JPH09239841A - 加熱溶着装置 - Google Patents

加熱溶着装置

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JPH09239841A
JPH09239841A JP8075188A JP7518896A JPH09239841A JP H09239841 A JPH09239841 A JP H09239841A JP 8075188 A JP8075188 A JP 8075188A JP 7518896 A JP7518896 A JP 7518896A JP H09239841 A JPH09239841 A JP H09239841A
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JP
Japan
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heat
head
heating
welding head
cooling
Prior art date
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JP8075188A
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English (en)
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Takayuki Tatewaki
孝行 舘脇
Kenji Yoshikawa
健二 吉川
Yasuhiro Kato
康宏 加藤
Seiji Murakami
誠治 村上
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部品の組立て時等に合成樹脂ピン等を熱と圧力
とによって塑性変形させて固定して接合するための加熱
溶着装置において、加熱と冷却とを短い加工サイクルで
実現するための機構を提供することを目的とする。 【解決手段】加熱溶着ヘッド２４への熱源としての蓄熱
部２２と、加熱溶着部への冷却用圧縮空気噴射手段を構
成する冷却風噴射ノズル３５とを設け、とくに熱溶着の
終了にほぼ同期して加熱溶着ヘッド２４を冷却風によっ
て冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加熱溶着装置に係
り、とくにワークを加圧しながら加熱して熱溶着を行な
う加熱溶着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器において、合成樹脂製のキャビ
ネットやシャーシに、金属製の部品、例えば端子板を固
定するために、加熱溶着の方法が用いられていた。すな
わちキャビネットやシャーシの所定の位置に一体にピン
を植設しておき、このようなピンを端子板のピン挿通孔
を挿通させた状態において、上記ピンの頭部の部分を加
熱溶着ヘッドによって加圧しながら加熱して押潰すよう
にしており、これによって端子板をキャビネットやシャ
ーシに固定するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の加熱溶
着装置において、加熱溶着ヘッドに加えられた熱と圧力
とによって、被取付け側のキャビネットあるいはシャー
シの合成樹脂製のピンの溶着部が軟化した状態のままで
上記加熱溶着ヘッドを引離すために、溶着部分が変形し
易いという問題があった。
【０００４】このような加熱溶着部分の変形を防止する
ために、水冷式の冷却装置を設けることが考察される
が、水冷式の加熱溶着装置においては、治具装置の製造
コストの問題や、治具装置を使用する際のメインテナン
ス性に問題を生ずる。
【０００５】そこで加熱溶着ヘッドに対して熱を供給す
るとともに加熱溶着ヘッドを熱的にバイヤス付勢してお
く蓄熱部を省略し、加熱溶着ヘッドを局所冷却すること
が考察されるが、このような方式によれば、温度回復を
速かにするために大きな容量のヒータを使用することを
要する。ところがヒータの電源を遮断した後も余熱の影
響が大きく、電力調整器等が必要になる等の問題があ
る。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、加熱溶着を行なった部分が変形し難
く、しかも加熱溶着のサイクルを短縮して生産性を向上
させるようにした加熱溶着装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、加熱手段を有
し、該加熱手段によって発生した熱を蓄えておく蓄熱部
と、前記蓄熱部からの熱によって加熱され、ワークを加
圧しながら加熱して熱溶着を行なう加熱溶着ヘッドと、
前記ワークを熱溶着するために該ワークに対して前記加
熱溶着ヘッドを相対的に溶着位置へ移動する移動手段
と、前記ワークの熱溶着の終了にほぼ同期して前記加熱
溶着ヘッドを冷却する冷却手段と、をそれぞれ具備する
加熱溶着装置に関するものである。
【０００８】前記蓄熱部が前記加熱溶着ヘッドを常に熱
的にバイアス付勢していてよい。また前記冷却手段が前
記加熱溶着ヘッドに対して冷却風を噴射するものであっ
てよい。前記加熱溶着ヘッドの内部に冷却風が通過する
通路が設けられてよく、あるいはまた前記加熱溶着ヘッ
ドの外周部に冷却用フィンが設けられてよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１〜図７は本発明の実施の形態
に係る加熱溶着装置を示している。図１および図２に示
すように、この加熱溶着装置はベース１０を備えてい
る。ベース１０上にはベース１０に対して直角に直立支
持板１１が立設されている。そして直立支持板１１の前
面側にボールスライドから成るレール１２が取付けられ
ており、このようなレール１２によって可動子１３が垂
直方向に移動可能に支持されている。そして可動子１３
には昇降フレーム１４が支持されている。
【００１０】昇降フレーム１４には前面側に突出するよ
うに連結板１７が設けられており、このような連結板１
７が昇降用エアシリンダ１８のピストンロッド１９に連
結されている。
【００１１】上記昇降フレーム１４の前面側には蓄熱部
２２が支持されている。蓄熱部２２の内部にはヒータ２
３が埋設されている。また蓄熱部２２の下端側には加熱
溶着ヘッド２４が取付けられている。この加熱溶着ヘッ
ド２４はその先端側の端面に図４および図５に示すよう
な凹部２５を備え、このような凹部２５の部分で合成樹
脂製のワーク２７に一体に立設されているピン２８を加
熱溶着するようにしており、これによって金属製の端子
板２９をワーク２７に固定するようにしている。
【００１２】とくに加熱溶着ヘッド２４は図４および図
５に示すように、その先端側の側面に冷却風を導入する
導入孔３３が設けられるとともに、この導入孔３３と連
通するように、加熱溶着ヘッド２４には横方向に横孔３
４が設けられており、導入孔３３と連通されている。ま
たこのような加熱溶着ヘッド２４と対向するように冷却
風噴射ノズル３５が上記昇降フレーム１４の下端側に設
けられている。このようなノズル３５はその先端部に噴
射口３６を備えている。そして冷却風噴射ノズル３５は
接続部３７に接続されるとともに、この接続部３７には
圧縮空気供給管３８が接続されている。
【００１３】このように本実施の形態に係る加熱溶着装
置は図１〜図３に示す蓄熱部２２と、加熱溶着ヘッド２
４と、冷却風噴射ノズル３５とを特徴ある構成部分とし
て備えている。
【００１４】蓄熱部２２は熱容量および熱伝導性が高い
金属等によって製作され、内部にヒータ２３と温度セン
サとが取付けられており、別機構の温度コントロールユ
ニットによって温度が制御されるようになっている。そ
してこのような蓄熱部２２の下端側に加熱溶着ヘッド２
４が取付けられている。加熱溶着ヘッド２４は熱伝導性
の高い金属から作られ、上記蓄熱部２２の下端に固定さ
れている。なお固定する代りに蓄熱部２２に対して可動
状態で取付けられるようにしてもよい。
【００１５】加熱溶着ヘッド２４を冷却する冷却風噴射
ノズル３５は加熱溶着ヘッドの近傍に固定するか可動状
態で取付けるようにすればよい。そして別機構の圧縮空
気制御手段によって圧縮空気の噴射量や噴射時間等が制
御されるようになっている。
【００１６】次にこのような特徴ある蓄熱部２２と熱溶
着ヘッド２４と冷却風噴射ノズル３５とを備える加熱溶
着装置による加熱溶着の動作を図７によって説明する。
【００１７】蓄熱部２２にヒータ２３で発生した熱が蓄
熱され、この熱によって蓄熱部２２の下端に設けられて
いる加熱溶着ヘッド２４は熱伝導によって加熱されると
ともに、常に熱的にバイアスされた状態にある。
【００１８】図１および図２に示すエアシリンダ１８を
作動させ、ピストンロッド１９を押出すと、昇降フレー
ム１４が静かに下降される。従って昇降フレーム１４に
取付けられている蓄熱部２２の下端の加熱溶着ヘッド２
４が合成樹脂製のワーク２７のピン２８の先端部に図７
Ａに示すように近接し、さらに下降されると、加熱溶着
ヘッド２４の先端側の凹部２５がピン２８の頭部に接触
して加圧される。すると蓄圧部２２からの熱が合成樹脂
製のピン２８に伝わり、熱と圧力とによって図７Ｂに示
すようにピン２８が塑性変形を起す。
【００１９】このような動作にほぼ同期して圧縮空気の
供給が制御されている制御手段を通して冷却風噴射ノズ
ル３５の噴射口３６から冷却風が噴射され、加熱溶着ヘ
ッド２４の先端部を冷却する。これによって塑性変形さ
れたピン２８の頭部を間接的に冷却させる。そして冷却
風によって冷却された加熱溶着ヘッド２４の温度が回復
しない内に昇降用エアシリンダ１８によって可動フレー
ム１４および蓄熱部２２を介して加熱溶着ヘッド２４を
図７Ｃのように上昇させ、この加熱溶着ヘッド２４の頭
部をピン２８の頭部から引離す。
【００２０】この後に冷却風噴射ノズル３５による冷却
風の噴射を停止する。加熱溶着ヘッド２４は蓄熱部２２
によって常に熱的にバイアスされているために、冷却風
を噴射すると一時的に冷却されるが、冷却を止めると蓄
熱部２２からの熱が伝達され、これによって加熱溶着ヘ
ッド２４の温度が速かに回復することになる。従って次
のサイクルの加熱溶着に直ちに備えることが可能にな
り、短い加工サイクルでの加熱溶着が可能になる。
【００２１】図１〜図７に示す加熱溶着装置は、上述の
如く熱と圧力とによって合成樹脂製のピン２８を用いて
端子板２９等の取付け部品をワーク２７に固定して接合
する加熱溶着装置において、熱容量の大きな蓄熱部２２
と、蓄熱部２２からの熱が熱伝導によって供給される加
熱溶着ヘッド２４とを有し、しかも加熱溶着ヘッド２４
を局所冷却し、加熱溶着ヘッド２４に接する合成樹脂製
ピン２８の溶着部分を間接的に冷却するための圧縮空気
噴射機構を構成する冷却風噴射ノズル３５を設けるよう
にしたものである。溶着時においてはピン２８が高温で
溶着されるとともに、冷却風噴射ノズル３５による冷却
風によって局所冷却を行なった後は蓄熱部２２からの熱
伝導を利用し、速かに加熱溶着ヘッド２４の温度を回復
させることによって、短い加工サイクルを実現するよう
にしている。なお加熱溶着ヘッド２４の先端部に孔３
３、３４あるいはフィンを形成する溝を加工し、圧縮空
気の通路を設けて冷却効果を高めるようにしている。
【００２２】従ってこのような構成によれば、合成樹脂
製ピン２８の加熱溶着加工において、加工安定性と、作
業のスピードアップと、治具装置の製造コストの削減
と、治具装置のメインテナンスの容易さが見込まれる。
【００２３】次に別の実施の形態を図８によって説明す
る。この実施の形態は、先端に加熱溶着ヘッド２４を備
える蓄熱部２２の昇降のためにエアシリンダと案内レー
ルとを一体にしたガイド機構を利用するようにしてい
る。ベース１０上に直立して設けられている直立支持板
１１には上下に支持部材４２が取付けられており、これ
らの支持部材４２によってガイドロッド４３が垂直に取
付けられている。そしてガイドロッド４３によって上下
一対のスライドベアリング４４でシリンダ４５がガイド
ロッド４３上を垂直に昇降自在に支持されている。しか
もこのシリンダ４５内を摺動するピストン４６がガイド
ロッド４３に固着されている。
【００２４】ガイドロッド４３にはその中心部を貫通す
るように中心孔４９が設けられるとともに、この中心孔
４９と連通するように横孔５０が設けられており、この
横孔５０によってシリンダ４５のピストン４６の上側の
空間に圧縮空気を供給し、あるいはまたこの空間から圧
縮空気を排出するようにしている。このような圧縮空気
の供給および排出のために、ガイドロッド４３の上端側
には圧縮空気供給管５１が接続されている。
【００２５】いま圧縮空気供給管５１からガイドロッド
４３の中心孔４９を通してシリンダ４５のピストン４６
よりも上側のチャンバに圧縮空気を供給すると、ガイド
ロッド４３に対してシリンダ４５が上方へ移動する。従
ってこのようなシリンダ４５とともに昇降フレーム１４
および蓄熱部２２を介して加熱溶着ヘッド２４が上昇す
る。
【００２６】これに対してシリンダ４５のピストン４６
の上側のチャンバの圧縮空気を横孔５０、中心孔４９、
および圧縮空気供給管５１を通して排出するとともに、
シリンダ４５と並置されている別のシリンダ（図示せ
ず）のピストンの下側のチャンバに圧縮空気を供給する
と上記別のシリンダの出力とシリンダ４５に取付けられ
ている可動部の重量とによってシリンダ４５が下降する
ことになる。従ってこのシリンダ４５のピストン４６の
上側のチャンバからの空気の排出と別のシリンダの下側
のチャンバへの空気の供給とを制御することにより、加
熱溶着ヘッド２４を下降させ、ワーク２７のピン２８を
加熱溶着することが可能になる。
【００２７】図９および図１０は別の実施の形態の加熱
溶着ヘッド２４を示している。この加熱溶着ヘッド２４
はその先端側の部分が偏平に構成されるとともに、この
加熱溶着ヘッド２４の先端側の偏平な部分に沿って横孔
３４が形成されるようになっている。そして横孔３４に
圧縮空気が冷却風噴射ノズル３５から供給されるように
なっている。
【００２８】図１１および図１２は別の実施の形態の加
熱溶着ヘッド２４を示している。この加熱溶着ヘッド２
４はその先端側が円柱状に構成されるとともに、外周面
には複数のフランジ５５から成る冷却用フィンが設けら
れており、このような冷却用フィン５５によって冷却風
を噴射した後の冷却効率を高めるようにしている。
【００２９】図１３は別の実施の形態の冷却風噴射ノズ
ル３５を示しており、ここでは冷却風噴射ノズル３５が
ほぼＬ字状に屈曲されている。
【００３０】図１４に示す冷却風噴射ノズル３５はその
先端側の噴射口３６の部分が偏平な横長の形状をなして
いる。
【００３１】図１５に示す別の実施の形態の冷却風噴射
ノズル３５は、複数の噴射口３６を備え、これらが横１
列に配列された構造になっている。
【００３２】また上記図１〜図７に示す実施の形態にお
いては、加熱溶着ヘッド２４が蓄熱部２２とともにエア
シリンダ１８によって昇降動作をするようしているが、
このような構成に代えて、蓄熱部２２および加熱溶着ヘ
ッド２４を固定し、ワーク２７を支持する支持部を昇降
動作させるようにし、ワーク２７を上昇させてピン２８
を加熱溶着ヘッド２４によって加圧しながら加熱して溶
着するようにしてもよい。
【００３３】また加熱溶着ヘッド２４のワーク２７に対
する移動方向に必ずしも上下方向である必要がなく、横
方向あるいは左右の方向であってよい。さらには前後方
向に加熱溶着ヘッド２４をワーク２７に対して相対的に
移動させるようにしてもよい。
【００３４】図１〜図７に示す実施の形態においては、
ワーク２７上の一対のピン２８を同時に加熱溶着するた
めに、一対の加熱溶着ヘッド２４が設けられているが、
加熱溶着部には被加工部の対応に合わせ、単数または複
数の加熱溶着ヘッドを設けるようにしてもよい。
【００３５】さらには冷却効果を高めるために、圧縮空
気供給管３８あるいは接続部３７に冷却装置を接続し、
低温の圧縮空気を供給するようにしてもよい。
【００３６】また加熱溶着ヘッド２４のピン２８との接
触部分の剥離を容易にするために、加熱溶着ヘッド２４
の凹部２５が形成されている接触面にテフロン加工等を
施したり、あるいはまた凹部２５が形成されている面を
冷却するためのエア抜き穴を構成するようにしてもよ
い。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明は、加熱手段によっ
て発生した熱を蓄熱部に蓄えておき、蓄熱部からの熱に
よってワークを加圧しながら加熱して熱溶着を行なう加
熱溶着ヘッドを加熱し、移動手段によってワークに対し
て加熱溶着ヘッドを相対的に溶着位置へ移動させて熱溶
着を行ない、熱溶着の終了にほぼ同期して冷却手段によ
って加熱溶着ヘッドを冷却するようにしたものである。
【００３８】従って本発明によれば、加熱溶着を終った
後に加熱溶着ヘッドを引離す際に、加熱溶着部が変形し
難くなるとともに、冷却の終了によって加熱溶着ヘッド
の温度が直ちに回復し、加工サイクルタイムを短縮化す
ることが可能になる。
【００３９】蓄熱部が加熱溶着ヘッドを常に熱的にバイ
アス付勢した構成によれば、加熱溶着ヘッドの温度の回
復がより速かに行なわれることになる。
【００４０】また冷却手段が加熱溶着ヘッドに対して冷
却風を噴射するようにした構成によれば、冷却風の噴射
によって加熱溶着ヘッドの一時的な冷却を迅速に達成で
きるようになる。
【００４１】加熱溶着ヘッドの内部に冷却風が通過する
通路を設けたり、外周部に冷却用フィンを設けることに
よって、加熱溶着ヘッドの冷却風による冷却効率を高め
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱溶着装置の全体の構成を示す外観斜視図で
ある。
【図２】同側面図である。
【図３】要部の斜視図である。
【図４】加熱溶着ヘッドの要部の縦断面図である。
【図５】加熱溶着ヘッドの底面図である。
【図６】冷却風噴射ノズルの斜視図である。
【図７】加熱溶着の動作を示す縦断面図である。
【図８】別の実施の形態の加熱溶着装置の縦断面図であ
る。
【図９】別の実施の形態の加熱溶着ヘッドの正面図であ
る。
【図１０】同底面図である。
【図１１】別の加熱溶着ヘッドの正面図である。
【図１２】同底面図である。
【図１３】別の実施の形態の冷却風噴射ノズルの斜視図
である。
【図１４】別の実施の形態の冷却風噴射ノズルの斜視図
である。
【図１５】別の実施の形態の冷却風噴射ノズルの斜視図
である。
【符号の説明】
１０‥‥ベース、１１‥‥直立支持板、１２‥‥レール
（ボールスライド）、１３‥‥可動子、１４‥‥昇降フ
レーム、１７‥‥連結板、１８‥‥昇降用エアシリン
ダ、１９‥‥ピストンロッド、２２‥‥蓄熱部、２３‥
‥ヒータ、２４‥‥加熱溶着ヘッド、２５‥‥凹部、２
７‥‥ワーク、２８‥‥ピン、２９‥‥端子板、３３‥
‥導入孔、３４‥‥横孔、３５‥‥冷却風噴射ノズル、
３６‥‥噴射口、３７‥‥接続部、３８‥‥圧縮空気供
給管、４２‥‥支持部材、４３‥‥ガイドロッド、４４
‥‥スライドベアリング、４５‥‥シリンダ、４６‥‥
ピストン、４９‥‥中心孔、５０‥‥横孔、５１‥‥圧
縮空気供給管、５５‥‥フランジ（冷却用フィン）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 誠治 大分県速見郡日出町大字大神1402−14 ソ ニー・太陽株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加熱手段を有し、該加熱手段によって発生
    した熱を蓄えておく蓄熱部と、 前記蓄熱部からの熱によって加熱され、ワークを加圧し
    ながら加熱して熱溶着を行なう加熱溶着ヘッドと、 前記ワークを熱溶着するために該ワークに対して前記加
    熱溶着ヘッドを相対的に溶着位置へ移動する移動手段
    と、 前記ワークの熱溶着の終了にほぼ同期して前記加熱溶着
    ヘッドを冷却する冷却手段と、 をそれぞれ具備する加熱溶着装置。
  2. 【請求項２】前記蓄熱部が前記加熱溶着ヘッドを常に熱
    的にバイアス付勢していることを特徴とする請求項１に
    記載の加熱溶着装置。
  3. 【請求項３】前記冷却手段が前記加熱溶着ヘッドに対し
    て冷却風を噴射することを特徴とする請求項１または請
    求項２に記載の加熱溶着装置。
  4. 【請求項４】前記加熱溶着ヘッドの内部に冷却風が通過
    する通路が設けられていることを特徴とする請求項３に
    記載の加熱溶着装置。
  5. 【請求項５】前記加熱溶着ヘッドの外周部に冷却用フィ
    ンが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の
    加熱溶着装置。
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