JP3440275B2 - 合成樹脂製中空部材の接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、高周波電流を利用して
合成樹脂製の中空部材を接合する接合装置及び該接合装
置に使用可能な治具に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えば自動二輪車のエアークリー
ナ、電気機器等の各種ダクト等は、合成樹脂を成形する
ことによって、複数に分割された例えば円筒状の中空部
材によって形成され、この分割された各中空部材を接合
することによって所定の形状を得ている。そして、この
ような中空部材を接合する装置としては、例えば実公昭
６３−３４９０８号公報に開示のものが知られている。
この装置は、合成樹脂製のケース本体の上端接合面に凹
溝を設け、この凹溝に金属ワイヤーを装着すると共に、
キャップの接合面に凸状を設け、この凸状を上記凹溝に
嵌入させ、金属ワイヤーを高周波発熱させることによ
り、ケースとキャップとを接合している。この接合に際
しては、ケースとキャップを位置決めする必要があるた
め、ケースとキャップをそれぞれ所定の治具にセットし
て接合している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置にあ
っては、良好な接合強度が得られるものの、接合作業の
作業性が劣るという問題点があった。即ち、ケース、キ
ャップ等の中空部材は、それぞれ治具によって位置決め
された状態で接合されるため、例えば、機種の変更や設
計変更等により、両中空部材が同じ形状でもその位置決
めが若干異なる場合、あるいはどちらか一方の中空部材
に、例えば凸部を付加して形状を異ならせた場合等に
は、それぞれ専用の治具が必要となり、この治具を接合
装置に一々セットしなければならず、接合作業の作業性
が劣ることになる。そこで本発明は、このような事情に
鑑みてなされたもので、汎用性の高い治具を使用するこ
とにより、接合作業の作業性を向上させて生産コストを
低減し得る、合成樹脂製中空部材の接合装置及び該装置
に使用可能な治具を提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明の合成樹脂製中空部材の接合装置は、合成樹
脂製の一対の中空部材をそれぞれ支持する下受け部及び
上受け部と、前記中空部材の接合部分を包囲するように
配設されると共に複数に分割された加熱コイルとを有す
る治具が着脱可能に配設され、前記上受け部に所定の圧
力を加えつつ前記加熱コイルに高周波電流を供給して、
一対の中空部材の端面を接合する接合装置において、前
記下受け部は、凹部もしくは凹溝に球体が回転可能に配
置された円盤と、該円盤上に配設されその下面に前記球
体の一部が嵌入する凹溝もしくは凹部が形成された回転
円盤と、該回転円盤の上方に配設されて前記中空部材の
少なくとも一方をガイドするガイド円盤と、下受け部を
前後方向に移動させる操作部材とを備え、前記円盤、回
転円盤及びガイド円盤により水平面内で回転可能に配設
されると共に前記操作部材の操作により前後方向に移動
可能に配設され、前記複数に分割された加熱コイルは、
前記ガイド円盤の上方に配設された円弧部と、該加熱コ
イルの少なくとも一つを前後方向に移動させるコイル移
動装置とを備え、その少なくとも一つが前後方向に移動
可能に配設されていることを特徴とする。 【０００５】 【作用】本発明の合成樹脂製中空部材の接合装置によれ
ば、該装置に着脱可能に配設される治具の下受け部に一
方の中空部材をセットし、この中空部材上に他方の中空
部材をセットする。そして、上受け部で、他方の中空部
材を所定圧力で押圧しつつ、接合部分に配設した加熱コ
イルに高周波電流を供給する。この高周波電流により中
空部材の接合部の樹脂が溶融して、両中空部材を接合さ
せる。下受け部は回転可能に配設され、該部材を回転さ
せることにより、両中空部材の位置決めが容易になる。
また、下受け部及び加熱コイルの一部を前後方向に移動
することにより、中空部材を容易にセット及び取り外し
できる。また、本発明の治具によれば、接合すべき一対
の中空部材の治具へのセット及び取り外しは、回転円盤
を回転させると共に、加熱コイル及び回転円盤を前後方
向に適宜移動させつつ行う。従って、一対の中空部材の
位置決め位置が変更になつた場合でも、中空部材に凸部
等が付加されて形状が変更になった場合等でも、一つ治
具を使用して接合することができ、汎用性の高い治具が
得られる。 【０００６】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１、図２は、本発明に係わる接合装置
の正面図及び側面図を示している。図において、接合装
置１は、キャスター２によって移動可能なフレーム３を
有し、このフレーム３上には、下プレート４を介してゲ
ート５が立設されている。ゲート５の上桁５ａにはシリ
ンダー６が配設され、このシリンダー６のシャフト６ａ
の下端には、上プレート７が固定されている。この上プ
レート７の両端部には、一対のガイドシャフト８ａ、８
ｂか貫通配置され、このガイドシャフト８ａ、８ｂの上
下端部は、上記ゲート５の上桁５ａ及び下プレート４に
それぞれ連結されている。上記下プレート４の後部に
は、給電ボックス９が配設され、この給電ボックス９に
は、接合部９ａ、シリンダ１０ａ、１０ｂ、接続板１１
ａ、１１ｂ等が設けられている。この給電ボックス９の
接続板１１ａ、１１ｂは、例えばトランジスタインバー
タ等からなる高周波発生器１２に電気的に接続されてい
る。また、給電ボックス９の各接続板１１ａ、１１ｂ等
の表面には、図示しない銅製のパイプがロウ付け等によ
り固定されており、このパイプに、上記高周波発生器１
２から冷却水が供給・循環され、接続板１１ａ、１１ｂ
等の通電時の発熱が防止されている。 【０００７】上記下プレート４と上プレート７には、そ
れぞれ４個のエアークランプ１３が配設され、このエア
ークランプ１３によって、上下のプレート４、７間に治
具１４がセットされる。この治具１４は、図３に示す如
く構成されている。即ち、治具１４は、プレート１５上
に配設される下受け部１６と、加熱コイル１７と、上受
け部１８等を有し、絶縁板１９ａ〜１９ｄで包囲された
ケース１９内に収容配置されている。上記下受け部１６
は、プレート２０上に固定された円盤２１と、この円盤
２１上に回転可能に配設される回転円盤２２と、この回
転円盤２２上に４個の支柱２３を介して配設されるガイ
ド円盤２４等からなる。上記円盤２１の上面には、図４
及び図５に示すように、８個の球状の凹部２１ａが配設
され、この凹部２１ａ内には金属球２５の下部が回転可
能に収容されている。また、上記回転円盤２２の下面に
は、凹溝２２ａが設けられ、回転円盤２２を円盤２１上
に載置した時に、凹溝２２ａに上記金属球２５の上部が
嵌入するようになっている。この金属球２５の回転動作
により、回転円盤２２は円盤２１上で３６０度転するこ
とになる。なお、円盤２１と回転円盤２２は、その中心
部に設けた貫通孔２１ｂ、２２ｂに、固定部材２６を嵌
入させ、この固定部材２６のネジ部にボルト２７を螺合
させることにより、一体的に連結されている。また、上
記支柱２３の上下は、図示しないネジによって、回転円
盤２２及びガイド円盤２４に固定されている。上記ガイ
ド円盤２４には、図５に示すように、接合すべき中空部
材２８が嵌装されるガイド孔２４ａが穿設されている。 【０００８】この下受け部１６が固定されているプレー
ト２０の前面（図３において右側）には、駆動棒２８の
一端が固定され、この駆動棒２８の他端には、コイルバ
ネ２９を介して操作棒３０の一端が連結されている。こ
の操作棒３０は、上記ケース１９の側壁１９ｃに穿設し
た孔に摺動自在に嵌装され、その他端には操作球３０ａ
が固定されている。また、上記プレート２０は、ガイド
レール３１ａ、３１ｂ上に移動可能に配設されている。
これにより、上記操作球３０ａをコイルバネ２９の付勢
力に抗して図３の矢印イ方向に引っ張ると、プレート２
０が下受け部１６と一体になって矢印ロ方向に移動す
る。そして、操作球３０ａの引っ張り力を解除すると、
下受け部１６等はコイルバネ２９の付勢力によって元の
所定位置、即ち加熱コイル１７と所定の位置関係になる
位置に戻ることになる。 【０００９】上記加熱コイル１７は、ケース１９の上面
開口部に配設され、それぞれ円弧部を有する３個の平板
状の銅板１７ａ〜１７ｃからなる。これらの銅板１７ａ
〜１７ｃの上面端部には、銅製のパイプ３２ａ〜３２ｃ
がそれぞれ固定され、各パイプ３２ａ〜３２ｃの両端部
には、ホースコネクタ３３がそれぞれ固定されている。
銅板１７ａ、１７ｂの前端部及び銅板１７ｃの後端部に
は、接続導体３４ａ〜３４ｄが固定されている。また、
銅板１７ｃは、前後方向に移動可能に配設されると共
に、その前端部には、連結部材３５を介してシリンダ３
６が連結されている。このシリンダ３６の作動により、
銅板１７ｃが矢印ハの如く移動して、接続導体３４ｃが
接続導体３４ａに、また接続導体３４ｄが接続導体３４
ｂにそれぞれ接触する。上記銅板１７ａ、１７ｂは、接
続板３７ａ、３７ｂに接続され、この接続板３７ａ、３
７ｂは、ケース１９の側面１９ａ部に配設された取付板
３８ａ、３８ｂに固定されている。そして、この接続板
３７ａ、３７ｂが、上記給電ボックス９の接合部９ａに
挿入され、上記シリンダ１０ａ、１０ｂの作動により、
該シリンダ１０ａ、１０ｂに連結された図示しない押圧
板が接続板３７ａ、３７ｂを押圧することにより、加熱
コイル１７と給電ボックス９とが電気的に接続される。
なお、上記シリンダ３６は、治具１４のプレート１５上
に配設された操作部材３９を操作することによって作動
する。上記上受け部１８は、プレート３９と、該プレー
ト３９の下面に固定されたガイド部材４０等を有し、該
ガイド部材４０の下端には、銅製のパイプ４１が一周巻
回されている。このパイプ４１は、ガイド部材４０の側
壁に沿って上方に延び、その両端部にホースコネクタ４
２がそれぞれ固定されている。そして、この上受け部１
８のガイド部材４０には、接合すべき他方の中空部材４
３が嵌装される。なお、この上受け部１８は、治具１４
が接合装置１にセットされていない状態においては、４
本の支持棒４４によってプレート１５上に支持されてい
る。 【００１０】次に、この接合装置１の使用方法の一例に
ついて説明する。まず、上記治具１４を接合装置１の正
面から下プレート４上に載置し、該下プレート４に配設
したガイド等を利用して後方に押す。治具１４が押され
ると、上記接続板３７ａ、３７ｂが給電ボックス９の接
合部９ａに挿入され、シリンダ１０ａ、１０ｂの作動に
より、加熱コイル１７と給電ボックス９とが電気的に接
続される。また、治具１４の各ホースコスネクタと、給
電ボックス９の図示しない各ホースコネクタ等とをホー
スで連結する。そして、シリンダ６を作動させて、上プ
レート７を上受け部１８のプレート３９に接触するまで
下降させ、エアークランプ１３で、プレート３９を上プ
レート７に、またプレート１５を下プレート４にそれぞ
れ固定する。そして、上プレート７を上昇させて上記支
持棒４４を取り外す。この状態で、上受け部１８は、シ
リンダ６の作動により上下動することになる。次に、一
方の中空部材２８を下受け部１６にセットすると共に、
この中空部材２８の上部接合面に、他方の中空部材４３
を載置する。なお、この時、中空部材２８と４３との位
置決めは、中空部材２８等を手動で所定角度回転させな
がら、あるいは操作球３０ａを適宜操作しながら行う。 【００１１】この状態で、シリンダ６を作動させて、上
受け部１８のガイド部４０を中空部材４３内に嵌入させ
ると共に、該中空部材４３を中空部材２８に所定の圧力
で押圧する。そして、操作部材３９を操作してシリンダ
３６を作動させ、銅板１７ｃを矢印ハ方向に移動させ、
銅板１７ａ、１７ｂに接触させる。これにより、各銅板
１７ａ−１７ｃ−１７ｂが電気的に導通し、単巻状の加
熱コイル１７が形成される。加熱コイル１７が形成され
たら、高周波発生器１２を作動させ、高周波電流を給電
ボックス９等を介して加熱コイル１７に供給すると共
に、各パイプに冷却水を供給する。これにより、例えば
中空部材２８、４３の接合部に配設した導電性部材を介
して該接合部が加熱されて溶融し、両者が接合される。
この時、加熱コイル１７の誘導電流により、上記ガイド
部材４０のパイプ４１も加熱され、接合部の内外から加
熱されることになる。両中空部材２８、４３の接合が終
了したら、シリンダ６を作動させて、上プレート７を上
昇させ、ガイド部材４０を中空部材４３から抜き出すと
共に、操作部材３９を操作して、シリンダ３６を作動さ
せて銅板１７ｃを前方に移動させる。そして、例えば操
作球３０ａを操作して、下受け部１６を所定位置まで引
っ張り、接合された中空部材２８、４３を上方に取り出
す。そして、次の中空部材２８、４３をセットして、上
記と同様の接合作業を行う。なお、上記の一連の動作
は、例えば、高周波発生器１２部に配設した制御装置に
よって、シーケンス制御される。 【００１２】このように、上記実施例によれば、治具１
４の下受け部１６が、水平面で３６０度回転可能でかつ
前後方向に移動可能であり、銅板１７ｃも前後方向に移
動可能であるため、中空部材２８のセット及び取り外し
が容易となり、特に、中空部材２８、４３に凸部が存在
する場合であっても、セット及び取り外し等を容易に行
うことができる。また、例えば中空部材４３の設計変更
等により、該部材４３と中空部材２８との位置決め位置
が変更になった場合でも、下受け部１６を所定角度回転
させて位置決めすることができると共に、中空部材２
８、４３は、３６０度どの位置においても接合すること
ができる。これにより、接合作業の作業性を大幅に向上
させることができ、生産コストの削減等が図れる。ま
た、治具１４は、上述したように汎用性が著しく向上
し、製品毎に新しい治具を製作する必要もなくなり、一
層の生産コストの低減が図れる。さらに、治具１４は、
接合装置１の下プレート４に載置して後方に押し込み、
シリンダ１０ａ、１０ｂを作動させるだけで、給電ボッ
クス９との電気的な接続を行うことができ、治具１４の
セット及び取り外しを容易に行うことができる。またさ
らに、下受け部１６は、円盤２１に配設した金属球２５
を回転円盤２２の凹溝２２ａに嵌入させるという簡単な
構成で、回転円盤２２を回転させることができ、下受け
部１６の組み付け及び保守点検を容易に行うことができ
る。 【００１３】なお、上記実施例においては、一対の中空
部材２８、４３が円筒状である場合について説明した
が、本発明はこれに何等限定されず、例えば断面楕円形
状の中空部材でもよいし、断面方形状の中空部材でもよ
く、合成樹脂製のあらゆる中空部材に適用できるもので
ある。また、上記実施例の治具１４においては、円盤２
１の上面に凹部２１ａを設け回転円盤２２の下面に凹溝
２２ａを配設したが、例えば円盤２１の上面に凹溝を設
け回転円盤２２の下面に凹部を設ける構成としてもよい
ことはもちろんである。さらに、上記実施例における加
熱コイル１７の形状、下受け部１６、上受け部１７の構
成等は一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々変更可能であることは言うまでもない。 【００１４】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の合成樹脂
製中空部材の接合装置によれば、中空部材のセット及び
取り外しが容易となり、接合作業の作業性が向上して生
産コストの低減が図れる。また、治具自体の汎用性を高
めることができて、種々の形状の中空部材に対応するこ
とができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係わる合成樹脂製中空部材の接合装置
の正面図 【図２】同側面図 【図３】同治具の一部を破断した分解斜視図 【図４】同下受け部の分解斜視図 【図５】同下受け部の断面図 【符号の説明】 １ ： 接合装置 ４ ： 下プレート ６ ： シリンダ ７ ： 上プレート ９ ： 給電ボックス １４ ： 治具 １６ ： 下受け部 １７ ： 加熱コイル １８ ： 上受け部 ２１ ： 円盤 ２２ ： 回転円盤 ２４ ： ガイド円盤 ２５ ： 金属球 ２８、４３ ： 中空部材 ３６ ： シリンダ ４０ ： ガイド部材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/82

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】合成樹脂製の一対の中空部材をそれぞれ支
   持する下受け部及び上受け部と、前記中空部材の接合部
   分を包囲するように配設されると共に複数に分割された
   加熱コイルとを有する治具が着脱可能に配設され、前記
   上受け部に所定の圧力を加えつつ前記加熱コイルに高周
   波電流を供給して、一対の中空部材の端面を接合する接
   合装置において、前記下受け部は、凹部もしくは凹溝に球体が回転可能に
   配置された円盤と、該円盤上に配設されその下面に前記
   球体の一部が嵌入する凹溝もしくは凹部が形成された回
   転円盤と、該回転円盤の上方に配設されて前記中空部材
   の少なくとも一方をガイドするガイド円盤と、下受け部
   を前後方向に移動させる操作部材とを備え、前記円盤、
   回転円盤及びガイド円盤により水平面内で回転可能に配
   設されると共に前記操作部材の操作により前後方向に移
   動可能に配設され、前記複数に分割された加熱コイル
   は、前記ガイド円盤の上方に配設された円弧部と、該加
   熱コイルの少なくとも一つを前後方向に移動させるコイ
   ル移動装置とを備え、その少なくとも一つが前後方向に
   移動可能に配設されていることを特徴とする 合成樹脂製
   中空部材の接合装置。