Sheet affixing apparatus and sheet feeding apparatus for wheel

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールの表面に保護フィルム等の貼着シートを貼り付けるシート貼付装置及びそのシートを供給するシート供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両のホイールは、その表面に傷や汚れなどが付くことを防止するため、その表面に保護フィルムを貼り付けて出荷される。 保護フィルム等の貼着シートは、厚さ２０〜１００μｍのポリプロピレンやポリエチレンなどのフィルム片面に、アクリル系又はゴム系の粘着剤からなる厚さ１０〜３０μｍの貼着層が施されたものであり、被着体に貼着前は、貼着層が剥離シートによって保護されている。 このように貼着シートは極めて薄いため、その形状を保持することは困難であり、貼着シートを貼り付ける際に歪みや皺を生じ易い。 このため貼着シートの貼り付け作業を自動化することは難しく、従来これらの貼り付け作業は熟練した作業者による手作業によって行われることが多い。 しかし近年では、貼着シートのホイールへの貼り付け作業の自動化も試みられており、例えば特開平７−３２３９５３号公報や特開平７−４０４３４号公報等の装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−３２３９５３号公報や特開平７−４０４３４号公報等に記載された従来の装置は、搬送装置を伴う大型かつ高価なものであり、大量に同種のホイールに対し貼着シートの貼り付けを行なうのには適しているが、ホイールの形状や大きさが変わるとライン自体に変更を加える必要が生じるため、様々な形状や大きさを有するホイールに随時対応して貼り付け作業を行なうことは時間的・費用的な面から困難である。 したがって、形状や大きさの異なるホイールを随時取り扱う場合には、依然として熟練した作業者の手作業に頼らざるを得ない。
【０００４】
本発明は、簡単かつ効率的に貼着シートをホイール表面に貼り付けることができる小型で安価なホイール用シート貼付装置及びそのシートを供給するシート供給装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のホイール用シート貼付装置は、円環状の貼着シートをホイールの表面に貼着するホイール用シート貼付装置であって、ホイールのリム径よりも小さい外径を有し、貼着シートを吸着するための吸引孔が底面に形成された円環状の吸着プレートと、ホイールのハブに嵌入され、吸着プレートの中心をホイールの中心に位置決めするための軸部材と、底面に吸着された貼着シートの周縁部をリムに対して圧着させ、吸着プレートに対して円環の軸方向に相対変位可能な圧着手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
（２）ホイール用シート貼着装置は、更に圧着手段が取り付けられるカバー部材と、カバー部材に取り付けられた取っ手とを備え、吸着プレートが軸部材に固定され、軸部材がカバー部材に対し相対変位可能に支持される。
【０００７】
（３）また、ホイール用シート貼着装置は、取っ手を用いて圧着手段を軸方向に相対変位させることにより、吸着プレート底面がホイールに当接しかつ圧着手段がリムから離間している第１の状態から、圧着手段がリムに圧着される第２の状態に変位可能である。
【０００８】
（４）例えば、圧着手段は、吸着プレートの外側に設けられる円環部材から構成される。
【０００９】
（５）また例えば、圧着手段は、吸着プレートに対して円環の軸回りに相対的に回転可能である。
（６）このとき圧着手段は、吸着プレートの外側に設けられる複数のローラからなり、ローラは、吸着プレートの中心がホイールの中心に位置決めされているとき、リムに沿って回転可能である。
（７）このときホイール用シート貼付装置は、ホイールを車軸に固定するための取付穴に挿入される棒状部材を備え、吸着プレートは棒状部材及び軸部材に固定され、圧着手段の回転時、吸着プレートはホイールに対してその位置が固定される。
【００１０】
（８）本発明のシート供給装置は、上記ホイール用シート貼付装置に貼着シートを供給するシート供給装置であって、円環状の貼着シートを複数枚重ねて載置可能なテーブルと、テーブルを円環の軸に沿って移動させるテーブル昇降手段と、シート貼付装置の軸部材を嵌入して、テーブルに載置された貼着シートに対するシート貼付装置の位置決めを行なう軸受部と、位置決め時、テーブル上に複数枚重ねられて載置された貼着シートの中の最上部の貼着シートの位置を、シート貼付装置の吸着プレートの底面に当接する所定の位置となるように昇降手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、貼着シートを吸着プレートに保持した状態で貼付位置決めが行え、貼着シートを貼付することができるので、作業者は、簡単かつ効率的に貼着シートをホイール表面に貼り付けることができる。 また、ホイール内側に貼着シートの内側を貼付した後、貼着シートの外側をリムに圧着するので、より皺や歪みが生じ難い。
【００１２】
また本発明のシート供給装置の構成によれば、吸着プレートの位置決めを簡単に行なうことができ、その底面を最上部に重ねられた貼着シートに簡単に当接させることができる。 すなわち、簡単な操作で吸着プレートの適正な位置に貼着シートを吸着させることができる。 また、最上部の貼着シートは最適な位置に常時維持されるので、貼着シートを効率的に供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるホイール用シート貼付装置の斜視図であり、図２〜図４は、それぞれ図１のホイール用シート貼付装置の上面図、側面図、底面図である。 図１〜図４を参照して第１の実施形態のホイール用シート貼付装置について説明する。 なお、図３の左半面は図２の線分Ｘ−Ｘに沿った側断面図である。
【００１４】
シート貼付装置１０は、円盤の周方向に沿って点対称に例えば４つの扇型開口１１Ａが設けられたカバー部材１１を有する。 すなわち、カバー部材１１は円形の中央部１１Ｂと円環状の外周部１１Ｃと、４つの扇型開口１１Ａのそれぞれの２つの側辺を画定し中央部１１Ｂと外周部１１Ｃとを連結する４つの連結部１１Ｄとを備える。 また、４つの連結部１１Ｄはカバー部材１１の中心において例えば十字に交わるように配置され、カバー部材１１の中心を挟んで配置される一対の連結部１１Ｄには取っ手１２が取り付けられる。
【００１５】
外周部１１Ｃの下側の面には、その外周縁に沿って側壁１１Ｅが円筒状に形成されている。 側壁１１Ｅの外側の面には、その周縁（例えば全周）に沿って、所定の幅と高さをもつ圧着用クッション１３が設けられる。 すなわち、圧着用クッション１３は、外周部１１Ｃの外周縁下側に、周縁に沿って円環状に配置される。 圧着用クッション１３は、後述するように、タイヤ２０が取り付けられたホイール２１のリム２２に当接して貼着シートＳをリム２２に圧着するためのものであり、その径はリム２２と略等しく、その幅はリム２２の幅に略相当する。 また、圧着用クッション１３は、例えばウレタンゴム等のように適度に可撓性、又は弾性を有する部材から形成されることが好ましい。 なお、図３に示されるように貼着シート（保護フィルム）Ｓの外径は圧着用クッション１３の外径と同等かそれよりも大きい。
【００１６】
カバー部材１１の下側に所定距離離れた位置、かつ圧着用クッション１３の内側には、その中心がカバー部材１１の中心軸上に置かれた円環状の空気室１４Ａを備える吸着プレート１４が配置される。 また、図３に示されるように吸着プレート１４の底面１４Ｂは、圧着用クッション１３の下端面よりも距離ｄだけ下側に張り出すように配置される。 底面１４Ｂには、空気室１４Ａ内に連通する穿孔が吸引孔１４Ｃとして多数設けられる。
【００１７】
吸引孔１４Ｃは、例えば図４に示されるように、略均等に放射状に配列された列に沿って略等間隔で配置される。 また、吸着プレート１４の上面には、エア吸出ダクト１５が設けられており、エア吸出ダクト１５にはエア吸出用のホース１５Ａが取り付けられる。 空気室１４内のエアはエア吸出ダクト１５を介して矢印Ａの方向に吸出される。 これにより、吸引孔１４Ｃからは空気室１４Ａ内にエアが吸入され、貼着シートＳは吸着プレート１４の底面１４Ｂに吸着される。 なお、エア吸出ダクト１５は、カバー部材１１に設けられた４つの扇形開口１１Ａのいずれか１つを通ってカバー部材１１の上面側に突出しており、エア吸出用のホース１５Ａを介して図示しないリングブロー等のエア吸引装置に連結される。
【００１８】
円環状の吸着プレート１４の上面には、その外周に沿って円環状のクッション１６が配置される。 クッション１６は、スポンジなどの可撓性部材又は弾性部材からなり、その底面は吸着プレート１４の上面に接し、その上面はカバー部材１１における外周部１１Ｃの底面に接する。 吸着プレート１４の上面全体は略円盤形に形成されており、その中央は、位置決用軸部材１７の上端面に固定支持される。
【００１９】
位置決用軸部材１７の下端部は例えば円錐台形状に成形されており、ホイール２１のハブ２３内に嵌入されてシート貼付装置１０の位置決めに用いられる。 吸着プレート１４が取り付けられた位置決用軸部材１７の上端面中央には、カバー部材１１の中央部１１Ｂの中心を貫通して延在する棒状の支持部材１７Ａが、位置決用軸部材１７の軸に沿って取り付けられる。 また、中央部１１Ｂを貫通した支持部材１７Ａの先端には、例えばナット１７Ｂが取り付けられる。 位置決用軸部材１７とカバー部材１１の中央部１１Ｂとの間には、スプリングバネ１８等の弾性部材が介装される。 スプリングバネ１８はカバー部材１１を吸着プレート１４又は位置決用軸部材１７から遠ざける方向（図３において上方）に付勢する。 このとき、カバー部材１１の上方への運動はナット１７Ｂにより規制され、シート貼付装置１０に何ら力が加えられていない状態では、カバー部材１１と吸着プレート１４又は位置決用軸部材１７との間には一定の間隔が保持される。
【００２０】
次に本実施形態のシート貼付装置１０を用いた、ホイールへの貼着シート貼付作業について説明する。 なお、貼着シートＳは吸着プレート１４に既に吸引保持され、貼着シートの貼着面が露出している状態にあることを前提として以下の説明を行なう。
【００２１】
作業者が取っ手１２を持って、シート貼付装置１０を図１の位置から、ホイール２１に近づけると、位置決用軸部材１７の先端がホイール２１のハブ２３に挿入され、シート貼付装置１０はホイール２１に対して位置決めされる。 更にシート貼付装置１０をホイール２１に近づけると、吸着プレート１４の底面１４Ｂがホイール２１に当接する。 すなわち、ホイール２１には、通常リム２２とハブ２３との間に脹らんだ部分があり、底面１４Ｂはこの部分に当接する。 このとき、底面１４Ｂに吸着されている貼着シートＳは、ホイール２１と底面１４Ｂとの間に挟まれホイール２１に貼着される。 なお、このとき圧着用クッション１３は、未だリム２２と接触していない。 すなわち、距離ｄは底面１４Ｂがホイール２１に接触したときに、圧着用クッション１３がリム２２に接触しない距離に設定される。
【００２２】
作業者が更にシート貼付装置１０をホイール２１に押し付けると、スプリングバネ１８及びクッション１６は押圧され、カバー部材１１及びこれに取り付けられた圧着用クッション１３が押し下げられる。 このとき圧着用クッション１３がリム２２に当接し、貼着シートＳの周縁は、リム２２と圧着用クッション１３との間に挟まれ、リム２２に貼着される。 シート貼付装置１０を持ち上げると、吸着プレート１４の底面１４Ｂに吸着されていた貼着シートＳは、ホイール２１へ貼着され底面１４Ｂから離れる。
【００２３】
以上により、本実施形態のシート貼付装置１０を用いた貼着シート貼付作業は完了する。 なお、貼着シートＳを吸着プレート１４の底面１４Ｂから離すときに、吸引ダクト１５からのエアの吸出を停止してもよい。
【００２４】
図５は、貼着シートを多数保持し、本実施形態のシート貼付装置１０に順次貼着シートを供給するシート供給装置の斜視図である。
【００２５】
シート供給装置１００は、基台部１０１によってその全体が支持される。 基台部１０１の中央には、円筒形の円筒支持部１０２が設けられる。 円筒支持部１０２の内部には、円筒支持部１０２の軸方向に延在するボール螺子１０３が設けられる。 ボール螺子１０３の下端は伝動装置１０４を介してステッピングモータ等の駆動モータ１０５に連結され回転駆動される。 基材シート、粘着剤層、剥離シートの順に構成される円環状の貼着シートＳは、円環状のテーブル１０６の上に基材シート側が上になるように重ねて載置される。 テーブル１０６は、例えば十字形に成形された支持台１０７により支持される。 支持台１０７の中心はボール螺子１０３と係合される。 円筒支持部１０２の側面には、軸方向に沿って、例えば４つの開口１０８が等間隔に形成されており、十字形の支持台１０７の四方に延在する４つの板は、これらの開口１０８を通って円筒形の円筒支持部１０２の外側に延在する。 すなわち、駆動モータ１０５によりボール螺子１０３が回転されるとき、開口１０８により支持台１０７の回転方向の運動は規制されるとともに、軸方向に沿って上下方向に運動可能である。
【００２６】
また、基台部１０１には、センサ支持部材１０９が設けられる。 センサ支持部材１０９は、基台部１０１に固定されるとともに、略円筒支持部１０２の軸に平行に配置される。 センサ支持部材１０９の上端には、テーブル１０６に重ねて載置された貼着シートＳの内で、最も上にある貼着シートＳの位置を検知可能なセンサ１１０を備える。 センサ１１０は例えば一対の受光素子と発光素子とからなる光センサであり、貼着シートＳが、シート貼付装置１０の吸着プレート１４に吸着されるべき位置に配置される。 すなわち、シート供給装置１００の制御部（図示せず）は、センサ１１０からの信号に基づいて、駆動モータ１０５を制御して、テーブル１０６に載置された貼着シートＳの最上段が常時所定の位置に配置されるようにする。 例えば、センサ１１０は射出した光を受光することにより手前にある物体までの距離を検出し、これに基づいて最上部の貼着シートの位置を検出する。
【００２７】
シート貼付装置１０の位置決め用軸部材１７は、円筒支持部１０２の上端に設けられた開口１１１から円筒内に嵌入されて位置決めされる。 また、このとき吸着プレート１４の底面１４Ｂが最も上の貼着シートＳに接触し吸着する。 シート貼付装置１０を持ち上げると、最も上にあった貼着シートＳのみが底面１４Ｂに吸着され、シート貼付装置１０に供給される。 なお、円筒支持部１０２の上端には、例えば、円筒軸に線対称に一対のフィルム片１１２が設けられる。 フィルム片１１２は可撓性を有し、吸着プレート１４に２枚以上の貼着シートＳが吸着されるのを防止する。 作業者は、貼着シートＳを吸着プレート１４に吸着したのち、剥離シートを剥がし貼着シートＳの貼着面を露出させる。
【００２８】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、作業者は、貼着シートが吸着プレートに吸着された状態で、剥離シートを剥がすことができる。 また、剥離シートが剥がされた貼着シートは、吸着プレートにしっかりと吸着されているとともに、（位置決め用）軸部材をハブに嵌入することにより簡単に位置決めを行なうことができるので、熟練した作業者でなくとも皺等を生じさせることなく、簡単に貼着シートをホイールの適正な位置に貼り付けることができる。 更に、圧着用クッションにより、リムでの貼付をより確実なものとすることができるので、貼着シートは剥がれ難い。
【００２９】
また、第１の実施形態のシート貼付装置は、シート供給装置とともに用いることができるため、より簡便に貼着シートをシート貼付装置に装着することができる。 更にシート供給装置は、貼着シートを常に適正な位置に自動的に配置しているため極めて効率的に貼付作業を行なうことができる。
【００３０】
次に図６〜図９を参照して本発明が適用された第２の実施形態のホイール用シート貼付装置について説明する。
【００３１】
図６は、第２の実施形態のホイール用シート貼付装置の斜視図であり、図７〜図９は、それぞれ図６のホイール用シート貼付装置の上面図、側面図、底面図である。 なお、図８の左半面は図７の線分Ｘ−Ｘに沿った側断面図であり、図９では、吸引孔１４Ｃは一部分のみ示されている。
【００３２】
第２の実施形態のシート貼付装置１０'の構成は、第１の実施形態のシート貼付装置１０と略同様であるが、リム２２へ貼着シートＳを圧着する構成と、シート貼付装置をホイール２１へ固定する方法に係る構成が異なる。 以下第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を用いるとともにその説明を省略する。
【００３３】
第２の実施形態のシート貼付装置１０'では、圧着用クッション１３に替えて、例えば８個の圧着用ローラ３０が用いられる。 すなわち、外周部１１Ｃの下側周縁に形成された側壁１１Ｅには、８個の圧着用ローラ３０が略等間隔で取り付けられる。 また、８個の圧着用ローラ３０の回転軸は外周部１１Ｃの径方向に向けられている。 第１の実施形態と同様に、圧着用ローラ３０は、ホイール２１のリム２２に貼着シートＳを圧着するために用いられ、ローラの幅は、リム２２の幅に略等しい。 また、圧着用ローラ３０の最も下の位置と、吸着プレート１４の底面１４Ｂの位置とは、所定の距離ｄ離れており、貼着シートＳは、底面１４Ｂに吸着された部分から先にホイール２１に貼着される。
【００３４】
位置決用軸部材１７は、支持部材１７Ａを介してカバー部材１１と連結されるが、支持部材１７Ａとカバー部材１１とは、回転自在にナット１７Ｂにより係合されている。 すなわち、シート貼付装置１０'のカバー部材１１と圧着用ローラ３０は、吸着プレート１４と位置決用軸部材１７に対して、支持部材１７Ａを軸として回転自在である。
【００３５】
また、シート貼付装置１０'の吸着プレート１４の空気室１４Ａと位置決用軸部材１７の間には、棒状部材３１が設けられる。 棒状部材３１は、取っ手１２を操作して、カバー部材１１を回転させるときに、吸着プレート１４の位置を確実に固定するための補助部材であり、位置決用軸部材１７と略平行に配置される。 すなわち、棒状部材３１は、位置決用軸部材１７がホイール２１のハブ２３に嵌入されるとき、ハブ２３の周りに設けられ、ホイール２１を車軸に固定するための複数の取付穴（図示せず）のいずれかに挿入され、吸着プレート１４の回転方向の運動を規制する。
【００３６】
次に、第２の実施形態のシート貼付装置１０'を用いた貼着シートＳのホイール２１への貼付手順について説明する。 まず、シート貼付装置１０'を位置決用軸部材１７及び棒状部材３１を用いてホイール２１上に位置決めし、吸着プレート１４の底面１４Ｂをホイール２１に当接させる。 取っ手１２を押し下げると、カバー部材１１と吸着プレート１４との間に介装されたクッション１６とスプリングバネ１８とが圧縮され、カバー部材１１は下降せしめられる。 これにより、圧着用ローラ３０は、リム２２と当接する。 次に取っ手１２を操作して、カバー部材１１と圧着用ローラ３０とを、位置決用軸部材１７を中心に回転させ、圧着用ローラ３０とリム２２との間に挟まれる貼着シートＳをリム２２に圧着する。 以下第１の実施形態と同様に、シート貼付装置１０'持ち上げると、貼着シートＳは、ホイール２１へ貼着され、吸着プレート１４から離れる。
【００３７】
また、上述のようにホイール用シート貼着装置１０'が棒状部材３１を備える場合、吸着プレート１４は棒状部材３１及び軸部材１７によりホイール２１にしっかりと固定されるため、圧着手用ローラ３０の回転を行なうときに、吸着プレート１４が回転して貼着シートＳに皺や歪みを生じることを防止することができる。 また、これによりホイール用シート貼着装置１０'は、ホイール２１にしっかりと固定されるため安定して回転操作を行なうことができる。
【００３８】
次に、図１０に第２の実施形態において用いられるシート供給装置の斜視図を示す。 第２の実施形態のシート供給装置１００'の構造は、第１の実施形態のシート供給装置１００の構造と略同様であるので、その異なる構成に関してのみ説明する。 また、同一の構成に関しては同一符号を用いている。
【００３９】
第２の実施形態のシート貼付装置１０'には、位置決用軸部材１７の他に棒状部材３１が設けられているので、シート供給装置１００'の円筒支持部１０２の上部開口は二重構造になっている。 すなわち、内径の大きい円筒１１３の内側に円筒１１４が設けられており、円筒１１４は位置決用軸部材１７が嵌入れ、円筒１１４と円筒１１３との間には、棒状部材３１が挿入される。
【００４０】
以上のように第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、簡単かつ効率的に貼着シートをホイール表面に貼り付けることができる小型で安価なホイール用シート貼付装置を得ることができると共に該シート貼着装置へ、容易に貼着シートを供給するシート供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第１の実施形態のシート貼付装置の斜視図である。
【図２】図１のシート貼付装置の上面図である。
【図３】図１のシート貼付装置の側面図である。
【図４】図１のシート貼付装置の底面図である。
【図５】第１の実施形態のシート貼付装置に用いられるシート供給装置の斜視図である。
【図６】本発明が適用された第２の実施形態のシート貼付装置の斜視図である。
【図７】図６のシート貼付装置の上面図である。
【図８】図６のシート貼付装置の側面図である。
【図９】図６のシート貼付装置の底面図である。
【図１０】第２の実施形態のシート貼付装置に用いられるシート供給装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０' ホイール用シート貼付装置１３ 圧着用クッション１４ 吸着プレート１４Ｂ 底面１４Ｃ 吸引孔１７ 位置決用軸部材２１ ホイール２２ リム２３ ハブ３０ 圧着用ローラ３１ 棒状部材Ｓ 貼着シート