(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のチューブを樹脂製のコネクタに形成された環状のチューブ挿入溝部に挿入して、スピン溶接するスピン溶接装置であって、
上記チューブを保持するチューブ保持部材と、
上記チューブ保持部材に対向配置され、上記コネクタを保持するコネクタ保持部材と、
上記チューブ保持部材を、該チューブ保持部材及び上記コネクタ保持部材の対向方向に移動させる移動機構と、
上記コネクタ保持部材を、該コネクタ保持部材により保持されたコネクタのチューブ挿入溝部の中心軸周りに回転させる回転機構と、
上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を当接させる、該端面の位置決め用のストッパとを備えており、
上記ストッパは、上記チューブ保持部材の近傍に配置されていて、該チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面に対向する上側位置と下側位置との間で移動可能な当接部材を有し、上側位置における当接部材に、上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を当接させることにより、該端面を位置決めするように構成されており、
上記ストッパにより上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を位置決めした後に上記チューブ保持部材により上記チューブを保持するとともに、上記コネクタ保持部材により上記コネクタを保持した後、上記移動機構により上記チューブ保持部材を上記コネクタ保持部材側に移動させることで上記チューブを上記チューブ挿入溝部に押し付けながら、上記回転機構により上記コネクタ保持部材を回転させることにより、上記チューブと上記コネクタとをスピン溶接することを特徴とするスピン溶接装置。
【請求項２】
請求項１記載のスピン溶接装置において、
上記チューブ保持部材は、第１保持盤と、該第１保持盤に対向配置された第２保持盤とを有していて、上記第１保持盤の上記第２保持盤側の面に上記チューブの該第１保持盤側の部分が収容される第１収容溝が形成されているとともに、上記第２保持盤の上記第１保持盤側の面における上記第１収容溝に対応する部分に上記チューブの上記第２保持盤側の部分が収容される第２収容溝が形成され、上記第１及び第２収容溝に上記チューブを収容した状態で上記第１及び第２保持盤により上記チューブを挟み込むことにより、上記チューブを保持することを特徴とするスピン溶接装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスピン溶接装置において、
上記チューブ保持部材及び上記コネクタ保持部材の対向方向は、水平方向であることを特徴とするスピン溶接装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のスピン溶接装置において、
上記移動機構は、電動シリンダを有していることを特徴とするスピン溶接装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のスピン溶接装置において、
上記回転機構は、サーボモータを有していることを特徴とするスピン溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製のチューブを樹脂製のコネクタに形成された環状のチューブ挿入溝部に挿入して、スピン溶接するスピン溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の部材同士をスピン溶接するスピン溶接装置が従来技術として知られている。
【０００３】
特許文献１のスピン溶接装置は、ワークステージに固定側部材を固定する受け治具を有していて、この受け治具に対向させて回転盤が配設されている。この回転盤は回転駆動手段により高速回転を付与されるとともに、圧接駆動装置により受け治具に対して接近・離反の往復運動をするようになっている。そして、上述の如く構成されたスピン溶接装置では、ワークステージの受け治具に固定側部材を固定した後、この固定側部材の溶接部に可動側部材を当接させる。次に、回転駆動手段により回転盤を高速回転させて、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により回転盤を可動側部材を介して固定側部材に圧接すると、両部材の接触面が摩擦熱で溶融する。そして、回転盤の回転を停止すると、その接触面が冷却固化される。以上のようにして、両部材のスピン溶接が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１５０５５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、チューブをコネクタに形成された環状のチューブ挿入溝部に挿入して、スピン溶接するスピン溶接装置において、チューブ側を回転させて、チューブとコネクタとをスピン溶接すると、チューブが長尺であったり、チューブに曲がりがあったりする場合、その回転によりチューブがぶれて、チューブとコネクタとのスピン溶接の質が悪くなる虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、樹脂製のチューブを樹脂製のコネクタに形成された環状のチューブ挿入溝部に挿入して、スピン溶接するスピン溶接装置において、チューブとコネクタとのスピン溶接の質を良くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、樹脂製のチューブを樹脂製のコネクタに形成された環状のチューブ挿入溝部に挿入して、スピン溶接するスピン溶接装置であって、上記チューブを保持するチューブ保持部材と、上記チューブ保持部材に対向配置され、上記コネクタを保持するコネクタ保持部材と、上記チューブ保持部材を、該チューブ保持部材及び上記コネクタ保持部材の対向方向に移動させる移動機構と、上記コネクタ保持部材を、該コネクタ保持部材により保持されたコネクタのチューブ挿入溝部の中心軸周りに回転させる回転機構と、上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を当接させる、該端面の位置決め用のストッパとを備えており、上記ストッパは、上記チューブ保持部材の近傍に配置されていて、該チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面に対向する上側位置と下側位置との間で移動可能な当接部材を有し、上側位置における当接部材に、上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を当接させることにより、該端面を位置決めするように構成されており、上記ストッパにより上記チューブ保持部材により保持されるチューブの上記コネクタ側の端面を位置決めした後に上記チューブ保持部材により上記チューブを保持するとともに、上記コネクタ保持部材により上記コネクタを保持した後、上記移動機構により上記チューブ保持部材を上記コネクタ保持部材側に移動させることで上記チューブを上記チューブ挿入溝部に押し付けながら、上記回転機構により上記コネクタ保持部材を回転させることにより、上記チューブと上記コネクタとをスピン溶接することを特徴とするものである。 
【０００８】
これによれば、チューブ保持部材によりチューブを保持するとともに、コネクタ保持部材によりコネクタを保持した後、移動機構によりチューブ保持部材をコネクタ保持部材側に移動させることでチューブをチューブ挿入溝部に押し付けながら、回転機構によりコネクタ保持部材を回転させることにより、チューブとコネクタとをスピン溶接するので、チューブが長尺であったり、チューブに曲がりがあったりしても、チューブがぶれるのを防止することができ、チューブとコネクタとのスピン溶接の質を良くすることができる。
【０００９】
また、チューブ保持部材により保持されるチューブのコネクタ側の端面を当接させる、この端面の位置決め用のストッパを設けているので、チューブのコネクタ側の端面位置のばらつきを防止することができ、スピン溶接時におけるチューブの絶対位置を正確に検出することができる。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記チューブ保持部材は、第１保持盤と、該第１保持盤に対向配置された第２保持盤とを有していて、上記第１保持盤の上記第２保持盤側の面に上記チューブの該第１保持盤側の部分が収容される第１収容溝が形成されているとともに、上記第２保持盤の上記第１保持盤側の面における上記第１収容溝に対応する部分に上記チューブの上記第２保持盤側の部分が収容される第２収容溝が形成され、上記第１及び第２収容溝に上記チューブを収容した状態で上記第１及び第２保持盤により上記チューブを挟み込むことにより、上記チューブを保持することを特徴とするものである。
【００１１】
これによれば、第１保持盤の第１収容溝及び第２保持盤の第２収容溝にチューブを収容した状態で第１及び第２保持盤によりチューブを挟み込むことにより、チューブを保持するので、チューブをしっかりと保持することができる。
【００１２】
第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記チューブ保持部材及び上記コネクタ保持部材の対向方向は、水平方向であることを特徴とするものである。
【００１３】
これによれば、チューブ保持部材及びコネクタ保持部材の対向方向が水平方向であるので、その対向方向が鉛直方向である場合に垂れ下がること等により保持困難な長尺のチューブを保持することができる。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、上記移動機構は、電動シリンダを有していることを特徴とするものである。
【００１５】
これによれば、移動機構が電動シリンダを有しているので、チューブの、コネクタのチューブ挿入溝部への押し付け荷重やその押し付け速度を一定に維持することができる。
【００１６】
ここで、チューブの、コネクタのチューブ挿入溝部への押し付け荷重が一定に維持されると、以下のような効果を奏することができる。つまり、その押し付け荷重が大きくなると、チューブとコネクタとの接触面の摩擦力が大きくなり、回転機構によるコネクタ保持部材の回転速度が一定に維持することができない虞がある。また、その押し付け荷重が小さくなると、チューブとコネクタとの溶接部に巣や隙ができる虞がある。これに対して、その押し付け荷重が一定に維持されると、そのような虞がない。
【００１７】
第５の発明は、上記第１〜４のいずれか１つの発明において、上記回転機構は、サーボモータを有していることを特徴とするものである。
【００１８】
これによれば、回転機構が、始動や停止を短時間で行うサーボモータを有しているので、チューブとコネクタとの溶接角度を正確に、所望の溶接角度にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、チューブ保持部材によりチューブを保持するとともに、コネクタ保持部材によりコネクタを保持した後、移動機構によりチューブ保持部材をコネクタ保持部材側に移動させることでチューブをチューブ挿入溝部に押し付けながら、回転機構によりコネクタ保持部材を回転させることにより、チューブとコネクタとをスピン溶接するので、チューブが長尺であったり、チューブに曲がりがあったりしても、チューブがぶれるのを防止することができ、チューブとコネクタとのスピン溶接の質を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るスピン溶接装置によりスピン溶接された、燃料チューブとコネクタとの接合構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib線の矢視断面図である。
【図２】スピン溶接装置をその上方から見た部分断面図である。
【図３】スピン溶接装置をその右方から見た部分断面図である。
【図４】図３のIV−IV線の矢視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線の矢視図である。
【図６】コネクタ保持部材をその前方から見た図である。
【図７】スピン溶接装置による燃料チューブ及びコネクタのスピン溶接の手順の一部を示す要部側面図である。
【図８】スピン溶接装置による燃料チューブ及びコネクタのスピン溶接の手順の一部を示す要部側面図である。
【図９】スピン溶接装置による燃料チューブ及びコネクタのスピン溶接の手順の一部を示す要部側面図である。
【図１０】チューブ保持部材の変形例をその上方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係るスピン溶接装置によりスピン溶接された、樹脂製の燃料チューブ１と樹脂製のコネクタ２との接合構造を示しており、この接合構造は、例えば、自動車の燃料タンクの燃料をエンジンに供給するのに用いられる。
【００２３】
燃料チューブ１は、一直線に延びる長尺（例えば４００ｍｍ）でかつ低剛性の円管であり、内外に積層された２つの層（不図示）からなる。内層は、例えばフッ素系樹脂からなり、外層は、例えばナイロン系樹脂からなる。コネクタ２は、燃料パイプ（不図示）を脱着可能な短小でかつ略Ｌ字状の所謂クイックコネクタであり、例えばナイロン系樹脂からなる。コネクタ２は、燃料チューブ１が挿入（嵌合）されてスピン溶接される円筒状のチューブ挿入部２０と、このチューブ挿入部２０の燃料チューブ１とは反対側端部から直角に延びて、チューブ挿入部２０よりも長く、燃料パイプが取り付けられる円筒状のパイプ取付部２１とを有している。チューブ挿入部２０には、燃料チューブ１側（図１では左方）に向かって開口して、燃料チューブ１（チューブ挿入部２０）の軸方向から見て円環状をなすチューブ挿入溝部２０ａが形成されている。このチューブ挿入溝部２０ａには、燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０が挿入されて（押し込まれて）、スピン溶接されるようになっている。チューブ挿入溝部２０ａの内周縁部は、その外周縁部よりも燃料チューブ１側に突出している。また、上述の如くチューブ挿入部２０がナイロン系樹脂からなるため、同じくナイロン系樹脂からなる燃料チューブ１の外層への溶接が容易になる。
【００２４】
図２〜図６に示すように、スピン溶接装置３は、燃料チューブ１を保持するチューブ保持部材３０と、このチューブ保持部材３０により保持される燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１（コネクタ２側の端面）を当接させる、該コネクタ側先端面１１の位置決め用の手動ストッパ３１と、チューブ保持部材３０による燃料チューブ１の保持を固定維持するクランプ部材３２と、チューブ保持部材３０に水平方向（図２では左右方向）に対向配置され、コネクタ２を保持するコネクタ保持部材３３と、チューブ保持部材３０をチューブ保持部材３０及びコネクタ保持部材３３の対向方向、すなわち水平方向に移動させる移動機構３４と、コネクタ保持部材３３を、該コネクタ保持部材３３により保持されたコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘ（図７〜図９のみ図示）周りに回転させる回転機構３５と、制御装置（不図示）による移動機構３４及び回転機構３５の制御を行うための種々の電気的な操作スイッチ・計器類を１カ所に集めた操作盤３６とを備えている。
【００２５】
尚、本実施形態では、チューブ保持部材３０及びコネクタ保持部材３３の対向方向はスピン溶接装置３の前後方向と一致しており、この方向を以下、単に前後方向という。そして、以下の説明では、便宜上、チューブ保持部材３０側を前方、コネクタ保持部材３３側を後方とする。また、図２〜図５では、図を見易くするため、スピン溶接装置３を構成する部材の図示を適宜省略している。
【００２６】
上記チューブ保持部材３０は、矩形状の上側保持盤３０ａ（第１保持盤）と、この上側保持盤３０ａの下方に対向配置された矩形状の下側保持盤３０ｂ（第２保持盤）とを有している。上側保持盤３０ａの下面（下側保持盤３０ｂ側の面）には、燃料チューブ１の上部（上側保持盤３０ａ側の部分）が収容される上側収容溝３０ｃ（第１収容溝）が前後方向に一直線に延びるように形成されている。この上側収容溝３０ｃは、燃料チューブ１の形状構造に対応するように半円状に形成されていて、上側保持盤３０ａの前面及び後面に向かって開口している。下側保持盤３０ｂは、矩形状の第１載置盤３７の上面の、スピン溶接装置３の左右方向（以下、単に左右方向という）中央部に形成された凹部３７ａにボルトで載置固定されている。この第１載置盤３７は、矩形状の第２載置盤３８の上面後端部に載置固定されている。下側保持盤３０ｂの上面（上側保持盤３０ａ側の面）における上側収容溝３０ｃに対応する部分には、燃料チューブ１の下部（下側保持盤３０ｂ側の部分）が収容される半円状の下側収容溝３０ｄ（第２収容溝）が前後方向に一直線に延びるように形成されている。この下側収容溝３０ｄは、燃料チューブ１の形状構造に対応するように半円状に形成されていて、下側保持盤３０ｂの前面及び後面に向かって開口している。そして、チューブ保持部材３０は、上側及び下側収容溝３０ｃ，３０ｄに燃料チューブ１を嵌合収容した状態で、上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂにより燃料チューブ１を、その両先端部がチューブ保持部材３０からそれぞれ前後に突出するように挟み込むことにより、燃料チューブ１を、その両先端部がチューブ保持部材３０からそれぞれ前後に突出した状態で保持するようになっている。
【００２７】
上記手動ストッパ３１は、チューブ保持部材３０の後方近傍に配置されていて、フランジ付リニアブッシュ（以下、単にリニアブッシュという）３１ａと、このリニアブッシュ３１ａに上下方向に摺動可能に挿通されたシャフト３１ｂと、このシャフト３１ｂの上端面にボルトで取付固定され、上下方向から見て矩形状をなす当接部材３１ｃと、シャフト３１ｂの下端面にボルトで取付固定された矩形状の係合板３１ｄとを有している。リニアブッシュ３１ａは、中空円筒状の筒部３１ｅと、この筒部３１ｅの上端部に一体に形成された鍔状のフランジ部３１ｆとを有していて、筒部３１ｅが第３載置盤３９本体部３９ａ後端部の左右方向中央部に形成された円状の貫通孔３９ｂを貫通して、フランジ部３１ｆが本体部３９ａ上面の貫通孔３９ｂ周縁部に円環状の環状部材３１ｇを介してボルトで取付固定されている。この第３載置盤３９は、矩形状のテーブル４０の上面前部に前後の支持脚４１を介して設置固定されていて、矩形状の本体部３９ａと、この本体部３９ａの右端部後縁から後方に延びる矩形状の延長部３９ｃとを有している。
【００２８】
当接部材３１ｃは、その長手方向一端部がシャフト３１ｂに取り付けられていて、チューブ保持部材３０の下側収容溝３０ｄに嵌合収容された燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１に前後方向に対向する上側位置と、リニアブッシュ３１ａフランジ部３１ｆの上面に当接する下側位置との間で移動可能になっている（図２、図３、図５では上側位置）。当接部材３１ｃは、上側位置では、シャフト３１ｂから後方に突出して、長手方向一端側の短辺側側面３１ｈが燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１に前後方向に対向している一方、下側位置では、シャフト３１ｂから左右方向一方側に突出している。そして、上側位置における当接部材３１ｃの長手方向一端側の短辺側側面３１ｈに、チューブ保持部材３０の下側収容溝３０ｄに嵌合収容した燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１を当接させることにより、該コネクタ側先端面１１を位置決めするようになっている。
【００２９】
係合板３１ｄは、シャフト３１ｂから当接部材３１ｃと同じ方向に突出するように、長手方向一端部がシャフト３１ｂに取り付けられていて、当接部材３１ｃが上側位置にある際に、長手方向他端部が矩形状の被係合板３１ｉの左右方向中央部に形成された凹部３１ｊに嵌合係合されることにより、当接部材３１ｃを上側位置に固定維持するようになっている。この被係合板３１ｉは、テーブル４０の前後方向中央部に形成された矩形状の中央貫通孔４０ａの後縁部に左右方向に延びるように設置固定されている。一方、係合板３１ｄは、当接部材３１ｃが上側位置にある際に、上方に僅かに持ち上げられてシャフト３１ｂの中心軸周りに９０度回転すると、長手方向他端部の、被係合板３１ｉの凹部３１ｊへの係合が解除されて、中央貫通孔４０ａを抜けて下方に移動する。この下方移動により、シャフト３１ｂが下方に移動し、この下方移動に従って、当接部材３１ｃが下側位置に移動してリニアブッシュ３１ａの上面に当接する。
【００３０】
上記クランプ部材３２は、第１載置盤３７の上面における凹部３７ａの右側に設置固定されていて、チューブ保持部材３０の上側保持盤３０ａをその上面から押し付ける押し付け部材３２ａと、この押し付け部材３２ａに連動連結され、該押し付け部材３２ａを操作する手動操作レバー（不図示）とを有している。押し付け部材３２ａは、上側保持盤３０ａをその上面から押し付ける押し付け状態と、上側保持盤３０ａから離間してその押し付けが解除される解除状態とに切り換え可能になっている（図３、図４では押し付け状態）。そして、クランプ部材３２は、手動操作レバーが操作されて押し付け部材３２ａが解除状態から押し付け状態へと切り換えられると、該押し付け部材３２ａが上側保持盤３０ａをその上面から押し付けることにより、チューブ保持部材３０による燃料チューブ１の保持を固定維持するようになっている。一方、クランプ部材３２は、手動操作レバーが操作されて押し付け部材３２ａが押し付け状態から解除状態へと切り換えられると、該押し付け部材３２ａが上側保持盤３０ａから離間してその押し付けが解除されることにより、その固定維持を解除するようになっている。
【００３１】
上記コネクタ保持部材３３は、ブロック状の本体部３３ａと、この本体部３３ａの前面中央部から前方に延びる延長部３３ｂとを有している。本体部３３ａの前面には、上下方向に延びて、コネクタ２のパイプ取付部２１をその後方から受けて収容保持する第１収容凹部３３ｃが形成されている。この第１収容凹部３３ｃは、パイプ取付部２１の形状構造に対応するように形成されていて、本体部３３ａの上面に向かって開口している。延長部３３ｂの上面には、第１収容凹部３３ｃに連続するように前後方向に延びて、コネクタ２のチューブ挿入部２０をその下方から受けて収容保持する第２収容凹部３３ｄが形成されている。この第２収容凹部３３ｄは、チューブ挿入部２０の形状構造に対応するように形成されていて、延長部３３ｂの前面に向かって開口している。第１及び第２収容凹部３３ｃ，３３ｄは、全体として、略Ｌ字状をなしている。第２収容凹部３３ｄに収容保持されたチューブ挿入部２０は、そのチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘが前後方向に延び、延長部３３ｂから前方に突出している。そして、コネクタ保持部材３３は、第１収容凹部３３ｃにパイプ取付部２１を収容保持しかつ、第２収容凹部３３ｄにチューブ挿入部２０を収容保持することにより、コネクタ２を、そのチューブ挿入部２０のチューブ側先端面２０ｂが燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１に前後方向に対向しかつ、チューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘが燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０の中心軸と一致するように保持するようになっている。
【００３２】
上記移動機構３４は、チューブ保持部材３０を前後方向に案内するＬＭガイド３４ａと、移動機構３４の動力源であるメカシリンダ３４ｂ（電動シリンダ）とを有している。ＬＭガイド３４ａは、ＬＭブロック３４ｃと、このＬＭブロック３４ｃを支えて走らせるＬＭレール３４ｄとを有している。ＬＭブロック３４ｃは、第２載置盤３８の下面左右両側に前後に１つずつ取付固定されている。ＬＭレール３４ｄは、第３載置盤３９本体部３９ａの上面左右両側に前後方向に延びるようにそれぞれ設置固定されていて、ＬＭブロック３４ｃを該ＬＭレール３４ｄに沿ってスライド移動可能に係合支持している。
【００３３】
メカシリンダ３４ｂは、モータが回転することによりボールネジが回転し、スライダ３４ｅが前後方向に移動する単軸ロボットであり、多点位置決めや速度・加速度制御、押し付け動作、ピッチ送り、ゾーン出力などが可能になっている。メカシリンダ３４ｂは、第３載置盤３９の上面右端部における右側ＬＭガイド３４ａの右側に設置固定されている。第２載置盤３８の後面には、取付板３４ｆが左右方向に延びるようにボルトで取付固定されており、この取付板３４ｆは、略矩形状の本体部３４ｇと、この本体部３４ｇの右端部上縁から右方に延びる延長部３４ｈとを有している。この延長部３４ｈの右端部には、スライダ３４ｅが連結部材３４ｉを介して連結固定されている。本体部３４ｇの上縁部におけるチューブ保持部材３０に対応する部分には、矩形状の切り欠き３４ｊが形成されている。
【００３４】
そして、移動機構３４は、メカシリンダ３４ｂのモータが正転することでスライダ３４ｅが後方に移動し、この後方移動により、スライダ３４ｅに連結固定された第２載置盤３８及びこの第２載置盤３８に載置固定された第１載置盤３７が、ＬＭガイド３４ａのＬＭブロック３４ｃがＬＭレール３４ｄに沿って後方にスライド移動することで後方に移動し、この後方移動により、第１載置盤３７に載置固定されたチューブ保持部材３０を後方に移動させるようになっている。一方、移動機構３４は、メカシリンダ３４ｂのモータが逆転することでスライダ３４ｅが前方に移動し、この前方移動により、第１及び第２載置盤３７，３８が、ＬＭガイド３４ａのＬＭブロック３４ｃがＬＭレール３４ｄに沿って前方にスライド移動することで前方に移動し、この前方移動により、チューブ保持部材３０を前方に移動させるようになっている。
【００３５】
また、第２載置盤３８の左右両端部には、リニアブッシュ４２が前後方向に延びるようにそれぞれボルトで取付固定されている。この各リニアブッシュ４２には、シャフト４３が前後方向に摺動可能に挿通されている。この各シャフト４３の前端部は、第３載置盤３９本体部３９ａの上面前後方向中央部に左右方向に延びるように設置固定された矩形棒状の取付部材４４の、左右方向各端部にボルトで取付固定されている。シャフト４３の後端部は、取付板３４ｆ本体部３４ｇの左右方向各端部にボルトで取付固定されている。そして、シャフト４３は、移動機構３４によりチューブ保持部材３０を前後方向に移動させた際に、リニアブッシュ４２に対して前後方向に僅かに移動するようになっている。
【００３６】
上記回転機構３５は、該回転機構３５の動力源であるエンコーダ付サーボモータ３５ａ（以下、単にサーボモータという）と、このサーボモータ３５ａの動力をタイミングベルト３５ｂを介してコネクタ保持部材３３へと伝達するシャフト３５ｃとを有している。サーボモータ３５ａは、サーボ機構の最終制御要素として機能して、該サーボモータ３５ａの位置を検出するものであり、始動や停止を短時間で行い、所望の位置に対して高精度で停止するようになっている。サーボモータ３５ａは、テーブル４０の後部下方に配置されていて、該サーボモータ３５ａの本体部３５ｄが矩形状の取付板３５ｅの下部に形成された貫通孔３５ｆの周縁部前面に取付固定されている。この取付板３５ｅは、テーブル４０の後部に形成された矩形状の後側貫通孔４０ｂを貫通していて、ブロック部材３５ｇの後面下部に取付固定されている。このブロック部材３５ｇは、テーブル４０の上面後部における後側貫通孔４０ｂの前側に矩形棒状の左右一対の取付部材３５ｈを介してボルトで設置固定されており、その後面下部は、その上部よりも後方に突出している。サーボモータ３５ａのモータシャフト３５ｉは、本体部３５ｄから後方に突出して、取付板３５ｅの貫通孔３５ｆを貫通しており、その先端部（後端部）には、モータ側タイミングプーリ３５ｊが取付固定されている。
【００３７】
シャフト３５ｃは、サーボモータ３５ａの上方に対向配置されていて、その前後端寄りがベアリングホルダ３５ｋに支持されたベアリング３５ｌにそれぞれ軸支されている。この各ベアリングホルダ３５ｋは、ブロック部材３５ｇの前面上部及び後面上部に矩形状の取付板３５ｍを介してそれぞれボルトで取付固定されている。この各取付板３５ｍは、ブロック部材３５ｇから上方に突出しており、その上部には、シャフト３５ｃが貫通する円状の貫通孔３５ｎが形成されている。シャフト３５ｃの前端部には、コネクタ保持部材３３が、該コネクタ保持部材３３により保持されたコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘがシャフト３５ｃの中心軸と一致するように取付固定されている。シャフト３５ｃの後端部には、シャフト側タイミングプーリ３５ｏが取付固定されている。タイミングベルト３５ｂは、テーブル４０の後側貫通孔４０ｂを貫通していて、モータ側タイミングプーリ３５ｊとシャフト側タイミングプーリ３５ｏとの間に掛け渡されている。
【００３８】
そして、回転機構３５は、サーボモータ３５ａが回転して、その回転がタイミングベルト３５ｂ及びシャフト３５ｃを介してコネクタ保持部材３３へと伝達されることにより、コネクタ保持部材３３を、該コネクタ保持部材３３により保持されたコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘ周りに回転させるようになっている。
【００３９】
また、第２載置盤３８の中央部には、略矩形状の貫通孔３８ａが形成されており、この貫通孔３８ａには、燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重を検出するＳ字型ロードセル４５（以下、単にロードセルという）が収容されている。このロードセル４５の前端部は、貫通孔３８ａの前縁部に取付部材４５ａを介してボルトで取付固定されている。ロードセル４５の後端面からは、ボルト４５ｂが後方に突出しており、このボルト４５ｂは、矩形状の取付板４５ｃの前面下部に取付固定されている。この取付板４５ｃは、その上部が第１載置盤３７の前面左右方向中央部にボルトで取付固定されている。ロードセル４５の上方には、該ロードセル４５を覆うプレート４６が配設されている。そして、ロードセル４５は、移動機構３４によりチューブ保持部材３０を後方に移動させることにより燃料チューブ１をコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに押し付けると、後方に引っ張られることにより、その引張荷重を燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重として検出して、その検出値を制御装置に出力するようになっている。
【００４０】
第３載置盤３９延長部３９ｃの上面におけるメカシリンダ３４ｂの後端部左側には、チューブ保持部材３０により保持された燃料チューブ１の位置を検出するリニアゲージ４７がボルトで取付固定されている。このリニアケージ４７は、コネクタ保持部材３３及び回転機構３５の右方に対向配置されている。そして、リニアゲージ４７は、その検出値を制御装置に出力するようになっている。 
【００４１】
上記制御装置は、ロードセル４５やリニアゲージ４７などの検出値に基づいて、移動機構３４及び回転機構３５を制御するようになっている。
【００４２】
スピン溶接装置３による燃料チューブ１及びコネクタ２のスピン溶接の手順を以下、図７〜図９を参照しながら説明する。尚、移動機構３４によるチューブ保持部材３０の移動及び回転機構３５によるコネクタ保持部材３３の回転は自動で行われるが、それ以外は手動で行われる。
【００４３】
チューブ保持部材３０の下側保持盤３０ｂの下側収容溝３０ｄに燃料チューブ１を嵌合収容する。次に、手動ストッパ３１の当接部材３１ｃを上側位置に移動させて、その長手方向一端側の短辺側側面３１ｈに燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１を当接させる。これにより、燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１が位置決めされる。この位置は、リニアゲージ４７により検出される。続いて、下側保持盤３０ｂに上側保持盤３０ａを乗せて、上側及び下側収容溝３０ｃ，３０ｄに燃料チューブ１を嵌合収容した状態で、上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂにより燃料チューブ１を、その両先端部がチューブ保持部材３０からそれぞれ前後に突出するように挟み込む。これにより、燃料チューブ１が、その両先端部がチューブ保持部材３０からそれぞれ前後に突出した状態で該チューブ保持部材３０に保持される。こうして燃料チューブ１がチューブ保持部材３０にセットされる。
【００４４】
それから、クランプ部材３２の手動操作レバーを操作して、押し付け部材３２ａを解除状態から押し付け状態へと切り換える。これにより、図７に示すように、押し付け部材３２ａが上側保持盤３０ａをその上面から押し付け、チューブ保持部材３０による燃料チューブ１の保持が固定維持される。
【００４５】
次に、手動ストッパ３１の係合板３１ｄを上方に僅かに持ち上げて、シャフト３１ｂの中心軸周りに９０度回転させる。これにより、係合板３１ｄの、被係合板３１ｉの凹部３１ｊへの係合が解除されて、係合板３１ｄがテーブル４０の中央貫通孔４０ａを貫通して下方に移動する。この下方移動により、図８に示すように、シャフト３１ｂが下方に移動し、この下方移動に従って、当接部材３１ｃが下側位置に移動してリニアブッシュ３１ａの上面に当接する。このように当接部材３１ｃが下側位置に移動すると、手動ストッパ３１がチューブ保持部材３０の移動の妨げにならない。
【００４６】
続いて、コネクタ保持部材３３の第１及び第２収容凹部３３ｃ，３３ｄにコネクタ２を収容保持する。これにより、コネクタ２が、そのチューブ挿入部２０のチューブ側先端面２０ｂが燃料チューブ１のコネクタ側先端面１１に前後方向に対向しかつ、チューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘが燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０の中心軸と一致するようにコネクタ保持部材３３に保持される。こうしてコネクタ２がコネクタ保持部材３３にセットされる。
【００４７】
それから、操作盤３６を操作して、コネクタ保持部材３３の回転を開始する際の燃料チューブ１の基準位置（以下、回転開始基準位置という）や燃料チューブ１のコネクタ２への溶け込み量、燃料チューブ１とコネクタ２との溶接角度、コネクタ保持部材３３の回転を停止する際の燃料チューブ１の基準位置（以下、回転停止基準位置）などを設定する。
【００４８】
次に、操作盤３６のスタートスイッチを押すと、移動機構３４のメカシリンダ３４ｂのモータが正転して、スライダ３４ｅが後方に移動し、燃料チューブ１を保持したチューブ保持部材３０が後方に移動して、燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０がコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに挿入されて押し付けられる。
【００４９】
移動機構３４により燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０がコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに押し付けられると、図９に示すように、回転機構３５のサーボモータ３５ａが回転して、その回転がタイミングベルト３５ｂ及びシャフト３５ｃを介してコネクタ保持部材３３へと伝達され、コネクタ２を保持したコネクタ保持部材３３が、該コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘ周りに回転する。燃料チューブ１がコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに押し付けられた（当接した）か否かは、制御装置によりロードセル４５の検出値に基づいて判定される。また、コネクタ保持部材３３の回転を開始した際の燃料チューブ１の絶対位置がリニアゲージ４７により検出され、この絶対位置と操作盤３６により予め設定された回転開始基準位置とに基づいて制御装置により、その絶対位置の合否が判定される。つまり、この絶対位置が回転開始基準位置からずれていると、燃料チューブ１等に不具合があると判定される。
【００５０】
移動機構３４により燃料チューブ１のコネクタ側先端部１０がコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに押し付けられて後方に移動しながら、回転機構３５によりコネクタ２がそのチューブ挿入溝部２０ａの中心軸ｘ周りに回転すると、燃料チューブ１とコネクタ２との接触面が摩擦熱で溶融する。尚、燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重は、移動機構３４のメカシリンダ３４ｂにより一定に維持される。
【００５１】
燃料チューブ１のコネクタ２への溶け込み量が操作盤３６により予め設定された溶け込み量になると、回転機構３５によるコネクタ２の回転が、燃料チューブ１とコネクタ２との溶接角度が操作盤３６により予め設定された溶接角度になるように停止される。燃料チューブ１のコネクタ２への溶け込み量が予め設定された溶け込み量になったか否かは、制御装置によりリニアゲージ４７の検出値に基づいて判定される。また、コネクタ保持部材３３の回転を停止した際の燃料チューブ１の絶対位置がリニアゲージ４７により検出され、この絶対位置と操作盤３６により予め設定された回転停止基準位置とに基づいて制御装置により、その絶対位置の合否が判定される。つまり、この絶対位置が回転停止基準位置からずれていると、燃料チューブ１等に不具合があると判定される。
【００５２】
次に、燃料チューブ１及びコネクタ２を、その溶融した接触面が冷却固化するまでチューブ保持部材３０及びコネクタ保持部材３３にそれぞれ保持する。続いて、移動機構３４による燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付けが停止される。
【００５３】
それから、移動機構３４によりチューブ保持部材３０が元の位置に戻される。これにより、燃料チューブ１に溶接されたコネクタ２がコネクタ保持部材３３から外れる。また、回転機構３５によりコネクタ保持部材３３が元の状態に戻される。その後、コネクタ２に溶接された燃料チューブ１をチューブ保持部材３０から取り外す。
【００５４】
以上のようにして、燃料チューブ１とコネクタ２とのスピン溶接が完了する。
【００５５】
−効果−
以上より、本実施形態によれば、チューブ保持部材３０により燃料チューブ１を保持するとともに、コネクタ保持部材３３によりコネクタ２を保持した後、移動機構３４によりチューブ保持部材３０をコネクタ保持部材３３側に移動させることで燃料チューブ１をコネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａに押し付けながら、回転機構３５によりコネクタ保持部材３３を回転させることにより、燃料チューブ１とコネクタ２とをスピン溶接するので、燃料チューブ１が長尺であっても、燃料チューブ１がぶれるのを防止することができ、燃料チューブ１とコネクタ２とのスピン溶接の質を良くすることができる。
【００５６】
また、チューブ保持部材３０により保持される燃料チューブ１のコネクタ側先端面１０を当接させる、このコネクタ側先端面１０の位置決め用の手動ストッパ３１を設けているので、燃料チューブ１のコネクタ側先端面１０位置のばらつきを防止することができ、スピン溶接時における燃料チューブ１の絶対位置を正確に検出することができる。
【００５７】
さらに、上側保持盤３０ａの上側収容溝３０ｃ及び下側保持盤３０ｂの下側収容溝３０ｄに燃料チューブ１を収容した状態で上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂにより燃料チューブ１を挟み込むことにより、燃料チューブ１を保持するので、燃料チューブ１をしっかりと保持することができる。
【００５８】
さらにまた、チューブ保持部材３０及びコネクタ保持部材３３の対向方向が水平方向であるので、その対向方向が鉛直方向である場合に垂れ下がること等により保持困難な長尺の燃料チューブ１を保持することができる。
【００５９】
また、チューブ保持部材３０及びコネクタ保持部材３３の対向方向が水平方向であるので、その対向方向が鉛直方向である場合と比較して、ロードセル４５による燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重の検出時に燃料チューブ１の重力が影響するのを防止することができる。
【００６０】
さらに、移動機構３４がメカシリンダ３４ｂを有しているので、燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重を一定に維持することができる。
【００６１】
このように、燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重が一定に維持されると、以下のような効果を奏することができる。つまり、その押し付け荷重が大きくなると、燃料チューブ１とコネクタ２との接触面の摩擦力が大きくなり、回転機構３５によるコネクタ保持部材３３の回転速度が一定に維持することができない虞がある。また、その押し付け荷重が小さくなると、燃料チューブ１とコネクタ２との溶接部に巣や隙ができる虞がある。これに対して、その押し付け荷重が一定に維持されると、そのような虞がない。
【００６２】
さらにまた、移動機構３４に重量物であるモータを配設していないので、移動機構３４によるチューブ保持部材３０の移動時にチューブ保持部材３０を省エネルギーでかつ高速で移動させることができる。
【００６３】
また、回転機構３５が、始動や停止を短時間で行うサーボモータ３５ａを有しているので、燃料チューブ１とコネクタ２との溶接角度を正確に、所望の溶接角度にすることができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、チューブは燃料チューブ１であるが、これ以外の用途のチューブであっても良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、チューブ保持部材３０は上述の如く構成されているが、燃料チューブ１を保持することができる限り、その構成はこれに限定されない。
【００６６】
さらに、上記実施形態では、チューブ保持部材３０は、下面に上側収容溝３０ｃが前後方向に一直線に延びるように形成された上側保持盤３０ａと、上面に下側収容溝３０ｄが前後方向に一直線に延びるように形成された下側保持盤３０ｂとを有しているが、これらの上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂは、燃料チューブ１の形状構造に応じて取り換えれば良い。例えば、燃料チューブ１に図１０に示すような曲がりがある場合、上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂは、図１０に示すようなものに取り換えられる。つまり、燃料チューブ１は、前方に行くに従って左方に湾曲するように形成されている。上側及び下側収容溝３０ｃ，３０ｄは、それぞれ、前方に行くに従って左方に湾曲するように形成されていて、上側及び下側保持盤３０ａ，３０ｂの後面及び左面に向かって開口している。そして、チューブ保持部材３０は、燃料チューブ１を、そのコネクタ側先端部１０がチューブ保持部材３０から後方に突出した状態で保持するようになっている。このように燃料チューブ１に曲がりがあっても、上述の如く構成されたスピン溶接装置３によれば、燃料チューブ１がぶれるのを防止することができ、燃料チューブ１とコネクタ２とのスピン溶接の質を良くすることができる。
【００６７】
さらにまた、上記実施形態では、コネクタ保持部材３３は、上述の如く構成されているが、コネクタ２を保持することができる限り、その構成はこれに限定されない。
【００６８】
また、上記実施形態では、燃料チューブ１の、コネクタ２のチューブ挿入溝部２０ａへの押し付け荷重を、移動機構３４のメカシリンダ３４ｂにより一定に維持しているが、これに限らず、例えば、その押し付け速度をメカシリンダ３４ｂにより一定に維持しても良い。
【００６９】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００７０】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明に係るスピン溶接装置は、チューブとコネクタとのスピン溶接の質を良くすることが必要な用途等に適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１      燃料チューブ
１１    コネクタ側先端面（コネクタ側の端面）
２      コネクタ
２０ａ  チューブ挿入溝部
３      スピン溶接装置
３０    チューブ保持部材
３０ａ  上側保持盤（第１保持盤）
３０ｂ  下側保持盤（第２保持盤）
３０ｃ  上側収容溝（第１収容溝）
３０ｄ  下側収容溝（第２収容溝）
３１    手動ストッパ
３３    コネクタ保持部材
３４    移動機構
３４ｂ  メカシリンダ（電動シリンダ）
３５    回転機構
３５ａ  サーボモータ 
【図１】
0005603708.tif 000002
【図２】
0005603708.tif 000003
【図３】
0005603708.tif 000004
【図４】
0005603708.tif 000005
【図５】
0005603708.tif 000006
【図６】
0005603708.tif 000007
【図７】
0005603708.tif 000008
【図８】
0005603708.tif 000009
【図９】
0005603708.tif 000010
【図１０】
0005603708.tif 000011