JP2022146336A - ローラ、フィルム貼付装置、及びフィルム貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 貼付対象物に対してフィルムに荷重をかけて押圧するローラは、所定の軸方向に延びた円筒の形状をしている。ローラの回転軸方向の長さがフィルムの幅よりも短い場合、フィルムの一部をローラで押圧した後に、ローラを軸方向に移動し再度ローラを押圧する必要がある。このような場合に、ローラとフィルムが接触する端部でフィルムの粘着層の歪みや変形欠陥が起きる。これらが原因となり、フィルムの表面にはショックラインと呼ばれる外観上の問題が生じ、貼付後のフィルムの美的外観である意匠性が損なわれる。【解決手段】 円筒形状の芯部と、芯部の中心軸上に位置し、芯部を回転自在に支持する支持部と、芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、発泡体を操作する操作部と、支持部と操作部を固定する固定部と、を備え、外周面の少なくとも一方の端部は、中心軸方向へ曲がっているローラ。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、ローラ、フィルム貼付装置、及びフィルム貼付方法に関する。

従来、色彩や模様等を施された装飾フィルムを車両の天井部等の対象物に貼り付ける技術として、特許文献１に記載されたフィルム貼付装置及び特許文献２に記載された貼付器具が知られている。

特開２０２０－１９６１５４号公報 登録実用新案第３２２０２６０号公報

ここで、貼付対象物に対してフィルムに荷重をかけて押圧するローラは、所定の軸方向に延びた円筒の形状をしている。ローラの回転軸方向の長さがフィルムの幅よりも短い場合、フィルムの一部をローラで押圧した後に、ローラを軸方向に移動し再度ローラを押圧する必要がある。このような場合に、ローラとフィルムが接触する端部でフィルムの粘着層の歪みや変形欠陥が起きる。これらが原因となり、フィルムの表面にはショックラインと呼ばれる外観上の問題が生じ、貼付後のフィルムの美的外観である意匠性が損なわれる。

本発明の一形態に係るローラは、円筒形状の芯部と、芯部の中心軸上に位置し、芯部を回転自在に支持する支持部と、芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、発泡体を操作する操作部と、前記支持部と前記操作部を固定する固定部と、を備え、外周面の少なくとも一方の端部は、中心軸方向へ曲がっている。

別の形態に係るローラにおいて、外周面の気泡は直径１．５ｍｍ以下であってよい。

別の形態に係るローラにおいて、発泡体の外周面をアスカーＣ硬度計で測定した値がＣ７以上Ｃ２０以下であってよい。

別の形態に係るローラにおいて、曲がっている端部の半径は５ｍｍ以上であってよい。

別の形態に係るローラにおいて、固定部は発泡体を押圧するための荷重を調整可能な重りを備えてよい。

別の形態に係るローラにおいて、重りは複数あり、それぞれの重りが支持部近傍に備えられてよい。

本発明の一形態に係るフィルム貼付装置は、対象物にフィルムを張り付けるフィルム貼付装置であって、対象物にフィルムを張り付けるローラと、ローラの動きを制御する制御部を備え、ローラは、円筒形状の芯部と、芯部の中心軸上に位置し、芯部を回転自在に支持する支持部と、芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、発泡体を操作する操作部と、支持部と操作部を固定する固定部と、を備え、外周面の少なくとも一方の端部は、中心軸方向へ曲がり、制御部は、ローラを６軸制御する。

別の形態に係るフィルム貼付装置において、ローラを押圧するための荷重を検知するセンサをさらに備え、制御部は、センサからのデータに基づきローラに荷重を加えてよい。

別の形態に係るフィルム貼付装置において、荷重は０．４Ｎ／ｃｍより大きく１．８Ｎ／ｃｍより小さくてよい。

別の形態に係るフィルム貼付装置において、対象物に凸部又は凹部があり、凸部又は凹部の根元部分に対して、フィルムを貼り付ける局所用押圧具を備え、制御部は、ローラ及び局所用押圧具を独立に６軸制御してよい。

別の形態に係るフィルム貼付装置において、局所用押圧具の押圧面をアスカーＡ硬度計で測定した値がＡ２０以上であってよい。

本発明の一形態に係るフィルム貼付方法は、ローラを用いて対象物にフィルムを貼り付けるフィルム貼付方法であって、ローラは、円筒形状の芯部と、芯部の中心軸上に位置し、芯部を回転自在に支持する支持部と、芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、発泡体を操作する操作部と、支持部と操作部を固定する固定部と、を備え、外周面の少なくとも一方の端部は、中心軸方向へ曲がり、ローラを用いて前記フィルムの一部を貼り付け、フィルムの一部、及び、フィルムの一部と接する他の部分に発泡体の外周面が来る位置へローラを移動し、フィルムの一部、及び、他の部分を発泡体の外周面で押圧してよい。

別の形態に係るフィルム貼付方法は、ローラを押圧するための荷重を０．４Ｎ／ｃｍより大きく１．８Ｎ／ｃｍより小さい範囲に設定してよい。

本発明の一形態に係るフィルム貼付方法は、凹部又は凸部を有する対象物に、ローラ、及び、凹部又は凸部の根元部分を押圧するための局所用押圧具を用いてフィルムを貼り付けるフィルム貼付方法であって、ローラは、円筒形状の芯部と、芯部の中心軸上に位置し、芯部を回転自在に支持する支持部と、芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、発泡体を操作する操作部と、支持部と操作部を固定する固定部と、を備え、外周面の少なくとも一方の端部は、中心軸方向へ曲がり、ローラを用いて根元部分以外の対象物にフィルムを貼り付け、局所用押圧具を用いて根元部分にフィルムを貼り付けてよい。

本発明によれば、ローラを軸方向に移動して再度フィルムを押圧しても、ショックラインの発生を防ぎ、貼付後のフィルムの美的外観である意匠性が良くなる。

図１Ａは、本実施形態に係るローラを示す正面図である。 図１Ｂは、本実施形態に係るローラを示す斜視図である。 図２Ａは、本実施形態に係る発泡体を示す正面図である。 図２Ｂは、本実施形態に係る発泡体を示す断面図である。 図３Ａは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その１）を説明する正面図である。 図３Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その１）を説明する斜視図である。 図４Ａは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その２）を説明する正面図である。 図４Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その２）を説明する斜視図である。 図５Ａは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その３）を説明する正面図である。 図５Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その３）を説明する斜視図である。 図６Ａは、本実施形態に係る調整可能な重り付きローラを示す上方斜視図である。 図６Ｂは、本実施形態に係る調整可能な重り付きローラを示す下方斜視図である。 図７Ａは、本実施形態に係る局所用押圧具（その１）を示す正面図である。 図７Ｂは、本実施形態に係る局所用押圧具（その１）を示す斜視図である。 図８Ａは、本実施形態に係る局所用押圧具（その２）を示す正面図である。 図８Ｂは、本実施形態に係る局所用押圧具（その２）を示す側面図である。 図９は、本実施形態に係るフィルム貼付装置を説明するための図である。 図１０は、本実施形態に係るフィルム及びフィルムを貼り付ける対象物を説明するための図である。 図１１は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ及び局所用押圧具を説明するための図である。 図１２は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ及び局所用押圧具の動作方向（その１）を示す図である。 図１３は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ及び局所用押圧具の動作方向（その２）を示す図である。 図１４は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ及び局所用押圧具の動作方向（その３）を示す図である。 図１５は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ及び局所用押圧具の動作方向（その４）を示す図である。 図１６Ａは、本実施形態に係る発泡体のＲ加工の変形例を示す図である。 図１６Ｂは、本実施形態に係る発泡体のＲ加工の別の変形例を示す図である。 図１６Ｃは、本実施形態に係る発泡体のＲ加工のまた別の変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係るローラの構成を図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係るローラを示す図で、図１Ａは正面図、図１Ｂは斜視図である。ローラ１００は、色彩や模様等を施された装飾フィルム（以下、単にフィルムという）を対象物に貼り付けるローラであり、フィルム貼付用ローラと呼んでもよい。

本実施形態に用いるフィルムは、裏面に粘着部（粘着剤（感圧接着剤）が塗布された部分）を備え、色彩や模様等を施された装飾フィルムである。装飾フィルムは、例えば塗装することに代えてフィルムを貼り付ける用途で塗装代替フィルムとして用いられる。貼付対象物は、意匠面を形成する必要のあるものであればあらゆる対象物を採用することができる。

自動車などの車両の外装を装飾する場合、フィルムを貼り付ける対象物は、天井部（ルーフとも呼ばれる）、側面部、柱部、ボンネット部、トランクリッド部、又は、バックドア部等である。天井部は略平坦で、水平面からの傾斜角度が緩やかな曲面を有する。天井部は部分的に凹凸形状を有する場合もある。本実施形態では、天井部のうち、凹凸形状を除いた箇所を略平坦面という。また、側面部や柱部は傾斜角度の急な細長い凸曲面を有する。

ローラ１００は、円筒形状の芯部１１０と、芯部１１０の中心軸ＡＡ’上に位置し、芯部１１０を回転自在に支持する支持部１２１、１２２と、芯部１１０の全周を覆い、外周面１３５が平坦な発泡体１３０と、発泡体１３０を操作する操作部１４０と、支持部１２１、１２２と操作部１４０を固定する固定部１５０を備えている。外周面１３５の端部１３１、１３２は、少なくとも一方が中心軸ＡＡ’方向へ曲がっている。両端部とも中心軸ＡＡ’方向へ曲がっていてもよい。

芯部１１０は円筒の形状である。芯部１１０は、中心軸ＡＡ’上に位置していればよい。芯部１１０は発泡体１３０を貫通していてもよい。また、芯部１１０は、発泡体１３０の端部１３１、１３２から突起していてもよい。

支持部１２１、１２２は、中心軸ＡＡ’上に位置する芯部１１０を回転自在に支持する。例えば、支持部１２１、１２２は、中心軸ＡＡ’上に穴が設けられている。芯部１１０の両端がこれらの穴に嵌め合うことにより、芯部１１０は回転自在になる。

発泡体１３０は、芯部１１０の全周を覆っている。発泡体１３０の外周面１３５は平坦である。外周面１３５の端部１３１、１３２は、少なくとも一方が中心軸ＡＡ’方向へ曲がっている。両端部とも中心軸ＡＡ’方向へ曲がっていてもよい。円筒形状の発泡体の寸法は、例えば、外径（外側の直径）が約５０ｍｍ、内径（内側の直径）は約１０ｍｍ（芯部１１０の直径に相当）、中心軸ＡＡ’方向の長さは約８０ｍｍである。ここで、中心軸ＡＡ’方向の長さに特に制限は無く、例えば、後述する調整可能な重り付きローラの場合、１１０ｍｍである。また、後述するビードが対象物に無い場合、車幅ほどの長さであってもよい。

操作部１４０は発泡体１３０を操作する。作業者がローラ１００を手に持ってフィルムを対象物に貼り付ける場合、操作部１４０がハンドルになり、フィルムを対象物に貼り付ける作業工程を行いやすくなる。また、操作部１４０は、後述するロボットアームへの取り付け部にもなる。

操作部１４０は、ローラ１００を６軸方向に操作することができる。また、操作部１４０は、後述するロボットアームへの取り付け部にもなる。

フィルムを貼り付ける対象物が自動車車両の天井部の場合、天井部は車長及び車幅方向に単純に広がる二次元平面ではなく、車高方向に少し曲率を有する緩やかな三次元曲面になっている。このような曲面の天井部にフィルムを貼り付ける場合、まず、天井部から車高方向に所定距離離間させた位置でフィルムの周囲を引っ張り、車高方向にさらに離れた位置から操作部１４０を車高方向に下げ、発泡体１３０がフィルム及び天井部に対して所定の荷重をかけて押圧した状態で、発泡体１３０が回転移動するように、操作部１４０を例えば車長方向に移動する。次に、操作部１４０を車高方向に操作してローラをフィルムから離れた位置に移動させ、押圧を開始した場所まで戻り、そこから車幅方向（中心軸ＡＡ’方向に対応）に所定の距離を移動する。そして、操作部１４０を車高方向に下げ、発泡体１３０に所定の荷重をかけて押圧した状態で、発泡体１３０が回転移動するように、操作部１４０を直前の押圧移動操作と平行な方向に再度移動する。このような移動を緩やかな三次元曲面を有する天井部で繰り返せばよい。

固定部１５０は、支持部１２１、１２２と、操作部１４０を固定する。

図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る発泡体を示す図で、図２Ａは発泡体１３０の正面図であり、図２ＢはＢＢ’線で切断した発泡体１３０の断面を矢印方向から見た断面図である。

発泡体の外周面１３５は平坦である。ここで、外周面１３５は平滑であってもよい。外周面１３５は平滑な表面スキン層と呼んでもよい。外周面１３５上には気泡１３６が存在していてもよい。気泡１３６の数に特に制限は無く、複数であってもよい。気泡１３６の直径は１．５ｍｍ以下であることが好ましい。直径が１．５ｍｍを超えると、気泡１３６の形状がフィルムに転写する可能性がある。また、発泡体１３０の外周面１３５は、発泡体１３０の柔軟性を損なわない範囲で、非発泡の薄い層が設けられていてもよい。

点線で描いた中空部１３９は、芯部１１０が貫通する程度の大きさである。外周面１３５の端部１３１は、中空部１３９へ曲がっている。端部１３１の全周は、例えば、Ｒ（半径）５ｍｍで面取り成形されている。成形手段は特に問わないが、モールディング、切削加工、研磨加工等の手段を用いることができる。量産性の観点からは、研磨加工によっておこなってもよい。このような面取り加工により、発泡体１３０の端面（中空部１３９によって内側が中空になっている端面）と外周面１３５はＲ５ｍｍの曲面で接続されている。この曲面Ｒは５ｍｍ以上であればよい。面取りのＲによっては、端面との接続部が不連続となってもよく、また、端部全体が面取りに包含され面取り領域が直接芯部１１０に接続されてもよい。なお、Ｒが５ｍｍ未満であると、ショックラインが現れる可能性がある。

図２Ｂに示す通り中空部１３９の全周を覆う発泡体１３０には複数の気泡があり、多くの気泡は独立している。例えば気泡１３７と気泡１３８は独立している。なお、一部の気泡同士が連続していても実質的には問題無い。

発泡体１３０の材料は発泡性のポリウレタン樹脂である。材料がポリウレタンの場合、外周面１３５になる表面スキン層は薄くなり、柔らかくなる。本開示においては、ローラ１００は、ソフトローラと称する場合がある。また、発泡体１３０の材料はアクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、又は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）であってもよい。

発泡体１３０の外周面１３５をアスカーＣ硬度計で測定した値は、Ｃ７以上Ｃ２０以下であればよい。Ｃ７未満であると、発泡体１３０が（押圧部として）フィルムに荷重をかけて押圧した際に、発泡体１３０の粘性の影響によりフィルムがローラ１００に貼り付く可能性がある。Ｃ２０を超えると、フィルムを対象物に貼り付けた時にショックラインが現れる可能性がある。ここで、アスカーＣ硬度計はＪＩＳ規格Ｋ７３１２で規定されている硬度計である。

本実施形態に係るローラの動作及び作用効果を図３Ａ乃至図５Ｂを用いて説明する。ここでは、荷重をかけて押圧した状態のローラを回転させ、フィルムを貼り付ける方法を説明する。ローラにかかる荷重Ｆ及び移動Ｍを説明するためにローラの一部を描いている。

図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その１）を説明する図で、図３Ａはローラの一部の正面図であり、図３Ｂは斜視図である。

フィルム３００は、貼り付け前の状態として、対象物（ここでは自動車の天井部）２００と触れないように、外周を引っ張られ、対象物２００から浮いた状態を保っている。フィルム３００は、対象物２００と接着する接着層３１０と、色彩や模様等を施されたフィルム表層３２０で構成されている。

図３Ａに示すように、発泡体の外周面１３５は、固定部１５０及び支持部１２１、１２２を介して、対象物２００に対して垂直な方向に荷重Ｆで押圧している状態である。この状態で外周面１３５が回転移動することによって、対象物２００と接着層３１０が接着し、対象物２００はフィルム表層３２０によって色彩や模様等が施されたことになる。ここで、星印は、発泡体の外周面１３５下の貼付が完了した領域と端部１３１下の未貼付領域の境界を示す。未貼付領域は、接着層３１０が対象物２００に接着していない、すなわち、浮いている領域をいう。

図３Ｂは、ローラによってフィルムの一部が接着された状態を斜め上方から見た斜視図である。軌跡線３２２は、星印（発泡体の外周面１３５と端部１３１の境界）が移動した軌跡を仮想的に示している。フィルム表層３２０には軌跡線３２２のような跡は付かないが、軌跡線３２２の一方側は対象物２００と接着し、他方側は対象物２００と接着していない。このため、軌跡線３２２とほぼ同じ位置に貼付領域と未貼付領域の境界が光の影響で一時的に線のように見えるだけあり、ショックラインではない。

同様に、軌跡線３２１は、発泡体の外周面１３５と他端１３２の境界が移動した軌跡を仮想的に示している。フィルム表層３２０には軌跡線３２１のような跡は付かないが、軌跡線３２１の一方側は対象物２００と接着し、他方側は対象物２００と接着していない。このため、光の影響で一時的に見える線であり、ショックラインではない。

図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その２）を説明する図で、図４Ａはローラの一部の正面図であり、図４Ｂは斜視図である。

図３Ａ及び図３Ｂで説明した通り、フィルムの一部をローラで貼り付けた後に、ローラをＭの方向に移動して、再度ローラで貼り付けた。ＤはＭの方向に移動した距離を示す。距離Ｄは、外周面１３５のＭ方向の長さの範囲内であればよい。軌跡線３２２とほぼ同じ位置に位置する貼付領域と未貼付領域の境界線を跨ぐ位置にローラを移動してもよい。ここで、跨ぐ位置とは、外周面１３５が通過可能な位置である。

ここで、Ｍの方向に移動後のローラの高さ方向の位置決めは、フィルム３００に荷重がかからないようにフィルムと接した状態で行うか、又は、フィルムから離間した状態で行ってもてもよい。また、対象物２００の表面を水で濡らしてからフィルム３００を貼る水貼りをしてもよい。このような水貼りは仮貼りや空気抜けのために必要な場合がある。後述するビードが対象物に無い場合、車幅方向に１回貼り、それから車長方向に貼る等を適宜行ってよい。

図４Ｂは、ローラが２回、回転移動したことによってフィルムの一部が接着された状態を斜め上方から見た図である。図３Ｂで示した軌跡線３２２とほぼ同じ位置に位置する貼付領域と未貼付領域の境界線は図４Ｂでは視認することができない。これは、図３Ｂで示した境界線の両側が対象物２００と接着しているためである。なお、軌跡線３２１及び軌跡線３２３が光の影響で一時的に見える線であり、ショックラインではないことは、図３Ｂで説明した通りである。

図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態に係るフィルム貼付方法（その３）の説明図である。図５Ａはフィルム３００が対象物２００に貼り付けられた状態の正面図であり、図５Ｂは斜視図である。本実施形態に係るローラでフィルムを貼り付けると、フィルム表層３２０にショックラインが現れないことがわかる。

図３Ａ乃至５Ｂでは、ローラによる貼り付けをフィルム３００の中央から始める例を説明したが、フィルム３００の隅から貼りはじめ、図４ＡのＭの方向にローラが移動しながら他の隅まで貼り付ける場合、発泡体の外周面のうち、図３Ａの端部１３１のみの全周が面取り成形されていれば、端部１３２は面取り成形されていなくても、フィルム表層３２０にショックラインが現れない。

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態に係る調整可能な重り付きローラを示す図で、図６Ａは上方斜視図、図６Ｂは下方斜視図である。図１Ａ及び図１Ｂのローラと異なる点は、発泡体１３０を押圧するための荷重を調整するための調整可能な重りを備えていることである。同一の機能を有する構成には同じ符号を付けている。

支持部１２１、１２２は重りを載せられるスペースを設けるため、図１Ａ及び図１Ｂよりも広くなっている。図６Ａ及び図６Ｂでは、支持部１２１側の重り１６１が、支持部１２２側の重り１６２よりも大きく、重量が重くなっている。このため、芯部１１０を介して、発泡体１３０は、支持部１２１側が支持部１２２側よりも荷重が高くなる。

このように調整可能な重りを用いれば、例えば、対象物が高さの異なる斜面であっても、発泡体１３０の支持部１２１側を、支持部１２２側よりも高い位置で発泡体１３０を回転移動させることによって、後述するローラに加える荷重が適切な範囲でフィルムを対象物に押圧し貼り付けることが可能になる。

このような荷重調整可能な重りを用いることによって、対象物とフィルムを貼り付ける荷重の最適値を実験的に求めることが可能になる。また、貼り付けの量産段階では、ローラ１００を適切な重さにしてもよい。例えば、支持部１２１、１２２、操作部１４０、及び、固定部１５０等を適切な重さに調整してもよい。作業者がローラ１００を手で移動させる、いわゆる手貼りの場合の重りを予め調整可能になる。また、作業ロボットがローラ１００の操作部１４０を操作する場合、荷重制御をする必要が無くなり、６軸の座標制御のみでよい。

重り１６１、１６２のように重りが複数あり、調整済みの重りがそれぞれ支持部１２１、１２２の近傍に備えることによって、対象物が曲面である場合等にローラ１００を曲面に沿って移動させれば、発泡体１３０に適切な範囲の荷重をかけることが可能になる。ここで、支持部１２１、１２２の近傍とは、支持部１２１、１２２が支える芯部１１０の軸線の延長上であればよい。

フィルムを貼り付ける対象物には凸部又は凹部がある場合がある。このような凸部又は凹部の根元部分に対して、フィルムを貼り付ける局所用押圧具を図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。ここで、凸部又は凹部の根元部分とは、相対的に低い位置の第１略平面及び高い位置の第２略平面を接続する傾斜面と第１略平面との境界部をいう。具体的には、凸部の根元部分は凸部全体の周縁部をいい、凹部の根元部分は凹部の底となる面の周縁部をいう。

図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態に係る局所用押圧具（その１）を示す図で、図７Ａは正面図、図７Ｂは斜視図である。フィルムを貼り付ける対象物が自動車車両の天井部の場合、広い面積の天井パネルに剛性を付与するために一定間隔で複数列の補強ビード（凸型又は凹型のビード、以下単にビードという）が設けられていることがある。このビードの凸部又は凹部の根元部分に対してフィルムを貼り付ける局所用押圧具の一例として、ビードローラ４００を説明する。

ビードローラ４００は、円筒形状の芯部４１０と、芯部４１０の中心軸ＣＣ’上に位置し、芯部４１０を回転自在に支持する支持部４２０と、芯部４１０の全周を覆う押圧部４３０と、押圧部４３０を操作する操作部４４０と、支持部４２０と操作部４４０を固定する固定部４５０を備えている。

押圧部４３０は、発泡体１３０の外周面１３５に相当する部分が無く、２つの硬い端部４３１、４３２で構成されている。２つの端部４３１、４３２は、正面（押圧部４３０が回転しながら貼り付ける方向）から見ると、２つの台形の長辺同士が重なりあい、押圧部４３０の両端が中心軸ＣＣ’方向へ曲がっている。このように２つの端部４３１、４３２は円周方向で先端が尖っているため、ビードの凸部又は凹部の根元部分にフィルムを貼り付けることが可能になる。ここで、押圧部４３０の押圧面をアスカーＡ硬度計で測定した値がＡ２０以上であることが好ましい。ここで、アスカーＡ硬度計はＪＩＳＫ６２５３－３で規定されている硬度計である。

操作部４４０は、ローラ１００の操作部１４０と同様、作業者がビードローラ４００を手に持つ場合、操作部４４０がハンドルになってもよく、また、操作部４４０はロボットアームへの取り付け部になってもよい。

図８Ａ及び図８Ｂは、本実施形態に係る局所用押圧具（その２）を示す図で、図８Ａは正面図、図８Ｂは側面図である。ビードの凸部又は凹部の根元部分に対してフィルムを貼り付ける局所用押圧具の一例として、スキージ５００を説明する。

スキージは、薄い直方体のヘラ形状の本体部５１０と、本体部の下面部を覆う下部布５２０と、本体部の上面部を覆う上部布５３０を備える。本体部５１０の下面部及び上面部は曲面であり、下面部は上面部よりも曲率が小さい。このため、下部布５２０は、上部布５３０よりも、ビードの凸部又は凹部の根元部分が細い又は深い場合にフィルムを貼り付けるのに適している。

スキージ５００の材料は、本体部５１０が木材であり、下部布５２０及び上部布５３０はフェルト布である。ここで、下部布５２０及び上部布５３０の押圧面をアスカーＡ硬度計で測定した値がＡ２０以上であることが好ましい。また、下部布５２０及び上部布５３０として、Ａ２０のスポンジシートを用いてもよい。

８個の凸型のビード（前方に４個、後方に４個）が自動車車両の天井部に付いている場合にフィルムを貼り付ける方法を図９乃至図１５を用いて説明する。ここでは、ローラ１００（ソフトローラ）及び局所用押圧具４００（ビードローラ）の６軸制御部を用いた場合を説明するが、手動で制御する場合も同様の貼り付け方法を用いることができる。

図９は、本実施形態に係るフィルム貼付装置を説明するための図である。ロボットアーム６００は、６軸制御可能な制御回路又は制御プログラムと協働して、ソフトローラ１００及びビードローラ４００を６軸方向に制御可能な制御部として動作する。すなわち、本実施形態に係るフィルム貼付装置は、ロボットアーム６００とソフトローラ１００及び／又はビードローラ４００を備える。

ロボットアーム６００は、自動車車両を設置する作業スペースの上側（Ｚ軸）に取り付ける取付部６２０を有している。また、取付部６２０は、作業スペースの近傍の床面上に設けられた台に取り付けられていてもよい。いずれの場合も、取付部６２０の位置を基準にして６軸制御を行ってもよい。ここで、６軸とは、車高方向と同じ方向のＺ軸と、その回転軸γ、Ｚ軸と直交するＸ軸と、その回転軸α、Ｚ軸及びＸ軸と直交するＹ軸と、その回転軸βをいう。

自動車車両の天井部が広い場合、ロボットアーム６００の取付部６２０が可動することによって、広い天井部にフィルムを貼り付けてもよい。また、ロボットアーム６００を複数台設置し、複数のロボットアームで広い天井部にフィルムを貼り付けてもよい。

ロボットアーム６００の先端にはエンドエフェクタとしてデュアル・グリッパー６１０が設けられていてもよい。デュアル・グリッパー６１０は、ソフトローラ１００及びビードローラ４００の操作部を固定（又はチャック）する。このようにすれば、ソフトローラ１００及びビードローラ４００の重さを変えずにそれぞれの回転軸を傾けることが可能になる。

ソフトローラ１００を使用する場合は、ロボットアーム６００を６軸方向に制御し、ビードローラ４００を干渉しない位置に角度調整すればよい。または、デュアル・グリッパー６１０がビードローラ４００を干渉しない位置に動かせばよい。ビードローラ４００を使用する場合は同様に、ロボットアーム６００の角度調整、または、デュアル・グリッパー６１０を動かせばよい。

ロボットアーム６００の先端部、またはデュアル・グリッパー６１０は、ソフトローラ１００及びビードローラ４００の操作部を固定する箇所それぞれに圧力センサ等の荷重を検知するセンサを設けてもよい。ソフトローラ１００及びビードローラ４００の荷重を検知するセンサを設け、センサが検知したデータに基づきフィードバック制御を行うことによって、ロボットアーム６００は、ソフトローラ１００及びビードローラ４００の荷重を調整可能になる。また、センサは、圧力以外の物理量（例えば、荷重、歪、電気的抵抗、変位）を検知するものであってもよい。ここで、ローラに加える荷重は、ローラの軸方向の単位長さ当りの荷重に換算した値である。

ソフトローラ１００に加える荷重の下限が０．４Ｎ／ｃｍより大きいことが好ましい。これを下回るとフィルムが適切に対象物に貼り付かない場合があるためである。また、荷重の上限は１．８Ｎ／ｃｍより小さければよい。ショックラインの発生などを抑制できるからである。さらに、０．９Ｎ／ｃｍ以下であればより好ましい。貼り付け直後から安定したショックラインの抑制効果をより期待できるためである。

図１０は、本実施形態に係るフィルム及びフィルムを貼り付ける対象物を説明するための図である。フィルム３００は対象物２００（自動車車両の天井部）の上（車高方向）に置かれ、フィルム３００は車長方向及び車幅方向に引っ張られている。対象物２００には、前方に４個の凸型ビード２１１、２１２、２１３及び２１４が、後方に４個の凸型ビード２２１、２２２、２２３及び２２４が設けられている。

図１１は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ（ソフトローラ１００）及び局所用押圧具（ビードローラ４００）を説明するための図である。図１１では、ソフトローラ１００及びビードローラ４００が対象物２００（自動車車両の天井部）のどの箇所を押圧するかを説明する。

ソフトローラ１００は、天井部２００の略平坦面（ビード２１３及び２１４が無い部分）２００（ａ）と、ビード２１３、２１４の凸状平坦面２００（ｂ）、２００（ｃ）を加圧する。凸状平坦面は、曲率が緩やかな略凸曲面や、曲率が緩やかな略凸曲面と平面が組み合わされ全体として緩やかな凸形状を有しており、ソフトローラ１００で加圧することが適している。

凸状平坦面２００（ｂ）、２００（ｃ）とは、ビード２１３及び２１４のうち、根元部分２００（ｄ）、２００（ｅ）、２００（ｆ）、２００（ｇ）以外をいう。ソフトローラ１００は６軸制御可能であり、かつ、柔らかく、発泡体が少しへこんだ状態で回転するため、凸状平坦面２００（ｂ）、２００（ｃ）は荷重しながら回転移動することが可能である。

一方、凸型又は凹型ビードの根元部分（図１１の場合、凸型ビードの根元部分２００（ｄ）、２００（ｅ）、２００（ｆ）、２００（ｇ））については、ビードローラ４００が、根元部分２００（ｄ）、２００（ｅ）、２００（ｆ）、２００（ｇ）を押圧する。ソフトローラ１００及びビードローラ４００は図示した６軸（３座標軸及び３回転軸）方向で自在に貼り付けることが制御可能であり、天井部２００の複雑な曲面を押圧しながら移動可能である。

ここで、ビードローラ４００は硬いローラのため、フィルムにはショックラインが生じる場合がある。しかし、凸型又は凹型ビードの根元部分（図１１の場合、２００（ｄ）、２００（ｅ）、２００（ｆ）、２００（ｇ））を荷重するため、このような周縁にショックラインが生じたとしても、略平坦な面と異なり、対象物２００の外観に影響を及ぼすことが少ない点に留意していただきたい。

図１２は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ（ソフトローラ１００）及び局所用押圧具（ビードローラ４００）の動作方向（その１）を示す図である。同図の矢印１乃至９は、ソフトローラ１００の移動方向を示す。ここでは、４個の凸型の前方ビード及び４個の凸型の後方ビードがあるため、まず前方ビード及び後方ビードの間（矢印１）をソフトローラ１００で荷重しながらフィルムを貼り付ける。次に、前方ビードの略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印２乃至５）をソフトローラ１００で荷重する。さらに、後方ビードの略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印６乃至９）をソフトローラ１００で荷重する。

図１３は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ（ソフトローラ１００）及び局所用押圧具（ビードローラ４００）の動作方向（その２）を示す図である。同図の矢印１０乃至２５は、ビードローラ４００の移動方向を示す。まず前方ビードの凸部の根元部分を天井部の外側方向に（矢印１０乃至１７）をビードローラ４００で荷重する。これにより前方ビード部について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。次に後方ビードの凸部の根元部分を天井部の外側方向に（矢印１８乃至２５）をビードローラ４００で荷重する。これにより後方ビード部について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。

図１４は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ（ソフトローラ１００）及び局所用押圧具（ビードローラ４００）の動作方向（その３）を示す図である。同図の矢印２６乃至３５は、ソフトローラ１００の移動方向を示す。まず前方ビード間の略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印２６乃至３０）をソフトローラ１００で荷重する。これにより前方ビード間の略平坦な面について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。次に後方ビード間の略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印３１乃至３５）をソフトローラ１００で荷重する。これにより後方ビード間の略平坦な面について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。

ここで、（ａ）のようにビード間の幅がソフトローラの幅とほぼ等しい場合には、１回のストロークですむ。一方、（ｂ）のようにビード間の幅がソフトローラの幅よりも広い場合には、２回またはそれ以上のストロークが必要である。ソフトローラ１００であれば、１回目のストロークと２回目またはそれ以降のストロークの間にショックラインができてしまうことを防ぐことができる。

図１５は、本実施形態に係る６軸制御可能なローラ（ソフトローラ１００）及び局所用押圧具（ビードローラ４００）の動作方向（その４）を示す図である。同図の矢印３６及び３７はソフトローラ１００の移動方向を示す。矢印３８及び３９はビードローラ４００の移動方向を示す。まず前方ビードの前部分の略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印３６）をソフトローラ１００で荷重する。これにより前方ビードの前部分の略平坦な面について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。次に後方ビードの後部分の略平坦な面を天井部の外側方向に（矢印３７）をソフトローラ１００で荷重する。これにより後方ビードの後部分の略平坦な面について、気泡を残すことなくフィルムを天井部に貼り付けることができる。続いて、天井部の両側のルーフモールに相当する部分（矢印３８及び３９）をビードローラ４００で荷重する。

上述した通り、天井部の外側方向にソフトローラ１００及びビードローラ４００を荷重しながら移動することによって、フィルムの接着層の空気抜きを適切に行いながら、天井部の平面に対応するフィルム箇所にショックラインが生成されるのを防ぐことができる。さらに、ショックラインが目立たないビードの凸部の根元部分やルーフモール部分にも確実にフィルムを貼り付けることが可能になる。

以上説明したフィルムの貼り付け順番や方向などは本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、ビードとビードの間隔が広い場合は先にソフトローラで圧着した後にビードローラでビードの根元を圧着するが、間隔が狭い場合は先にビードローラでビードの根元を圧着した後にビード間をソフトローラで圧着してもよい。

また、天井部２００のビードが凹型の場合、ビードの凹部の根元部分のみをビードローラ４００で荷重し、それ以外の略平坦な部分はソフトローラ１００で荷重してもよい。

図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、本実施形態に係る発泡体１３０のＲ加工の変形例を示す図である。図１６ＡはＲが５ｍｍの場合（Ｒ１）を示す。Ｒの上限は特に制限が無く、芯部１１０に到達する程度の大きさであってもよい。図１６ＣはＲが芯部１１０に到達する場合の半径（Ｒ３）を示す。もちろんその中間のＲであってもよい。図１６Ｂは中間のＲの場合を示す（Ｒ２）。また、外周面１３５側のＲは芯部１１０のＲよりも大きくしてもよい。

なお、上述の実施形態では、フィルム貼り付けの対象物として車両が例示されていた。しかし、車両に限らず、どのようなものをフィルム施工の対象物としてもよい。例えば、電車、飛行体、家具、電化製品等であってよい。

１００…ローラ（ソフトローラ）、２００…対象物、３００…フィルム、４００…ビードローラ、５００…スキージ

Claims (14)

1. 円筒形状の芯部と、
   前記芯部の中心軸上に位置し、前記芯部を回転自在に支持する支持部と、
   前記芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、
   前記発泡体を操作する操作部と、
   前記支持部と前記操作部を固定する固定部と、を備え、
   前記外周面の少なくとも一方の端部は、前記中心軸方向へ曲がっているローラ。
2. 前記外周面の気泡は直径１．５ｍｍ以下である請求項１に記載のローラ。
3. 前記発泡体の前記外周面をアスカーＣ硬度計で測定した値がＣ７以上Ｃ２０以下である請求項１に記載のローラ。
4. 前記曲がっている端部の半径は５ｍｍ以上である請求項１に記載のローラ。
5. 前記固定部は前記発泡体を押圧するための荷重を調整可能な重りを備える請求項１に記載のローラ。
6. 前記重りは複数あり、それぞれの前記重りが前記支持部近傍に備えられる請求項５に記載のローラ。
7. 対象物にフィルムを張り付けるフィルム貼付装置であって、
   前記対象物に前記フィルムを張り付けるローラと、前記ローラの動きを制御する制御部を備え、
   前記ローラは、
   円筒形状の芯部と、
   前記芯部の中心軸上に位置し、前記芯部を回転自在に支持する支持部と、
   前記芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、
   前記発泡体を操作する操作部と、
   前記支持部と前記操作部を固定する固定部と、を備え、
   前記外周面の少なくとも一方の端部は、前記中心軸方向へ曲がり、
   前記制御部は、前記ローラを６軸制御するフィルム貼付装置。
8. 前記ローラを押圧するための荷重を検知するセンサをさらに備え、
   前記制御部は、前記センサからのデータに基づき前記ローラに荷重を加える請求項７に記載のフィルム貼付装置。
9. 前記荷重は０．４Ｎ／ｃｍより大きく１．８Ｎ／ｃｍより小さい請求項８に記載のフィルム貼付装置。
10. 前記対象物に凸部又は凹部があり、前記凸部又は前記凹部の根元部分に対して、前記フィルムを貼り付ける局所用押圧具を備え、
    前記制御部は、前記ローラ及び前記局所用押圧具を独立に６軸制御する請求項７に記載のフィルム貼付装置。
11. 前記局所用押圧具の押圧面をアスカーＡ硬度計で測定した値がＡ２０以上である請求項１０に記載のフィルム貼付装置。
12. ローラを用いて対象物にフィルムを貼り付けるフィルム貼付方法であって、
    前記ローラは、
    円筒形状の芯部と、
    前記芯部の中心軸上に位置し、前記芯部を回転自在に支持する支持部と、
    前記芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、
    前記発泡体を操作する操作部と、
    前記支持部と前記操作部を固定する固定部と、を備え、
    前記外周面の少なくとも一方の端部は、前記中心軸方向へ曲がり、
    前記ローラを用いて前記フィルムの一部を貼り付け、
    前記フィルムの一部、及び、前記フィルムの一部と接する他の部分に前記発泡体の外周面が来る位置へ前記ローラを移動し、
    前記フィルムの一部、及び、前記他の部分を前記発泡体の外周面で押圧するフィルム貼付方法。
13. 前記ローラを押圧するための荷重を０．４Ｎ／ｃｍより大きく１．８Ｎ／ｃｍより小さい範囲に設定する請求項１２に記載のフィルム貼付方法。
14. 凹部又は凸部を有する対象物に、ローラ、及び、前記凹部又は凸部の根元部分を押圧するための局所用押圧具を用いてフィルムを貼り付けるフィルム貼付方法であって、
    前記ローラは、
    円筒形状の芯部と、
    前記芯部の中心軸上に位置し、前記芯部を回転自在に支持する支持部と、
    前記芯部の全周を覆い、外周面が平坦な発泡体と、
    前記発泡体を操作する操作部と、
    前記支持部と前記操作部を固定する固定部と、を備え、
    前記外周面の少なくとも一方の端部は、前記中心軸方向へ曲がり、
    前記ローラを用いて前記根元部分以外の前記対象物に前記フィルムを貼り付け、
    前記局所用押圧具を用いて前記根元部分に前記フィルムを貼り付けるフィルム貼付方法。
    

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