JP2000043144A - 中空物品を融着する機械および方法 - Google Patents

中空物品を融着する機械および方法

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ヴァン ミュールベク ギュイ
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ジョセフ ヴァン シェフティンゲン ジュール
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法が小さくかつ簡単で、サイクル時間が短
く、容易に付属品を組立体内に挿入できる融着機を提供
することにある。 【解決手段】 本発明は、ミラーが、独立して移動でき
る別々の要素の形態をなすホットプレート融着の技術を
用いて、中空物品、例えば、プラスチック燃料タンクの
ハーフシェルを融着する機械および方法を提供する。ま
た、本発明は、物品の側壁を引張り、または、圧縮する
ことにより、または、金型の壁に対して押圧することに
より、一体融着すべき物品がコールドプレート要素（平
らでなくてもよい）に対して押圧される特別な方法を提
供する。更に、本発明は、射出成形／融着形燃料タンク
の製造業者に適用される方法、および、このようなタン
クを製造する機械の使用方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空物品を融着す
る機械に関する。特に、本発明は、ホットプレート技術
を用いて少なくとも１つの組立体を製造する機械に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】複雑な形状の物品の製造は、しばしば、
完成品の製造に必要とするよりも精巧でなくかつ小形の
装置で容易に加工できる、より小さな基本物品を組み立
てる技術の使用を必要とする。プラスチックは成形性お
よび機械加工性が優れているため、プラスチックを使用
すると、非常に変化に富んだ複雑な形状をもつ部品およ
び完成品の設計および製造の点で、金属および天然素材
の万能性を遙に凌ぐことがよくある。しかしながら、そ
れでも、これらのプラスチックから製造される物品の複
雑さの程度が高い場合には、より小さくかつ複雑さの程
度が低い部品または物品を組み立てることにより、製造
方法を容易にし、かつ、製造コストを低減させる必要が
あることが分かっている。また、在来の方法を使用する
よりも容易に補助要素を物品内に一体化できるようにす
ることに対する要望が高まっている。このような考え
は、特に、高い技術性能を要する殆ど全ての分野および
用途で使用される物品のように、複雑な形状および寸法
条件に合致しなければならない中空物品の分野に適用さ
れる。数あるこれらの物品のうちで特に当てはまるもの
として、狭い空間内に嵌合させなくてはならない複雑な
形状をもつチューブおよびパイプ、並びにあらゆる種類
の複雑な輪郭をもつ空間内に収容しなければならないボ
トルおよび容器がある。
【０００３】このような中空物品の製造に、しばしばプ
ラスチックが使用される。これらの物品の外面が高度に
精巧であるときは、より簡単に製造できる幾つかの要素
を組み立てることを伴う技術がときどき使用されてい
る。プラスチックの場合には、或る好ましい技術によっ
て、小さく簡単な物品を融着することによって、複雑な
中空物品を得ることができる。中空プラスチック物品の
融着は、融着リップの位置で材料を局部的に溶融させ、
その後、冷却効果によりリップの材料が固体状態に戻る
まで、融着すべき物品を一体に押圧する必要がある。リ
ップ表面のプラスチックを溶融するのに必要な熱加入量
（heat influx)は、発熱を含む種々の方法、より詳しく
は、超音波、摩擦、赤外線放射または加熱された工具か
らの熱伝導等により与えられる。１つの熱伝導技術、す
なわち融着リップに当てられる加熱工具を用いた融着技
術が好都合に開発されており、この技術はホットプレー
ト融着（ホットプレート・ウェルディング）と呼ばれて
いる。
【０００４】英国特許第1,601,468 号には、ホットプレ
ート技術を用いて種々のプラスチックで作られた直平行
六面体のハーフボックス（閉鎖ボックスを得るため１つ
の面が抜けているボックス）を融着する方法および装置
が開示されている。この技術は、物品の他の寸法に比べ
て厚さが小さく、容易に変形できるボックスの製造に適
している。一体に融着すべき各ハーフボックスは、両ハ
ーフボックスが完全に一致して融着中に厳格に平行なリ
ップが維持されるように、金型の内部に固定され、か
つ、壁が金型の内面に押し当てられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】製造すべき組立体の形
状および寸法がかなり大きく、従って、ホットプレート
の最大寸法もかなりの大きさになる場合には、既知の融
着機は巨大なものとなり、従って融着サイクル時間も非
常に長くなってしまう。プレートの冷却により喪失され
る熱量は、プレートが所定位置にあるときに再加熱手段
により加熱するか、プレートを最初に高い温度に加熱し
ておくことにより補給しなければならない。また、製造
すべき組立体の形状が非常に複雑であるときは、融着後
に複雑な組立体を再構成することになる比較的簡単な形
状の基本物品を設計することが、しばしば非常に困難に
なる。必然的に、必要なホットプレートも非常に複雑に
なる。本発明の目的は、既知の融着機の欠点をもたな
い、中空プラスチック物品の融着機を提供することにあ
る。より詳しくは、本発明は、より経済的で、寸法が小
さくかつ簡単で、サイクル時間が短く、容易に付属品を
組立体内に挿入できる融着機に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的のために、本
発明によれば、プレートと、該プレートを加熱する手段
と、面と面とを一体に融着すべき各物品の表面に相当す
る融着リップを一体化するために、物品を保持して位置
決めする手段と、融着リップ間でプレートを移動させる
手段と、プレートに対して物品を押圧する手段とを有す
る、ホットプレート技術を用いて、少なくとも１つの組
立体を製造するための中空プラスチック物品を融着する
機械であって、前記プレートが、物品の融着リップの一
部のみを加熱するための少なくとも２つの別々の要素を
有し、該要素が別々に移動できることを特徴とする融着
機を提供する。用語「融着（welding)」は、機械的見地
から単一物品として機能する複合物品組立体を得る目的
で少なくとも２つの物品を一体に結合する作業であっ
て、この作業は、各物品の表面の少なくとも一部に遂行
される溶融工程と、物品を互いに接触させる工程と、溶
融材料が固体相に戻るまで冷却する最終工程とを含む作
業をいう。
【０００７】一体融着すべき物品は同じ性質を有するも
のであってもよいし、或いは、異なる性質を有するもの
であってもよい。特に、一体融着すべき物品は、純粋材
料、化学組成物、複合材料、合金または天然物質で作る
ことができ、これらの材料はこれら自体を用いるか、混
合物として使用することもできる。あらゆる種類のプラ
スチックが適している。非常に適しているプラスチック
は熱可塑性プラスチックのカテゴリに属するものであ
る。合成熱可塑性プラスチックが好ましい。分解温度よ
り低い融点をもつあらゆる種類の熱可塑性ポリマーまた
はコポリマーが適している。最も適当なものは、少なく
とも１０℃に亘る溶融範囲をもつ合成熱可塑性プラスチ
ックである。このような材料の例として、これらの分子
量に多分散性をもつ材料がある。より詳しくは、ポリオ
レフィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリア
ミドおよびこれらのコポリマーを使用できる。ポリマー
またはコポリマーのブレンドを使用することもでき、例
えば（但し、限定するものではない）、カーボン、塩お
よび他の誘導体、ガラス繊維、天然繊維またはポリマー
繊維のような無機、有機および／または天然充填物を備
えたポリマー材料のブレンドを使用できる。また、少な
くとも１つの上記ポリマーまたはコポリマーからなる層
を有する多層構造を使用することもできる。
【０００８】本発明による融着機は、スポット融着、一
体に融着すべき物品の表面の不連続領域の融着を行なう
のに適している。本発明による融着機はまた、一体に融
着すべき物品の間の全ての接触領域にわたってシーム融
着（シーム・ウェルディング）を行なうのに適してい
る。融着（ウェルディング）作業は、一体に融着すべき
物品の材料に、付加的な新しい材料を添加することによ
って、本発明による融着機によって実施してもよい。ま
た、熱可塑性プラスチックの場合には、一体融着すべき
物品の少なくとも一方に含有される材料を新しい材料と
して使用するのが好ましい。融着作業は新しい材料を添
加しないで、融着表面に単に材料浸透（貫入）を行なう
ことにより遂行することもできる。本発明による融着機
は、新しい材料を添加しない融着に特に適している。
【０００９】本発明による融着機は、中空プラスチック
物品の組立体を製造する。用語「中空物品（hollow art
icles)」は、その表面に少なくとも１つの空所または凹
部が存在するあらゆる物品を意味するものとして理解す
べきである。特に、本発明による機械は、縁部と縁部と
が一体融着されるプラスチックシェルの形態をなす中空
物品の融着に特に適している。本発明の機械を使用し
て、２つ以上のプラスチック物品を融着することもでき
る。２つの物品は、一体融着するのが好ましい。
【００１０】本発明による機械は、少なくとも１つのプ
ラスチック組立体を同時に製造することができる。本発
明の機械により採用されるホットプレート技術は、プレ
ートまたは「ホット」プレートと呼ばれる加熱工具と接
触させることにより、一体融着すべき表面の一部を局部
溶融させる原理に基づいている。これにより、溶融すべ
きプラスチックとの接触を最大限にするため、表面粗さ
が非常に小さい耐熱材料で作られる。高い熱容量を有し
かつ鏡面研摩できる任意の材料が適している。しかしな
がら、材料は、融着すべきプラスチックに対して化学的
に不活性であり、かつプラスチックに付着しないことが
必要である。プレートについて可能な材料の中で、セラ
ミックおよび研摩金属を挙げることができるが、これら
に限定されるものではない。
【００１１】研摩金属で作られるホットプレートが特に
適している。機械的にまたは化学的に研摩される材料が
使用される。また、物理的または化学的手法により、プ
レートの表面上に材料の円滑な膜を付着させることもで
きる。一変更態様として、ホットプレートへの付着の問
題に対する１つの有効な解決法は、一体融着すべき物品
の材料に対して不活性である耐熱プラスチックのシース
（鞘）でホットプレートを被覆することである。このよ
うなプラスチックの例として、ポリテトラフルオロエチ
レンおよびポリフッ化ビニリデン等のフルオロポリマー
がある。ポリフッ化ビニリデンで被覆された金属プレー
トは、首尾よく使用されている。融着機はまた、ホット
プレートを加熱する手段を有している。プラスチック物
品を処理する機械に使用できる任意の形式を考えること
ができる。かくして、熱は、伝導、対流または輻射によ
りホットプレートに伝達される。また、熱は、電磁技術
を用いてプレート内で直接発生させることもできる。
【００１２】融着機では、ホットプレートは、例えば、
ジュール効果によりそれ自体が加熱される電気抵抗要素
との接触により再加熱できる。一変更態様として、ホッ
トプレートを、熱い炎との直接接触により加熱される熱
風の流れ中または高温に維持された液体浴中に浸漬する
こともできる。他の可能性ある変更態様は、ホットプレ
ートを、壁が高温であるキャビティ内に浸漬できる。一
変更態様として、交流磁界内での電気誘導により、また
はマイクロ波内の水性液体中にプレートを浸漬すること
により、プレートを加熱することもできる。
【００１３】本発明による機械は、有利には、一体融着
すべき物品を保持する手段を有している。物品を保持す
る手段は、融着作業を受ける物品を対面させて受け入れ
かつ支持する手段である。保持手段は、一般に、物品を
係止する装置を備えたプラテンの形態に作られる。本発
明による機械には、一体融着すべき物品を位置決めする
手段を設けることもできる。これらの手段により、物品
の融着リップを一体に対面させる運動を正確に調節でき
る。これらの位置決め手段により、これらのリップを、
ホットプレートを小さな分離ギャップ内に依然として挿
入できる距離に匹敵する最小の分離距離で位置決めでき
る。有利には、位置決め手段は、融着リップがその全長
に亘って最高の一致性をもつように、間隔を隔てた物品
の位置を調節できる。任意の正確な位置決めシステムが
適している。より詳しくは、ラック形またはラム形のシ
ステムを機械内に組み込むことができ、これにより、融
着すべき物品を非常に正確な態様で一体化できる。用語
「融着リップ（weld lips)」は、中空物品を融着するた
めに、プレートにより加熱され、かつ、互いに接触され
る物品の表面の部分を意味すると理解すべきである。
【００１４】より詳しくは、位置決め手段は、一体融着
すべき物品を操作する手段で構成するのが有利である。
用語「操作（manipulation) 」は、機械への中空物品の
供給を意味すると理解すべきである。好ましくは、物品
の操作は、融着後に機械から組立体を取り出すことも含
む。機械への中空物品の供給および機械からの中空物品
の取出しは、例えば、ロボットまたはオペレータによる
機械への直接装填により行なうことができる。物品の供
給および取出しは、機械の外部の１つ以上の装填／取出
しステーションで、物品支持パレットを用いて搬送する
ことにより行なうこともできる。位置決め手段は、ロボ
ット、コンベアベルト、チェーン、ベルト、被駆動ロー
ラ、ガイドおよびトンネル、重力または推進流体の推力
を含む種々の実用形態に製造できるが、これらに限定さ
れるものではない。
【００１５】位置決めおよび物品の移動の精度を向上さ
せるため、位置決め手段には、位置サーボコントローラ
にリンクされたセンサを含む１つ以上の制御システムを
設けることができる。サーボコントローラは、空気圧コ
ントローラまたは電子コントローラ、特に少なくとも１
つのマイクロプロセッサおよび適当な媒体に記録された
プログラムを有するプログラム可能なコントローラすな
わちマイクロコンピュータシステム等のプログラムされ
た論理要素を含む電子コントローラのカテゴリに属する
もので首尾よく構成できる。
【００１６】本発明による機械はまた、プレートを移動
させる手段を有している。これらの手段は、融着作業の
前に融着リップ間にプレートを挿入する既知の手段であ
ると理解すべきである。本発明の機械はまた、融着リッ
プの表面の溶融が始まるまで融着リップの加熱を完了し
たときに、プレートを取り出す手段をも有している。融
着リップ間にプレートを挿入する手段および融着リップ
の加熱後にプレートを取り出す手段は、同一の手段とし
て構成することもできるし、或いは、別々の手段として
構成することもできる。好ましくは、プレートを挿入す
る手段およびリップの加熱後にプレートを取り出す手段
に、同じ手段を使用できる。
【００１７】本発明による機械はまた、プレートに対し
て物品を押圧する手段および両物品を一体に押圧する手
段を有している。所定の圧力の効果により、物品を互い
に接触した状態に維持できる任意の手段が適している。
例えば、物品支持プラテンには、両物品を互いに接触状
態に押圧しておくのに充分な圧力を継続的な態様で伝達
できる油圧または空気圧ラムシステムまたはねじ−ナッ
トシステムを設けることができる。表現「充分な圧力
（sufficient pressure)」は、リップの全領域上の溶融
プラスチックの相互浸透（貫入）を可能にする圧力に少
なくとも等しい圧力を意味するものと理解すべきであ
る。しかしながら、この圧力は、互いに接触している物
品の非溶融部分の機械的変形がなく、かつ溶融材料の過
剰部分が押圧方向に対して垂直な方向に流れ去るよう
に、或る限度以下に維持されなくてはならない。
【００１８】本発明によれば、プレートは、物品の融着
リップの一部のみを加熱するようにした少なくとも２つ
の要素を有している。従ってプレートは、別々の要素の
複合組立体である。用語「別々の要素（separate eleme
nts)」は、表面積が小さいことを除き、プレート自体と
して同じ特性を有する各プレート部分を意味すると理解
すべきである。要素の数および形状は、複合プレートを
再構成できるように全ての要素を相互に配置する少なく
とも１つの方法が得られるように定める。プレート要素
にはまた、一つの変更態様として、再構成した複合プレ
ートを強化しかつその表面を円滑化すべく隣接プレート
要素に固定する手段を設けることができる。
【００１９】好ましくは、ミラーは少なくとも２つの別
々の要素を含む。特に好ましくは、ミラーは３〜８個の
別々の要素からなる。各プレート要素は、その性質およ
び形状に関して、他の全てのプレート要素と同一に構成
できる。一変更態様として、幾つかのプレート要素は、
その性質または形状を異ならせることができる。もう１
つの変更態様として、幾つかのプレート要素は、その性
質および形状の両方を異ならせることができる。本発明
による機械の別々のプレート要素は、別々に移動できな
くてはならない。
【００２０】特に、別々の要素は、別々の平面内で移動
するように構成できる。また、別々の要素は、別々の方
向に移動するように構成できる。最後に、別々の要素
は、同じ向き（sense)で移動するように構成することも
できるし、或いは、逆の向き（sense)で移動するように
構成することもできる。或いは、プレートの任意の２つ
の要素は、３つの基準、すなわち平面、方向および向き
（sense)のうちの１つのみを別々に移動させることがで
きる。別々の要素は、これらの全部で３つの基準のうち
の２つまたは３つ全てに従って別々に移動するように構
成できる。しかしながら、少なくとも２つのプレート要
素は、同一の態様で移動できることが好ましい。
【００２１】本発明による機械の一つの特定の実施形態
によれば、プレートが、一体融着すべき物品の融着リッ
プを加熱する位置にあるとき、別々の要素が互いに隣接
する態様で配置され、物品の全ての融着リップを覆う。
この場合、プレート要素は互いに接触していて、単一プ
レートを形成している。しかしながら、プレートの表面
積は、多数の要素に分割されていないプレートが必要と
する表面積よりも小さくすることができる。本発明の融
着機は、全て平坦なプレート要素を含むのがよい。一変
更態様として、融着機には、少なくとも１つのプレート
要素が平坦でないプレート要素を設けることができる。
この場合には、平坦な形状をもたない融着リップを備え
た物品の融着が容易になる。他の変更態様によれば、本
発明による融着機には、融着リップを加熱することを目
的とするホットプレート以外に、一体融着すべき物品を
局部的に加熱する手段を設けることができる。これらの
手段は、一体融着すべき物品の融着リップ以外の領域を
加熱するのに使用できる。このような手段の一例とし
て、赤外放射線源がある。これらの手段は本発明の機械
の内部に設けることができる。このような放射線源は、
赤外線ランプで作ることができる。上記の融着機は、複
雑な物品を短時間で容易に製造でき、かつ、在来の方法
を使用するよりも小さいエネルギ消費で済む。
【００２２】従って、本発明はまた、融着サイクルで中
空プラスチック物品を融着する方法に関する。この方法
は、 ａ）サイクルの開始時に、一体に融着すべき少なくとも
２つの物品を、これらの融着リップが互いに対面するよ
うに位置決めする工程と、 ｂ）少なくとも２つのホットプレート要素を別々に移動
させかつ互いに対向して配置された各物品の融着リップ
間に移動させる工程とを含み、プレート要素の温度は、
融着すべきプラスチックとの接触により溶融できれば充
分であり、 ｃ）少なくとも、ホットプレート要素と接触するリップ
の表面で物品が溶融し始めるのに充分な時間だけ、ホッ
トプレート要素の２つの面に対して物品を押圧する工程
と、 ｄ）プレート要素から離れる方向に物品を移動させる工
程と、 ｅ）プレート要素を引っ込める工程と、 ｆ）溶融された材料を融着させかつ固体相に戻すのに必
要な時間だけ、加熱されたリップを接触させるように、
物品を互いに押圧する工程と、 ｇ）かくして得られた組立体を取り出す工程とを更に含
む。上記フレーズで使用された全ての用語は、上記機械
の説明に使用した用語と同じ意味をもつ。用語「融着サ
イクル（ウェルディング・サイクル）」は、少なくとも
２つの中空物品の融着から得られる少なくとも１つの完
成組立体の製造に必要な全ての作業を意味すると理解す
べきである。サイクルの作業は、第１サイクルから得ら
れる物品と同一の多数の物品を製造するため、不変の順
序で意図的に反復される。
【００２３】本発明の方法によれば、ホットプレート要
素の温度は、融着すべきプラスチックとの接触により該
プラスチックを溶融できる充分な温度でなくてはならな
い。プレート要素の温度は、使用されるプラスチックの
性質に入念に合わせなくてはならない。しかしながら、
この温度は、これらのプレート要素と接触する融着リッ
プのプラスチックを分解させないため、過度に高くしな
いと同時に、過度に多量のプラスチックを溶融させない
温度にすることが重要である。実際には、この温度は、
選択された融着サイクル時間でプラスチックの分解を引
き起こす温度より低い温度が選択される。また、融着リ
ップがホットプレート要素と接触する全時間に亘って、
ホットプレート要素の温度を融点以上の高いレベルに維
持することが望ましい。同様に、ホットプレート要素に
対して物品が押圧される時間は、少なくともリップの表
面の物品の溶融を開始させるように設定しなければなら
ないと同時に、溶融材料の量が大きくなり過ぎる危険性
を制限する時間でなくてはならない。好ましくは、リッ
プの表面上で開始する材料の溶融が、確実に、一体融着
すべき物品の厚さを超える深さに亘って表面に対して垂
直に生じないように注意しなければならない。ホットプ
レート要素に付与される温度、加圧時間および圧力は、
全てのプレート要素について同一にすることができる。
或いは、他の全てのプレート要素については同じパラメ
ータにして、温度、圧力および加圧時間のパラメータの
うち少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つのプ
レート要素について異ならせることができる。
【００２４】本発明の方法の他の実施形態では、融着リ
ップのより良い一致性を達成する目的で、一体に融着す
べき物品の成形工程を、サイクルの開始時に、これらの
物品を位置決めする工程と上記ホットプレート要素を移
動させる工程との間に挿入するのが好ましい。用語「成
形（shaping)」は、各物品の融着リップの一致性を向上
させかつ最適化するため、一体融着すべき物品の表面の
曲率および／または寸法の修正を行なうあらゆる方法を
意味すると理解すべきである。好ましくは、成形は、次
の４つの工程、すなわち、 １）プレート要素（コールドプレート）と接触している
リップのプラスチックの局部溶融を引き起こすのに必要
な温度より低い温度の少なくとも２つのプレート要素を
別々に移動させかつ互いに対向して配置された各物品の
融着リップ間に移動させる工程と、 ２）融着リップの輪郭を変形させかつこれらの一致性を
より良く調節するのに必要な圧力および時間で、物品を
コールドプレート要素に対して押圧する工程と、 ３）物品をコールドプレート要素から離れる方向に移動
させる工程と、 ４）コールドプレート要素を引っ込める工程とで行なわ
れる。コールドプレート要素の温度は、これらの要素が
接触するプラスチックの局部溶融を防止するため充分に
適度な温度に維持されなくてはならない。しかしなが
ら、この温度は、このプラスチックを軟化させる温度に
等しいレベルに達することができる。用語「軟化（soft
ening)」は、プラスチックがそのＨＤＴ（ＩＳＯ第７５
標準規格に従って測定した加熱撓み温度（Heat Deflect
ion Temperature)) に到達しかつこれを超えた瞬間のプ
ラスチックの物理的特性の変化を意味するものと理解す
べきである。好ましくは、コールドプレート要素の温度
は、この軟化点から出発しかつ問題とするプラスチック
の溶融範囲の立上がりの温度の直ぐ下の値に終わる任意
の温度にすることができる。
【００２５】本発明の方法の１つの特定実施形態では、
例えば厚さを局部的に変えるか、変形可能な折り曲げ部
を挿入して、少なくとも一方の物品に少なくとも１つの
優先変形領域を創出することにより、一体融着すべき物
品を変形させることができる。変形を行なう他の手段
は、少なくとも一方の物品の少なくとも１つの正確な領
域を局部的に加熱することである。変形を行なう更に別
の手段は、プレスにより既に加えられた力に対して垂直
な力を加える成形工具を用いて、少なくとも１つの物品
を局部的に変形させることである。
【００２６】各特定プラスチックについて、コールドプ
レート要素の温度パラメータと、物品に加えられる圧力
と、リップの一致性の良好な調節および適当な成形を行
なうのに要する時間とが最適化される。各特定の場合
に、これらの３つのパラメータの各々に割り当てるべき
値の設定に対する最良の妥協は、問題とするプラスチッ
クの固有の機械特性、プレート要素の形状、および一体
融着すべき物品の形状および寸法に基づいてなされる。
ホットプレート要素の場合と同様な態様で、コールドプ
レート要素に適用される温度、加圧時間および圧力は、
全てのプレート要素について同一にすることができる。
或いは、他の全てのプレート要素については同じパラメ
ータにして、温度、圧力および加圧時間のパラメータの
うち少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つのコ
ールドプレート要素について異ならせることができる。
実際の融着時の加圧作業とは異なり、予備成形工程での
加圧は、物品を変形させるのに充分な圧力で行なわなく
てはならない。コールドプレート要素を使用する場合、
本発明の方法の有利な変更態様は、コールドプレート要
素およびホットプレート要素が、同じプレート要素の別
々の領域にあることである。
【００２７】成形作業を行なう他の方法は、一体に融着
すべき物品の側壁を引張または圧縮するか、またはこれ
らの物品をテンプレートとして機能する金型の壁に対し
て押圧することにより行なわれる。一体融着すべき物品
が、融着機の近くに配置された他の機械により製造され
る場合には、物品のこの成形は、物品が製造機を出るや
いなや行なうことができる。金型は金属フレームで構成
できる。金属フレームの形態の金型は、物品を例えば射
出成形機で製造した直後に物品を成形するのに非常に適
している。また、コールドプレート要素の使用と、金型
内での物品の圧縮および引張の使用とを組み合わせるこ
ともできる。成形を行なう１つの方法または他の方法に
おいて、成形は、融着の前に部品を再加熱することによ
っても行なうことができる。再加熱は、物品の１つ以上
のより入念に選択された領域に局部的に行なうことがで
きる。成形前の局部再加熱の一例は、赤外線源を再加熱
すべき領域に合焦させることにより行なうことができ
る。他方で、再加熱は、物品のほぼ全体に亘って行なう
ことができる。この場合、簡単な例は、再加熱すべき物
品が成形前にオーブン内で熱的に調整されることであ
る。
【００２８】本発明の方法の他の実施形態では、成形作
業の全てまたは一部が、融着作業の直前にホットプレー
ト要素に対して物品を押圧することによっても行なわれ
る。例えば、加圧期間中に、ホットプレート要素に圧力
プロファイルを加えることができ、これにより、成形の
ために加圧期間の開始時に加えられる圧力を、リップの
プラスチックが溶融し始めかつ転がり作業が開始するや
いなや、その後に加えられる圧力とは異ならせることが
できる。
【００２９】本発明の方法は、少なくとも２つの中空プ
ラスチック物品を融着してタンクのを製造するのに特に
適している。本発明の方法は、燃料タンクの製造に特に
適している。本発明の方法は、自動車に搭載される燃料
タンクの製造に最も適している。本発明の方法は、射出
成形の技術を用いて得られる少なくとも２つの中空プラ
スチック物品の融着に特に適している。本発明はまた、
少なくとも２つの中空プラスチック物品を一体に融着す
ることにより、プラスチックタンクを製造する上記機械
の使用方法に関する。より詳しくは、本発明は、プラス
チック燃料タンクの製造にこの機械を使用する方法に関
する。更に詳しくは、本発明は、射出成形技術を用いて
得られた少なくとも２つの中空プラスチック物品を一体
に融着することにより、プラスチック燃料タンクを製造
する方法に関する。
【００３０】
【発明の実施の形態】添付図面の図１〜図１２は、本発
明による機械の或る実施形態、並びに射出成形により得
られたシェルの形態の中空物品から燃料タンクを製造す
るための同様な機械を使用する方法の或る実施形態を非
制限的な態様で示すものである。図１は、自動車の燃料
タンクを製造するために、２つの中空プラスチックシェ
ルを融着するのに適した本発明の融着機を示す平面図で
ある。融着機本体（１）は２つのステーション、すなわ
ち装填（ローディング）ステーション（２）および取出
し（アンローディング）ステーション（３）と、２つの
プラスチックシェル（５）をガントリ形ロボット（６）
の周辺に運ぶコンベアベルト（４）とを有している。ガ
ントリ形ロボット（６）は、シェル（５）の装填および
取出しを行い、かつ図面に符号Ａ、Ｂで示す２つのステ
ーション（２）、（３）の各々に位置するプラテン
（７）上にシェル（５）を堆積させる。ステーション
Ａ、Ｂは、装填および取出しを行なうために交互に作動
し、一方のステーションが装填位置にあるときは、他方
のステーションが取出し位置にある。これらの装填およ
び取出し作動は、本体（１）で行なわれる融着作業に付
随して行なわれる。融着後、得られたタンク（８）がロ
ボット（６）により取り出されて、コンベアベルト
（９）上に置かれる。コンベアベルト（９）は、タンク
（８）を検査／包装ステーション（１０）に向かうよう
に搬送する。第２コンベアベルト（１１）が、不合格品
（１２）を取り出すために、応答作動する。
【００３１】図２および図３は、本発明による融着機の
一部を切断した、それぞれ平面図および側面図であり、
該融着機において、燃料タンクを製造するために、２つ
のプラスチックシェル（２１）、（２２）が一体に融着
される。上方シェル（２１）は、上方プラテン（２４）
により支持された静止支持アーム（２３）間に把持され
る。下方シェル（２２）は、同じ方向かつ同じ向きで連
動するラムシステムによりプラテンに対して平行に移動
できるアーム（２５）間で把持され、これにより、下方
シェル（２２）の軸線（２６）の位置を、上方シェル
（２１）の軸線位置に対して微調節することができる。
可動アーム（２５）は、ラムシステムを介して下方プラ
テン（２７）に固定されている。上方プラテン（２４）
および下方プラテン（２７）はまた、一体に融着すべき
シェルを垂直方向に位置決めしかつ互いに近付ける他の
ラム（２８）、（２９）にも固定されている。上下のプ
ラテン（２４）と（２７）とにより定められる空間内の
高さで両プラテン（２４）、（２７）の周囲に配置され
た４つのプレートホルダ（３０〜３３）の各々が、２つ
のプレート要素（３４〜３９）を支持している。これら
の各プレート要素は、上下のシェル（２１）、（２２）
の中心に向けて配置されたコールド部分（４０）と、該
コールド部分（４０）の外側に配置されたホット部分
（４１）とを有している。プレート要素（３４〜３９）
を移動させかつ該要素の位置を微調節するのに、精密ラ
ム（４２〜４５）が使用される。ラム（２５）の近くに
形状されるギャップ内には赤外線ランプ（４６）が配置
されている。
【００３２】図４は、サイクルの開始時であって、プラ
テン（２４）、（２７）が互いに最も離れた状態にあ
り、ロボット（５０）が２つのプラスチックシェル（２
１）、（２２）を融着機内に挿入しかつ油圧ピストンの
端部に設けられた吸引器（５１）上に付着している本発
明の融着機の内部を示す。この時点では、プレート要素
（５３）、（５４）が、両プラテン（２４）、（２７）
のフィールドより外部の遠隔位置にある。吸引器（５
１）が下方シェル（２２）に固定されたならば、シェル
を支持し、互いに移動しないようにシェルを保持するロ
ボット（５０）と一体のクランプ（５５）が、下方シェ
ル（２２）上に上方シェル（２１）が置かれた状態にし
て開き、ロボット（５０）がシェルから離れる方向に移
動する。次に、プラテン（２４）、（２７）が互いに近
づけられる。
【００３３】図５は、上方プラテン（２４）が上方シェ
ル（２１）と一体化されかつ上方の油圧ピストン（５
７）が上方シェル（２１）を上方プラテン（２４）に固
定している状態の機械を示す図面である。下方シェル
（２２）を支持する下方プラテン（２７）も上方に移動
されており、２つのシェル（２１）、（２２）は互いに
非常に短い距離を隔てて互いに対面して配置される。
【００３４】図６は、両プラテン（２４）、（２７）
が、融着リップ間にプレート要素（５３）、（５４）が
挿入できるのに充分な較正した距離だけ隔てて移動され
た状態を示す。次に、両プレート要素が、プラテン（２
４）、（２７）の軸線に向かって反対方向に、同一平面
内で移動する。各プレート要素は、プラテンの軸線方向
を向いて配置されたコールド部分（５８）と、この外側
のホット部分（５９）とを有し、該ホット部分はその本
体内に埋め込まれた電気抵抗要素により連続的に加熱さ
れる。プレート要素（５３）、（５４）は、これらのコ
ールド部分（５８）がプラスチックシェル（２１）、
（２２）と一致する位置に配置されると停止する。
【００３５】次に、図７に概略的に示すように、両プラ
テン（２４）、（２７）がコールド要素（５８）上で閉
じられる。次に、両シェル（２１）、（２２）に最終形
状を付与しかつ融着リップを平坦にするため、両プラテ
ン（２４）、（２７）に較正した圧力が加えられる。ガ
イド（６０）が、シェル（２１）、（２２）にそれらの
最終形状を与え、金型として作用する。両シェル（２
１）、（２２）が充分な時間をかけて成形された後、両
プラテン（２４）、（２７）が僅かに離れるように再び
移動されかつ両プレート要素（５３）、（５４）が同一
平面内で互いに近づく方向に移動される。両プレート要
素（５３）、（５４）は、これらのホット領域（５９）
が両シェル（２１）、（２２）と一致すると停止し、こ
の状況が図８に示されている。
【００３６】次に、図９に概略的に示すように、両プラ
テン（２４）、（２７）がホットプレート要素（５９）
上に閉じられる。融着リップの表面のプラスチックを局
部溶融させるのに必要な時間だけ両プラテン（２４）、
（２７）に較正した圧力を加えた後、両プラテン（２
４）、（２７）が再び開かれ、かつプレート要素（５
３）、（５４）が、両シェル（２１）、（２２）のフィ
ールドの外に出るまで、同一平面内で互いに離れるよう
に反対方向に移動され、この状況が図１０に概略的に示
されている。次に、両シェル（２１）、（２２）の融着
リップが互いに接触するまで、両プラテン（２４）、
（２７）が互いに近づく方向に移動され、この状況が図
１１に示されている。
【００３７】次に、リップのプラスチックが相互浸透
（貫入）し、かつ、リップがその後に固体状態に戻るの
に必要な時間だけ、較正した圧力がプラテン（２４）、
（２７）に加えられる。次に、下方の油圧ピストン（５
２）および上方の油圧ピストン（５７）が、組み立てら
れたタンク（６１）を両プラテン（２４）、（２７）か
ら離脱するのと同時に両プラテン（２４）、（２７）が
開かれる。これと同時に、上方吸引器（５６）がタンク
（６１）の上壁から離脱される。次に、図１２から、ロ
ボット（５０）が所定位置に移動してタンク（６１）を
把持することが理解されよう。次に、下方吸引器（５
１）がこれらの保持力を解放し、タンク（６１）がロボ
ット（５０）により融着機の内部フィールドから運び出
されて、ばり取り作業および包装作業（図示せず）を受
ける。次に、新しいサイクルを再開できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による融着機の概略図であり、特に一体
融着すべき物品を操作する手段を示す図面である。
【図２】物品並びにプレート要素を位置決めする手段の
１つの特定構造の詳細を示す図面である。
【図３】物品並びにプレート要素を位置決めする手段の
１つの特定構造の詳細を示す図面である。
【図４】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図５】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図６】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図７】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図８】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図９】２つの中空物品を一体に融着する方法（コール
ドプレート要素に押圧することにより成形する工程を含
む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図であ
る。
【図１０】２つの中空物品を一体に融着する方法（コー
ルドプレート要素に押圧することにより成形する工程を
含む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図で
ある。
【図１１】２つの中空物品を一体に融着する方法（コー
ルドプレート要素に押圧することにより成形する工程を
含む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図で
ある。
【図１２】２つの中空物品を一体に融着する方法（コー
ルドプレート要素に押圧することにより成形する工程を
含む）の全サイクルのうちの一サイクルを示す概略図で
ある。
【符号の説明】
２１ 上方シェル ２２ 下方シェル ２４ 上方プラテン ２７ 下方プラテン ５０ ロボット ５１ 吸引器 ５２ 油圧ピストン ５３、５４ プレート要素 ５５ クランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョエル オプ デ ビーク ベルギー べー2570 デュフェル リント セステーンウェグ 288 (72)発明者 ギュイ ヴァン ミュールベク ベルギー べー1160 ブリュッセル アベ ニュー ジ ボルレ 11 (72)発明者 ジュール ジョセフ ヴァン シェフティ ンゲン ベルギー べー1300 ウェヴレ アベニュ ー エス デユ ウォルヘイン ２

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プレートと、該プレートを加熱する手段
    と、面と面とを一体に融着すべき各物品の表面に相当す
    る融着リップを一体化するために、物品を保持して位置
    決めする手段と、融着リップ間でプレートを移動させる
    手段と、プレートに対して物品を押圧する手段とを有す
    る、ホットプレート技術を用いて少なくとも１つの組立
    体を製造するための中空プラスチック物品を融着する機
    械において、前記プレートが、物品の融着リップの一部
    のみを加熱するための少なくとも２つの別々の要素を有
    し、該要素が別々に移動できることを特徴とする融着
    機。
  2. 【請求項２】 前記プレートを形状する別々の要素が、
    隣接した態様で配置され、かつプレートが物品の融着リ
    ップを加熱する位置にあるときに、物品の全ての融着リ
    ップを覆うことを特徴とする請求項１に記載の融着機。
  3. 【請求項３】 前記プレート要素の少なくとも１つが平
    面ではないことを特徴とする請求項１に記載の融着機。
  4. 【請求項４】 融着サイクルで中空プラスチック物品を
    融着する方法において、 ａ）サイクルの開始時に、一体に融着すべき少なくとも
    ２つの物品を、これらの融着リップが互いに対面するよ
    うに位置決めする工程と、 ｂ）少なくとも２つのホットプレート要素を別々に移動
    させかつ互いに対向して配置された各物品の融着リップ
    間に移動させる工程とを含み、プレート要素の温度は、
    融着すべきプラスチックとの接触により溶融できれば充
    分であり、 ｃ）少なくとも、ホットプレート要素と接触するリップ
    の表面で物品が溶融し始めるのに充分な時間だけ、ホッ
    トプレート要素の２つの面に対して物品を押圧する工程
    と、 ｄ）プレート要素から離れる方向に物品を移動させる工
    程と、 ｅ）プレート要素を引っ込める工程と、 ｆ）溶融された材料を融着させかつ固体相に戻すのに必
    要な時間だけ、加熱されたリップを接触させるべく物品
    を互いに押圧する工程と、 ｇ）かくして得られた組立体を取り出す工程と、を更に
    含むことを特徴とする中空プラスチック物品の融着方
    法。
  5. 【請求項５】 融着リップのより良い一致性を達成する
    目的で、一体に融着すべき物品の成形作業を工程ａ）と
    工程ｂ）との間で行なうことを特徴とする請求項４に記
    載の中空プラスチック物品の融着方法。
  6. 【請求項６】 成形作業が、次の４つの工程すなわち、 １）プレート要素（コールドプレート）と接触している
    リップのプラスチックの局部溶融を引き起こすのに必要
    な温度より低い温度の少なくとも２つのプレート要素を
    別々に移動させ、かつ、互いに対向して配置された各物
    品の融着リップ間に移動させる工程と、 ２）融着リップの輪郭を変形させかつこれらの一致性を
    より良く調節するのに必要な圧力および時間で、物品を
    コールドプレート要素に対して押圧する工程と、 ３）物品をコールドプレート要素から離れる方向に移動
    させる工程と、 ４）コールドプレート要素を引っ込める工程と、を含む
    ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記コールドプレート要素およびホット
    プレート要素は、同じプレート要素の別の領域であるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記成形作業は、一体に融着すべき物品
    の側壁を引張るか、または、一体に融着すべき物品の側
    壁を圧縮するか、または、これらの物品をテンプレート
    として機能する金型の壁に対して押圧することにより行
    なわれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  9. 【請求項９】 射出成形された少なくとも２つの中空プ
    ラスチック物品を一体に融着して燃料タンクを製造する
    ことを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１項に
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 射出成形された少なくとも２つの中空
    プラスチック物品を一体に融着することによって燃料タ
    ンクを製造するために、請求項１〜請求項３のいずれか
    １項に記載の融着機を使用することを特徴とする方法。
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