(57)【要約】【課題】  ホイール保護フィルムの貼付作業の自動化し、材料費の低減と併せて大幅なコストダウンを実現する。【解決手段】  ホイールＷの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤１２を有する保護フィルム１は、ロール１０が送り出されてレーザー照射機２によりレーザービームＢが所定のパターンで照射されて切断されることで得られる。保護フィルム１は、ロボット５により吸着保持されて搬送され、裏面がホイールＷの表面に当接されて貼り付けられ、ホイールＷの表面を覆って保護する。【選択図】  図１
2006131167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールの表面を覆うようにして保護フィルムを貼り付けるホイール保護フィルム貼付方法であって、
ホイールの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着材を有する保護フィルムに対してレーザービームを所定のパターンで照射して切断するステップと、
切断された保護フィルムを搬送手段によりホイールに搬送するステップと、
搬送された保護フィルムの裏面を貼付手段によりホイールの表面に当接させて貼り付けて表面を覆うステップとから成ることを特徴とするホイール保護フィルム貼付方法。
【請求項２】
ホイールの表面を覆うようにして保護フィルムを貼り付けるホイール保護フィルム貼付装置であって、
ホイールの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着材を有する保護フィルムに対して所定のパターンでレーザービームを照射して保護フィルムを切断するレーザー照射機と、
切断された保護フィルムをホイールに搬送する搬送手段と、
搬送された保護フィルムの裏面をホイールの表面に当接させて貼り付けて表面を覆う貼付手段とから成ることを特徴とするホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項３】
前記レーザー照射機により照射される際、レーザービームを走査するかレーザー照射機を移動させて前記所定のパターンでレーザービームが照射されるようにする照射パターン制御手段を備えていることを特徴とする請求項２記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項４】
ロール状に巻かれた前記保護フィルムを送り出して前記レーザー照射機によるレーザービームの照射位置に位置させる送り出し手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項５】
前記レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断された残りの保護フィルムを巻き取る巻き取り手段を備えていることを特徴とする請求項２、３又は４記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、粘着材を有しない保護フィルムの表面において保護フィルムを吸着して搬送する手段であることを特徴とする請求項２乃至５いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項７】
前記レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断される際、ホイールの表面を覆うことになる保護フィルムの部分を保持する保持手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至６記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記搬送手段が兼ねていることを特徴とする請求項７記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項９】
前記所定の照射パターンは、中央の車軸に相当する中央部分をくり抜くようにするパターンであり、切断後、中央部分を他の部分から分離させる分離手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至８いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項１０】
前記搬送手段は、切断された保護フィルムを先端で吸着するアームと、アームを駆動してホイールに保護フィルムを搬送する駆動部とから成るロボットであることを特徴とする請求項２乃至９記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項１１】
前記搬送ロボットは、搬送した保護フィルムの裏面をホイールの表面に当接させて吸着を解除することが可能になっており、貼付手段に兼用されていることを特徴とする請求項１０記載のホイール保護フィルム貼付装置。
【請求項１２】
請求項１記載のホイール保護フィルム貼付方法又は請求項２乃至１０いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置に使用されるホイール保護フィルムロールであって、表面を保護するホイールの直径以上の幅と長さを持つものであって裏面に粘着材を有し、剥離シートを介在させることなくロール状に形成されているホイール保護フィルムロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、自動車等のホイールの表面を保護する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車（四輪車、二輪車を含む）の生産ラインには、ホイールを車軸に取り付ける工程が存在する。通常は、タイヤを装着したホイールを車軸に取り付ける。多くの場合、ホイールはホイールメーカーの工場にて製造され、タイヤを装着した後、自動車の生産ラインに運ばれて取り付けられる。
近年、アルミホイールが全盛となり、ホイールの装飾的効果、装飾的価値が非常に高まっている。これに伴い、ユーザーに納品されるまでにホイールの表面が傷つかないように保護することが必要になっている。ホイールの表面の保護は、保護フィルムを貼り付けることで行われている。
【０００３】
従来の保護フィルムの貼付について、図７及び図８を使用して説明する。図７及び図８は、従来の保護フィルムの貼付について示した図である。
従来、保護フィルムの貼付は自動化されておらず、人の手により行われている。このうち、図７に示す従来例では、予めホイールＷの形状に合わせて成形された保護フィルム１が用意される。一枚の保護フィルム１は、円形のものの中央を同心円状にくり抜いたような形状である。中央を同心円状にくり抜くのは、ホイールＷを取り付ける際の車軸部分に相当するからである。車軸への取り付けの際にもホイールＷの表面を傷つけないよう、車軸への取り付けが完了するまで保護フィルム１は表面に貼り付けたままとされる。従って、保護フィルム１は、中央の車軸部分をくり抜いた形状である必要がある。
【０００４】
保護フィルム１の裏面には、粘着剤が塗布されている。図７に示すように、保護フィルム１は多数重ねられた状態で用意され（以下、この多数重ねられたものをフィルム積層体と呼ぶ）、貼付作業を行う場所に持ち込まれる。フィルム積層体の各保護フィルム１には、端部に小さな凸部が形成されている。この凸部の裏面には粘着剤は形成されていない。作業者は、この凸部の部分を摘んで一枚ずつ保護フィルム１を上から引き離し、ホイールＷの表面に貼り付ける。このようなフィルム積層体は、フィルムメーカーがフィルムの切断や重ね合わせを行って製作し、ホイールメーカーに納品している。
【０００５】
図８には、別の従来例が示されている。図８に示す例では、保護フィルム１は剥離シートＳに貼り付けられた状態で持ち込まれる。図８に示すように、保護フィルム１には、ホイールＷの形に合わせて予め切り込みが形成されている。作業者は、シールを剥がして貼るのと同様に、剥離シートＳから保護フィルム１を剥がし、ホイールＷに貼り付ける。このような保護フィルム１は、やはりフィルムメーカーが専用のものを製作し、ホイールメーカーに納品している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のやり方では、基本的に自動化ができておらず作業者の手によるものであるため、高コストとなっている。また、図７に示す例でも図８に示す例でも、保護フィルムメーカーが上記のように予め成形又は加工して製作したものを納品しているため、ホイールメーカーが支払う材料費が高くなっている。さらに、ホイールの形状や大きさに合わせて予め保護フィルムの成形や切り込み加工を行っているため、多品種少量生産には適さないという問題もある。形状又は大きさの違うホイールの場合、フィルムメーカーに別途注文を出して別の保護フィルムを製作して納品してもらわねばならず、使い回しができないために高コストとなる他、納期も要するためジャストインタイムの要請にも反する。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、ホイール保護フィルムの貼付作業の自動化を可能にし、材料費の低減と併せて大幅なコストダウンを実現するとともに、多品種少量生産に適し、ジャストインタイムの要請の要請にもかなった保護フィルム貼付の技術を提供する技術的意義を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ホイールの表面を覆うようにして保護フィルムを貼り付けるホイール保護フィルム貼付方法であって、
ホイールの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤を有する保護フィルムに対してレーザービームを所定のパターンで照射して切断するステップと、
切断された保護フィルムを搬送手段によりホイールに搬送するステップと、
搬送された保護フィルムの裏面を貼付手段によりホイールの表面に当接させて貼り付けて表面を覆うステップとから成るという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、ホイールの表面を覆うようにして保護フィルムを貼り付けるホイール保護フィルム貼付装置であって、
ホイールの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤を有する保護フィルムに対して所定のパターンでレーザービームを照射して保護フィルムを切断するレーザー照射機と、
切断された保護フィルムをホイールに搬送する搬送手段と、
搬送された保護フィルムの裏面をホイールの表面に当接させて貼り付けて表面を覆う貼付手段とから成るという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記レーザー照射機により照射される際、レーザービームを走査するかレーザー照射機を移動させて前記所定のパターンでレーザービームが照射されるようにする照射パターン制御手段を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項２又は３の構成において、ロール状に巻かれた前記保護フィルムを送り出して前記レーザー照射機によるレーザービームの照射位置に位置させる送り出し手段を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項２、３又は４の構成において、前記レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断された残りの保護フィルムを巻き取る巻き取り手段を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項２乃至５いずれかの構成において、前記搬送手段は、非粘着面である保護フィルムの表面において保護フィルムを吸着して搬送する手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項２乃至６いずれかの構成において、前記レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断される際、ホイールの表面を覆うことになる保護フィルムの部分を保持する保持手段を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、前記請求項７の構成において、記保持手段は、前記搬送手段が兼ねているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９記載の発明は、前記請求項２乃至８いずれかの構成において、前記所定の照射パターンは、中央の車軸に相当する中央部分をくり抜くようにするパターンであり、切断後、中央部分を他の部分から分離させる分離手段を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０記載の発明は、前記請求項２乃至９いずれかの構成において、前記搬送手段は、切断された保護フィルムを先端で吸着するアームと、アームを駆動してホイールに保護フィルムを搬送する駆動部とから成るロボットであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明は、前記請求項１０の構成において、前記搬送ロボットは、搬送した保護フィルムの裏面をホイールの表面に当接させて吸着を解除することが可能になっており、貼付手段に兼用されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１２記載の発明は、請求項１記載のホイール保護フィルム貼付方法又は請求項２乃至１０いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置に使用されるホイール保護フィルムロールであって、表面を保護するホイールの直径以上の幅と長さを持つものであって裏面に粘着剤を有し、剥離シートを介在させることなくロール状に形成されているという構成を有する。
【発明の効果】
【０００８】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載のホイール保護フィルム貼付方法又は請求項２乃至１０いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置によれば、保護フィルムの切断から貼り付けまでが自動化できるので、人件費の大幅な削減により大幅なコストダウンが期待できる。また、材料費も従来に比べて安価になる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、レーザービームを所定のパターンで照射することで保護フィルムが切断されるので、多品種少量生産に適するともにジャストインタイムの要請にも適う。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、ロール状に巻かれた保護フィルムを送り出してレーザー照射機によるレーザービームの照射位置に位置させる送り出し手段を備えており、レーザー照射機への保護フィルムの供給が自動化されるので、この点でさらに好適となる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断された残りの保護フィルムを巻き取る巻き取り手段を備えており、残りの保護フィルムの回収が自動化されるので、この点でさらに好適となる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、搬送手段が、非粘着面である保護フィルムの表面において保護フィルムを吸着して搬送する手段であるので、搬送手段の設計が容易である。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、レーザー照射機によりレーザービームが照射されて切断される際、ホイールの表面を覆うことになる保護フィルムの部分を保持する保持手段を備えているので、搬送手段による搬送が容易に行える。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、保持手段は、搬送手段が兼ねているので、機構的に簡略化され、コストも安価になる。
また、請求項９記載の発明によれば、上記効果に加え、切断された保護フィルムの中央部分を他の部分から分離させて保持手段が他の部分のみ保持する状態とする分離手段を備えているので、中央の車軸に相当する中央部分をくり抜く工程が自動化でき、この点でさらに好適である。
また、請求項１１記載の発明によれば、上記効果に加え、搬送手段が貼付手段に兼用されるので、機構的に簡略化され、コストも安価になる。
また、請求項１２記載の発明によれば、請求項１記載のホイール保護フィルム貼付方法又は請求項２乃至１０いずれかに記載のホイール保護フィルム貼付装置に使用されることで上記効果を奏するのに役立てられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本願発明のホイール保護フィルム貼付方法及びホイール保護フィルム貼付装置の各実施形態を示した概略図である。図１に装置は、ホイールＷの表面を覆うようにして保護フィルム１を貼り付けるホイール保護フィルム貼付装置である。この装置は、ホイールＷの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤を有する保護フィルム１に対して所定のパターンでレーザービームＢを照射して保護フィルム１を切断するレーザー照射機２と、切断された保護フィルム１をホイールＷに搬送する搬送手段と、搬送された保護フィルム１の裏面をホイールＷの表面に当接させて貼り付けて表面を覆う貼付手段とから成る。
【００１０】
図２は、図１の装置に使用されるホイール保護フィルムロールの斜視概略図である。図２に示すホイール保護フィルムロール１０は、芯体１３と、芯体１３に巻かれた帯状の保護フィルム１とから成っている。芯体１３は、細長い円筒状であり、プラスチック等から形成されている。
保護フィルム１は、シート状の基材１１と粘着剤１２とから成っている。基材１１は、包装用等で用いられているプラスチックフィルと同じ材質でよく、ポリエチレンやポリスチレン、ポリプロピレン等である。また、ペットボトル材料のようなリサイクルされた材料から成る基材１１が用いられることもある。基材１１の厚さは、材質にもよるが、５〜５００μｍ程度（例えば５０μｍ）が好ましい。５μｍｍより薄いと、保護フィルム１としての強度が低下し、充分な保護が行えなくなるおそれがある。５００μｍより厚いと、無駄に厚すぎるにことになり、使い捨てであるので、資源の無駄になる。尚、基材１１はある程度の伸縮性があるものが好ましい。
【００１１】
また、基材１１の幅は、表面を保護するホイールＷの幅よりも大きければよい。通常用いられるのは、５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度である。大型トラック用のホイールＷの表面を保護する場合、２５００ｍｍ程度までの広い幅の保護フィルム１が用いられることもある。
図２では、ロール１０から引き出された保護フィルム１は被保護ホイールＷの表面に貼り付ける裏面が上方に向いた状態となっている。そして、粘着剤１２は、この保護フィルム１の裏面に設けられている。すなわち、粘着剤１２は基材１１の裏面を覆うようにして薄く延ばされている。また、粘着剤１２は、図２中に拡大して示すように、必要により、基材１１の長さ方向に長い凹凸を有するような形状とすることもできる。例えば、図２中に拡大して示すように、基材１１の幅方向において波状となるような形状とすることもできる。凹凸の形状としては、この他、斜めに延びる波状としたり、同心円状の波状としたりすることもできる。
【００１２】
粘着剤１２としては、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、熱可塑性ゴム系の溶剤タイプ、水系タイプ、ホットメルトタイプ、オリゴマータイプの粘着剤が使用される。粘着剤１２の粘着力としては、市販されている普通のセロテープよりは弱い粘着力とすることが好ましく、また、ポストイット（スリーエム社の登録商標）よりは強い粘着力とすることが好ましい。例えば、壁に孔を開けることなくフックなどを取り付ける際に使用する剥離可能な両面テープが有する程度の粘着力とすると、丁度良い。粘着力が強すぎると、ホイールを装着する際に保護フィルム１を剥がすのが面倒になる。粘着力が弱すぎると、ホイールの輸送時等において何らかの拍子で保護フィルム１が剥がれ易くなる。具体的には、粘着力としては、０．１〜１０Ｎ／ｃｍ２程度がよく、より好ましくは１〜３Ｎ／ｃｍ２程度がよい。基材１１の引っ張り強度は、１０Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。尚、粘着剤１２の厚さは、１〜１００μｍ程度であり、典型的には３〜３０μｍ程度である。
【００１３】
上記のような粘着力の調節は、図２に拡大して示す凹凸の大きさにより行える。凹凸を大きくすると（粗くすると）粘着力は低下し、小さくすると（細かくすると）増大する。尚、ホイールがメッシュ状のように開口を多く有する形状である場合、凹凸の無い粘着剤１２（べた塗り）であっても、剥離の際に支障の無い場合もある。粘着剤１２の形成方法については、通常市販されている剥離可能なテープと同様に行える。ホイール保護フィルムロール１０は、上記のような保護フィルム１を剥離シートを介在させることなく芯体１３にロール状に巻回したもので、全長は例えば１０００ｍ程度である。
【００１４】
図１に戻り、ホイール保護フィルム貼付装置の構成について詳説する。
図１に示す装置は、ホイール保護フィルムロール（以下、単にロールということがある）１０を送り出す送り出し手段３を備えている。送り出し手段３は、ロール１０を保持する送り出し側保持具３１と、送り出し側保持具３１を支える送り出し側支持体３２等から構成されている。
送り出し側保持具３１は、ロール１０の芯体１３を保持することでロール１０全体を保持する部材である。保持構造としては、クランプ機構のような挟んで保持する構成が考えられる。送り出し側保持具３１は、不図示のベアリングを介して送り出し側支持体３２の上端に設けられており、水平な軸の周りに回転可能となっている。従って、保持体に保持されたロール１０も、水平な軸の周りに回転可能である。回転軸は、ロール１０の中心軸に一致している。尚、送り出し側支持体３２及び送り出し側保持具３１は、ロール１０の芯体１３の両端に位置するよう設けられており、両端でロール１０を保持するようになっている。尚、送り出し側保持具３１の構成としては、Ｕ字状の凹部でロール１０の芯体１３が単に載っているだけの構成もあり得る。
【００１５】
一方、図１に示すように、レーザービームＢにより所定のパターンで切り取られた残りの保護フィルム１（以下、フィルム残部）を巻き取る巻き取り手段４が設けられている。巻き取り手段４は、巻き取り用の芯体（不図示）を保持する巻き取り側保持具４１と、巻き取り側保持具４１を支持した巻き取り側支持体４２と、巻き取り側保持具４１を回転させる不図示の回転駆動源等から構成されている。
巻き取り側保持具４１及び巻き取り側支持体４２の構成は、送り出し側保持具３１及び送り出し側支持体３２とほぼ同様である。不図示の回転駆動源は、図１において、回転駆動源は、巻き取り側保持具４１を反時計回りに回転させる。巻き取り用芯体には、保護フィルム１の先端が留め付けられており、巻き取り側保持具４１の回転に伴って巻き取り用芯体１３も反時計回りに回転し、フィルム残部が少しずつ巻き取られるようになっている。巻き取りの際、送り出し側のロール１０は従動回転する。
【００１６】
レーザー照射機２としては、本実施形態では、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、ＵＶレーザー（例えばＹＡＧレーザーの高調波利用）等の加工用のレーザー照射機が使用されている。例えば、電子部品のマーキング用のレーザー照射機が好適に使用できる。上述したような保護フィルム１の切断のためには、例えば、ＴＥＡ−ＣＯ２レーザー照射機の場合、保護フィルム１の表面での照度は、５〜２０Ｗ／ｍ２程度でよい。例えば３００μｍ程度のスポット径（直径）のパターンで照射した場合には、３ｍ／秒程度のスピードの走査で切断が行えるので、切断のために必要となるエネルギー（照射量）としては、５〜２０μＪ／ｍ２程度で良い。尚、レーザービームＢの照射はパルス照射となる場合がある。
【００１７】
上記レーザー照射機２には、照射パターン制御手段が設けられている。本実施形態では、二つの照射パターン制御手段が設けられている。一つは、レーザー照射機２により照射される際、レーザービームＢを走査することで所定のパターンでレーザービームＢが照射されるようにする手段であり、具体的には、ビーム走査光学系２１である。ビーム走査光学系２１は、ガルバノスキャナーから成る構成である。
図２に示すように、ビーム走査光学系２１には、走査用コントローラ２２が設けられている。走査用コントローラ２２は、ＣＡＤデータ等が入力される不図示の入力部を備えており、入力されたデータに従ってビーム走査光学系２１を制御できるようになっている。
【００１８】
もう一つの照射パターン制御手段は、レーザー照射機２を移動させることで所定の照射パターンとするものである。具体的には、レーザー照射機２が固定されたステージ２３を移動させる移動機構２４である。移動機構は、ＸＹθの移動をステージ２３に行わせることが可能となっている。即ち、垂直な軸の周りに回転と、水平面内での直交する二つの方向の直線移動である。これら二つの照射パターン制御手段は、どちらか一つを動作させても良く、二つを併用させても良い。
【００１９】
上記レーザー照射機２によりレーザービームが照射されて保護フィルム１が切断される際、ホイールの表面を覆うことになる保護フィルム１の部分を保持する保持手段が設けられている。本実施形態では、保持手段は、ロボット５である。ロボット５は、搬送手段及び貼付手段にも兼用されている。
ロボット５は、保護フィルム１を先端で吸着するアーム５１と、アーム５１を駆動してホイールＷに保護フィルム１を搬送する駆動部（図１中不図示）とから主に構成されている。
アーム５１は、多くの場合、多関節型であり、動作範囲の任意の位置に先端を位置させることが可能となっている。アーム５１の先端には吸着ヘッド６が設けられている。吸着ヘッド６は、真空吸着のような圧力差による吸着を行うものである。
【００２０】
図３は、図１に示す吸着ヘッド６の構造を示した概略図であり、（１）は正面断面概略図、（２）は下方から見た平面概略図である。吸着ヘッド６は、全体に円盤状の部材であり、開口を下方に向けた姿勢のカップ状のケーシング６１と、ケーシング６１内に収めたヘッド本体６２とから主に構成されている。ヘッド本体６２は多孔質な部材であり、例えば焼結成形したセラミックス等から構成される。
ケーシング６１の上面の中央に、アーム５１の先端が連結されている。アーム５１内には、調圧管６３が設けられており、調圧管６３はケーシング６１の上面に設けられた調圧孔６４を通してケーシング６１内に連通している。調圧管６３には、不図示の調圧源が接続されている。調圧源とは、真空吸着方式である場合、真空ポンプである。
【００２１】
ヘッド本体６２には、ビーム受け具６５が設けられている。ビーム受け具６５は、レーザービームＢによる保護フィルム１の切断の際、レーザービームＢの照査を受ける部材である。レーザービームＢの照射により保護フィルム１が切断される際、切断後も僅かの時間レーザービームＢが照射されるため、吸着ヘッド６にもレーザービームＢが直接照射されてしまう。ヘッド本体６２がレーザービームＢの照射を受けると、材質によっては損傷したりするおそれがある。そこで、本実施形態では、対ビーム性（レーザービームＢの照射を受けても損傷しないこと）を有する材料のビーム受け具６５を設けて、ここにレーザービームＢが当たるようにしている。対ビーム性の材料としては金属やセラミックスの場合が多く、例えばステンレスやアルミナ等である。
【００２２】
本実施形態では、レーザービームＢの照射パターンは、吸着ヘッド６の中心軸と同心な二つの円周状のパターンとなっている。従って、ビーム受け具６５も、図３（２）に示すように、吸着ヘッド６と同心に設けられた二つの円環状の部材である。尚、照射パターンが変更される場合、それに応じて吸着ヘッド６も変更後の照射パターンに対応したビーム受け具６５を持つものに変更される。
上述したレーザー照射機２が動作してレーザービームＢ照射により保護フィルム１が切断される際、調圧源が動作して保護フィルム１を吸着ヘッド６が吸着する。図３から解るように、吸着される保護フィルム１の領域は、照射パターンの領域より少し大きい。
【００２３】
上記従来技術の説明からも解るように、同心な二つの円周から成る照射パターンである理由は、ホイールＷの形状に合わせたものであるが、ホイールＷを取り付ける車軸に相当する中央部分をくり抜くように切断する必要性からである。とはいえ、レーザービーム照射による切断時に、中央部分も吸着していないと、切断により中央部分が落下してしまう。これを考慮して、吸着ヘッド６は中央部分も吸着する構成となっている。
しかし、ホイールＷの表面に貼り付ける際には、中央部分は抜いておかなければならない。そこで、本実施形態では、ホイール表面保護に不要となる保護フィルム１の中央部分を他の部分から分離する分離手段７が設けられている。分離手段７は、保護フィルム１の中央部分の裏面に当接する当て具７１と、当て具７１を駆動する駆動機構７２とから主に構成されている。
【００２４】
当て具７１は、円柱状の部材であり、上端が中央部分の裏面に当接するようになっている。駆動機構７２は、上下動を含む所定の動作を当て具７１に行わせる。分離手段７には、分離した中央部分を当て具７１から受け取って回収する不図示の回収手段が設けられている。回収手段は、例えば中央部分を摘むハンドを先端に備えたロボットで構成される。回収手段は、不要な中央部分を回収して集める。集められた中央部分は廃棄されるが、場合によっては再生処理されることもある。
当て具７１は、中央部分の裏面の粘着剤の力を利用して他の部分から中央部分を分離するようになっている。即ち、当て具７１の先端が中央部分に押し当てられ、その後、当て具７１が引き下げられると、粘着剤の作用で当て具７１の先端に中央部分がくっついて一緒に引き下げられ、他の部分から分離される。この際、吸着ヘッド６による吸着が続いているが、吸着力よりも粘着力の方が大きくなるように設定されている。
【００２５】
次に、貼付手段に兼用されたロボット５の構成について説明する。
保護フィルム１を貼り付けるホイールＷは、ロボット５の動作範囲内の所定位置に予め配置されるようになっている。ロボット５の駆動部（不図示）は、アーム５１を駆動して吸着ヘッド６をホイールＷの上方に位置させるようになっている。この位置は、吸着ヘッド６の中心軸とホイールＷの中心軸とが一致した位置である。ロボット５の駆動部は、この位置から吸着ヘッド６を所定距離下降させ、保護フィルム１をホイールＷの表面に接触させるようになっている。この状態で、吸着ヘッド６による吸着が解除されて吸着ヘッド６が上昇し、保護フィルム１の貼付が完了する。ロボット５の駆動部は、吸着ヘッド６の下面がホイールＷの上面の高さで停止するよう位置制御するようになっている。このような位置制御は、多くの場合、ロボット５のティーチング機能を利用して位置情報を記憶させることで行われ、駆動部は、位置情報の記憶部や、位置情報に従ってロボット５をコントロールする制御部（ＭＰＵを含む）を備えている。
【００２６】
また、図１に示すように、レーザー照射機２がレーザービームを照射するエリアを囲むようにして、筐体１００（図４不図示）が設けられている。筐体１００には、集塵ダクト１０１が接続されており、集塵ダクト１０１には、筐体１００内を吸引して集塵を行う不図示の集塵機が接続されている。
尚、貼付装置は、各部の動作を所定のシーケンスで制御する不図示の主制御部を備えている。主制御部は、保護フィルム１を貼り付けるホイールＷの表面の形状に合わせた照射パターンを複数記憶した記憶部や、いずれかの照射パターンを選択させる外部入力部を備えている。外部入力部からの入力に従って照射パターンが選択され、走査用コントローラ２２に送られる。これらの構成は、レーザー加工機におけるものと同様に構成できるので、詳細な説明は省略する。
【００２７】
次に、ホイール保護フィルム貼付方法の発明の実施形態の説明を兼ね、上記構成に係るホイール保護フィルム貼付装置の全体の動作について説明する。
保護フィルム１を貼り付けるホイールＷは、予め所定の位置に配置されている。不図示の主制御部は、不図示の回転駆動源を動作させ、巻き取り側保持体を回転させて保護フィルム１をロール１０から引き出す。保護フィルム１を所定の長さ引き出したら、回転駆動源は停止する。
【００２８】
次に、主制御部は、ロボット５を動作させて吸着ヘッド６を下降させ、調圧源を動作させて所定位置で保護フィルム１を吸着する。この状態で、レーザー照射機２を動作させ、所定のパターンでレーザービームＢを照射する。これにより、保護フィルム１が切断される。切断された保護フィルム１は、吸着ヘッド６に吸着され続ける。
そして、ロボット５は、吸着ヘッド６を分離手段７の上方まで移動させる。その後、駆動機構７２が動作し、当て具７１を上昇させて保護フィルム１の中央部分を分離する。次に、ロボット５は、吸着ヘッド６をホイールＷの上方に移動させ、所定距離下降させてホイールＷの上面に貼り付ける。
その後、ロボット５は、吸着ヘッド６をスタンバイの位置まで戻す。次のホイールＷが所定位置に配置された後、上記動作を繰り返して次の貼付動作を行う。このようにして、各ホイールＷに対し次々に保護フィルム１の貼付動作を行う。尚、ホイールＷの品種が変わるために照射パターンを変える必要がある場合、作業者は、主制御部の外部入力部を操作して、別の照射パターンを適宜指定して変更する。
【００２９】
上記構成及び動作に係るホイール保護フィルム貼付装置又はホイール保護フィルム貼付方法は、以下のような顕著な技術的意義を有する。
まず、保護フィルム１の切断から貼り付けまでが完全に自動化されているので、人件費の大幅な削減により大幅なコストダウンが期待できる。また、用意されるホイール保護フィルム１は、ホイールＷの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤を有するものをロール状に巻いただけのものであるので、図７に示すものや図８に示すものに比べて安価にでき、材料費が安くなる。さらに、剥離シートを介在させることなく巻かれているので、この点でも安価なものにできる。
【００３０】
また、レーザービームＢを所定のパターンで照射することで保護フィルム１を切断しているので、保護フィルム１を貼り付けるホイールＷの表面の形状に合わせて任意の形状とすることができる。このため、品種の変更に合わせて即座に保護フィルム１の形状を変えることができる。従って、多品種少量生産に適するともにジャストインタイムの要請にも適っている。
また、ロール１０を送り出してレーザー照射機２によるレーザービームの照射位置に保護フィルム１を位置させる送り出し手段を備えており、レーザー照射機２への保護フィルム１の供給が自動化されているので、この点でさらに好適である。また、切断された残りの保護フィルムを巻き取る巻き取り手段を備えており、フィルム残部の回収が自動化されているので、この点でさらに好適である。
【００３１】
搬送手段が、非粘着面である保護フィルム１の表面において保護フィルム１を吸着して搬送する手段である点は、搬送手段の設計が容易にする技術的意義がある。粘着剤を有する裏面において保持する構成であると、保持を開放する際に粘着剤によりくっつかないようにする必要があるが、表面において保持する場合にはこのようなことは不要であり、設計が容易である。
また、レーザー照射機２によりレーザービームＢが照射されて切断される際、ホイールＷの表面を覆うことになる保護フィルム１の部分を保持する保持手段を備えているので、搬送手段による搬送が容易に行える。保持手段が無いと、切断時に保護フィルム１の部分が落下してしまうので、搬送手段はその保護フィルム１の部分を拾い上げるような機構とする必要がある。保持手段がある場合、このような機構にする必要はなく、搬送が容易に行える。
【００３２】
さらに、保持手段は、搬送手段が兼ねているので、機構的に簡略化され、コストも安価になる他、搬送手段が貼付手段にも兼用されているので、この点でさらに機構的に簡略化され、コストも安価になる。
また、切断された保護フィルム１の中央部分を他の部分から分離させる分離手段７が設けられていて、中央の車軸に相当する中央部分をくり抜く工程も自動化されており、この点でさらに好適である。
尚、レーザービームの照射により保護フィルム１が切断される際、保護フィルム１の破片より成る塵の発生が避けられないが、不図示の集塵機により集められるので、作業環境の悪化の問題は本実施形態では生じない。
【００３３】
次に、本願発明の別の実施形態について説明する。
図４は、本願発明の別の実施形態について示した平面概略図である。この図４に示す実施形態のホイール保護フィルム貼付装置も、ホイールＷの直径以上の幅と長さを持ち裏面に粘着剤を有する保護フィルム１に対して所定のパターンでレーザービームＢを照射して保護フィルム１を切断するレーザー照射機２と、切断された保護フィルム１をホイールＷに搬送する搬送手段と、搬送された保護フィルム１の裏面をホイールＷの表面に当接させて貼り付けて表面を覆う貼付手段とを備えている。
【００３４】
図５は、図４に示す装置における送り出し手段３と巻き取り手段４とを示した側面概略図である。送り出し手段３及び巻き取り手段４の構成は、テンションローラ３３が設けられている点を除き、上記実施形態と同様である。テンションローラ３３は、レーザービームＢの照射箇所において保護フィルム１が弛まないようにテンションをかけるものである。テンションローラ３３やガイドローラ３４のうち、保護フィルム１の裏面に接触するものは、裏面の粘着剤１２に対して親和性の無いような（粘着剤１２によりくっつかないような）表面とされている。
【００３５】
この実施形態においても、搬送手段と貼付手段に兼用されるロボット５が設けられている。この実施形態のロボット５は、ロッド状のアーム５１と、アーム５１に回転運動及び上下運動を行わせる駆動部５２とから主に構成されている。
この実施形態では、アーム５１には小さな五つの吸着ヘッド６が設けられている。まず、四つの吸着ヘッド６が円周上に９０度間隔で設けられている。図４には、このうちの三つが描かれている。アーム５１の先端からは、四つのヘッド取付ロッド５３が延びており、それぞれの先端に吸着ヘッド６が取り付けられている。
五つめの吸着ヘッド（不図示）は、四つの吸着ヘッド６が並ぶ円周の中心と同軸に設けられている。つまり、中央に一つの吸着ヘッド６があり、その周囲に等間隔に四つの吸着ヘッド６がある。全ての吸着ヘッド６は、同じ高さに設けられている。各吸着ヘッド６は、上記実施形態と同様、ケーシングとケーシング内に収めた多孔質のヘッド本体から成り、ヘッド取付ロッド５３及びアーム５１内には、ヘッド本体６２に連通した調圧管が設けられいる。
【００３６】
本実施形態の装置は、保護フィルム１を貼り付ける位置にホイールＷを自動搬送する搬送機構８が設けられている。搬送機構８について、図４及び図６を使用して説明する。図６は、図４の装置に設けられた搬送機構８の概略構成を示した側面図である。搬送機構８は、搬送方向に沿って並べられた送りローラ８１と、送りローラ８１を駆動する不図示の駆動源等から構成されている。
また、搬送機構８には、ホイールＷを保護フィルム１の貼付位置に正しく位置させる位置制御機構９が付設されている。位置制御機構９は、貼付位置の搬送方向下流側に設けられたストッパ９１と、貼付位置を取り囲むようにして設けられた位置制御用パッド９２とから主に構成されている。
【００３７】
図６に示すように、ストッパ９１には昇降機構９３が設けられており、下方から上昇して搬送ラインを遮るようになっている。位置制御用パッド９２は、本実施形態では四つ設けられており、上方から保持棒９４により保持されている。各保持棒９４は、パッド制御機構９５に連結されている。パッド制御機構９５は、位置制御用パッド９２を上下動させるとともに、四つの位置制御用パッド９２を中心に向けて所定距離変位させることが可能となっている。この場合の中心とは、四つの位置制御用パッド９２が成す方形の中心であるとともに、貼付位置の基準点であって、ホイールＷの中心軸を位置させるべき位置である。
【００３８】
位置制御機構９によるホイールＷの位置制御について、以下に説明する。
本実施形態では、ホイールＷはタイヤＴが装着された状態で搬送される。搬送機構８の駆動源は、ホイールＷが貼付位置まで搬送されると停止される。この際、ストッパ９１が昇降機構９３により予め上昇しており、搬送ラインを遮っている。このため、ホイールＷが滑ったり駆動源の停止が遅れたりした場合でも、ストッパ９１にタイヤが当たって停止するため、貼付位置から大きく外れることはない。
次に、パッド制御機構９５が動作し、四つの位置制御用パッド９２を下降させ、中心に向けて所定距離変位される。この際、位置制御用パッド９２はタイヤに当たる。停止位置が基準位置からずれている場合、ホイールＷ及びタイヤは位置制御用パッド９２により少し変位する。これらの動作により、ホイールＷの中心軸が貼付位置の基準点に一致し、位置制御が完了する。
本実施形態の装置も、分離手段７を備えている。分離手段７は、図４に示すように、保護フィルム１の送り出しと巻き取りを行う場所と、ホイールＷの搬送及び保護フィルム１の貼付を行う場所の間に設けられている。
【００３９】
上記構成に係る本実施形態の装置の動作は、前述した実施形態とほぼ同様である。送り出し手段３に送り出された保護フィルム１をレーザー照射機２によるレーザービーム照射により切断し、切断された保護フィルム１をロボット５が貼付位置まで搬送して貼り付けする。尚、中央の吸着ヘッド６が保護フィルム１の中央部分を吸着し、この部分が分離手段７で分離される。他の部分の保護フィルム１は、周囲の四つの吸着ヘッド６で吸着され続け、貼付位置に搬送されてホイールＷの表面に貼付られる。
【００４０】
この実施形態によれば、ホイールＷの搬送と貼付位置に位置させる位置制御までもが自動化されているので、人件費の更なる削減が可能で更なるコストダウンが期待できる。尚、位置制御機構９における位置制御用パッド９２の変位量は、ホイールＷサイズやタイヤサイズにより適宜変更されることは言うまでもない。
上記各実施形態では、保持手段、搬送手段及び貼付手段とが一つのロボットで兼用されたが、別々のロボットを使用してもよい。また、ロボット以外の機構を使用してこれらの手段を構成することも可能である。例えば、吸着ヘッドを上下動させる機構と、その機構ごと吸着ヘッドを水平方向に直線移動させる機構とを組み合わせることで搬送手段を構成することが可能である。
また、照射パターン制御手段としては、レーザービーム走査及びレーザー照射機移動の他、保護フィルムを移動させることで所定の照射パターンとする機構が採用されることもある。
尚、保護フィルムを吸着する手段としては、上述した圧力差による場合の他、静電気により吸着する構成が採用されることもある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願発明のホイール保護フィルム貼付方法及びホイール保護フィルム貼付装置の各実施形態を示した概略図である。
【図２】図１の装置に使用されるホイール保護フィルムロールの斜視概略図である。
【図３】図１に示す吸着ヘッド６の構造を示した概略図であり、（１）は正面断面概略図、（２）は下方から見た平面概略図である。
【図４】本願発明の別の実施形態について示した平面概略図である。
【図５】図４に示す装置における送り出し手段３と巻き取り手段４とを示した側面概略図である。
【図６】図４の装置に設けられた搬送機構８の概略構成を示した側面図である。
【図７】従来の保護フィルムの貼付について示した図である。
【図８】従来の保護フィルムの貼付について示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  保護フィルム
１１  基材
１２  粘着剤
１１  芯体
２  レーザー照射機
２１  照射パターン制御手段
２２  走査光学系
２３  走査用コントローラ
３  送り出し手段
４  巻き取り手段
５  ロボット
５１  アーム
６  吸着ヘッド
７  分離手段
８  搬送機構
９  位置制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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