(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂材で形成された第１部品と第２部品とを相互に溶着する溶着装置であって、
回転アクチュエータをもって所定の軸回りで回動可能に支持されたベース上に設けられた第１および第２の直線摺動アクチュエータと、
前記第１直線摺動アクチュエータに支持され且つその軸線を該第１直線摺動アクチュエータの推力軸線と同一軸線上においた可動加熱盤と、
前記第２直線摺動アクチュエータの推力軸線と整合可能な位置に設けられた固定加熱盤とを有し、
前記第１直線摺動アクチュエータの推力で前記可動加熱盤を前記第１部品に押圧して加熱すると共に、前記第２直線摺動アクチュエータに保持した状態の前記第２部品を該第２直線摺動アクチュエータの推力で前記固定加熱盤に押圧して加熱し、
前記回転アクチュエータを回動させることによって前記第１および第２の直線摺動アクチュエータの位置を交替させた後に前記第２直線摺動アクチュエータの推力で前記第２部品を前記第１部品に圧接するようにしてなることを特徴とする溶着装置。
【請求項２】
前記第１直線摺動アクチュエータと前記第２直線摺動アクチュエータとの推力軸線を互いに平行に延在させると共に、
前記第１直線摺動アクチュエータの推力軸線上に前記第２直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させるシフト手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の容着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成樹脂材で形成された複数の部品を相互に溶着するための溶着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブロー成型された燃料タンク本体に、射出成型されたフィラーチューブ等の如き子部品を溶着する装置として、貫通孔の周囲に加熱面を備えた環状の加熱盤を有する容着装置を本出願と同一出願人は既に提案している（特開２０００−３１８０４４号公報参照）。これは、燃料タンク本体と子部品との接合面を一つの加熱盤の表裏両面で同時に加熱可能なように構成したものである。
【０００３】
ところが、この先行技術によると、燃料タンク本体に加熱盤を押し当てるためのリニアアクチュエータの推力軸に対して加熱盤の中心軸がオフセットしているため、燃料タンク本体に加熱盤を押しつけた際にリニアアクチュエータと加熱盤との連結部に撓みが生じ、燃料タンク本体の子部品接合面に対して加熱盤が傾いてしまい、その結果として面出し不良が発生する可能性のあることが判明した。
【０００４】
また、燃料タンク本体と子部品とでは熱容量が大幅に異なるにも拘わらず燃料タンク本体と子部品とを単一の加熱盤で加熱するので、燃料タンク本体と子部品との溶融量を個別に制御することができず、そのために容着品質を高めることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような不都合が生じないようにするには、加熱盤を熱的に絶縁された２つのものとし、リニアアクチュエータと加熱盤との間の連結部の剛性を高めることが考えられるが、このようにすると、加熱盤の大型化や、これを支持して移動させる装置の大型化を招いてしまうため、所期の目的であるコンパクト化の推進に支障が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、小型化の推進が可能であり、しかも容着品質を高めることが可能なように構成された溶着装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明の請求項１においては、熱可塑性合成樹脂材で形成された第１部品（燃料タンク本体１）と第２部品（子部品３）とを相互に溶着する溶着装置（１）を、回転アクチュエータ（５）をもって所定の軸回りで回動可能に支持されたベース上に設けられた第１直線摺動アクチュエータ（タンク加熱盤用１０）および第２直線摺動アクチュエータ（子部品用９）と、第１直線摺動アクチュエータに支持され且つその軸線を該第１直線摺動アクチュエータの推力軸線と同一軸線上においた可動加熱盤（タンク用１２）と、第２直線摺動アクチュエータの推力軸線と整合可能な位置に設けられた固定加熱盤（子部品用７）とを有し、第１直線摺動アクチュエータの推力で可動加熱盤を第１部品に押圧して加熱すると共に、第２直線摺動アクチュエータに保持された状態の第２部品を該第２直線摺動アクチュエータの推力で固定加熱盤に押圧して加熱し、回転アクチュエータを回動させることによって第１および第２の直線摺動アクチュエータの位置を交替させた後に第２直線摺動アクチュエータの推力で第２部品を第１部品に圧接するようにしてなることを特徴とするものとした。
【０００８】
このようにすれば、２つの部品を溶融するための加熱盤を個別化し得るので、２つの部品の熱容量に応じて温度を独立制御することができる。しかも直線摺動アクチュエータの推力軸と加熱盤の軸線とを同軸化し得るので、撓みの影響による加熱面の傾きを排除することができる。
【０００９】
また本発明の請求項２においては、上記構成に加えて、第１直線摺動アクチュエータと第２直線摺動アクチュエータとの推力軸線を互いに平行に延在させると共に、第１直線摺動アクチュエータの推力軸線上に第２直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させるシフト手段を備えることを特徴とするものとした。
【００１０】
このようにすれば、２つの直線摺動アクチュエータを並列に配置し得るので、装置の大型化を回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に基づき構成された溶着装置を示している。この溶着装置１は、燃料タンク本体２に対してフィラーチューブ等の如き子部品３を容着するためのものであり、例えば三次元位置制御可能な工業用ロボットのアーム端４に結合された回転アクチュエータ５と、回転アクチュエータ５のボディに結合されたブラケット６の遊端に取り付けられた子部品用加熱盤７と、回転アクチュエータ５のロータに結合された支持ベース８に取り付けられた子部品用直線摺動アクチュエータ９並びにタンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０と、子部品用直線摺動アクチュエータ９のロッド端に設けられた子部品チャック１１と、タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０のロッド端に設けられたタンク用加熱盤１２とからなっている。
【００１３】
回転アクチュエータ５は、例えば油圧駆動されるシリンダ装置の推力をラック／ピニオン機構を利用してロータの回転力に変換するものであり、そのボディが工業用ロボットのアーム端４に固定されている。
【００１４】
子部品用加熱盤７並びにタンク用加熱盤１２は、共に基本的には同一構造をなしており、例えば、その中心部に設けられた貫通孔１３の周囲に巻回されたシーズ線ヒータ１４を内蔵し、且つ貫通孔１３の開口面に加熱面１５を備えた環状をなしている。
【００１５】
子部品用直線摺動アクチュエータ９並びにタンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０は、共に基本的には同一構造をなしており、例えば、油圧駆動されるピストンをシリンダ内に往復摺動自在に受容してなり、そのシリンダが支持ベース８に固定され、ピストンロッドの軸線を互いに平行に延在させている。これら両直線摺動アクチュエータ９・１０の軸線は、回転アクチュエータ５のロータの軸線上で前後にオフセットして配置されている。
【００１６】
子部品用直線摺動アクチュエータ９の中心軸は、回転アクチュエータ５の回転中心軸と直交し、且つ子部品用加熱盤７の中心を通る平面上に配置されている。
【００１７】
子部品用直線摺動アクチュエータ９のロッド端に設けられた子部品チャック１１は、例えば油圧あるいは電磁力で開閉制御される三爪式コレットチャックからなるものである。
【００１８】
次に本発明装置の作動要領を図２〜図５を併せて参照して説明する。
【００１９】
図２に示したように、子部品３は、例えば公知のパーツフィーダを用い、タンク外に突出する部分を上向きにした状態でフィードコンベア１６上に整列させ、容着ステージ１７に隣接するパーツ取り出しステージ１８に供給される。
【００２０】
他方、本容着装置１の初期状態は、子部品用直線摺動アクチュエータ９を収縮させ、且つ子部品チャック１１を下向きにした状態で開くと共に、タンク用加熱盤１２を上向きにし且つタンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０を収縮させ、更にロッド軸を前側にシフトさせた状態である（図５のＡ点）。
【００２１】
この状態でパーツ取り出しステージ１８側へ工業用ロボット１９のアーム２０を旋回させ、フィードコンベア１６上の子部品３の上方に子部品チャック１１を位置させる。そして図２に示したように子部品用直線摺動アクチュエータ９を伸長させた上で子部品チャック１１を閉じて子部品３をつかみ取り（図５のＢ点）、その後、子部品用直線摺動アクチュエータ９を再び収縮させてフィードコンベア１６上から子部品３を取り出す（図５のＣ点）。この時の子部品用直線摺動アクチュエータ９のストロークは、子部品チャック１１に子部品３をつかみ取れる最小ストロークとし、フィードコンベア１６から子部品３を取り出すのに要するストロークは工業用ロボット１９のアーム２０の上下動を利用するものとすれば、子部品用直線摺動アクチュエータ９の全長を短寸化し得る。
【００２２】
フィードコンベア１６から子部品３を取り出したならば、工業用ロボット１９のアーム２０を容着ステージ１７へ向けて旋回動させつつ回転アクチュエータ５を駆動することにより、子部品チャック１１とタンク用加熱盤１２との上下位置を交換すると共に子部品３を容着ステージ１７へと移送する（図５のＤ点）。
【００２３】
下向きにした状態のタンク用加熱盤１２を燃料タンク本体２の子部品接合座面２１上に位置させたならば、タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ１０を伸長させ（図５のＥ点）、図１に想像線で示したように、燃料タンク本体２の子部品接合座面２１に適宜な圧力でタンク用加熱盤１２を押しつけて子部品接合座面２１の溶融を開始する（図５のＦ点）。その後、適宜な時間遅れ（図５中のｔ）をおいて子部品用直線摺動アクチュエータ９を伸長させ、図１に想像線で示したように子部品用加熱盤７の貫通孔１３内に子部品３を通し、且つ子部品用加熱盤７に適宜な圧力で押しつけて子部品３のフランジ３ａの溶融を開始する（図５のＧ点）。この時の両直線摺動アクチュエータ９・１０の推力、両加熱盤７・１２の温度、および圧接時間の調節により、従来技術と同様に、容着面の面出し及び溶融が行われる。
【００２４】
このようにして、燃料タンク本体２の子部品接合座面２１と子部品３のフランジ３ａとの溶融時間および圧接力を個々に制御し得るので、両者の溶融状況を最適化することができる。
【００２５】
燃料タンク本体２の子部品接合座面２１と子部品３のフランジ３ａとの溶融が完了したならば、両直線摺動アクチュエータ９・１０を収縮させ、燃料タンク本体２の子部品接合座面２１からタンク用加熱盤１２を離間させると共に、子部品用加熱盤７から子部品３を離脱させる（図５のＨ点）。この後、回転アクチュエータ５を駆動して子部品チャック１１とタンク用加熱盤１２との上下位置を再び交換すると共に、工業用ロボット１９のアーム２０を操作してロッド軸線を後側にシフトさせ、子部品用直線摺動アクチュエータ９の軸線を燃料タンク本体２の開口軸線に整合させる（図５のＪ点）。
【００２６】
子部品用直線摺動アクチュエータ９の軸線と燃料タンク本体２の開口軸線とが合致したならば、子部品用直線摺動アクチュエータ９を伸長させて図３に示したように子部品３を燃料タンク本体２内に挿入し（図５のＫ点）、且つ燃料タンク本体２の子部品接合座面２１に子部品３のフランジ３ａを圧接する（図５のＬ点）。
【００２７】
燃料タンク本体２の子部品接合座面２１に対する子部品３のフランジ３ａの容着が完了したならば、子部品チャック１１を開き（図５のＭ点）、その後に子部品用直線摺動アクチュエータ９を収縮させ（図５のＮ点）、ロッド軸を前側へシフトすると共に工業用ロボット１９のアーム２０をパーツ取り出しステージ１８へ向けて旋回させ（図５のＰ点）、例えばタクトコンベア２２上を移送されてくる次のワークに対する待機状態とする（図５のＱ点＝Ａ点）。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明によれば、２つの部品を溶融するための加熱盤を個別化し得るので、２つの部品の熱容量に応じて温度を独立制御することができ、しかも直線摺動アクチュエータの推力軸と加熱盤の軸線とを同軸化し得るので、撓みの影響による加熱面の傾きを排除することができる。
【００２９】
またこれに加えて、２つの直線摺動アクチュエータ同士の推力軸線を互いに平行に延在させると共に、加熱盤用直線摺動アクチュエータの推力軸線上に子部品用直線摺動アクチュエータの推力軸線を移動させるものとすれば、２つの直線摺動アクチュエータを並列に配置し得るので、装置の大型化を回避することができる。
【００３０】
従って、本発明により、溶着装置の小型化を阻害せずに容着品質を高める上に大きな効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一部切除して示す要部側面図
【図２】子部品の払い出し状況を示す要部側面図
【図３】タンク本体への子部品圧接状況を示す要部側面図
【図４】本発明装置の概略レイアウト図
【図５】本発明装置の作動要領を示すタイムチャート
【符号の説明】
１  容着装置
２  燃料タンク本体
３  子部品
４  アーム端
５  回転アクチュエータ
６  ブラケット
７  子部品用加熱盤
８  支持ベース
９  子部品用直線摺動アクチュエータ
１０  タンク加熱盤用直線摺動アクチュエータ
１１  子部品チャック
１２  タンク用加熱盤
１３  貫通孔
１４  シーズ線ヒータ
１５  加熱面
１６  フィードコンベア
１７  容着ステージ
１８  パーツ取り出しステージ
１９  工業用ロボット
２０  アーム
２１  子部品接合座面
２２  タクトコンベア
【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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