低制御手段を追加しても良い。図１の支持固定部材１１０は、基板１１０ｂ及び背面板１１１と一体に形成されており、これらは、ネジｎ３を用いて図略の柱に固定されているが、この柱に対して支持固定部材１１０や基板１１０ｂを鉛直方向に自在に駆動制御する様に構成すれば、その高低制御手段によって、板材ｗ１の高さが大きく変動した場合にも、接触部材１０２と板材ｗ１とが接触する際の並進体１０３の伏せ角θを最適な範囲内に納めたまま、上記の処理を継続することが可能となる。

この様な構成に従えば、多数の板材を積載したまま配給する図略のリフタの鉛直方向における板材位置付け精度を粗くしても、その高低制御手段によって、接触部材１０２と板材ｗ１との相対的な位置関係を最適に維持することができる。板材の積載枚数には理論的には制限がなく、その積載枚数の上限値が大きい場合には、リフタの積載重量の上限値も大きくなるので、リフタの鉛直方向における板材位置付け精度を高くするためには高いコストがかかる。しかしながら、上記の様な板材分離装置１００は、十分軽量に構成可能なため、支持固定部材１１０や基板１１０ｂを鉛直方向に高精度に位置付け制御する上記の高低制御手段は、比較的安価かつ容易に構成することができる。

また、上記の板材分離装置１００は、左右対称に配置せずに、何れか片方だけにしても良い。板材分離装置１００が配置されないもう片側には、例えば鉄板などで鉛直に切り立った壁を形成して、その壁面にワークを垂直に接触させておいても、上記と同様の制御手順に従えば、上記と略同様の作用・効果を得ることができる。

図７に、本実施例２の板材分離装置２００の概念図を示す。この板材分離装置２００は鉄板を分離するためのものであり、最上層の板材ｗ１を分離した後は実施例１と同様にして、図略のバキュームパッドでその最上層の板材ｗ１を吸着して上方に持ち去る形態を前提としている。この板材分離装置２００の主な構成要素は、マグネットフロータ２０１と接触部材２０２と回転体２０３と図略の送風機などである。

マグネットフロータ２０１のＮ極側は略平坦に形成されているが、他方のＳ極側には、鉛直平坦部２０１ｂの上に、凸部２０１ａが設けられている。下方から図略のリフタによって押し上げられて図示する位置に配給される最上層の板材ｗ１は、この凸部２０１ａの作用によって、回転体２０３の側に若干押し出される。これにより、板材ｗ１の底面は、接触部材２０２が有する凸部に当接し易くなる。

この押し出し作用を確実にするために、板材ｗ１に接触しているマグネットフロータ２０１を微小振動させたり、或いは板材ｗ１と板材ｗ２との間に成膜されている油膜の温度を制御するなどの、その他の補助的な対策を更に講じても良い。或いは、回転体２０３や接触部材２０２などを磁化させておくなどしても良い。

最上層の板材ｗ１のこの配給位置は上記のリフタによって精度よく保証されている。略円柱形状の回転体２０３はその中心に位置する回転軸Ｃの周りを正の方向（時計回り）に回転させてもよいし、正負両方向に往復（回動振動）させても良い。エネルギー効率の観点から言えば、正の方向に略一定速度で回転させておくことが望ましい。

回転体２０３の周りには、鋸歯形状の凹凸部を有する接触部材２０２が具備されており、これら回転体２０３と接触部材２０２とで本発明の隙間拡張手段が構成されている。回転軸Ｃは図略の弾性部材によって柔軟に支持されているため、図示するｘ軸の方向に若干往復運動（線形振動）することができる。本実施例２においては、この弾性部材が本発明の距離調整手段に相当している。即ち、この弾性部材の適度な弾性によって、接触部材２０２のｘ軸方向の位置と接触部材２０２のワークに対するｘ軸方向の圧力は常時好適に調整される。
また、図略の送風機が、板材分離装置２００とは分けて別途設けられており、板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との界面付近には、常時エアーが吹き込まれる。

この様な構成に従えば、板材ｗ１と板材ｗ２との間に接触部材２０２の鋸歯の凸部が介入した際には、上記の隙間拡張手段によって板材ｗ１が上方にずれるので、板材ｗ１とその直ぐ下の板材ｗ２との界面には隙間ができる。また、この隙間は上記の送風機の作用によって拡大されるので、固かった板材ｗ１と板材ｗ２との密着は、大幅に緩和される。これにより、マグネットフロータ２０１は従来通りに良好に作用するので、板材ｗ１と板材ｗ２とは完全に分離することができる。
したがって、このタイミングでバキュームパッドによって板材ｗ１を吸着し、上方に運び去れば良い。

また、マグネットフロータ２０１の凸部２０１ａの上方には傾斜面２０１ｃが形成されており、板材ｗ１はマグネットフロータ２０１のＳ極に常時吸い寄せられつつ下側の板材ｗ２とは互いに反発しあうので、板材ｗ１の左側の端部は傾斜面２０１ｃに沿って左上に浮上する。このため、直ぐ下の板材ｗ２から一旦分離された板材ｗ１は、左側に逃げるので再び接触部材２０２と長らく干渉し続けることはない。

この様な構成に従えば、回転体２０３を回転させる駆動制御を実行するだけで、板材分離装置２００を制御することが可能となる。
なお、上記の実施例２の構成では、ワークに対するリフタの鉛直方向における高い位置付け精度が要求されるが、前にも言及した様に、この様な位置づけは相対的なものであるので、本発明の高低制御手段を追加すれば、本実施例２の板材分離装置２００の側においてその様な高低制御を実行することは可能である。

図８は、第三角法に従って描かれた本実施例３の板材分離装置４００の設計図である。この板材分離装置４００の筐体は、窓４７０ａを有するカバー４７０と背面板４６０とから構成されている。スプラインナット４２０と共に上下方向に並進可能な鉛直並進体４１３は、スプラインナット４２０にボルト４１３ｂで固定されており、この固定によって、鋸刃４１１が装着された並進体４１０の伏せ角θは、約２０°に固定されている。並進体４１０の背面にはレールホルダ４１２が固定されており、鉛直並進体４１３には、このレールホルダ４１２を案内するガイドレール４１３ａが設けられている。これらは何れも上記の伏せ角θだけ傾けて配設されているので、レールホルダ４１２は、伏せ角θだけ傾いた方向に案内される。エアーシリンダ４１４は、この方向に並進体４１０をガイドレール４１３ａに沿って並進往復運動させるためのものである。

中央に鉛直に配設されたスプラインシャフト４３０は、背面板４６０に固定された軸支持バー４６１と軸支持バー４６２によって、自軸上で回動可能な様に支持されている。また、このスプラインシャフト４３０には鉛直方向に走る溝４３０ａがあり、スプラインナット４２０は、その溝４３０ａに入り込む凸部を有するのでその溝４３０ａに案内されて上下に並進往復運動することができる。図８の昇降エアーシリンダ４５０と鉛直アーム４５１は、この並進往復運動を駆動するためのものであり、スプラインナット４２０の上面には、下方からその裏面４２１ｂが鉛直アーム４５１によって突き上げられる突き上げ板４２１が固定されている。

図９にこの板材分離装置４００の動作形態を例示する。図８の状態から鉛直アーム４５１が昇降エアーシリンダ４５０の中に急速に退避された時には、これによって、鉛直アーム４５１の突き上げ板４２１に対するの下方からの支持が解除されるため、本図９に図示する様に鉛直並進体４１３はスプラインナット４２０と共にスプラインシャフト４３０に沿って落下する。

突き上げ板４２１は、その上面４２１ａがクッションラバー４９１に当接する位置と、その裏面４２１ｂがクッションラバー４９２に当接する位置との間で、上下方向に並進運動することができる。なお、鉛直並進体４１３は、スプラインナット４２０に固定されているので、鉛直並進体４１３の鉛直方向の位置は、クッションラバー４９２の上面から測った突き上げ板４２１の裏面４２１ｂまでの距離（高さｈ）で表すことができる。例えば図８の状態では、図１０に図示する様にこの高さｈは最大（ｈ_MAX ）になっている。

また、ブレーキ４２２は、この板材分離装置４００が取り扱う板材から鋸刃４１１が受ける反力によってスプラインナット４２０が上下方向にずれるのを防止するためのものであり、エアーシリンダ４２３によってブレーキ４２２が駆動されている間は、スプラインナット４２０の上下運動は禁止される。ブレーキ４２２の用途は、このスプラインナット４２０の上下運動の禁止のみであり、スプラインナット４２０のスプラインシャフト４３０周りの回転運動には特に係わらない。即ち、スプラインナット４２０を上下に並進させたり、スプラインナット４２０をスプラインシャフト４３０周りに回動させたりする場合などには、このブレーキは使用しない。

スプラインナット４２０をスプラインシャフト４３０周りに回動させる際の動作形態を図１０に例示する。回転部材４３１は、締結ボルト４３１ａによってスプラインシャフト４３０上に固定されており、この締結によってこれら（４３０，４３１，４３１ａ）は一体となってスプラインシャフト４３０の中心軸周りで回動することができる。ピン４３２は回転部材４３１に固定されており、ピン４６３は背面板４６０に固定されている。

本図１０に示す様に水平アーム４４１の一部分が図８の状態から、水平駆動エアーシリンダ４４０の中に更に退くと、この時、ピン４３２とピン４６３に固定されているつる巻きバネ４４３はその分縮むので、回転部材４３１に固定されているピン４３２は、回転部材４３１が水平アーム４４１のヘッド４４２に当接するまで図面左向きに引き寄せられる。この動作に伴い、回転部材４３１は、スプラインシャフト４３０の中心軸を中心として回動する。また、回転部材４３１は、スプラインシャフト４３０上に固定されているので、回転部材４３１が回動する時には、スプラインシャフト４３０自身も回転部材４３１と一体になって自軸上を同時に同じ向きに同じ角度だけ回動する。

また、前述の通りスプラインシャフト４３０には鉛直方向に走る溝４３０ａがありスプラインナット４２０はその溝４３０ａに入り込む凸部を有するので、回転部材４３１が回動する時には、スプラインナット４２０も、スプラインシャフト４３０や回転部材４３１と同時に同じ向きに同じ角度だけ回動する。
更に、鉛直並進体４１３は、スプラインナット４２０にボルト４１３ｂで固定されているので、上記の様な水平駆動エアーシリンダ４４０の駆動制御によって、鋸刃４１１を、図８に例示する様にカバー４７０の窓４７０ａから外に突き出させたり、図１０に例示する様にカバー４７０の中に退避させたりすることができる。勿論、鋸刃４１１を図８に例示する様にカバー４７０の窓４７０ａから外に突き出させる場合には、水平駆動エアーシリンダ４４０の駆動力を用いて、ヘッド４２２を図８や図９に示す位置まで押し出せば良い。

図１０に図示された回動角φは、当該装置４００が図８の状態に有る時に０°であり、図１０の状態では最大値φ_MAX （約１４°）になっている。
なお、鉛直並進体４１３の位置は、この回動角φと前述の高さｈとの組（ｈ，φ）で、一意に表現することができる。これらの各パラメータの範囲は、以下の通りである。
（パラメータｈ，φの範囲）
０≦ｈ≦ｈ_MAX ，
０≦φ≦φ_MAX ≒１４° …（１）
以下、（ｈ，φ）＝（ｈ_MAX ，φ_MAX ）なる鉛直並進体４１３の位置を鉛直並進体４１３の初期位置と言う。

（動作順序）
以下、本実施例３の板材分離装置４００の動作順序について説明する。これらの動作は、多層状に水平に積載された多数の板材を取り扱いの対象として、それらの板材の各縁をカバー４７０の前面４７０ｂにそれぞれ沿わせて案内した状態で実行する。

（１）まず最初に、上記の鉛直並進体４１３の初期位置（（ｈ，φ）＝（ｈ_MAX ，φ_MAX ））から、図８の状態（（ｈ，φ）＝（ｈ_MAX ，０°））になるまで、エアーシリンダ４４０の駆動制御によってヘッド４２２を押し出す。
（２）次に、図９に示す様に鉛直アーム４５１を昇降エアーシリンダ４５０の中に急速に退避させる。これによって、スプラインナット４２０や鉛直並進体４１３などがスプラインシャフト４３０に沿って落下する。
（３）この落下動作により、図１１−Ａに示す様に鋸刃４１１が板材ｗ１の縁に当たり、これによって上記の落下が停止する。

（４）次に、エアーシリンダ４２３の制御によってブレーキ４２２を駆動して、スプラインナット４２０及び鉛直並進体４１３の高さを固定する。
（５）次に、エアーシリンダ４１４を用いて並進体４１０を断続的に駆動制御することによって、図１１−Ｂ，−Ｃに示す様に、鋸刃４１１をガイドレール４１３ａに沿って、必要回数並進往復運動させる。この並進往復運動は２〜３回行えば良い。また、この時並行して、図８の給気口４８２からエアーブロー管４８０に空気を供給して、計１８箇所に設けられた各エアーブローノズル４８１（図８）からその空気を噴出させる。これにより、板材ｗ１と板材ｗ２との間に空気が送り込まれて、両者の分離が容易になる。

（６）次に、給気口４８２への給気を更に継続しつつ、図１２に示す様に、バキュームパッドＢＰで板材ｗ１を上方から吸着する。
（７）次に、エアーシリンダ４２３の制御によってブレーキ４２２を解除する。
（８）その後、給気口４８２への給気を更に継続しつつ、板材ｗ１を上方から吸着したバキュームパッドＢＰを図１３に示す様に上方に退去させる。この時並行して、突き上げ板４２１を鉛直アーム４５１で突き上げることによって、スプラインナット４２０や鉛直並進体４１３をスプラインシャフト４３０に沿って同時に上昇させる。この上昇速度は、バキュームパッドＢＰの上昇速度と略同じであることが望ましい。この様な設定によって、上方へ搬送中の板材ｗ１に対して鋸刃４１１が余計な作用を及ぼすことがなくなる。

ただし、これらの動作によって、板材ｗ１と板材ｗ２との間にある程度の隙間が生成されて、両者が略分離できた状態に至った時点より、その後は、各エアーシリンダ（４４０，４５０）の制御によって高さｈと回動角φをそれぞれ何れも各最大値（ｈ_MAX ，φ_MAX ）にまで増大させる。これによって、上方に搬送中の板材ｗ１に対して鋸刃４１１が余計な作用を及ぼすことなく、鋸刃４１１を筐体（ケース４７０）の中に退避させることができ、同時に、鉛直並進体４１３の位置が初期状態の位置に戻される。

以上の動作を１サイクルとして、板材分離装置４００を制御すれば、多層状に水平に積載された多数の板材の中から最上部の１枚の板材だけを上方に、繰り返し容易に取り出すことができる。
また、上記の板材分離装置４００では、板材ｗ１の縁と鋸刃４１１との距離を動的に制御するために、上記の各エアーシリンダ（４４０，４５０）が用いられるので、上記の板材分離装置４００では、板材ｗ１の縁と鋸刃４１１との距離を動的に制御するために伏せ角θを変化させる必要がない。したがって、上記の板材分離装置４００を用いれば、鋸刃４１１の伏せ角θを常時最適な角度（約２０°）に維持しておくことができる。

本発明の板材分離装置は、層状に積載された板材を１枚ずつ搬送したり分別したりする際にも使用することができる。
したがって、例えば、材質や厚さや重さなどは略一定であるが、例えば色などの詳細な仕様が互いに異なる多数の板材が不規則に混在されて重ねて積載されている場合に、これらの板材を自動的に分類する装置を構成したい場合などにも、本発明の板材分離装置は有用となる。

実施例１の板材分離装置１００の適用形態を例示する図（吸着前） 板材分離装置１００の本体１０１の斜視図 第三角法に従って描かれた板材分離装置１００の部分的な外観図 板材分離装置１００の支持固定部材１１０の斜視図 実施例１の板材分離装置１００の適用形態を例示する図（吸着後） 実施例１の板材分離装置１００の制御手順を例示するフローチャート 実施例２の板材分離装置２００の概念図 第三角法に従って描かれた実施例３の板材分離装置４００の設計図 実施例３の板材分離装置４００の動作形態を例示する正面図と平面図 板材分離装置４００の動作形態を例示する平面図 板材分離装置４００の動作形態を例示する側面図（落下） 板材分離装置４００の動作形態を例示する側面図（振動） 板材分離装置４００の動作形態を例示する側面図（振動） 板材分離装置４００の動作形態を例示する側面図（ＢＰ吸着時） 板材分離装置４００の動作形態を例示する側面図（Ｗ１搬送時） 従来のフロータ９０の用法を例示する模式的な側面図

符号の説明

１００ ： 板材分離装置（実施例１）
１０１ ： 本体
１０１ａ： 給気口
１０１ｂ： エアーノズル
１０２ ： 凹凸部を有する接触部材
１０３ ： 並進体
１０４ ： レールホルダ（案内部材）
１０５ ： レール（被案内部材）
１０６ ： バネ
１０７ ： ピストンバイブレータ
１０７ａ： 排気口
１０８ ： ピストンヘッド
１０９ ： 背面板ホルダ

１１０ ： 支持固定部材
１１１ ： 背面板
１２０ ： エアーシリンダ
１３０ ： ソレノイドバルブ
Ｋ ： 支点シャフト
Ｐ ： 押圧部材
ＢＰ ： バキュームパッド
ＡＴ ： エアーチューブ
ｗ１ ： 最上層の板材
ｗ２ ： 板材ｗ１の直ぐ下の板材
θ ： 並進体１０３の伏せ角

Claims (9)

1. 層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置であって、
   前記第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、
   前記接触部材の前記第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、
   前記第１の板材ｗ１の縁の下方底面に前記凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、前記接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを有し、
   前記接触部材は、前記第１の板材ｗ１の横幅以上の間隔を空けて、複数相対峙させて設けられていることを特徴とする板材分離装置。
2. 前記凹凸部の断面形状は、三角波形状または鋸歯形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の板材分離装置。
3. 層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置であって、
   前記第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、
   前記接触部材の前記第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、
   前記第１の板材ｗ１の縁の下方底面に前記凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、前記接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを有し、
   前記接触部材は、線形に往復運動可能な並進体の少なくとも一部分を構成し、
   前記隙間拡張手段は、鉛直方向から前記第１の板材ｗ１側に伏せ角θだけ傾いた方向に沿って前記並進体を線形に往復運動させることを特徴とする板材分離装置。
4. 前記隙間拡張手段は、前記並進体を線形に往復運動させる空気駆動式のピストンバイブレータを有することを特徴とする請求項３に記載の板材分離装置。
5. 前記距離調整手段は、
   前記並進体を並進可能に支持案内する案内部材と、
   前記案内部材を回動可能に支持する支点と、
   前記案内部材を前記支点の周りに回動駆動する回動駆動手段とを有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の板材分離装置。
6. 前記距離調整手段は、前記回動駆動手段を用いて前記伏せ角θを可変制御することにより前記距離Ｄを可変制御することを特徴とする請求項５に記載の板材分離装置。
7. 層状に積載された複数枚の板材の中から最上層の板材である第１の板材ｗ１を上方に分離する分離装置であって、
   前記第１の板材ｗ１の縁に接触する凹凸部を有する接触部材と、
   前記接触部材の前記第１の板材ｗ１までの距離Ｄを動的に調整する距離調整手段と、
   前記第１の板材ｗ１の縁の下方底面に前記凹凸部の凸部を介入させた状態のまま、前記接触部材を上方にずらす隙間拡張手段とを有し、
   前記距離調整手段は、前記第１の板材ｗ１の高さに応じて前記接触部材の高さを可変制御する高低制御手段を有し、前記高低制御手段を用いて前記接触部材の高さを可変制御することにより前記距離Ｄを可変制御することを特徴とする板材分離装置。
8. 前記高低制御手段は、前記接触部材に作用する重力と、前記接触部材に接触する前記第１の板材ｗ１からの前記接触部材に対する反力との均衡状態に基づいて前記接触部材の高さを決定することを特徴とする請求項７に記載の板材分離装置。
9. 前記第１の板材ｗ１とその直ぐ下の第２の板材ｗ２の間に生じた隙間に気体を送り込むエアーノズルを有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の板材分離装置。

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