JP7391931B2 - シール材貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は、シール材貼付装置に関する。

従来、例えば自動車部品の一つであるサービスホールカバーと呼ばれる自動車ドア用防水カバーにおいて、当該カバーと他部品との間の密閉性を確保するために、当該カバーの周縁に沿って樹脂等で形成された柔軟で長尺のシール材が貼り付けられる。このようなシール材の貼付けを自動で行うシール貼付装置に係る各種の発明がなされてきた（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１には、作業空間内の固定された貼付け位置にシールを送り出すように構成されているシール送出装置と、ワークを保持するとともにワークを貼付け装置に対して相対移動させるように構成されている多関節型のロボットアームと、を備えたシール貼付装置に係る技術が開示されている。

また特許文献２には、シールテープ供給装置からのシールテープをガイドレールに沿って走行させて、ワークにシールテープを貼付けてゆくシールテープ貼付け機構へ案内するシールテープの案内機構、および、ワークに、ウレタン発泡体等からなる伸縮性のある柔軟なシールテープを貼付けるためのシールテープ自動貼付け装置に関する技術が開示されている。

特開２０１８－２４２０５号公報 特開平８－３００４８９号公報

しかしながら、上記の従来技術に係るシール貼付装置では、シール送出装置やシールテープ供給装置によるシールの送出動作又は供給動作のために、専用の動力源を必要とするものであった。そのため、ワークへのシール貼付けに係るコストが高いものとなっていた。

本発明は、安価に且つ適切にワークへのシール材の貼付けが可能なシール貼付装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るシール材貼付装置は、ワーク把持部に把持されてなるシール材の貼付対象物に対し、帯状のシール材を供給するシール材供給部を備えたシール材貼付装置であって、
前記シール材供給部は、少なくとも一面に粘着剤を介して台紙が貼付されてなる前記シール材が巻回されてなるリールを軸支するリール取付部と、前記リールから引き出されるシール材を前記シール材の貼付対象物に対して案内する複数のローラーを有してなり、
前記複数のローラーは、前記リールに対峙する位置に設置されてなる第一ローラーと前記第一ローラーの鉛直下方向かつローラー面が対峙する位置に配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第二ローラーと、前記第一ローラーを基準としてシール材送出方向に離間しかつ第一ローラーと鉛直方向同高さに配設されてなる第三ローラーと、
前記第三ローラーを基準としてシール材送出方向斜め下方かつ前記第三ローラーとローラー面が対峙する位置に配設されてなる第四ローラーと、
前記第四ローラーを基準としてシール材送出方向斜め上方かつ前記第四ローラーとローラー面が対峙する位置に配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第五ローラーと、
前記第五ローラーを基準としてシール材送出方向に離間して配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第六ローラーと、
前記第六ローラーに対して鉛直下方向かつローラー面が対峙する位置に配設されてなる第七ローラーとを有し、
前記シール材の貼付対象物の動きにより前記リールから引き出されてなる前記シール材は、前記第一ローラー及び前記第二ローラー間を通過し、続いて前記第三ローラーの下方、第四ローラーの上方を通過することにより台紙が剥離された後、前記第五ローラーの下方の順に通過し、第六ローラーと第七ローラーの間を通過し、前記シール材の貼付対象物に供給されるように形成されていることを特徴とする。

本発明の他の形態によれば、前記シール材貼付装置のワーク把持部は、前記シール材供給部の前記第六ローラーと前記第七ローラーの間のフィーダー基準位置に前記ワーク把持部に保持されてなるシール材貼付対象物としてのワークの貼付け位置を対峙させた状態で前記ワーク把持部が前記ワークを移動自在としてなることを特徴とする。

本発明の他の形態によれば、前記シール材貼付装置のワーク把持部は、制御ロボットに連設されてなることを特徴とする。

本発明によれば、安価に且つ適切にワークへのシール材の貼付けが可能なシール貼付装置を提供することができる。

本実施形態に係るシール材貼付装置の全体構成例を示す図である。 本実施形態に係るシール材の貼付対象物品であるワークの一例を示す図である。 本実施形態に係るシール材供給部の構成例を示す図である。 本実施形態に係るローラーを説明するための側面図である。 本実施形態に係るワーク把持部の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

［シール材貼付装置の構成例］
図１は、本実施形態に係るシール材貼付装置の全体構成例を示す図である。

図１に示すシール材貼付装置１は、シール材供給部２、ワーク把持部３、制御ロボット４からなる構成である。このシール材貼付装置１では、まず制御ロボット４が、ワーク把持部３にワーク５（対象物品）を把持させる。次に制御ロボット４が、ワーク把持部３によって把持されたワーク５の周縁に、シール材供給部２から供給されるシール材６を貼り付ける。

シール材供給部２は、ワーク５の周縁に貼り付けられるシール材６を供給するシール材供給手段である。このシール材供給部２の詳細については図３や図４を用いて後述する。

ワーク把持部３は、ワーク５を把持するワーク把持手段である。このワーク把持部３は、平板状の接続板４１を介して制御ロボット４に接続されている。このワーク把持部３の詳細については図５を用いて後述する。

制御ロボット４は、アーム先端が接続板４１を介してワーク把持部３に接続され、ワーク把持部３の動作を制御する６軸多関節ロボットである。この制御ロボット４は、不図示の制御装置によって動作制御される。具体的には、ワーク把持部３にワーク５を把持させ、その後把持したワーク５をシール材供給部２のフィーダー基準位置Ｒｐ（図４参照）に移動させ、ワーク５の周縁の貼付け位置をフィーダー基準位置Ｒｐに向かって対峙させながら、ワーク５の周縁の貼付け位置の形状と傾斜に合わせて動かし、シール材６を貼付するよう動作制御される。

ワーク５は、シール材６の貼付対象物品である。例えば自動車部品の一つであるサービスホールカバー（図２参照）であり、その周縁に沿ってシール材６が貼り付けられる。ワーク５は、所定の保管位置に１枚ずつ積み重ねられており、ワーク把持部３によって１枚ずつシール材６の貼付面と反対側の面が吸引保持される。

図２は、本実施形態に係るシール材の貼付対象物品であるワークの一例を示す図である。

図２に示すワーク５は、サービスホールカバーを例示したものであり、シール材６の貼付面側から見た図を示している。図中の点線枠で囲まれた貼付領域５１が当該ワーク５の周縁のシール材６の貼付け位置である。図２において貼付領域５１は同一平面上に表れているように見えるが、実際はワーク５の凹凸形状に沿った傾斜を含む立体構造となっている。また、複数個（図２では３個）のガイド穴５２が設けられている。

図１に戻り、シール材６は、例えばEPDM（Ethylene Propylene Diene Methylene）ゴム発泡体等の柔らかい素材からなるシール材である。例えばエプトシーラー（登録商標）であるが、エプトシーラーに限定されるものではなく、他のシール材であっても良い。

また、詳しくは図４を用いて後述するが、シール材６には上面に台紙６１が貼付されており、台紙６１はローラー２４を通過する際に剥離される。

以上に示すように、本実施形態に係るシール材貼付装置１では、まず制御ロボット４が、ワーク把持部３にワーク５を把持させる。次に制御ロボット４が、ワーク把持部３によって把持されたワーク５の周縁の貼付領域５１にシール材供給部２から供給されるシール材６を貼り付ける。

［シール材供給部の構成例］
図３は、本実施形態に係るシール材供給部の構成例を示す図である。なお、以下の説明において、前述と同様の構成要素については同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

図３に示すシール材供給部２は、リール２１、リール取付部２２、フレーム体２３、第一ローラー２４ａ、第二ローラー２４ｂ、第三ローラー２４ｃ、第四ローラー２４ｄ、第五ローラー２４ｅ、第六ローラー２４ｆ、第七ローラー２４ｇ（以下、総称する場合には「ローラー２４」ともいう。）を有する。

このシール材供給部２は、リール２１にセットされたロール状のシール材６を、制御ロボット４（図１参照）の動作に合わせて供給するものである。

リール２１は、ロール状のシール材６が巻回されるスプール部２１ａを備えたシール材保持手段であり、リール取付部２２に取り付けられる。なお、予めスプール部２１ａにシール材６が巻回されたリール単位で交換可能なものとする。

リール取付部２２は、リール２１を取り付けるためのリール取付手段であり、前述のスプール部２１ａを回転可能に支持するスプール軸２２ａと、リール２１の側方に配設されるドーナツ形の板状のワッシャー部２２ｂと、ワッシャー部２２ｂよりも外側においてスプール軸２２ａに取外し可能に取り付けられる固定部２２ｃと、ワッシャー部２２ｂと固定部２２ｃとの間においてスプール軸２２ａ周りに設けられるバネ等の弾性体２２ｄとを有する。

このリール取付部２２は、ワッシャー部２２ｂ、固定部２２ｃ及び弾性体２２ｄによってリール２１を側方（図３では片方の側面のみ図示）から押さえるリール押さえ機構として機能する。

固定部２２ｃは、例えばワンタッチストッパーであり、当該ワンタッチストッパーをリール２１側に近づけた状態に配置させて固定することによって、ワッシャー部２２ｂ及びリール２１が弾性体２２ｄにより付勢され、リール２１のバックラッシュ、すなわち慣性による揺り戻しを防ぐことができる。また、ワンタッチストッパーとすることによりリール２１の交換が容易になる。

フレーム体２３は、リール２１やリール取付部２２を支持する例えば金属製の枠体である。このフレーム体２３の構造は、生産ラインにおける設置位置等により適宜設計変更可能である。

ローラー２４は、リール２１に巻回されたシール材６を送り出すための送出手段である。ローラー２４は、図４を用いて後述する第一ローラー２４ａ～第七ローラー２４ｇからなり、各ローラー２４ａ～２４ｇはスプール軸２２ａに平行な態様で、すなわちシール材６の送出方向に垂直な方向を向くようフレーム体２３に対して取り付けられる。

これら第一ローラー２４ａ～第七ローラー２４ｇは、シール材６の当接部分に溝が形成されたいわゆる溝付きローラーであり、溝深さはシール材６の厚みよりやや短い長さとする。これにより、ワーク５に貼り付ける際に一定圧力での貼り付けを可能としている。

以上に示すように、本実施形態に係るシール材供給部２は、リール２１、リール取付部２２、フレーム体２３、ローラー２４を有し、リール２１にセットされたロール状のシール材６を、制御ロボット４の動作に合わせて供給する。

［第一ローラー～第七ローラーについて］
図４は、本実施形態に係るローラーを説明するための側面図である。図４では、各ローラー２４ａ～２４ｇをローラーの軸方向から見た図を示している。

シール材６は、最初に第一ローラー２４ａと第二ローラー２４ｂの間を通過し、続いて第三ローラーｃの下方、第四ローラー２４ｄの上方、第五ローラー２４ｅの下方の順に通過し、最後に第六ローラー２４ｆと第七ローラー２４ｇの間を通過するよう、図中右側から左側に向かって送出される。なお、シール材６の上面には台紙６１が貼付されており、第三ローラー２４ｃの下方を通過する際に剥離される。

第一ローラー２４ａ及び第二ローラー２４ｂは、鉛直方向上下に配設されるローラーである。第一ローラー２４ａは、帯状のシール材６を引込むとともに、センターのライン合わせ、すなわち位置決めを行うためのガイドローラーである。第二ローラー２４ｂは、第一ローラー２４ａとローラー面が対峙する位置に配設され、シール材６を下方から第一ローラー２４ｂに対して押さえ込むための押さえローラーである。

なお、第二ローラー２４ｂは、ローラー表面を非粘着コーティングすることによってシール材６の貼付きを防止することが好ましい。非粘着コーティングとは、ローラー表面に粗面を形成しここに特殊塗料を塗布してなる粘着剤が貼着しない加工である。但し、非粘着コーティングしなくても良い。また、第二ローラー２４ｂにワンウェイベアリングを用いることにより、図４において反時計周り方向のみに回転するワンウェイローラーとすることが好ましい。但し、ワンウェイローラーでなくても良い。

第三ローラー２４ｃは、第一ローラー２４ａを基準としてシール材６の送出方向に所定距離離間するとともに、鉛直方向において第一ローラー２４ａとほぼ同じ高さに配設されるガイドローラーである。この第三ローラー２４ｃは、シール材６から台紙６１を剥離するためのいわゆる剥離ローラーである。

第四ローラー２４ｄは、第三ローラー２４ｃを基準としてシール材６の送出方向斜め下方かつ第三ローラー２４ｃとローラー面が対峙する位置に配設されるガイドローラーである。この第四ローラー２４ｄは、第三ローラー２４ｃによって台紙６１が剥離されたシール材６を引込むとともに、センターのライン合わせを行う。また、この第四ローラー２４ｄは、後述する第五ローラー２４ｅの後退防止機能を補助する機能も果たす。

第五ローラー２４ｅは、第四ローラー２４ｄを基準としてシール材６の送出方向斜め上方かつ第四ローラー２４ｄとローラー面が対峙する位置に配設される押さえローラーである。この第五ローラー２４ｅは、シール材６を上方から第四ローラー２４ｄに対して押さえ込むことにより、第三ローラー２４ｃによって台紙６１が剥離される際のシール材６の持ち上がりを防止する。

この第五ローラー２４ｅにはワンウェイベアリングが用いられており、図４において時計周り方向のみに回転するワンウェイローラーである。これにより、第三ローラー２４ｃによって台紙６１を剥離する際にシール材６が送出方向と逆方向に後退してしまうのを防止する。また、この第五ローラー２４ｅは非粘着コーティングしたものとすることで、シール材６の貼付きを防止する。

第六ローラー２４ｆ及び第七ローラー２４ｇは、第五ローラー２４ｅを基準としてシール材６の送出方向に所定距離離間した位置において鉛直方向上下に配設されるローラーである。第七ローラー２４ｇは、第六ローラー２４ｆに対して鉛直下方向かつローラー面が対峙する位置に配設される。

第六ローラー２４ｆは、シール材６を上方から第七ローラー２４ｇに対して押さえ込むことにより、後述する第七ローラー２４ｇのガイド機能を補助する押さえローラーである。この第六ローラー２４ｆにはワンウェイベアリングが用いられており、図４において時計周り方向のみに回転するワンウェイローラーである。これにより、第五ローラー２４ｅと同様に、シール材６が送出方向と逆方向に後退してしまうのを防止する。また、この第六ローラー２４ｆは非粘着コーティングしたものとすることで、シール材６の貼付きを防止する。

第七ローラー２４ｇは、適正溝深さによる一定圧力での貼付けのためのガイドローラーである。この第七ローラー２４ｇは、シール材６をワーク５に貼付ける際の舵取りとして機能する。この第七ローラー２４ｇから送出されるシール材６をワーク５に貼り付けるに際しては、制御ロボット４がワーク５を第七ローラー２４ｇ、具体的には第七ローラー２４ｇに対峙するフィーダー基準位置Ｒｐに向けて押し付けることで、シール材６を引き出す。これにより、複雑なシール材６の供給動力を必要としない。なお、シール材６を引き出すために必要な力を軽減するために、一定の空気圧力をかけたエアーモーターを補助動力として前述の第四ローラー２４ｄに接続し、引き出し力の補助をしてもよい。シール材６とローラー２４の摩擦係数が小さいため、シール材６を適切に供給するためにはシール材６を引っ張ることが必要な場合があるためである。

［ワーク把持部の構成例］
図５は、本実施形態に係るワーク把持部の構成例を示す図である。

図５に示すワーク把持部３は、ベースフレーム３１、吸着部３２、ワークガイド３３、ストッパーボルト３４、取付治具３５等を有する。このワーク把持部３は、制御ロボット４のアーム先端に接続板４１を介して接続され（図１参照）、ワーク５を把持固定するための装置である。前述のシール材供給部２のフィーダー基準位置Ｒｐに正確にワーク５を移動させ、シール材６を貼り付けるための装置である。

ベースフレーム３１は、ワーク５の形状に応じてワーク５全体を把持することができるように作製される、例えばアルミニウムの素材から形成される軽量の専用枠体である。このベースフレーム３１は、制御ロボット４のアーム先端に接続板４１を介して接続される。

吸着部３２は、ベースフレーム３１に取付治具３５を介して取り付けられ、ワーク５に真空吸着して保持するいわゆる吸着パッドである。図５に示す例では５カ所に配設されているが、ワーク５の形状に応じて当該ワーク５の平面的な箇所且つバランスが良い箇所に対応する位置に配設するものとする。

なお、図５では図示を省略しているが、吸着部３２の裏面からは真空ポンプ（不図示）に接続される吸引ホース（不図示）が延出されており、負圧と開放の制御がなされる。ワーク５は、通常複数枚数重ねて保管されており、吸着部３２がワーク５を吸着して保持した状態で、制御ロボット４はワーク５をフィーダー基準位置Ｒｐまで移動させる。

ワークガイド３３は、ベースフレーム３１に取付治具３５を介して取り付けられ、ワーク把持装置３を動作させる際のワーク５のガタつきを防止する突起部３３ａを備えたピン形状の部品である。図５に示す例では三か所に配設されているが、ワーク５側に設けられたガイド穴５２（図２参照）に応じて適切に配設するものとする。

吸着部３２によってワーク５を吸着する際に、各ワークガイド３３がワーク５側に設けられたガイド穴５２に嵌合することによって、ワーク把持部３とワーク５とは位置決めされる。各ワークガイド３３の突起部３３ａは段付きになっており、シール材６の貼付時にワーク５が変形するのを防止するための押さえにも寄与する。また、ワーク５に押し付けながら動かす動作に耐えうるように構成されている。

ストッパーボルト３４は、ベースフレーム３１に取付治具３５を介して取り付けられ、ワーク５をシール材供給部２に押し付けた際のワーク５の変形を防止するピン形状の部品である。図５に示す例では八カ所に配設されているが、ワーク５の形状に応じて適切に配設するものとする。

以上に示す構成により、ワーク把持部３は、ワーク５を把持固定するとともに、制御ロボット４により動作制御されて前述のシール材供給部２のフィーダー基準位置Ｒｐに正確にワーク５を移動させ、シール材６を貼り付ける。

このようなワーク把持部３の大きさや構造は、ワーク５の形状に応じて設計される。すなわち、ワーク５の形状に応じてワーク把持部３を設計交換し、ワーク把持部３の移動制御内容（制御ロボット４の動作プログラム）を変更することによって、ワーク５の形状に応じてシール材６を自動貼着できる。

以上説明してきた本実施形態によれば、シール材供給部２からのシール材６の供給のために、専用の動力源を必要とすることなく、安価に且つ適切にシール材の貼付けを行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記説明においては自動車部品の一つであるサービスホールカバーを例に挙げてきたが、この場合に限定されるものではない。例えば住宅、家電に用いられる部品等へのシール材の貼付けに適用しても良い。

１ シール材貼付装置
２ シール材供給部
３ ワーク把持部
４ 制御ロボット
５ ワーク
６ シール材
２４ａ 第一ローラー
２４ｂ 第二ローラー
２４ｃ 第三ローラー
２４ｄ 第四ローラー
２４ｅ 第五ローラー
２４ｆ 第六ローラー
２４ｇ 第七ローラー

Claims (3)

1. ワーク把持部に把持されてなるシール材の貼付対象物に対し、帯状のシール材を供給するシール材供給部を備えたシール材貼付装置であって、
   前記シール材供給部は、少なくとも一面に粘着剤を介して台紙が貼付されてなる前記シール材が巻回されてなるリールを軸支するリール取付部と、前記リールから引き出されるシール材を前記シール材の貼付対象物に対して案内する複数のローラーを有してなり、
   前記複数のローラーは、前記リールに対峙する位置に設置されてなる第一ローラーと前記第一ローラーの鉛直下方向かつローラー面が対峙する位置に配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第二ローラーと、前記第一ローラーを基準としてシール材送出方向に離間しかつ第一ローラーと鉛直方向同高さに配設されてなる第三ローラーと、
   前記第三ローラーを基準としてシール材送出方向斜め下方かつ前記第三ローラーとローラー面が対峙する位置に配設されてなる第四ローラーと、
   前記第四ローラーを基準としてシール材送出方向斜め上方かつ前記第四ローラーとローラー面が対峙する位置に配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第五ローラーと、
   前記第五ローラーを基準としてシール材送出方向に離間して配設されてなり前記シール材をシール材送出方向に送出するように回転するワンウェイベアリングの第六ローラーと、
   前記第六ローラーに対して鉛直下方向かつローラー面が対峙する位置に配設されてなる第七ローラーとを有し、
   前記シール材の貼付対象物の動きにより前記リールから引き出されてなる前記シール材は、前記第一ローラー及び前記第二ローラー間を通過し、続いて前記第三ローラーの下方、第四ローラーの上方を通過することにより台紙が剥離された後、前記第五ローラーの下方の順に通過し、第六ローラーと第七ローラーの間を通過し、前記シール材の貼付対象物に供給されるように形成されていることを特徴とするシール材貼付装置。
2. 前記シール材貼付装置のワーク把持部は、前記シール材供給部の前記第六ローラーと前記第七ローラーの間のフィーダー基準位置に前記ワーク把持部に保持されてなるシール材貼付対象物としてのワークの貼付け位置を対峙させた状態で前記ワーク把持部が前記ワークを移動自在としてなることを特徴とする請求項１に記載のシール材貼付装置。
3. 前記シール材貼付装置のワーク把持部は、制御ロボットに連設されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のシール材貼付装置。
   

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