(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の中空体本体の端面にプラスチック製の面板を熱溶着するプラスチック製中空体の製造装置において、
上記中空体本体の端面を側方に露出させてその中空体本体を保持する本体保持用ユニットと、
上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面をトリミングするトリミング用ユニットと、
上記面板を保持する面板保持用ユニットと、
上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面と上記面板保持用ユニットに保持された上記面板の溶着箇所との両方に接触する状態でそれらの間に介在されて上記中空体本体の上記端面と上記面板の溶着箇所とを溶着可能温度に加熱するヒータユニットと、
上記面板保持用ユニットに保持されかつ上記ヒータユニットにより加熱された上記面板を、上記本体保持用ユニットに保持されかつ上記ヒータユニットにより加熱された上記中空体本体の上記端面に押し付ける面板押付け用ユニットと、
を備えることを特徴とするプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項２】
上記本体保持用ユニットが所定の経路を移動可能であり、その経路の側部に、上記本体保持ユニットの移動方向に順に、上記トリミング用ユニットと上記面板押付け用ユニットとが並べて配備されていると共に、上記面板押付け用ユニットに上記面板保持用ユニットが取り付けられ、上記ヒータユニットが昇降機構に取り付けられ、かつそのヒータユニットが、上記面板保持用ユニットおよびその面板保持用ユニットの対向位置に移動してきた上記本体保持用ユニットとの相互間位置に対して昇降可能になっている請求項１に記載したプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項３】
上記経路を挟む両側部のそれぞれに、上記本体保持用ユニットの移動方向に順に、上記トリミング用ユニットと上記面板押付け用ユニットとが並べて配備されていると共に、上記面板押付け用ユニットに上記面板保持用ユニットが取り付けられ、一対の上記ヒータユニットが個別に昇降機構に取り付けられ、かつその一対のヒータユニットが、上記経路を挟む両側部のそれぞれに配備された上記面板保持用ユニットおよびその面板保持用ユニットの対向位置に移動してきた上記本体保持用ユニットの相互間位置に対して各別に昇降可能になっている請求項１に記載したプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項４】
上記本体保持用ユニットに上記中空体本体を保持させるときの基準位置が設定されていると共に、その本体保持用ユニットに、上記中空体本体を上記基準位置に位置決めする位置補正機構が設けられている請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載したプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項５】
上記面板押付け用ユニットが、出退動作を行う出退部を備えた押付機構と、上記出退部に取り付けられかつ上記面板保持用ユニットに保持された上記面板を上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面に押し付けるときの押付圧力を検出して上記押付機構の出退動作を制御するための信号を出力する押付圧検出機構とを備えている請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載したプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項６】
中空体本体の端面と面板の溶着箇所とを加熱溶融させる加熱溶融工程と、この加熱溶融工程を経た上記中空体本体の上記端面に上記面板の上記溶着箇所を押し付けて両者を加圧溶着させる加圧溶着工程とを有するプラスチック製中空体の製造方法において、
請求項１に記載したプラスチック製中空体の製造装置を用い、上記加熱溶融工程を、上記ヒータユニットのヒータを上記中空体本体の上記端面と上記面板の上記溶着箇所との両方に接触する状態でそれらの間に介在させて上記中空体本体の上記端面と上記面板の上記溶着箇所とを溶着可能温度に加熱することによって行い、
その加熱溶融工程が、加熱に伴う上記中空体本体の端面および上記面板の上記溶着箇所の溶融進行度合に応じて上記面板押付け用ユニットを押し出すことにより上記ヒータユニットに対する上記中空体本体の上記端面および上記面板の上記溶着箇所の押付力を一定に維持して行う前段加熱処理と、その前段加熱処理に引き続いて行われかつ上記押付力を解消して加熱を続行する後段加熱処理とに分かれていることを特徴とするプラスチック製中空体の製造方法。
【請求項７】
上記ヒータユニットの加熱面の表面温度を２００〜２５０℃に設定し、上記ヒータユニットに対する上記中空体本体の上記端面および上記面板の上記溶着箇所の押付力を１〜２ｋｇ／ｃｍ2 に維持して上記加熱溶融工程の前段加熱処理を行う請求項６に記載したプラスチック製中空体の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載したプラスチック製中空体の製造装置を用い、上記加圧溶着工程が、主加圧溶着処理と必要に応じてその主加圧溶着処理に引き続いて行われる補助加圧溶着処理とに分かれており、上記主加圧溶着処理が、上記押付機構の動作により上記中空体本体の上記端面に上記面板を押し付けてその中空体本体の端部を押し潰しつつその中空体本体の上記端面に上記面板の上記溶着箇所を溶着する処理であり、上記補助加圧溶着処理が、上記押付圧検出機構の押付圧検出により上記主加圧溶着処理の押付力の不足を補う処理である請求項６または請求項７に記載したプラスチック製中空体の製造方法。
【請求項９】
上記主加圧溶着処理時の上記押付機構による上記押付力が１〜５ｋｇ／ｃｍ2 であり、上記中空体本体の端面の押潰し代が１〜３ｍｍである請求項７または請求項８に記載したプラスチック製中空体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空で上面開放の箱体や中空のパイプ材といったプラスチック製中空体を製造する装置およびそのようなプラスチック製中空体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームで使用される電子部品の洗浄槽として用いられる容器状で上面開放のプラスチック製箱体は、従来、所定肉厚のプラスチックプレートをコ字形に折り曲げて底板とその底板の前後の各辺部から立ち上がった前後一対の側板とが一体に連設されたＵ形の箱本体を作り、その箱本体の左右の両端部に、矩形の面板を溶接して一体化することにより製作されていた。そして、箱体の製作作業には数人の作業者を必要とし、しかもその作業者が細心の注意を払って作業を行うことを余儀なくされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチックプレートの折曲げ作業や面板の溶接作業は、それらの材料の所定箇所を所定の高温に加熱して行う必要があるので、劣悪な作業環境に陥りやすく、その上、人件費が嵩む割りには生産効率の低いものであった。また、人手による作業であったので、プラスチックプレートの折曲げ精度や溶接した後の箱本体と面板との溶接強度などにばらつきが生じやすく、一様な品質の箱体を大量に製造したいという要求に対処することが困難であった。
【０００４】
本発明は、以上の事情の下でなされたものであり、箱体のようなプラスチック製中空体の製造を自動化して省人化を促進することが可能になるプラスチック製中空体の製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、一様な品質のプラスチック製中空体を短時間で製造することのできるプラスチック製中空体の製造装置およびプラスチック製中空体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のプラスチック製中空体の製造装置は、プラスチック製の中空体本体の端面にプラスチック製の面板を熱溶着するプラスチック製中空体の製造装置において、上記中空体本体の端面を側方に露出させてその中空体本体を保持する本体保持用ユニットと、上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面をトリミングするトリミング用ユニットと、上記面板を保持する面板保持用ユニットと、上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面と上記面板保持用ユニットに保持された上記面板の溶着箇所との両方に接触する状態でそれらの間に介在されて上記中空体本体の上記端面と上記面板の溶着箇所とを溶着可能温度に加熱するヒータユニットと、上記面板保持用ユニットに保持されかつ上記ヒータユニットにより加熱された上記面板を、上記本体保持用ユニットに保持されかつ上記ヒータユニットにより加熱された上記中空体本体の上記端面に押し付ける面板押付け用ユニットと、を備える、というものである。ここで、上記中空体には、冒頭で説明した洗浄槽などに用いられる上面開放の箱体が含まれることは勿論、プラスチックパイプの端面を面板で塞いだ形のものも含まれ、要するに、端面を面板で塞ぐ形状のものが全て含まれる。
【０００７】
この発明によると、本体保持用ユニットに保持させたプラスチック製の中空体本体の端面を、トリミング用ユニットによってトリミングを行うことが可能になる。また、本体保持用ユニットに保持させた上記中空体本体の端面と面板保持用ユニットに保持させた面板の溶着箇所との両方をヒータユニットによって溶着可能温度に加熱することが可能になる。そして、ヒータユニットにより中空体本体の端面と面板の溶着箇所との両方を加熱した後ヒータユニットを退去させると、面板押付用ユニットによって上記面板の溶着箇所を本体保持用ユニットに保持されている中空体本体の端面に押し付けて両者を加圧溶着することが可能になる。
【０００８】
請求項２に係る発明のプラスチック製中空体の製造装置は、請求項１のものにおいて、上記本体保持用ユニットが所定の経路を移動可能であり、その経路の側部に、上記本体保持ユニットの移動方向に順に、上記トリミング用ユニットと上記面板押付け用ユニットとが並べて配備されていると共に、上記面板押付け用ユニットに上記面板保持用ユニットが取り付けられ、上記ヒータユニットが昇降機構に取り付けられ、かつそのヒータユニットが、上記面板保持用ユニットおよびその面板保持用ユニットの対向位置に移動してきた上記本体保持用ユニットとの相互間位置に対して昇降可能になっている、というものである。
【０００９】
この発明によると、プラスチック製の中空体本体を保持させた本体保持用ユニットをトリミング用ユニットのところに移動させてそのトリミング用ユニットの動作による中空体本体の端面のトリミング作業が可能になる。トリミング後に本体保持用ユニットを面板保持用ユニットのところに移動させると、本体保持用ユニットに保持されている中空体本体の端面と面板保持用ユニットに保持されている面板の溶着箇所との両方をヒータユニットによって溶着可能温度に加熱することが可能になる。そして、加熱後、ヒータユニットを昇降機構により上方へ退去させてから面板押付用ユニットによって上記面板を本体保持用ユニットに保持されている中空体本体の端面に押し付けると、面板の溶着箇所が中空体本体の端面に加圧溶着される。したがって、この発明によると、中空体本体の端面に面板を加圧溶着してプラスチック製の中空体を製造する作業のシステム化が可能になる。
【００１０】
請求項３に係る発明のプラスチック製中空体の製造装置は、請求項１のものにおいて、上記経路を挟む両側部のそれぞれに、上記本体保持用ユニットの移動方向に順に、上記トリミング用ユニットと上記面板押付け用ユニットとが並べて配備されていると共に、上記面板押付け用ユニットに上記面板保持用ユニットが取り付けられ、一対の上記ヒータユニットが個別に昇降機構に取り付けられ、かつその一対のヒータユニットが、上記経路を挟む両側部のそれぞれに配備された上記面板保持用ユニットおよびその面板保持用ユニットの対向位置に移動してきた上記本体保持用ユニットの相互間位置に対して各別に昇降可能になっている、というものである。
【００１１】
この発明によると、本体保持用ユニットがその移動経路を１回だけ往動する間に、冒頭で説明したコ字形の箱本体（中空体本体）の左右の両端面に矩形の面板を熱溶着して一体化するという作業を行わせることができる。
【００１２】
請求項４に係る発明のプラスチック製中空体の製造装置は、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載したものにおいて、上記本体保持用ユニットに上記中空体本体を保持させるときの基準位置が設定されていると共に、その本体保持用ユニットに、上記中空体本体を上記基準位置に位置決めする位置補正機構が設けられている、というものである。
【００１３】
この発明によれば、本体保持用ユニットに保持される中空体本体が、位置補正機構によって基準位置に位置決めされる。そのため、その中空体本体の端面に面板を加圧溶着するときの位置精度を容易に高めることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明のプラスチック製中空体の製造装置は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載したものにおいて、上記面板押付け用ユニットが、出退動作を行う出退部を備えた押付機構と、上記出退部に取り付けられかつ上記面板保持用ユニットに保持された上記面板を上記本体保持用ユニットに保持された上記中空体本体の上記端面に押し付けるときの押付圧力を検出して上記押付機構の出退動作を制御するための信号を出力する押付圧検出機構とを備えている、というものである。
【００１５】
この発明によると、面板の溶着箇所を中空体本体の端面に押し付けて加圧溶着させるときに、押付機構の出退部を徐々に前進させていくことにより中空体本体の端面を押し潰しつつ面板の溶着箇所をその端面に溶着することができる。その際に、中空体本体に対する面板の押付力を押付圧検出機構により検出しつつ押付力が所定の大きさになるまで出退部を前進させる。そして、中空体本体の端面が押し潰されて押付圧が低下したときなどに、そのときの押付圧力を押付圧検出機構により検出して押付機構の出退動作を制御し、押付機構を再起動させて面板をさらに前進させるようにして一定の押付力を維持することができる。
【００１６】
請求項６に係る発明のプラスチック製中空体の製造方法は、中空体本体の端面と面板の溶着箇所とを加熱溶融させる加熱溶融工程と、この加熱溶融工程を経た上記中空体本体の上記端面に上記面板の上記溶着箇所を押し付けて両者を加圧溶着させる加圧溶着工程とを有するプラスチック製中空体の製造方法において、
請求項１に記載したプラスチック製中空体の製造装置を用い、上記加熱溶融工程を、上記ヒータユニットのヒータを上記中空体本体の上記端面と上記面板の上記溶着箇所との両方に接触する状態でそれらの間に介在させて上記中空体本体の上記端面と上記面板の上記溶着箇所とを溶着可能温度に加熱することによって行い、その加熱溶融工程が、加熱に伴う上記中空体本体の端面および上記面板の上記溶着箇所の溶融進行度合に応じて上記面板押付け用ユニットを押し出すことにより上記ヒータユニットに対する上記中空体本体の上記端面および上記面板の上記溶着箇所の押付力を一定に維持して行う前段加熱処理と、その前段加熱処理に引き続いて行われかつ上記押付力を解消して加熱を続行する後段加熱処理とに分かれている、というものである。
【００１７】
この発明によると、互いに加圧溶着される中空体本体の端面と面板の溶着箇所の両方がヒータユニットによってほゞ同じ温度に一様に加熱される。しかも、加熱溶融工程が、上記前段加熱処理と上記後段加熱処理とに分かれているので、ヒータユニットによる加熱の影響が中空体本体や面板の内部の溶着される部分にまで十分に及ぶようになるので、加熱溶融工程の後工程である加圧溶着工程で中空体本体の端面に面板の溶着箇所が押し付けられたときに、面板の溶着箇所が中空体本体の端面を押し潰しながら確実に溶着するようになる。
【００１８】
請求項７に係る発明のプラスチック製中空体の製造方法は、請求項６に記載したものにおいて、上記ヒータユニットの加熱面の表面温度を２００〜２５０℃に設定し、上記ヒータユニットに対する上記中空体本体の上記端面および上記面板の上記溶着箇所の押付力を１〜２ｋｇ／ｃｍ2 に維持して上記加熱溶融工程の前段加熱処理を行う、というものである。
【００１９】
この発明によると、中空体本体や面板にポリプロピレン樹脂を採用して品質の一様なプラスチック中空体を製造することができる。
【００２０】
請求項８に係る発明のプラスチック製中空体の製造方法は、請求項６または請求項７に記載したものにおいて、請求項５に記載したプラスチック製中空体の製造装置を用い、請求項５に記載したプラスチック製中空体の製造装置を用い、上記加圧溶着工程が、主加圧溶着処理と必要に応じてその主加圧溶着処理に引き続いて行われる補助加圧溶着処理とに分かれており、上記主加圧溶着処理が、上記押付機構の動作により上記中空体本体の上記端面に上記面板を押し付けてその中空体本体の端部を押し潰しつつその中空体本体の上記端面に上記面板の上記溶着箇所を溶着する処理であり、上記補助加圧溶着処理が、上記押付圧検出機構の押付圧検出により上記主加圧溶着処理の押付力の不足を補う処理である、というものである。
【００２１】
この発明によれば、加圧溶着工程で中空体本体の端面に面板の溶着箇所を押し付けたときに、面板の溶着箇所が中空体本体の端面を押し潰されても、その押付力が不足して溶着不良を生じることがなくなる。
【００２２】
請求項９に係る発明のプラスチック製中空体の製造方法は、請求項７または請求項８に記載したものにおいて、上記主加圧溶着処理時の上記押付機構による上記押付力が１〜５ｋｇ／ｃｍ2 であり、上記中空体本体の端面の押潰し代が１〜３ｍｍであるというものである。
【００２３】
この発明によると、中空体本体や面板にポリプロピレン樹脂を採用して品質の一様なプラスチック中空体を製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である製造装置の全体のレイアウトを示した概略説明図である。
【００２５】
同図のように、この製造装置は、本体保持用ユニット１０と、トリミング用ユニット３０と、面板保持用ユニット５０と、ヒータユニット９０と、面板押付け用ユニット７０と、を備えている。そして、本体保持用ユニット１０はレールによって形成されているまっすぐな移動経路Ｌに沿って移動することかでき、その移動経路Ｌの両側部のそれぞれに上記したトリミング用ユニット３０，３０と面板押付け用ユニット５０，５０とが、本体保持用ユニット１０の移動方向に順に並べて配備されている。また、面板保持用ユニット５０は、面板押付け用ユニット７０の前面に取り付けられている。さらに、一対のヒータユニット９０，９０が、上記経路Ｌを挟む両側部のそれぞれに配備された面板保持用ユニット５０，５０およびその面板保持用ユニット５０，５０の対向位置に移動してきた上記本体保持用ユニット１０の相互間位置に対して各別に昇降可能になっている。
【００２６】
以下、上掲した個々のユニット１０，３０，５０，７０，９０の構成などを説明する。
【００２７】
図２は本体保持用ユニット１０の概略側面図、図３は本体保持用ユニット１０の概略縦断正面図、図４は本体保持用ユニット１０に設けられた位置補正機構の動作説明図である。
【００２８】
図２および図３において、本体保持用ユニット１０の台板１１側に設けられたナット体１２が、機台１３側に配備されたねじ軸１４にねじ嵌合されていて、ねじ軸１４の回転によって台板１１が図１に示した移動経路Ｌに沿って前進または後進するようになっている。このような台板１１の前進または後進を案内するためのガイドレール１６が機台１３側に設けられ、そのガイドレール１６の相手方であるガイド１５が上記台板１１側に設けられている。台板１１の後部に垂直な固定受板１７が設けられているのに対し、台板１１の前部に垂直な可動受板１８が上記固定受板１７に対向して配備されている。この可動受板１８は、台板１１側にカバー板１９などを介して取り付けられたシリンダ２０の押引動作を通じて上記固定受板１７に対して接近離反可能になっている。固定受板１７と可動受板１８との間に、上記台板１１に固着された取付枠２１を介して所要数のシリンダ２２，２３が設置されており、これらのシリンダ２２，２３のうち、後向きのシリンダ２２には、上記固定受板１７に対して接近離反移動される押し板２４が取り付けられているのに対し、前向きのシリンダ２３には、上記可動受板１８に対して接近離反移動される押し板２５が取り付けられている。図３で判るように、押し板２５は左右に一枚ずつ設けられている。他の押し板２４についても同様である。
【００２９】
また、図３のように、上記台板１１の前後左右の４箇所（図３には左右の２箇所だけが示されている）に、上向きにシリンダ２６が取り付けられており、これらのシリンダ２６に取り付けられた押上ピン２７が、その台板１１の貫通孔２８を通して台板１１の上方に対して出退可能になっている。
【００３０】
図２および図３のように、固定受板１７と可動受板１８との相互間の空間は上方で開放されており、その開放箇所に左右一対の開閉蓋２９が開閉自在に装備されている。そのほか、機台１３には、図３のように、本体保持ユニット１０が移動経路Ｌを移動するときに、その本体保持ユニット１０に保持された中空体本体（後述する）の両端部をガイドする横押さえガイド１６ａ，１６ａがその移動経路Ｌの略全長に亘って配備されている。
【００３１】
図２および図３のように、本体保持用ユニット１０に保持される中空体本体１１０はポリプロピレン樹脂などのプラスチックプレートをコ字形に折り曲げて底板１１１とその底板１１１の前後の各辺部から立ち上がった前後一対の側板１１２，１１２とを一体に備えている。この中空体本体１１０が、底板１１１を上にして、上記開閉蓋２９を図２の仮想線のように開けることによって開放された固定受板１７と可動受板１８との相互間に、上記取付枠２１やシリンダ２２，２３などを跨ぐ形で上から挿入される。中空体本体１１０を固定受板１７と可動受板１８との相互間に挿入した後、開閉蓋２９が図２の実線のように閉じられて閉姿勢でロックされる。
【００３２】
本体保持用ユニット１０には、中空体本体１１０を保持させるときの基準位置があらかじめ設定されており、上記のようにして固定受板１７と可動受板１８との相互間に挿入された中空体本体１１０が、本体保持用ユニット１０に設けられている位置補正機構の動作によって上記基準位置に位置決めされる。基準位置に保持された中空体本体１１０は、その左右の端面１１０ａが本体保持用ユニット１０の側方に露出する。上記位置補正機構は、上記シリンダ２０に取り付けられている可動受板１８と、上記シリンダ２２，２３に取り付けられている押し板２４，２５と、上記シリンダ２６に取り付けられている押上ピン２７と、上記開閉蓋２９とによって構成されている。
【００３３】
位置補正機構による位置決め動作はたとえば次の手順で行われる。すなわち、中空体本体１１０を固定受板１７と可動受板１８との相互間に挿入した後、シリンダ２０を押し出して固定受板１７と可動受板１８とにより中空体本体１１０を前後から挾み付ける。この可動受板１８の押出しは中空体本体１１０の寸法によって一定に定められている。これにより、中空体本体１１０の前後方向の位置が可動受板１８の内面を基準にして正確に定まる。次に、シリンダ２２，２３をそれぞれ押し出し、図４の矢符Ｒのように押し板２４と固定受板１７とにより中空体本体１１０の後部の側板１１２を挾み付けると共に、押し板２５と可動受板１８とにより中空体本体１１０の前部の側板１１２を挾み付ける。引き続いて、図４の矢符Ｕのようにシリンダ２６で押出しピン２７を突き出すことにより、中空体本体１１０の側板１１２の端面を突き上げてその底板１１１を開閉蓋２９に押し付ける。さらに、シリンダ２２，２３を一旦引き戻して側板１１２の挟み付けを解除し、上記押上ピン２７による突上げを完全にした後に、再びシリンダ２２，２３を押し出して側板１１２を挟み付ける。これにより、中空体本体１１０の上下位置が開閉蓋２９の下面を基準にして正確に定まる。このような一連の位置決め動作において、必要があれば、各シリンダ２０、２６，２２，２３の押引動作を繰り返して中空体本体１１０をあらかじめ設定されている基準位置に正確に位置決めする。このようにすることで、コ字形の中空体本体１の底板１１１と側板１１２，１１２とは直角になされ、中空体本体１の底板１１１と側板１１２，１１２との折曲げ精度が多少低くても、精度の高い箱体が得られる。
【００３４】
図５はトリミング用ユニット３０の一部の縦断正面図、図６はトリミング用ユニット３０の他の部分の一部破断正面図、図７はトリミング用ユニットの作用説明図である。
【００３５】
トリミング用ユニット３０は、図６のように、台板３１側に設けられたナット体３２が、機台３３側に配備されたねじ軸３４にねじ嵌合されており、ねじ軸３４の回転によって台板３１が図１で説明した移動経路Ｌに沿って一定範囲を前進または後進するようになっている。そして、この台板３１の前進および後進が、機台３３側に設けられたガイドレール３６とその相手方である台板３１側のガイド３５とによって案内される。上記ねじ軸３４は上記機台３３側に設置された図示していない駆動モータによって正方向または逆方向に回転する。図５および図６のように、台板３１にはスライド板３７が図１の移動経路Ｌに対する遠近方向にスライド自在に載架されており、そのスライド板３７のスライドが台板３１に設けられたガイド３７ａによって案内されるようになっている。スライド板３７は、上記台板３１側に設けられたねじ孔３１ａに、スライド板３７側に回転自在に設けられたねじ軸３７ｃをねじ合わせ、そのねじ軸３７ｃを図示していないモータで正方向または逆方向に回転させることによって行われる。このスライド板３７には支持枠３７ｂが立ち上げられ、その支持枠３７ｂの上部と下部とに振り分けて設けられた一対の軸受３８，３８によってねじ軸４１が垂直に取り付けられ、このねじ軸４１には、上記支持枠３７ｂに取り付けられた駆動モータ４２により回転される回転出力軸がベルト伝導機構４３を介して連動連結されている。ねじ軸４１にねじ合わされたナット体４４には、取付具４５を介して吸引ノズル４６が取り付けられていると共に、この吸引ノズル４６に、軸受機構４７を介してアーム４８が回転自在に取り付けられ、このアーム４８に取り付けられたモータ４９の回転軸４９ａに回転刃４０が取替え可能に取り付けられている。そして、アーム４８がモータ４８ａを動力源として上記吸引ノズル４６の回りで揺動可能になっている。なお、モータ４８ａとアーム４８とは、モータ４８ａ側の駆動歯車４８ｂとアーム４８側の駆動歯車４８ｃとの噛合いによって連結されている。
【００３６】
このトリミング用ユニット３０において、ねじ軸３２を正方向に回転させると、台板３１が図１で説明した移動経路Ｌに沿って前進し、ねじ軸３２を逆方向に回転させると、台板３１が図１で説明した移動経路Ｌに沿って後進する。また、上記ねじ軸３７ｃを正方向または逆方向に回転させると、スライド板３７が上記移動経路Ｌに対する遠近方向にスライドされる。さらに、駆動モータ４２を正方向または逆方向に回転駆動させると、ねじ軸４１が正方向または逆方向に回転するのに伴ってナット体４４が上昇または下降する。さらに、上記モータ４８ａを正方向または逆方向に回転駆動させると、そのモータ４８ａの回転角度に見合う角度だけ上記アーム４８が吸引ノズル４６の周囲で正方向または逆方向に揺動する。この場合、アーム４８が回転しても回転刃４０は常に上記吸引ノズル４６のノズル口４６ａの直近に位置している。
【００３７】
したがって、上記本体保持用ユニット１０を上記移動経路Ｌに沿ってこのトリミング用ユニット３０のところに移動させた後、上記ねじ軸３７ｃを回転させることにより回転刃４０をその本体保持用ユニット１０の基準位置に保持されている中空体本体１１０の端面１１０ａに押し付ける動作と、上記ねじ軸４１，３４を回転させることによる回転刃４０の昇降動作および前後進動作と、上記モータ４８ａを回転させることにより上記アーム４８と共に回転刃４０を図５の矢符Ｋのように方向転換させる動作とを、適切な順序に組み合わせて制御すると、図７に一点鎖線で示した経路に沿って回転刃４０がその中空体本体１１０の端面１１０１ａを削りながら移動してトリミングが行われる。なお、この実施形態では、トリミング用ユニット３０が上記経路Ｌを挟む両側部のそれぞれに設けられているので、中空体本体１１０の左右の端面が同時に併行してトリミングされる。
【００３８】
図８はヒータユニット９０の概略正面図、図９はヒータユニット９０の要部の概略側面図である。
【００３９】
このヒータユニット９０は、機台９２に設けられたレール９３を有し、このレール９３に沿って上記経路Ｌに対する遠近方向に移動可能な前後一対の台板９４が設けられており、この前後の台板９４のそれぞれに支柱９５が立ち上げられていると共に、それらの台板９４がそれらに共通の押引機構９８に連結され、この押引機構９８によって前後の台板９４が上記レール９３に沿って上記経路Ｌに対する遠近方向に移動可能になっている。また、上記した前後の支柱９５のそれぞれにはガイドローラ９６が取り付けられており、それらの支柱９５に設けられた上記ガイドローラ９６の相互間に矩形環状のヒータ取付枠９７が昇降自在に保持されている。また、前後の支柱９５のそれぞれには昇降駆動機構９９が設置されており、この昇降駆動機構９９に上記ヒータ取付枠９７が取付具９９ａを介して取り付けられている。さらに、上記ヒータ取付枠９７には、門形の上記ヒータ９１が取付アーム１０１を介して取り付けられている。
【００４０】
図１０は面板保持用ユニット５０とこの面板保持用ユニット５０が取り付けられた面板押付用ユニット７０とを示す縦断正面図、図１１は面板保持用ユニット５０の側面図である。
【００４１】
図１１のように、面板保持用ユニット５０は、矩形の枠体５１の４つの辺部に所要間隔を隔てて吸引口５２が開設され、それらの吸引口５２に図示していない吸引源を接続してなる。
【００４２】
図１０のように、面板押付用ユニット７０は、機台７１に設置されたレール７２に沿って上記経路Ｌに対する遠近方向に移動される移動台７３と、上記機台７１から立ち上げられた取付板７４と、その取付板７４に設けられた軸受７６ａと、その軸受７６ａから片持ち状に水平に延び出たねじ軸７６と、ねじ軸７６の先端に設けられたストッパ７６ａと、このねじ軸７６にねじ合わされたナット体７７と、このナット体７７に取付具７８を介して水平に取り付けられたロードセル７９と、このロードセル７９の押出し杆８１と上記面板保持ユニット５０の枠体５１とを連結している連結板８２と、上記ねじ軸７６の回転駆動源となるモータ８３と、このモータ８３とねじ軸７６との間の回転伝達機構８４とを備えている。そして、上記ねじ軸７６と上記ナット体７７と上記連結板８２とによって押付機構Ｐが形成されていると共に、上記ナット体７７によって押付機構Ｐの出退部Ｐ１が形成されている。また、上記ロードセル７９によって押付圧検出機構Ｋが形成されている。この押付圧検出機構Ｋは、ヒータ９１と面板１２０および中空体本体１１０の端面１１０ａとの押付力および面板１２０の溶着箇所と上記端面１１０ａとの押付圧力を検出して上記押付機構Ｐの出退動作を制御するための信号を出力する機能を有している。
【００４３】
上記ヒータユニット９０のヒータ９１は、昇降駆動機構９９の動作によって、中空体本体１１０を基準位置に保持して面板保持用ユニット５０のところに移動してきた上記本体保持用ユニット１０と面板保持用ユニット５０との間の空間に対して図８の矢符Ｙのように昇降される。そして、その空間にヒータ９１が下降した後、押引装置９８が台板９４を押し出し、ヒータ９１の片面を本体保持用ユニット１０に保持されている中空体本体１１０の端面１１０ａに押し付ける。これと共に、上記押付機構Ｐが動作されてその出退部７７が前進し、ロードセル７９、連結板８２を突き出し、面板１２０を吸着して保持している面板保持用ユニット５０が、矩形環状のヒータ取付枠９７を通して押し出され、その面板保持用ユニット５０に保持されている上記面板１２０の溶着箇所がヒータ９１の他面に押し付けられる。このようにして、面板１２０の溶着箇所と中空体本体１１０の端面１１０ａとの両方にヒータ９１が接触し、その状態で中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所とが同時に溶着可能温度にまで加熱される。この際、ヒータ９１と面板１２０の溶着箇所と中空体本体１１０の端面１１０ａとの押付力は押付圧検出機構Ｋにより検出され、一定の圧力となるように押付機構Ｐを動作させる。なお、ヒータ９１はあらかじめ通電加熱されている。
【００４４】
また、ヒータ９１による中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所との同時加熱が終わった後、ヒータユニット９０の昇降駆動機構９９が動作して図８に仮想線で示す上方位置にヒータ９１が上昇される。この場合、ヒータ９１に面板１２０が溶着して離れにくくなっているという状態が起こり得る。そこで、この状態の起こるおそれがあるときには、図１３のように、本体保持用ユニット１０（図１３に不図示）に流体圧シリンダ５４を取り付けておくと共に、この流体圧シリンダ５４のシリンダロッド５５の先端に、プラスチック材でなる円板状のヘッド５６を設けておくとよい。このようにしておくと、流体圧シリンダ５４のシリンダロッド５５を押し出してヘッド５６をヒータ９１を通して左方に突き出すと、ヘッド５６が面板１２０を突き押して叩いてその面板１２０をヒータ９１から強制的に剥離させるので、面板１２０とヒータ９１との溶着箇所が離れて円滑にヒータ９１を上昇させることができるようになる。
【００４５】
ヒータ９１を上昇させた後、押付機構Ｐの動作を通じて面板１２０が中空体本体１１０の端面１１０ａに押し付けられ、両者が加圧溶着される。この加圧溶着工程では、面板１２０の溶着箇所を中空体本体１１０の端面１１０ａに押し付けて加圧溶着させるときに、押付機構Ｐの出退部Ｐ１を徐々に前進させていくことにより連結板８２が突き出されて面板１２０が中空体本体１１０の端面１１０ａを押し潰しつつ面板１２０の溶着箇所をその端面１１０ａに溶着することができる。その際に、中空体本体１１０に対する面板１２０の押付力を押付圧検出機構Ｋによって検出しつつ押付機構Ｐを動作させて押付力が所定の大きさになるまで出退部Ｐ１を前進させる。そして、一旦、一定の圧力になって押付機構Ｐの動作が停止しても、中空体本体１１０の端面１１０ａが押し潰されて押付圧が低下したときに、そのときの押付圧力を押付圧検出機構Ｋにより検出して押付機構Ｐを再起動させて押付力を増加させる。このようにすることで、常に一定の押付力により溶着することができ、加圧溶着が確実に行われて加圧溶着部の品質が一定する。
【００４６】
この実施形態では、本体保持用ユニット１０の移動経路Ｌを挟む両側部のそれぞれに、トリミング用ユニット３０や面板押付け用ユニット７０が配備されていると共に、面板押付け用ユニット７０に面板保持用ユニット５０が取り付けられ、さらに、一対のヒータユニット９０が、上記移動経路Ｌを挟む両側部のそれぞれに配備された面板保持用ユニット５０およびその面板保持用ユニット５０の対向位置に移動してきた本体保持用ユニット１０の相互間位置に対して各別に昇降可能になっているので、本体保持用ユニット１０がその移動経路Ｌを１回だけ往動する間に、中空体本体１１０の左右の両端面１１０ａ，１１０ａに矩形の面板１２０を熱溶着して一体化するという作業を行わせることができ、しかもその作業を一定のシステムとして自動化することが容易に可能である。
【００４７】
次に、本発明の実施形態に係るプラスチック製中空体の製造方法について説明する。
【００４８】
この製造方法は、図１〜図１１について説明した製造装置を用いることによって好適に実施することができる。この製造方法は、中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所とを加熱溶融させる加熱溶融工程と、この加熱溶融工程を経た中空体本体１１０の端面１１０ａに面板１２０の溶着箇所を押し付けて両者を加圧溶着させる加圧溶着工程とを有している。
【００４９】
この製造方法において、上記加熱溶融工程は、図１２に説明的に示したように、上記ヒータユニット９０のヒータ９１を、中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所との両方に接触する状態でそれらの間に介在させて中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所とを溶着可能温度に加熱することによって行われる。この点については製造装置の説明の中で既に述べたところと同様であるけれども、特にこの製造方法は、上記加熱溶融工程を、中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所の押付力を一定に維持して行う前段加熱処理と、その前段加熱処理に引き続いて行われかつ上記押付力を解消して加熱を続行する後段加熱処理とに分かれている、という点で特異な方法であると言える。この場合の前段加熱処理は、加熱に伴う中空体本体１１０の端面１１０ａおよび面板１２０の溶着箇所の溶融進行度合に応じて上記面板押付け用ユニット７０を押し出すことにより行うことが可能である。また、後段加熱処理は、上記面板押付け用ユニット７０の押出しを停止させることにより行うことが可能である。
【００５０】
このように、加熱溶融工程を上記した前段加熱処理と上記した後段加熱処理とに分けて行うと、互いに加圧溶着される中空体本体１１０の端面１１０ａと面板１２０の溶着箇所の両方がヒータユニット９０のヒータ９１によってほゞ同じ温度に一様に加熱されるだけでなく、ヒータユニット９０のヒータ９１による加熱の影響が中空体本体１１０や面板１２０の内部の溶着される部分にまで十分に及ぶようになるので、後述する加圧溶着工程で中空体本体１１０の端面１１０ａに面板１２０の溶着箇所が押し付けられたときに、面板１２０の溶着箇所が中空体本体１１０の端面１１０ａを押し潰しながら確実に溶着するようになる。
【００５１】
上記した前段加熱処理に必要な押付力は、図８で説明した押引機構９８の押出し動作や、図１０で説明した押付機構Ｐによる押出し動作によって得られる。
【００５２】
上記したように加熱溶融工程を前段加熱処理と後段加熱処理とに分けて行った後、加圧溶着工程が行われる。この加圧溶着工程は、主加圧溶着処理と必要に応じてその主加圧溶着処理に引き続いて行われる補助加圧溶着処理とに分かれている。主加圧溶着処理は、図１０に示した押付機構Ｐの動作により中空体本体１１０の端面１１０ａに面板１２０を押し付けてその中空体本体１１０の端部１１０ａを押し潰しつつその中空体本体１１０の端面１１０ａに面板１２０の上記溶着箇所を溶着する処理であり、この主加圧溶着処理が図１０に概略的に示されている。
【００５３】
上記補助加圧溶着処理は、上記押付圧検出機構Ｋの作用により上記主加圧溶着処理の押付力の不足時に行う処理である。この補助加圧処理を行うことにより、面板１２０の溶着箇所が中空体本体１１０の端面を押し潰すとしても、その押付力が不足して溶着不良を生じることがなくなる。なお、主加圧溶着処理で必要な押付力が得られれば、補助加圧溶着処理は不要となる。
【００５４】
以上説明した実施形態は、有底で上面開放の箱形の中空体を製造方法に関するものであるけれども、本発明の製造装置や製造方法は、パイプ材の端面を面板で塞いだような中空体の製造にも用いることができる。
【００５５】
【実施例】
上記した製造方法を、図１４および図１５に示した有底箱形のポリプロピレン樹脂製の容器（中空体の一例である）Ｂの製造に適用した場合についての実施例を以下に説明する。
【００５６】
図１４および図１５の容器Ｂは、ポリプロピレン樹脂などのプラスチックプレートをコ字形に折り曲げて底板１１１とその底板１１１の前後の各辺部から立ち上がった前後一対の側板１１２，１１２とを一体に備えた容器本体（上記した中空体本体に相当する）Ｂ１の左右の端面に矩形の面板Ｂ２，Ｂ２を加圧溶着したものである。
【００５７】
実施例に係る製造方法において、上記した加熱溶融工程の前段加熱処理を行うに際し、ヒータユニット９０のヒータ９１の加熱面の表面温度を２００〜２５０℃に設定し、上記ヒータユニット９０に対する上記容器本体Ｂ１の端面および面板Ｂ２の溶着箇所の押付力を１〜２ｋｇ／ｃｍ2 に維持した。
【００５８】
また、上記した主加圧溶着処理時の押付機構Ｐによる押付力を１〜５ｋｇ／ｃｍ2 とし、上記容器本体Ｂ１の端面の押潰し代を１〜３ｍｍにした。
【００５９】
この実施例によると、品質の一様な容器Ｂを短時間で製造することができた。
【００６０】
なお、加熱溶融工程の前段加熱処理を行うに際し、ヒータユニット９０のヒータ９１の加熱面の表面温度が２００〜２５０℃の範囲より低すぎると、十分な溶融状態が得られず、また、その表面温度がその範囲より高すぎると、熱劣化して溶着強度が低下するおそれがある。また、主加圧溶着処理時の押付力が１〜５ｋｇ／ｃｍ2 の範囲よりも小さいと、溶着が一様になされなくおそれがあり、その押付力がその範囲よりも大きいと、押付けにより生じるバリ量が多くなって寸法精度が低下する。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のプラスチック製中空体の製造装置によると、プラスチック製の箱体や端部が面板で塞がれたパイプといった中空体の製造をシステム化して行うことができるようになるので、省人化や生産効率が従来に比べて格段に向上し、一定品質の中空体を大量にしかも安価に製造することができるようになる。
【００６２】
本発明のプラスチック製中空体の製造方法によると、プラスチック製の箱体や端部が面板で塞がれたパイプといった中空体の製造をシステム化して行う場合に、中空体本体の端面や面板の溶着箇所を所定温度に一様に加熱してそれらの溶着不良を生じさせずに確実に加圧溶着することができるようになる。また、本発明のプラスチック製中空体の製造方法によると、中空体本体や面板にポリプロピレン樹脂を採用して品質の一様なプラスチック中空体を製造することができるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である製造装置の全体のレイアウトを示した概略説明図である。
【図２】本体保持用ユニットの概略側面図である。
【図３】本体保持用ユニットの概略縦断正面図である。
【図４】本体保持用ユニットに設けられた位置補正機構の動作説明図である。
【図５】トリミング用ユニットの一部の縦断正面図である。
【図６】トリミング用ユニットの他の部分の一部破断正面図である。
【図７】トリミング用ユニットの作用説明図である。
【図８】ヒータユニットの概略正面図である。
【図９】ヒータユニットの要部の概略側面図である。
【図１０】面板保持用ユニットと面板押付用ユニットとを示す縦断正面図である。
【図１１】面板保持用ユニットの側面図である。
【図１２】加熱溶融工程を説明的に示した一部破断正面図である。
【図１３】流体圧シリンダの動作を説明のための要部を拡大した一部破断正面図である。
【図１４】容器の一部破断正面図である。
【図１５】容器の外観図である。
【符号の説明】
Ｌ  本体保持用ユニットの移動経路
１０  本体保持用ユニット
１８  可動受板（位置補正機構）
２４，２５  押し板（位置補正機構）
２７  押上ピン（位置補正機構）
２９  開閉蓋（位置補正機構）
３０  トリミング用ユニット
５０  面板保持用ユニット
７０  面板押付け用ユニット
９０  ヒータユニット
９１  ヒータ
１１０  中空体本体
１１０ａ  中空体本体の端面
１２０  面板
Ｐ  押付機構
Ｐ１  押付機構の主出退部
Ｋ  押付圧検出機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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