JP2004338195A - 樹脂溶着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂部品を樹脂母材に短時間で溶着させることが可能な樹脂溶着装置を提供する。
【解決手段】この樹脂溶着装置は、高周波誘導加熱される加熱鉄芯3と、電熱ヒータ10と、加熱鉄芯3によって樹脂母材1の被溶着面を溶融させるとともに電熱ヒータ10によって樹脂部品2の溶着面を溶融させた後、樹脂部品2を樹脂母材1に押圧して溶着させる駆動装置8,13,15とを備える。したがって、樹脂母材1の被溶着面を短時間で溶融させることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】この樹脂溶着装置は、高周波誘導加熱される加熱鉄芯3と、電熱ヒータ10と、加熱鉄芯3によって樹脂母材1の被溶着面を溶融させるとともに電熱ヒータ10によって樹脂部品2の溶着面を溶融させた後、樹脂部品2を樹脂母材1に押圧して溶着させる駆動装置8,13,15とを備える。したがって、樹脂母材1の被溶着面を短時間で溶融させることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は樹脂溶着装置に関し、特に、樹脂母材に樹脂部品を溶着させる樹脂溶着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、大型の樹脂母材に小型の樹脂部品を溶着させる場合は、樹脂母材の被溶着面を電熱ヒータで溶融させるとともに樹脂部品の溶着面を電熱ヒータで溶融させた後、樹脂部品の溶着面を樹脂母材の被溶着面に押圧して溶着させていた。
【0003】
また、薄い樹脂表皮部材同士を溶着させる場合は、2枚の樹脂表皮部材を1対の溶着用電極で挟んで高周波電力を印加し、2枚の樹脂表皮部材を溶融させて溶着させていた(たとえば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−079785号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、樹脂母材の被溶着面を電熱ヒータで加熱すると、熱が被溶着面の周囲に伝導し、昇温速度が遅くなって樹脂部品1つ当りの溶着に必要な時間が長くなるという問題があった。電熱ヒータを大型・大容量のものにすることによって昇温速度を速くすることも考えられるが、溶着面積が小さい場合はそのような大型・大容量の電熱ヒータを設置する場所がない場合も多い。
【0006】
また、上記1対の溶着用電極で挟む方法は、大型の樹脂母材に小型の樹脂部品を溶着させる場合に適用することができない。
【0007】
それゆえに、この発明の主たる目的は、樹脂部品を樹脂母材に短時間で溶着させることが可能な樹脂溶着装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る樹脂溶着装置は、樹脂母材に樹脂部品を溶着させる樹脂溶着装置であって、所定形状の一端面を有する第1の金属部材と、第1の金属部材を高周波誘導加熱する第1の加熱手段と、第1の加熱手段によって加熱された第1の金属部材の一端面を樹脂母材の被溶着面に当接させて被溶着面を溶融させ、溶融した被溶着面に樹脂部品を押圧して溶着させる駆動手段とを備えたものである。
【0009】
好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材と、第2の金属部材を高周波誘導加熱する第2の加熱手段とが設けられる。駆動手段は、第2の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。
【0010】
また好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材が設けられ、第1の加熱手段は、さらに第2の金属部材を高周波誘導加熱する。駆動手段は、第1の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。
【0011】
また好ましくは、第1の加熱手段は、第1の金属部材を加熱するための第1のコイルと、第1のコイルと直列または並列に接続され、第2の金属部材を加熱するための第2のコイルと、第1および第2のコイルに高周波電力を供給する高周波電源とを含む。
【0012】
また好ましくは、さらに、第1および第2の金属部材の間に設けられ、第1および第2の金属部材に固定された断熱部材が設けられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図1において、この樹脂溶着装置は、大型・厚肉(厚さ5mm以上)の樹脂母材1の所定位置表面にパイプジョイントのような小型の樹脂部品2を溶着させるものである。すなわち、樹脂母材1の所定位置には、所定寸法の貫通孔1aが開口されている。樹脂部品2は、パイプの下端部にリング状のフランジ2aを設けたものである。樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の貫通孔1aの周囲のリング状の被溶着面に溶着される。
【0014】
樹脂母材1の被溶着面の加熱には、加熱鉄芯3が用いられる。加熱鉄芯3は、円柱状の鉄芯の上端面に環状の溝を形成したものであり、環状の溝内には高周波誘電加熱用コイル4が収納されている。加熱鉄芯3とコイル4は電気的に絶縁されている。加熱鉄芯3の下端面は、樹脂に対する離型性の向上を図るため、セラミックコーティングが施されている。加熱鉄芯3の所定位置には温度センサ5が設けられている。
【0015】
コイル4は、電力供給線を介して高周波電源6の出力端子に接続されている。高周波電源6は、温度センサ5からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、加熱鉄芯3が所定温度(たとえば350℃)になるようにコイル4に高周波電力を供給する。
【0016】
また、加熱鉄芯3は、断熱部材(図示せず)を介して駆動装置8のL字型のアーム8aの先端に固定されている。駆動装置8は、制御装置7によって制御されてアーム8aを昇降させるとともに所定角度だけ回転させ、樹脂母材1の被溶着面に加熱鉄芯3を載置して被溶着面を溶融させた後、加熱鉄芯3を被溶着面から所定位置に退避させる。
【0017】
他方、樹脂部品2のフランジ2aの下端面の加熱には、通常の電熱ヒータ10が用いられる。電熱ヒータ10には、温度センサ11が設けられている。温調装置12は、温度センサ11からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、電熱ヒータ10が所定温度になるように電熱ヒータ10に商用交流電力を供給する。
【0018】
また、電熱ヒータ10は、断熱部材(図示せず)を介して駆動装置13のL字型のアーム13aの先端に固定されている。駆動装置13は、制御装置7によって制御されてアーム13aを昇降させるとともに所定角度だけ回転させ、樹脂部品2のフランジ2aの下端面に電熱ヒータ10を当接させてフランジ2aの下端面を溶融させた後、電熱ヒータ10をフランジ2aの下端面から所定位置に退避させる。
【0019】
樹脂部品2は、駆動装置15のアーム15aの先端に設けられたホルダ14に保持される。駆動装置15は、制御装置7によって制御されてアーム15aを昇降させ、溶融したフランジ2aの下端面を溶融した樹脂母材1の被溶着面に押圧させて樹脂部品2を樹脂母材1に溶着させる。
【0020】
次に、この樹脂溶着装置の動作について説明する。まず、高周波電源6によって加熱鉄芯3が所定温度に昇温されるとともに、温調装置12によって電熱ヒータ10が所定温度に昇温される。また、樹脂母材1が所定位置に固定されるとともに、樹脂部品2がホルダ14に保持される。
【0021】
次いで、昇温された加熱鉄芯3が駆動装置8によって樹脂母材1の被溶着面に載置されるとともに、昇温されたヒータ10が駆動装置13によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面に当接される。所定時間の経過後、図2(a)に示すように、加熱鉄芯3および電熱ヒータ10が駆動装置8,13によって所定位置に退避させられる。このとき、樹脂母材1の貫通孔1aの周囲の被溶着面は溶融し、樹脂部品2のフランジ2aの下端面は溶融している。
【0022】
次いで図2(b)に示すように、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の被溶着面に押圧され、樹脂部品2が樹脂母材1に溶着される。樹脂が冷却され硬化した後、図2(c)に示すように、駆動装置15によって樹脂部品2からホルダ14が抜き取られて溶着工程が終了する。
【0023】
この実施の形態1では、加熱鉄芯3を高周波誘導加熱によって昇温させ、昇温した加熱鉄芯3によって樹脂母材1の被溶着面を溶融させる。したがって、数KW以上のエネルギを加熱鉄芯3に瞬時に印加することができ、加熱鉄芯3を高速で昇温させて樹脂母材1の被溶着面を高速に溶融させることができる。樹脂母材1の溶融点が350℃程度と高い場合でも、この方法では加熱鉄芯3を400〜500℃程度に容易に昇温させることができる。よって、電熱ヒータで樹脂母材1の被溶着面を溶融させる場合に比べ、樹脂部品2を樹脂母材1に短時間で溶着させることができる。
【0024】
[実施の形態2]
図3は、この発明の実施の形態2による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図3を参照して、この樹脂溶着装置が図1の樹脂溶着装置と異なる点は、電熱ヒータ10、温度センサ11および温調装置12が加熱鉄芯20、コイル21、温度センサ22および高周波電源23で置換されている点である。加熱鉄芯20は円柱状の鉄芯の下端面に環状の溝を形成したものであり、コイル21は環状の溝内に収納されている。加熱鉄芯20とコイル21は、電気的に絶縁されている。加熱鉄芯20の上端面には、樹脂に対する離型性の向上を図るため、セラミックコーティングが施されている。温度センサ22は、加熱鉄芯20の所定位置に設けられている。
【0025】
コイル21は、電力供給線を介して高周波電源23の出力端子に接続されている。高周波電源23は、温度センサ22からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、加熱鉄芯20が所定温度になるようにコイル21に高周波電力を供給する。加熱鉄芯20は断熱部材(図示せず)を介して駆動装置13のL字型のアーム13aの先端に固定されている。他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるのでその説明は繰返さない。
【0026】
この実施の形態2では、樹脂部品2も高周波誘導加熱された加熱鉄芯20で溶融させるので、処理時間の一層の短縮化を図ることができる。
【0027】
[実施の形態3]
図4は、この発明の実施の形態3による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図4を参照して、この樹脂溶着装置が図3の樹脂溶着装置と異なる点は、断熱部材24が追加され、高周波電源23および駆動装置13が除去されている点である。断熱部材24は、たとえばセラミックで形成されている。断熱部材24は加熱鉄芯3と20の間に設けられ、加熱鉄芯3,20はともに断熱部材24に固定されている。断熱部材24は、駆動装置8のL字型のアーム8aの先端に固定されている。コイル4,21および温度センサ5,22は、高周波電源6に接続されている。高周波電源6は、温度センサ5,22からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、コイル4,21に高周波電力を供給する。コイル4,21は、図5に示すように、高周波電源6の出力端子6a,6b間に直列接続されていてもよいし、図6に示すように、高周波電源6の出力端子6a,6b間に並列接続されていてもよい。
【0028】
次に、この樹脂溶着装置の動作について説明する。まず、高周波電源6によって加熱鉄芯3,20が所定温度に昇温され、樹脂母材1が所定位置に固定されるとともに、樹脂部品2がホルダ14に保持される。
【0029】
次いで、駆動装置8によって加熱鉄芯3,20および絶縁部材24からなる加熱ユニットが樹脂母材1の被溶着面に載置されるとともに、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が加熱鉄芯20の上端面に当接される。所定時間の経過後、駆動装置15によって樹脂部品2が上方に移動されるとともに、駆動装置8によって加熱鉄芯3,20および断熱部材24が所定位置に退避させられる。このとき、樹脂母材1の貫通孔1aの周囲の被溶着面が溶融し、樹脂部品2のフランジ2aの下端面は溶融している。
【0030】
次に、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の被溶着面に押圧され、樹脂部品2が樹脂母材1に溶着される。樹脂が冷却され硬化した後、駆動装置15によって樹脂部品2からホルダ14が抜き取られて溶着工程が終了する。
【0031】
この実施の形態3では、2つのコイル4,21で高周波電源6を共用するとともに2つの加熱鉄芯3,20で駆動装置8を共用するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0032】
図7は、この実施の形態3の変更例を示すブロック図である。図7を参照して、この樹脂溶着装置が図4の樹脂溶着装置と異なる点は、加熱鉄芯20およびコイル21が加熱鉄芯25およびコイル26で置換されている点である。コイル26は加熱鉄芯25の外部に設けられており、コイル26の内径はコイル4の内径よりも大きい。コイル26と加熱鉄芯25の電磁誘導結合は、コイル4と加熱鉄芯3の電磁誘導結合よりも疎にされている。したがって、加熱鉄芯25への印加エネルギを加熱鉄芯3への印加エネルギよりも小さくすることができ、加熱鉄芯25のオーバーヒートを防止することができる。
【0033】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る樹脂溶着装置では、所定形状の一端面を有する第1の金属部材と、第1の金属部材を高周波誘導加熱する第1の加熱手段と、第1の加熱手段によって加熱された第1の金属部材の一端面を樹脂母材の被溶着面に当接させて被溶着面を溶融させ、溶融した被溶着面に樹脂部品を押圧して溶着させる駆動手段とが設けられる。したがって、樹脂母材の被溶着面を短時間で溶融させることができ、樹脂部品を樹脂母材に短時間で溶着させることができる。
【0035】
好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材と、第2の金属部材を高周波誘導加熱する第2の加熱手段とが設けられ、駆動手段は、第2の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。この場合は、樹脂部品の溶着面も短時間で溶融させることができ、処理時間の一層の短縮化を図ることができる。
【0036】
また好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材が設けられ、第1の加熱手段は、さらに第2の金属部材を高周波誘導加熱する。駆動手段は、第1の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて該溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。この場合は、第1および第2の金属部材を1つの加熱手段で加熱するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0037】
また好ましくは、第1の加熱手段は、第1の金属部材を加熱するための第1のコイルと、第1のコイルと直列または並列に接続され、第2の金属部材を加熱するための第2のコイルと、第1および第2のコイルに高周波電力を供給する高周波電源とを含む。この場合は、第1および第2のコイルで1つの高周波電源を共用するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0038】
また好ましくは、さらに、第1および第2の金属部材の間に設けられ、第1および第2の金属部材に固定された断熱部材が設けられる。この場合は、第1および第2の金属部材を1つの駆動手段で移動させることができるので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した樹脂溶着装置の動作を説明するための断面図である。
【図3】この発明の実施の形態2による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図4】この発明の実施の形態3による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図5】図4に示した2つのコイルへの電力供給方法を例示する回路ブロック図である。
【図6】図4に示した2つのコイルへの電力供給方法を例示する他の回路ブロック図である。
【図7】実施の形態3の変更例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 樹脂母材、1a 貫通孔、2 樹脂部品、2a フランジ、3,20,25 加熱鉄芯、4,21,26 コイル、5,11,22 温度センサ、6,23 高周波電源、7 制御装置、8,13,15 駆動装置、8a,13a,15a アーム、12 温調装置、24 断熱部材。
【発明の属する技術分野】
この発明は樹脂溶着装置に関し、特に、樹脂母材に樹脂部品を溶着させる樹脂溶着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、大型の樹脂母材に小型の樹脂部品を溶着させる場合は、樹脂母材の被溶着面を電熱ヒータで溶融させるとともに樹脂部品の溶着面を電熱ヒータで溶融させた後、樹脂部品の溶着面を樹脂母材の被溶着面に押圧して溶着させていた。
【0003】
また、薄い樹脂表皮部材同士を溶着させる場合は、2枚の樹脂表皮部材を1対の溶着用電極で挟んで高周波電力を印加し、2枚の樹脂表皮部材を溶融させて溶着させていた(たとえば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−079785号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、樹脂母材の被溶着面を電熱ヒータで加熱すると、熱が被溶着面の周囲に伝導し、昇温速度が遅くなって樹脂部品1つ当りの溶着に必要な時間が長くなるという問題があった。電熱ヒータを大型・大容量のものにすることによって昇温速度を速くすることも考えられるが、溶着面積が小さい場合はそのような大型・大容量の電熱ヒータを設置する場所がない場合も多い。
【0006】
また、上記1対の溶着用電極で挟む方法は、大型の樹脂母材に小型の樹脂部品を溶着させる場合に適用することができない。
【0007】
それゆえに、この発明の主たる目的は、樹脂部品を樹脂母材に短時間で溶着させることが可能な樹脂溶着装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る樹脂溶着装置は、樹脂母材に樹脂部品を溶着させる樹脂溶着装置であって、所定形状の一端面を有する第1の金属部材と、第1の金属部材を高周波誘導加熱する第1の加熱手段と、第1の加熱手段によって加熱された第1の金属部材の一端面を樹脂母材の被溶着面に当接させて被溶着面を溶融させ、溶融した被溶着面に樹脂部品を押圧して溶着させる駆動手段とを備えたものである。
【0009】
好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材と、第2の金属部材を高周波誘導加熱する第2の加熱手段とが設けられる。駆動手段は、第2の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。
【0010】
また好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材が設けられ、第1の加熱手段は、さらに第2の金属部材を高周波誘導加熱する。駆動手段は、第1の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。
【0011】
また好ましくは、第1の加熱手段は、第1の金属部材を加熱するための第1のコイルと、第1のコイルと直列または並列に接続され、第2の金属部材を加熱するための第2のコイルと、第1および第2のコイルに高周波電力を供給する高周波電源とを含む。
【0012】
また好ましくは、さらに、第1および第2の金属部材の間に設けられ、第1および第2の金属部材に固定された断熱部材が設けられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図1において、この樹脂溶着装置は、大型・厚肉(厚さ5mm以上)の樹脂母材1の所定位置表面にパイプジョイントのような小型の樹脂部品2を溶着させるものである。すなわち、樹脂母材1の所定位置には、所定寸法の貫通孔1aが開口されている。樹脂部品2は、パイプの下端部にリング状のフランジ2aを設けたものである。樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の貫通孔1aの周囲のリング状の被溶着面に溶着される。
【0014】
樹脂母材1の被溶着面の加熱には、加熱鉄芯3が用いられる。加熱鉄芯3は、円柱状の鉄芯の上端面に環状の溝を形成したものであり、環状の溝内には高周波誘電加熱用コイル4が収納されている。加熱鉄芯3とコイル4は電気的に絶縁されている。加熱鉄芯3の下端面は、樹脂に対する離型性の向上を図るため、セラミックコーティングが施されている。加熱鉄芯3の所定位置には温度センサ5が設けられている。
【0015】
コイル4は、電力供給線を介して高周波電源6の出力端子に接続されている。高周波電源6は、温度センサ5からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、加熱鉄芯3が所定温度(たとえば350℃)になるようにコイル4に高周波電力を供給する。
【0016】
また、加熱鉄芯3は、断熱部材(図示せず)を介して駆動装置8のL字型のアーム8aの先端に固定されている。駆動装置8は、制御装置7によって制御されてアーム8aを昇降させるとともに所定角度だけ回転させ、樹脂母材1の被溶着面に加熱鉄芯3を載置して被溶着面を溶融させた後、加熱鉄芯3を被溶着面から所定位置に退避させる。
【0017】
他方、樹脂部品2のフランジ2aの下端面の加熱には、通常の電熱ヒータ10が用いられる。電熱ヒータ10には、温度センサ11が設けられている。温調装置12は、温度センサ11からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、電熱ヒータ10が所定温度になるように電熱ヒータ10に商用交流電力を供給する。
【0018】
また、電熱ヒータ10は、断熱部材(図示せず)を介して駆動装置13のL字型のアーム13aの先端に固定されている。駆動装置13は、制御装置7によって制御されてアーム13aを昇降させるとともに所定角度だけ回転させ、樹脂部品2のフランジ2aの下端面に電熱ヒータ10を当接させてフランジ2aの下端面を溶融させた後、電熱ヒータ10をフランジ2aの下端面から所定位置に退避させる。
【0019】
樹脂部品2は、駆動装置15のアーム15aの先端に設けられたホルダ14に保持される。駆動装置15は、制御装置7によって制御されてアーム15aを昇降させ、溶融したフランジ2aの下端面を溶融した樹脂母材1の被溶着面に押圧させて樹脂部品2を樹脂母材1に溶着させる。
【0020】
次に、この樹脂溶着装置の動作について説明する。まず、高周波電源6によって加熱鉄芯3が所定温度に昇温されるとともに、温調装置12によって電熱ヒータ10が所定温度に昇温される。また、樹脂母材1が所定位置に固定されるとともに、樹脂部品2がホルダ14に保持される。
【0021】
次いで、昇温された加熱鉄芯3が駆動装置8によって樹脂母材1の被溶着面に載置されるとともに、昇温されたヒータ10が駆動装置13によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面に当接される。所定時間の経過後、図2(a)に示すように、加熱鉄芯3および電熱ヒータ10が駆動装置8,13によって所定位置に退避させられる。このとき、樹脂母材1の貫通孔1aの周囲の被溶着面は溶融し、樹脂部品2のフランジ2aの下端面は溶融している。
【0022】
次いで図2(b)に示すように、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の被溶着面に押圧され、樹脂部品2が樹脂母材1に溶着される。樹脂が冷却され硬化した後、図2(c)に示すように、駆動装置15によって樹脂部品2からホルダ14が抜き取られて溶着工程が終了する。
【0023】
この実施の形態1では、加熱鉄芯3を高周波誘導加熱によって昇温させ、昇温した加熱鉄芯3によって樹脂母材1の被溶着面を溶融させる。したがって、数KW以上のエネルギを加熱鉄芯3に瞬時に印加することができ、加熱鉄芯3を高速で昇温させて樹脂母材1の被溶着面を高速に溶融させることができる。樹脂母材1の溶融点が350℃程度と高い場合でも、この方法では加熱鉄芯3を400〜500℃程度に容易に昇温させることができる。よって、電熱ヒータで樹脂母材1の被溶着面を溶融させる場合に比べ、樹脂部品2を樹脂母材1に短時間で溶着させることができる。
【0024】
[実施の形態2]
図3は、この発明の実施の形態2による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図3を参照して、この樹脂溶着装置が図1の樹脂溶着装置と異なる点は、電熱ヒータ10、温度センサ11および温調装置12が加熱鉄芯20、コイル21、温度センサ22および高周波電源23で置換されている点である。加熱鉄芯20は円柱状の鉄芯の下端面に環状の溝を形成したものであり、コイル21は環状の溝内に収納されている。加熱鉄芯20とコイル21は、電気的に絶縁されている。加熱鉄芯20の上端面には、樹脂に対する離型性の向上を図るため、セラミックコーティングが施されている。温度センサ22は、加熱鉄芯20の所定位置に設けられている。
【0025】
コイル21は、電力供給線を介して高周波電源23の出力端子に接続されている。高周波電源23は、温度センサ22からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、加熱鉄芯20が所定温度になるようにコイル21に高周波電力を供給する。加熱鉄芯20は断熱部材(図示せず)を介して駆動装置13のL字型のアーム13aの先端に固定されている。他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるのでその説明は繰返さない。
【0026】
この実施の形態2では、樹脂部品2も高周波誘導加熱された加熱鉄芯20で溶融させるので、処理時間の一層の短縮化を図ることができる。
【0027】
[実施の形態3]
図4は、この発明の実施の形態3による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。図4を参照して、この樹脂溶着装置が図3の樹脂溶着装置と異なる点は、断熱部材24が追加され、高周波電源23および駆動装置13が除去されている点である。断熱部材24は、たとえばセラミックで形成されている。断熱部材24は加熱鉄芯3と20の間に設けられ、加熱鉄芯3,20はともに断熱部材24に固定されている。断熱部材24は、駆動装置8のL字型のアーム8aの先端に固定されている。コイル4,21および温度センサ5,22は、高周波電源6に接続されている。高周波電源6は、温度センサ5,22からの信号および制御装置7からの信号に基づいて、コイル4,21に高周波電力を供給する。コイル4,21は、図5に示すように、高周波電源6の出力端子6a,6b間に直列接続されていてもよいし、図6に示すように、高周波電源6の出力端子6a,6b間に並列接続されていてもよい。
【0028】
次に、この樹脂溶着装置の動作について説明する。まず、高周波電源6によって加熱鉄芯3,20が所定温度に昇温され、樹脂母材1が所定位置に固定されるとともに、樹脂部品2がホルダ14に保持される。
【0029】
次いで、駆動装置8によって加熱鉄芯3,20および絶縁部材24からなる加熱ユニットが樹脂母材1の被溶着面に載置されるとともに、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が加熱鉄芯20の上端面に当接される。所定時間の経過後、駆動装置15によって樹脂部品2が上方に移動されるとともに、駆動装置8によって加熱鉄芯3,20および断熱部材24が所定位置に退避させられる。このとき、樹脂母材1の貫通孔1aの周囲の被溶着面が溶融し、樹脂部品2のフランジ2aの下端面は溶融している。
【0030】
次に、駆動装置15によって樹脂部品2のフランジ2aの下端面が樹脂母材1の被溶着面に押圧され、樹脂部品2が樹脂母材1に溶着される。樹脂が冷却され硬化した後、駆動装置15によって樹脂部品2からホルダ14が抜き取られて溶着工程が終了する。
【0031】
この実施の形態3では、2つのコイル4,21で高周波電源6を共用するとともに2つの加熱鉄芯3,20で駆動装置8を共用するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0032】
図7は、この実施の形態3の変更例を示すブロック図である。図7を参照して、この樹脂溶着装置が図4の樹脂溶着装置と異なる点は、加熱鉄芯20およびコイル21が加熱鉄芯25およびコイル26で置換されている点である。コイル26は加熱鉄芯25の外部に設けられており、コイル26の内径はコイル4の内径よりも大きい。コイル26と加熱鉄芯25の電磁誘導結合は、コイル4と加熱鉄芯3の電磁誘導結合よりも疎にされている。したがって、加熱鉄芯25への印加エネルギを加熱鉄芯3への印加エネルギよりも小さくすることができ、加熱鉄芯25のオーバーヒートを防止することができる。
【0033】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る樹脂溶着装置では、所定形状の一端面を有する第1の金属部材と、第1の金属部材を高周波誘導加熱する第1の加熱手段と、第1の加熱手段によって加熱された第1の金属部材の一端面を樹脂母材の被溶着面に当接させて被溶着面を溶融させ、溶融した被溶着面に樹脂部品を押圧して溶着させる駆動手段とが設けられる。したがって、樹脂母材の被溶着面を短時間で溶融させることができ、樹脂部品を樹脂母材に短時間で溶着させることができる。
【0035】
好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材と、第2の金属部材を高周波誘導加熱する第2の加熱手段とが設けられ、駆動手段は、第2の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。この場合は、樹脂部品の溶着面も短時間で溶融させることができ、処理時間の一層の短縮化を図ることができる。
【0036】
また好ましくは、さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材が設けられ、第1の加熱手段は、さらに第2の金属部材を高周波誘導加熱する。駆動手段は、第1の加熱手段によって加熱された第2の金属部材の一端面を樹脂部品の溶着面に当接させて該溶着面を溶融させ、樹脂母材の溶融した被溶着面に樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる。この場合は、第1および第2の金属部材を1つの加熱手段で加熱するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0037】
また好ましくは、第1の加熱手段は、第1の金属部材を加熱するための第1のコイルと、第1のコイルと直列または並列に接続され、第2の金属部材を加熱するための第2のコイルと、第1および第2のコイルに高周波電力を供給する高周波電源とを含む。この場合は、第1および第2のコイルで1つの高周波電源を共用するので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0038】
また好ましくは、さらに、第1および第2の金属部材の間に設けられ、第1および第2の金属部材に固定された断熱部材が設けられる。この場合は、第1および第2の金属部材を1つの駆動手段で移動させることができるので、装置構成の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した樹脂溶着装置の動作を説明するための断面図である。
【図3】この発明の実施の形態2による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図4】この発明の実施の形態3による樹脂溶着装置の構成を示すブロック図である。
【図5】図4に示した2つのコイルへの電力供給方法を例示する回路ブロック図である。
【図6】図4に示した2つのコイルへの電力供給方法を例示する他の回路ブロック図である。
【図7】実施の形態3の変更例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 樹脂母材、1a 貫通孔、2 樹脂部品、2a フランジ、3,20,25 加熱鉄芯、4,21,26 コイル、5,11,22 温度センサ、6,23 高周波電源、7 制御装置、8,13,15 駆動装置、8a,13a,15a アーム、12 温調装置、24 断熱部材。
Claims (5)
- 樹脂母材に樹脂部品を溶着させる樹脂溶着装置であって、
所定形状の一端面を有する第1の金属部材、
前記第1の金属部材を高周波誘導加熱する第1の加熱手段、
前記第1の加熱手段によって加熱された前記第1の金属部材の一端面を前記樹脂母材の被溶着面に当接させて該被溶着面を溶融させ、溶融した被溶着面に前記樹脂部品を押圧して溶着させる駆動手段を備える、樹脂溶着装置。 - さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材、および
前記第2の金属部材を高周波誘導加熱する第2の加熱手段を備え、
前記駆動手段は、前記第2の加熱手段によって加熱された前記第2の金属部材の一端面を前記樹脂部品の溶着面に当接させて該溶着面を溶融させ、前記樹脂母材の溶融した被溶着面に前記樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる、請求項1に記載の樹脂溶着装置。 - さらに、所定形状の一端面を有する第2の金属部材を備え、
前記第1の加熱手段は、さらに前記第2の金属部材を高周波誘導加熱し、
前記駆動手段は、前記第1の加熱手段によって加熱された前記第2の金属部材の一端面を前記樹脂部品の溶着面に当接させて該溶着面を溶融させ、前記樹脂母材の溶融した被溶着面に前記樹脂部品の溶融した溶着面を押圧して溶着させる、請求項1に記載の樹脂溶着装置。 - 前記第1の加熱手段は、
前記第1の金属部材を加熱するための第1のコイル、
前記第1のコイルと直列または並列に接続され、前記第2の金属部材を加熱するための第2のコイル、および
前記第1および第2のコイルに高周波電力を供給する高周波電源を含む、請求項3に記載の樹脂溶着装置。 - さらに、前記第1および第2の金属部材の間に設けられ、前記第1および第2の金属部材に固定された断熱部材を備える、請求項3または請求項4に記載の樹脂溶着装置。
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