(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て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て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、
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、その移動経路の側部に、その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、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及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おり、
上記本体保持用ユニットが左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠によって形成されていると共に、その一方の保持枠と上記トリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットとが上記本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動可能に設けられた可動ベース上に設置さ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装置。
【請求項２】
上記移動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、上記移動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及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おり、
上記本体保持用ユニットが左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠によって形成されていると共に、その一方の保持枠と上記移動経路の一方側に配備されている上記トリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットとが上記本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動可能に設けられた可動ベース上に設置されている請求項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】
本体保持用ユニットを形成している一対の本体保持枠のそれぞれにナット体が設けられ、それぞれのナット体がねじ嵌合されている一対の平行なねじ軸のうち、上記一方の本体保持枠側のナット体にねじ嵌合されているねじ軸が上記可動ベースに取り付けられており、一対の本体保持枠のそれぞれに連結された揺動リンクの下端連結部に吊下がり状に保持された駆動モータの回転軸が、一対の上記ねじ軸のそれぞれに連動連結されている請求項１又は請求項２に記載したプラスチック製中空体の製造装置。
【請求項４】
本体保持用ユニットを形成している一対の本体保持枠のそれぞれに、中空体本体を支える支持板と、この支持板で支えられた上記中空体本体を上側から押さえる開閉蓋と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】
上記トリミング用ユニットは、上記可動ベースに水平度調節機構を介して支持された支持枠に設置されており、上記水平度調節機構は、上記可動ベースの複数箇所に立設されて上記支持枠に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記支持枠を挟む一対のナットとでなる請求項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】
上記面板保持用ユニットが上記面板を保持する枠体を備え、その枠体が、上記面板押付用ユニットに連結された第１枠体と、その第１枠体の前側に配備されて前面が面板保持面となされた第２枠体とに分割されていると共に、上記第１枠体と上記第２枠体とが、第２枠体の複数箇所に立設されて上記第１枠体の前板部に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記第１枠体の前板部を挟む一対のナットとでなる垂直度調節機構を介して連結されている請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５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。
【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予め溶接により接合されたかもしくは折り曲げることによって形成された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字状の箱本体を作り、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、人手による面板の溶接は、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を提供することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、長さの異なる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。
【０００７】
【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て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て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、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、その移動経路の側部に、その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、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及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おり、上記本体保持用ユニットが左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠によって形成されていると共に、その一方の保持枠と上記トリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットとが上記本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動可能に設けられた可動ベース上に設置されている、というものである。
【０００８】
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。
【０００９】
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することが可能になるほか、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、面板押付け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。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中空体を製造する作業のシステム化が可能になる。
【００１０】
また、本体保持用ユニットが左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠によって形成されていると共に、その一方の保持枠と上記トリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットとが上記本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動可能に設けられた可動ベース上に設置されている、という構成を採用してあるので、可動ベースを本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動させることによって本体保持用ユニットを形成している一対の本体保持枠の間隔を広くしたり狭くしたりして調節することが可能になると共に、そのようにして一対の本体保持枠の間隔を調節しても、一方の本体保持枠に対するトリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットの左右方向での位置関係が一定に保たれる。したがって、長さの異なるプラスチック製中空体の製造が可能になり、同時に、製造作業を自動化して省人化を促進することが可能になる。
【００１１】
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に記載したものにおいて、上記移動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、上記移動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及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おり、上記本体保持用ユニットが左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠によって形成されていると共に、その一方の保持枠と上記移動経路の一方側に配備されている上記トリミング用ユニット、上記面板押付け用ユニット及び上記ヒータユニットとが上記本体保持用ユニットの移動経路に対して接近離反方向に移動可能に設けられた可動ベース上に設置されている、というものである。
【００１２】
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。
【００１３】
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又は請求項２に記載したものにおいて、本体保持用ユニットを形成している一対の本体保持枠のそれぞれにナット体が設けられ、それぞれのナット体がねじ嵌合されている一対の平行なねじ軸のうち、上記一方の本体保持枠側のナット体にねじ嵌合されているねじ軸が上記可動ベースに取り付けられており、一対の本体保持枠のそれぞれに連結された揺動リンクの下端連結部に吊下がり状に保持された駆動モータの回転軸が、一対の上記ねじ軸のそれぞれに連動連結されている、というものである。
【００１４】
この発明によると、本体保持用ユニットが一対の本体保持枠によって形成されていて、それらの本体保持枠の相互間隔が可変である場合に、その相互間隔を変化させてもそれぞれの本体保持枠を移動経路中で移動させることのできる駆動機構を提供することができる。
【００１５】
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、本体保持用ユニットを形成している一対の本体保持枠のそれぞれに、中空体本体を支える支持板と、この支持板で支えられた上記中空体本体を上側から押さえる開閉蓋とが設けられている、というものである。
【００１６】
この発明によると、中空体本体の垂下りが支持板によって阻止されると共に、その支持板と開閉蓋とによって中空体本体が挾まれてその中空体本体が確実に位置決めされる。特に、支持板によって、倒立Ｕ字状である中空体本体の底板を下側で支えた場合、その底板の垂下りが支持板によって効果的に阻止されると共に、その支持板と開閉蓋とによって中空体本体の底板が挾まれてその中空体本体が上記の如く確実に位置決めされる。
【００１７】
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、上記トリミング用ユニットは、上記可動ベースに水平度調節機構を介して支持された支持枠に設置されており、上記水平度調節機構は、上記可動ベースの複数箇所に立設されて上記支持枠に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記支持枠を挟む一対のナットとでなる、というものである。
【００１８】
この発明によると、水平度調節機構の作用によってトリミング用ユニットの傾斜角度を調節することができるので、トリミング代の微調整が可能になる。また、水平度調節機構が、可動ベースの複数箇所に立設されて支持枠に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記支持枠を挟む一対のナットとでなる、という簡単な構成であるので、その水平度調節機構を安価に構成することが可能である。
【００１９】
請求項６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、請求項５のいずれかに記載したものにおいて、上記面板保持用ユニットが上記面板を保持する枠体を備え、その枠体が、上記面板押付用ユニットに連結された第１枠体と、その第１枠体の前側に配備されて前面が面板保持面となされた第２枠体とに分割されていると共に、上記第１枠体と上記第２枠体とが、第２枠体の複数箇所に立設されて上記第１枠体の前板部に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記第１枠体の前板部を挟む一対のナットとでなる垂直度調節機構を介して連結されている、というものである。
【００２０】
この発明によると、垂直度調節機構の作用によって第２枠体の面板保持面の垂直度を調節することができる。そのため、第２枠体の面板保持面に保持させた面板の垂直度と中空体本体の端面の垂直度とを微調節して合わせることが可能であるので、その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精度よく加圧溶着することが可能になる。しかも、この垂直度調節機構は、第１枠体と第２枠体とが、第２枠体の複数箇所に立設されて第１枠体に設けられた貫通孔に挿通されたねじ軸体と、このねじ軸体にねじ込まれて上記支持枠を挟む一対のナットとでなる、という簡単な構成であるので、その垂直度調節機構を安価に構成することが可能である。
【００２１】
【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の概略平面図、図２は同レイアウトの概略部分側面図である。
【００２２】
図１及び図２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ができ、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及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。
【００２３】
本体保持用ユニット１０は、左右に振り分けて配置された一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂによって形成されている。そして、一方の保持枠１０Ｂと上記移動経路Ｌの片側に並んで配備されている一方トリミング用ユニット３０、一方の面板押付け用ユニット７０及び一方のヒータユニット９０とが可動ベース１の上に設置されている。図２のように、可動ベース１は、機台２に設けられた複数本のレール２ａに案内されるガイド１ａと、機台２に取り付けられたねじ軸（好ましくはボールねじ軸）２ｂにねじ嵌合されたナット体１ｂとを有しており、ねじ軸２ｂが回転すると、レール２ａに案内されて上記移動経路Ｌに対して接近離反方向（図１矢符Ｒ）に移動されるようになっている。なお、ねじ軸２ｂは機台２側に設置された駆動モータ（不図示）によって正方向又は逆方向に回転駆動される。
【００２４】
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。
【００２５】
図３は本体保持用ユニット１０の概略側面図、図４は本体保持用ユニット１０の概略正面図である。
【００２６】
図３及び図４において、本体保持用ユニット１０を形成している左右の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂのうち、可動ベース１に設置されている一方の本体保持枠１０Ｂは台板１１を有しており、その台板１１側に設けられたナット体１２が、可動ベース１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が可動ベース１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。また、上記取付枠２１には上向きにシリンダ１３ａが取り付けられており、このシリンダ１３ａには、その出退動作を通じて上下動される支持板１３が取り付けられている。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、その開放箇所に開閉蓋２９が開閉自在に装備されている。そのほか、可動ベース１には、本体保持枠１０Ｂ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が配備されている。
【００２７】
他方の本体保持枠１０Ａについてもほゞ同様の構成になっているのであるが、他方の本体保持枠１０Ａにおいて一方の本体保持枠１０Ａと異なる点は、それが可動ベース１には設置されておらず、機台２の上に設置されている点である。したがって、相応する部分に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
図５及び図６のように、上記開閉蓋２９は、本体保持枠１０Ａ，１０Ｂに横軸２９ａを中心にして開閉揺動可能に取り付けられており、本体保持枠１０Ａ，１０Ｂ側に取付枠２６を介して取り付けられたシリンダ２７の動作を介し半開位置Ｈに対して開閉され、その半開位置と図５に仮想線で示した全閉位置との間では手動によって開閉されるようになっている。すなわち、図６のように、シリンダ２７は、取付枠２６のガイドロッド２６ａに案内される可動板２６ｂに固着されていると共に、その可動板２６ｂがばね２６ｃによって常時後方へ付勢されている。そして、シリンダ２７を押し出すと、そのストロークＳ１に見合う角度θ１だけ開閉蓋２９が閉方向に揺動して半開位置Ｈに達し、その後は、手動で開閉蓋２９を角度θ２だけ押し下げて全閉位置にすると、その角度θ２に見合う量Ｓ２だけばね２６ｃの付勢に抗してシリンダ２７が可動板２６ｂと共に前進する。全閉された開閉蓋２９はロック機構２９ｂの作用で本体保持枠１０Ａ，１０Ｂにロックされる。このように、開閉蓋２９の開閉操作がシリンダ２７の動力を利用した操作と手動による操作とにより行われるようになっていると操作時の安全性が向上し、開閉蓋２９に手が挟まれるといった危険性がなくなる。
【００２９】
図１及び図４に示したように、一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂのそれぞれに設けられている上記したナット体１２には、上記した一対の平行なねじ軸１４，１４がねじ嵌合している。他方、一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂのそれぞれには２連リンクでなる揺動リンク２８，２８が連結されており、それらの揺動リンク２８，２８の下端連結部２８ａに取付具２８ｂを介して駆動モータが吊下がり状に保持されており、その駆動モータの回転軸Ｍがベルト伝動機構Ｍ１，Ｍ１を介して一対の上記ねじ軸１４，１４のそれぞれに連動連結されている。このベルト伝動機構Ｍ１，Ｍ１にはタイミングベルトとタイミングプーリとの組み合わせを採用することが好ましい。
【００３０】
図３及び図４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予め溶接により接合されたかもしくは折り曲げてコ字形に形成された底板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、一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂの両方に亘るように、底板１１１を上にして、上記開閉蓋２９を図３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、支持板１３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３の実線のように閉じられて閉姿勢でロックされる。
【００３１】
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が一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂの側方に露出する。
【００３２】
上記した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、図３のようにシリンダ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７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３の矢符Ｕのようにシリンダ１３ａで支持板１３を突き出すことにより、中空体本体１１０の底板１１１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、上記支持板１３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１３，２０，２２，２３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１１０の底板１１１と側板１１２，１１２とは直角になされ、中空体本体１１０の底板１１１と側板１１２，１１２との直角度が多少低くても、精度の高い箱体が得られる。また、倒立Ｕ字状の中空体本体１１０の底板１１１の垂下りが支持板１３によって阻止されると共に、その支持板１３と開閉蓋２９とによって中空体本体１１０の底板１１１が挾まれてその中空体本体１１０が確実に位置決めされる。
【００３３】
中空体本体１１０を一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂの両方に亘るように倒立Ｕ字状にして固定受板１７と可動受板１８との相互間に挿入するときには、機台２に設けられているねじ軸２ｂを回転させて可動ベース１を移動経路Ｌの遠近方向に移動させ、一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂの間隔を中空体本体１１０の長さに応じた広さにする。このような間隔調節を行っても、一方の本体保持枠に対するトリミング用ユニット３０、面板押付け用ユニット７０及びヒータユニット９０の左右方向での位置関係は一定に保たれる。また、一対の本体保持枠１０Ａ，１０Ｂのそれぞれを前進させるためのねじ軸１４，１４には、駆動モータの回転が伝わる。したがって、本体保持枠１０Ａ，１０Ｂの相互間隔が変わっても、それらの本体保持枠１０Ａ，１０Ｂが移動経路Ｌ中で何ら支障なく移動する。
【００３４】
図８はトリミング用ユニット３０の一部の縦断正面図、図９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１０は支持枠４と水平度調節機構３とを示す平面図、図１１はその側面図、図１２はトリミング用ユニットの作用説明図である。
【００３５】
図１０、図１１及び図２などに示したように、上記支持枠４は、可動ベース１に水平度調節機構３を介して支持されている。水平度調節機構３は、可動ベース１の複数箇所に立設されて支持枠４に設けられた貫通孔（図に現れていない）に挿通されたねじ軸体３ａと、このねじ軸体３ａにねじ込まれて支持枠４を挟む一対のナット３ｂとでなる。この水平度調節機構３では、所定のねじ軸体３ａにねじ込まれているナット３ｂのねじ込み量を変化させることによって支持枠４の水平度を微調節することが可能である。
【００３６】
トリミング用ユニット３０は、図９のように、台板３１側に設けられたナット体３２が、上記した支持枠４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の前進及び後進が、支持枠４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は支持枠４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２、図８及び図９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動機構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。
【００３７】
このトリミング用ユニット３０において、ねじ軸３４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３４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。
【００３８】
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８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１２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。この場合に、トリミング用ユニット３０の直角度を微調節してトリミング精度を高める必要があれば、上記した水平度調節機構３を調節してその要求を満たすことができる。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。
【００３９】
図１３はヒータユニット９０の概略正面図、図１４はヒータユニット９０の要部の概略側面図である。
【００４０】
このヒータユニット９０は、可動ベース１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。
【００４１】
図１５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け用ユニット７０とを示す縦断正面図、図１６は面板保持用ユニット５０の側面図である。
【００４２】
図１５のように、面板保持用ユニット５０は面板１２０を保持するための枠体５１を備えている。この枠体５１は、面板押付用ユニット７０に連結された第１枠体５１Ａと、その第１枠体５１Ａの前側に配備されて前面が面板保持面５１ａとなされた第２枠体５１Ｂとに分割されている。そして、第１枠体５１Ａと第２枠体５１Ｂとが垂直度調節機構２００を介して連結されている。この垂直度調節機構２００は、第２枠体５１Ｂの複数箇所に立設されて上記第１枠体５１Ａの前板部５１Ａ’に設けられている貫通孔２０１に挿通されたねじ軸体２１０と、このねじ軸体２１０にねじ込まれて上記第１枠体５１Ａの前板部５１Ａ’を挟む一対のナット２２１とでなる。この垂直度調節機構２００では、所定のねじ軸体２１０にねじ込まれているナット２２１のねじ込み量を変化させることによって第２枠体５１Ｂの面板保持面５１ａの垂直度を微調節することが可能である。したがって、本体保持ユニット１０に保持されている中空体本体１１０の端面１１０ａの垂直度に精度よく合わせることが可能である。なお、第２枠体５１Ｂの面板保持面５１ａは、その第２枠体５１Ｂの前面の４つの辺部に所要間隔を隔てて吸引口５２を開設することによって形成されている。なお、吸引口５２には図示していない吸引源が接続されている。
【００４３】
図１５のように、面板押付用ユニット７０は、可動ベース１に設置されたレール７２に沿って上記移動経路Ｌに対する遠近方向に移動される移動台７３と、上記可動ベース１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７６ｂと、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と上記面板保持用ユニット５０の第１枠体５１Ａ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。なお、第２枠体５１Ｂは上記移動台７３の上をスライド可能である。
【００４４】
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１３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、押引機構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Ｐ１が前進してロードセル７９と連結板８２とを突き出し、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。
【００４５】
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１３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１８のように、本体保持枠１０Ａ，１０Ｂ（図１８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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。なお、本体保持用ユニット１０の移動経路Ｌの片側部のみに上記各ユニットが配備された実施形態を本発明から除外するものではない。
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る上記装置を用いてプラスチック中空体を製造する方法について説明する。
【００４９】
この製造方法は上記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。
【００５０】
この製造方法において、上記加熱溶融工程は、図１７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、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けて行うことが望ましい。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。
【００５１】
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。
【００５２】
上記した前段加熱処理に必要な押付力は、図１３で説明した押引機構９８の押出し動作や、図１５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。
【００５３】
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１５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１５に概略的に示されている。
【００５４】
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。
【００５５】
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、本発明の製造装置によっで実施される製造方法は、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。
【００５６】
【実施例】
上記した製造方法を、図１９および図２０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以下に説明する。
【００５７】
図１９および図２０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のコ字形の各辺に一対の側板１１２，１１２を予め溶接によって形成したかもしくは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とを一体に形成した容器本体（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。
【００５８】
この製造方法において、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
【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。
【００６３】
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装置によると、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。
【００６４】
本発明のプラスチック製中空体の製造装置によると、長さの異なる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。
【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】同レイアウトの概略部分側面図である。
【図３】本体保持用ユニットの概略側面図である。
【図４】本体保持用ユニットの概略正面図である。
【図５】開閉蓋の動作説明図である。
【図６】開閉蓋を開閉するためのシリンダの作用説明図である。
【図７】本体保持用ユニットに保持された中空体本体の位置決め時の動作説明図である。
【図８】トリミング用ユニットの一部の縦断正面図である。
【図９】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１０】支持枠と水平度調節機構とを示す平面図である。
【図１１】支持枠と水平度調節機構とを示す側面図である。
【図１２】トリミング用ユニットの作用説明図である。
【図１３】ヒータユニットの概略正面図である。
【図１４】ヒータユニットの要部の概略側面図である。
【図１５】面板保持用ユニットと面板押付用ユニットとを示す一部破断正面図である。
【図１６】面板保持用ユニットの側面図である。
【図１７】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１８】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１９】容器の一部破断正面図である。
【図２０】容器の外観図である。
【符号の説明】
１  可動ベース
３  水平度調節機構
３ａ  ねじ軸体
３ｂ  ナット
４  支持枠
１０  本体保持用ユニット
１０Ａ，１０Ｂ  本体保持枠
１２  ナット体
１３  支持板
１４  ねじ軸
２８  揺動リンク
２８ａ  下端連結部
２９  開閉蓋
３０  トリミング用ユニット
５０  面板保持用ユニット
５１  枠体
５１ａ  面板保持面
５１Ａ  第１枠体
５１Ａ’前板部
５１Ｂ  第２枠体
９０  ヒータユニット
７０  面板押付け用ユニット
９９  昇降駆動機構（昇降機構）
１１０  中空体本体
１１０ａ  中空体本体の端面
１１１  底板
１２０  面板
２００  垂直度調節機構
２０１  貫通孔
２１０  ねじ軸体
２２１  ナット
Ｌ  本体保持用ユニットの移動経路
Ｍ  駆動モータの回転軸
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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