JP2002067166A - 熱溶着方法と熱溶着装置 - Google Patents

熱溶着方法と熱溶着装置

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JP2002067166A
JP2002067166A JP2000261993A JP2000261993A JP2002067166A JP 2002067166 A JP2002067166 A JP 2002067166A JP 2000261993 A JP2000261993 A JP 2000261993A JP 2000261993 A JP2000261993 A JP 2000261993A JP 2002067166 A JP2002067166 A JP 2002067166A
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JP
Japan
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work
pressure
speed
heat
heater plate
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JP2000261993A
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English (en)
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Shinji Ayaki
伸二 綾木
Takashi Okubo
貴史 大久保
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶着する2個の熱可塑性樹脂よりなるワーク
に溶融面を作るために、ワークを押し付ける離型用樹脂
がコーティングされたヒータプレートの熱ピースの寿命
を向上させ、品質の安定した熱溶着を実施することので
きる熱溶着方法と熱溶着装置を得る。 【解決手段】 離型用樹脂がコーティングされたヒータ
プレート11の上熱ピース13と下熱ピース14に上ワ
ーク15と下ワーク17を押し付ける速度と圧力を、そ
の後工程において、上ワーク15と下ワーク17の溶融
面を突き合わせる速度と圧力よりも低速,低圧とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂より
なる樹脂成形物を形成する際に、2個の熱可塑性樹脂を
熱によって溶着する熱溶着方法と熱溶着装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂よりなる樹脂成形物
を形成する際に、その材料である2個の熱可塑性樹脂を
熱によって溶着するためには、図3(a)に示す熱溶着
装置の上面構成図および図3(b)に示す図3(a)の
矢印A方向側面構成図のように、発熱体1を埋め込んだ
ヒータプレート2の上下面に固定された上熱ピース3と
下熱ピース4の面に垂直方向に、上シリンダ5と下シリ
ンダ6により熱可塑性樹脂よりなる上ワーク7と下ワー
ク8を押し付け、上熱ピース3と下熱ピース4の面から
上ワーク7と下ワーク8が熱を受け、上ワーク7と下ワ
ーク8の面が溶融した状態で、素早く上シリンダ5と下
シリンダ6により上ワーク7と下ワーク8を上熱ピース
3と下熱ピース4から離し、ヒータプレート待避シリン
ダ9によりヒータプレート2を水平ガイド10に沿って
上ワーク7と下ワーク8の間から待避させ、次に、素早
く、上シリンダ5と下シリンダ6により上ワーク7と下
ワーク8の溶融面を突き合わせ上ワーク7と下ワーク8
を溶着するものである。
【0003】この場合、発熱体1により加熱されたヒー
タプレート2の上下面の上熱ピース3と下熱ピース4の
面は250℃の耐温度が必要であり、上熱ピース3と下
熱ピース4の面上への上ワーク7と下ワーク8の樹脂残
りを防ぐため、テフロン(米デュポン社商標)等のふっ
素系樹脂が離型用樹脂として15μ程度の厚さでコーテ
ィングされている。また、上ワーク7と下ワーク8の素
材は、融点165℃,熱伝導率0.202w/mk,母
材引張強度350kgf/cm2のポリプロピレンとポ
リフェニレンエーテルのアロイであり、上シリンダ5と
下シリンダ6により上ワーク7と下ワーク8を上熱ピー
ス3と下熱ピース4の面に押し付ける速度,圧力は、そ
の後工程で、上ワーク7と下ワーク8の溶融面を突き合
わせる速度,圧力と同じであり、上ワーク7と下ワーク
8の溶融面の状態が変化しない内に溶着する必要性があ
るところから、比較的、高圧,高速であり、例えば、圧
力は30kgf/cm2、速度は300mm/secであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱溶着方法と熱溶着装置によると、上ワークと下ワ
ークの溶着面を溶融するために、ヒータプレートの上熱
ピースと下熱ピースに押し付ける速度,圧力が、その後
工程で、上ワークと下ワークの溶融面を突き合わせる速
度,圧力と同じで高いため、上熱ピースと下熱ピースに
コーティングした離型用樹脂が上ワークと下ワークの押
圧力を直接受け、その衝撃により、剥がれることがあ
り、その剥がれた部分に上ワークと下ワークの材料であ
る樹脂が混入したり、また、剥がれた部分により上ワー
クと下ワークの溶融面に溶融むらが生じたりして、後工
程で、上ワークと下ワークの溶融面を突き合わせても、
溶着強度の低下や穴あき等の不良が発生するという問題
が発生していた。
【0005】本発明は上記の課題を解決するもので、離
型用樹脂がコーティングされたヒータプレートの熱ピー
スの寿命を向上させ、品質の安定した熱溶着を実施する
ことのできる熱溶着方法と熱溶着装置を提供することを
目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、溶着する2個の熱可塑性樹脂よりなる
ワークに溶融面を作るために、離型用樹脂がコーティン
グされたヒータプレートの熱ピースにワークを押し付け
る速度と圧力を、その後工程において、2個のワークの
溶融面を突き合わせる速度と圧力よりも低速,低圧とし
た熱溶着方法であり、離型用樹脂がコーティングされた
ヒータプレートの熱ピースの寿命を向上させ、品質の安
定した熱溶着を実施することができるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、溶着する2個の熱可塑性樹脂よりなるワークに溶融
面を作るために、離型用樹脂がコーティングされたヒー
タプレートの熱ピースにワークを押し付ける速度と圧力
を、その後工程において、2個のワークの溶融面を突き
合わせる速度と圧力よりも低速,低圧とした熱溶着方法
であり、目的に応じて、ワークの速度と圧力を変えるこ
とにより、ヒータプレートの熱ピースにワークに溶融面
を作る時は、低速,低圧にして、離型用樹脂がコーティ
ングされたヒータプレートの熱ピースにワークが与える
衝撃を和らげ、2個のワークの溶融面を押し付ける時
は、高速,高圧にして、ワークの溶融面が変化しない内
に、素早く、溶着を行うという作用を有する。
【0008】本発明の請求項2に記載の発明は、ワーク
の、離型用樹脂がコーティングされたヒータプレートの
熱ピースへの押し付けと、その後工程における2個のワ
ークの溶融面の突き合わせとをシリンダによって行い、
そのシリンダの圧力を流体回路の低圧優先形シャトル弁
で切り換え、速度を直動両側パイロッドで切り換える請
求項1に記載の熱溶着方法を実施する熱溶着装置であ
り、シリンダの速度と圧力を流体回路の直動両側パイロ
ッドと低圧優先形シャトル弁で切り換えることにより、
目的に応じて、ワークの速度と圧力を変えられるという
作用を有する。
【0009】本発明の請求項3に記載の発明は、溶着す
る2個の熱可塑性樹脂よりなるワークに溶融面を作るた
めに、ワークを押し付ける離型用樹脂がコーティングさ
れたヒータプレートをスプリングによりフローティング
的に支持した熱溶着装置であり、ヒータプレートがスプ
リングによりフローティング的に支持されていることに
より、ワークを押し付ける際に、衝撃が緩和するという
作用を有する。
【0010】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。
【0011】(実施の形態)図1(a)は本発明の実施
の形態における熱溶着装置の上面構成図、図1(b)は
図1(a)の矢印A方向側面構成図、図2は本発明の実
施の形態における熱溶着装置の上シリンダの流体回路図
であり、図1において、11は発熱体12を埋め込んだ
ヒータプレート、13,14はヒータプレート11の上
下面に固定された上熱ピースと下熱ピース、15は、上
シリンダ16により前記上熱ピース13の面に垂直方向
に押し付けられる熱可塑性樹脂よりなる上ワーク、17
は前記下熱ピース14の面に垂直方向に対向して固定さ
れた熱可塑性樹脂よりなる下ワーク、18は、上ワーク
15と下ワーク17の間において、ヒータプレート11
が上ワーク15と下ワーク17の面に垂直方向に移動で
きるように、ヒータプレート11をフローティング的に
支持するスプリング、19,20は、モータ回転力をレ
バー21を介してヒータプレート11に伝え、ヒータプ
レート11を上ワーク15と下ワーク17の面に対向す
る位置から待避させるように、ヒータプレート11に設
けられた上下ガイドと水平ガイドである。
【0012】なお、発熱体12により加熱されたヒータ
プレート11の上下面の上熱ピース13と下熱ピース1
4の面は、前記従来例と同様、250℃の耐温度が必要
であり、上熱ピース13と下熱ピース14の面上への上
ワーク15と下ワーク17の樹脂残りを防ぐため、テフ
ロン(米デュポン社商標)等のふっ素系樹脂が離型用樹
脂として15μ程度の厚さでコーティングされている。
【0013】また、上ワーク15と下ワーク17の素材
も、前記従来例と同様、融点165℃,熱伝導率0.2
02w/mk,母材引張強度350kgf/cm2のポリ
プロピレンとポリフェニレンエーテルのアロイである。
【0014】図2において、22は上シリンダ16の速
度を制御する速度制御弁、23は速度制御弁22に直列
に挿入された電磁弁、24は高速,低速の指示信号に基
づき、電磁弁23を切り換える直動両側パイロッド、2
5は高圧,低圧の指示信号の入力されるチェック弁付減
圧弁26,27の出力を選択する低圧優先形シャトル
弁、28は低圧優先形シャトル弁25の出力が入力さ
れ、その出力が電磁弁23に入力されるパイロッド作動
形減圧弁である。
【0015】上記構成の熱溶着装置により、上ワーク1
5と下ワーク17を溶着するには、発熱体12を埋め込
んだヒータプレート11の上面に固定された上熱ピース
13の面に垂直方向に、上シリンダ16により熱可塑性
樹脂よりなる上ワーク15の面を押し付け、その押圧力
を更に押し進めると、スプリング18によりフローティ
ング的に支持されたヒータプレート11は後退し、ヒー
タプレート11の下面に固定された下熱ピース14の面
が下ワーク17の面に当接し、上ワーク15と下ワーク
17の面が上熱ピース13と下熱ピース14の面から熱
を受け、上ワーク15と下ワーク17の面が溶融した状
態となる。この場合、上シリンダ16により上ワーク1
5を上熱ピース13に押し付ける速度と圧力は、図2に
示す流体回路の直動両側パイロッド24で上シリンダ1
6の速度が、また、低圧優先形シャトル弁25で上シリ
ンダ16の圧力がそれぞれ2段階に切り換えられ、その
速度は100mm/secの低速であり、その圧力は1
0kgf/cm2の低圧である。
【0016】次に、上ワーク15と下ワーク17の溶融
面の状態が変化しない内に、上ワーク15と下ワーク1
7の溶融面を突き合わせて溶着するために、上ワーク1
5と下ワーク17の面が溶融した状態で、素早く、上シ
リンダ16を戻すことにより、スプリング18の圧縮力
と相俟って上ワーク15と下ワーク17が上熱ピース1
3と下熱ピース14から離れ、その状態でヒータプレー
ト11が、モータ回転力の伝えられたレバー21によ
り、上下ガイド19と水平ガイド20に沿って、上ワー
ク15と下ワーク17の面に対向する位置から待避す
る。
【0017】その時、図2に示す流体回路の直動両側パ
イロッド24により上シリンダ16の速度を上記段階に
おける速度の3倍の300mm/secの高速に切り換
え、また、低圧優先形シャトル弁25により上シリンダ
16の圧力を上記段階におけるの3倍の30kgf/c
2の高圧に切り換え、素早く、上シリンダ16により
上ワーク15の溶融面を下ワーク17の溶融面に突き合
わせることにより上ワーク15と下ワーク17が溶着す
るものである。
【0018】以上のように、本実施の形態における熱溶
着装置によれば、上ワーク15と下ワーク17の面を溶
融するために、上シリンダ16により上ワーク15と下
ワーク17をヒータプレート11の上熱ピース13と下
熱ピース14に押し付ける段階における速度と圧力は、
その後の段階において、上シリンダ16により上ワーク
15の溶融面と下ワーク17の溶融面を突き合わせる速
度と圧力の約1/3であり、上ワーク15の溶融面と下
ワーク17の溶融面を突き合わせる場合のように、素早
い作業と高圧を要する場合には、上シリンダ16を高
速,高圧で作動させ、上ワーク15と下ワーク17の面
を溶融するために、上ワーク15と下ワーク17をヒー
タプレート11の上熱ピース13と下熱ピース14に押
し付ける場合のように、上熱ピース13と下熱ピース1
4にコーティングした離型用樹脂が、上ワーク15と下
ワーク17の押圧の衝撃により、剥がれる恐れがある場
合には、上シリンダ16を低速,低圧で作動させ、さら
に、上ワーク15がヒータプレート11の上熱ピース1
3に当接する衝撃を、ヒータプレート11をフローティ
ング的に支持するスプリング18により緩和している。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明の熱溶着方法と熱
溶着装置によれば、溶着する2個の熱可塑性樹脂よりな
るワークに溶融面を作るために、離型用樹脂がコーティ
ングされたヒータプレートの熱ピースに押し付ける時
は、低速,低圧で行い、熱ピースにコーティングされた
離型用樹脂の剥がれを防止し、その寿命を向上させ、ワ
ークの溶融面を突き合わせて溶着する時は、溶融面の状
態が変化しない内に、高速,高圧で素早く溶着させ、品
質の安定した熱溶着を実施できるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態における熱溶着装置
の上面構成図 (b)図1(a)の矢印A方向側面構成図
【図2】本発明の実施の形態における熱溶着装置の上シ
リンダの流体回路図
【図3】(a)従来の熱溶着装置の上面構成図 (b)図3(a)の矢印A方向側面構成図
【符号の説明】
1,12 発熱体 2,11 ヒータプレート 3,13 上熱ピース 4,14 下熱ピース 5,16 上シリンダ 6 下シリンダ 7,15 上ワーク 8,17 下ワーク 9 ヒータプレート待避シリンダ 10,20 水平ガイド 18 スプリング 19 上下ガイド 21 レバー 22 速度制御弁 23 電磁弁 24 直動両側パイロッド 25 低圧優先形シャトル弁 26,27 チェック弁付減圧弁 28 パイロッド作動形減圧弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶着する2個の熱可塑性樹脂よりなるワ
    ークに溶融面を作るために、離型用樹脂がコーティング
    されたヒータプレートの熱ピースにワークを押し付ける
    速度と圧力を、その後工程において、2個のワークの溶
    融面を突き合わせる速度と圧力よりも低速,低圧とした
    熱溶着方法。
  2. 【請求項2】 ワークの、離型用樹脂がコーティングさ
    れたヒータプレートの熱ピースへの押し付けと、その後
    工程における2個のワークの溶融面の突き合わせとをシ
    リンダによって行い、そのシリンダの圧力を流体回路の
    低圧優先形シャトル弁で切り換え、速度を直動両側パイ
    ロッドで切り換える請求項1に記載の熱溶着方法を実施
    する熱溶着装置。
  3. 【請求項3】 溶着する2個の熱可塑性樹脂よりなるワ
    ークに溶融面を作るために、ワークを押し付ける離型用
    樹脂がコーティングされたヒータプレートをスプリング
    によりフローティング的に支持した熱溶着装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007176016A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nachi Fujikoshi Corp 樹脂部品の溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法
JP2008030262A (ja) * 2006-07-27 2008-02-14 Toyo Roshi Kaisha Ltd 樹脂の溶融接合方法及び樹脂の溶融接合装置

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