(57)【要約】【課題】溶着物の溶着面の温度が変化しても、溶融面を所定の溶融温度で加熱溶融する赤外線ヒーターの出力自動調整方法を提供する。【解決手段】赤外線ヒーター１０の出力自動調整方法において、放射温度計５０で溶融物１の溶融面２の温度を測定し、その温度データをコントローラ４０に入力する。コントローラ４０は、電力出力制御器３０へ必要な出力値を送信し、電力出力制御器３０は、赤外線ヒーター１０へ所定の電力を出力する。赤外線ヒーター１０に出力される電力をＡＣ電流測定器２０で測定し、その測定値をコントローラ４０に送信し、コントローラ４０は、出力値の補正値を演算し、出力値の補正値をコントローラ４０に送信する。電力出力制御器３０は、赤外線ヒーター１０へ所定の電力の出力を補正する。【選択図】図１
2016144871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線ヒーターの出力を自動的に調整する出力自動調整方法において、
放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、
その温度データをコントローラに入力し、
該コントローラは、上記温度データに基づき必要な出力値を演算し、電力出力制御器へ必要な出力値を送信し、
該電力出力制御器は、上記コントローラから送信された必要な出力値に基づき、赤外線ヒーターへ所定の電力を出力し、
上記電力出力制御器から上記赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で測定し、その測定値を上記コントローラに送信し、上記コントローラは、送信された上記ＡＣ電流測定器の測定値に基づき、出力値の補正値を演算し、該出力値の補正値を上記コントローラに送信し、
上記電力出力制御器は、上記コントローラから送信された上記出力値の補正値に基づき、上記赤外線ヒーターへ所定の電力を出力を補正し、
上記赤外線ヒーターで所定時間加熱後に加熱を終了することを特徴とする赤外線ヒーターの出力自動調整方法。
【請求項２】
上記放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定したときに、上記溶融物の溶融面の温度が０℃未満又は４５℃以上の場合には、異常状態であるとして、加熱をせずに通報する請求項１に記載の赤外線ヒーターの出力自動調整方法。
【請求項３】
上記溶融物は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された請求項１又は請求項２に記載の赤外線ヒーターの出力自動調整方法。
【請求項４】
上記赤外線ヒーターで所定時間加熱後に、上記赤外線ヒーターを上記溶融物の溶融面から引き離し、上記放射温度計で上記溶融物の溶融面の温度を測定し、溶融状態を判定する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の赤外線ヒーターの出力自動調整方法。
【請求項５】
上記溶融物は、自動車用燃料タンクである請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の出力自動調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製製品に合成樹脂製部品を溶着する赤外線ヒーターの出力の自動調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製製品に合成樹脂製部品を溶着する方法としては、例えば、合成樹脂製の自動車用燃料タンクの開口部に、部品を溶着する場合がある。
この場合に、例えば、図５に示すように、燃料タンク１０１の外壁１０２に溶着部品であるニップル１１５を溶着する場合には、ニップル１１５の下端の溶着面１１６と、外壁１０２の開口部１１０溶着部分を溶融させて、溶着面１１６を外壁１０２の開口部１１０に圧着させて、溶着している（例えば、特許文献１参照。）。この場合には、溶着面１１６と開口部１１０の溶着部分を溶融させるために、熱板等を溶着面１１６の溶着部分に当接させて溶融している。
【０００３】
この溶着に使用する部品溶着装置１２０は、熱板を燃料タンク１０１の開口部１１０の溶着面１１２に圧着させて、溶着している。
このとき、熱板は、一定荷重で一定時間、溶着面１１２に押圧されて、溶着面１１２を溶融している。また、ニップル１１５の下端の溶着面１１６を溶融する場合も同様に、一定荷重で一定時間、溶着面１１６に押圧されて、溶融されている。
【０００４】
この場合には、熱板１２１が溶着面１１２に押圧されるため、溶着面１１２の合成樹脂が熱板１２１に張り付くという問題がある。この場合に、熱板１２１にコーティングを施したり、熱板１２１と溶着面１１２の間にテトラフロロエチレンシートを挟んだりすることも行われているが、コーティングの場合には、定期的な再コーティングが必要であり、テトラフロロエチレンシートの場合には、規定回数使用するとテトラフロロエチレンシートの交換が必要であり、ランニングコストが掛かってしまうこととなる。
【０００５】
また、図６に示すように、上下に保持された２個の溶融物２０１、２０１の溶融面２０２、２０２の間に非接触で赤外線ヒーター２１０を挿入して、溶融面２０２、２０２を加熱するものがある（例えば、特許文献２参照。）。赤外線ヒーター２１０は、溶融面２０２、２０２と非接触のため、合成樹脂が張り付くことはない。
【０００６】
しかし、この場合には、赤外線ヒーター２１０の温度が、溶融面２０２、２０２を加熱することができるように、あらかじめ設定した温度に達するように制御されるが、赤外線ヒーター２１０自体の温度は、温度が高く測定が困難である。また、赤外線ヒーター２１０で加熱される溶融面２０２、２０２の温度は、その溶融物２０１、２０１の初期の温度やその材質により大きく異なる。
【０００７】
また、例えば、燃料タンク等の大型の製品の表面を加熱する場合には、大きな空間が必要であり、この大きな開かれた空間では、赤外線ヒーター２１０の温度管理は困難である。
さらに、開かれた空間では、季節の変化により外気温と溶融物２０１の溶融面２０２の温度は大きく変化するため、その温度変化に対応する赤外線ヒーター２１０の出力調整が必要であるが、赤外線ヒーター２１０の温度をあらかじめ設定しておいて、加熱する場合には、季節の変化により溶融物２０１の溶融面２０２の温度変化には対応できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０５７７５号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１７５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、溶着物の溶着面の温度が変化しても、溶融面を所定の溶融温度で加熱溶融する赤外線ヒーターの出力自動調整方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、赤外線ヒーターの出力を自動的に調整する出力自動調整方法において、
放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、
その温度データをコントローラに入力し、
コントローラは、温度データに基づき必要な出力値を演算し、電力出力制御器へ必要な出力値を送信し、
電力出力制御器は、コントローラから送信された必要な出力値に基づき、赤外線ヒーターへ所定の電力を出力し、
電力出力制御器から赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で測定し、その測定値をコントローラに送信し、コントローラは、送信されたＡＣ電流測定器の測定値に基づき、出力値の補正値を演算し、出力値の補正値をコントローラに送信し、
電力出力制御器は、コントローラから送信された出力値の補正値に基づき、赤外線ヒーターへ所定の電力の出力を補正し、
赤外線ヒーターで所定時間加熱後に加熱を終了することを特徴とする赤外線ヒーターの出力自動調整方法である。
【００１１】
請求項１の本発明では、赤外線ヒーターの出力を自動的に調整する出力自動調整方法において、放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、その温度データをコントローラに入力する。このため、溶融物の溶融面が季節等により変化しても、その温度変化を測定して、コントローラに入力して、赤外線ヒーターの出力を自動的に調整することができる。
【００１２】
コントローラは、温度データに基づき必要な出力値を演算し、電力出力制御器へ必要な出力値を送信し、電力出力制御器は、コントローラから送信された必要な出力値に基づき、赤外線ヒーターへ所定の電力を出力する。このため、溶融物の溶融面の温度に基づき、コントローラーで必要な出力を演算して、赤外線ヒーターの電力を制御して、溶融物の溶融面を所定の状態に溶融することができる。
【００１３】
電力出力制御器から赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で測定し、その測定値をコントローラに送信し、コントローラは、送信されたＡＣ電流測定器の測定値に基づき、出力値の補正値を演算し、出力値の補正値をコントローラに送信する。このため、電力出力制御器から赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で補正することができる。
【００１４】
電力出力制御器は、コントローラから送信された出力値の補正値に基づき、赤外線ヒーターへ所定の電力の出力を補正する。このため、赤外線ヒーターの出力を自動的に制御することができ、加熱を適切に制御することができ、溶融物の溶融面を所定の溶融状態にすることができ、溶融物を確実に融着することができる。
【００１５】
赤外線ヒーターで所定時間加熱後に加熱を終了する。このため、赤外線ヒーターの出力を自動的に制御して、赤外線ヒーターの照射時間を管理することにより、溶融物の溶融面の温度を管理して、所定の程度溶融した状態にすることができ、溶融物を確実に融着することができる。
【００１６】
請求項２の本発明は、放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定したときに、溶融物の溶融面の温度が０℃未満又は４５℃以上の場合には、異常状態であるとして、加熱をせずに、通報する赤外線ヒーターの出力自動調整方法である。
【００１７】
請求項２の本発明では、放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定したときに、溶融物の溶融面の温度が０℃未満又は４５℃以上の場合には、異常状態であるとして、加熱をせずに、通報する。このため、加熱前の溶融物の溶融面の温度が所定の温度の範囲外になったときに、自動的に溶融工程を止めることができ、溶融物の溶融状態が適正値を外れることを事前に防止できる。
【００１８】
請求項３本発明は、溶融物は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された赤外線ヒーターの出力自動調整方法である。
【００１９】
請求項３の本発明では、合成樹脂製製品と合成樹脂製部品は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成されたため、剛性が高く、耐燃料油性や耐候性に優れているとともに、同じ材料であるため、合成樹脂製製品と合成樹脂製部品は強固に溶着することができる。
【００２０】
請求項４の本発明は、赤外線ヒーターで所定時間加熱後に、赤外線ヒーターを溶融物の溶融面から引き離し、放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、溶融状態を判定する赤外線ヒーターの出力自動調整方法である。
【００２１】
請求項４の本発明は、赤外線ヒーターで所定時間加熱後に、赤外線ヒーターを溶融物の溶融面から引き離し、放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、溶融状態を判定する。このため、溶融物の溶融面の温度が所定に範囲内であれば、溶融状態が良好と判断し、所定の範囲外であれば、溶融状態が不良と判断することができる。
【００２２】
請求項５の本発明は、溶融物は、自動車用燃料タンクである赤外線ヒーターの出力自動調整方法である。
【００２３】
請求項５の本発明では、溶融物は、自動車用燃料タンクであるため、形状の大きな合成樹脂製の自動車用燃料タンクにおいても、溶着面の温度コントロールを自動的にすることができ、ホース等を取付ける取付部材を強固に溶着することができる。
【発明の効果】
【００２４】
放射温度計で溶融物の溶融面の温度を測定し、その温度データをコントローラに入力するため、加熱前の溶融物の溶融面が季節等により変化しても、その温度変化を測定して、コントローラに入力して、赤外線ヒーターの出力を自動的に調整することができる。
【００２５】
電力出力制御器から赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で測定し、コントローラは、送信されたＡＣ電流測定器の測定値に基づき、出力値の補正値を演算し、出力値の補正値をコントローラに送信するため、電力出力制御器から赤外線ヒーターに出力される電力をＡＣ電流測定器で補正して、適切な電力を赤外線ヒーターに送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の態様を示すもので、赤外線ヒーターの出力自動調整方法の回路図である。
【図２】本発明の実施の態様を示すもので、赤外線ヒーターの出漁自動調整方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の態様で使用する赤外線ヒーターの正面図である。
【図４】本発明の実施の態様で使用する赤外線ヒーターと、溶融物と、放射温度の正面図である。
【図５】従来の燃料タンクの部品取付部にニップルを溶着した断面図である。
【図６】従来の赤外線ヒーターの溶着装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について、赤外線ヒーター１０出力を自動的に調整する出力自動調整方法について、図１〜図４に基づき説明する。
まず、図１、図３及び図４に基づき、赤外線ヒーター１０の出力を自動的に調整する出力自動調整方法に使用する溶着装置の説明をして、その後、図２に基づき、出力自動調整方法を説明する。
【００２８】
図１に示すように、赤外線ヒーター１０の出力を自動的に調整する出力自動調整方法に使用する溶着装置は、赤外線ヒーター１０と、ＡＣ電流測定器２０、電流出力制御器３０、コントローラ４０及び放射温度計５０を有する。それぞれの装置は、後述するように電線等で接続されている。
【００２９】
本実施の形態では、赤外線ヒーター１０は、例えば、図３に示すように、断面円形で棒状に形成されたものが円弧状に形成されて、両側の先端１１は、電源（図示せず）に接続されている。赤外線ヒーター１０は、中心１２が炭素繊維で形成され、中心１２の炭素繊維の外側は、炭素繊維を覆うようにヒーターガラス管１３が設けられている。
なお、赤外線ヒーター１０は、炭素繊維ばかりでなく、他の赤外線を放射できる他の物を使用することができる。
【００３０】
赤外線ヒーター１０は、図４に示すように、溶融物１の溶融面２に対向する位置に移動可能に設けられる。赤外線ヒーター１０は、溶融物１の溶融面２と非接触で加熱することができる。
また、溶融物１の溶融面２のみを加熱してもよいが、図４に示すように、溶融物１の他、溶融物１の溶融面２に溶着する部品３を赤外線ヒーター１０の反対側の面に置くこともできる。この場合には、溶融物１の溶融面２と部品３の溶融面４を同時に溶融することができる。
【００３１】
この場合には、溶融物１の溶融面２と、赤外線ヒーター１０及び部品３の溶融面４は、同一軸線上に位置して、溶融物１の溶融面２と部品３の溶融面４は、赤外線ヒーター１０と対向して、所定の距離を離れて位置することが好ましい。その距離は、溶融物１の溶融面２の状態により、適宜選択される。本実施の形態では、２．０〜５．０ｍｍ程度の距離が使用される。
【００３２】
放射温度計５０は、図１及び図４に示すように、溶融物１の溶融面２の温度を非接触で測定するように設置される。そのため、溶融面２の温度を素早く測定することができるとともに、溶融面２の表面状態を悪化させることなく、放射温度計５０の表面も汚染されることがない。また、放射温度計５０により、部品３の溶融面４の温度も測定することが可能である。
【００３３】
図１に示すように、コントローラ４０は、放射温度計５０と温度測定値送信回路５１で接続されている。放射温度計５０で測定した温度データが温度測定値送信回路５１を経由して送信され、その温度データに基づき必要な出力値を演算し、電流出力制御器３０へ必要な出力値を送信することができる。このため、溶融物１の溶融面２の温度に基づき、或いは部品３の溶融面４を加熱する場合には部品３の溶融面４の温度も合わせて、必要な出力値を演算して、電流出力制御器３０へ必要な出力値を送信する。
【００３４】
電流出力制御器３０とコントローラ４０は、出力指示回路４１と出力補正回路４２で接続されている。また、電流出力制御器３０は、赤外線ヒーター１０とヒーター出力回路３１とヒーター補正回路３２で接続されている。
電流出力制御器３０は、コントローラ４０から出力指示回路４１を経由して、送信された必要な出力値に基づき、赤外線ヒーター１０へヒーター出力回路３１を経由して所定の電力を出力する。このため、溶融物１の溶融面２の温度に基づき、コントローラ４０で必要な出力を演算して、赤外線ヒーター１０の電力を制御して、溶融物１の溶融面２を所定の状態に溶融することができる。
【００３５】
ＡＣ電流測定器２０は、ヒーター出力回路３１とヒーター補正回路３２の電流を測定している。ＡＣ電流測定器２０は、電流測定値送信回路２１でコントローラ４０と接続されている。電流出力制御器３０から赤外線ヒーター１０に出力される電力をＡＣ電流測定器２０で測定し、その測定値を電流測定値送信回路２１を経由して、コントローラ４０に送信する。
【００３６】
コントローラ４０は、送信されたＡＣ電流測定器２０の測定値に基づき、出力値の補正値を演算し、出力値の補正値を出力補正回路４２を経由してコントローラ４０に送信する。このため、電流出力制御器３０から赤外線ヒーター１０に出力される電力を、ＡＣ電流測定器２０で補正することができる。
【００３７】
電流出力制御器３０は、コントローラ４０から送信された出力値の補正値に基づき、赤外線ヒーター１０へヒーター補正回路３２を経由して、補正した電力を出力する。このため、赤外線ヒーター１０の出力を自動的に制御することができ、加熱を適切に制御することができ、溶融物１の溶融面２を所定の溶融状態にすることができ、溶融物１を確実に融着することができる。
【００３８】
次に、図２に基づき、赤外線ヒーター１０の自動出力調整方法を説明する。
まず、放射温度計５０で溶融物１の溶融面２の温度を測定する。そのデータを、温度測定値送信回路５１を経由して、コントローラ４０に送る。
コントローラ４０は、加熱前の溶融物１の溶融面２の温度が０℃未満の場合には、異常であると判断して、加熱をせずに止める。これにより、溶融物１の溶融面２の温度が低すぎて十分に加熱できずに、溶着不良が生じることを未然に防止できる。
【００３９】
溶融物１の溶融面２の温度が０℃以上で１５℃未満の場合には、出力指示回路４１を経由して、電流出力制御器３０に電流値を１６．５Ａとなるように指示する。電流出力制御器３０は、ヒーター出力回路３１を経由して、赤外線ヒーター１０に１６．５Ａの電流を送る。赤外線ヒーター１０は、溶融物１の溶融面２を加熱する。
【００４０】
そのとき、ＡＣ電流測定器２０は、ヒーター出力回路３１の電流値を測定して、そのデータを電流測定値送信回路２１を経由してコントローラ４０に送付する。コントローラ４０は、ＡＣ電流測定器２０のデータに基づき、電流値の補正を必要とする場合には、出力補正回路４２を経由して、電流出力制御器３０に指示を出し、電流出力制御器３０は、その指示に基づき、補正した電流値の電流を赤外線ヒーター１０に送る。
【００４１】
溶融物１の溶融面２を赤外線ヒーター１０が所定時間照射した後に、赤外線ヒーター１０は、溶融物１の溶融面２から離れ、加熱を終了する。このため、赤外線ヒーター１０の出力を自動的に制御して、溶融物１の溶融面２の溶融時間を自動的に制御して、所定の程度溶融した状態にすることができ、溶融物１を確実に融着することができる。
【００４２】
なお、赤外線ヒーターで１０所定時間加熱後に、赤外線ヒーター１０を溶融物１の溶融面２から引き離し、放射温度計５０で溶融物１の溶融面２の温度を測定し、溶融状態を判定することができる。この場合は、溶融物１の溶融面２の温度が所定に範囲内であれば、溶融状態が良好と判断し、所定の範囲外であれば、溶融状態が不良と判断することができるため、溶融状態を適切に管理することができる。
【００４３】
溶融物１の溶融面２の温度１５℃以上で３０℃未満の場合には、出力指示回路４１を経由して、電流出力制御器３０に電流値を１６．０Ａとなるように指示する。電流出力制御器３０は、ヒーター出力回路３１を経由して、赤外線ヒーター１０に１６．０Ａの電流を送る。赤外線ヒーター１０は、溶融物１の溶融面２を加熱する。その後の工程は、溶融物１の溶融面２の温度が０℃以上で１５℃未満の場合と同じである。
【００４４】
溶融物１の溶融面２の温度３０℃以上で４５℃未満の場合には、出力指示回路４１を経由して、電流出力制御器３０に電流値を１５．５Ａとなるように指示する。電流出力制御器３０は、ヒーター出力回路３１を経由して、赤外線ヒーター１０に１５．５Ａの電流を送る。赤外線ヒーター１０は、溶融物１の溶融面２を加熱する。その後の工程は、溶融物１の溶融面２の温度が０℃以上で１５℃未満の場合と同じである。
コントローラ４０は、加熱前の溶融物１の溶融面２の温度が４５℃以上の場合には、異常であると判断して、加熱をせずに止める。これにより、溶融物１の溶融面２の温度が高すぎて、溶融面２が溶融しすぎて、溶着不良が生じることを未然に防止できる。
【００４５】
本発明は、合成樹脂製の燃料タンクに部品を溶着する場合に使用することができる。燃料タンクは、衝撃や摩耗に強いポリエチレン（ＰＥ）や、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成されることができ、この場合は、燃料タンクの強度を増加させ、燃料タンク内部の燃料の透過を防止できる。また、燃料透過防止性をさらに向上させるために、燃料タンクの内部に耐燃料透過性多層樹脂シートを使用することもできる。
【００４６】
ブロー成形の場合には、ポリエチレン（ＰＥ）や、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を有する多層パリソンを使用することができる。いずれの場合においても、ニップル等の合成樹脂製部品は、燃料タンクと溶着するためには、燃料タンクと溶着可能な同種類の材料を使用することが必要である。
【００４７】
燃料タンクと溶着部品は、両方とも高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成することが好ましい。この場合には、燃料タンクと溶着部品は、共に剛性が高く、耐燃料油性や耐候性に優れているとともに、同じ材料であるため、燃料タンクと溶着部品は強固に溶着することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  溶融物
２  溶着面
１０  赤外線ヒーター
２０  ＡＣ電流測定器
３０  電流出力制御器
４０  コントローラ
５０  放射温度計
【図１】
2016144871.tif 000003
【図２】
2016144871.tif 000004
【図３】
2016144871.tif 000005
【図４】
2016144871.tif 000006
【図５】
2016144871.tif 000007
【図６】
2016144871.tif 000008