JP2017047672A - Heat caulking device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は熱カシメ装置に係り、より詳しくは高周波誘導加熱や通電加熱で加熱した金属チップで、プラスチック部品をカシメる、熱カシメ装置に関する。 The present disclosure relates to a heat caulking device, and more particularly to a heat caulking device that caulks plastic parts with a metal chip heated by high-frequency induction heating or current heating.
一般に、プラスチック部品に金属板等を固定する方法として、ボスをカシメる方法が広く行われている。この方法は、プラスチック部品側の所定の位置に適当な大きさの柱状の突起(以下「ボス」と呼ぶ)を設ける一方で、当該プラスチック部品に固定される側の金属板やプラスチック板には、ボスを挿入できる孔をあけておく。そして、両者を嵌め合わせた後、超音波振動や熱を与えることにより孔から突出しているボスを溶融・変形させてカシメる。 In general, as a method of fixing a metal plate or the like to a plastic part, a method of caulking a boss is widely performed. In this method, columnar protrusions (hereinafter referred to as “bosses”) of appropriate sizes are provided at predetermined positions on the plastic part side, while the metal plate or plastic plate on the side fixed to the plastic part has Make a hole to insert the boss. Then, after fitting the two together, the boss protruding from the hole is melted and deformed by applying ultrasonic vibration or heat, and crimped.
超音波振動による方法に較べて熱による方法は、(1)仕上がりがきれいであること、(2)振動による部品への影響がないこと、(3)原理が単純なためメンテナンスが容易であること、(4)装置のコストが超音波振動に対して比較的低いこと、という長所があるため現在に於いても広く利用されている。なお、ボスをカシメるためのヒーターは、ニクロム板を成型したものや、比較的電気抵抗の大きい金属を切削加工したものを用いるが、その加熱は大電流を流すことで発生するジュール熱を利用している。 Compared with the method using ultrasonic vibration, the method using heat is (1) the finish is clean, (2) there is no influence on the parts due to vibration, and (3) the maintenance is easy because the principle is simple. (4) Since the cost of the apparatus is relatively low with respect to ultrasonic vibration, it is widely used even today. The heater for crimping the boss uses a nichrome plate or a metal with a relatively large electrical resistance, but the heating uses Joule heat generated by passing a large current. doing.
従来の熱カシメ装置としては、例えば図22に示すものがある。図22に示す熱カシメ装置では、プラスチック部品7’の柱状突起であるボス7a’に、孔付き金属板8’が嵌められている。当該熱カシメ装置は、ボス7a’の先端に、プラスチック部品7’の軟化温度以上に加熱した金属チップ30を押し当てて熱カシメする。
An example of a conventional heat caulking device is shown in FIG. In the heat caulking device shown in FIG. 22, a metal plate 8 'with a hole is fitted into a boss 7a' which is a columnar protrusion of the plastic part 7 '. The heat caulking device presses the
図22に示すように、カシメ用のヒーターとなる金属チップ30のフランジ部30e、30fには、リード線31a、31bがそれぞれ溶接または、ねじ止めされ電気的に接続されている。金属チップ30の空洞30cには、常温以下に冷した冷却空気を送るプラスチック製の冷却管32が、その開口端を押圧部30a付近に位置するように配置されている。金属チップ30、リード線31a、31b、冷却管32は所望の位置を保つように、例えばエポキシ樹脂34でモールドされている。
As shown in FIG. 22, lead wires 31a and 31b are respectively welded or screwed to the
なお、図23に、金属チップ30単品の外観斜視図を示す。図23に示す金属チップ30には、上に凸の球面をした押圧部30aがあり、押圧部30aの周囲から円筒状の壁部30bが立ち上がり、内部に空洞30cが形成されている。壁部30bは、スリット30sにより左右に分割され、壁部30bの上端にはフランジ部30e、30fが形成されている。
In addition, in FIG. 23, the external appearance perspective view of the
図22では、金属チップ30の押圧部30aがボス7a’の上方の離れた位置に描かれている。熱カシメ作業を行う際には、金属チップ30にリード線31a、31bから電流が流れてジュール熱により金属チップ30が加熱される。当該金属チップ30が所定温度になると、Y矢印で示すように下降させて押圧部30aをボス7a’の先端に当接させる。そして、金属チップ30の熱によりボス7a’の先端を軟化及び溶融させる。その後、リード線31a、31bの通電を止め、冷却管32から冷却空気を金属チップの押圧部30aに吹き付ける。冷却空気はスリット30sから外部に流出する。そして、金属チップ30とボス7a’の先端をプラスチックの軟化点以下の温度に冷却し、ボス7a’の先端を固化させる。そして、再び金属チップ30を上昇させて、カシメ作業を完了させる。
In FIG. 22, the pressing portion 30a of the
図24A、図24Bに、熱カシメ作業の開始時の状況と、熱カシメ終了時の状況を断面図で示す。図24Aでは、リード線31aから31bに通電して、金属チップ30を加熱して、押圧部30aをボス7a’の先端に押し当て、溶融・変形させている段階を示している。詳しくは、図24Aでは、図示しない電源部からリード線31aに電力が供給され、当該リード線31aから金属チップ30のフランジ部30e、壁部30b、押圧部30a、壁部30b、フランジ部30f、リード線31bへと電流が流れる。これにより、この電流の流れに沿って、フランジ部30e、壁部30b、押圧部30a、壁部30b、フランジ部30fの順番に発熱する。そして、押圧部30aがプラスチックの軟化点を超える温度に到達すると、ボス7a’の先端の変形、つまりカシメ作業が始まる。そして、ボス7a’の先端は、押圧部30aで押し付けられて、所定の形状になる。
24A and 24B are cross-sectional views showing the situation at the start of thermal caulking work and the situation at the end of thermal caulking. FIG. 24A shows a stage in which the lead wires 31a to 31b are energized to heat the
図24Bは、ボス7a’の先端が溶融・変形したのち、リード線31aから31bへの通電を止めて、図示しない冷却用空気送風手段から、冷却管32を介して、冷却空気を空洞30c内の押圧部30aに吹付け、金属チップ30および溶融したボス7a’の熱をスリット30sから排熱して冷却する状況を示している。金属チップ30の空洞30c内の冷却空気の流れは図24Bにて矢印で示されている。冷却空気は空洞30c内の押圧部30aに突き当たり、壁部30bに沿って立ち上がり、スリット30sから金属チップ30の外部に出る。つまり、金属チップ30および溶融したボス7a’の熱はスリット30sから排熱される。このことにより、成形品であるプラスチック部品7’のボス7a’が溶融、変形、冷却して固まり、孔付き金属板8’がプラスチック部品7’に固定される(例えば、特許文献1参照)。
FIG. 24B shows that after the tip of the boss 7a ′ is melted and deformed, the energization from the lead wires 31a to 31b is stopped, and cooling air is sent from the cooling air blowing means (not shown) through the
図25は、金属チップの加熱手段を高周波誘導加熱手段とした、従来の他のプラスチック部品の熱カシメ装置の概略断面図を示している。図25に示す熱カシメ装置は、冷却管70の下に冷却流体循環用の空洞60が形成された複数の金属チップ40が取り付けられ、各金属チップ40の外周に誘導加熱用のコイル51が巻装されている。高周波誘導電源50により、コイル51に高周波電流が流れ、金属チップ40に誘導電流を生じさせることで金属チップ40を加熱している。そして、加熱した金属チップ40の押圧部45をボス7a’の先端に押しつけて、ボス7a’の先端を溶融・変形させる。ボス7a’の先端を溶融・変形したのち、コイル51への高周波電流の通電を止め、冷却管70から金属チップ40の空洞60内で押圧部45に向く方向に冷却空気等の冷却流体を吹付け、金属チップ40および加熱・溶融したボス7a’を冷却する。このことにより、成形品であるプラスチック部品7’のボス7a’が溶融、変形、冷却して固まり、孔付き金属板(被固定物)8’がプラスチック部品7’に固定される。高周波誘導加熱は金属チップ40を瞬時に加熱できるため、通電加熱に比べてカシメ工程の所要時間が短くなる利点がある(例えば、特許文献2参照)。
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of another conventional heat caulking apparatus for plastic parts in which the metal chip heating means is a high frequency induction heating means. In the heat caulking apparatus shown in FIG. 25, a plurality of
ところで、プラスチック部品の熱カシメは、例えば、日用品のプラスチック製ハサミの回転軸に対する熱カシメのような直径が数ミリメートル程度のボスや軸部品のカシメの他に、より小さなプラスチック部品の熱カシメにも用いられる。例えば、図26に示した鉗子型電気処理器具では、体内に挿入可能なカテーテルチューブ47の先端に取り付けた支持具67に、第一鉗子片12bと第二鉗子片14bが組み込まれ、当該第一鉗子片12bと第二鉗子片14bはプラスチック製の支持軸80に支持されている。この支持軸80は、支持具67、第一鉗子片12b、及び第二鉗子片14bを通した後に熱カシメしており、これにより第一鉗子片12bと第二鉗子片14bが開閉自在に組み立てられている(例えば、特許文献3参照)。
By the way, heat caulking of plastic parts can be applied to heat caulking of smaller plastic parts in addition to bosses and caulking of shaft parts having a diameter of about several millimeters, such as heat caulking against the rotating shaft of daily plastic scissors. Used. For example, in the forceps-type electric processing device shown in FIG. 26, the first forceps piece 12b and the second forceps piece 14b are incorporated into a
図27は、加熱した棒状の金属チップ110を、カテーテルチューブ47の先端に取り付けた支持具67の支持軸80の両端にそれぞれ押圧して熱カシメする工程を略図で示している。カテーテルチューブ47は血管等の体内に挿入するものであり、その先端に取り付けた支持具67も支持軸80も小さな部品である。手術中、体内に挿入したカテーテルチューブ47の先端にある第一鉗子片12bと第二鉗子片14bは施術者(医師)の思い通りに開閉動作する必要がある。カシメがきつくて第一鉗子片12bと第二鉗子片14bの動きが悪かったり、カシメが甘くて第一鉗子片12bと第二鉗子片14bが外れたりするのは好ましくない。
FIG. 27 schematically shows a process of pressing the heated rod-
カテーテル関連のプラスチック部品の熱カシメについては、上記の他に、バルーンカテーテルの先端に取り付けて体内に入れるステントの熱カシメや、内視鏡の先端のプラスチック部品の熱カシメなどが知られている。 As for the caulking of the plastic parts related to the catheter, in addition to the above, the caulking of the stent that is attached to the distal end of the balloon catheter and put into the body, the caulking of the plastic part at the distal end of the endoscope, and the like are known.
図28Aは、バルーンカテーテルの先端に取り付けて体内に入れるステント17を伸ばした姿を示している。図28Bでは、図28Aで示したステント17をリング状にしてカシメリング18を被せた状態を示している。図28Cは、図28Bで示したカシメリング18を、熱した一対の金属チップ120で上下から押圧して、熱カシメする工程を略図で示している(例えば、特許文献4参照)。
FIG. 28A shows the
また、図29では、内視鏡の先端部において、固定部材41が、チューブ37の内部に圧入及び熱カシメによって固定する内視鏡用装着具が記載されている(例えば、特許文献5参照)。
In FIG. 29, an endoscope mounting tool is described in which the fixing member 41 is fixed inside the
このように小さなプラスチック部品、特に医療用のプラスチックの熱カシメには、熱カシメ装置自身が、金属チップの加熱・押圧条件を厳しく管理して、求められる最良の加熱・押圧条件で、熱カシメを安定的に精度よく行うことが求められる。 For such heat-caulking of plastic parts, especially plastics for medical use, the heat-caulking device itself strictly controls the heating / pressing conditions of the metal tip, and performs heat caulking under the best heating / pressing conditions required. It is required to perform stably and accurately.
図22に示した通電加熱する従来例では、(1)ヒーター(金属チップ30)の電気抵抗が小さい(0.05〜0.1Ω)ため、20A〜50Aの大電流を流すための太い電線を必要とする。また、大電流用のトランスが必要になるため電源が大型になる。(2)ヒーターの素材を薄くして抵抗値を大きくすることは可能だが、機械的強度が不足するため、金属チップの板厚は、0.2mm〜0.5mmが限界である。(3)ヒーターの加熱はボスが最初に接触する中央部分のみで良いが、図22のような構造だと不必要な部分まで加熱されるため、無駄な電力を消費するばかりか、カシメ作業前の加熱に時間がかかり、カシメ作業後の冷却に時間がかかる。(4)図22の従来例の場合、ヒーターである金属チップ30やリード線31a、31bが損傷した時に金属チップ30のみを交換することが不可能である。(5)電流がリード線31aからリード線31bに流れ、金属チップ30が電流の流れる方向に沿って発熱する。また、金属チップ30には排熱用にスリット30sを設けているので、スリット30sを境にして温度差ができる。そして、金属チップの押圧部30aの温度差により、ボス7a’の加熱・溶融が不均一となり、カシメ力が不均一になって好ましくない。そして、ボス7a’の中央が周囲より先に冷却・固化すると、ボス7a’の中心部が固化するときのカシメ力増大が期待できない。
In the conventional example of energization heating shown in FIG. 22, (1) since the electric resistance of the heater (metal chip 30) is small (0.05 to 0.1Ω), a thick electric wire for flowing a large current of 20A to 50A is used. I need. In addition, since a transformer for large current is required, the power supply becomes large. (2) Although it is possible to increase the resistance value by thinning the heater material, the thickness of the metal tip is limited to 0.2 mm to 0.5 mm because the mechanical strength is insufficient. (3) Heating of the heater is possible only at the central part where the boss first contacts, but with the structure as shown in FIG. 22, it is heated up to an unnecessary part. It takes time to heat and cools after caulking work. (4) In the case of the conventional example of FIG. 22, it is impossible to replace only the
また、図25の高周波誘導加熱を用いた、従来のプラスチック部品の熱カシメ装置では、(1)金属チップ40の肉厚が厚く、金属チップ40の熱容量が大きい。仮に、金属チップ40の肉厚を薄くして熱容量を小さくしても、金属チップ40の外側にコイル51を巻装しているため、コイル51の直径が大きく、大出力の高周波誘導加熱電源を要する。また、加熱時間もかかる。(2)ボスの直径が大きくなると、金属チップ40の外径を大きくする必要がある。そうすると、コイル51の外径も大きくなる。ボスの外径に応じて金属チップ40の外径が異なると、金属チップ40の外形に対応した大きさのコイル51を交換しなければならない。(3)コイル51の占める空間がカシメ作業者の邪魔になりスペースが制限される。金属チップ40を交換する際に、コイル51が邪魔になるという欠点がある。
Further, in the conventional caulking device for plastic parts using high frequency induction heating of FIG. 25, (1) the
また、図26から図29を用いて説明した、カテーテル関連や内視鏡の先端部の小さなプラスチック部品等の熱カシメ装置では、金属チップの熱容量が小さく、加熱・押圧条件を細かく設定できる小型軽量な熱カシメ装置が求められている。 In addition, in the heat caulking apparatus such as a plastic part having a small catheter-related or endoscope distal end portion described with reference to FIGS. 26 to 29, the heat capacity of the metal tip is small, and the compact and light weight can be set with fine heating and pressing conditions. There is a need for a thermal caulking device.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、省電力で、速やかにカシメ対象の加熱及び冷却を行うことができる熱カシメ装置を提供することである。より具体的には、本発明の実施形態として、
(1)小出力の装置で、十分に熱可塑性樹脂ボスを短時間でカシメ作業できる。
(2)加熱・冷却の応答性のよいプラスチック部品の熱カシメ装置を提供する。
(3)特に、ボスの中心部を最高温に加熱・溶融して、ボスの周囲から中心部に向けて冷却・固化することにより、カシメ力を増大できる。
(4)ボスの外径が大きく、あるいは小さくなっても、ボスの中心から外周に向けて加熱することで、同じ金属チップのまま、加熱時間の長短を可変することにより必要な熱量を与えることができ、異なる直径のボスの熱カシメを同じ金属チップを共用できる。
(5)金属チップだけを簡単に着脱・交換できる。
(6)小型・軽量の熱カシメ装置を提供する。
(7)特に、高周波誘導加熱方式のものでは、高周波誘導加熱コイルが金属チップの外側でなく内側にあって、カシメ作業者の邪魔にならない、プラスチック部品の熱カシメ装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide a thermal caulking device capable of quickly heating and cooling a caulking object with low power consumption. is there. More specifically, as an embodiment of the present invention,
(1) The thermoplastic resin boss can be sufficiently crimped in a short time with a small output device.
(2) To provide a heat caulking device for plastic parts having good response to heating and cooling.
(3) In particular, the caulking force can be increased by heating and melting the central portion of the boss to the maximum temperature and cooling and solidifying from the periphery of the boss toward the central portion.
(4) Even if the outer diameter of the boss is larger or smaller, by heating from the center of the boss toward the outer periphery, the necessary amount of heat can be given by changing the length of the heating time while maintaining the same metal tip. The same metal tip can be shared by heat caulking of bosses with different diameters.
(5) Only the metal tip can be easily attached and detached.
(6) To provide a compact and lightweight thermal caulking device.
(7) In particular, in the high-frequency induction heating system, a high-frequency induction heating coil is provided inside the metal chip instead of the outside, and the object is to provide a thermal caulking device for plastic parts that does not interfere with the caulking operator.
上記した目的を達成するために、本発明に係る熱カシメ装置は、プラスチック部品の一部をカシメ対象としてカシメる熱カシメ装置であって、前記カシメ対象を押圧する押圧部、及び当該押圧部の中央部に立設した加熱棒を有し、更に前記押圧部の外周から立設した壁部を有する金属チップと、前記金属チップの壁部の内側で前記加熱棒の周囲に巻装されたコイルと、前記コイルへ高周波電流を供給する電源とを有し、前記電源から前記コイルへ高周波電流を通電させて、当該コイルによる高周波誘導加熱により前記加熱棒を加熱する加熱手段と、前記加熱棒を冷却する冷却管と、前記冷却管へ冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、前記冷却管が前記加熱棒に向けて前記冷却流体を送り出すよう、前記金属チップ及び前記冷却管を保持するホルダーと、前記加熱手段及び前記冷却流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱手段により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させ、前記押圧部による前記カシメ対象の熱カシメ後には、前記冷却流体供給手段から前記冷却管へ冷却流体を供給して、前記加熱棒から前記押圧部を冷却する。 In order to achieve the above-described object, a thermal caulking device according to the present invention is a thermal caulking device that caulks a part of a plastic part as an object to be caulked, and includes a pressing portion that presses the caulking object, and the pressing portion. A metal tip having a heating rod standing at the center and further having a wall portion standing from the outer periphery of the pressing portion, and a coil wound around the heating rod inside the wall portion of the metal tip And a power supply for supplying a high-frequency current to the coil, heating means for energizing the high-frequency current from the power supply to the coil and heating the heating rod by high-frequency induction heating by the coil, and the heating rod A cooling pipe for cooling, a cooling fluid supply means for supplying a cooling fluid to the cooling pipe, and the metal tip and the cooling pipe are held so that the cooling pipe sends out the cooling fluid toward the heating rod. A holder, and a control means for controlling the heating means and the cooling fluid supply means. The control means heats the pressing portion from the heating rod by the heating means, and the caulking object by the pressing portion. After the heat caulking, the cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply means to the cooling pipe, and the pressing portion is cooled from the heating rod.
上記手段を用いる本発明によれば、金属チップの押圧部の中央部に立設した加熱棒を加熱、冷却している。そのため、熱カシメに使われる金属チップの押圧部の中央部を迅速に加熱、冷却することができる。金属チップの熱カシメに直接貢献しない余計な部分を無駄に加熱、冷却しなくて済む、時間的にも熱的にも効率のよい熱カシメ作業ができる。という、従来にない特有の効果がある。
本発明によれば、省電力で、速やかにカシメ対象の加熱及び冷却を行うことができる。本発明の実施形態では具体的に、前記に列挙した課題を解決している。すなわち、(1)小出力の装置で十分に熱可塑性樹脂ボスのカシメができる。(2)加熱・冷却の応答性のよいプラスチック部品の熱カシメ装置を提供する。(3)特に、ボスの中心部を最高温に加熱・溶融して、ボスの周囲から中心部に向けて冷却・固化することにより、カシメ力を増大できる。(4)ボスの外径が大きく、あるいは小さくなっても、ボスの中心から外周に向けて加熱することで、同じ金属チップのまま、加熱時間の長短を可変することにより必要な熱量を与えることができ、異なる直径のボスの熱カシメを同じ金属チップを共用できる。(5)金属チップだけを簡単に着脱・交換できる。(6)小型・軽量の熱カシメ装置を提供する。(7)特に、高周波誘導加熱方式のものでは、高周波誘導加熱コイルが金属チップの外側になく内側にあるので、カシメ作業者の邪魔にならない。というプラスチック部品の熱カシメ装置を提供することできる。
According to the present invention using the above means, the heating rod provided upright at the center of the pressing portion of the metal tip is heated and cooled. Therefore, the central part of the pressing part of the metal tip used for heat caulking can be rapidly heated and cooled. Thermal caulking work that is efficient in terms of both time and heat can be performed without unnecessary heating and cooling of unnecessary portions that do not directly contribute to thermal caulking of the metal chip. There is a unique effect that has never been seen before.
According to the present invention, it is possible to quickly heat and cool a caulking object with power saving. The embodiment of the present invention specifically solves the problems listed above. That is, (1) the thermoplastic resin boss can be sufficiently crimped with a low output device. (2) To provide a heat caulking device for plastic parts having good response to heating and cooling. (3) In particular, the caulking force can be increased by heating and melting the central portion of the boss to the maximum temperature and cooling and solidifying from the periphery of the boss toward the central portion. (4) Even if the outer diameter of the boss is larger or smaller, by heating from the center of the boss toward the outer periphery, the necessary amount of heat can be given by changing the length of the heating time while maintaining the same metal tip. The same metal tip can be shared by heat caulking of bosses with different diameters. (5) Only the metal tip can be easily attached and detached. (6) To provide a compact and lightweight thermal caulking device. (7) Particularly, in the high frequency induction heating type, the high frequency induction heating coil is not inside the metal chip but inside, so that it does not disturb the caulking worker. A heat caulking device for plastic parts can be provided.
更に、本発明の熱カシメ装置の長所として、(1)加熱された金属棒からの熱は、ボスとの接触部近くのみに伝達されるため、熱効率が良い。(2)金属チップの壁部は直接加熱されないため、冷却時間が短い。(3)高周波誘導加熱コイルに流す電流は、2A〜5Aなので、断面積が1mm2程度の細い電線でよい。(4)電源は、高周波を発生する電子回路と電子部品のみでよく、大型のトランスを必要としないため、小型・軽量である。(5)金属チップが汚れた場合や損傷した場合に、金属チップの交換が容易である、という効果がある。 Further, the advantages of the heat caulking device according to the present invention are as follows: (1) Since heat from the heated metal rod is transmitted only near the contact portion with the boss, the heat efficiency is good. (2) Since the wall portion of the metal tip is not directly heated, the cooling time is short. (3) Since the current flowing through the high frequency induction heating coil is 2A to 5A, a thin electric wire having a cross-sectional area of about 1 mm 2 may be used. (4) The power source need only be an electronic circuit and an electronic component that generate a high frequency, and does not require a large transformer, so it is small and lightweight. (5) When the metal tip becomes dirty or damaged, there is an effect that the replacement of the metal tip is easy.
(第一実施形態)
図1に、本発明の第一実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置を示す全体構成図を示す。図1に示すように熱カシメ装置は、中空の棒状をなすホルダー1の先端に、ホルダーキャップ2が設けられ、当該ホルダー1およびホルダーキャップ2により金属チップ3が保持されている。ホルダー1とホルダーキャップ2はプラスチック等の絶縁材料でできていて、作業者が手で持ったり、ロボットやその他の生産機械の押圧動作手段に保持されたりする。当該熱カシメ装置は、加熱した金属チップ3の押圧部をプラスチック部品7のボス7aに押し当てて、プラスチック部品7の上に重ねられボス7aが貫通した他の金属板8などを一体にする熱カシメの動作が可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a plastic part thermal caulking device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the heat caulking device, a
図1で、ホルダー1の内部には、後で詳しく説明する冷却管9が配置され、熱カシメした後の金属チップ3を強制的に冷却する冷却機能を有する。そのために、ホルダー1の内部は空洞1aにしてある。ホルダー1側面には孔1bが形成され、孔1bはホルダー1側面に一端が接続されたホース4aの内部と連通している。ホース4aの他端は冷却流体供給機4に接続されている。また、ホルダー1側面にはもう一つの孔1dが形成され、この孔1dには、一対のリード線10a、10bが結束されて一つの結束リード線10として通っている。リード線10a、10bは、ホルダー1側面の孔1dから加熱用電源5に接続されている。冷却流体供給機4と加熱用電源5は、一体に組み立てられ、制御部6とともに、コントロールユニットを形成している。制御部6の中には、詳しくは後述するが、熱カシメ作業を制御する制御回路と、各種の制御条件を記憶して、所定の熱カシメ作業に応じた最適な熱カシメ条件を記憶するメモリーと、メモリーに熱カシメ条件を記憶させ、読み出す熱カシメ条件記憶・読み出し部を設けて、熱カシメ作業が行えるようにしている。
In FIG. 1, a
図2に、本発明の第一実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置の金属チップ3と金属チップ3を支持しているホルダー1とホルダーキャップ2の(以下、本明細書で「熱カシメ装置のカシメ部」と称する。)の要部断面を示す。図2の一番下にあるのが金属チップ3である。図3Aは、金属チップ3の断面図であり、図3Bは、金属チップ3の外観斜視図である。
FIG. 2 shows the
発明理解のために、先に金属チップ3について説明する。金属チップ3は、全体としては底のある円筒状をしていて、底部はプラスチック部品のボス7aを押圧する板状の押圧部3aとして機能する。板状の押圧部3aは、上(ホルダー1側)に凸の球面をしている。そして、押圧部3aの中心には棒状の加熱棒3cが、例えば溶接又はロウ付けにより立設されている。押圧部3aの外周からは板状の壁部3bが上方に立ち上がっていて、壁部3bは周方向において一対のスリット3sにより2つの領域に分かれている。壁部3bの上端には、板状のフランジ3e、3fが形成されている。なお、加熱棒3cの材質は、鉄系合金やニッケル系合金などの強磁性体が望ましい。これは、加熱棒3cが強磁性体であると、後に詳しく説明するように、キュリー温度調節し易いためである。
In order to understand the invention, the
図4は、図2のB−B線に沿う断面図であり、金属チップ3内の冷却管9、リード線10a、10bと、密封材11の位置関係を示している。図4に示すように、密封材11はホルダー1内部の底面に設けられている。冷却管9の外周とリード線10a、10bの隙間がシリコンゴムや密度の高いスポンジ等の密封材11で埋められていることで、冷却管9から送出された冷却流体が、冷却管9の外周とリード線10a、10bの隙間から噴き出さないようになっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2, and shows the positional relationship between the cooling
図2を参照すると、ホルダー1の下端部外周にはネジ1gが切ってあり、下端面には金属チップ3の内壁と嵌合する段差部1fが形成されている。また、ホルダー1の下端面の中央位置から内部底面にかけて変形孔1cが形成され、当該変形孔1cに冷却管9とリード線10a、10bが通っている。変形孔1cの形は、図4に示すようにB−B断面で視て、冷却管9が通る大径の孔の両脇にとリード線10a、10bが通る小径の孔が形成された形状である。
Referring to FIG. 2, a screw 1 g is cut on the outer periphery of the lower end portion of the
なお、リード線10aと10bは、もともと一本のリード線であり、予め冷却管9の長手方向の下部外周に連続的に巻きつけた後、それぞれの端を冷却管9に沿って変形孔1cを通してホルダー1の内部にまで引き上げたものである。この冷却管9の下部外周に連続的に巻きつけたリード線が高周波誘導コイル10cとなり、リード線10a、10bに高周波電流を通電すると、高周波誘導コイル10cに誘導電流が流れる。そして、高周波誘導コイル10cの中にある加熱棒3cは、誘導加熱により高温に発熱する。
The
ホルダー1の段差部1fの外周面には、金属チップの壁部3bの内面が嵌まり、段差部1fの外周縁部には金属チップのフランジ3e、3fが当接する。金属チップ3をホルダー1の段差部1fに嵌めた状態で、同じくプラスチック製で内部に雌ネジが切ってあるホルダーキャップ2をネジ締めする。ホルダーキャップ2の下端には内側に突出している金属チップ保持部2aが形成されているので、ホルダー1に対してホルダーキャップ2を締め付けていくと、金属チップ3のフランジ3e、3fがホルダー1の段差部1fの外周縁とホルダーキャップの金属チップ保持部2aとの間に挟持されて、金属チップ3が保持される。このように金属チップ3をホルダー1に取り付けると、金属チップ3の押圧部3aの中央には加熱棒3cが立設してあるので、加熱棒3cが冷却管9の外周に巻かれた高周波誘導コイル10cの中に位置することになる。
The inner surface of the
以下、このように構成された熱カシメ装置により、プラスチック部品7上に載せられた金属板8を貫通するボス7aをカシメ対象とした場合の熱カシメ方法の一例について説明する。
Hereinafter, an example of a heat caulking method when the boss 7a penetrating the
まず、コントロールユニットの制御部6の制御により加熱用電源5からリード線10a、10bに高周波電流が通電される。そうすると、リード線10a、10bから高周波誘導コイル10cに誘導電流が流れ、金属チップの加熱棒3cは誘導加熱により高温に発熱する。そして、加熱棒3cで生じた熱は金属チップの押圧部3aに伝わる。押圧部3aに伝わった熱は、壁部3bに伝わり、壁部3bの外側表面から一部が放熱される。しかし、押圧部3aには加熱棒3cから熱が供給されるので、金属チップの押圧部3aは加熱棒3cのある中心の温度が常に高い状態が維持される。また、押圧部3aが加熱される時間は、誘導加熱を利用しているため、プラスチック部品を熱カシメするのに必要な一定温度まで瞬時に上昇する。
First, a high frequency current is supplied from the
金属チップ3に、熱カシメに必要な熱量が発生した時点又は事前に、ホルダー1を下降させ、押圧部3aによりボス7aを押下する。押圧部3aの熱がボス7aに伝わり、当該ボス7aが溶融・軟化して押圧部3aの形状に沿ってボス7aの頭部が外側に拡がった形状となって、当該ボス7aの頭部とプラスチック部品7との間に金属板8が挟持される。その後、制御部6は、リード線10aへの高周波電流の通電を止め、冷却流体供給機4からホース4aを介してホルダー1内部に、常温以下の温度の空気を冷却空気(冷却流体)として供給する。ホルダー1内部に供給された冷却空気は冷却管9から加熱棒3cと押圧部3aに向けて吹きつけられる。すると冷却空気は、加熱棒3c、押圧部3aと、そして高周波誘導コイル10cの熱を奪って、金属チップ3の排熱孔であるスリット3sから金属チップ3の外に排熱する。このことで、金属チップの押圧部3aと加熱棒3cは瞬時に冷却される。そのため、一時的に溶融・軟化していたボス7aは冷却・固化し、熱カシメが完了する。
When the amount of heat necessary for heat caulking is generated on the
本発明の第一実施形態では、発熱・冷却を繰り返す中心部分、すなわち加熱棒3cがホルダー1から突出している金属チップ3の内部にある。加熱棒3cの周囲には、同じくホルダー1から突出している冷却管9が被さっており、当該冷却管9の外周面に高周波誘導コイル10cが配置されている。そして、加熱時には高周波誘導コイル10cに高周波電流を通電することにより加熱棒3cが発熱し、当該加熱棒3cから、金属チップの押圧部3a、壁部3bが加熱される。さらに、熱カシメ後には、冷却管9から加熱棒3cと押圧部3aに向けて冷却空気が送り出されることで、加熱棒3cが冷却され、金属チップの押圧部3a、壁部3bが冷却される。
In the first embodiment of the present invention, the central portion that repeats heat generation and cooling, that is, the
このように、押圧部の中心から立設する金属チップの加熱棒から加熱及び冷却が行われることで、加熱・冷却の応答性を向上させることができる。 Thus, the heating and cooling responsiveness can be improved by heating and cooling from the heating rod of the metal tip standing from the center of the pressing portion.
また、本実施形態における熱カシメ装置は、高周波誘導コイル10cが金属チップ3の内部に配置されることになるため、カシメ作業を行う作業者やロボット等の作業の邪魔になることもなく、作業性を向上させることができる。
In addition, since the high-
また、加熱・冷却が繰り返される加熱棒3c、金属チップの押圧部3a、壁部3bと高周波誘導コイル10cが、ホルダー1とホルダーキャップ2の外にあるため、ホルダー1の温度は上がらない。また、ホルダー1とホルダーキャップ2は、ホルダー1内部及び冷却管9内を冷却空気が通過することによる冷却効果もあり、作業者が手で把持できる温度に保つことができる。
Further, since the
本実施形態では図2において、ホルダーキャップ2のネジを締めて金属チップ3をホルダー1に取り付ける構造を示している。つまり、ホルダー1に固定した金属チップ3は、ホルダーキャップ2のネジを緩めて、ホルダー1から取り外して他の金属チップと簡単に交換することができる。
In the present embodiment, FIG. 2 shows a structure in which the
なお、ホルダー1とホルダーキャップ2の着脱方法には、ホルダー1とホルダーキャップ2の間にそれぞれ雄ネジと雌ネジを設けるネジ結合以外の、ワンタッチで着脱できる他の方法、例えば、ホルダー1の外周にピンを突出させ、このピンに係合するカム溝をホルダーキャップ2に設けて、ピンとカム溝を係合させるというように、互いを一体化したり、分解したりして着脱できる構造を用いても良い。
The
金属チップの交換については、図5に、本発明の第一実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置のカシメ部のホルダーキャップ2のネジを緩めてホルダー1から外したときの分解断面図を、その他の交換用金属チップの断面図とともに示した。
Regarding the replacement of the metal chip, FIG. 5 is an exploded cross-sectional view when the screw of the
本実施形態の熱カシメ装置のカシメ部は、既に説明したように、ネジ結合するホルダー1とホルダーキャップ2の間に、金属チップ3のフランジ3e、3fを挟んで保持する構造をしている。そのため、図5に示したように、ホルダー1からホルダーキャップ2のネジを緩めて外すと、金属チップ3を取り外すことができる。また、図5で、鎖線あるいは実線の両端矢印で示したように金属チップ3を他の金属チップと交換することが可能である。例えば、加熱棒3cの直径が太く且つ加熱棒3cの根元と押圧部3aを曲面(角R)でつないだ金属チップ23、あるいは加熱棒3cの長さの短い金属チップ33等を用いた熱カシメを行うことができる。
As already described, the caulking portion of the heat caulking device of the present embodiment has a structure in which the
本発明の第一実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置の、更にその他の交換用金属チップの断面図を図6Aから図6Cに示した。図6Aの金属チップ43は、押圧部43aを中央部分の直径D2の範囲については上に凸の曲面とし、この範囲以外の残る周縁部分は平面とし、壁部43bに続く部分を曲面でつないだものである。この金属チップ43は、プラスチック部品のボス7aの頭の部分を小さくするときに都合が良い。
6A to 6C are cross-sectional views of other replacement metal tips of the heat caulking device for plastic parts according to the first embodiment of the present invention. In the
図6Bの金属チップ53は、壁部53bが直径を異にした二段型の金属チップである。この金属チップ53は、壁部53bの先端が細いので、金属チップ53の先端付近が見やすく、熱カシメ作業の位置決めがしやすいという効果がある。 The metal chip 53 in FIG. 6B is a two-stage metal chip in which the wall 53b has a different diameter. Since the metal tip 53 has a thin tip of the wall portion 53b, the vicinity of the tip of the metal tip 53 is easy to see, and the heat caulking work can be easily positioned.
図6Cの金属チップ63は、押圧部63aにおいて、カシメ側表面の中央を下側に凸として、カシメ側表面の中央の周囲を上側に凸としたものである。この金属チップ63は、押圧部63aの中心でボス7aの中心を押し下げる形の熱カシメが可能であるという効果がある。
The metal chip 63 of FIG. 6C has a
図7に、本発明の第一実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置によるカシメ作業中の押圧力、高周波電流、冷却流体流量、金属チップ温度の計時的な推移を示した図を示した。図7では、横軸を時間軸にして、押圧力、高周波電流、冷却流体流量、金属チップ温度の時間毎の変化を示したものである。図7では、時刻(t1)にて、金属チップの押圧部3aとプラスチック部品7のボス7aとの間の押圧力(F)が所定圧力(F1)まで上昇し始める。このとき同時に高周波電流(I)を所定電流(I1)まで流し始めるので、金属チップ3の発熱が始まり、金属チップの温度(T)が上昇を始める。その後、金属チップの温度が所定温度(T1)に達した時刻(t2)になると、高周波電流(I)を止め、代わりに冷却流体(Q)を一定量(Q1)、一定時間、時刻(t3)まで流す。すると金属チップは、冷却されて温度が下がる。そして金属チップの温度が常温に戻ると、熱カシメが完了したとして金属チップ3を上昇させて、ボス7aから離すようにしている(時刻(t4)。
FIG. 7 shows a time-dependent transition of the pressing force, the high-frequency current, the cooling fluid flow rate, and the metal tip temperature during the caulking operation by the thermal caulking device for plastic parts according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 shows changes with time in pressing force, high-frequency current, cooling fluid flow rate, and metal tip temperature with the horizontal axis as the time axis. In FIG. 7, at time (t 1 ), the pressing force (F) between the
ちなみに本発明の温度制御は、制御部6の制御の下でキュリー温度自動調節を行うようにしている。キュリー温度自動調節とは、高周波電源によって高周波用コイルに電流を流すと、高周波用コイル周辺に磁気が発生する。この磁気によって、金属チップに設けた加熱棒の磁性体層は、表皮効果によるうず電流が流れ、ジュール熱によって発熱する。この熱は熱伝導率の高い加熱棒を通して押圧部に伝わる。特に、加熱棒の磁性体層をキュリー点を有する材質にした場合、キュリー点以上の温度に加熱すると、磁性が減少し、従って表皮効果によるうず電流が低下し、ジュール熱が減少する。そしてキュリー点より低い温度になると、磁性が元に戻り、再びジュール熱が上昇する。この繰り返しにより所定の温度に維持するというものである。図7の金属チップ温度(T)が一定温度(T1)を保つようになっているのは、キュリー温度自動調節を用いたことによる。
Incidentally, in the temperature control of the present invention, the Curie temperature is automatically adjusted under the control of the
図7には、比較の為、例えば従来の図25の熱カシメ装置を用いたときの押圧力等の値が二点鎖線で示されている。同じ高周波誘導加熱と冷却管による冷却を用いていても、従来のものは、金属チップ40の熱容量が大きいため、金属チップ40の温度上昇と冷却に時間がかかり、図7の二点鎖線のように金属チップ40の温度を所定温度に上昇させ、再び常温に戻すのに多くの時間を要した。図7を見ると、本発明によれば、金属チップ3の熱容量が小さく、短時間で所定温度に上昇し、従来よりも短時間で常温に戻ることが明らかである。
In FIG. 7, for comparison, for example, values such as pressing force when using the conventional heat caulking device of FIG. 25 are shown by two-dot chain lines. Even if the same high-frequency induction heating and cooling by a cooling pipe are used, the conventional one has a large heat capacity of the
本実施形態では、金属チップ3の押圧部3aの中央に加熱棒3cを設け、加熱棒3cを瞬時に加熱・冷却している。そのため、加熱棒3cの熱容量を、熱カシメに必要な大きさにしておけばよい。従って、金属チップ3を薄く及び小さくすることができ、装置の小型化、軽量化を図ることができる。また、加熱棒3cの熱容量を熱カシメに最小限必要な熱容量に抑えることで、加熱に必要な電力も抑えることができ小出力化、省電力化を実現することができる。
In this embodiment, the
また、ボス7aは溶融後、冷却固化する際に、溶融し押しつぶされて周囲に広がったボス7aの周辺から中央に向けて順次冷却して固まって、ボス7aの中心が最後に冷えて固まるとボス7aの中心部が固化するときに収縮してカシメ力が増大する。押圧部3aの中心にある加熱棒3cを他の部分に比べて熱容量を大きくしておくことで、ボス7aの中心部を確実に最後に冷やすことができ、これによりこのボス7aの中心部が固化するときに収縮してカシメ力が増大する効果が得られる。
Further, when the boss 7a is cooled and solidified after being melted, it is cooled and solidified sequentially from the periphery of the boss 7a that has been melted, crushed and spread around the center, and the center of the boss 7a is finally cooled and solidified. When the central portion of the boss 7a is solidified, the boss 7a contracts to increase the caulking force. By making the
加熱棒3cは、予め長いものを製作しておけば、短く加工して熱容量を小さくすることが容易にできる。また、大きな熱容量が必要なときは、太い加熱棒を持つ金属チップに交換すればよい。
If the
なお本実施形態では、金属チップのスリット3sは、専ら、金属チップの内部に送り出された冷却空気を排出する開口孔として機能している。つまり、スリット3sは、冷却空気を介して加熱棒3c、押圧部3aと、そして高周波誘導コイル10cの熱を奪って排出する排熱孔である。本実施形態においては、加熱棒を介して押圧部3aを中央から加熱していることで、従来、スリット3sを設けたために金属チップの温度が不均一になるという不具合を生じなくしている。
In the present embodiment, the
以下、第一実施形態の変形例について説明する。図8に、第一実施形態の変形例を示した。既に図1に示した本発明の第一実施形態の熱カシメ装置は、カシメ部のホルダー1を作業者が手で把持して、金属チップの押圧部3aをボス7aの先端に押し付ける形で使用される。この場合、人が作業するために、作業者によって押圧力がばらつく可能性がある。そこで、第一実施形態の変形例では、ホルダー1を、圧縮バネ150を介して押圧するようにして、押圧力がばらつかないようにしている。
Hereinafter, modified examples of the first embodiment will be described. FIG. 8 shows a modification of the first embodiment. The thermal caulking device according to the first embodiment of the present invention already shown in FIG. 1 is used in such a manner that the operator holds the
すなわち、本発明の第一実施形態の変形例では、図8Aに示したように、ホルダー1の外周に、円筒状であり、ホルダー1の長手方向にスライド自在のスライドホルダー200が設けられている。また、ホルダー1の上端面には圧縮バネ150が設けられている。スライドホルダー200の上部には、圧縮バネ150の位置規制のためのスライドホルダーキャップ201が一体に取り付けられている。また、ホルダー1の下端にはフランジ1eが設けられ、このフランジ1eによって位置規制されるスライドホルダーストッパー202がスライドホルダー200の下部に一体に取り付けられている。
That is, in the modification of the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8A, a
図8Aでは、カシメ作業前の状態を示している。作業者がスライドホルダー200を把持しただけの状態では、図8Aのように、圧縮バネ150がスライドホルダーキャップ201をホルダー1の上方に押上げ、スライドホルダーストッパー202の下端がホルダーのフランジ1eに当たっている。つまり、この状態では、ホルダーのフランジ1eとスライドホルダー200の下端との間に隙間(S)が形成されている。
FIG. 8A shows a state before caulking work. 8A, the
なお、スライドホルダー200とスライドホルダーキャップ201、スライドホルダー200とスライドホルダーストッパー202のそれぞれの取り付けは、ネジ結合を用いるのが好ましい。ネジ結合のネジ込み量を調整することで、圧縮バネ150の圧縮量や、ホルダーのフランジ1eとスライドホルダー200下端の隙間(S)を調整できるからである。その他にも、圧縮バネ150の圧縮量や、ホルダーのフランジ1eとスライドホルダー200下端の隙間(S)の調整が不要のときは、接着材で接着したり、溶着したりしてもよい。
In addition, it is preferable to use a screw coupling for each attachment of the
次に図8Bのように、作業者がスライドホルダー200を把持して、下方に押し下げると、金属チップの押圧部3aがボス7aの先端に当たる。そして、金属チップ3の熱がボス7aに伝わり、熱カシメが始まる。引き続き、スライドホルダー200に押圧力を加えると、スライドホルダーキャップ201が圧縮バネ150を圧縮し、圧縮バネ150の付勢力によりホルダー1が押し下げられる。一方、スライドホルダー200が下降すると、スライドホルダーの先端200aが、ホルダー1のフランジ1eに当たる。作業者は、スライドホルダー200の先端200aが、ホルダー1の下端のフランジ1eに当たったところで、それ以上の力で押さなければ押圧力は、圧縮バネ150を所定量だけ圧縮したときの押圧力を保つ。そして、ほぼ一定の押圧力で熱カシメ作業をすることが出来る。このようにして、本発明の第一実施形態の変形例では、作業者による熱カシメ作業時の押圧力のバラツキをなくすようにしている。
Next, as shown in FIG. 8B, when the operator holds the
本発明の第一実施形態の変形例では、スライドホルダー200、スライドホルダーキャップ201、スライドホルダーストッパー202、圧縮バネ150が、本発明の熱カシメ装置を作業者が把持して使用するときの押圧動作手段に相当する。
In the modification of the first embodiment of the present invention, the
なお、第一実施形態で示したような金属チップの変形例を用いることについて、以下に説明する第二実施形態から第七実施形態についての説明では省略するが、いずれの実施形態でも同様に適用することが可能である。 In addition, about using the modification of a metal chip | tip as shown in 1st embodiment, although it abbreviate | omits in description about 2nd embodiment to 7th embodiment described below, it applies similarly in any embodiment. Is possible.
(第二実施形態)
図9に、本発明の第二実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置を示す全体構成図を示す。本発明の第二実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置では、金属チップ3を取り付けたホルダー1をエアーシリンダー等の押圧動作機構で上下動自在に支持している。そして、第二実施形態では、エアーシリンダー等の押圧動作機構の動作により、金属チップ3の押圧部3aをボス7a先端に押下するようにした点に特徴がある。押圧作業が、作業者による手作業でなく、熱カシメ装置による機械によるものなので、所定の押圧力を均一に管理して与えることが出来る。
(Second embodiment)
FIG. 9 is an overall configuration diagram showing a plastic part thermal caulking device according to a second embodiment of the present invention. In the heat caulking device for plastic parts according to the second embodiment of the present invention, the
図9において、熱カシメ装置のハウジング100は、紙面上下方向に延びた支柱100aと紙面左右方向に延びたアンビル100bが一体につながったL字状をしている。支柱100aには、エアーシリンダーブラケット101が取り付けられている。エアーシリンダーブラケット101には、エアーシリンダー99が、ロッド99aを下に向けて取りつけられている。ロッド99aの先端には、スライドユニット102が取り付けられ、支柱100aに沿って上下動可能である。
In FIG. 9, the
スライドユニット102には、ホルダー1と高周波誘導コイルに電力を供給するための加熱用電源97と冷却流体供給部98を取り付けている。なお、図示していないが、ホルダー1内のリード線は加熱用電源97に、冷却管9は冷却流体供給部98にそれぞれ接続されている。金属チップ3はホルダー1とホルダーキャップ2に挟持されていて、押圧部3aを下に向けた形で保持されている。図9で、制御部6はハウジング100の右横に配置してある。これも図示していないが、制御部6は、支柱100a内で加熱用電源97、冷却流体供給部98とそれぞれ接続されている。アンビル100bの上には熱カシメされるプラスチック部品7と金属板8が重ねて置いてある。なお、プラスチック部品7のボス7aは金属板8の孔から突出している。なお、加熱用電源97と冷却流体供給部98は、スライドユニット102ではなく、制御部6の横に制御部6と一体にして配置してもよい。
The
作業者が制御部6の入出力部90を操作して、熱カシメ条件を選定して、熱カシメ作業をスタートさせると、制御部6の制御の下、加熱用電源97からの通電により加熱された金属チップ3が押圧動作機構であるエアーシリンダー99により、スライドユニット102とともに、図中のA矢印のように押し下げられる。そして、金属チップ3の押圧部3aがボス7aの先端に当たって熱カシメする。所定時間後に加熱用電源97の通電を止め、冷却流体供給部98から冷却管9に冷却流体を送り込み、金属チップ3の加熱棒3c、押圧部3a、壁部3bを冷却する。その後、エアーシリンダー99によりホルダー1とともに金属チップ3を上方に移動させて、熱カシメ作業を終了する。作業者は、アンビル100b上のプラスチック部品7と金属板8を新しいものと交換し、同様の手順で熱カシメ作業を行うことができる。
When the operator operates the input /
図10に、本発明の第二実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置の制御ブロック図を示す。図10の一点鎖線の枠は、図9の制御部6に相当する範囲を示している。制御部6内には、全体制御部91と、それに接続された熱カシメ条件記憶/読み出し部92と、それにつながったメモリー93がある。また加熱制御部94、冷却制御部95、押圧制御部96がそれぞれ全体制御部91につながっていて、熱カシメ装置は各制御部94、95、96が連携して熱カシメの制御が行われる。
FIG. 10 is a control block diagram of the plastic part thermal caulking device according to the second embodiment of the present invention. A dashed-dotted frame in FIG. 10 indicates a range corresponding to the
詳しくは、加熱用電源97は加熱制御部94により、冷却流体供給部98は冷却制御部95により、エアーシリンダー99は押圧制御部96により制御される。熱カシメ時には、作業者によって入出力部90で選定された熱カシメ条件の情報を全体制御部91が受け、熱カシメ条件に応じて必要な情報を熱カシメ条件記憶/読み出し部92を介してメモリー93に記憶又は読み出しを行い、加熱制御部94、冷却制御部95、押圧制御部96に指令を送る。
Specifically, the
図11には、メモリー93に記憶されている熱カシメ条件のデータ構成の一例が示されている。カシメるボスの外径(X)、ボスのカシメ量(Y)、ボスの材質(Z)に対して、複数の熱カシメ条件が評価点の高い順に、条件1、条件2、条件3、条件4、条件5が示されている。各熱カシメ条件は、評価点とともに、パラメータである、押圧部形状(K)、壁部外径(D)、壁部肉厚(N)、加熱棒直径(d)、加熱棒高さ(H)、押圧力(F)、高周波電流(I)、冷却流体流量(Q)、金属チップ温度(T)、押圧・通電開始時刻(t1)、通電終了・冷却開始時刻(t2)、冷却終了時刻(t3)、押圧終了時刻(t4)の各数値(図11では、記号で表示した)を一覧表のようにメモリー93に記憶しておいて、全体制御部91は、作業者が選択した条件に応じて、各項目の諸元を読み出して、熱カシメ制御するようにしている。
FIG. 11 shows an example of the data configuration of the heat caulking conditions stored in the
例えば、作業者が入出力部90に、熱カシメするボスの外径(X)、カシメ量(Y)、ボスの材質(Z)を入力すると、全体制御部91の指示により、熱カシメ条件記憶/読み出し部92が、メモリー93から実施しようとする条件を読み出し、評価の高い順に作業者に提示する。作業者が入出力部90により条件を選択し、熱カシメをスタートさせれば、選択された熱カシメ条件により、全体制御部91が加熱制御部94、冷却制御部95、押圧制御部96に指示して、加熱用電源97、冷却流体供給部98、エアーシリンダー99を作動させて熱カシメ作業が実行される。
For example, when the operator inputs the outer diameter (X), the amount of crimping (Y), and the boss material (Z) of the boss to be caulked to the input /
なお、図9では、金属チップ3を取り付けたホルダー1をスライドユニット102に取り付け、エアーシリンダー99等の押圧動作機構で上下動自在に支持している例を示したが、図8のように、ホルダー1にスライドホルダー200、スライドホルダーキャップ201、スライドホルダーストッパー202、圧縮バネ150を取り付けたものを、スライドユニット102に取り付けてもよい。そうすれば、圧縮バネを圧縮したときのバネ力を用いた熱カシメを行うことができる。
9 shows an example in which the
本実施形態は、押圧部の中央に加熱棒となる金属棒を溶接又はロウ付けした金属チップを用い、この加熱棒の外周に高周波誘導コイルをセットして高周波電流を流すことで誘導加熱により熱カシメするものであり、基本的な効果は第一実施形態と同じである。 In the present embodiment, a metal tip that is a welded or brazed metal rod serving as a heating rod is used at the center of the pressing portion, a high frequency induction coil is set on the outer periphery of the heating rod, and a high frequency current is applied to cause heat by induction heating. The basic effect is the same as that of the first embodiment.
(第三実施形態)
図12には、本発明の第三実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置の熱カシメ部の要部断面図が示されている。
(Third embodiment)
FIG. 12 shows a cross-sectional view of the main part of the heat caulking portion of the heat caulking device for plastic parts according to the third embodiment of the present invention.
本発明の第三実施形態は、図12に示すように、高周波誘導コイル310cの巻線部分でないリード線310a、310bの部分を冷却管309の中に入れた点に特徴がある。冷却管309に冷却流体を流す都度、高周波誘導コイル310cの巻線部分でないリード線310a、310bの部分が冷却管309の中で冷却されるため、高周波誘導コイル310cで発生した熱が予定していない部分に伝わらないという効果がある。
As shown in FIG. 12, the third embodiment of the present invention is characterized in that lead wires 310a and 310b that are not winding portions of the high-frequency induction coil 310c are placed in a
また、金属チップ303にスリット等の排熱用のスリット(開口部)を設けず、代わりにホルダー301に排熱用孔301aをあけている。排熱用孔301aはホルダー301の先端から軸方向に延びた縦孔と当該縦孔からホルダー1側面にまで延びた横孔からなる断面L字状の孔である。
In addition, the
より詳しくは、冷却管309の下部には、冷却管309の外周に高周波誘導コイル310cを巻きつけてあり、高周波誘導コイル310cより上方の側面2箇所に孔が形成されている。高周波誘導コイル310cから延びる一対のリード線310a、310bはこの冷却管309に開けた孔から冷却管309内に挿入されている。図では詳しく示していないが、リード線310a、310bと冷却管309の孔との隙間は耐熱性接着材等で塞ぐのが好ましい。
More specifically, a high-frequency induction coil 310c is wound around the outer periphery of the
また、ホルダー301は、第一実施形態のホルダー1とほぼ同じ外形をしているが、金属チップ303内部の空洞と連通する排熱用孔301aの縦孔部分が冷却管309の軸方向にあいている。またOリング312が、冷却管309とホルダー301の隙間を埋めて密封している。
The
本発明の第三実施形態では、冷却管309から金属チップ303の空洞に流し込まれる冷却流体である冷却空気が、加熱棒303cの外表面に沿って流れ、押圧部303aに衝突した後、壁部303bに沿って立ち上がり、排熱用孔301aを経由してホルダー301の外に流出する。このことにより、金属チップの加熱棒303cと押圧部303a、そして高周波誘導コイル310cの熱を排熱している。なお、本実施形態では、排熱時にホルダー301とホルダーキャップ302に熱が伝わるため、排熱時間を長くしてホルダー301とホルダーキャップ302の温度を常温に戻すようにしている。
In the third embodiment of the present invention, the cooling air that is the cooling fluid that flows into the cavity of the
第三実施形態では、第一実施形態と同様の効果を得られると共に、金属チップ303の壁部303bに排熱用のスリットを設けていないことで、金属チップ303の機械的強度を大きくすることができる。そのため、板厚をさらに薄くした金属チップ303でボス7aを強く押圧しても、金属チップ303が変形しないという利点がある。
In the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the mechanical strength of the
(第四実施形態)
本発明の第四実施形態は、図13に示すように、金属チップ403の押圧部403aの内部中央に加熱棒403cを設けるとともに、加熱棒403cを押圧部403aの外側に加熱棒先端403gとして突出させた点に特徴がある。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, a
図13は、本発明の第四実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置の熱カシメ部の要部とカシメ対象物を並べて示した断面図である。図13の熱カシメ部の下方には、アンビル460の上に載置され孔付き押圧固定部材465で位置決め固定されたカテーテルチューブの先端部が図示されている。カテーテルチューブの先端部のプラスチック製の支持軸480の一端480aがアンビル460の凸部460aに支えられていて、支持軸の他端480bは、金属チップの押圧部403aから突出している加熱棒先端403gと対向している。
FIG. 13: is sectional drawing which showed the principal part of the thermal crimping part of the thermal crimping apparatus of the plastic component which concerns on 4th embodiment of this invention, and the crimping target object side by side. Below the heat caulking portion in FIG. 13, the distal end portion of the catheter tube placed on the
加熱棒先端403gは、加熱棒403cを押圧部403aよりも押圧方向に向けて突出しており、当該加熱棒先端403gが押圧面を有している。加熱棒403cが高周波誘導コイル410cにより誘導加熱されると、加熱棒403cで生じた熱エネルギーは、金属チップの押圧部403aから突出している加熱棒先端403gに伝わる。そして、加熱棒先端403gがカテーテルチューブ先端部の支持軸の他端480bを、熱カシメ条件記憶手段に予め記憶してある複数の熱カシメ条件の中から読み出した最善の熱カシメ条件で熱カシメすると、小さな支持軸の他端480bが最善の状態に熱カシメされる。
The heating rod tip 403g projects the
このように加熱棒先端403gを押圧面とした構成によれば、第一実施形態と同様の効果を得られると共に、押圧面を小さくすることができる。これにより、体内に挿入するカテーテルチューブ先端のプラスチックの支持軸というような小さなプラスチック部品の熱カシメを、予め記憶してある最善の熱カシメ条件で、安定的に精度良く熱カシメできるという効果がある。 Thus, according to the structure which used the heating rod front-end | tip 403g as the press surface, while being able to acquire the effect similar to 1st embodiment, a press surface can be made small. As a result, the heat caulking of a small plastic part such as a plastic support shaft at the tip of the catheter tube to be inserted into the body can be stably and accurately caulked under the best pre-stored heat caulking conditions. .
なお、精密なプラスチック部品の熱カシメでは、ボスの直径(ボス径)が1mm以下という場合もある。そして、例えば、ボス径が0.5mmのものであっても、上に凸の丸い頭部を形成しなければならないときがある。その場合は、図14に第四実施形態の金属チップの変形例を示したように、加熱棒先端403hの押圧面403iを上に凸の曲面にした金属チップで熱カシメする。 In the case of precision caulking of plastic parts, the boss diameter (boss diameter) may be 1 mm or less. For example, even if the boss diameter is 0.5 mm, there is a case where it is necessary to form a convex round head. In that case, as shown in a modification of the metal tip of the fourth embodiment in FIG. 14, heat crimping is performed with a metal tip having a pressing surface 403i of the heating rod tip 403h having a convex curved surface.
(第五実施形態)
第一実施形態から第四実施形態については、一つの金属チップで熱カシメする例を説明したが、二つの金属チップを対向させて、熱カシメの対象物を二つの金属チップで挟むように熱カシメする例を第五実施形態として説明する。
(Fifth embodiment)
In the first to fourth embodiments, the example of heat caulking with one metal chip has been described. However, the heat caulking object is sandwiched between the two metal chips with the two metal chips facing each other. An example of caulking will be described as a fifth embodiment.
図15Aは、図28A〜Cで説明したような棒状のステント570に、管状の熱カシメ部材575を嵌め、上方と下方から、第一実施形態と同様の構成の熱カシメ装置の金属チップ3、3を白抜き矢印のように移動させて挟む前の状態を示している。図15Bは、棒状のステント570を中に入れた管状の熱カシメ部材575を金属チップ3、3で挟んだ状態で、高周波誘導コイル10cに高周波電流を通電開始した状態を示している。なお、金属チップ3、3の押圧面には、U字状の曲面をした溝が形成されている。図16は、第五実施形態の変形例における金属チップ503単体の外観斜視図である。金属チップ503の押圧部503aの押圧面には、U字状の曲面をした溝が形成されていて、U字状の曲面の内側中央には加熱棒503cが立設している。棒状のステント570が細く、熱カシメ部材も小さい場合には、図15A、Bに記載の金属チップに代わる、より最適な寸法形状をした金属チップを用いると良い。
FIG. 15A shows a
図15Bに示すように、高周波誘導コイル10cに高周波電流を通電すると、加熱棒3cがそれぞれ発熱し、加熱棒3cの熱がU字状の曲面をした押圧部3aに伝わり、一対の金属チップ3、3で挟持された、熱カシメ部材575とステント570が発熱して熱カシメされる。
As shown in FIG. 15B, when a high frequency current is passed through the high
このように熱カシメすることにより、従来例として説明した図28に示したステントの熱カシメや、図29に示した内視鏡の先端部の熱カシメに本実施形態の熱カシメ装置を適用して、小さなプラスチック部品の熱カシメを予め記憶してある最善の熱カシメ条件で、安定的に精度良く熱カシメできるという効果がある。 By performing heat caulking in this way, the heat caulking device of this embodiment is applied to the heat caulking of the stent shown in FIG. 28 described as a conventional example and the heat caulking of the distal end portion of the endoscope shown in FIG. Thus, there is an effect that heat caulking can be stably and accurately performed under the best heat caulking conditions in which heat caulking of small plastic parts is stored in advance.
(第六実施形態)
第一実施形態から第五実施形態については、金属チップの加熱手段を高周波誘導加熱手段とした例を説明したが、加熱手段は通電加熱手段としてもよい。第六実施形態は、加熱手段を通電加熱手段とした例を説明する。
(Sixth embodiment)
In the first to fifth embodiments, the example in which the metal chip heating means is the high frequency induction heating means has been described, but the heating means may be an electric heating means. In the sixth embodiment, an example in which the heating means is an energization heating means will be described.
図22で説明した従来のカシメ装置では、金属チップ30のフランジ部30e、30fにそれぞれリード線31a、31bを溶接またはねじ止めにより電気的に接続して、一方のリード線31aから他方のリード線31bに通電して、ジュール熱で発熱させていた。
In the conventional crimping device described with reference to FIG. 22, the lead wires 31a and 31b are electrically connected to the
しかし、第六実施形態では、図17、図18、図19にカシメ部の要部と金属チップの外形を示したように、金属チップ603のフランジ603jと金属チップ603の押圧部603aの中央に立設させた加熱棒603cに、それぞれリード線610a、610b、610cを溶接またはねじ止めにより電気的に接続している。特に図19Bを見るとわかるように、2本のリード線610a、610bを金属チップのフランジ603jの向き合って対向する位置に接続し、残り1本のリード線610cを加熱棒603cに接続している。そして、加熱棒603cに接続したリード線610cから、フランジ603jに接続したリード線610a、610bに電流が流れるようにしている。
However, in the sixth embodiment, as shown in FIGS. 17, 18, and 19, the main part of the caulking portion and the outer shape of the metal tip are shown in the center of the
なお、リード線610a、610b、610cは、図17に示したように所定の長さを有して、一端を金属チップ603に接続して、他端をホルダー601の空洞内に配置した端子板613a、613bにネジ止めされるようにしている。ホルダー601の空洞内に配置した端子板613a、613bには、図示しない電源につながっているリード線610d、610eがねじ止めされている。
The
そして、図示しない電源から、一方のリード線610e、そして端子板613a、更にリード線610cを介して、加熱棒603cに通電すると、通電によりまず加熱棒603cが発熱する。そして、電流は加熱棒603cから、押圧部603a、壁部603b、フランジ603jを通り、2本のリード線610a、610bに流れ、端子板613bを介して610dに流れていく。これにより、加熱棒603cのある押圧部603aの中央が高温となり、図19cに示したように、押圧部603aの中央から外周に向けて熱が拡散する。
When the heating rod 603c is energized from the power source (not shown) through the one lead wire 610e, the terminal plate 613a, and the
なお図17、図18に示したように、ホルダー601の端子板613a、613bが設けられている部分は、外周が切り欠かれ、この切り欠かれた部分を塞ぐように蓋650が設けられる。蓋650は着脱可能であり、ホルダー601の空洞内に配置した端子板613a、613bにリード線610a、610b、610cを着脱できるようにしている。
As shown in FIGS. 17 and 18, the outer periphery of the portion of the
図17は、本発明の第六実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置を示す構成図である。図17には、熱カシメ装置の熱カシメ部の要部と、ボス7aが突出しているプラスチック部品7と、ボス7aに孔を通してプラスチック部品7の上に重なっている金属板8が図示されている。
FIG. 17 is a block diagram showing a heat caulking device for plastic parts according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 17 shows a main part of a heat caulking portion of the heat caulking device, a
図18は、本発明の第六実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置のホルダーキャップ602のネジを緩めて、ホルダー601から外したときの分解断面図である。第六実施形態は、ホルダー601とホルダーキャップ602をネジ結合して金属チップ603を保持している。従来例のように金属チップを樹脂材料でモールドしていないため、金属チップを他の金属チップと交換して使うことができる。
FIG. 18 is an exploded cross-sectional view of the plastic part heat caulking device according to the sixth embodiment of the present invention when the
金属チップを交換する際、本発明の第六実施形態では、ホルダー601の蓋650を取り外して、ホルダー601の中の端子板613a、613bにネジ止めしてあるネジをドライバーで緩め、金属チップ側のリード線610a、610b、601cを外す必要がある。なお、リード線610a、610b、601cの端子板613a、613bを覆っている蓋650を、ホルダー601から先に外して、ドライバーで金属チップ側のリード線610a、610b、601cを外しても良いし、ホルダーキャップ602のネジを緩めてから、蓋650をホルダー601から先に外して、ドライバーで金属チップ側のリード線610a、610b、601cを外しても良い。いずれにせよ、金属チップ603は他の金属チップと交換可能である。図18では、他の金属チップとして、加熱棒の直径が太い金属チップの断面図を示して、矢印で交換可能であることを示している。
When replacing the metal chip, in the sixth embodiment of the present invention, the
図19Aは、リード線610a、610b、601cを接続した金属チップ603を示した断面図、図19Bは、その外観斜視図、図19Cは金属チップ603の平面図である。金属チップ603は、上に凸の球面をした押圧部603aの周囲に壁部603bが立ち上がり、壁部603bの上端にはフランジ603jが形成してあり、壁部603bには、金属チップ603の中の空洞から外部に連通する開口孔603kが複数形成されている。図19Bの斜視図には、壁部603bに4つの開口孔603kがあいていることが示されている。一方のリード線610a、610bはフランジ603jに接続され、他方のリード線610cは押圧部603aの中心に立設した加熱棒603cに接続されている。
19A is a cross-sectional view showing the
図19Cの矢印は、押圧部の加熱棒603cのある中央が高温度となり、中央から外周に向けて熱が拡散するイメージを矢印で示したものである。 The arrow in FIG. 19C indicates an image in which the center where the heating rod 603c of the pressing portion is at a high temperature and heat is diffused from the center toward the outer periphery is indicated by the arrow.
金属チップ603が、内部に冷却流体が流れる空洞と、その冷却流体を外部に排出する開口孔と、押圧部603aの中央に加熱棒603cを有していることは、第一実施形態から第五実施形態で示した金属チップと同じであるが、第六実施形態では、中央の加熱棒603cから給電して、押圧部603aの周囲へアースのように電流を流している。
The
なお上記説明では、一本のリード線610cを加熱棒603cに接続し、二本のリード線610a、610bをフランジ603jの向き合って対向する位置に接続する例を示した。二本のリード線610a、610bをフランジ603jの向き合って対向する位置に接続させたのは、加熱棒603cに接続した一本のリード線610cから放射状に電流が流れるようにしたためであり、フランジ603jの向き合って対向する位置に接続するリード線の数は、二本以上であればよく、スペースが許せば三本、四本であってもよい。
In the above description, an example is shown in which one
金属チップ603は、通電により発熱するので、最初に給電を受ける加熱棒603cのある押圧部603aの中央が高温度となり、この中央から外周に向けて熱が拡散する。ボス7aは金属チップ603で押されると、押圧部603aから伝わる熱により溶融する。そして、冷却管609から、冷却空気が加熱棒603cと押圧部603aに向けて吹き付けられると、加熱棒603cと押圧部603aは冷やされる。そして、加熱棒603cから奪った熱が開口孔603kから金属チップ603の外に排熱される。
Since the
このように、第六実施形態における金属チップ603の加熱棒603cが立っている押圧部603aの中央から周囲に向けて加熱し、押圧部603aの中央から周囲に向けて冷却することは、第一実施形態から第五実施形態と同じである。これにより、本実施形態は、ボス7a等を急速加熱、急速冷却して、熱カシメしている。通電条件、押圧条件をあらかじめ記憶して、最適条件を読み出して作業することは、第一実施形態から第五実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。
Thus, heating from the center of the pressing part 603a on which the heating rod 603c of the
なお、金属チップ603は、他の実施形態と同様に、プラスチック製や木製の絶縁材料でできたホルダーとホルダーキャップで挟持する構造にしている。
Note that the
(第七実施形態)
本発明の第七実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置は、第六実施形態のリード線610a、610b、610cを、バネ性を有する板金740、741に替えたものである。つまり、第六実施形態では、金属チップ603に予めリード線610a、610b、610cを接合したものを交換可能にしていたが、第七実施形態では、リード線610a、610b、610cの代わりにバネ性を有する板金740、741をホルダー701内に組み込んだ形にして、金属チップ703だけを交換可能にしている。
(Seventh embodiment)
The plastic part heat caulking device according to the seventh embodiment of the present invention is obtained by replacing the
図20は、本発明の第七実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置を示す構成図である。図20には、熱カシメ装置の熱カシメ部の要部と、ボス7aが突出しているプラスチック部品7と、ボス7aに孔を通してプラスチック部品7の上に重なっている金属板8が図示されている。
FIG. 20 is a block diagram showing a heat caulking device for plastic parts according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 20 shows a main part of a heat caulking portion of the heat caulking device, a
また、本発明の第七実施形態では、既に説明した第三実施形態と同様に、ホルダー701に排熱用孔701aを形成し、冷却流体とともにホルダー701の排熱用孔701aから排熱するようにしている。このことにより、金属チップの壁部703bにスリット等の開口部を設けず、金属チップの機械的強度を大きくしている。その結果、厚さの薄い金属チップの押圧部703aでボス7aの先端を強く押圧しても良いようにしている。
Further, in the seventh embodiment of the present invention, as in the third embodiment already described, a heat exhaust hole 701a is formed in the
図21は、本発明の第七実施形態に係るプラスチック部品の熱カシメ装置のホルダーキャップ702のネジを緩めて、ホルダー701から外したときの分解断面図である。バネ性を有する板金740、741は、上端740b、741bがホルダー701内の端子板713a、713bにネジ止め固定されている。そのため、ホルダーキャップ702をホルダー701からネジを緩めて外すと、板金740、741に押し当てられていた金属チップ703は、板金740、741から離れて、ホルダーキャップ702とともに、ホルダー701から取り外される。図21の状態で、金属チップ703を必要により、他の金属チップと交換することができる。
FIG. 21 is an exploded cross-sectional view of the plastic part heat caulking device according to the seventh embodiment of the present invention when the
本発明の第七実施形態によれば、金属チップ703に予めリード線710a、710bを接続しておく必要がなく、金属チップだけを交換すればよいという便利さがある。
According to the seventh embodiment of the present invention, there is no need to connect the lead wires 710a and 710b to the
(本発明の態様)
本発明の第1の態様は、プラスチック部品の一部をカシメ対象としてカシメる熱カシメ装置であって、前記カシメ対象を押圧する押圧部、及び当該押圧部の中央部から立設した加熱棒を有する金属チップと、前記加熱棒を加熱する加熱手段と、前記加熱棒を冷却する冷却管と、前記冷却管へ冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、前記冷却管が前記加熱棒に向けて前記冷却流体を送り出すよう、前記金属チップ及び前記冷却管を保持するホルダーと、前記加熱手段及び前記冷却流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱手段により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させ、前記押圧部による前記カシメ対象の熱カシメ後には、前記冷却流体供給手段から前記冷却管へ冷却流体を供給して、前記加熱棒から前記押圧部を冷却する。
(Aspect of the present invention)
A first aspect of the present invention is a thermal caulking device that caulks a part of a plastic part as an object to be caulked, and includes a pressing part that presses the caulking object, and a heating rod that is erected from the center of the pressing part. A metal chip having heating means for heating the heating rod, a cooling pipe for cooling the heating rod, a cooling fluid supply means for supplying a cooling fluid to the cooling pipe, and the cooling pipe facing the heating rod. A holder for holding the metal tip and the cooling pipe so as to send out the cooling fluid; and a control means for controlling the heating means and the cooling fluid supply means. The pressing portion is heated from a heating rod, and after the caulking target is caulked by the pressing portion, a cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply means to the cooling pipe, and the heating rod The pressure part to cool.
本発明の第2の態様は、前記第1の態様において、前記ホルダーは、前記冷却管の先端部分が前記金属チップの加熱棒の外周面と隙間をあけて被さるよう、前記金属チップ及び前記冷却管を保持し、前記加熱手段は、前記冷却管の先端部分の外周面に巻装されたコイルと、前記コイルへ高周波電流を供給する電源とを有し、前記制御手段は、前記電源から前記コイルへ高周波電流を通電させて、当該コイルによる高周波誘導加熱により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the holder includes the metal tip and the cooling member such that a tip portion of the cooling pipe covers the outer peripheral surface of the heating rod of the metal tip with a gap. The heating means has a coil wound around an outer peripheral surface of a tip portion of the cooling pipe, and a power source that supplies a high-frequency current to the coil, and the control means receives the power from the power source. A high-frequency current is passed through the coil, and the pressing portion is heated from the heating rod by high-frequency induction heating using the coil.
本発明の第3の態様は、前記第1の態様において、前記金属チップは前記押圧部の外周から立設した壁部を有し、前記加熱手段は、一つが前記加熱棒の先端に接続され、その他が前記壁部の先端に接続された二以上の通電部材と、前記通電部材に電力を供給する電源とを有し、前記制御手段は、前記電源から前記通電部材を介して前記加熱棒に通電させて、通電加熱により前記加熱棒から前記金属チップを加熱させる。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the metal tip has a wall portion erected from an outer periphery of the pressing portion, and one of the heating means is connected to a tip of the heating rod. And the other includes two or more energizing members connected to the tip of the wall portion, and a power source for supplying power to the energizing member, and the control means is configured to transmit the heating rod from the power source through the energizing member. The metal tip is heated from the heating rod by energization heating.
本発明の第4の態様は、前記第2の態様において、前記金属チップは前記押圧部の外周から立設した壁部を有している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the metal tip has a wall portion erected from an outer periphery of the pressing portion.
本発明の第5の態様は、前記第3又は第4の態様において、前記壁部には開口部が形成されている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, an opening is formed in the wall portion.
本発明の第6の態様は、前記第3又は第4の態様において、前記ホルダーの先端部には、前記金属チップの壁部により形成される空洞からホルダーの外部へと連通する開口孔が形成されている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, an opening hole that communicates from a cavity formed by the wall portion of the metal tip to the outside of the holder is formed at the tip of the holder. Has been.
本発明の第7の態様は、前記第1から第6のいずれかの態様において、さらに、少なくとも、前記加熱手段に関係する値、及び冷却流体の流量に関係する値を含む熱カシメ条件を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された一以上の熱カシメ条件を読み出し、読み出した熱カシメ条件に応じて、前記冷却流体供給手段及び前記加熱手段を制御する。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, a thermal caulking condition including at least a value related to the heating unit and a value related to the flow rate of the cooling fluid is stored. Storage means that reads out one or more thermal caulking conditions stored in the storage means, and controls the cooling fluid supply means and the heating means according to the read thermal caulking conditions.
本発明の第8の態様は、前記第3又は4の態様において、前記金属チップは、前記壁部の先端にフランジが形成され、前記ホルダーには、当該ホルダーの先端部とともに前記金属チップのフランジを挟持する、着脱可能なホルダーキャップが設けられている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, the metal tip has a flange formed at a tip of the wall portion, and the holder has a tip of the metal tip and a flange of the metal tip. A detachable holder cap is provided for sandwiching the holder.
本発明の第9の態様は、前記第1から第8のいずれかの態様において、前記押圧部は、押圧面が押圧方向に対して凹の球面状をなしている。 According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the pressing portion has a spherical shape in which the pressing surface is concave with respect to the pressing direction.
本発明の第10の態様は、前記第1から第8のいずれかの態様において、前記押圧部は押圧面が押圧方向に対して凹のU字溝状をなしている。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the pressing portion has a U-shaped groove shape whose pressing surface is concave with respect to the pressing direction.
本発明の第11の態様は、前記第1から第8のいずれかの態様において、前記押圧部は、前記加熱棒から押圧方向に向けて突出した加熱棒先端を押圧面とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the pressing portion uses a heating rod tip protruding from the heating rod in the pressing direction as a pressing surface.
本発明の第12の態様は、前記第1から第11のいずれかの態様において、前記冷却流体は空気であり、前記冷却流体供給手段は送風機である。 According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the cooling fluid is air, and the cooling fluid supply means is a blower.
本発明の第13の態様は、前記第1から第12のいずれかの態様において、さらに、前記ホルダーを支持して押圧方向に移動可能な押圧動作手段を備える。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, a pressing operation means that supports the holder and is movable in a pressing direction is further provided.
本発明の第14の態様は、前記第1から第13のいずれかの態様において、前記ホルダーには、当該ホルダーを押圧方向に付勢するバネが設けられ、当該バネの付勢力により前記カシメ対象を押圧する。 In a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the holder is provided with a spring that urges the holder in a pressing direction, and the caulking object is urged by the urging force of the spring. Press.
本発明は、一般のプラスチック部品の熱カシメ装置に広く適用することができるほか、例えばカテーテルチューブやその他の小型で精密なプラスチック部品の熱カシメ装置に適用することができる。 The present invention can be widely applied to general caulking devices for plastic parts, and can also be applied to caulking devices for, for example, catheter tubes and other small and precise plastic parts.
1 ホルダー
2 ホルダーキャップ
3 金属チップ
3a 押圧部
3b 壁部
3c 加熱棒
3e、3f フランジ
3s スリット
7 プラスチック部品
7a プラスチック部品のボス
8 金属板
9 冷却管
10、10a、10b リード線
10c 高周波誘導コイル
DESCRIPTION OF
上述した目的を達成するために、本発明に係る熱カシメ装置は、プラスチック部品の一部をカシメ対象としてカシメる熱カシメ装置であって、前記カシメ対象を直接押圧する押圧部、及び当該押圧部の中央部に前記カシメ対象を直接押圧する側と反対側に立設した中実の棒状をした加熱棒を有し、更に前記押圧部の外周から立設した壁部を有する金属チップと、前記金属チップの壁部の内側で前記加熱棒の周囲に巻装されたコイルと、前記コイルへ高周波電流を供給する電源とを有し、前記電源から前記コイルへ高周波電流を通電させて、当該コイルによる高周波誘導加熱により前記加熱棒を加熱する加熱手段と、前記加熱棒を冷却する冷却管と、前記冷却管へ冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、前記冷却管が前記加熱棒に向けて前記冷却流体を送り出すよう、前記金属チップ及び前記冷却管を保持するホルダーと、前記加熱手段及び前記冷却流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱手段により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させ、前記押圧部による前記カシメ対象の熱カシメ後には、前記冷却流体供給手段から前記冷却管へ冷却流体を供給して、前記加熱棒から前記押圧部を冷却する。 In order to achieve the above-described object, a thermal caulking apparatus according to the present invention is a thermal caulking apparatus that caulks a part of a plastic part as an object to be caulked, and a pressing part that directly presses the caulking object, and the pressing part A metal rod having a solid bar-like heating rod standing upright on the opposite side to the side directly pressing the caulking object , and further having a wall portion standing up from the outer periphery of the pressing portion, A coil wound around the heating rod inside the wall of the metal chip, and a power source for supplying a high-frequency current to the coil. Heating means for heating the heating rod by high-frequency induction heating, cooling pipe for cooling the heating rod, cooling fluid supply means for supplying a cooling fluid to the cooling pipe, and the cooling pipe facing the heating rod Above A holder for holding the metal tip and the cooling pipe and a control means for controlling the heating means and the cooling fluid supply means so as to send out the reject fluid, and the control means is configured to control the heating by the heating means. The pressing portion is heated from the rod, and after the caulking target is caulked by the pressing portion, a cooling fluid is supplied from the cooling fluid supply means to the cooling pipe to cool the pressing portion from the heating rod.
Claims (11)
前記カシメ対象を押圧する押圧部、及び当該押圧部の中央部に立設した加熱棒を有し、更に前記押圧部の外周から立設した壁部を有する金属チップと、
前記金属チップの壁部の内側で前記加熱棒の周囲に巻装されたコイルと、前記コイルへ高周波電流を供給する電源とを有し、前記電源から前記コイルへ高周波電流を通電させて、当該コイルによる高周波誘導加熱により前記加熱棒を加熱する加熱手段と、
前記加熱棒を冷却する冷却管と、
前記冷却管へ冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、
前記冷却管が前記加熱棒に向けて前記冷却流体を送り出すよう、前記金属チップ及び前記冷却管を保持するホルダーと、
前記加熱手段及び前記冷却流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記加熱手段により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させ、前記押圧部による前記カシメ対象の熱カシメ後には、前記冷却流体供給手段から前記冷却管へ冷却流体を供給して、前記加熱棒から前記押圧部を冷却する熱カシメ装置。 A heat caulking device that caulks a part of a plastic part for caulking,
A metal tip having a pressing portion for pressing the caulking object, and a heating rod erected at the center of the pressing portion, and further having a wall portion erected from the outer periphery of the pressing portion;
A coil wound around the heating rod inside the wall of the metal tip, and a power source for supplying a high-frequency current to the coil, and applying a high-frequency current from the power source to the coil, Heating means for heating the heating rod by high-frequency induction heating with a coil;
A cooling pipe for cooling the heating rod;
Cooling fluid supply means for supplying a cooling fluid to the cooling pipe;
A holder for holding the metal tip and the cooling pipe so that the cooling pipe sends out the cooling fluid toward the heating rod;
Control means for controlling the heating means and the cooling fluid supply means,
The control means heats the pressing portion from the heating rod by the heating means, and supplies a cooling fluid from the cooling fluid supply means to the cooling pipe after the caulking target is caulked by the pressing portion, A heat caulking device that cools the pressing portion from the heating rod.
前記加熱手段は、前記冷却管の先端部分の外周面に巻装されたコイルと、前記コイルへ高周波電流を供給する電源とを有し、
前記制御手段は、前記電源から前記コイルへ高周波電流を通電させて、当該コイルによる高周波誘導加熱により前記加熱棒から前記押圧部を加熱させる請求項1に記載の熱カシメ装置。 The holder holds the metal tip and the cooling pipe so that a tip portion of the cooling pipe covers the outer peripheral surface of the heating rod of the metal tip with a gap,
The heating means includes a coil wound around an outer peripheral surface of a tip portion of the cooling pipe, and a power source that supplies a high-frequency current to the coil.
The heat caulking device according to claim 1, wherein the control means causes a high-frequency current to flow from the power source to the coil and heats the pressing portion from the heating rod by high-frequency induction heating by the coil.
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された一以上の熱カシメ条件を読み出し、読み出した熱カシメ条件に応じて、前記冷却流体供給手段及び前記加熱手段を制御する請求項1又は2のいずれかに記載の熱カシメ装置。 Furthermore, a storage means for storing a heat caulking condition including at least a value related to the heating means and a value related to the flow rate of the cooling fluid is provided,
The control means reads out one or more heat caulking conditions stored in the storage means, and controls the cooling fluid supply means and the heating means according to the read heat caulking conditions. The heat caulking device according to 1.
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