JP2014205206A - 車両用ガラスのシーラ塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な精度を確保しつつシーラ塗布面の形状測定時間を短縮し、塗布工程を効率化させることが可能な車両用ガラスのシーラ塗布方法を提供する。【解決手段】ガラスＧを対称に支持し、中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点Ａと角部にある第二測定点Ｂにおけるシーラ塗布面の高さを測定し、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から中間点Ｃにおける誤差を算定し、第一測定点Ａ、第二測定点Ｂ、および中間点Ｃの隣接領域Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘの基準値に反映させたノズル位置にてシーラを塗布する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用ガラスのシーラ塗布方法に関し、さらに詳しくは、車両の固定窓ガラスへのシーラ塗布位置を取得する方法に関するものである。

自動車のフロントガラスやリアガラスなどのガラスは、その周辺部に塗布されたウレタン系シーラ（接着剤）によって車体に接着固定される。シーラの塗布に際しては、塗布面を上にして位置決めされたガラスの周辺部に対する塗布ノズルの高さが一定に保たれる必要がある。

例えば、図６において、シーラ塗布ノズル５１に対してガラスＧが実線で示されるような適正な高さにあれば、図７（ａ）に示すように、底辺がガラス表面に密着したきれいな断面三角形状のビードを形成することができ、後工程で車体パネルＰへの接着時に三角形状の頂部がきれいに潰れて、車体パネルＰにシーラＳを密着させることができる。

しかし、大型で湾曲したガラスは、不可避的な形状誤差を有しているうえ、完全剛体でないガラスを取付け状態と異なる向きで平置きすると、支持点から離れた部分ほど自重で撓み、その位置（高さ）が変化する傾向がある。しかもその変形量が気温やガラス組成によっても変化する。

そのため、図６に符号Ｇ１で示されるように、ガラスの位置が高すぎると、シーラＳ１の潰れ代が小さくなり、車体パネルＰに充分に付着しない虞がある。逆に、図６に符号Ｇ２で示されるように、ガラスの位置が低すぎると、シーラＳ２が伸びてしまい、初期状態においてガラスへの付着が不充分になり、さらには、車体パネルＰへの接着時にビード（Ｓ２）が倒れてしまい、固定時におけるシーラ形状が一定にならない問題があった。

そこで、シーラを塗布する直前に、塗布面を上にして位置決めされたガラスの周辺部の位置を塗布経路に沿って測定し、その測定結果を基準にして塗布ノズルの高さを補正し、塗布面に対する塗布ノズルの高さが一定になるようにして、シーラ塗布形状を安定させることが提案されている（特許文献１，２参照）。

しかし、曲面形状をなす大型のガラスでは、必要な測定精度を得るために多数の地点で高さ測定しなければならないうえ、各測定地点で測長センサを停止させる必要があり、塗布工程全体の所要時間が長くなる問題があった。さらに、一連の製造ライン上の他の工程、例えば塗布面のワイプ工程やプライマ塗布工程とのタクトタイムの差が大きく、作業時間を短縮する上でのボトルネックとなる問題もあった。

特開平１−１８４０６０号公報 特開平１０−２１１４５８号公報 特開２０１２−１１１６０６号公報

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、必要な精度を確保しつつシーラ塗布面の形状測定時間を短縮し、塗布工程を効率化させることが可能な車両用ガラスのシーラ塗布方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用ガラスのシーラ塗布方法は、
前記ガラスをそのシーラ塗布面を上に向け中心軸について対称に支持する工程と、
前記ガラスの周辺部にある前記シーラ塗布面の高さを測定する工程と、
前記測定された前記高さの基準値に対する誤差を求める工程と、
前記誤差を前記基準値に反映したノズル位置を求める工程と、
前記ノズル位置にてシーラを塗布する工程と、
を含む方法において、
前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、前記中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点（Ａ）と、前記中心軸から離れた前記ガラスの角部にある第二測定点（Ｂ）におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程を含み、
前記誤差を求める工程が、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から、前記第一測定点と前記第二測定点の中間にある中間点（Ｃ）における誤差を算定する工程を含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第一測定点の誤差を前記第一測定点（Ａ）およびその隣接領域（Ａｘ）の基準値に反映し、前記第二測定点の誤差を前記第二測定点（Ｂ）およびその隣接領域（Ｂｘ）の基準値に反映し、前記中間点の誤差を前記中間点（Ｃ）およびその隣接領域（Ｃｘ）の基準値に反映する工程を含むことを特徴とする。

本発明に係るシーラ塗布方法は、上述のような工程を採用したことにより、窓ガラスの角部４箇所の第二測定点と中央２箇所の第一測定点の計６箇所の測定から誤差の補正値を算定でき、その補正値を基準値に反映させることで、実用的なシーラ塗布品質を維持しながら、大幅な測定時間の短縮が可能となり、塗布工程を効率化する上で有利である。

本発明方法において、前記中間点における誤差を算定する工程は、前記第一測定点と前記第二測定点の誤差の平均として算定されることが好ましい。中間点は支持点またはその近傍にあり、代表的な２つのガラス変形パターンの何れにおいても誤差は少ない値となり、第一測定点と第二測定点の誤差の中間的な値となるので、平均値として計算することで処理時間を短縮することができる。

本発明方法において、前記中間点が、前記中心軸の各側の支持点を通りかつ前記中心軸に平行な支持基準線上の点であることが好適である。上述した通り、支持基準線上の点は何れのガラス変形パターンにおいても誤差が最小になるので、この中間点を中心とした領域に、測定値から算定した補正値（平均値）を適用することで、測定個所を削減したことによる精度低下を回避できる。

また、本発明方法において、前記第二測定点の誤差を反映する隣接領域が、前記中間点の誤差を反映する隣接領域よりも狭く選定されていることが好適である。本来的に誤差の少ない中間点の補正値をより広い領域に適用することで、測定時間を短縮しつつも安定した測定値を得ることができる。

さらに、本発明の他の好適な態様では、前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、
前記中心軸の各側の支持点の横方向中心軸上または前記ガラスの角部の中間にある第三測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程をさらに含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第三測定点の誤差を前記第三測定点およびその隣接領域の基準値に反映する工程をさらに含む。
この態様によれば、両側縁部の中間点に位置した第三測定点の測定値が加わることによって、その分の測定時間を要することになるが、ガラス両側縁部の縦方向の撓み等にも対応できるので、縦方向の長さが大きいガラスに好適である。

本発明方法の実施に用いるシーラ塗布装置を示す平面図である。 図１に示したシーラ塗布装置の側面図である。 図１の搬送方向から見た要部側面図である。 本発明に係るシーラ塗布工程を示す図３の要部拡大図である。 ガラスの測定点および教示点を示す平面図（ａ）、搬送方向から見た側面図（ｂ）、測定値を基準値に反映させる工程を示すグラフ（ｃ）である。 従来のシーラ塗布工程を示す図３の要部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は各シーラ塗布状態、（ｄ）は（ａ）による接着状態を示す模式的な断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１〜３は、本発明方法を実施するためのシーラ塗布装置１を示しており、各図において、シーラ塗布装置１は、ガラスＧにシーラＳを塗布する製造ライン２のシーラ塗布位置で、ガラスＧを下方から持ち上げて支持する昇降支持装置３、ガラスＧを昇降支持装置３に位置決めするための位置決め装置４、ガラスＧの位置を測定しその測定値に基づいてシーラＳを塗布するシーラ塗布ロボット５を備える。

製造ライン２は、ガラスＧに貼付されたテープを剥がす剥離工程、ガラスＧの周辺部を払拭して清浄化するワイプ工程、シーラ塗布面にプライマを塗布するプライマ工程、シーラ塗布面にシーラＳを塗布するシーラ塗布工程からなり、これらの各工程に沿ってガラスＧを搬送する搬送手段として２列１対のベルトコンベア２１，２１が設けられ、それぞれの工程に作業を自動的に行うロボットが設置されている。

昇降支持装置３は、ベルトコンベア２１，２１の間に、搬送方向Ｆおよび幅方向Ｗに対称に配置された４つの支持部材３１、それぞれの支持部材３１の幅方向Ｗ外側に隣接して配置された固定手段３２、各支持部材３１および固定手段３２に共通の昇降枠３３、この昇降枠３３を昇降させるアクチュエータ３４などから構成されている。

図３に示すように、４つの支持部材３１は、昇降枠３３から等高に立設され、それぞれの先端部はガラスＧを保護するためにエラストマー等からなるキャップ３１ａが被着されている。固定手段３２は、支持部材３１で支持されたガラスＧをその位置に固定するための吸着パッドなどから構成され、不図示の吸引装置に連結され所定のタイミングで吸引力をオン／オフすることにより、ガラスＧを吸引保持／保持解除可能である。

位置決め装置４は、ガラス窓の上下方向を搬送方向Ｆに一致させて搬送されるガラスＧを、搬送方向Ｆに平行な幅方向Ｗの中心軸Ａに対して対称に位置決めする左右一対の幅方向位置決め部材４１，４１と、中心軸Ａと直交し幅方向に延びる前後方向（窓上下方向）の中心軸Ｄに対して対称に位置決めする前後一対の搬送方向位置決め部材４２，４２とを備えている。

幅方向および搬送方向の各位置決め部材４１，４２は、ガラスＧとの当接時に衝撃を与えないように表面がエラストマー等で被覆された円形断面を有する棒状をなし、ベルトコンベア２１，２１の搬送面より下方に配設されたスライドブロック４１ｓ，４２ｓから上向きに立設されている。それぞれのスライドブロック４１ｓ，４２ｓは、図２に符号４３で搬送方向のみ示されるガイドバーなどの案内手段で進退可能に案内されており、各位置決め部材４１，４２は、直立姿勢を維持した状態で移動可能である。

そして、幅方向および搬送方向の各位置決め部材４１，４２は、対をなす位置決め部材同士が共通のセンターピニオン４１ｃ，４２ｃに噛合するラック４１ａ，４２ａを介して連動するように機構的に連結されており、各一方の位置決め部材４１，４２に連結されたリニアアクチュエータ４１ｂ，４２ｂにより、それぞれの中心軸Ａ，Ｄに対して対称な位置関係を維持しながら、接近または離反するように動作可能である。

また、前後一対の搬送方向位置決め部材４２，４２は、前後各側が、搬送方向Ｆに対して同位置かつ幅方向に対称に並設された一対２個の位置決め部材４２，４２で構成されており、ガラスＧを前後方向に位置決めすると同時にガラスＧの水平面内での姿勢の歪みを矯正し搬送方向Ｆに一致されるようにしてある。なお、前後一対の搬送方向位置決め部材４２，４２のうち、搬送方向後方（上流側）に位置した位置決め部材４２は、退避機構４２ｒによって、ベルトコンベア２１の搬送面より下方に退避可能である。

シーラ塗布ロボット５は、図４に示すように、多自由度の多関節ロボットアームの先端部にシーラ塗布ノズル５１と測長センサ５２を備えたティーチングプレイバック方式の作業ロボットである。測長センサ５２としては、例えば、測定部位にレーザを照射し反射光をＣＣＤ等の受光部で検出する非接触型の測長センサを用いることができる。

次に、上記実施形態に基づくシーラ塗布工程について説明する。

上述の構成を備えたシーラ塗布装置１は、前工程を経たガラスＧがベルトコンベア２１によって昇降支持装置３１の上方に搬送され、次いで、位置決め装置４の搬送方向および幅方向の位置決め部材４１，４２がそれぞれの側からガラスＧの４辺に当接し、ガラスＧを昇降支持装置３１の４つの支持部材３１に位置決めする。その状態で４つの支持部材３１が上昇しガラスＧを下方から支持するとともに、固定手段３２はガラスＧを支持部材３１に対して固定する。その後、各位置決め部材４１，４２はガラスＧから離反する。

上記のようにガラスＧの位置決め支持工程が完了すると、シーラ塗布ロボット５が作動し、シーラ塗布に先立ち、ガラスＧのシーラ塗布面の高さを以下のように測定する。

先ず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、シーラ塗布ロボット５は、測長センサ５２をガラスＧの周辺部に沿って移動させながら、中心軸Ａ上（ガラスＧの幅方向中央部）の２つの第一測定点（Ａ）と４つの角部にある第二測定点（Ｂ）の計６箇所の測定点においてシーラ塗布面の高さを順に測定する。

図５（ｃ）は、６箇所の測定点Ａ，Ｂにおける測定値と基準値との誤差を示しており、中央の測定点Ａの誤差がプラス、両側の測定点Ｂの誤差がマイナスになっている。すなわち、図５（ｂ）を参照すると、支持点３１，３１の中間ではシーラ塗布面が基準位置より高位置にあり、支持点３１，３１の外側では基準位置より低位置にある。

これは、支持点３１，３１から両端が張出した状態で支持され、自重のみが作用している両端支持梁の撓みを想定すれば理解が容易である。すなわち、
（ｉ）支持点３１，３１間の間隔に比べて両端の張出が大きい場合は、図５（ｃ）に示されるように、中間部分に作用する自重に比べて両端の張出部分に作用する自重の影響で、支持点３１，３１の外側では自重により垂下し、支持点３１，３１の中間では基準位置より上方に変位する。反対に、
（ｉｉ）両端の張出に比べて支持点３１，３１間の間隔が大きい場合は、図５（ｃ）に示されるのとは逆に、支持点３１，３１の中間では自重により垂下し、支持点３１，３１の外側では基準位置より上方に変位する。
支持点３１，３１間の間隔と両端の張出の如何によって、このような２つの変位パターンになることが、実際の測定値からも確認されている。

さらに、当然ではあるが、支持点３１を通り中心軸Ａと平行な直線上にある中間点Ｃでは、基準値との誤差すなわち変位（撓み）は最小になる。このことも実際の測定値から確認されている。

一方、支持点３１，３１間の間隔が極端に大きい場合を除いて、中心軸Ａ回りの回転が拘束されている中心軸上の第一測定点（Ａ）の上方への変位は、自由端となっている両側端部の第二測定点（Ｂ）の下方への変位よりも小さいと予想されるが、実際にはそれぞれの変位の絶対値が微小であることから、第一測定点（Ａ）の上方への変位と、第二測定点（Ｂ）の下方への変位は、後者がやや大きいものの概ね似たような数値となる。このことも実際の測定値から確認されている。

そこで、第一測定点（Ａ）と第二測定点（Ｂ）の中間点（Ｃ）では、測定を行わずに第一測定点（Ａ）と第二測定点（Ｂ）の測定値の平均値（算術平均）を算出しその計算値を誤差の補正値（Ｃ）とする。殆どの場合、計算値（Ｃ）はゼロに近い値となる。支持点３１が中心軸Ａと角部Ｂとの中央から大きくずれている場合はその限りではないが、車種等の変更によるガラスＧの幅の変化は、支持点間の距離に比べれば小さいので、実用上は大きくずれることはない。

次に、上記６箇所の測定値（Ａ，Ｂ）とそれらの測定値から算定される２つの計算値（Ｃ）の計８箇所の補正値を、それぞれの隣接領域Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘにおける教示点の補正値として適用する。図５（ｃ）では上半分のみ図示されているが、下半分も同様であり、図示例では、６箇所の測定値（Ａ，Ｂ）から３６箇所の教示点の補正値を得ることになる。

次いで、以上のように得られた補正値をシーラ塗布ロボット５の対応する教示点に反映させ、図４（ｂ）に示すように、シーラ塗布ノズル５１をガラスＧの周辺部に沿って移動させながら、修正されたノズル高さでシーラＳの塗布を実施する。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、第一測定点（Ａ）と第二測定点（Ｂ）の測定値の平均値を中間点（Ｃ）の補正値とする場合を示したが、上述した通り、支持点３１を通り中心軸Ａと平行な直線上にある中間点Ｃでは、基準値との誤差は殆どゼロに近いので、この中間点の補正値をゼロとして基準値をそのまま用い、中間点Ｃと第一測定点Ａとの中間点（第一中間点）および第二測定点Ｂとの中間点（第二中間点）に、それぞれの測定値の１／２の値を適用し、その値と他の測定値との平均値を適用することもできる。

また、図５（ｂ）では、第一測定点（Ａ）、第二測定点（Ｂ）、および中間点（Ｃ）からほぼ均等に隣接領域Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘを設定する場合を示したが、一般的に曲率の大きい第二測定点（Ｂ）の隣接領域Ｂｘを中間点（Ｃ）の隣接領域Ｃｘより狭くしても良い。

さらに、縦方向の長さが比較的大きいガラスＧなどにおいては、図１に示す４つの支持点３１の横方向の中心軸（Ｄ）上にある点（第三測定点）におけるシーラ塗布面の高さを測定し、左右の第三測定点と第二測定点（Ｂ）の中間点にそれらの誤差の平均値を適用することもできる。

上記の実施形態では、ガラスＧが対称な４点で支持される場合について述べたが、中心軸Ａ上の２点、あるいは、前記４点の内側に対称な２点が追加された６点で支持される場合や、各側が３点で支持される場合、あるいは、各側における支持点がライン状の支持体からなる場合等にも本発明を適用可能である。

１ シーラ塗布装置
２ 製造ライン
３ 昇降支持装置
４ 位置決め装置
５ シーラ塗布ロボット
３１ 支持部材
３２ 固定手段
４１ 幅方向位置決め部材
４２ 搬送方向位置決め部材
５１ シーラ塗布ノズル
５２ 測長センサ
Ａ 中心軸、第一測定点
Ａｘ，Ｂｘ，Ｃｘ 隣接領域
Ｂ 第二測定点
Ｃ 中間点
Ｇ ガラス
Ｓ シーラ

Claims (5)

1. 車両用ガラスのシーラ塗布方法であって、
   前記ガラスをそのシーラ塗布面を上に向け中心軸について対称に支持する工程と、
   前記ガラスの周辺部にある前記シーラ塗布面の高さを測定する工程と、
   前記測定された前記高さの基準値に対する誤差を求める工程と、
   前記誤差を前記基準値に反映したノズル位置を求める工程と、
   前記ノズル位置にてシーラを塗布する工程と、
   を含む方法において、
   前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、前記中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点と、前記中心軸から離れた前記ガラスの角部にある第二測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程を含み、
   前記誤差を求める工程が、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から、前記第一測定点と前記第二測定点の中間にある中間点における誤差を算定する工程を含み、
   前記ノズル位置を求める工程が、前記第一測定点の誤差を前記第一測定点およびその隣接領域の基準値に反映し、前記第二測定点の誤差を前記第二測定点およびその隣接領域の基準値に反映し、前記中間点の誤差を前記中間点およびその隣接領域の基準値に反映する工程を含むことを特徴とする車両用ガラスのシーラ塗布方法。
2. 前記中間点における誤差を算定する工程が、前記第一測定点と前記第二測定点の誤差の平均として算定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
3. 前記中間点が、前記中心軸の各側の支持点を通りかつ前記中心軸に平行な支持基準線上の点であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
4. 前記第二測定点の誤差を反映する隣接領域が、前記中間点の誤差を反映する隣接領域よりも狭いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
5. 前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、
   前記中心軸の各側の支持点の横方向中心軸上または前記ガラスの角部の中間にある第三測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程をさらに含み、
   前記ノズル位置を求める工程が、前記第三測定点の誤差を前記第三測定点およびその隣接領域の基準値に反映する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。

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