(57)【要約】【課題】二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置において、前記接着強度を可及的に高める。【解決手段】制御装置４は、第１金属部品１１の接着予定部位に噴射ノズル２ａからホットエアーを噴射させることにより、前記接着予定部位を所定温度に加熱するとともに当該接着予定部位の付着油分を吹き飛ばす準備工程と、前記所定温度に加熱した接着予定部位に塗布ノズル３ａからホットメルト接着剤６を塗布させる塗布工程と、可動部材（マテハンロボット１）でもって第１金属部品１１を第２金属部品１２に圧接させることにより接着する接着工程と、を実行する。【選択図】図３
2020157210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置であって、
前記いずれか一方の金属部品の接着予定部位にホットエアーを噴射する噴射ノズルと、前記接着予定部位にホットメルト接着剤を塗布する塗布ノズルと、前記一方の金属部品を前記他方の金属部品に圧接させる可動部材と、前記ホットエアーの噴射動作、前記ホットメルト接着剤の塗布動作ならびに前記可動部材の動作を制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、前記一方の金属部品の接着予定部位に前記噴射ノズルからホットエアーを噴射させることにより、前記接着予定部位を所定温度に加熱するとともに当該接着予定部位の付着油分を吹き飛ばす準備工程と、
前記所定温度に加熱した接着予定部位に前記塗布ノズルからホットメルト接着剤を塗布させる塗布工程と、
前記可動部材でもって前記一方の金属部品を前記他方の金属部品に圧接させることにより接着する接着工程と、を実行することを特徴とする部品接着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車に用いられる二つの金属部品を接着するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、親部品と子部品とを溶接する方法において、親部品と子部品との接触面の一部の範囲に接着剤を塗布して親部品と子部品とを仮固定する接着工程と、前記接着剤を塗布した範囲を外した位置において、親部品と子部品との間の導通を確保する導通経路形成工程と、前記接着工程にて接着剤を塗布した部分をスポット溶接する溶接工程とを含むということが記載されている。
【０００３】
また、上記特許文献１には、前記接着工程に先立ち、前記親部品と前記子部品の少なくとも一方の温度を、前記接着剤の接着力が向上する温度に調整する温度調整工程を行うということが記載されている。この温度調整工程では、前記親部品と前記子部品の少なくとも一方にヒータや加熱炉等の加温装置で熱を加えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０４９６３４号（特開２０１２−１８３５４３号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記親部品と前記子部品を例えば自動車等に用いる金属部品とする場合、その表面に防錆油を塗布していることがある。
【０００６】
このような場合、上記特許文献１のように前記温度調整工程でヒータや加熱炉等の加温装置で熱を加えるだけであると、前記金属部品から油を除去することができないので、前記接着剤の接着力が低下することが懸念される。
【０００７】
このような事情に鑑み、本発明は、二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置において、前記接着強度を可及的に高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置であって、前記いずれか一方の金属部品の接着予定部位にホットエアーを噴射する噴射ノズルと、前記接着予定部位にホットメルト接着剤を塗布する塗布ノズルと、前記一方の金属部品を前記他方の金属部品に圧接させる可動部材と、前記ホットエアーの噴射動作、前記ホットメルト接着剤の塗布動作ならびに前記可動部材の動作を制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記一方の金属部品の接着予定部位に前記噴射ノズルからホットエアーを噴射させることにより、前記接着予定部位を所定温度に加熱するとともに当該接着予定部位の付着油分を吹き飛ばす準備工程と、前記所定温度に加熱した接着予定部位に前記塗布ノズルからホットメルト接着剤を塗布させる塗布工程と、前記可動部材でもって前記一方の金属部品を前記他方の金属部品に圧接させることにより接着する接着工程と、を実行することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、前記準備工程で前記接着予定部位を加熱するとともに付着油分を吹き飛ばすので、当該接着予定部位に塗布するホットメルト接着剤の接着力が可及的に高められる。
【００１０】
これにより、前記ホットエアーを噴射しない場合に比べると、前記塗布工程から前記接着工程に移行するにあたって、前記一方の金属部品に塗布した前記ホットメルト接着剤が剥がれ落ちる確率が低下することになる。
【００１１】
なお、前記一方の金属部品を前記他方の金属部品に圧接させるときに、ホットメルト接着剤が前記他方の金属部品の接着予定部位に圧接されるときの圧力でもって当該他方の金属部品の接着予定部位の付着油分が押し退けられることになるので、前記他方の金属部品に対するホットメルト接着剤の接着力が高められることになる。
【００１２】
ところで、上記部品接着装置において、前記塗布工程では、前記ホットエアーを噴射したまま前記ホットメルト接着剤を塗布する形態にする、構成とすることが可能である。この場合、前記ホットエアーで吹き飛ばした付着油分が前記接着予定部位に戻ることを阻止できるので、接着予定部位に塗布するホットメルト接着剤の接着力が可及的に高められる。
【００１３】
また、前記塗布工程では、前記ホットメルト接着剤の塗布後、使用するホットメルト接着剤の種類毎に適した可使時間（オープンタイム）が経過したか否かを監視し、経過したことを検出したときに、前記接着工程に移行する、構成とすることが可能である。この場合、後の接着工程で前記二つの金属部品を位置ずれしない状態で接着しやすくなる。
【００１４】
また、前記接着工程では、前記二つの金属部品の圧接後、使用するホットメルト接着剤の種類毎に適した強度発現時間（セットタイム）が経過したか否かを監視し、経過したことを検出したときに、前記一方の金属部品から前記可動部材を離して、当該接着工程を終了する、構成とすることが可能である。この場合、前記二つの金属部品の必要な接着強度を保障するうえで有利になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置において、前記接着強度を可及的に高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る部品接着装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】図１の（２）−（２）線断面を矢印方向から見た図である。
【図３】接着処理の手順を説明するための図である。
【図４】接着処理において、準備工程での加熱時間、塗布工程での可使時間ならびに接着工程での強度発現時間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。図１に示す部品接着装置は、溶接対象となる二つの金属部品（第１金属部品１１、第２金属部品１２）を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するものであって、マテリアルハンドリングロボット（以下、マテハンロボットと略称する）１、加温装置２、ホットメルト塗布機３、制御装置４等を備えている。
【００１９】
なお、第１金属部品１１および第２金属部品１２は、例えば自動車を構成する各種の金属部品等とされるが、この実施形態では、説明を簡単にするために、防錆目的の油膜５（図３のみ記載）が付着された鋼板とする場合を例に挙げる。
【００２０】
マテハンロボット１は、第１金属部品１１と第２金属部品１２とのいずれか一方（この実施形態では第１金属部品１１）を保持するものであって、チャック部１ａの上下動作、上下反転動作ならびに傾動動作等を自在とするように構成されている。
【００２１】
加温装置２は、第１金属部品１１において第２金属部品１２との接着予定部位に噴射ノズル２ａでホットエアーを噴射して加熱するとともに、当該接着予定部位の付着油分（図３に示す防錆目的の油膜５）を吹き飛ばすものである。
【００２２】
ホットメルト塗布機３は、前記加熱した接着予定部位に塗布ノズル３ａからホットメルト接着剤６を塗布するものである。
【００２３】
この実施形態では、噴射ノズル２ａは、図２に示すように、断面形状が六角形に形成されており、その円周数ヶ所（例えば六ヶ所）にホットエアーを噴射するための噴射孔２ｂが設けられている。そして、噴射ノズル２ａの中心孔に、塗布ノズル３ａが挿入された状態で固定されている。この塗布ノズル３ａは、噴射ノズル２ａの先端よりも外側に飛び出すような状態にされている。これら噴射ノズル２ａおよび塗布ノズル３ａは、図示していないが、適宜のアーム等により所定位置に固定される。
【００２４】
制御装置４は、マテハンロボット１、加温装置２ならびにホットメルト塗布機３の各動作を制御することにより、下記する接着処理を実行するものである。
【００２５】
この制御装置４は、一般的に公知の制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であって、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、不揮発性記憶装置（Read Only Memory：ＲＯＭ）、一時記憶装置（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を備えている。
【００２６】
前記ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。
【００２７】
次に、図３および図４を参照して、制御装置４により第１金属部品１１と第２金属部品１２とを接着する処理の手順を説明する。
【００２８】
制御装置４は、接着処理として、準備工程と、塗布工程と、接着工程と、をこの記載順に実行する。また、当該接着処理は、室内において室温で行う。
【００２９】
まず、準備工程では、マテハンロボット１のチャック部１ａに第１金属部品１１を保持させて、この第１金属部品１１の接着予定部位に噴射ノズル２ａからホットエアーを噴射させることにより、図３（ａ）に示すように、前記接着予定部位を加熱するとともに前記接着予定部位に付着している油膜５を吹き飛ばす。
【００３０】
ここで、前記接着予定部位の加熱は、ホットメルト温度に到達するまで実行する必要がある。
【００３１】
なお、前記ホットメルト温度とは、ホットメルト接着剤６の軟化点となる温度のことである。また、ホットメルト接着剤６としては、任意であるが、例えばオレフィン系ホットメルトを例に挙げることができる。さらに、前記ホットエアーの噴射圧力は、前記油膜５を吹き飛ばすのに十分な圧力に設定される。
【００３２】
そして、この実施形態では、前記加熱すべき接着予定部位の実際の温度を検出する形態とはせずに、前記加熱時間で管理するようにしている。
【００３３】
具体的に、前記ホットエアーの噴射を開始した時点から前記ホットメルト温度に到達するまでに要する時間を予め調べることにより基準値（例えば図４のＡ秒参照）を特定しておき、前記加熱を行う時間が前記基準値以上になったか否かを監視し、前記基準値以上になったことを検出したとき（例えば図４の点Ｘ参照）に、続く塗布工程に移行するようにしている。
【００３４】
なお、ホットメルト温度は、ホットメルト接着剤６の種類毎に異なるので、前記加熱時間は、ホットメルト接着剤６の種類毎に特定する必要がある。
【００３５】
次に、塗布工程では、図３（ｂ）に示すように、前記所定温度に加熱した接着予定部位に塗布ノズル３ａでホットメルト接着剤６を塗布させる。このホットメルト接着剤６の塗布は、ホットエアーを噴射したまま行う。
【００３６】
そして、ホットメルト接着剤６を塗布した後は、ホットエアーの噴射を停止してから、第１金属部品１１の接着予定部位の温度を所定の可使温度にまで低下させるように冷却する必要がある。この冷却は、室温での自然冷却とされる。
【００３７】
なお、前記可使温度とは、一般に、ホットメルト接着剤６が液状で十分な濡れ性を確保できる状態になる温度のことである。この可使温度は、ホットメルト接着剤６の種類毎に応じて特定する必要がある。
【００３８】
そして、この実施形態では、前記冷却される接着予定部位の実際の温度を検出する形態とはせずに、前記冷却の実行時間で管理するようにしている。
【００３９】
具体的に、前記ホットエアーの噴射を停止した時点から前記接着予定部位の温度を前記所定の可使温度にまで低下させるのに要する時間を予め調べることにより基準値（例えば図４のＢ秒参照）を特定しておき、前記冷却の実行時間が前記基準値以上になったか否かを監視し、前記基準値以上になったことを検出したとき（例えば図４の点Ｙ参照）に、続く接着工程に移行するようにしている。
【００４０】
なお、この冷却に要する時間は、可使時間（オープンタイム）と呼ばれる。この可使時間は、ホットメルト接着剤７の種類だけでなく、季節によっても異なるので、春、夏、秋、冬と季節毎に予め最適値を実験等により特定することが好ましい。
【００４１】
次に、接着工程では、図３（ｃ）に示すように、チャック部１ａに保持している第１金属部品１１を、現在位置から離れている支持台７上に保持させている第２金属部品１２の配置場所に移動させてから、当該チャック部１ａを上下ひっくり返して、第２金属部品１２に圧接させることにより接着する。
【００４２】
このとき、第１金属部品１１に塗布したホットメルト接着剤６が第２金属部品１２の接着予定部位に圧接されるときの圧力でもって当該第２金属部品１２の接着予定部位の付着油分（図示省略）が押し退けられることになるので、第２金属部品１２に対するホットメルト接着剤６の接着力が可及的に高められることになる。
【００４３】
この圧接した後は、圧接した状態のまま、第１金属部品１１と第２金属部品１２との接着部位を所定の強度発現温度にまで低下させるように冷却し、その後、図３（ｄ）に示すように、マテハンロボット１から第１金属部品１１を取り外す。この冷却は、室温での自然冷却とされる。
【００４４】
なお、前記強度発現温度とは、一般に、ホットメルト接着剤６が必要な接着強度を発現する状態になる温度のことである。この強度発現温度は、ホットメルト接着剤６の種類毎に特定する必要がある。
【００４５】
そして、この実施形態では、前記冷却される接着部位の実際の温度を検出する形態とはせずに、前記冷却の実行時間で管理するようにしている。
【００４６】
具体的に、前記圧接した時点から前記接着部位の温度を前記所定の強度発現温度にまで低下させるのに要する時間を予め調べることにより基準値（例えば図４のＣ秒参照）を特定しておき、前記冷却の実行時間が前記基準値以上になったか否かを監視し、前記基準値以上になったことを検出したとき（例えば図４の点Ｚ参照）に、接着工程を終了するようにしている。
【００４７】
なお、この冷却に要する時間は、強度発現時間（セットタイム）と呼ばれる。この強度発現時間は、ホットメルト接着剤７の種類だけでなく、季節によっても異なるので、春、夏、秋、冬と季節毎に予め最適値を実験等により特定することが好ましい。
【００４８】
以上のような接着処理により、第１金属部品１１と第２金属部品１２とをホットメルト接着剤６で接着した後、当該接着部位を例えばスポット溶接等により接合する。
【００４９】
ところで、上記加熱時間、可使時間ならびに強度発現時間を特定するための学習処理については、熱電対等の温度センサを用いて上記各工程と同様の工程を行うようにすることが可能である。
【００５０】
具体的に、前記学習処理において、上記準備工程を行う際に、第１金属部品１１の接着予定部位に熱電対等の温度センサを貼り付けておき、この状態で上記準備工程、塗布工程、接着工程を行うことが考えられる。
【００５１】
この学習処理については、季節の変わり目に行うことが考えられるが、前記接着処理を実行する毎に行うことも可能である。仮に、頻繁に前記学習処理を行う場合には、前記のような温度センサを貼り付ける形態とはせずに、図示していないが、マテハンロボット１のチャック部１ａの近傍に放射温度計等の温度計を設置しておき、この温度計の出力に基づいて上記加熱時間、可使時間ならびに強度発現時間を特定する形態とすることが好ましい。
【００５２】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、前記準備工程で前記接着予定部位を加熱するとともに油膜５を吹き飛ばすので、当該接着予定部位に塗布するホットメルト接着剤６の接着力を可及的に高めることが可能になる。
【００５３】
これにより、前記ホットエアーを噴射しない場合に比べると、前記塗布工程から前記接着工程に移行するにあたって、第１金属部品１１に塗布したホットメルト接着剤６が剥がれ落ちる確率が低下することになる。
【００５４】
なお、前記接着工程において、第１金属部品１１に塗布したホットメルト接着剤６を第２金属部品１２の接着予定部位に圧接させるときの圧力でもって当該第２金属部品１２の接着予定部位の付着油分（図示省略）が押し退けられることになるので、第２金属部品１２に対するホットメルト接着剤６の接着力が可及的に高められることになる
これらのことから、第１金属部品１１と第２金属部品１２との接着強度を可及的に向上することが可能になる。
【００５５】
特に、上記実施形態では、前記準備工程での加熱時間や前記塗布工程および前記接着工程での各冷却時間を、季節毎に最適に管理するようにしているから、季節に関係なく、第１金属部品１１と第２金属部品１２との必要な接着強度を保障することが可能になる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００５７】
（１）上記実施形態では、前記塗布工程および前記接着工程での冷却を自然冷却とする例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えば冷風機等を用いる強制冷却とすることが可能である。
【００５８】
（２）上記実施形態では、前記準備工程での加熱を当該加熱の実行時間で管理するとともに、前記塗布工程および前記接着工程での各冷却を当該冷却の実行時間で管理する例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。
【００５９】
例えば前記準備工程での加熱や、前記塗布工程および前記接着工程での各冷却については、前記加熱部位や前記冷却部位の実際の温度が、ホットメルト温度、可使温度、強度発現温度に到達したか否かを監視し、到達したことを検出したときに加熱または冷却を停止する形態とすることが可能である。
【００６０】
なお、前記実際の温度を監視する手段としては、例えばマテハンロボット１のチャック部１ａの近傍に放射温度計を設置しておき、この放射温度計の出力に基づいて前記監視を行う形態とすることが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、二つの金属部品を溶接する前にそれらをホットメルト接着剤で接着するための部品接着装置に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１  マテハンロボット
１ａ  チャック部
２  加温装置
２ａ  噴射ノズル
２ｂ  噴射孔
３  ホットメルト塗布機
３ａ  塗布ノズル
４  制御装置
５  油膜
６  ホットメルト接着剤
７  支持台
１１  第１金属部品
１２  第２金属部品
【図１】
2020157210.tif 000003
【図２】
2020157210.tif 000004
【図３】
2020157210.tif 000005
【図４】
2020157210.tif 000006