JP2000043145A - 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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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、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、一体融着すべき物品が、物品の側壁を引
張り、または、圧縮し、または、金型の壁に対して押圧
することにより、コールドプレート（平らでなくてもよ
い）に対して押圧して予成形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。
これらの物品の中で、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。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り複雑な中空
物品を得ることができる。
【０００３】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、特に、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。英国特許第1,601,46
8 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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、成形金
型の使用は、大形機械を必要とするので融着機を非常に
複雑化し、融着すべき物品は多数回操作しなければなら
ずかつ長時間に亘って所要温度に維持されなくてはなら
ない。当然の結果として、大形で精巧な機械を使用しな
ければならないが、このような機械は一般に非常に高価
であり、かつ一体融着すべき物品を成形する手段をもた
ない簡単な融着機より信頼性が低い。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。特に、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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
によれば、プレートと、該プレート（「ホット」プレー
ト）を加熱する手段と、面と面とを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、融着リップ間でホットプ
レートを移動させる手段と、ホット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、接触されるプラ
スチックを溶融させることができない温度をもつプレー
ト（「コールド」プレート）を更に有することを特徴と
する融着機が提供される。
【０００６】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、
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からなる作業をいう。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、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こともできるし、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。特に、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。
【０００７】融着作業は、一体融着すべき物品の材料に
新しい付加的な材料を付加することにより、本発明の機
械で行なわれる。熱可塑性プラスチックの場合、新しい
材料として、一体融着すべき物品の少なくとも一方の物
品に含まれる材料を使用するのが好ましい。融着作業
は、単に融着表面での材料の相互浸透（貫入）を行なう
ことにより、新しい材料を付加することなく行なうこと
もできる。本発明の融着機は、新しい材料を付加しない
融着に最も適している。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 articles)」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。
【０００８】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、かつプラスチックに付着しないことが必要で
ある。この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。
【０００９】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。一つの変更態様として、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。
【００１０】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。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
つの変更態様として、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。一つの変更態様として、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。
【００１１】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。特に、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。
【００１２】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。特に、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。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。
【００１３】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
て構成してもよいし、或いは、別々の手段として構成し
てもよい。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。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。
【００１４】本発明によれば、機械はまたコールドプレ
ート、すなわちこれと接触するプラスチックを溶融させ
ることができない温度をもつプレートを有している。本
発明によるコールドプレートは、前のフレーズで定めら
れた温度以下の温度までコールドプレートを温度上昇さ
せることができる少なくとも１つの加熱手段が設けられ
た本発明の機械に適した任意のプレートで構成される。
また、コールドプレートは、加熱手段をもたないプレー
トからなる。本発明の機械の特定の一実施形態によれ
ば、ホットプレートおよびコールドプレートは、少なく
とも１つのホット領域および少なくとも１つのコールド
領域を備えた１つの同一プレートであり、用語「ホッ
ト」および「コールド」は、プレートについて上述した
ものと同じである。用語「領域（region) 」はプレート
の全表面の一部をいうものと理解すべきである。これら
の部分は連続的または不連続的であり、このプレートの
表面の任意の他の部分に対して少なくとも±５℃だけ異
なる温度にすることができる。これらの部分は、他の部
分に対して少なくとも２０℃の温度差を有するのが好ま
しい。
【００１５】本発明による融着機には、平らなプレート
を設けることができる。一つの変更態様として、融着機
には、平らでないプレートを設けることもできる。この
場合、平らな形状をもたない融着リップを備えた物品の
融着が行なわれる。他の変更形態によれば、本発明の機
械には、融着リップを加熱するためのホットプレート以
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、このような赤外放射線源の一例として、赤外線
ランプがある。
【００１６】上記融着機は、在来の方法を用いるより
も、短時間で容易にかつ少ないエネルギ消費で複雑な物
品を製造できる。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）融着リップが接触したときにリップのプラスチック
を局部的に溶融させるのに要する温度より低い温度をも
つプレート（「コールド」プレート）を移動させかつ互
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、 ｃ）融着リップの輪郭を変形させかつ融着リップの一致
性を最適に調節するのに必要な圧力および時間をかけ
て、コールドプレートの２つの面に対して物品を押圧す
る工程と、 ｄ）コールドプレートから離れる方向に物品を移動させ
る工程と、 ｅ）コールドプレートを引っ込める工程と、 ｆ）融着リップが接触したときにリップのプラスチック
を溶融させることができる充分に高い温度をもつホット
プレートを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、 ｇ）少なくとも、ホットプレート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長さの時間をかけ
て、ホットプレートの２つの面に対して物品を押圧する
工程と、 ｈ）ホットプレートから離れる方向に物品を移動させる
工程と、 ｉ）ホットプレートを引っ込める工程と、 ｊ）溶融材料を融着させかつ固体相に戻すのに要する時
間をかけて両物品を互いに押圧し、加熱されたリップを
接触させる工程と、 ｋ）かくして得られた組立体を取り出す工程と、を含む
ことを特徴とする中空プラスチック物品の融着方法を提
供する。上記フレーズで使用される全ての用語は、上記
機械の説明に使用した用語と同じ意味を有している。用
語「融着サイクル（welding cycle)」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。
【００１７】本発明の方法によれば、ホットプレートの
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。
ホットプレートの温度は、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、このプレート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。同様に、ホットプレー
ト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
ならないとともに、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、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。
【００１８】本発明によれば、コールドプレートの温度
は、これらのコールドプレート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（softening)」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（HeatDeflection 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
の修正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点する任意の温度にすることが
できる。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。
【００１９】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。各特定のプラスチックについて、コール
ドプレート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。
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。
【００２０】本発明の方法の有利な変更態様は、ホット
プレートおよびコールドプレートが、プラスチックを溶
融できない温度をもつ少なくとも１つのコールド領域
と、接触されたときにプラスチックを溶融できる充分に
高い温度をもつ少なくともホット領域とを備えた１つの
同じプレートで構成されることにある。本発明による方
法の他の変更態様は、平らでないプレートを使用するこ
とにある。この特定の方法によれば、ホットプレート
と、別のコールドプレートとを使用できる。或いは、こ
の特定の方法は、前述のように、ホットプレートおよび
コールドプレートが１つの同じプレートであるときにも
適用できる。本発明の方法の他の実施形態では、成形作
業は、融着作業の直前にホットプレートに対して押圧す
ることにより続けることができる。例えば、リップのプ
ラスチックが溶融し始めかつ転がり作動が開始するやい
なや、ホットプレートでの加圧期間中に、該期間の開始
時に加えられる成形のための圧力がその後に加えられる
圧力とは異なるように圧力プロファイルを負わすことが
できる。
【００２１】本発明の方法は、タンクを製造するため
に、少なくとも２つの中空プラスチック物品を融着すに
のに適している。本発明の方法は、燃料タンクの製造に
特に適している。また、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製造された少なくとも２
つの中空プラスチック物品の融着に適している。また、
本発明は、少なくとも２つの中空プラスチック物品を融
着することにより燃料タンクを製造する上記融着機を使
用する方法を提供する。特に、本発明は、プラスチック
燃料タンクを製造するためのこの機械の使用方法に関す
る。更に、本発明は、特に、射出成形の技術を用いて製
造される少なくとも２つの中空プラスチック物品を一体
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
技術に関する。
【００２２】
【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
られた中空シェル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。
【００２３】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（se
nse)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２つのプレートホルダ（３０）、（３１）の
各々が、２つのプレート（３４）、（３５）を支持して
いる。プレート（３４）はコールドプレートであり、プ
レート（３５）は電気抵抗要素により永久的に加熱され
るホットプレートである。プレート（４２）、（４３）
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）、（４３）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。
【００２４】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保持するロボット
（５０）と一体のクランプ（５５）が、下方シェル（２
２）上に上方シェル（２１）が置かれた状態にして開
き、かつ、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。
【００２５】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。
【００２６】図６は、両プラテン（２４）、（２７）
が、融着リップ間にコールドプレート（５３）を挿入で
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。コールドプレートは、プラテン（２４）、（２
７）の軸線に向かって移動しかつコールドプレートがプ
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。次に、図７に概略的に示すよう
に、両プラテン（２４）、（２７）がコールドプレート
（５３）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らにす
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、両シェル（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（２１）、（２２）が充分な時間をかけ
て成形された後、図８から理解されるように、両プラテ
ン（２４）、（２７）が僅かに離れるように再び移動さ
れ、かつコールドプレート（５３）が再び移動し始めか
つシェル（２１）、（２２）のフィールドの外部に出る
と停止する。同時に、ホットプレート（５４）は、プラ
テン（２４）、（２７）の軸線に向かって移動をはじめ
る。ホットプレート（５４）の移動は、シェル（２
１）、（２２）のフィールド内に位置すると停止する。
【００２７】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（５４）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）、（２
７）に較正した圧力を加えた後、両プラテン（２４）、
（２７）が再び開かれ、かつプレート（５４）が、両シ
ェル（２１）、（２２）のフィールドの外に出るまで、
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（２
１）、（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。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（５２）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。
【００２８】次に、図１２において、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（５１）がこれらの保
持力を解放し、タンク（６１）が、ばり取り作業および
包装作業（図示せず）を受けるために、ロボット（５
０）により融着機の内部フィールドから運び出される。
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】物品並びにホットプレートおよびコールドプレ
ート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】物品並びにホットプレートおよびコールドプレ
ート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 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 (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プレートと、該プレート（「ホット」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
    でホットプレートを移動させる手段と、ホットプレート
    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、接触
    されるプラスチックを溶融させることができない温度を
    もつプレート（「コールド」プレート）を更に有するこ
    とを特徴とする融着機。
  2. 【請求項２】 前記ホットプレートおよびコールドプレ
    ートが、少なくとも１つのホットゾーンおよび少なくと
    も１つのコールドゾーンを備えた１つの同じプレートで
    あることを特徴とする請求項１に記載の融着機。
  3. 【請求項３】 前記プレートが平らではないことを特徴
    とする請求項１または請求項２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）融着リップが接触したときにリップのプラスチック
    を局部的に溶融させるのに要する温度より低い温度をも
    つプレート（「コールド」プレート）を移動させ、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、 ｃ）融着リップの輪郭を変形させかつ融着リップの一致
    性を最適に調節するのに必要な圧力および時間をかけ
    て、コールドプレートの２つの面に対して物品を押圧す
    る工程と、 ｄ）コールドプレートから離れる方向に物品を移動させ
    る工程と、 ｅ）コールドプレートを引っ込める工程と、 ｆ）融着リップが接触したときにリップのプラスチック
    を溶融させることができる充分に高い温度をもつホット
    プレートを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、 ｇ）少なくとも、ホットプレート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長さの時間をかけ
    て、ホットプレートの２つの面に対して物品を押圧する
    工程と、 ｈ）ホットプレートから離れる方向に物品を移動させる
    工程と、 ｉ）ホットプレートを引っ込める工程と、 ｊ）溶融材料を融着させかつ固体相に戻すのに要する時
    間をかけて両物品を互いに押圧し、加熱されたリップを
    接触させる工程と、 ｋ）かくして得られた組立体を取り出す工程と、を含む
    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】 前記ホットプレートおよびコールドプレ
    ートが、プラスチックを溶融できない温度をもつ少なく
    とも１つのコールド領域と、接触されたときにプラスチ
    ックを溶融できる充分に高い温度をもつ少なくともホッ
    ト領域とを備えた１つの同じプレートであることを特徴
    とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記プレートが平らではないことを特徴
    とする請求項４または請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記成形は、融着作業の直前にホットプ
    レートに対して押圧することにより続けられることを特
    徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 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７のいずれか１項に
    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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