JP2863268B2 - ２個の重ねた結合要素間に入れた接着剤の加熱により重合を実施するための方法および装置 - Google Patents

２個の重ねた結合要素間に入れた接着剤の加熱により重合を実施するための方法および装置

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JP2863268B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱および圧力の適用により、各々の重ねた
結合した機械要素、典型的に熱硬化性樹脂材料から製造
された自動車ボディードアの部品の内部および外部パネ
ルの各々の表面の重ねた部分間に入れた接着剤物質の重
合を実施するための装置に関する。本発明は、さらに、
前記装置で実施され得る、互いに固定している２個の重
ねた結合した要素のための接着剤物質の重合方法に関す
る。樹脂材料から製造された自動車ドアの部品、例えば
自動車のドアもしくはテールゲートは、ドア要素の内部
パネルおよび外部パネルを成形し構成することにより得
られる２個（もしくは以上）の成形要素を一緒に重ね固
定することにより得られ；この固定は、特に、熱硬化性
樹脂および／または他の樹脂から製造された複合材料パ
ネルの場合に、それらを一緒に接着することにより実施
され、パネル間の接続エッジに沿って広がる接着剤物質
の連続ビード（もしくはスポット）があり、それからこ
れらを重ね、最後に接着剤物質の重合（結果として起る
結合の成就をともなう）を実施するということが公知で
ある。この重合は、一般に熱および圧力の同時作用によ
り得られ；熱は接着剤の架橋プロセスを促進するのに役
立ち；圧力は互いに粘着する接着エッジを、接着剤が定
着するまで維持するのに役立つ。
重合に必要な圧力および熱は、要素間、樹脂材料から
製造された、そのうちの１個が荷重、または装置を締
め、次に要素がそっくりそのまま熱い空気の流れによる
接着剤の重合温度（150゜−180℃）まで加熱されるトン
ネル炉を通すためにかように“サンドイッチ”を形成さ
せる圧力を供給される２個の型間に入れた接着剤で固定
されすでに結合されている要素を締めることにより一般
に供給される。このやり方の方法は、しかし、不利益が
ないわけではない;1番目に、トンネル炉は大きな寸法
（20メートルを越える）および高いコストを有し；さら
に、かなりの熱損失、ならびに、なかんずく、接着され
る両方の要素および接着剤に熱を与える必要性による非
常に高いエネルギー消費があり；最後に、操作のために
必要な時間は比較的長く（９分以上）、このことは、重
合後、接着要素を、手操作するために、および、なかん
ずく、接着の次の静電塗装方法を実施するのに必要な電
気伝導ペイントもしくは“プライマー”を適用するため
に両方を冷却する（結果としてかなりのサイクル時間の
増加をともなう）ために待つことが必要である。
本発明の目的は、すばやく、エネルギーの低消費およ
び小さい寸法で接着剤の重合を実施するための装置およ
び関連する方法を提供することである。
前記目的は、本発明により達成でき、本発明は、重ね
合わせて結合されたそれぞれの機械要素のそれぞれの対
向面部分の間にある接着性物質を熱および圧力の印加に
より重合するための装置であって、 前記装置は金型およびプレッサーデバイスを含み、前
記プレッサーデバイスは前記金型に対向しており、且
つ、所定の圧力で前記金型に対して変位可能であり、前
記金型およびプレッサーデバイスは前記機械要素の前記
対向面の形状と適合したそれぞれの対面領域を含み、且
つ、内部加熱領域を具備しており、前記金型の前記加熱
領域は強固に固定されており、且つ、前記プレッサーデ
バイスの前記加熱領域は、弾性ひずみ（biasing）手段
の作用に抗して、互いに独立に軸方向にスライド可能で
ある、それぞれのロッドにより保持されたそれぞれのブ
レードによって画定されていることを特徴とする装置に
関する。
本発明は、更に、重ねられて結合された機械要素の各
々の重なり対向面部分の各々の間に配置された接着性物
質を重合するための方法であって、 以下の工程、 −前記要素の前記対向面部分を、所定の圧力で金型およ
びプレッサーデバイスの各々の領域の間で型締めする工
程、ここで、前記金型およびプレッサーデバイスは前記
部分の輪郭に適合しており、且つ、内部加熱デバイスを
具備しており、前記金型の加熱領域は強固に支持されて
おり、プレッサーデバイスの加熱領域は互いに独立に弾
性的に支持されている、 −前記型締め工程と同時に、前記領域に前記加熱デバイ
スの手段により熱エネルギーを導入する工程、ここで、
導入される熱は各領域において互いに異なり、且つ、前
記要素の前記対向面部分およびその間に配置された接着
性物質を所定の温度に上げるために十分な量である、お
よび、 −各々の加熱領域の温度の値の連続的な検知および各々
の加熱デバイスの調節によって、所定の時間、前記所定
の温度に維持する工程、 を含むことを特徴とする方法に関する。
本発明のより良い理解のために、実施例の限定的でな
い説明を、今、添付図面を参照して与える。
添付図面を参照して、参照数字１は、一般に、要素自
体を安定に永久に結合させて単一の要素、特に自動車の
ためのドアボディー要素５を形成することとなるよう
に、２個の重ねた結合させた機械要素３および４間に入
れた接着剤物質２に熱および圧力を導入することにより
重合を実施するための装置を示し；説明例において、要
素５はテールゲートであり、部品要素3,4は熱硬化性合
成樹脂を成形することにより公知の方法で得られる複雑
な成形品の各々の一体式のパネルにより構成され；これ
らの要素3,4を、公知の方法で、それらの各々の反対の
周辺部分6,7のまわりに、連続もしくは不連続ビードの
形で、または、単に、実質的に一定間隔で間を空けたス
ポットでそれらの間に入れた接着剤物質２でこれらを重
ねて互いに面させることにより前もって結合させる。次
に、かようにして結合させた２個の要素を、手操作でま
たは例えば、例えば内部周辺部分７で要素3,4を締める
のに適したつかみペンチを備えた公知のタイプのロボッ
ト操作装置の助けで、それらを運搬の際一緒に保つこと
となるように装置１で運搬する。
装置１は、接着剤を付着させたアセンブリーステーシ
ョンおよび次の終わった要素のための塗装ステーション
間に置いた限定しない説明例における、真に独立した作
業ステーションを構成することとなるように形成され；
装置１は、本質的に、装置１の下部の限界を決め、下部
要素３のような形のくぼみ11、ならびに装置12を型10に
対して、２番目の半型により働かされるそれと前もって
決めた同じ圧力値で締めることができることとなるよう
に上に置かれ型10に面しプレス装置12と置換えられるプ
レス装置12を備えた説明例で、中に置いた結合要素3,4
を受取ることができることとなるような形の、金属材料
好ましくはアルミニウムの公知の方法で製造された型10
を含み；型10は、装置12が、適当な油圧の機械的運転手
段で結合され、例えば、ベース15に硬く固定した支持フ
レーム構造により支持された、公知であって簡単のため
に示してない各々のガイドに沿ったベース15に垂直に動
くために取付けられたキャリジ16に硬く固定してあるの
に対して、ベース15上に置換え可能な方法で固定して支
持してあり；例えば、支持フレーム構造に関連しおよび
運転手段に関連したキャリジ16およびベース15は、型10
および装置12を受取るのに適した寸法の、簡単のために
示してない、どんな公知のタイプのプレスの部分でも形
成してよい。
このプレッサーデバイスは支持フレーム20（適切な捨
て孔を具備したプレートにより画定された、例示した例
において）を含み、このフレームは、いずれかの便利な
方法により、例えば、各々の孔25を通して４個のボルト
の手段（図示していない）により、キャリッジ16に固定
されており、そして、金属製、好ましくはアルミニウム
製の複数のブレードを含み、このブレードは各々のロッ
ドの断面に対して下方に保持されており、且つ、各々の
ロッドからから突出しており、ロッドはフレーム20によ
り保持されており、ロッドは、弾性ひずみ手段23の作用
に抗して、互いに独立に軸方向にスライド可能である。
詳細には、ブレード21は、ロッド22から吊るされ、そし
て、くぼみ11と組み合わされて一体の形状を有するか、
または、要素４の部分６および７と実質的に同一の形状
である、環状輪郭24（図２）を形成するような形状で配
置されており、それにより、デバイス12を金型10（図
１）に向かって下げたときに、重ねられた要素３、４を
収納するようになっているキャビティーをくぼみ11とと
もに画定する。本発明によると、ブレード21は、各々取
り外し可能であるように（交換可能であるように）少な
くとも１対のロッドにより各々保持されており、各々の
取り外し可能なピン31の手段により、適切な形状のロッ
ドの下側末端30に枢軸取り付けされている。ロッド22は
フレーム24に画定して保持されている各々のガイドブッ
シュ32内にスライド可能に取り付けられており、そして
各々のロッド22はフレーム20の各々のシート36内に、所
定の軸方向の遊び（例えば、約3mm）を有して、収納さ
れた、各々の軸ショルダー34および35を構成する１対の
対向面を具備した上側末端33を有し、前記弾性ひずみ手
段23もシート36に収納されており、シート36の底壁38と
末端33と間にあり、この弾性ひずみ手段は特定の例示に
おいて、コイルバネで構成されており、その対向末端は
ロッド22の末端33およびスクリュー40のストローク末端
で各々係合しており、スクリュー40は各々のシート36の
底壁を通してスクリュー締めされ、そして、スプリング
23をスクリュー締めしてスプリング23を追加的に圧縮し
て、予備荷重をその上に生じさせることにより、ロッド
22のストーク比較して、スプリング23の見かけの剛性を
変更するように作用する。
本発明によると、デバイス12および金型10は、結合さ
れる要素３、４の部分６、７の形状に適合する対向面領
域をそれぞれ含み、そして、デバイス12および金型10
は、それらが内部加熱デバイスを具備していることによ
り加熱され、デバイス12の加熱領域はブレード21により
画定されており、金型10の加熱領域は、周囲縁を画定し
ている、くぼみ11に隣接しているそれぞれの隣接部分41
（図11）により構成されており、そしれそれ故、金型10
により定位置に強固に支持されており、例示の態様にお
いて、前記加熱デバイスは、既知のタイプの外装電気抵
抗体でそれぞれ構成されており、その各々はそれぞれブ
レード21または部分41中に形成されたキャビティー中に
取り外し可能に収納されており、これらのキャビティー
はその開口部で平らに埋め込まれて取り付けられた、各
々の固定ブロック46により閉止されている。更に、抵抗
体44を収納しているキャビティーに近接して、各々の温
度センサー48（例えば、熱電対により構成されている）
が配置されており、この温度センサーは各々接続された
加熱領域21、41の即時温度を検知するようになってい
る。
電気抵抗44および温度センサー48は、本発明により、
他の要素50とは独立に各々のコントロール要素50に対し
て前もって設定し得る前もって決めた温度で各々の加熱
領域21,41を維持するために１個が各々の加熱領域21,41
に対して適合する、複数の温度コントロール要素50に基
づく、“フィードバック”温度調節システムの部品を形
成し；例えば、本質的に温度調節器として機能する要素
50は、PLCに基づくプログラム可能電子モジュールでつ
くられている。好ましくは、さらに、装置１は、また、
例えば、コントロール要素50を制御するのに適したマイ
クロプロセッサーである、コントロール要素50がデータ
ライン61により接続されている中央コントロールユニッ
ト60を含む。
いったん、要素3,4が表面部分6,7間に入れた接着剤２
で接合されると、それらは、型10上で優しくくぼみ11に
押えられる。この目的のために、型10および装置12は、
間をあけて維持され、型10は、くぼみ11に相当して、位
置決めおよびレリースの操作の際、要素3,4に対する可
能なロボットマニプレーター装置のペンチの収容するの
に適した各々のキャビティ70を備えている。次に、接着
剤重合操作を、下記のように操作することにより実施す
る。
第一に、装置12を、間に接着剤２が置かれる、接合さ
れる要素の周辺部分6,7が、ブレード21およびくぼみ11
間（特に、その周辺部分41）で締められるまで、キャリ
ジ20を下げることにより、型10に近ずけ；キャリジ20を
下げる操作を、部分6,7を、型10に対して前もって決め
た圧力値で締めるとすぐに、止め；締める段階と同時
に、熱エネルギーを、領域21,41へ抵抗44によって、重
ねた要素3,4の部分6,7ならびにそれらの間に置かれた接
着剤物質２の温度を、前もって決められる温度まで上げ
ることとなるように、領域から領域へ異なる量で導入
し；事実、この段階の際、抵抗44により発生した熱は、
伝導により、第１図の矢印により示されるように、アル
ミニウム製である両者とも熱の良導体であるブレード21
および部分41を通って、それらが局所的に部分6,7を加
熱し、接着剤２を架橋させるために接着剤２に入り込む
まで、移動し；加熱段階の際、抵抗44により発生した熱
は、抵抗44が加熱領域に非常に近く置かれているという
理由で、接着剤２によりほとんど全部吸収され；要素3,
4のマス中におそらくは分散される熱は、しかし、また
はアルミニウム製である型10の残りの部分によりすみや
かに分散されるという理由で、これらの要素3,4の全体
の温度を上げはしない。この加熱段階を、各々の加熱領
域21,41を、前もって決めた温度で接着剤２の重合を完
成するのに十分な時間、維持することとなるように続
け；今度は、与えられた熱の高い局所化は、普通のおよ
そ数分（２〜３）であり、各々の組の表面領域21,41で
の所望の温度の維持を、本発明により、センサー48によ
り実施された各々の加熱領域21,41での温度の値の連続
検出、ならびに次の関連するプログラム可能コントロー
ラー50により実施される、各々の加熱装置44により発生
した熱の適当な調節により、得る。
実質的に、すみやかに隣接する組の領域21,41、個々
の組の加熱領域21,41により締められた部分6,7の各々の
セクションの温度を変えて、重大に個々の組の表面領域
21,41により発生した熱を防ぐ、接着剤２により直接に
吸収されたわけではない熱が付されるすみやかな分散お
よび得られた強い熱の局所化を、この段階の間、隣接す
るセクションと同じ高さのものとは異なる前もって決め
た温度で維持し得；同様に、部分6,7のいくつかのセク
ションの温度を接着剤２の重合のための最適値（150゜
−180℃）より下に下げる傾向のあるありうる局所化分
散は、これらの領域中の抵抗44により発生した熱の流れ
を増加させることにより補い得る。この熱流れを、各々
の抵抗44をオンおよびオフに次々とスイッチすることに
より得られた“オン−オフ”タイプのコントロールによ
りプログラム可能なコントローラー50により調節し、さ
もなければ、より複雑な方法で、例えば、連続タイプの
コントロールでかようにして得る抵抗44への供給電圧を
変化させることにより、得得る。接合される要素の部分
6,7を締める各々の組の表面領域21,41を維持しなければ
ならない最適温度を、各々のタイプの要素3,4につい
て、実験的に決定し、次に、その組の領域21,41の抵抗4
4をコントロールするコトローラー50を設定する。いっ
たん、接着剤２の重合のために必要な時間が過ぎると、
抵抗44を電流を切り、装置12を、その間に形成した一体
式の要素５をレリースする型10から除去し；これは、燃
焼の危険なく運転員により（もしくはロボットにより）
手で除去され、次の塗装操作のためにすぐに送られ得る
ように、実質的に周囲温度でである。
説明したことから、本発明に関係する実益が明らかで
あり；装置１は、非常に構造上簡単、低コストおよび小
さい寸法であり；トンネル炉を用いる必要性は、なくな
り；サイクル時間は、現在の値の少くとも1/4に減少し
（重合単独の操作は、トンネル炉中で必要な９分以上に
比較して約３分で実施される）、熱に減少したマスを与
えたエネルギー消費は、現在の値の分数に減少する。完
成した加工物を、操作の終りに、容易に、用心せずに扱
われすぐに塗装のために送られ得るように実質的に周囲
温度（もしくはわずかに上）で得；最後に、同じ装置１
で、異なる形およびタイプの要素を処理することが可能
であり；この目的のために、操作が短い時間で容易にお
よび簡単に成就され得る型10およびブレード21を置換
え、プログラム可能コントローラー50を適当な値に再設
定することが十分である。この後者の操作を、あるとき
には、中央コントロールユニット60により、例えば、接
合される要素のタイプの表すコードをそこへ導入するこ
とにより、自動的に実施する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、製品を形成するプロセスの段階の際の本発明
による装置の横断面図および側面図であり； 第２図は、残りの半分が対称である、第１図の装置の１
番目の要素の下半分からの平面図であり；および 第３図は、他の半分が対称である、第１図の装置の２番
目の要素の上半分からの平面図である。 符号の説明 １……重合を実施する装置 ２……接着性物質 ３……機械要素 ４……機械要素 ５……ドアボディー要素 ６……対向周囲部分 ７……対向周囲部分 10……金型 11……くぼみ 12……プレッサーデバイス 15……ベース 16……キャリッジ 20……フレーム 21……ブレード 22……ロッド 23……弾性ひずみ手段 24……環状輪郭 25……孔 30……ロッドの下側末端 31……取り外し可能なピン 32……ガイドブッシュ 33……ロッドの上側部分 34……ショルダー 35……ショルダー 36……シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−174218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−225615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−179873（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−89876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−36409（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09J 5/06 B60J 5/00 - 5/14 B30B 15/34 B29C 65/02,65/52

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重ね合わせて結合されたそれぞれの機械要
    素のそれぞれの対向面部分の間にある接着性物質を熱お
    よび圧力の印加により重合するための装置であって、 前記装置は金型およびプレッサーデバイスを含み、前記
    プレッサーデバイスは金型に対向しており、且つ、所定
    の圧力で前記金型に対して変位可能であり、前記金型お
    よびプレッサーデバイスは前記機械要素の前記対向面の
    形状と適合したそれぞれの対面領域を含み、且つ、内部
    加熱領域を具備しており、前記金型の前記加熱領域は強
    固に固定されており、且つ、前記プレッサーデバイスの
    前記加熱領域は、弾性ひずみ（biasing）手段の作用に
    抗して、互いに独立に軸方向にスライド可能である、そ
    れぞれのロッドにより保持されたそれぞれのブレードに
    よって画定されていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】前記金型および前記ブレードは金属製であ
    り、前記金型は前記重ね合わされた機械要素のうちの片
    方と適合する形状の少なくとも１個のくぼみを具備して
    おり、且つ、前記ブレードは、前記ロッドから吊るさ
    れ、そして前記くぼみと組み合わされて全体の形状を有
    する環状輪郭を形成するような形状で配置されることを
    特徴とする、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記金型の前記加熱領域が前記くぼみと隣
    接した各々の部分により構成されることを特徴とする、
    請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記ブレードが、前記ロッドの少なくとも
    １対により各々保持されており、各々の取り外し可能な
    ピンの手段によりロッドの第一末端に枢軸取り付けされ
    ていることを特徴とする、請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】前記ロッドが共通の支持フレームにより保
    持されており、フレーム自体に固定して保持された各々
    のガイドブッシュの間にスライド可能に取り付けられて
    おり、各々のロッドは第一末端と反対側に第二末端を有
    し、且つ、フレームの各々のシート内において、所定の
    軸方向の遊びを有して、収納された対向した１対の軸シ
    ョルダーを具備しており、各々のロッドの前記第二末端
    と各々のシートの底壁の間にバネが配置されていること
    を特徴とする、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】各々の前記シートの底壁を通してスクリュ
    ーが埋め込まれており、前記バネが前記スクリューと接
    触して取り付けられていることを特徴とする、請求項５
    記載の装置。
  7. 【請求項７】加熱デバイスが各々電気抵抗体により構成
    されており、その各々が、前記加熱領域に接続されたキ
    ャビティー内で取り外し可能に収納されており、前記キ
    ャビティーはキャビティーの開口部で平らに埋め込まれ
    て取り付けられた取り外し可能なブロックにより閉止さ
    れており、各々接続された加熱領域の温度を検知するよ
    うに作用する、各々の温度センサーが配置されており、
    前記電気抵抗体および前記温度センサーは各々の前記加
    熱領域のための各々の温度制御要素に連結されており、
    前記制御要素の各々に対して、他の制御要素とは独立に
    設定されることができる所定の温度に各々の加熱領域を
    維持するようになっていることを特徴とする、請求項１
    〜６のいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】前記制御要素を指揮するようになっている
    中央制御ユニットを含むことを特徴とする、請求項７記
    載の装置。
  9. 【請求項９】前記金型および前記ブレードがアルミニウ
    ム製であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか
    １項記載の装置。
  10. 【請求項１０】重ねられて結合された機械要素の各々の
    重なり対向面部分の各々の間に配置された接着性物質を
    重合するための方法であって、 以下の工程、 −前記要素の前記対向面部分を、所定の圧力で金型およ
    びプレッサーデバイスの各々の領域の間で型締めする工
    程、ここで、前記金型およびプレッサーデバイスは前記
    部分の輪郭に適合しており、且つ、内部加熱デバイスを
    具備しており、前記金型の加熱領域は強固に支持されて
    おり、プレッサーデバイスの加熱領域は互いに独立に弾
    性的に支持されている、 −前記型締め工程と同時に、前記領域に前記加熱デバイ
    スの手段により熱エネルギーを導入する工程、ここで、
    導入される熱は各領域において互いに異なり、且つ、前
    記要素の前記対向面部分およびその間に配置された接着
    性物質を所定の温度に上げるために十分な量である、お
    よび、 −各々の加熱領域の温度の値の連続的な検知および各々
    の加熱デバイスの調節によって、所定の時間、前記所定
    の温度に維持する工程、 を含むことを特徴とする方法。
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