JP2002355890A - 容着装置 - Google Patents

容着装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化の推進が可能であり、しかも容着品質
を高めることが可能なように構成された溶着装置を提供
する。 【解決手段】 熱可塑性合成樹脂材で形成された燃料タ
ンク本体１と子部品３とを相互に溶着する溶着装置
（１）を、回転アクチュエータ（５）をもって所定の軸
回りで回動可能に支持されたベース上に設けられたタン
ク加熱盤用直線摺動アクチュエータ（１０）および子部
品用直線摺動アクチュエータ（９）と、タンク加熱盤用
直線摺動アクチュエータの推力軸線上に支持されたタン
ク用加熱盤（１２）と、子部品用直線摺動アクチュエー
タの推力軸線と整合可能な位置に設けられた子部品用加
熱盤（７）とを有するものとする。これにより、２つの
部品を溶融するための加熱盤を個別化し得るので、２つ
の部品の熱容量に応じて温度を独立制御することができ
る。しかも直線摺動アクチュエータの推力軸と加熱盤の
軸線とを同軸化し得るので、撓みの影響による加熱面の
傾きを排除することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性合成樹脂
材で形成された複数の部品を相互に溶着するための溶着
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ブロー成型された燃料タンク本体に、射
出成型されたフィラーチューブ等の如き子部品を溶着す
る装置として、貫通孔の周囲に加熱面を備えた環状の加
熱盤を有する容着装置を本出願と同一出願人は既に提案
している（特開２０００−３１８０４４号公報参照）。
これは、燃料タンク本体と子部品との接合面を一つの加
熱盤の表裏両面で同時に加熱可能なように構成したもの
である。
【０００３】ところが、この先行技術によると、燃料タ
ンク本体に加熱盤を押し当てるためのリニアアクチュエ
ータの推力軸に対して加熱盤の中心軸がオフセットして
いるため、燃料タンク本体に加熱盤を押しつけた際にリ
ニアアクチュエータと加熱盤との連結部に撓みが生じ、
燃料タンク本体の子部品接合面に対して加熱盤が傾いて
しまい、その結果として面出し不良が発生する可能性の
あることが判明した。
【０００４】また、燃料タンク本体と子部品とでは熱容
量が大幅に異なるにも拘わらず燃料タンク本体と子部品
とを単一の加熱盤で加熱するので、燃料タンク本体と子
部品との溶融量を個別に制御することができず、そのた
めに容着品質を高めることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような不都合が生
じないようにするには、加熱盤を熱的に絶縁された２つ
のものとし、リニアアクチュエータと加熱盤との間の連
結部の剛性を高めることが考えられるが、このようにす
ると、加熱盤の大型化や、これを支持して移動させる装
置の大型化を招いてしまうため、所期の目的であるコン
パクト化の推進に支障が生じてしまう。
【０００６】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、小
型化の推進が可能であり、しかも容着品質を高めること
が可能なように構成された溶着装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明の請求項１においては、熱可塑性合成樹
脂材で形成された第１部品（燃料タンク本体１）と第２
部品（子部品３）とを相互に溶着する溶着装置（１）
を、回転アクチュエータ（５）をもって所定の軸回りで
回動可能に支持されたベース上に設けられた第１直線摺
動アクチュエータ（タンク加熱盤用１０）および第２直
線摺動アクチュエータ（子部品用９）と、第１直線摺動
アクチュエータに支持され且つその軸線を該第１直線摺
動アクチュエータの推力軸線と同一軸線上においた可動
加熱盤（タンク用１２）と、第２直線摺動アクチュエー
タの推力軸線と整合可能な位置に設けられた固定加熱盤
（子部品用７）とを有し、第１直線摺動アクチュエータ
の推力で可動加熱盤を第１部品に押圧して加熱すると共
に、第２直線摺動アクチュエータに保持された状態の第
２部品を該第２直線摺動アクチュエータの推力で固定加
熱盤に押圧して加熱し、回転アクチュエータを回動させ
ることによって第１および第２の直線摺動アクチュエー
タの位置を交替させた後に第２直線摺動アクチュエータ
の推力で第２部品を第１部品に圧接するようにしてなる
ことを特徴とするものとした。
【０００８】このようにすれば、２つの部品を溶融する
ための加熱盤を個別化し得るので、２つの部品の熱容量
に応じて温度を独立制御することができる。しかも直線
摺動アクチュエータの推力軸と加熱盤の軸線とを同軸化
し得るので、撓みの影響による加熱面の傾きを排除する
ことができる。
【０００９】また本発明の請求項２においては、上記構
成に加えて、第１直線摺動アクチュエータと第２直線摺
動アクチュエータとの推力軸線を互いに平行に延在させ
ると共に、第１直線摺動アクチュエータの推力軸線上に
第２直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させるシ
フト手段を備えることを特徴とするものとした。
【００１０】このようにすれば、２つの直線摺動アクチ
ュエータを並列に配置し得るので、装置の大型化を回避
することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明に基づき構成された溶着装
置を示している。この溶着装置１は、燃料タンク本体２
に対してフィラーチューブ等の如き子部品３を容着する
ためのものであり、例えば三次元位置制御可能な工業用
ロボットのアーム端４に結合された回転アクチュエータ
５と、回転アクチュエータ５のボディに結合されたブラ
ケット６の遊端に取り付けられた子部品用加熱盤７と、
回転アクチュエータ５のロータに結合された支持ベース
８に取り付けられた子部品用直線摺動アクチュエータ９
並びにタンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０と、
子部品用直線摺動アクチュエータ９のロッド端に設けら
れた子部品チャック１１と、タンク加熱盤用直線摺動ア
クチュエータ１０のロッド端に設けられたタンク用加熱
盤１２とからなっている。
【００１３】回転アクチュエータ５は、例えば油圧駆動
されるシリンダ装置の推力をラック／ピニオン機構を利
用してロータの回転力に変換するものであり、そのボデ
ィが工業用ロボットのアーム端４に固定されている。
【００１４】子部品用加熱盤７並びにタンク用加熱盤１
２は、共に基本的には同一構造をなしており、例えば、
その中心部に設けられた貫通孔１３の周囲に巻回された
シーズ線ヒータ１４を内蔵し、且つ貫通孔１３の開口面
に加熱面１５を備えた環状をなしている。
【００１５】子部品用直線摺動アクチュエータ９並びに
タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０は、共に基
本的には同一構造をなしており、例えば、油圧駆動され
るピストンをシリンダ内に往復摺動自在に受容してな
り、そのシリンダが支持ベース８に固定され、ピストン
ロッドの軸線を互いに平行に延在させている。これら両
直線摺動アクチュエータ９・１０の軸線は、回転アクチ
ュエータ５のロータの軸線上で前後にオフセットして配
置されている。
【００１６】子部品用直線摺動アクチュエータ９の中心
軸は、回転アクチュエータ５の回転中心軸と直交し、且
つ子部品用加熱盤７の中心を通る平面上に配置されてい
る。
【００１７】子部品用直線摺動アクチュエータ９のロッ
ド端に設けられた子部品チャック１１は、例えば油圧あ
るいは電磁力で開閉制御される三爪式コレットチャック
からなるものである。
【００１８】次に本発明装置の作動要領を図２〜図５を
併せて参照して説明する。
【００１９】図２に示したように、子部品３は、例えば
公知のパーツフィーダを用い、タンク外に突出する部分
を上向きにした状態でフィードコンベア１６上に整列さ
せ、容着ステージ１７に隣接するパーツ取り出しステー
ジ１８に供給される。
【００２０】他方、本容着装置１の初期状態は、子部品
用直線摺動アクチュエータ９を収縮させ、且つ子部品チ
ャック１１を下向きにした状態で開くと共に、タンク用
加熱盤１２を上向きにし且つタンク加熱盤用直線摺動ア
クチュエータ１０を収縮させ、更にロッド軸を前側にシ
フトさせた状態である（図５のＡ点）。
【００２１】この状態でパーツ取り出しステージ１８側
へ工業用ロボット１９のアーム２０を旋回させ、フィー
ドコンベア１６上の子部品３の上方に子部品チャック１
１を位置させる。そして図２に示したように子部品用直
線摺動アクチュエータ９を伸長させた上で子部品チャッ
ク１１を閉じて子部品３をつかみ取り（図５のＢ点）、
その後、子部品用直線摺動アクチュエータ９を再び収縮
させてフィードコンベア１６上から子部品３を取り出す
（図５のＣ点）。この時の子部品用直線摺動アクチュエ
ータ９のストロークは、子部品チャック１１に子部品３
をつかみ取れる最小ストロークとし、フィードコンベア
１６から子部品３を取り出すのに要するストロークは工
業用ロボット１９のアーム２０の上下動を利用するもの
とすれば、子部品用直線摺動アクチュエータ９の全長を
短寸化し得る。
【００２２】フィードコンベア１６から子部品３を取り
出したならば、工業用ロボット１９のアーム２０を容着
ステージ１７へ向けて旋回動させつつ回転アクチュエー
タ５を駆動することにより、子部品チャック１１とタン
ク用加熱盤１２との上下位置を交換すると共に子部品３
を容着ステージ１７へと移送する（図５のＤ点）。
【００２３】下向きにした状態のタンク用加熱盤１２を
燃料タンク本体２の子部品接合座面２１上に位置させた
ならば、タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０を
伸長させ（図５のＥ点）、図１に想像線で示したよう
に、燃料タンク本体２の子部品接合座面２１に適宜な圧
力でタンク用加熱盤１２を押しつけて子部品接合座面２
１の溶融を開始する（図５のＦ点）。その後、適宜な時
間遅れ（図５中のｔ）をおいて子部品用直線摺動アクチ
ュエータ９を伸長させ、図１に想像線で示したように子
部品用加熱盤７の貫通孔１３内に子部品３を通し、且つ
子部品用加熱盤７に適宜な圧力で押しつけて子部品３の
フランジ３ａの溶融を開始する（図５のＧ点）。この時
の両直線摺動アクチュエータ９・１０の推力、両加熱盤
７・１２の温度、および圧接時間の調節により、従来技
術と同様に、容着面の面出し及び溶融が行われる。
【００２４】このようにして、燃料タンク本体２の子部
品接合座面２１と子部品３のフランジ３ａとの溶融時間
および圧接力を個々に制御し得るので、両者の溶融状況
を最適化することができる。
【００２５】燃料タンク本体２の子部品接合座面２１と
子部品３のフランジ３ａとの溶融が完了したならば、両
直線摺動アクチュエータ９・１０を収縮させ、燃料タン
ク本体２の子部品接合座面２１からタンク用加熱盤１２
を離間させると共に、子部品用加熱盤７から子部品３を
離脱させる（図５のＨ点）。この後、回転アクチュエー
タ５を駆動して子部品チャック１１とタンク用加熱盤１
２との上下位置を再び交換すると共に、工業用ロボット
１９のアーム２０を操作してロッド軸線を後側にシフト
させ、子部品用直線摺動アクチュエータ９の軸線を燃料
タンク本体２の開口軸線に整合させる（図５のＪ点）。
【００２６】子部品用直線摺動アクチュエータ９の軸線
と燃料タンク本体２の開口軸線とが合致したならば、子
部品用直線摺動アクチュエータ９を伸長させて図３に示
したように子部品３を燃料タンク本体２内に挿入し（図
５のＫ点）、且つ燃料タンク本体２の子部品接合座面２
１に子部品３のフランジ３ａを圧接する（図５のＬ
点）。
【００２７】燃料タンク本体２の子部品接合座面２１に
対する子部品３のフランジ３ａの容着が完了したなら
ば、子部品チャック１１を開き（図５のＭ点）、その後
に子部品用直線摺動アクチュエータ９を収縮させ（図５
のＮ点）、ロッド軸を前側へシフトすると共に工業用ロ
ボット１９のアーム２０をパーツ取り出しステージ１８
へ向けて旋回させ（図５のＰ点）、例えばタクトコンベ
ア２２上を移送されてくる次のワークに対する待機状態
とする（図５のＱ点＝Ａ点）。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、２つ
の部品を溶融するための加熱盤を個別化し得るので、２
つの部品の熱容量に応じて温度を独立制御することがで
き、しかも直線摺動アクチュエータの推力軸と加熱盤の
軸線とを同軸化し得るので、撓みの影響による加熱面の
傾きを排除することができる。
【００２９】またこれに加えて、２つの直線摺動アクチ
ュエータ同士の推力軸線を互いに平行に延在させると共
に、加熱盤用直線摺動アクチュエータの推力軸線上に子
部品用直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させる
ものとすれば、２つの直線摺動アクチュエータを並列に
配置し得るので、装置の大型化を回避することができ
る。
【００３０】従って、本発明により、溶着装置の小型化
を阻害せずに容着品質を高める上に大きな効果を奏する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一部切除して示す要部側面図
【図２】子部品の払い出し状況を示す要部側面図
【図３】タンク本体への子部品圧接状況を示す要部側面
図
【図４】本発明装置の概略レイアウト図
【図５】本発明装置の作動要領を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ 容着装置 ２ 燃料タンク本体 ３ 子部品 ４ アーム端 ５ 回転アクチュエータ ６ ブラケット ７ 子部品用加熱盤 ８ 支持ベース ９ 子部品用直線摺動アクチュエータ １０ タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ １１ 子部品チャック １２ タンク用加熱盤 １３ 貫通孔 １４ シーズ線ヒータ １５ 加熱面 １６ フィードコンベア １７ 容着ステージ １８ パーツ取り出しステージ １９ 工業用ロボット ２０ アーム ２１ 子部品接合座面 ２２ タクトコンベア

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性合成樹脂材で形成された第１部
    品と第２部品とを相互に溶着する溶着装置であって、 回転アクチュエータをもって所定の軸回りで回動可能に
    支持されたベース上に設けられた第１および第２の直線
    摺動アクチュエータと、 前記第１直線摺動アクチュエータに支持され且つその軸
    線を該第１直線摺動アクチュエータの推力軸線と同一軸
    線上においた可動加熱盤と、 前記第２直線摺動アクチュエータの推力軸線と整合可能
    な位置に設けられた固定加熱盤とを有し、 前記第１直線摺動アクチュエータの推力で前記可動加熱
    盤を前記第１部品に押圧して加熱すると共に、前記第２
    直線摺動アクチュエータに保持した状態の前記第２部品
    を該第２直線摺動アクチュエータの推力で前記固定加熱
    盤に押圧して加熱し、 前記回転アクチュエータを回動させることによって前記
    第１および第２の直線摺動アクチュエータの位置を交替
    させた後に前記第２直線摺動アクチュエータの推力で前
    記第２部品を前記第１部品に圧接するようにしてなるこ
    とを特徴とする溶着装置。
  2. 【請求項２】 前記第１直線摺動アクチュエータと前記
    第２直線摺動アクチュエータとの推力軸線を互いに平行
    に延在させると共に、 前記第１直線摺動アクチュエータの推力軸線上に前記第
    ２直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させるシフ
    ト手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の容着
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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
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