(57)【要約】【課題】溶着端部を、むらなく溶着温度まで、より短時間で加熱し、全自動で、品質の安定した、生産性の良好な樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置と自動熱溶着方法を提供することを課題とする。【解決手段】樹脂棒状体、管体部品を位置決め、その間に、往復移動する加熱手段と、樹脂棒状体、管体部品を把持移動させる手段を配し、溶着する前の樹脂棒状体、管体二部品の溶着しようとする端部の間に、位置せしめ、樹脂棒状体、管体二部品端部を同時に加熱し、熱風供給管と、熱蓄積容量のある加熱ヘッド部には、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略円形に配列してなる熱風放出ノズルを配したり、カートリッジヒーターで加熱ヘッド部を形成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂棒状体、管体部品を突き合わせて溶着させる固設型全自動溶着装置において、
溶着する前記樹脂棒状体、管体部品を略同軸に所定の距離を置いて配置し、溶着接合させる前記樹脂棒状体、管体部品の端部の間に、加熱定位置と退避定位置で、自動往復移動する加熱手段と、
把持部をエアシリンダ往復開閉移動により、前記樹脂棒状体、管体部品を拘束、クランプ、位置決めする手段と、前記クランプ、位置決め位置近傍に前記樹脂棒状体、管体部品を把持し移動させる手段を配し、
前記往復移動後、前記樹脂棒状体、管体部品の二部品の異なる端部の間での加熱は、前記自動往復移動する加熱手段を直線作動電動パワーシリンダで往復移動し、
溶着接合する前の前記樹脂棒状体、管体二部品の溶着接合しようとする端部の間に、加熱定位置として位置せしめ、前記樹脂棒状体、管体二部品の端部を同時に加熱することを特徴とし、
前記往復移動する加熱手段は、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部からなり、前記加熱ヘッド部には、前記樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列してなる熱風放出ノズルを配することを特徴とする樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項２】
前記加熱手段の加熱ヘッド部に、前記樹脂棒状体、管体二部品の前記各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、前記配列する略円形の配列ライン直径を、前記樹脂棒状体、管体二部品の断面直径と略同一にすることを特徴とする請求項１記載の樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項３】
前記加熱手段の加熱ヘッド部に、前記樹脂棒状体、管体二部品の前記各端部近傍に対応するように略左右対称に、前記略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、前記配列する略円形の配列ライン直径を、前記樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、前記エアヒーターノズル部の前記略円形の直径を大にすることを特徴とする請求項１記載の樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項４】
前記加熱手段の加熱ヘッド部に、前記樹脂棒状体、管体二部品の前記各端部近傍に対応するように略左右対称に、前記略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、前記配列する略円形の配列ライン直径を、前記樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、前記エアヒーターノズル部の前記略円形の直径を小にすることを特徴とする請求項１記載の樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項５】
前記加熱手段の、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある前記熱風放出の加熱ヘッド部の熱供給手段の代わりに、カートリッジヒーターを配する前記加熱ヘッド部を配することを特徴とする請求項１記載の樹脂棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項６】
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を接触させずにクリアランスをもって略平行に配して、前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部を加熱することを特徴とする請求項１〜５記載の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項７】
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、
前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部に角度をつけることにより、
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを略一定にしないこと
を特徴とする請求項１〜５記載の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項８】
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、
前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部に角度をつけるに際して、上部の前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを、
前記樹脂棒状体、管体二部品の軸を含む面を断面略等脚台形とする前記加熱ヘッド部を配することにより、
下部の前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と前記加熱ヘッド部の前記樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスより大にすることを特徴とする請求項７記載の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置。
【請求項９】
往復動機構に拘束した一つの前記樹脂棒状体、管体部品と、前記端部を溶着する別の往復動機構に拘束した前記樹脂棒状体、管体部品とを所定の距離をもって同軸に配し、前記所定の距離の間に、
記樹脂棒状体、管体二部品端部のセンター振り分け中心に、
前記同軸と垂直に往復移動する往復動機構に拘束して、先端に位置決め部品を固設した熱源ヘッド部を配して成るホームポジション工程と、
前記位置決め部品を前記同軸と垂直に往復移動する往復動機構によって、前記距離をもって同軸にセンター振り分け配置した前記樹脂棒状体、管体二部品の前記同軸上に、前記熱源ヘッド部を、前記同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動前進によって配し、前記同軸に配した前記樹脂棒状体、管体部品を、前記脂棒状体、管体部品を拘束している前記往復動機構を往復動前進させて、前記位置決め部品に向けて前記樹脂棒状体、管体部品を前進させ、突き当てて位置出しする第一の位置決め工程と、
一端前記第一の位置決め工程にて後、位置決めされた前記樹脂棒状体、管体部品を、拘束している前記往復動機構を往復動後退させて、所定の加熱距離クリアランスを確保する第二の位置決め工程と、
前記第二の位置決め工程後、前記熱源加熱ヘッド部を前記同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって前進させて、前記樹脂棒状体、管体部品端部と
前記所定の加熱距離クリアランスのまま前記樹脂棒状体、管体部品端部を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後、前記位置決め部品を固個設した熱源加熱ヘッド部を、前記同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって後退して退避させる工程と、
前記熱源加熱ヘッド部を退避させる工程後、前記往復動機構に拘束した前記樹脂棒状体、管体部品を前記往復動機構の前進によって、前記樹脂棒状体、管体部品の前記端部と端部を接合溶着せしめる工程を特徴とする棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法。
【請求項１０】
前記ホームポジション工程から、前記第一の位置決め工程に至る前記樹脂棒状体、管体部品の前記樹脂棒状体、管体部品の軸方向の移動を電動シリンダ、またはエアシリンダによって駆動することを特徴とする棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法。
【請求項１１】
前記第一の位置決め工程から、前記第二の位置決め工程に至る前記樹脂棒状体、管体部品の前記樹脂棒状体、管体部品の軸方向の移動を電動シリンダ、またはエアシリンダによって駆動することを特徴とする棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法。
【請求項１２】
前記第二の位置決め工程から、前記加熱工程に至る前記熱源加熱ヘッド部の移動を電動シリンダ、またはエアシリンダによって駆動することを特徴とする棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法。
【請求項１３】
前記加熱工程から、前記接合溶着せしめる工程に至る前記樹脂棒状体、管体部品の前記樹脂棒状体、管体部品の軸方向の移動と前記熱源加熱ヘッド部の移動を電動シリンダ、またはエアシリンダによって駆動することを特徴とする棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、棒状体、管体樹脂部品の熱溶着装置に関し、特に人手がかからない自動での棒状体、管体樹脂部品の熱溶着装置と熱溶着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】    材料部品を接合するには、ネジ止め、接着、熱板溶着、超音波振動溶着、レーザー溶着等がある。ネジ止めは、被着物の材質や形状を選ばないメリットがある反面、ネジのコストがかかる、製品の小型化困難気密性を確保するにはパッキンが必要である等のデメリットがあった。接着は、一般に装置が安い等のメリットがある反面、ランニングコストがかかる、接着剤の管理が煩雑、塗布量、粘度（温度）、作業環境（有機溶剤対策）管理が大変、硬化時間が必要、サイクルタイムが長い、気密性が得にくい、経年劣化が大きい等のデメリットがあった。熱板溶着は、治具を作れば大物／立体物にも対応できる、装置がシンプル、騒音が出ない、気密性が得やすい等のメリットがある反面、サイクルタイムが遅い、バリが出る、糸引き対策が必要、装置が大型になりやすい、装置の消費電力が多い等のデメリットがあった。【０００３】  また、背景技術として、超音波溶着・振動溶着は、サイクルタイムが早い、消費電力が少ない、気密性を得やすい（ただし、形状に工夫必要）等のメリットがある反面、品種ごとに型（ホーン）が必要で型が経済的に高い、バリ／粉塵が出やすい、製品内部にバリ（異物）落下の危険性がある、溶着幅が必要なので薄肉ケースには不向き、騒音が出る等のデメリットがあった。レーザー溶着は、振動による内部部品へのダメージはゼロ、装置のランニングコストが安い、局所加熱なため、製品への熱ダメージが少ない、型が不要、バリ／粉塵が出にくい、狭い接合幅でも気密性が得やすい等のメリットがある反面、材料に工夫が必要（透過材と吸収材）、新しい工法なのでノウハウが一般化していない、一般的にはレーザー装置システムが経済的に高い、故障しやすい等のデメリットがあった。【０００４】  さらに、従来技術においては、棒状体、管体部品の端面の樹脂熱溶着に関しては、手動や半自動で溶着していた。半自動で熱溶着するものも、熱溶着工程動作に手動動作を導入していた。半自動で、手動動作そのものは、例えば一人の１／２人分といった動作作業であっても、人一人がフルに張り付く必要が出るので、人一人分の人件費（例えば一か月換算何十万円かの経費）、賃率がかかってしまう問題があった。全自動にしないと人一人分の人件費、その整数倍の人件費は省力効果をなさない問題があった。【０００５】  特許文献１には、コンパクトな本体１０と；一対の管状部品Ｐ，Ｐをそれぞれ着脱可能に保持する一対のクランプ部材２０，２４と；一対の管状部品の端面を所定深さだけ溶融させるヒータ３０と；ヒータを一対のクランプ部材間の加熱位置と退避位置との間で手動により移動させるヒータ駆動手段３２，３４，３６と；そして、ヒータにより溶融された一対の管状部品を相対的に接近且つ当接して互いに溶着させることができる自動制御のクランプ部材駆動手段２４，２６，２８とを備えて構成されてなり、一対の管状部品の端面がちょうど良い溶融深さになったか否かという微妙な判断は人手で行い、その他は自動的に行うことにより、無駄な制御コストを抑制しつつ溶着接合を得ることができるハンディタイプの半自動溶着装置が開示されている。【０００６】  また、特許文献２には、互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂管製管状部品を突き合わせて溶着させるために、携帯可能な大きさ及び重量を有する本体２０と、本体２０の一端面上に、保持すべき管状部品Ｐの軸方向に相対的に接近又は離反するように摺動可能に取り付けられたクランプ部材３０と、保持された一対の管状部品Ｐ，Ｐの端面をそれぞれほぼ等しい溶融深さに溶融させるヒータ４２を有し、該ヒータ４２を一対のクランプ部材３０間の加熱位置と該クランプ部材３０、３０の相対的接近を妨げない退避位置との間で往復移動可能となるように本体２０に取り付けられた溶融部材４０と、溶融部材４０を加熱位置と退避位置との間で往復移動させる溶融部材駆動手段５０と、そして、クランプ部材駆動手段６０であって、ヒータ４２により溶融された一対の管状部品Ｐ，Ｐを相対的に接近且つ当接して互いに溶着させる持ち運び可能とのハンディタイプの携帯型自動溶着装置が開示されている。【０００７】  さらに、特許文献３では、液体製品の収容塗布ユニットにおいて、アプリケータが乾燥しやすく、不使用期間が長いと使えなくなるという問題点を解決し、すべての状況下で自動的に使用できクリーンで使用が容易な、液体製品の収容および塗布するためのユニットを提供するために、液体製品Ｐの収容塗布ユニット１であって、容器２と；蓋５と；製品Ｐと接触可能とされた第１端部１３およびこれとは反対側の第２端部１４を有するアプリケータ１０と；を具備してなり、第２端部１４は、開口８から容器２の外部へと突出する第１位置（塗布位置）と、容器２内に収容される第２位置（戻り位置）と、の間を、軸Ｘ方向に移動可能とされた塗布表面１５を形成し、アプリケータ１０が、圧縮可能な吸収性材料からなる少なくとも１つのブロック１２を備えている液体製品の収容塗布ユニットが開示されている。【０００８】  しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３を含む従来技術においては、特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、次の「溶着」装置、熱溶着装置や「溶着」方法、熱溶着方法は開示されていなかった。つまり、「溶着」接合する前の棒状体、管体二部品の溶着接合しようとする端部の間に、加熱定位置として位置せしめ、棒状体、管体二部品の端部を同時に加熱する「溶着」装置、自動溶着装置と、同様のその「溶着」方法、自動溶着方法は、従来、特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、開示されていなかった。また、特に往復移動する加熱手段が、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部からなり、前記加熱ヘッド部には、棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列してなる熱風放出ノズルを配する熱溶着装置、自動熱溶着装置と、同様の「溶着」方法、「溶着」装置、「熱溶着方法」は、従来、特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、開示されていなかった。そして、同様に、特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、「溶着」接合させる棒状体、管体樹脂部品の供給・位置決め、加熱手段の移動導入・位置決め、棒状体、管体樹脂部品端部の加熱、棒状体、管体樹脂部品端部の熱溶着、棒状体、管体樹脂部品の取り出しの全工程を自動化する熱溶着装置、「溶着」装置や、同様の「溶着」方法、熱溶着��法は開示されていなかった。【０００９】  すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３を含む従来技術においては、特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、手動、半自動で「溶着」する「溶着」装置や「溶着」方法のみが開示され、段落０００８のＬ９行以下や本発明詳細説明中に記載する全工程を自動化する溶着装置や溶着方法は開示されていなかった。特に「棒状体、管体部品の樹脂溶着」に関しては、手動、半自動で熱溶着する溶着装置や溶着方法のみが開示され、段落０００８のＬ９行以下や本発明詳細説明中に記載する全工程を自動化する全工程を自動化する溶着装置や溶着方法は特許庁が特許・実案公報を電子テキスト化開示して以降、開示されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１７０５０５号公報
【特許文献２】特開平１０−１６０６０号公報
【特許文献３】特開平１１−１１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】      特許文献１、特許文献２、特許文献３を含む従来技術においては、「溶着」接合、特に棒状体、管体部品の樹脂熱溶着に関しては、手動、半自動で溶着していたので、係合性、組み立て性が良好で、施工しやすく、同時に、防水性、水返し機能を満足させ、美観を維持しつつ、薄板屋根部材の加工誤差、組み立て誤差を、冗長性良好に吸収するとともに、少ない部品点数で、安定した耐久品質を効果的に維持しにくい問題、課題があった。特許庁が電子特許公報テキスト開示するようになって以降、シート樹脂の自動熱溶着技術は多々開示されているものの、棒状体、管体部品の樹脂熱溶着を全自動で熱溶着する技術は、開示されていなかった。【００１２】  特許文献２では、固設型でなく携帯型である他に、請求項１他明細書等に記載されているとおり、ほぼ等しい溶融深さに溶融させるにとどまり、左右のパイプＰの端部の中心に対して、左右ビード形状の違いが発生してしまう問題、課題があった。結果、溶着接合後、パイプＰ内部に気体や液体等の流体を流すとビード近傍にて、パイプＰの内周方向と軸方向に乱流ムラが発生する問題、課題があった。パイプＰの軸方向の管摩擦抵抗がビード近傍で異常に大きくなってしまう問題、課題があった。溶着接合後左右のパイプＰの芯ずれが発生する問題があった。これにより、パイプＰの軸方向の管摩擦抵抗差がビード近傍周方向にたいして、異常にばらつきが大きくなってしまう問題、課題があった。結果、溶着接合後、パイプＰの周方向に流れる気体や液体等の流体の流れに乱流が発生する問題、課題があった。パイプＰを流れる気体や液体等の流体の軸方向の流れ全体が阻害される問題、課題があった。点滴等の医薬品を溶着接合後のパイプＰに流す場合、これらの流体現象によって薬効や安全性に問題、課題があった。【００１３】  さらに、特許文献２では、装置全体が固設型でなく携帯型である他に、請求項５他明細書等に記載されているとおり、加熱位置に挿入する前に予備加熱し所定の温度に予備加熱後電気の供給を停止してから加熱位置に挿入する技術的特徴であるため、挿入する少しの時間の間に、樹脂の溶融温度に対しては、電気の供給を停止直後から、溶融温度範囲を超える勢いで急冷されるので、溶着接合部分の流体機密不具合を伴う問題、課題があった。表面温度で１．２度Ｃ温度低下すると、溶着後、ピンホール、割れ等の接合部分での流体気密不良率が大きくなる問題、課題があった。【００１４】    そして、特許文献２では、請求項６他明細書等に記載されているとおり、冷却ブロアを本体の所定位置に取り付けて作用させることにより、加熱部周囲雰囲気に加熱時、加熱時前後に対流が起こってしまう問題、課題があった。加熱部周囲雰囲気に加熱時、加熱時前後に、対流が極力発生しない環境条件下でも、棒状体、管体部品の直径が１０ｍｍ程度以下になると、溶着部の防水性、気密性が低下する問題、課題があった。ビードが大きく、不ぞろいになり、中を流れる流体抵抗が増え、乱流か発生する問題、課題があった。医療薬液等注入工程にこの溶着管を使用すると、薬効、安全性に異常をきたす問題、課題があった。ここに、特許文献２では、請求項６等に記載されているように、冷却ブロアで加熱時、加熱時前���に、送風すると、段落００１４のＬ７行以前に記載した問題、課題がさらに増大する問題、課題があった。【００１５】  また、特許文献２では、段落００１３〜段落００１４に記載された問題、課題に連動して、段落００１１〜段落００１２に記載の問題、課題を誘発させるが、請求項８他明細書等に記載されているように、放射率が０．５以上、好ましくは、０．６以上の遠赤外線を放射し得る材料から成る放射体を採用すると、請求項７他明細書等に記載されている、「放射体の表面を２５０度Ｃ〜５８０度Ｃ未満」にすることができない問題、課題があった。「放射体の表面を２５０度Ｃ〜５８０度Ｃ未満」にすることができない上に、段落００１１〜段落００１４記載の問題、課題があった。特許文献２では、ヒーターの温度分布原因による問題、課題を解決していない問題、課題があった。このように特許文献２では、携帯溶着が可能な可能性は完全には否定はできないが、固設全自動溶着は不可能、最低限の溶着品質を得ることも不可能という問題、課題があった。【００１６】  さらに、特許文献３では、請求項２４他明細書等と請求項２７他明細書等にあるように、中間部材（２２）に関し、樹脂の溶着と記載されているが、あくまで、中間部材（２２）にかかる樹脂の溶着であって、段落００１１〜段落００１５に記載の問題、課題があった。【００１７】  本発明は、段落００１１〜段落００１５に記載の問題、課題を解決する棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置とその熱溶着方法、特に自動で品質の良い、棒状体、管体樹脂部品の熱溶着装置と熱溶着方法を提供することを課題解決の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】  前記問題、課題を解決するため、本発明は、互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂棒状体、管体部品を突き合わせて溶着させる固設型全自動溶着装置において、溶着する前記樹脂棒状体、管体部品を略同軸に所定の距離を置いて配置し、溶着接合させる前記樹脂棒状体、管体部品の端部の間に、加熱定位置と退避定位置で、自動往復移動する加熱手段と、把持部をエアシリンダ往復開閉移動により、前記樹脂棒状体、管体部品を拘束、クランプ、位置決めする手段と、前記クランプ、位置決め位置近傍に前記樹脂棒状体、管体部品を把持し移動させる手段を配し、前記往復移動後、前記樹脂棒状体、管体部品の二部品の異なる端部の間での加熱は、前記自動往復移動する加熱手段を直線作動電動パワーシリンダで往復移動し、溶着接合する前の前記樹脂棒状体、管体二部品の溶着接合しようとする端部の間に、加熱定位置として位置せしめ、前記樹脂棒状体、管体二部品の端部を同時に加熱することを特徴とし、前記往復移動する加熱手段は、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部からなり、前記加熱ヘッド部には、前記樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列してなる熱風放出ノズルを配することによって成る。【００１９】  〈本発明請求項１にかかる同時加熱効果〉
本発明は、樹脂棒状体、管体二部品の端部を同時に加熱できるため、樹脂棒状体、管体二部品の端部の溶融凝固部ビード（以下、アーク溶接技術用語のビードに準じてビードと記載する。）が、樹脂棒状体、管体二部品の端部を同時に加熱せず、一方だけ加熱する従来例に比較して、小さくなる作用、効果を奏する。樹脂棒状体、管体二部品の端部の接合界面に対して、対照的に溶融固化するため、ビードの外観がきれいになる作用、効果を奏する。これらにより、樹脂棒状体、管体部品の内外に、軸方向その他の方向に、気体、液体、粉体、粘性体等の流体を流した時の管摩擦抵抗が減少し、流れが良好になる作用、効果を奏する。そして、樹脂棒状体、管体二部品の端部接合ビード近傍での気体、液体、粉体、粘性体等の流体を流した時の乱流が小さくなる作用、効果を奏する。結果、流体が医薬品であった時の薬効、安全性が高まる作用、効果を奏する。また、樹脂棒状体、管体二部品の端部近傍の軸方向、界面内方向の寸法精度がよくなる作用、効果を奏する。そして、樹脂棒状体、管体二部品の端部近傍の真円度が向上する作用、効果を奏する。接合ビードの真円度が向上する作用、効果を奏する。樹脂棒状体、管体二部品の軸方向の倒れが少なくなり、一体化した樹脂棒状体、管体の円筒度が向上する作用、効果を奏する。これらにより、樹脂棒状体、管体部品の内外に、軸方向その他の方向に、気体、液体、粉体、粘性体等の流体を流した時の管摩擦抵抗が減少し、流れが良好になる作用、効果を奏する。そして、樹脂棒状体、管体二部品の端部接合ビード近傍での気体、液体、粉体、粘性体等の流体を流した時の乱流が小さくなる作用、効果が一層向上する。【００２０】  〈本発明請求項１にかかる樹脂棒状体、管体二部品の端部の安定的加熱作用効果〉
本発明は、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部からなり、前記加熱ヘッド部には、前記樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列してなる熱風放出ノズルを配するので、少なくとも一つの熱風供給管から熱供給され、熱風放出ノズルが略円形に配列してなることにより、熱風が加熱ヘッド部から、略円形に配列されたノズルを通過する過程で熱交換、熱伝達することから、略円形の半径方向、放射方向の熱ムラが少なくなる作用、効果を奏する。これにより、ビードの円周方向の大きさムラが少なくなる作用、効果を奏する。ビードの外観がきれいになる作用、効果を奏する。そして、段落００１９の７行目以降の作用、効果を奏する。このような熱風を導入する加熱ヘッドに関して、特許庁が電子テキスト処理をするようになって以降の加熱ヘッドを調査したところ、印刷関連で、碁盤の目の交点に相当するところに、出力ノズルを配し、スリット状のノズルをも配する先行技術があったが、平面全体を加熱するものであり、本発明のように、樹脂棒状体、管体二部品の溶着端部を中心によりむらなく加熱するに問題があり、平面全体をむらなく加熱することで、熱エネルギーの無駄が発生する問題があった。本発明では、樹脂棒状体、管体二部品の溶着端部を効果的によりむらなく溶着温度まで、より短時間で加熱できる作用、効果を奏する。結果、生産のタクトタイムを短縮できる作用、効果を奏する。【００２１】  〈本発明請求項１にかかる全自動効果〉
特許庁が電子特許公報テキスト開示するようになって以降、シート樹脂の自動熱溶着技術は多々開示されているものの、棒状体、管体部品の樹脂熱溶着を全自動で熱溶着する技術は、開示されていなかったが、特に一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部を自動で棒状体、管体部品の樹脂熱溶着端部近傍に、自動で加熱定位置として位置せしめる技術は開示されていなかった。一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部を、自動で加熱定位置として位置せしめるとともに、棒状体、管体部品も自動供給し定位置に位置決めする全自動技術も開示されていなかった。本発明請求項１にかかる発明で、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部にて棒状体、管体部品端部を位置決め、加熱する工程と、棒状体、管体部品を供給、位置決めする工程が全自動で行える作用、効果を奏する。棒状体、管体部品を供給工程、位置決め工程、クランプ拘束工程、熱源ヘッド部挿入工程、棒状体、管体部品端部加熱工程、加熱後熱源ヘッド部退避工程、溶着工程、溶着後の一体化棒状体、管体部品の取り出し工程が全自動化できる効果を奏する。【００２２】  半自動で熱溶着するものも、従来技術は、熱溶着工程動作に手動動作を導入していた。半自動で、手動動作そのものは、一人の１／２人分の動作作業であっても、人一人がフルに張り付く必要が出るので、人一人分の人件費（例えば一か月換算何十万円かの経費）、賃率がかかってしまうが、本発明請求項１については、人一人分の人件費（例えば一か月換算何十万円かの経費）、賃率が不要になる作用、効果を奏する。【００２３】  また、前記問題、課題を解決するため、本発明は、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、前記樹脂棒状体、管体二部品の断面直径と略同一にすることによって成る。【００２４】  〈本発明請求項２にかかる作用効果〉
本発明は、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品の断面直径と略同一にしたため、加熱ヘッド部から、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に効率よく、無短時間で伝熱し、溶着温度により早期に到達するため、工数が短縮し、生産効率が向上する作用、効果を奏する。投入エネルギーを相対的に少なくできるので、電気代が節約でき、電気の元である化石燃料の消費抑制に寄与する作用、効果を奏する。エアヒーターノズル部と加熱ヘッド部からなる構成は、ここに熱源を保有しないため、熱源制御配線等が不要になり、装置がシンプルになり、故障しにくくなる。熱源を大容量化でき、複数の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着装置の熱源を共有化できる作用効果がある。一般にこういった外部集中熱源の方が、加熱手段の加熱ヘッド部を早期に昇温でき、生産性を高められる作用、効果を奏する。そして、段落００１９〜００２２に記載の作用、効果を奏する。【００２５】  そして、本発明は、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、エアヒーターノズル部を配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、エアヒーターノズル部の略円形の直径を大にすることによって成る。【００２６】  〈本発明請求項３にかかる作用効果〉
このように、エアヒーターノズル部を配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、エアヒーターノズル部の略円形の直径を大にするため、エアヒーターノズル部から出力した熱風は、樹脂棒状体、管体二部品の端部の軸方向近傍の余熱、後熱（降温時間をなだらかにする）作用を含め、ビードを大きくしたり、変形させたりする不具合を回避しやすい作用、効果を奏する。溶着後樹脂棒状体、管体二部品の軸方向の倒れ、円筒度の低下を抑制する作用、効果を奏する。溶着後樹脂棒状体、管体二部品の溶着面近傍の軸に垂直面内での棒状体、管体の真円度の低下を抑制する作用、効果を奏する。溶着後樹脂棒状体、管体二部品の溶着面に向けた軸方向のすぼみ、材料の肉厚に対する肉厚変化を低減する作用、効果を奏する。【００２７】  そして、本発明は、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、エアヒーターノズル部の略円形の直径を小にすることによって成る。【００２８】〈本発明請求項４にかかる作用効果〉
加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品の断面直径より、エアヒーターノズル部の略円形の直径を小にすることによって、溶着のための加熱時間を短縮し、タクトタイム、サイクルタイムを短縮し、生産効率を向上させる作用、効果を奏する。【００２９】  また、本発明は、加熱手段の、少なくとも一つの熱風供給管と、一定の熱蓄積容量のある熱風放出の加熱ヘッド部の熱供給手段の代わりに、カートリッジヒーターを配する加熱ヘッド部を配することによって成る。【００３０】〈本発明請求項５にかかる作用効果〉
カートリッジヒーターは、熱源コントロールが容易で、安全性があり、溶着温度制御感度を高く設定でき、溶着温度条件出しが容易になる作用、効果を奏する。米国ＷＡＴＬＯＷ社製ＦＩＲＥＲＯＤ（登録商標）等があるが、国内で様々なスペック、標準仕様のもの、特注仕様のものが調達できるので、工業的溶着装置としての生産コストの低減に寄与するとともに、溶着装置の溶着制御性を向上させる作用、効果を奏する。つまり、溶着の条件出しの際、樹脂棒状体、管体二部品の径、長さ等の大きさ、樹脂棒状体、管体二部品の径、長さ等の大きさと自動機標準把持部分との相対的大きさ、管体二部品の径、長さ等の大きさと自動機標準把持部分との相対的大きさと自動機内周辺部分との大きさに考慮して、当該樹脂棒状体、管体二部品に最適な溶着の条件出しできるよう物理的に適切なカートリッジヒーターを選定できる作用、効果を奏する。そして、ビード部分の気密性、ビード形状、樹脂棒状体、管体二部品内外に流体を使用した際八景する流体抵抗、乱流の最も少ない溶着特性になり、最も制御性の良好な、最も立ち上がりの早いカートリッジヒーターを選択できる作用、効果を奏する。熱供給上、繰り返し使用後不具合が生じて、溶着不具合が発生した時、カートリッジヒーターのみを交換することによって、溶着性能を復帰維持できる作用、効果を奏する。メンテナンス性が良好でメンテナンスコストが安い。【００３１】  そして、同時に、溶着後樹脂棒状体、管体二部品の軸方向の倒れ、円筒度が良好で、溶着後樹脂棒状体、管体二部品の軸方向の倒れ、円筒度の低下が最も少なく、かつ、溶着後樹脂棒状体、管体二部品の溶着面近傍の軸に垂直面内での棒状体、管体の真円度の低下が少なく、樹脂棒状体、管体二部品の溶着面に向けた軸方向のすぼみ、材料の肉厚に対する肉厚変化を最も低減し、ビードが小さく美観等の外観の最も良いカートリッジヒーターを選択できる作用、効果を奏する。また、全自動熱溶着装置の溶着品質が経時変化、経年変化した時に、ほぼワンタッチでカートリッジヒーターを交換し、溶着性能を維持させるメンテナンス性が良好である作用、効果を奏する。また、同一全自動熱溶着装置にて、直径、肉厚、材質の異なる樹脂棒状体、管体二部品の溶着を生産立ち上げる際、異なる仕様のカートリッジヒーターをほぼワンタッチで交換させることにより、容易に条件出し、様々な直径、肉厚、材質の異なる樹脂棒状体、管体二部品の生産が最適にできる作用、効果を奏する。【００３２】    また、本発明は、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を接触させずにクリアランスをもって略平行に配して、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部を加熱することによって成る。【００３３】〈本発明請求項６にかかる作用効果〉
本発明によると、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を接触させずにクリアランスをもって略平行に配されて加熱するため、空気が適切な断熱作用を果たして、樹脂棒状体、管体二部品の加熱溶着する端部が異常に昇温して溶けすぎたり、気化することを回避できる作用、効果を奏する。樹脂棒状体、管体二部品の端部の上下左右方向の加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を接触させずにクリアランスを略一定にすることができるので、段落００１９、段落００２０に記載の作用、効果を奏するほか、樹脂棒状体、管体二部品の端部の周方向全体にわたってより均一に加熱できる作用、効果を奏する。同時に、段落００２４に記載の作用、効果を奏する。【００３４】  また、本発明は、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部に角度をつけることにより、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と前記加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを略一定にしないことによって成る。【００３５】  〈本発明請求項７にかかる加熱ムラの補正の作用効果〉
加熱ヘッド部への熱流体の導入、加熱ヘッド部内部の熱伝達、加熱ヘッド部外の気流、溶着部近傍にある加熱温度より低温の熱質容量等により、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部の溶着円周方向に溶着ムラが発生する。この時、加熱ヘッド部の形状を変えて、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部の溶着円周に対して、加熱ヘッド部の形状を変えて、溶着温度が低くて溶着が不十分になる側の加熱ヘッド部と樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部とのクリアランスを、溶着が十分な側に対して、少し小さくすることによって、溶着が不十分になる側の樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部の温度が上がり、溶着が十分な側と相当により均一に溶着できるように加熱ムラに起因する溶着ムラが補正される作用、効果を奏する。溶着品質が樹脂棒状体、管体二部品の円周に対してより均一になる作用、効果を奏する。段落００１９、段落００２０、段落００２４に記載の作用、効果を奏する。【００３６】  また、本発明は、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、前記加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部に角度をつけるに際して、上部の樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを、樹脂棒状体、管体二部品の軸を含む面を断面略等脚台形とする加熱ヘッド部を配することにより、下部の樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスより大にすることによって成る。【００３７】  〈本発明請求項８にかかる加熱ムラの補正の作用効果〉
特段水平成分を含む風量が無い場合、加熱ヘッド部にて、空気を介して、非接触で樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を加熱する場合、特に、樹脂棒状体、管体二部品の端部と加熱ヘッド部のクリアランス部近傍を中心とした上昇気流の発生から、樹脂棒状体、管体二部品の端部の上部がより高温に、樹脂棒状体、管体二部品の端部のうえ下部がより低温になることが多い。ここに、脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、前記加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部と、加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部に角度をつけるに際して、上部の樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを、樹脂棒状体、管体二部品の軸を含む面を断面略等脚台形とする加熱ヘッド部を配することにより、下部の樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスをより大にすることによって、クリアランスを略等しくした場合、上部が高温になり、下部がより低温になるのを抑制し、上部の熱供給をより低減し、下部の熱供給をより増大させることができる作用、効果を奏する。上下より均質加熱、均質温度になる作用、効果を奏する。結果、段落００１９、段落００２０に記載の作用、効果を奏するほか、段落００２４に記載の作用、効果を奏する。【００３８】  さらに、本発明の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法は、往復動機構に拘束した一つの前記樹脂棒状体、管体部品と、端部を溶着する別の往復動機構に拘束した樹脂棒状体、管体部品とを所定の距離をもって同軸に配し、所定の距離の間に、樹脂棒状体、管体二部品端部のセンター振り分け中心に、同軸と垂直に往復移動する往復動機構に拘束して、先端に位置決め部品を固設した熱源ヘッド部を配して成るホームポジション工程と、前記位置決め部品を同軸と垂直に往復移動する往復動機構によって、距離をもって同軸にセンター振り分け配置した樹脂棒状体、管体二部品の同軸上に、熱源ヘッド部を、同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動前進によって配し、同軸に配した樹脂棒状体、管体部品を、樹脂棒状体、管体部品を拘束している往復動機構を往復動前進させて、位置決め部品に向けて樹脂棒状体、管体部品を前進させ、突き当てて位置出しする第一の位置決め工程と、一端第一の位置決め工程にて後、位置決めされた脂棒状体、管体部品を、拘束している往復動機構を往復動後退させて、所定の加熱距離クリアランスを確保する第二の位置決め工程と、第二の位置決め工程後、熱源加熱ヘッド部を同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって前進させて、樹脂棒状体、管体部品端部と、所定の加熱距離クリアランスのまま樹脂棒状体、管体部品端部を加熱する加熱工程と、加熱工程後、位置決め部品を固設した熱源加熱ヘッド部を、同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって後退して退避させる工程と、熱源加熱ヘッド部を退避させる工程後、往復動機構に拘束した樹脂棒状体、管体部品を往復動機構の前進によって、樹脂棒状体、管体部品の���部と端部を接合溶着せしめる工程によって成る。【００３９】  〈本発明請求項９にかかる作用効果〉
段落００３８に記載の手段によって、人作業によらず、半自動によらず、全自動で樹脂棒状体、管体部品の端部と端部を接合溶着できる作用、効果を奏する。位置決め部品を同軸と垂直に往復移動する往復動機構によって、距離をもって同軸にセンター振り分け配置した樹脂棒状体、管体二部品の同軸上に、熱源ヘッド部を、同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動前進によって配し、同軸に配した樹脂棒状体、管体部品を、脂棒状体、管体部品を拘束している往復動機構を往復動前進させて、位置決め部品に向けて樹脂棒状体、管体部品を前進させ、突き当てて位置出しする第一の位置決め工程にて、突き当て位置決めする間、樹脂棒状体、管体二部品の端部を余熱できる作用、効果を奏する。この余熱により、加熱エネルギー使用を低減し、二酸化炭素の低減に寄与する作用、効果を奏する。【００４０】  ここに、位置決め部品は、熱源加熱ヘッド先端に固設されるので、熱源加熱ヘッドからの熱伝達で、昇温されている。しかし、先端であるため、表面温度が低く、樹脂棒状体、管体二部品が異常に溶け過ぎたり、気化、煙発に至らないで、余熱できる作用、効果を奏するため、タクトタイム、サイクルタイムを短縮し、生産性を向上できる作用、効果を位置決め機能と同時に奏する。【００４１】  本発明の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法は、一端第一の位置決め工程にて後、位置決めされた脂棒状体、管体部品を、拘束している往復動機構を往復動後退させて、所定の加熱距離クリアランスを確保する第二の位置決め工程を手段とするため、本発明の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法を生産準備、立ち上げる際、樹脂棒状体、管体二部品の端部溶けすぎて、樹脂棒状体、管体の溶着部近傍の真直度、真円度が悪くなった時、所定の加熱距離クリアランスを少し大きく設定することによって、解決できる作用、効果を奏する。逆に、樹脂棒状体、管体の溶着部近傍の溶け方が不十分で、ピンホール発生や機密低下の不具合が出たときに、所定の加熱距離クリアランスを少し小さく設定することによって、解決できる作用、効果を奏する。このように、溶着工程の生産準備、立ち上げ時に、樹脂棒状体、管体部品を、拘束している前記往復動機構を往復動後退させて所定の加熱距離クリアランスを作るストローク調整ひとつだけで、品質を向上していける作用、効果を奏する。【００４２】  本発明の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法は、第二の位置決め工程後、熱源加熱ヘッド部を同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって前進させて、樹脂棒状体、管体部品端部と所定の加熱距離クリアランスのまま前記樹脂棒状体、管体部品端部を加熱する加熱工程によって、空気が適度な断熱機能を発揮し、樹脂棒状体、管体部品端部の溶け過ぎ、気化によるビード不良を防止できる作用、効果を奏する。段落００１９、段落００２０記載の作用、効果を奏する。【００４３】  本発明の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法は、加熱工程後、位置決め部品を個設した熱源加熱ヘッド部を、同軸と垂直に往復移動する往復動機構の往復動によって後退して退避させる工程と、熱源加熱ヘッド部を退避させる工程後、往復動機構に拘束した樹脂棒状体、管体部品を往復動機構の前進によって、樹���棒状体、管体部品の端部と端部を接合溶着せしめる工程により、退避させる工程と端部と端部を接合溶着せしめる工程にて、少しの時間を維持できる作用、効果を奏する。この少しの時間に、溶着部分の加熱温度が少し降温する、昇温が緩和される、熱蓄積速度が低下する等の作用が派生し、溶着部分の溶融状態が、接合一体化するために、安定状態になる作用、効果を奏する。そして、ビードが小さくなる作用、効果を奏する。溶着接合界面近傍での真直度が向上する作用、効果を奏する。溶着接合界面近傍の真円度が向上する作用、効果を奏する。段落００１９、段落００２０、段落００２４、段落００２６、段落００２８に記載の作用、効果を奏する。請求項１０〜１３記載の棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法についても、それぞれの技術的特徴に対して、段落００１９〜段落００２４、段落００２６〜段落００２８、段落００３０、段落００３１、段落００３３、段落００３５、段落００３７、段落００３９、段落００４０〜段落００４３に記載の作用、効果のうち、それぞれの構成要件、手段に対応する作用、効果を奏する。そして、後述する段落００４４に記載の作用、効果を奏する。
【発明の効果】
【００４４】    本発明によると、人手をかけず、全自動で、品質の安定した棒状体、管体樹脂部品の熱溶着装置とその熱溶着方法が生産性良好に得られる効果を奏する。また、段落００１１〜段落００１６に記載の問題を解決し、段落００１９〜段落００２４、段落００２６〜段落００２８、段落００３０、段落００３１、段落００３３、段落００３５、段落００３７、段落００３９、段落００４０〜段落００４３に記載の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明一実施形態の溶着加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の自動溶着時の加熱工程を示す模式図である。（ａ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式斜視図である。（ｂ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式側面図である。（ｃ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式側面拡大図である。
【図２】本発明一実施形態の溶着加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の自動溶着時の均一加熱工程を示す模式図である。（ａ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の均一加熱工程を示す模式斜視図である。（ｂ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の均一加熱工程を示す模式側面図である。（ｃ）は、加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の均一加熱工程を示す模式側面拡大図である。
【図３ａ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体二部品端部のセンター振り分け中心に同軸と垂直に往復移動する往復動機構に拘束して先端に位置決め部品を固設した熱源ヘッド部を配して成るホームポジション工程を示す模式図である。
【図３ｂ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体部品を前進させ、突き当てて位置出しする第一の位置決め工程を示す模式図である。
【図３ｃ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、加熱距離クリアランスを確保する第二の位置決め工程を示す模式図である。
【図３ｄ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体部品端部の加熱工程を示す模式図である。
【図３ｅ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、熱源加熱ヘッド部を後退して退避させる工程を示す模式図である。
【図３ｆ】本発明一実施形態の自動溶着方法の、樹脂棒状体、管体部品の端部と端部を接合溶着せしめる工程を示す模式図である。
【図４】本発明一実施形態の、樹脂棒状体、管体部品を把持、拘束する工程を示す模式斜視図である。
【図５ａ】カートリッジヒーターを用いた本発明一実施形態の溶着加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の自動溶着時の加熱工程を示す模式図である。
【図５ｂ】カートリッジヒーターを用いた本発明一実施形態の加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式側面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】    以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる溶着加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の自動溶着時の加熱工程を示す模式図である。図１〜図４において、同一符号、同一名称は、同一機能部材を示す。図１にて、樹脂棒状体、管体部品を略同軸に所定の距離を置いて配置し、互いに対向する一対の熱溶着可能な樹脂棒状体、管体部品を突き合わせて溶着させる際の、加熱手段に固設した加熱ヘッド部が自動往復移動後、加熱定位置、ホームポジション工程になった構成を説明する。樹脂棒状体、樹脂管体部品Ａ１と樹脂棒状体、樹脂管体部品Ｂ２は、後述する図４等に記載する拘束、クランプ手段によって、往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹに固設され、後述する電動シリンダーｘ、電動シリンダーｙ等によって、同軸ａ方向に前進後退移動制御される。
【００４７】  本発明の一実施形態は、図１（ａ）において、１は、樹脂棒状体、管体部品である部品Ａである。図１（ａ）では、１が、樹脂管体部品である一実施形態を示すが、１が、樹脂棒状体であっても、本明細書詳細説明に記載の作用、効果を奏する。２は、同様に、樹脂管体部品１に溶着させる樹脂管体部品Ｂである。３は、例えば、直線作動電動パワーシリンダ等で、往復移動する加熱手段に設けた一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部である。加熱ヘッド部３は、本発明の一実施態様では、ニッケルとクロムのバランスが、２５Ｃｒ−２０Ｎｉで、耐酸化性がＳＵＳ３０９Ｓより優れ、耐熱鋼とし機能するＳＵＳ３１０Ｓを採用し、熱Ａｉｒヒーターノズルとした。加熱ヘッド部３は、金属で、一定の熱蓄積容量を有する剛体等の類似機能があれば、本発明の作用、効果を奏する。そして、４は、加熱ヘッド部３に、熱風を送り込む熱風供給孔である。５は、加熱ヘッド部３に設けた熱風放出ノズルである。熱風は、熱風供給孔４から、加熱ヘッド部３に供給され、一実施態様として、ＳＵＳ３１０Ｓ一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３に伝熱し、加熱ヘッド部３を昇温する。図１（ａ）においては、樹脂棒状体、樹脂管体部品Ａ１と樹脂棒状体、樹脂管体部品Ｂ２をそれぞれ、管体部品として、図面化したが、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２は、樹脂棒状体部品としても、同様であり、以下同様の符号にて記載する。
【００４８】  本発明の一実施形態は、図１（ａ）において、樹脂棒状体、樹脂管体部品Ａ１と樹脂棒状体、樹脂管体部品Ｂ２の各溶着端部近傍に対応するように略左右対称に、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３内部に略円形に配列してなる熱風放出ノズル５を複数配する。熱風放出ノズル５の数を少なく、直径を小さくすると、熱風供給孔４から供給される熱量は、熱風放出ノズル５から排出されるまでに、抵抗があるので、熱が無駄使用になりにくい作用、効果がある。熱風放出ノズル５の数を多く、直径を小さくすると、熱伝達表面積が増えるので、加熱昇温が早くなる作用、効果がある。また、熱風放出ノズル５から出力した熱風が、樹脂棒状体、樹脂管体部品Ａ１と樹脂棒状体、樹脂管体部品Ｂ２に意図せずして与える熱的影響は、熱風放出ノズル５の数を多く、直径を小さくすると、少ない傾向がある。
【００４９】  ここに、本発明の一実施形態は、図１（ａ）において、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の直径（外形）は、３ｍｍ〜２６ｍｍの実施形態にて、本発明の作用、効果を奏する。樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２は、材質がフッ素樹脂〈ネオフロン（登録商標）ＰＦＡ〉で、の肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍにて、最も生産効率を上げることができる。しかし、加熱ヘッド部３や往復動機構、拘束クランプ部材を相対的に大きく、相対的に小さく設計すれば、３ｍｍより小さい直径の樹脂管体部品、２６ｍｍより大きい直径の樹脂管体部品にも実用できる。樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の肉厚が、０．５ｍｍより小さい樹脂管体部品にも、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の肉厚が、２ｍｍより大きい樹脂管体部品にも実用できる。
【００５０】  本発明の一実施形態の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の材質は、用途としては、熱可塑性樹脂は、靱性等で、熱硬化性樹脂より優れるので、用途が広い。ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、テフロン（登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン（登録商標）、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミドの材質にて、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の直径は、３ｍｍ〜２６ｍｍの実施形態にて、本発明の作用、効果を奏する。肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍにて、最も生産効率を上げることができる。しかし、加熱ヘッド部３や往復動機構、拘束クランプ部材を相対的に大きく、相対的に小さく設計すれば、３ｍｍより小さい直径（外形）の樹脂管体部品、２６ｍｍより大きい直径の樹脂管体部品にも実用できる。樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の肉厚が、０．５ｍｍより小さい樹脂管体部品にも、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の肉厚が、２ｍｍより大きい樹脂管体部品にも実用できる。
【００５１】  図１（ａ）は、本発明の一実施形態として、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部である熱風放出ノズル５を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の断面直径より、エアヒーターノズル部である熱風放出ノズル５の略円形の直径を大にする一実施形態である。図１（ａ）にかかる実施形態では、段落００２６に記載の作用、効果を奏するほか、段落００１９〜段落００２２に記載の作用、効果を奏する。
【００５２】  また、本発明の一実施形態として、加熱手段の加熱ヘッド部に、樹脂棒状体、管体二部品の各端部近傍に対応するように略左右対称に、略円形に配列するエアヒーターノズル部である熱風放出ノズル５を配し、配列する略円形の配列ライン直径を、樹脂棒状体、管体二部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の断面直径より、エアヒーターノズル部である熱風放出ノズル５の略円形の直径を小にする一実施形態においては、段落００２８に記載の作用、効果を奏するほか、段落００１９〜段落００２２に記載の作用、効果を奏する。
【００５３】  図１（ｂ）は、一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３と棒状体、管体樹脂部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の加熱工程を示す模式側面図である。図１（ｃ）は、図（ｂ）の加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式側面拡大図である。図１（ｂ）、図１（ｃ）において、加熱ヘッド部３の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２側の面と、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面とは、本一実施形態においては、略平行して配される。そして、加熱ヘッド部３の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２側の面と、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面とは、本一実施形態においては、一定の距離、空気を介して向かい合う。ここに、熱風放出ノズル５から、放出される熱風が、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶融温度より少し高くなっても、異常溶融は起きにくい。一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３の温度が溶融温度より高くなって、加熱ヘッド部３に樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面とが、接触すると、異常溶融や気化が発生してしまうが、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、クリアランスＣＬを取っているので、放出される熱風が、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶融温度より少し高くなっても、異常溶融は起きにくい。接触すると、異常溶融や気化が発生してしまう不具合が出るが、これらを回避できる作用、効果を奏する。図１（ｂ）、図１（ｃ）において、熱風供給孔４から、紙面の手前側から紙面の裏面側に熱風によって、加熱ヘッド部３に熱供給され、熱風放出ノズル５から、矢印６、矢印７に示すように、クリアランスＣＬを介して、熱放出される。熱風放出ノズル５から、矢印６、矢印７に示すように放出される熱風によって、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面近傍が、余熱できる作用、効果を奏する。加熱ヘッド部３からの輻射熱で、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面を加熱するほか、熱風放出ノズル５からの矢印６、矢印７に示すように放出される熱風によっても、溶着端面近傍を余熱、加熱できるので、タクトタイム、サイクルタイムを短縮する作用、効果を奏する。図１（ｃ）に示すクリアランスは、本実施態様では、０．５ｍｍ〜２ｍｍにて、良好な作用、効果を奏した。
【００５４】  図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、樹脂棒状体、管体二部品  としての樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の接合溶着する側の各端部と、前記加熱ヘッド部３の樹脂棒状体、管体二部品としての樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を加熱する端部を、接触させずにクリアランスＣＬをもって略平行に配して、前記樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の前記各端部を加熱することにより、段落００３３に記載の作用、効果を奏する。
【００５５】  次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照して、加熱手段の、少なくとも一つの熱風供給管４に類似する熱供給手段として、加熱ヘッド部３１に、熱風供給孔４の代わりに、カートリッジヒーター４１配し、樹脂棒状体、管体二部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の接合溶着する側の各端部と、加熱ヘッド部３１の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部を略平行にせず、樹脂棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と、前記加熱ヘッド部３１の樹脂棒状体、管体二部品の管体二部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を加熱する端部に角度をつけることにより、樹脂棒状体、管体二部品樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部３１の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを略一定にしない一実施態様について説明する。
【００５６】  〈一実施形態の構成、手段１〉
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す実施態様は、カートリッジヒーター４１を加熱ヘッド部３１に設ける一実施形態にて、説明する。図２（ａ）に示すように、加熱ヘッド部３１は、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の軸を含む平面断面が等脚台形になるように構成する。５１は、加熱ヘッド部３１の樹脂管体部品Ａ１側の加熱面、５２は、加熱ヘッド部３１の樹脂管体部品Ｂ２側の加熱面である。ＣＬＵは、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２と加熱ヘッド部３１との間の部品上部クリアランス、ＣＬＬは、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２と加熱ヘッド部３１との間のうえ下部クリアランスである。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示す実施態様では、上部クリアランスＣＬＵの方が、下部クリアランスＣＬＬより大きい。図２（ａ）の加熱ヘッド部３１には、本発明の一実施態様では、ニッケルとクロムのバランスが、２５Ｃｒ−２０Ｎｉで、耐酸化性がＳＵＳ３０９Ｓより優れ、耐熱鋼とし機能するＳＵＳ３１０Ｓを採用した。加熱ヘッド部３１の材質は、コスト、品質、耐久性、溶着品質を勘案して最適な材質を本発明では選択する。
【００５７】  〈一実施形態の構成、手段２〉
樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の接合溶着する側の各端部と、加熱ヘッド部３１の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端面を加熱する端部加熱面５１、加熱面５２を樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端面と略平行にせず、樹脂棒状体、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端面と加熱ヘッド部３１の加熱面５１、加熱面５２とに角度をつけることにより、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端面と加熱面５１、加熱面５２とのクリアランスを略一定にしない本発明では、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）において、上部クリアランスＣＬＵの方が、下部クリアランスＣＬＬより大きい実施態様を示したが、段落００５５においての、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の軸を含む平面断面に垂直面を断面とし、本断面が等脚台形になるように加熱ヘッド部３１を構成して、本発明の作用、効果を奏する。
【００５８】  〈一実施形態の構成、手段３〉
このようにして、図２（ｂ）、図２（ｃ）において、紙面手前側の加熱ヘッド部３１の加熱面５１、加熱面５２とのクリアランスである左クリアランスと紙面奥側の加熱ヘッド部３１の加熱面５１、加熱面５２とのクリアランスである右クリアランスの寸法差に大または、小の差を設けても、本発明の作用、効果を奏する。
【００５９】  次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）と図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）を参照して、本発明の実施形態の構成、手段１〜３（段落００５５〜００５７）についての、作用、効果を説明する。一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３、熱風供給孔４、熱風放出ノズル５、カートリッジヒーター４１の大きさ、装置内レイアウトによっては、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）のように、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面近傍と加熱ヘッド部３の加熱面が略平行、クリアランスＣＬが略同一寸法であったとしても、加熱ヘッド部３による樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端面の加熱は、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の加熱端部円周に対して、温度ムラが発生する。装置内レイアウトによって発生する熱源に対する対流の状況によって、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の加熱端部円周に対して、温度ムラは様々だが、対流がない、または、とても少ない場合は、輻射熱に相乗して、上昇気流が作用するので、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の円周の情報が早く昇温し、より高温に達しやすくなることがある。
【００６０】〈加熱ヘッド部のクリアランスを上下に補正する実施態様の作用、効果〉
ここに、上昇気流の影響や、加熱ヘッド部３近傍の対流、加熱ヘッド部３や樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を固設、クランプ、拘束して、往復移動する移動手段の動作等によっての対流が発生すると、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の加熱端部円周に対して、温度ムラが発生する。温度ムラが発生したまま、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を溶着せしめると、高温側が溶け過ぎ、低温側が溶け足りず、溶着後のビードの大きさムラ、溶着後の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着接合部真円度の低下、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の真直度の低下が発生する。ここに、例えば、溶け過ぎる方向のクリアランスＣＬＵを、相対的に大きく、溶け足りない方向の、例えば、クリアランスＣＬＬを溶け過ぎる方向のクリアランスＣＬＵに比較して相対的に小さく構成する。これにより、溶け足りないクリアランスＣＬＬの方向の加熱ヘッド部３１から、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端部への熱輻射量が増えて、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２端部円周に対して、より均質な昇温、溶着温度を得ることができる作用、効果を奏する。これにより、段落００１９〜段落００２０、段落００２４、段落００２６、段落００２８、段落００３０〜段落００３１、段落００３３、段落００３５〜段落００３７、段落００４０〜段落００４２、段落００４３に記載の作用、効果を一層高める作用、効果を奏する。図２（ｃ）に示す部品上位クリアランスＣＬＵと、部品下位クリアランスＣＬＬの差は、本実施態様では、０．３ｍｍ〜１ｍｍにて、良好な作用、効果を奏した。一実施形態として、フッ素樹脂ＰＦＡで、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の直径が、３ｍｍ〜２６ｍｍで、肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍにて、最も生産効率を上げ、既述の良好な品質を得られる作用、効果を奏した。
〈加熱ヘッド部のクリアランスを左右に補正する実施態様の作用、効果〉
本一実施形態の構成、手段２、本一実施形態の構成、手段３により、図２（ｂ）、図２（ｃ）において、紙面手前側の加熱ヘッド部３１の加熱面５１、加熱面５２とのクリアランスである左クリアランスと紙面奥側の加熱ヘッド部３１の加熱面５１、加熱面５２とのクリアランスである右クリアランスの寸法差に大または、小の差を設けることにより、段落００５９に記載の左右方向、図２（ｂ）、図２（ｃ）における紙面手前側、紙面奥側の補正作用、効果を奏した。部品右クリアランスと、部品左クリアランスの差は、本実施態様では、０．３ｍｍ〜１ｍｍにて、良好な作用、効果を奏した。一実施形態として、フッ素樹脂ＰＦＡで、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の直径が、３ｍｍ〜２６ｍｍで、肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍにて、最も生産効率を上げ、既述の良好な品質を得られる作用、効果を奏した。
【００６１】  〈本発明請求項９にかかる一実施形態の手段、作用、効果〉
次に本発明にかかる棒状体、管体樹脂部品の自動熱溶着方法の一実施形態について、以下順次図３ａ〜図３ｆを参照して説明する。図３ａ〜図３ｆにおいて、同一符号は、同一機能部材を示す。図３ａ〜図３ｆにおいて、Ｘは、樹脂管体部品Ａ１を拘束して往復移動せしめる往復移動要素手段ユニットである。Ｙは、樹脂管体部品Ｂ２を拘束して往復移動せしめる往復移動要素手段ユニットである。Ｚは、先端に位置決め部品６１を固設した熱源ヘッド部３を往復移動せしめる往復移動要素手段ユニットである。
【００６２】  図３ａは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体二部品端部のセンター振り分け中心に同軸と垂直に往復移動する往復動機構に拘束して先端に位置決め部品を固設した熱源ヘッド部を配して成るホームポジション工程を示す模式図である。図３ａにおいては、図１における一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部３として、カートリッジヒーター４１に固設して、カートリッジヒーター４１と共に、往復移動要素手段ユニットＸによって、往復移動する熱板加熱ヘッド部７１を配する。全自動熱溶着装置として段落００３０に記載の作用、効果を奏する。本発明一実施形態として、熱板加熱ヘッド部７１の熱板に、ニッケルとクロムのバランスが、２５Ｃｒ−２０Ｎｉで、耐酸化性がＳＵＳ３０９Ｓより優れ、耐熱鋼とし機能するＳＵＳ３１０Ｓを採用することにより、熱板加熱ヘッド部７１の昇温立ち上がりを早くし、生産のサイクルタイム、タクトタイムを短縮する作用効果がある。エネルギー消費を節約し二酸化炭素排出を減らし環境に寄与するとともに、ランニングコストを低減できる作用、効果を奏する。ＳＵＳ３１０Ｓのような耐熱鋼でなくても、低コストで機能を果たせる。カートリッジヒーター４１に固設それた熱板加熱ヘッド部７１、位置決め部品６１は、電動シリンダーｚ等の往復移動要素手段ユニットＺが前進することによって、ホームポジション工程に位置付けられる。
【００６３】  図３ａ〜図３ｆにおいて、位置決め部品６１の図面横幅寸法と左右の熱板加熱ヘッド部７１表面間寸法を同一にしておけば、後に説明する図３ｃにおける樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を固設した往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹの後退動作の後退量寸法によって、前後述するクリアランスＣＬを確保、設定する。図３ａ〜図３ｆにおいて、位置決め部品６１の図面横幅寸法と熱板加熱ヘッド部７１の左右表面間寸法を前後述するクリアランスＣＬ寸法分あらかじめ小さく設定しておけば、図３ｃにおけるクリアランスＣＬ設定工程は不要になり、生産のサイクルタイム、タクトタイムを短縮し、生産性が向上する作用、効果を奏する。往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹ、往復移動要素手段ユニットＺに電動シリンダーｘｙｚをそれぞれ配した。これにより、熱溶着時の、急激な負荷変動、急加速でも本発明実施態様の各位置決めを的確に実施でき、高速・高トルクでありながら、熱溶着の全般工程で省電力運転できる作用、効果を奏する。
【００６４】  図３ｂは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体部品を前進させ、突き当てて位置出しする第一の位置決め工程を示す模式図である。次に、本発明一実施形態では、図３ａのホームポジション工程状態から、電動シリンダーｘ、電動シリンダーｙ等の往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹを、それぞれ矢印Ｆ１、矢印Ｆ２のように、前進させ、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を、樹脂管体部品の同軸ａの方向に位置決め部品６１に突き当てることによって、位置決めする。
【００６５】  図３ｃは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、加熱距離クリアランスを確保する第二の位置決め工程を示す模式図である。段落００６４に記載の位置決めのあと、矢印Ｂ１、矢印Ｂ２に示すように、拘束、クランプした樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を同軸ａ方向に後退させて加熱距離ＳクリアランスＣＬＳ１、加熱距離ＳクリアランスＣＬＳ２を形成する。
【００６６】  図３ｄは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、棒状体、管体部品端部の加熱工程を示す模式図である。図３ｄにおいて、位置決め部品６１、熱板加熱ヘッド部７１を配する往復移動要素手段ユニットＺを矢印ＣＦ１に示すように図３ｃの熱板加熱ヘッド部７１の状態から前進させ、熱板加熱ヘッド部７１と樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端部を所定のクリアランスをもって対面させる。この工程で樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２の溶着端部を所定のクリアランスをもって加熱する。
【００６７】  図３ｅは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、熱源加熱ヘッド部を後退して退避させる工程を示す模式図である。図３ｄに示す加熱工程後、矢印ＣＢ１のように、位置決め部品６１、熱板加熱ヘッド部７１を往復移動要素手段ユニットＺにて後退、退避させる。
【００６８】  次に、溶着工程を説明する。図３ｆは、カートリッジヒーター４１を熱源とする本発明一実施形態の自動溶着方法の、樹脂棒状体、管体部品の端部と端部を接合溶着せしめる工程を示す模式図である。図３ｆに示すように、図３ｅに示すように、位置決め部品６１、熱板加熱ヘッド部７１を往復移動要素手段ユニットＺにて後退、退避させた後、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２を矢印ＤＦ１、矢印ＤＦ２の方向に、往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹによって前進させ、各溶着端を密着させる。材質がフッ素樹脂〈ネオフロン（登録商標）ＰＦＡ〉の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２で、直径（外形）３ｍｍ〜２６ｍｍ、肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍの実施例では、溶着時間は、１秒〜５秒で、記載済の効果を奏する。材質がフッ素樹脂〈ネオフロン（登録商標）ＰＦＡ〉の樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２で、直径（外形）３ｍｍ〜２６ｍｍ、肉厚が０．５ｍｍ〜２ｍｍの実施例では、５０グラム重〜５００グラム重で、記載済の効果を奏する。
【００６９】  次に、図４を参照して、本発明一実施形態の往復移動要素手段ユニットＸ、往復移動要素手段ユニットＹが、樹脂管体部品Ａ１、樹脂管体部品Ｂ２をクランプ、拘束する状況を説明する。８１は、樹脂管体部品Ａ１、または樹脂管体部品Ｂ２を示す。円柱棒状体であっても、角材であってもよい。８３は、右クランプ、８４は、左クランプである。電動シリンダ、エアシリンダ等の往復運動によって、開閉し、樹脂管体部品Ａ１、または樹脂管体部品Ｂ２をクランプする。右クランプ８３、左クランプ８３は、樹脂管体部品Ａ１、または樹脂管体部品Ｂ２の軸方向に二か所で把持する実施例を示したが、１箇所の把持部であっても、複数の把持部であってもよい。右クランプ８３、左クランプ８３の把持部内側は、Ｖブロック状の実施例を示したが、円形であっても、複数角形であってもよい。
【００７０】  次に、図５ａ、図５ｂを参照して、カートリッジヒーターを用い、棒状体、管体二部品の接合溶着する側の各端部と加熱ヘッド部の樹脂棒状体、管体二部品を加熱する端部の間のクリアランスを略一定にする本発明一実施形態について説明する。図５ａは、カートリッジヒーターを用いた本発明一実施形態の溶着加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の自動溶着時の加熱工程を示す模式図である。図５ａにおいて、８１は、加熱ヘッド部、４１は、カートリッジヒーターである。
【００７１】  図５ｂは、カートリッジヒーターを用いた本発明一実施形態の加熱ヘッド部と棒状体、管体樹脂部品の加熱工程を示す模式側面拡大図である。図５ｂの一実施形態において、クリアランスＣＬＵとクリアランスＣＬＬを略同一にした。
【産業上の利用可能性】
【００７２】  近年、工業生産で、機械部品の接合要素は多岐にわたっており、特に、軽い、コストが安い等多くの金属部品にない機能を有する樹脂部品の普及は著しい。ここに、棒状体、管体樹脂部品の端部の間での加熱溶着接合は、多くの工業製品の一部等に頻繁に用いられるので、産業上の利用可能性が大きい。ここに、加熱溶着接合を半自動でやろうとした事例はあるが、特許公報がテキスト化処理できるようになってから、全自動でやる事例は、見あたらないので、産業上の利用可能性が大きい。超音波溶着・振動溶着やレーザー溶着は、装置が大掛かり、複雑になり、故障リスクも高いので、加熱溶着接合にて実施する産業上の利用可能性が大きい。
【符号の説明】
【００７３】  １      樹脂管体部品Ａ
２      樹脂管体部品Ｂ
３      一定の熱蓄積容量のある加熱ヘッド部
４      熱風供給孔
５      熱風放出ノズル
ＣＬ    クリアランス
３１    加熱ヘッド部
４１    カートリッジヒーター
６１    位置決め部品
７１    熱板加熱ヘッド部
８１    加熱ヘッド部
ａ      樹脂管体部品の同軸
Ｘ      往復移動要素手段ユニット
Ｙ      往復移動要素手段ユニット
Ｚ      往復移動要素手段ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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