JPH11115055A - スピン溶着方法及びこの方法を実施する機構を備えたスピン溶着装置 - Google Patents

スピン溶着方法及びこの方法を実施する機構を備えたスピン溶着装置

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JPH11115055A
JPH11115055A JP29772697A JP29772697A JPH11115055A JP H11115055 A JPH11115055 A JP H11115055A JP 29772697 A JP29772697 A JP 29772697A JP 29772697 A JP29772697 A JP 29772697A JP H11115055 A JPH11115055 A JP H11115055A
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rotation
welding
turntable
spin welding
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齋藤　　健
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂部材のスピン溶着に際し、安定
した均一の回転モーメントが得られ、且つ、冷却硬化の
際に、接合を阻害する力が及ばないようにする。 【解決手段】 高速回転盤を可動側接合部材を介して固
定側接合部材に圧接し、両部材の対接面を回転摩擦熱で
溶融接合するに際し、回転盤の単位時間当たり回転数又
は回転速度を検出し、この検出値が所定の値に達したと
きに、その回転盤を可動側部材を介して固定側部材に圧
接する。溶融後、回転盤への回転駆動力供給を停止する
と同時に回転盤に制動をかけて強制停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転摩擦熱で一
対の熱可塑性合成樹脂部材を溶融接合するスピン溶着機
による溶着方法及びこの方法を実施する機構を備えたス
ピン溶着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性合成樹脂からなる一対の部材を
回転摩擦熱で溶融接合するスピン溶着は、固定側の部材
に可動側部材を当接し、回転駆動力によって高速回転す
る回転盤を、可動側部材を介して固定側部材に圧接し、
両部材の摺接面に発生する回転摩擦熱を利用して両部材
を溶着するものであり、自動車エンジンのインテークマ
ニフオルド等の穴うめやマフラー、燃料フイルタ、ラジ
エータ連結パイプの部材溶着など、プラスチツク制部材
の溶融接合（以下溶着という）に広く使用されている。
【０００３】この種のスピン溶着技術は回転盤の回転速
度とトルクによる回転モーメントで可動側部材と固定側
部材の当接面相互に所定の摩擦熱を発生させるものであ
るが、従来は、この回転モーメントの基準を、接合部材
に圧接する前の回転盤の空回転時間から求め、所定の空
転時間が経過した時の回転モーメントで溶着していた。
【０００４】すなわち、図２に示すように、回転駆動装
置１がスタートして回転盤２が回転すると、タイマ３に
よって回転（空転）時間を計測する。設定回転時間に達
するとタイマ３からの信号により、圧接駆動装置４が下
降し、回転盤２より可動側部材５が固定側部材６に圧接
されながら高速回転し、回転摩擦熱によって可動側部材
５と固定側部材６の圧接面が溶融する。次いで、回転駆
動装置１への回転駆動力の供給を停止させると、溶融圧
接面が冷却硬化して溶着が完了するとともに、回転盤２
は溶着製品との摩擦抵抗で自然停止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エアーモー
タや電動モータなどの回転駆動力手段の出力は常に一定
であるとは限らず、エアー圧や電流の変動によって変化
する場合がある。このため、従来のように一定の回転時
間から求めた回転モーメントでスピン溶着をすると回転
摩擦熱にむらが生じ、接合強度などの品質が不均一にな
ったり、接合不良をきたすことがあった。
【０００６】また、従来のスピン溶着は、回転駆動力の
供給を止めて溶融接合面を冷却硬化させるときに、回転
盤の慣性を専ら固定側部材と可動側部材の摩擦抵抗によ
って停止させていたため、溶融接合面に回転盤の慣性が
働き、冷却硬化しようとしている接合面に対してこれを
引き離そうとする方向の力が作用してしまうという不都
合があった。
【０００７】従って本発明の第１の目的は、常に所定の
均一な回転モーメントが得られ、しかも、冷却硬化の際
に、接合を阻害する力が及ばないようにしたスピン溶着
方法を提供することにある。
【０００８】本発明の第２の目的は、上記のスピン溶着
方法を実施する機構を備えたスピン溶着装置を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のスピン溶着方法は、高速回転盤を可
動側接合部材を介して固定側接合部材に圧接し、両部材
の対接面を回転摩擦熱で溶融接合する熱可塑性樹脂部材
のスピン溶着方法において、回転盤の単位時間当たり回
転数又は回転速度を検出し、この検出値が所定の値に達
したときに、その回転盤を可動側部材を介して固定側部
材に圧接するとともに、回転盤への回転駆動力供給を停
止すると同時に回転盤に制動をかけて強制停止させるこ
とを特徴とする。
【００１０】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明のスピン溶着装置は、回転盤と、この回転盤を回
転させる駆動手段と、固定側接合部材に当接した可動側
接合部材に前記回転盤を圧接させる圧接駆動装置とを有
する熱可塑性樹脂部材のスピン溶着装置において、回転
盤の単位時間当たり回転数又は回転速度を検出する検出
器と、回転駆動手段の駆動力供給停止信号によって前記
回転盤を強制的に停止させる制動装置と、を具備するこ
とを特徴とする。
【００１１】溶着操作を自動化するために、上記スピン
溶着装置は、さらに、前記回転検出器の検出信号によっ
て回転盤の前記圧接駆動装置を自動的に作動させるよう
にしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示すように、スピン溶着装
置は、ターンテーブルなどのワークステージ７に溶着製
品の一方の部材（固定側部材）６を固定するための受け
治具８を有し、この製品受け治具８に対向させて回転盤
２が配設されている。
【００１３】回転盤２はエアモータ、電動モータなどの
回転駆動手段１によって、高速回転を付与されるととも
に、圧接駆動装置４によって製品受け治具８に対して接
近・離反の往復運動をするように構成されている。
【００１４】上記構成のスピン溶着装置を用いて、熱可
塑性合成樹脂の一対の部材６、５を溶着する際は、ワー
クステージ７上の受け治具８に固定側部材６を固定した
後、この固定側部材６の接合部所に可動側部材５を当接
する。次いで、回転駆動手段１によって回転盤２を高速
回転させ、所定の回転モーメントが生成されたところ
で、圧接駆動装置４によって回転盤２を可動側部材５と
固定側部材６に圧接すると、固定側部材６と可動側部材
５の摺接面が回転摩擦熱で溶融するとともに、回転盤２
への回転駆動の供給を停止すると、両部材６、５の溶融
接合面が冷却固化し、溶着がなされる。
【００１５】この場合、接合製品の溶着強度、シール性
能などの品質を高め、信頼性の高い製品を得るには溶着
時に常に所定の安定した回転モーメントが発生している
ことが不可欠である。本発明は、回転モーメントが回転
盤２の単位時間当たり回転数又は回転速度とトルクから
求められることに着目し、一対の部材のスピン溶着に際
し、回転盤２の回転数（単位時間当たり、以下同じ）又
は回転速度を検出し、所定の回転数に達したところで回
転盤２を可動側部材５を介して固定側部材６に圧接する
ことにより、常に所定の回転モーメントで溶着がなされ
るようにしている。
【００１６】このように、本発明は、回転盤２が所定の
回転数又は回転速度の回転モーメントで圧接することに
より常に所定の回転摩擦熱が発生し、安定した溶融接合
がなされる。
【００１７】他方、スピン溶着においては、回転盤２へ
の回転駆動力の供給を停止することにより回転速度が急
激に低下して溶融面が冷却硬化して溶着が完了されるも
のであるが、安定した強固な溶着力を得るには溶着が完
了するまで回転盤２を接合部材に圧接する必要がある。
ところが、回転駆動力の供給が停止しても回転盤２には
高速回転時の慣性が働くので、この慣性力が溶着面に対
してこれを引き離す方向の力として作用し、溶着部にひ
ずみ等を生じさせるおそれがある。
【００１８】この問題を解決するために、本発明は回転
盤２への回転駆動力の供給を停止すると同時に回転盤２
に外部から制動力をかけ、回転盤２を外力により強制的
に停止させることにより、接合部材の溶着部に回転盤２
の慣性が作用しないようにしている。
【００１９】また、上記の溶着方法を実施するために、
本発明の図１のスピン溶着装置は、上記の構成に加え、
回転盤２の回転数（単位時間当たり、以下同じ）を測定
する回転検出器９を設けてある。そして、図の実施例の
回転検出器９は回転センサ９ａと回転計９ｂで構成され
ている。
【００２０】回転盤２が所定の回転数に達したときに圧
接駆動装置４を手動で操作する場合は、上記のように回
転盤２の回転検出器９を設けるだけでよいが、回転盤２
が所定回転数になった時に圧接駆動装置４を圧接側（図
１では下降方向）へ自動的に作動させる場合は、さら
に、回転検出器９の検出信号で圧接駆動装置４が圧接側
へ自動的に押し出されるように制御する。
【００２１】本発明のスピン溶着装置は、さらに、回転
盤２の近傍に制動装置１０を設け、回転駆動手段１が回
転駆動力の供給を停止すると同時に前記制動装置１０を
作動させて回転盤２の回転を外部から強制的に停止させ
るようになっている。このため、図の実施例では、回転
駆動手段１の回転力供給停止を電気的に検出し、その信
号で前記制動装置１０を自動的に作動させるようにして
ある。
【００２２】かくして、本発明のスピン溶着装置は、回
転盤２が所定の回転数に達したことを確認して、回転盤
２が可動側部材５を介して固定側部材６に圧接され、前
記の溶着がなされるとともに、回転盤２への回転駆動力
供給が停止すると同時に、回転盤２は自動的に制動装置
１０によって外部から強制的に停止される。
【００２３】なお、図の実施例では、回転盤２の単位時
間当たりの回転数を検出して溶着する場合を例示した
が、本発明は回転盤２の回転速度を検出して溶着する場
合を包合するものである。
【００２４】
【発明の効果】回転時間の回転モーメントに基づく従来
のスピン溶着は回転盤の回転モーメントにバラツキが生
じ、製品の品質に安定性を欠くのに対し、本発明は回転
盤の実回転数又は実回転速度の回転モーメントで溶着す
るので常に所定の回転モーメントが得られる。
【００２５】また、回転駆動力の供給を停止すると同時
に回転盤が外力によって強制的に停止されるので、冷却
硬化中の接合面に回転盤の慣性が作用しない。従って、
溶融接合部に歪が生ずるおそれがない。
【００２６】上記の相互作用により、接合強度、シール
性能等にバラツキがなく、また、接合部に歪のない高品
質のスピン溶着製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるスピン溶着装置の制御回路概念
図
【図２】 従来のスピン溶着装置の制御回路概念図
【符号の説明】
１…回転駆動装置 ２…回転盤 ３…タイマ ４…圧接駆動装置 ５…可動側部材 ６…固定側部材 ７…ワークステージ ８…製品受け治具 ９…回転検出器 ９ａ…回転センサ ９ｂ…回転計 １０…制動装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高速回転盤を可動側接合部材を介して固
    定側接合部材に圧接し、両部材の対接面を回転摩擦熱で
    溶融接合する熱可塑性樹脂部材のスピン溶着方法におい
    て、回転盤の単位時間当たり回転数又は回転速度を検出
    し、この検出値が所定の値に達したときに、その回転盤
    を可動側部材を介して固定側部材に圧接するとともに、
    回転盤への回転駆動力供給を停止すると同時に回転盤に
    制動をかけて強制停止させることを特徴とする熱可塑性
    樹脂部材のスピン溶着方法
  2. 【請求項２】 回転盤と、この回転盤を回転させる駆動
    手段と、固定側接合部材に当接した可動側接合部材に前
    記回転盤を圧接させる圧接駆動装置とを有する熱可塑性
    樹脂部材のスピン溶着装置において、回転盤の単位時間
    当たり回転数又は回転速度を検出する検出器と、回転駆
    動手段の駆動力供給停止信号によって前記回転盤を強制
    的に停止させる制動装置と、を具備することを特徴とす
    るスピン溶着装置
  3. 【請求項３】 回転盤と、この回転盤を回転させる駆動
    手段と、固定側接合部材に当接した可動側接合部材に前
    記回転盤を圧接させる圧接駆動装置とを有する熱可塑性
    樹脂部材のスピン溶着装置において、回転盤の単位時間
    当たり回転数又は回転速度を検出する検出器と、この検
    出器の検出信号によって前記圧接駆動装置を作動させる
    制御手段と、回転駆動手段の駆動力供給停止信号によっ
    て前記回転盤を強制的に停止させる制動装置と、を具備
    することを特徴とするスピン溶着装置
JP29772697A 1997-10-15 1997-10-15 スピン溶着方法及びこの方法を実施する機構を備えたスピン溶着装置 Pending JPH11115055A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347984A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-19 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co Verfahren zum Vibrationsschweißen mit verkürtzter Ausschwingzeit
JP2005169979A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Kazuhiro Kitajima スピン溶着方法
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