JP5830555B2 - 保護用粘着シートの貼付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、自動二輪車などを含む車両、ボートおよび航空機などのボディおよびガラスを含むワークに保護用の粘着シートなどを精度よく貼り付ける保護用粘着シートの貼付け方法に関する。ここで、粘着シートは、例えば、ワークの損傷を防止する。また、粘着シートは、ボディの塗装の劣化を防止する。さらに、窓のガラスに貼り付ける粘着シートは、車両および機体の内部への紫外線の入射を低減させ、或いは赤外線の入射を低減させて室内の温度上昇を抑制させる。

近年、自動車などの車両および航空機などのボディの塗装面の損傷を防止するために、透明の粘着シートを貼り付けている。また、ボディの塗装に代えて着色された保護用粘着シートが貼り付けられている（特許文献１を参照）。

また、自動車、鉄道、住宅などに設置されるガラスや透明樹脂板などの透光性基板を通って室内に入射される赤外線（特に、近赤外線）を遮蔽する赤外線反射機能を有する保護フィルムが知られている（特許文献２を参照）。

例えば、自動車のエンジンフードなどの外板に塗膜保護シートを貼り付ける場合、当該外板の塗装面の凹入部に治具を載置する。この治具の上に保護シートを覆い被せた後に当該治具を抜き出す。その後、オペレータがスキージで保護シートを押圧して外板に貼り付けている。（特許文献３を参照）。

特開２０１２−４６７２３号公報 特開２００５−３４３１１３号公報 特開２００５−１９３０７７号公報

従来に保護シートの貼り付け方法は、次のような問題が生じている。すなわち、車両のボディまたは窓などの被着面は、湾曲あるいは凹凸を有するので粘着シートを精度よく貼り付けられないといった問題が生じている。

すなわち、エンジンフードなどの外板は、面積が広いので、オペレータのマニュアルによる貼り付けでは中央部分まで手が届きづらく、スキージが間欠的に移動させられている。また、粘着テープへの押圧も均一になっていない。さらに、スキージが片当たりしている。オペレータは慎重に貼り付け作業を行ってワークと粘着剤の界面に気泡の巻き込みなく粘着シートをワークに貼り付けたつもりであっても、スキージを停止させた位置にライン状の停止痕が形成されていたり、あるいはドット状の凹凸やオレンジピールが発生していたりする。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、車両などのボディやガラスなどの各種ワークに保護用粘着シートを精度よく貼り付けることのできる保護用粘着シートの貼付け方法を提供することを主たる目的とする。

発明者等は、上記問題の発生原因を突き止めるべく実験を繰り返して鋭意検討した結果、次のような知見を得ることができた。

すなわち、ワークと同形状の透明なモデルまたはワークと同じ材質の板を透明な保持テーブルに載置保持し、粘着シートを当該ワークに重ね合わせる。その後、保持テーブルを移動させながら、スキージで粘着テープを押圧させながらワークに当該粘着シートを貼り付ける実験をした。この実験で種々の設定条件に変更した。この実験の貼付け過程で、保持テーブルの下方からカメラで粘着シートの貼り付け状態を撮影した。粘着シートの貼り付けの最中および貼り付け完了後に粘着シートの表面の状態を確認すると、気泡の巻き込みもなくワークに密着していた。また、表面も平坦になっていた。

しかしながら、粘着シートの貼り付け完了後に所定時間が経過すると、粘着テープの表面にドット状の凹凸が発生した。また、ワークに施工液を塗布して粘着シートを貼り付けた場合、所定時間を経過すると粘着シートの表面にオレンジピールが発生していた。

カメラで撮影した画像を確認すると、凹凸の発生した部位にスキージが片当たりしていることが分かった。当該片当たりにより、過度の押圧が粘着剤に作用して粘着剤の組成に変化をもたらしているとの知見を得ることができた。また、オレンジピールは、施工液を用いときに、スキージの片当たりで発生することが分かった。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、ワークに保護用粘着シートを貼り付ける保護用粘着シートの貼付け方法であって、
前記ワーク上をスキージが通過するようにワークとスキージを相対的に移動させながら当該スキージによって粘着シートを押圧してワークに貼り付ける過程で、
位置検出器によって検出された前記スキージの位置情報と圧力検出器によって検出されたスキージによる実圧力とを、ワークの位置ごとに応じて予め決めた基準圧力と比較し、求まる偏差に応じてスキージによる粘着シートへの押圧を調整する圧力調整過程と、
前記位置検出器によって検出された位置情報を利用して実移動速度を求め当該実移動速度と予め決めた基準移動速度を比較して求まる偏差に応じて、スキージとワークの相対的な移動速度を調整する移動速度調整過程と、
を備えたことを特徴とする。

（作用・効果） この方法によれば、圧力検出器によって実圧力が検出されると、当該検出時点で位置検出器から検出されると、当該位置情報に応じて予め決めた基準圧力と実圧力とが比較される。同時に、位置情報に基づいて予め決めた基準移動速度と実移動速度と基準移動速度が比較される。これら比較処理の結果、偏差が生じた場合に予め決めた基準圧力と基準速度になるようにスキージを操作して移動速度および押圧が調整される。したがって、粘着シートに過剰な圧力が作用しないので、粘着シート貼り付け後にドット状の凹凸やオレンジピールが発生するのを抑制することができる。

また、上記装置において、粘着シートの貼り付け開始から目標速度に達するまでの加速度と当該加速度に応じて関連付けされたスキージの理論圧力を予め求めておき、
前記目標速度に達するまで位置検出器によって検出された位置情報から実加速度を求め、当該実加速度に応じた理論圧力を求め、当該理論圧力に基づいて粘着シートへのスキージの押圧を調整することが好ましい。

この方法によれば、粘着シートへの押圧が過剰にかかりぎみになる貼り付け開始時に実加速度を求め、予め加速度に関連付けられた理論圧力に粘着シートへのスキージの押圧を調整することにより、安定した押圧で粘着シートをワークに貼り付けることができる。したがって、貼り付け開始部分であっても粘着シートのドット状の凹凸やオレンジピールの発生を抑制することができる。

本発明の保護用粘着シートの貼付け方法によれば、ワークの形状に関わらず保護用粘着シートを精度よく貼り付けることができる。

保護用粘着シートの貼付け装置の正面図である。 保護用粘着シートの貼付け装置の平面図である。 保護用粘着シートの貼付け装置の側面図である。 保護用粘着シートの貼付け装置の概略構成を示すブロック図である。 保護用粘着シートの貼付け装置の一巡の動作を示すフローチャートである。 評価サンプルに保護用粘着シートを貼り付ける動作を説明する図である。 評価サンプルに保護用粘着シートを貼り付ける動作を説明する図である。 評価サンプルに保護用粘着シートを貼り付ける動作を説明する図である。 変形例装置の正面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例説明する。なお、この実施例装置によって保護用粘着シートを貼り付けるワークは、例えば自動車のボディなどの塗装面や窓のガラス面などである。

図１は、この発明の一実施例に係り、保護用粘着シートの貼付け装置の全体構成を示した正面図である。

この貼付け装置は、保持テーブル１、貼付けユニット２から構成されている。以下、各構成について詳述する。

保持テーブル１は、図１ないし図３に示すように、ワークＷの裏面を真空吸着あるいはクランプで把持するよう構成されている。また、保持テーブル１は、前後水平に配備されたガイドレール３に沿って前後にスライド可能な可動台４に支持されている。そして、可動台は４、図４に示すサーボモータ５を備えたアクチュエータによって前後に往復移動する。

保持テーブル１は、サーボ用のアンプ７の電圧を調整することによりサーブモータ５の回転速度が変更され、移動速度の調整が可能に構成されている。また、ロータリエンコーダ８により保持テーブル１の位置情報を検出し、当該位置情報を図４に示す速度制御部９に送信する。なお、アクチュエータは、本発明の水平駆動機構に相当する。なお、ロータリエンコーダ８は、本発明の位置検出器に相当する。

図１に戻り、貼付けユニット２は、昇降機構１０、アーム１１、加圧機構１２および角度調整機構１３などから構成されている。

昇降機構１０は、可動台１４を備えている。この可動台１４は、装置基台に立設された縦フレーム１５に設けられたボール軸１６に連結されたハンドル１７を操作することによりガイドレール１８に沿って昇降する。

可動台１４の底面にはアーム１１が装着されている。このアーム１１には、横軸２０が水平に挿通され、当該アーム１１を揺動可能に軸支している。アーム１１の先端側には、保持部２１を介してエッジを下向きにしたスキージ２２が着脱可能に装着されている。

アーム１１の後端側にはバランサ２３が装着されており、定常状態でアーム１１を水平に保つように構成されている。

加圧機構１２は、例えば低摩擦タイプのエアーシリンダ１２によって構成されている。エアーシリンダ１２は、可動台１４の上面から立設された縦板２４に装着され、アーム１１と一体に昇降可能に構成されている。また、エアーシリンダ１２のロッドが、アーム１１の先端よりの上面に連結されている。したがって、エアーシリンダ１２のロッドの伸縮によって横軸２０を中心にしてアーム１１の先端が上下に揺動し、ワークＷへの押圧が調整可能に構成されている。

ここで、エアーシリンダ１２は、図４に示すように、上流側から外部接続の圧縮エアー源２５、１次圧力調整機２６、圧力変換調整機２７および電磁弁２８の順に接続されている。なお、圧力変換調整機２７には、逆止弁２９が装備されている。

１次圧力調整機２６は、圧縮エアー源２５から供給されるエアーの圧力を所定の安定した２次圧力にして出力する。

圧力変換調整器２７は、例えばレギュレータで構成されており、予め設定した２次圧力を一定に保つように調整する。すなわち、圧力調整器２４は、エアーシリンダ１２の圧力変化を検知しとき、当該検知信号の実圧力と設定された基準圧力の偏差を求め、電磁弁２８や逆止弁２９の開度を調整することによって設定圧力に戻す。なお、圧力変換調整器２４は、本発明の圧力検出器および圧力制御部の機能を兼ね備えている。

角度調整機構１３は、ポテンショメータ３０、サーボモータ３１、サーボ用のアンプ３２およびロータリエンコーダ３３などから構成されている。

ポテンショメータ３０は、アーム１１を軸支している横軸２０に装着されており、アーム１１の揺動角度を検出する。検出信号は、角度制御部３４に送信される。

サーボモータ３１は保持部２１に連結されており、ワークＷに対して２２の接触角度を変更可能にする。なお、スキージ２２の角度変更時の回転速度は、サーボ用のアンプ３２の電圧制御することにより調整可能に構成されている。

ロータリエンコーダ３３は、スキージ２２の角度変更時の回転角を検出し、検出信号を角度制御部３４に送信する。

次に、上述の実施例装置について一巡の動作を図５に示すフローチャートに沿って説明する。

保護用の粘着シートＰＴを処理対象のワークＷに貼り付ける前に上記実施例装置を用いてワークＷと同じ材料や同じ塗装のされた板状の評価サンプルＷ１に粘着シートＰＴの貼り付けを繰り返し、気泡の巻き込み、ドット状の凹凸などの不良が生じない貼り付け条件を求め、定量化したデータベースを作成する。

評価条件を設定する（ステップＳ１）。当該評価条件は、例えば、スキージ２２によるサンプルＷ１の押圧（圧力）、スキージ２２の接触角度、保持テーブル１の移動速度などである。これら評価条件は、オペレータによるマニュアル処理でワークＷに粘着シートＰＴを貼り付け可能な範囲から複数パターンの条件で操作パネル４０を操作して設定する。例えば、本実施例では、圧力、接触角度および移動速度の３つのパラメータを粘着シートＰＴの貼り付け開始から終了するまで一定に保つように設定している。この一定値を変更してゆく。

評価サンプルＷ１を保持テーブル１に載置保持し、操作パネル４０から設定条件を選択する。保護用粘着シート貼付け装置を初期設定する（ステップＳ２）。

保持テーブル１は、貼り付け開始位置に移動する。つまり、図６に示すように、評価サンプルＷ１の移動方向側の前端がスキージ２２の下降位置と一致するように原点位置が合わされる。なお、この時点でハンドル１７を操作してアーム１１の高さ調整は完了している。

同時に、加圧機構１２および角度調整機構１３の設定も行われる。ここで、加圧機構１２は、１次圧力調整器２４によって押圧の設定値に近い値で安定する２次圧力に調整する。

角度調整機構１３は、評価サンプルＷ１に対してスキージ２２が所定角度で接触するよう設定される。つまり、サーボモータ３１の回転角をロータリエンコーダ３３で検出し、当該検出結果に基づいて角度制御部３４が設定角度になるまでサーボモータ３１の回転をコントロールする。

初期設定が完了した時点で、粘着シートＰＴの貼り付けを開始する（ステップＳ３）。図７に示すように、加圧機構１２によってアーム１１を揺動下降させてスキージ２２の先端を設定角度で粘着シートＰＴに接着および押圧する。その後、図８に示すように、保持ステージ１を設定速度で終端位置まで移動させる。

粘着シートＰＴの貼り付け過程で、ロータリエンコーダ８によって保持ステージ１の位置情報を検出しながら記憶部５０に記録する（ステップＳ４Ａ）。速度制御部９は、位置情報から距離を算出し、当該距離を微分して移動速度求（実速度）める。さらに、記憶部５０から設定された基準速度と当該実速度を比較し、偏差が生じた場合にサーボ用のアンプ７の電圧変更し、サーボモータ５を操作して移動速度を一定に保つ（ステップＳ５Ａ）。

また、評価サンプルＷ１の形状に追従してスキージ２２が移動するのに伴って揺動するアーム１１の揺動角度（実角度）が検出される（ステップＳ４Ｂ）。ポテンショメータ３０によって検出された実角度と基準角度を比較し、偏差が生じた場合に当該偏差に応じてサーボモータ３１を操作してサンプルへのスキージ２２の接触角度を一定にする（ステップＳ５Ｂ）。

さらに、圧力変換調整器２７は、圧力変化を検知する（ステップＳ４Ｃ）。圧力変化を検出するごとに実圧力と設定された基準圧力を比較し、求まる偏差に応じて逆止弁２９や電磁弁２８の開度を調整しながら押圧を一定に保つ（ステップＳ５Ｃ）。

保持ステージ１が貼り付け終了端に到達したかどうかをロータリエンコーダ８の位置情報から判別する（ステップＳ６）。保持ステージ１が終了端に到達すると、加圧機構１２による加圧を解除させてアーム１１を揺動上昇させて待機位置に復帰させる。同時に保持ステージ１を原点位置に戻す。

以上の評価サンプルＷ１への粘着シートＰＴの一巡の貼り付け動作が終了し、設定条件ごとに上記ステップＳ１からステップＳ６の処理を繰り返す。

複数の条件で評価サンプルＷ１に貼り付けた粘着シートＰＴを所定時間かけて貼り付き状態を観察し、スキージ痕やドット状の凹凸などの発生していない最適な条件を求める。

最適条件が求まれば、データベース化して装置内の記憶部５０に記録してゆく。実際の処理対象のワークＷへの粘着シートＰＴの貼り付けは、当該データベースから適時に選択し、実行される。

以上で実施例装置の一巡の動作が完了し、以後、所定枚数に達するまで同じ動作が繰り返される。

上記実施例装置によれば、評価サンプルＷ１によって取得した最適な貼り付け条件に基づいて、ワークＷの形状に対応しつつスキージ２２の接触角度、押圧および移動速度を一定に保って粘着シートＰＴを貼り付けることができる。すなわち、スキージ痕やドット状の凹凸など外観不良の発生しない最適な条件でワークＷに保護用の粘着シートＰＴを自動で貼り付けることができる。

なお、本発明は以下のような形態で実施することもできる。

（１）上記実施例装置において、保持ステージ１をアクリルなどの透明材料で構成し、図９に示すように、貼り付け位置の下方にカメラなどの撮像機６０を装備してもよい。この構成によれば、透明材料からなる評価サンプルに用の粘着シートＰＴを貼り付けることにより、貼り付け過程の粘着層が弾性変形する状態を確認することできる。

（２）上記実施例では、評価サンプルＷ１にワークＷと同形状の粘着シートＰＴの貼り付け過程でスキージ２２の角度調整も行っていたが、スキージ２２を固定にしてもよい。

（３）上記各実施例装置において、設定された目標移動速度に達するまでの間の実加速度を求め、実加速度に応じてスキージ２２の押圧を調整してもよい。例えば、加速度に応じて最適な押圧を実験またはシミュレーションで求めて関連付けてデータベースとして保持する。この場合、貼り付け開始時の圧力不足または過剰な圧力が粘着シートＰＴにかからない。

（４）上記各実施例装置において、スキージ２２を左右への揺動を調整可能に構成してもよい。したがって、粘着シートＰＴの貼り付け過程で、ワークＷの形状に追従して揺動角度を変更するのでスキージ２２の片当たりを回避することができる。

１ … 保持テーブル
２ … 貼付けユニット
５ … サーボモータ
８ … ロータリエンコーダ
９ … 速度制御部
１２ … 加圧機構
１３ … 角度調整機構
２２ … スキージ
２７ … 圧力変換調整機構
３０ … ポテンショメータ
３３ … ロータリエンコーダ
３４ … 角度制御部

Claims (2)

1. ワークに保護用粘着シートを貼り付ける保護用粘着シートの貼付け方法であって、
   前記ワーク上をスキージが通過するようにワークとスキージを相対的に移動させながら当該スキージによって粘着シートを押圧してワークに貼り付ける過程で、
   位置検出器によって検出された前記スキージの位置情報と圧力検出器によって検出されたスキージによる実圧力とを、ワークの位置ごとに応じて予め決めた基準圧力と比較し、求まる偏差に応じてスキージによる粘着シートへの押圧を調整する圧力調整過程と、
   前記位置検出器によって検出された位置情報を利用して実移動速度を求め当該実移動速度と予め決めた基準移動速度を比較して求まる偏差に応じて、スキージとワークの相対的な移動速度を調整する移動速度調整過程と、
   を備えたことを特徴とする保護用粘着シートの貼付け方法。
2. 請求項１に記載の保護用粘着シートの貼付け方法において、
   前記粘着シートの貼り付け開始から目標速度に達するまでの加速度と当該加速度に応じて関連付けされたスキージの理論圧力を予め求めておき、
   前記目標速度に達するまで位置検出器によって検出された位置情報から実加速度を求め、当該実加速度に応じた理論圧力を求め、当該理論圧力に基づいて粘着シートへのスキージの押圧を調整する
   ことを特徴とする保護用粘着シートの貼付け方法。

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