JP7706400B2 - Fusion device - Google Patents
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Description
本開示は、融着装置に関する。 This disclosure relates to a fusion device.
特許文献1には、熱可塑性複合材料の調製方法が記載されている。この特許文献1では、機械的性能を向上させるために、熱可塑性ポリマー及びレーザー吸収添加材を含んだ連続炭素繊維を含む二つのパーツを接合させている。そして特許文献1では、これら二つのパーツを突き合せる直前にレーザー照射して加熱溶融させ、その後、二つのパーツを突き合せて加圧することで接合させている。
特許文献2には、金属と、レーザー光が透過する樹脂部材と、ガラス板と、を重ね合わせて、ガラス板と金属とをクランプにて固定して、樹脂部材と金属との重ね合わされた接合箇所に、樹脂部材側からガラス板を介してレーザー光を照射して接合する接合方法が記載されている。
特許文献3には、レーザー光を透過しない二つの樹脂製部材の間に光吸収材を挟んで重畳部を形成し、光吸収材にレーザー光を直接照射することで、重畳部の光吸収材と樹脂部材とを溶融させることで二つの樹脂製部材を溶着する溶着方法が記載されている。
ところで、上述した熱可塑性樹脂を含む複合材は、剛性を確保しつつ軽量化を図ることが望まれている。このための手段として、平板状やシート状の複合材と、複数の凸部を有する立体形状の複合材とを接合することが挙げられる。
しかし、特許文献1のように接合面同士を突き合せる直前に接合面にレーザー光を照射する場合、複合材の立体形状によっては必要な個所にレーザー光を照射することが困難となる可能性がある。
また、特許文献2のように、樹脂部材を接合対象と重ね合わせた後に複合材の面側からレーザー光を照射させる場合、少なくともいずれかの樹脂部材がレーザー光を透過可能なことが前提となる。このため、適用できる複合材に制約を生じる。
この対応として、特許文献3のように樹脂部材の間に光吸収材等の中間材を配置して中間材にレーザー光を直接照射する場合、複合材の立体形状によっては必要な個所にレーザー光を照射することが困難となる可能性がある。また軽量化に支障をきたすことが懸念される。
However, it is desirable to reduce the weight of the composite material containing the above-mentioned thermoplastic resin while maintaining its rigidity. One method for achieving this is to join a flat or sheet-like composite material with a three-dimensional composite material having a plurality of protrusions.
However, when irradiating the joining surfaces with laser light immediately before the joining surfaces are butted together as in
In addition, as in
To address this issue, when an intermediate material such as a light absorbing material is placed between resin members and laser light is directly irradiated onto the intermediate material as in
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、平板状やシート状の複合材と、複数の凸部を有する立体形状の複合材の融着装置を、より簡易な体系で提供するものである。 This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and provides a simpler system for fusing flat or sheet-shaped composite materials and composite materials with three-dimensional shapes having multiple protrusions.
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
本開示の第一態様によれば、融着装置は、合成樹脂を含む材料から形成されて第一方向及び前記第一方向と交差する第二方向に延びると共に、少なくとも前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向の一方側に突出する凸部を有する立体構造材と、合成樹脂を含む材料から形成されて前記第一方向及び前記第二方向に延びると共に、前記立体構造材の前記第三方向の一方側に配置されて前記第三方向の一方側に突出する前記凸部に接する板状材と、を融着する融着装置であって、前記立体構造材に対して前記第三方向の一方側及び他方側から前記板状材をそれぞれ積層させた積層体を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送されている前記積層体を加圧して、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材を、第三方向の一方側に突出する前記凸部に押し付ける加圧部と、前記加圧部によって加圧されている前記積層体のうち前記第三方向の一方側に突出する前記凸部と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材との接触する接触部に追従して該接触部を加熱する光線を前記第三方向の一方側から照射する照射部と、を備え、前記加圧部は、前記光線を透過可能とされ、前記第一方向及び前記第二方向に延びて前記第三方向の一方側から前記積層体を覆う板状に形成された押さえ板部材と、前記押さえ板部材を前記第三方向の一方側から押圧する押圧部材と、を備える。
In order to solve the above problems, the following configuration is adopted.
According to a first aspect of the present disclosure, a fusion device is a fusion device that fuses a three-dimensional structural material formed from a material containing a synthetic resin, extending in a first direction and a second direction intersecting with the first direction, and having a convex portion protruding at least to one side in a third direction intersecting with the first direction and the second direction, and a plate-shaped material formed from a material containing a synthetic resin, extending in the first direction and the second direction, and disposed on one side of the three-dimensional structural material in the third direction and in contact with the convex portion protruding to one side in the third direction, the fusion device including a conveying unit that conveys a stack in which the plate-shaped material is laminated on the three-dimensional structural material from one side and the other side in the third direction, and a conveying unit that conveys a stack of the plate-shaped material from the one side and the other side in the third direction. the pressurizing unit presses the laminate, pressing the plate-shaped material arranged on one side in the third direction against the convex portion protruding on one side in the third direction; and an irradiation unit irradiates a light beam from one side in the third direction, following a contact portion between the convex portion protruding on one side in the third direction of the laminate being pressed by the pressurizing unit and the plate-shaped material arranged on one side in the third direction, and heating the contact portion . The pressurizing unit comprises a pressing plate member formed in a plate shape that is transmissive to the light beam and extends in the first direction and the second direction to cover the laminate from one side in the third direction, and a pressing member that presses the pressing plate member from one side in the third direction.
本開示に係る融着装置によれば、融着対象となる部材の光透過の可否に関わらず融着作業が複雑化することを抑制できる。 The fusion device disclosed herein can prevent the fusion process from becoming complicated, regardless of whether the materials to be fused are light-transmitting or not.
以下、本開示の実施の形態を図面に基づき説明する。
[第一実施形態]
図1は、本開示の第一実施形態における融着装置により融着される積層体の分解斜視図である。
図1に示すように、この第一実施形態の融着装置により融着される積層体10は、合成樹脂を含む材料から形成されて複数の凸部3を有する立体構造材1と、合成樹脂を含む材料から形成されて立体構造材1に積層された板状材2と、を有している。この第一実施形態で例示する立体構造材1、及び板状材2は、何れも熱可塑性CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)である。また、この熱可塑性CFRPに含まれる合成樹脂としては、ポリアミド、PEEK(Poly Ether Ether Ketone)などを挙げることができる。本実施形態の積層体10では、二つの板状材2と一つの立体構造材1とが積層される。そして、立体構造材1は、これら二つの板状材2によって挟まれている。
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a laminate to be fused by a fusion device according to a first embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 1, the
立体構造材1は、第一方向D1及び第一方向D1と交差する第二方向D2に延びている。立体構造材1は、第一方向D1及び第二方向D2と交差する第三方向D3に突出する複数の凸部3を有している。本実施形態で例示する立体構造材1は、複数の凸部3を有する形状として波板状、言い換えればコルゲート状をなしている。この立体構造材1は、平面視で互いに平行に延びる第一端縁4と第二端縁5とを備えており、これら第一端縁4と第二端縁5との延びる方向が第一方向D1とされている。本実施形態で例示する複数の凸部3は、第一方向D1に並んで形成されている。
The three-dimensional
これら複数の凸部3は、何れも同一形状をなすと共に、第二方向D2に延びている。即ち、これら凸部3の稜線3aは、平面視で第二方向D2に延びて第一端縁4から第二端縁5に至る直線状をなしており、これら複数の凸部3の稜線3aが互いに平行に延びている。そして、第一方向D1及び第二方向D2と交差する第三方向D3における凸部3の高さは、ほぼ一定である。つまり凸部3は、高さ一定の突条をなしている。
All of these
本実施形態で例示する板状材2は、第一方向D1及び第二方向D2に延び、実質的に一定の厚さを有するシート状に形成されている。本実施形態の板状材2は、上述した立体構造材1の第二方向D2の寸法と同じ幅寸法を有している。第三方向D3の一方側に配置された板状材2は、第三方向D3の一方側に突出する凸部3に接している。第三方向D3の他方側に配置された板状材2は、第三方向D3の他方側に突出する凸部3に接している。本実施形態の立体構造材1及び板状材2を構成する合成樹脂は、それぞれ後述する照射部23により照射される光線を透過しないようになっている。
The plate-
図2は、本開示の第一実施形態における融着装置の概略構成を示す斜視図である。
図2に示すように、融着装置20は、搬送部21と、加圧部22と、照射部23と、を備えている。
搬送部21は、積層体10をワークとして搬送する。搬送部21は、積層体10の立体構造材1及び板状材2の積層される第三方向D3と交差する方向へ積層体10を搬送する。本実施形態の搬送部21は、積層体10の第三方向D3を上下方向Dhと一致させ、更に、水平方向のうち第一端縁4と第二端縁5との延びる第一方向D1を搬送方向Dtとして積層体10を搬送している。ここで、積層体10を搬送する搬送部21の構成としては、ベルトコンベアを例示できる。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device according to the first embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 2 , the
The
なお、以下の説明においては、積層体10のうち搬送部21に接する下面の軌跡(仮想面)を搬送路24と称する。この搬送路24は、例えば搬送部21がベルトコンベアである場合には、ベルトの搬送面(言い換えれば、上面)と実質的に同一の面となる。そして、この搬送路24の幅方向Dwが、搬送部21によって搬送される積層体10の第二方向D2と一致している。さらに、積層体10の上下に配置された板状材2のうち、立体構造材1の下方に配置された板状材2は、立体構造材1の下方に向かって突出する凸部3と融着された融着済みの状態となっている。そのため、以下の説明において、区別が必要な場合を除き、凸部3は、上方に向かって突出する凸部3を意味する。
In the following description, the trajectory (imaginary surface) of the lower surface of the
加圧部22は、搬送部21によって搬送される積層体10を上下方向Dhの上方から加圧する。加圧部22は、押さえ板部材25と、押圧ローラー(押圧部材)26と、を備えている。
押さえ板部材25は、積層体10と共に搬送方向Dtに連なって搬送部21により搬送される。押さえ板部材25は、照射部23によって照射される光線を透過可能とされている。押さえ板部材25は、搬送部21によって搬送される積層体10のうち、融着対象となる上方に配置された板状材2の上方を向く面(以下、単に反融着面27と称する)の全面を覆うように配置される。上記押さえ板部材25としては、板ガラスを用いることができるが、必要な強度、剛性、透過性、及び耐熱性を有していれば、板ガラスに限定されるものでは無い。
The
The
本実施形態の押さえ板部材25は、例えば、搬送方向Dtの最下流まで搬送された後、図示しない押さえ板部材搬送装置や作業員によって搬送方向Dtの最上流に移動させて再利用される。また、搬送方向Dtにおける押さえ板部材25の端面25tは、後述するレーザー光の照射による融着を阻害しない範囲に配置される。例えば、レーザー光が搬送方向Dtと垂直な上方から照射される場合、搬送方向Dtにおける押さえ板部材25の端面25tの位置が、搬送方向Dtにおける積層体10の融着範囲と一致しないように配置される。なお、搬送部21が積層体10及び押さえ板部材25を連続的に搬送する場合を例示しているが、例えば、搬送部21によって積層体10及び押さえ板部材25を断続的に搬送するようにしてもよい。
In this embodiment, the
押さえ板部材25は、積層体10の第二方向D2の寸法と同一又は僅かに大きい幅寸法を有している。本実施形態では、平面視長方形状をなした押さえ板部材25を複数用いており、これら複数の押さえ板部材25が搬送方向Dtに隙間なく並んで積層体10上に配置される。
The
押圧ローラー26は、押さえ板部材25を上下方向Dhの上方から下方に向かってに押圧している。本実施形態の押圧ローラー26は、搬送部21によって搬送される積層体10を、押さえ板部材25を介して上方から下方に向けて押圧している。押圧ローラー26は、搬送方向Dtに間隔をあけて複数設けられている。本実施形態の押圧ローラー26は、搬送部21による積層体10の搬送方向Dtと垂直な水平方向である搬送路24の幅方向Dwに延びる回転軸O1回りに回転可能な円柱状をなしている。これら押圧ローラー26により押さえ板部材25を介して積層体10を押圧することで、押さえ板部材25と搬送部21とに挟まれた積層体10が、上下方向Dhの両外側から加圧されることとなる。このように積層体10が加圧部22によって加圧されることで、立体構造材1の凸部3の融着される範囲と、板状材2とが密着した状態となる。なお、上述したように、例えば、積層体10及び押さえ板部材25を断続的に搬送する場合、一方の押圧ローラー26が押さえ板部材25から外れて押さえ板部材25を押圧不能な位置になることが想定されるが、他方の押圧ローラー26が押さえ板部材25を押圧するため、積層体10の反融着面27を均一に押圧することが可能である。
The
押圧ローラー26により押さえ板部材25を押圧する場合を説明したが、積層体10を加圧可能な構成であればローラー構造を用いた構成に限られない。例えば、押さえ板部材25に対して摺動しながら押圧する押圧部材(図示せず)であってもよい。また、図2では、一つの加圧部22が二つの押圧ローラー26を備える場合を例示しているが、一つの加圧部22が備える押圧ローラー26の数は二つに限られない。例えば、搬送方向上流側Dtuや搬送方向下流側Dtdにそれぞれ二つ以上の押圧ローラー26を設けるようにしてもよい。
Although the case where the
照射部23は、上記搬送部21によって搬送されている積層体10に光線を照射する。照射部23は、上下方向Dhで搬送部21とは反対側である上方から積層体10に光線を照射する。具体的には、照射部23は、上方に向かって突出する凸部3と、立体構造材1の上方に配置された板状材2との接触する接触部28に沿って、板状材2に光線を照射する。この光線の照射により、接触部28が加熱される。さらに、照射部23は、搬送部21により搬送されている上記接触部28の変位に追従して光線を照射する。本実施形態の照射部23は、照射部本体31と、位置測定装置32と、温度監視装置33と、制御装置34と、を備えている。
The
本実施形態の照射部23は、接触部28を加熱する光線としてレーザー光を用いている。レーザー光を生成するレーザー発振装置(図示せず)としては、接触部28にて板状材2の合成樹脂及び凸部3の合成樹脂を溶融可能なレーザー光を発振可能であればよい。例えば、ファイバレーザ、ディスクレーザ、半導体レーザー、YAGレーザーが挙げることができる。レーザー発振装置(図示せず)のレーザー光は、伝送ファイバ35を介して照射部本体31に伝送される。
The
照射部本体31は、搬送方向上流側Dtuから搬送方向下流側Dtdへ向かって移動する接触部28に追従するように光軸を移動させる。本実施形態では立体構造材1の凸部3が搬送路24の幅方向Dwに延びているため、立体構造材1の接触部28は、上方から見て搬送路24の幅方向Dwに延びる直線状をなしている。本実施形態の照射部本体31は、伝送ファイバ35によって伝送されたレーザー光を、搬送方向下流側Dtdに移動する接触部28に追従させつつ、接触部28に沿って搬送路24の幅方向Dwに走査する。これら搬送方向Dtに移動する接触部28にレーザー光を追従させる機構、及び、レーザー光を搬送路24の幅方向Dwに走査する機構としては、それぞれガルバノミラーを例示できる。
The irradiation unit
図3は、本開示の第一実施形態における照射部本体の概略構成を示す図である。図4は、本開示の第一実施形態における照射部本体を搬送方向から見た図である。
図3、図4に示すように、本実施形態の照射部本体31は、第一レンズ部36と、第一ガルバノミラー37と、第二ガルバノミラー38と、第二レンズ部39と、を備えている。第一レンズ部36は、伝送ファイバ35によって伝送されたレーザー光を、第一ガルバノミラー37によって走査可能な所定のレーザー光となるように調整する。第一ガルバノミラー37は、レーザー光の光軸を搬送路24の幅方向Dwに走査する。この第一ガルバノミラー37によって搬送路24の幅方向Dwに走査されたレーザー光は、第二ガルバノミラー38へ向かう。第二ガルバノミラー38は、第一ガルバノミラー37によって走査されたレーザー光の光軸を、搬送方向Dt、すなわち搬送方向上流側Dtu及び搬送方向下流側Dtdにそれぞれ走査する。言い換えれば、第二ガルバノミラー38は、第一ガルバノミラー37によって走査されたレーザー光を、搬送部21による搬送速度に応じて搬送方向Dtへ移動させ、加熱対象となる接触部28に追従させる。第二レンズ部39は、接触部28に向けてレーザー光を集光させる。
Fig. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an irradiation unit main body in the first embodiment of the present disclosure Fig. 4 is a diagram showing the irradiation unit main body in the first embodiment of the present disclosure as viewed from the transport direction.
As shown in Fig. 3 and Fig. 4, the irradiation unit
ここで、搬送路24の幅方向Dwに走査する際の第一ガルバノミラー37の駆動速度は、搬送方向Dtにおける第二ガルバノミラー38の一周期の動作の間に、一つの照射部本体31の加熱対象となる接触部28の範囲全域を照射可能な駆動速度とされる。言い換えれば、この第一ガルバノミラー37の駆動速度は、幅方向Dwにおける接触部28の長さを第二ガルバノミラー38の一周期の時間で除した速度となる。なお、接触部28に対してレーザー光の照射を一方向に一回だけ行う場合を例示したが、一回の照射によって適正な温度分布が得られない場合、上記第二ガルバノミラー38の一周期の間に、同じ接触部28に対し複数回の照射を行うようにしてもよい。この場合、第二ガルバノミラー38の駆動速度は、上記の一回照射の場合の駆動速度と照射回数との積、すなわち照射回数分の倍数とすればよい。なお、上述した第一ガルバノミラー37及び第二ガルバノミラー38の配置は、照射部本体31内の光学系のうち、小ビーム径でレーザー光を反射可能な位置とすることが望ましい。このようにすることで、第一ガルバノミラー37及び第二ガルバノミラー38を小型化及び軽量化することができるため、照射部本体31の設置自由度を向上できる。なお、本実施形態においては、照射部本体31の内部を冷却する冷媒配管等の図示を省略している。
Here, the driving speed of the
図2に示すように、本実施形態の照射部23は、搬送路24の幅方向Dwに並んだ複数の照射部本体31を備えている。これら複数の照射部本体31は、それぞれ所定の幅方向Dwの領域にレーザー光を照射可能となっている。そして、これら複数の照射部本体31によってレーザー光を照射する各照射領域は、搬送路24の幅方向Dwに連続するようになっている。つまり、複数の照射部本体31を幅方向Dwに並べて配置することで、積層体10の幅方向Dw全域にレーザー光を照射することが可能となっている。なお、一つの照射部本体31により積層体10の幅方向Dw全域にレーザー光を走査可能な場合は、複数の照射部本体31を並べて設けなくてもよい。また、複数の照射部本体31の配置は、搬送方向Dtで同一の位置に配置される場合に限られない。例えば、複数の照射部本体31を搬送方向Dtの同一位置に配置することが困難である場合は、搬送路24の幅方向Dwで隣り合う照射部本体31の位置を搬送方向Dtにずらして配置するようにしてもよい。
2, the
本実施形態では、一つの照射部本体31に対して一つ加圧部22が設けられている。そして、搬送方向上流側Dtuの加圧部22で利用した押さえ板部材25は、搬送方向下流側Dtdに搬送されて、搬送方向下流側Dtdの加圧部22でも使用される。
In this embodiment, one
上記の説明では、搬送路24の幅方向Dwにレーザー光を走査しながら接触部28にレーザー光を照射することで接触部28の加熱を行う構成について説明した。しかし、レーザー光を搬送路24の幅方向Dwに走査する構成に限られない。照射部本体31によって積層体10に照射するレーザー光として、例えば、搬送路24の幅方向Dwに直線状に延びるラインビームを用いてもよい。ラインビームの生成には、例えば、ロッドレンズ、シリンドリカルレンズ、ロッドインテグレータ、フライアイレンズ、マイクロレンズアレイ、回折素子などを用いることができる。また、上述したレーザー光を搬送路24の幅方向Dwに走査する場合と同様に、一つの照射部本体31により積層体10の幅方向Dwの全域にラインビームを照射できない場合には、ラインビームを照射可能な複数の照射部本体31を搬送路24の幅方向Dwに並べて設けるようにしてもよい。このようなラインビームを用いることで、搬送路24の幅方向Dwへの走査に係る時間を確保する必要が無くなるため、より簡易な体系で複合材の融着装置を実現できる。また、ラインビームを用いることで、走査タイミングとの同期性の考慮が不要になるため、搬送速度を高めることが可能となる。なお、上記ラインビームを用いる場合、上述した照射部本体31の第一ガルバノミラー37を省略できる。
In the above description, the
本実施形態の照射部23によりレーザー光を搬送方向Dtに追従させることが可能な範囲(以下、単にレーザー光の照射範囲と称する)は、搬送方向Dtの所定の位置を基準にして搬送方向上流側Dtu及び搬送方向下流側Dtdに所定の大きさを有している。本実施形態の加圧部22は、レーザー光の照射範囲の搬送方向上流側Dtu及び搬送方向下流側Dtd、言い換えればレーザー光の照射範囲の搬送方向Dt両外側にそれぞれ配置されている。
The range in which the
本実施形態の融着装置20は、搬送方向Dtに間隔をあけて複数の照射部23を備えている。より具体的には、融着装置20は、複数の照射部23として、第一照射部23Uと第二照射部23Dとを備えている。これら第一照射部23Uと第二照射部23Dとは、それぞれ、同一の積層体10の異なる接触部28に沿ってレーザー光を照射する。本実施形態の融着装置20は、例えば、奇数番目の接触部28を第一照射部23Uによって加熱し、偶数番目の接触部28を第二照射部23Dによって加熱する。このようにすることで、例えば、一つの照射部23だけ用いる場合と比較して、全ての接触部28を十分に加熱しつつ、積層体10の搬送速度を高めることが可能となる。
The
位置測定装置32は、凸部3の位置とレーザー光の照射位置とを測定して、これら凸部3の位置情報と、レーザー光の照射位置情報とをそれぞれ制御装置34に向けて出力する。位置測定装置32による測定手法としては、搬送路24の幅方向Dw外側からの画像認識により凸部3の搬送位置とレーザー光の照射位置とを測定する手法を例示できる。
The
温度監視装置33は、反融着面27の温度を非接触で監視し、監視結果の情報を制御装置34へ向けて出力する。温度監視装置33としては、サーモビュアーを例示できる。ここで、押さえ板部材25と接する板状材2の面では、レーザー光が照射されている照射位置の温度が上昇しており、温度監視装置33は、この照射位置の温度を主に監視している。
The
制御装置34は、位置測定装置32による測定結果、及び、温度監視装置33による監視結果に基づいて、照射部23の動作を制御する。より具体的には、制御装置34は、位置測定装置32による測定結果に基づいて、第一方向D1における接触部28の位置とレーザー光の照射位置とが一致するように照射部本体31の光軸を変位させる。さらに、制御装置34は、温度監視装置33による監視結果に基づいて、レーザー光の照射位置における板状材2の反融着面27の表面温度を、板状材2の損傷の生じる可能性のある温度よりも低く保つべく、照射部23によるレーザー光の照射時間やレーザー光の出力を制御する。
The
ここで、レーザー光が照射される反融着面27の表面温度は、凸部3と接触する板状材2の融着面温度と相関があり、予め実験やシミュレーションにより求めることができる。制御装置34には、反融着面27の表面温度と、融着面温度とのマップ、テーブル、数式等が予め不揮発性のメモリ等の記憶装置(図示せず)に記憶されている。そして、制御装置34は、温度監視装置33により検出された反融着面27の表面温度に基づいて、融着面温度を求め、この求められた融着面温度が適正な範囲内となるように照射部23の照射部本体31を制御する。なお、位置測定装置32、温度監視装置33及び制御装置34の組み合わせは、照射部23毎に設けられるが、図中では複数の照射部23のうち、一つの照射部23に設けられる位置測定装置32、温度監視装置33及び制御装置34の組み合わせを示し他の照射部23に設けられる組み合わせについては図示を省略している(以下、第二から第五実施形態及び変形例も同様)。
Here, the surface temperature of the
(作用効果)
上記第一実施形態の融着装置20によれば、複数の凸部3を有する立体構造材1と、立体構造材1に積層された板状材2とを融着する際に、立体構造材1と板状材2との積層体10を搬送方向Dtに搬送しながらレーザー光を照射して、凸部3と板状材2との接触する接触部28を加熱することができる。さらに、接触部28を加熱する際には、積層体10を上方から加圧することができる。また、照射部23のレーザー光が接触部28に追従するため、積層体10を搬送部21によって搬送しながら接触部28で立体構造材1と板状材2とを融着させることができる。
したがって、板状材2の光透過の可否に関わらず、凸部3と板状材2との間に中間材を配置すること無しに立体構造材1と板状材2とを融着することが可能となる。そのため、融着作業が複雑化することを抑制できる。また、加熱を必要としない箇所にレーザー光が照射されないため、不必要な加熱による影響が立体構造材1や板状材2に生じることを抑制できる。
(Action and Effect)
According to the
Therefore, regardless of whether the plate-shaped
上記第一実施形態の融着装置20によれば、更に、加圧部22が、レーザー光を透過可能とされて立体構造材1の上方に配置された板状材2を上方から覆う押さえ板部材25と、押さえ板部材25を上方から押圧する押圧ローラー26と、を備えている。
これにより、押圧ローラー26による押圧力が局所的に積層体10に加わることを低減できるため、積層体10の変形を抑制することができる。また、押さえ板部材25の搬送が阻害されたり、押さえ板部材25表面が汚れたり損傷したりしてレーザー光の透過率が変化することを抑制できる。
更に、押さえ板部材25として板ガラスを用いている場合には、押さえ板部材25の表面が汚れたり損傷したりした場合には、研磨することで汚れや傷を除去できる。そのため、容易に押さえ板部材25表面を正常な状態に維持することができる。さらに、搬送方向Dtにおける押さえ板部材25の端面25tが、レーザー光の照射を阻害しない範囲に配置されるため、レーザー光が端面25tにより反射したり散乱したりすることを抑制できる。
According to the
This can reduce the pressing force from the
Furthermore, when a plate glass is used as the
上記第一実施形態の融着装置20によれば、更に、搬送方向Dtに間隔をあけて複数設けられた照射部23によって、それぞれ異なる接触部28にレーザー光を照射して加熱している。
これにより、搬送速度を低下させることなく、一つの接触部28に対するレーザー光の照射時間を十分に確保することができる。したがって、立体構造材1と板状材2とを融着する際に掛かる時間を短縮し、且つ融着の信頼性低下を抑制することができる。
According to the
This makes it possible to ensure sufficient irradiation time of the laser light to one
上記第一実施形態の融着装置20によれば、更に、凸部3の位置と、レーザー光の照射位置とを非接触で測定するとともに、凸部3とは反対側の板状材2の面の温度を監視している。そして、これら照射位置の測定結果と温度監視結果とに基づいて照射部23を制御している。そのため、容易にレーザー光の照射位置を接触部28に追従させることが可能となる。
According to the
[第二実施形態]
次に、本開示の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態と加圧部の構成が異なる。そのため、この第二実施形態では、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図5は、本開示の第二実施形態における融着装置の概略構成を示す斜視図である。図6は、図5の要部を拡大した図である。
図5、図6に示すように、第二実施形態の融着装置120は、搬送部21と、加圧部122と、照射部23と、を備えている。なお、搬送部21と照射部23とは、上述した第一実施形態と同様の構成であるため、詳細説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the pressurizing unit. Therefore, in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
Fig. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device according to a second embodiment of the present disclosure, and Fig. 6 is an enlarged view of a main part of Fig. 5.
5 and 6, the
加圧部122は、搬送部21によって搬送される積層体10を上方から加圧する。この第二実施形態の加圧部122は、加圧部本体41と、加圧部本体41に作動流体としての気体を供給するエア供給源(気体供給源)42(図6参照)と、を備えている。
The pressurizing
加圧部本体41は、上方に位置する板状材2の上面である反融着面27に接触すると共に、この反融着面27に対してスライド可能に設けられている。加圧部本体41は、搬送路24の幅方向Dwの一方の縁部24aの位置から他方の縁部24bの位置に至るように形成されている。加圧部本体41は、上下方向Dhで板状材2側に向かって開口する開口部43を有した内部空間44を有している。この内部空間44には、外部から気体を供給可能となっている。本実施形態の加圧部本体41は、例えば、弾性部材等によって反融着面27側に付勢されている。
The pressure applying
エア供給源42は、加圧部本体41の内部空間44に少なくとも大気圧よりも高圧な気体(例えば、0.5MPa~1.0MPa)を供給する。エア供給源42により供給する気体としては、不活性ガスやドライエアなどを例示できる。
The
図6に示すように、加圧部本体41は、内部空間44を区画する上流側壁46と、下流側壁47と、端壁48(図5参照)と、照射側壁49と、を備えている。
上流側壁46は、上方に位置する板状材2の反融着面27から上方に向かって延びている。上流側壁46は、照射部23によるレーザー光の照射範囲の搬送方向Dt最上流の位置よりも上流側に位置している。本実施形態の上流側壁46は、照射範囲の搬送方向Dt最上流の位置の僅かに上流側に位置している。本実施形態の上流側壁46には、エア供給源42からの気体を内部空間44に供給するための入口部50が形成されている。なお、入口部50は、上流側壁46に形成されている場合に限られない。入口部50は、例えば、下流側壁47や端壁48に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 6 , the pressurizing portion
The
下流側壁47は、上流側壁46と同様の構成であり、板状材2の反融着面27から上方に向かって延びている。下流側壁47は、照射範囲の搬送方向Dt最下流の位置よりも下流側に位置している。本実施形態の下流側壁47は、照射範囲の搬送方向Dt最下流の位置の僅かに下流側に位置している。この下流側壁47及び上述した上流側壁46は、それぞれ反融着面27に接触すると共に反融着面27に対して搬送方向Dtにスライド可能なシール材51を有している。これらシール材51としては、グランドパッキンやブラシシールを例示できる。なお、シール材51が反融着面27に対して接触してスライドする構成について説明したが、シール材51の摩耗を抑制すべく、例えば、シール材51を第一実施形態の押圧ローラー26と同様に、回転自在なローラー構造としてもよい。
The
端壁48(図5参照)は、加圧部本体41の内部空間44を搬送路24の幅方向Dw外側から塞ぐように形成されている。端壁48は、幅方向Dw一方側と幅方向Dw他方側(図示せず)とにそれぞれ形成されている。言い換えれば、幅方向Dw一方側の端壁48は、上流側壁46の幅方向Dw一方側の端縁から、下流側壁47の幅方向Dw一方側の端縁に至るように延び、幅方向Dw他方側の端壁48(図示せず)は、上流側壁46の幅方向Dw他方側の端縁から、下流側壁47の幅方向Dw他方側の端縁に至るように延びている。これら二つの端壁48は、上下方向Dhで照射側壁49の位置からシール材51の位置に至る範囲に形成されている。本実施形態の端壁48は、搬送方向Dtに延びて平板状に形成されている。
The end wall 48 (see FIG. 5) is formed so as to close the
一つの加圧部本体41の二つの端壁48のうち、少なくとも一方の端壁48は、光を透過可能なガラスや合成樹脂等により形成されている。これにより、加圧部本体41の外部から凸部3の位置とレーザー光の照射位置との画像を取得可能となっている。すなわち、光を透過可能な端壁48を備えることで、加圧部本体41の外部から位置測定装置32によって撮影して凸部3の位置とレーザー光の照射位置とを測定することが可能となっている。
At least one of the two
照射側壁49は、板状材2の反融着面27と対向する位置に設けられている。言い換えれば、上下方向Dhで、板状材2の反融着面27と照射部本体31との間に設けられている。照射側壁49は、加圧部本体41の内部空間44を照射部本体31の配置されている側から塞ぐように形成されている。具体的には、照射側壁49は、上流側壁46のシール材51とは反対側の縁部から下流側壁47のシール材51とは反対側の縁部に至るように延びている。照射側壁49は、第一実施形態の押さえ板部材25と同様に、照射部23によって照射されるレーザー光を透過可能とされている。本実施形態の照射側壁49は、積層体10の板状材2の反融着面27と平行に延びる平板状をなしている。
The
本実施形態の融着装置120は、第一実施形態と同様に、上述した照射部23と加圧部122との組み合わせを、搬送方向Dtに間隔をあけて複数備えている。そして、本実施形態の第一照射部23Uと、第二照射部23Dとは、同一積層体10の異なる接触部28に沿ってレーザー光を照射している。なお、二つの照射部23を設ける場合について説明したが、第一実施形態と同様に、三つ以上の照射部23を設けて、それぞれ異なる接触部28を加熱するようにしてもよい。
As in the first embodiment, the
(作用効果)
上記第二実施形態の融着装置120によれば、加圧部本体41の内部空間44に供給された気体によって上方に位置する板状材2を上方から押圧することができるため、第一実施形態と同様に、加圧部122によって積層体10を加圧しつつ照射部23により接触部28を加熱することが可能となる。さらに、第一実施形態の押さえ板部材25が不要となるため、押さえ板部材25を取扱うための装置が不要になり、容易に積層体10の融着を行うことが可能となる。
(Action and Effect)
According to the
[第三実施形態]
次に、本開示の第三実施形態を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、上述した第一実施形態と加圧部の構成が異なる。そのため、この第三実施形態では、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図7は、本開示の第三実施形態における融着装置の概略構成を示す斜視図である。
図7に示すように、第三実施形態の融着装置220は、搬送部21と、加圧部222と、照射部23と、を備えている。なお、搬送部21及び照射部23は、上述した第一実施形態、第二実施形態と同様の構成であるため、詳細説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the pressurizing unit. Therefore, in the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device according to a third embodiment of the present disclosure.
7, a
加圧部22は、搬送部21によって搬送される積層体10を上下方向Dhの両側から加圧する。この第三実施形態の加圧部222は、第一押圧部材54と、第二押圧部材55と、を備えている。
The
第一押圧部材54は、積層体10の上下方向Dhのうちレーザー光の照射される側である上方から積層体10を押圧する。第一押圧部材54は、第一実施形態の押圧ローラー26と同様の構成であり、第二方向D2に延びる回転軸O1回りに回転可能な円柱状をなしている。第一押圧部材54は、更に、積層体10を上方から押圧すべく、下方に向かって付勢されている。第一押圧部材54は、一つの加圧部222に複数が設けられている。これら複数の第一押圧部材54は、照射部23によってレーザー光の照射範囲よりも搬送方向上流側Dtuと搬送方向下流側Dtdとにそれぞれ配置されている。
The first pressing
ここで、図7では一つの加圧部222が二つの第一押圧部材54を備える場合を例示しているが、第一押圧部材54の数は二つに限られない。例えば、レーザー光を接触部28に追従させることが可能な範囲の搬送方向上流側Dtuや搬送方向下流側Dtdにそれぞれ二つ以上の第一押圧部材54を設けるようにしてもよい。
Here, FIG. 7 illustrates an example in which one
第二押圧部材55は、上下方向Dhで第一押圧部材54とは反対側である下方から積層体10を押圧する。第二押圧部材55は、搬送路24の幅方向Dwに延びる回転軸O2回りに回転可能な円柱状をなしている。第二押圧部材55は、積層体10に向かって付勢されている。この第二押圧部材55は、搬送方向Dtで二つの第一押圧部材54の間の位置に設けられている。この第三実施形態の第二押圧部材55は、搬送方向Dtで第一押圧部材54の中央に設けられている。第二押圧部材55は、積層体10を搬送部21側すなわち、照射部23とは反対側から押圧する。より具体的には、この第三実施形態の第二押圧部材55は、立体構造材1を挟み込むように配置される二つの板状材2のうち、下方に配置される板状材2を、照射部23側である上方に向けて押圧する。
The second pressing
(作用効果)
第三実施形態の融着装置220によれば、第一押圧部材54により積層体10を押圧すると共に、第二押圧部材55により積層体10を押圧することで、上下方向Dhの両側から積層体10を加圧することができる。したがって、第一実施形態と同様に、加圧部222によって積層体10を加圧しつつ、照射部23により接触部28を加熱することが可能となる。さらに、第三実施形態の融着装置220では、第一実施形態の押さえ板部材25や、第二実施形態のエア供給源42を設ける必要が無いため、装置構成が複雑化することを抑制できる点で有利となる。
(Action and Effect)
According to the
[第四実施形態]
次に、本開示の第四実施形態を図面に基づき説明する。この第四実施形態は、上述した第一実施形態と積層体の搬送方向及び照射部の構成が異なる。そのため、この第四実施形態では、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図8は、本開示の第四実施形態における融着装置の概略構成を示す斜視図である。
図8に示すように、第四実施形態の融着装置320は、搬送部21と、加圧部22と、照射部323と、を備えている。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. This fourth embodiment is different from the first embodiment described above in the transport direction of the laminate and the configuration of the irradiation unit. Therefore, in this fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device according to the fourth embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 8 , a
この第四実施形態では、第一実施形態と同様に、一つの立体構造材1が二つの板状材2で挟み込まれるように積層されて融着される。この第四実施形態の立体構造材1も、第一実施形態と同様に、複数の凸部3を有する形状として波板状に形成されている。この立体構造材1は、平面視で互いに平行な第一端縁4と第二端縁5とを備えており、これら第一端縁4と第二端縁5との延びる方向である第一方向D1に並んで複数の凸部3が形成されている。これら複数の凸部3は、第一実施形態と同様に形成され、第二方向D2に延びている。この第四実施形態の板状材2も、第一実施形態と同様に、実質的に一定厚さのシート状に形成されている。
In this fourth embodiment, as in the first embodiment, one three-dimensional
搬送部21は、立体構造材1と板状材2とを積層させた積層体310をワークとして搬送する。搬送部21は、積層体310の上下方向Dhと垂直な方向へ積層体310を搬送する。そして、二つの板状材2のうち上方に位置する板状材2は、立体構造材1に形成された上方に向かって突出する凸部3の上に配置されている。
The conveying
この第四実施形態の搬送部21は、積層体10の第三方向D3を上下方向Dhと一致させ、更に、立体構造材1の凸部3の延びる第二方向D2を搬送方向Dtと一致させた姿勢で積層体310を搬送している。この第四実施形態の搬送部21は、積層体310を断続的に搬送している。つまり、搬送方向Dtに間隔をあけて配置された複数の積層体310が、順次、搬送方向上流側Dtuから搬送方向下流側Dtdに搬送される。なお、第一実施形態と同様に、搬送部21は、積層体310を連続的に搬送するようにしてもよい。
The conveying
加圧部22は、搬送部21によって搬送される積層体310を上方から加圧する。加圧部22は、第一実施形態と同様に、押さえ板部材25と、押圧ローラー(押圧部材)26と、を備えている。
The
押さえ板部材25は、積層体10と共に搬送部21によって搬送方向Dtに間隔をあけて搬送される。押さえ板部材25は、照射部323によって照射されるレーザー光を透過可能とされ、上方に位置する板状材2の反融着面27の全面を覆うように配置される。この第四実施形態で例示する押さえ板部材25の平面視の形状は、一つの積層体310の平面視の形状と実質的に同一の矩形状をなしている。そして、積層体310に押さえ板部材25を積層させ、平面視で一つの積層体310の外縁の位置と、一つの押さえ板部材25の外縁との位置を一致させた状態で、搬送部21によってこれら積層体310と押さえ板部材25とを搬送している。この第四実施形態の押さえ板部材25も、第一実施形態と同様に、例えば、搬送方向Dtの最下流まで搬送された後、図示しないガラス搬送装置や作業員によって搬送方向Dtの最上流に移動させて再利用される。
The
押圧ローラー26は、搬送部21上に配置された積層体310を、押さえ板部材25を介して上方から下方に向けて押圧する。押圧ローラー26は、第一実施形態と同様の構成であり、搬送方向Dtに間隔をあけて複数の押圧ローラー26が設けられている。これら複数の押圧ローラー26は、押さえ板部材25側に向かって付勢されている。ここで、この第四実施形態の押圧ローラー26は、押さえ板部材25を押圧するため、搬送方向上流側Dtuと搬送方向下流側Dtdとにそれぞれ設けられた押圧ローラー26のうち、一方の押圧ローラー26が押さえ板部材25から外れて押さえ板部材25を押圧不能な位置になっても、他方の押圧ローラー26が押さえ板部材25を押圧することで、積層体310の反融着面27を均一に押圧することが可能になっている。
The
照射部323は、上記搬送部21によって搬送されている積層体310のうち凸部3と板状材2との接触する接触部28を加熱するレーザー光を照射する。照射部323は、上方から積層体310の反融着面27に向けてレーザー光を照射する。そして、照射部323は、上記接触部28の位置に追従してレーザー光を照射する。この第四実施形態の照射部323は、照射部本体331と、位置測定装置32と、温度監視装置33と、制御装置34と、を備えている。
The
ここで、照射部323は、第一実施形態の照射部23と同様に、接触部28を加熱する光線としてレーザー光を用いている。照射部には、伝送ファイバ35を介してレーザー発振装置のレーザー光が伝送される。一方で、この第四実施形態の照射部323は、第一実施形態の照射部23に対し、レーザー光を照射する向きが異なっている。
Here, the
照射部本体331は、搬送方向上流側Dtuから搬送方向下流側Dtdへ向かって移動する接触部28に追従するように光軸を移動させる。この第四実施形態では凸部3が搬送方向Dtに延びており、上方から見て接触部28が搬送方向Dtに延びる直線状をなしている。照射部本体331は、伝送ファイバ35によってレーザー発振装置から伝送されたレーザー光を、搬送方向下流側Dtdに移動する接触部28に追従させつつ、接触部28に沿って搬送方向Dtに走査する。照射部本体331において、搬送方向Dtに移動する接触部28にレーザー光を追従させる構成、及び、レーザー光を搬送方向Dtに走査する構成としては、それぞれガルバノミラーを例示できる。
The irradiation unit
一つの照射部323は、複数の照射部本体331を搬送路24の幅方向Dw及び搬送方向Dtに並べて備えている。この第四実施形態では、一つの照射部323が合計四つの照射部本体331を備えている。具体的には、一つの照射部323における四つの照射部本体331は、搬送路24の幅方向Dwの両側で搬送方向Dtに二つずつ並んで配置されている。そして、搬送方向上流側Dtuに配置される照射部本体331に対して、搬送方向下流側Dtdに配置される照射部本体331は、搬送路24の幅方向Dwにずらして配置されている。これら複数の照射部本体331によりレーザー光の照射(言い換えれば、走査)される領域は、それぞれ積層体10の第二方向D2(言い換えれば、搬送方向Dt)の所定幅の領域となっている。この第四実施形態では、一つの照射部本体331によって、搬送路24の幅方向Dwに並んだ所定数(例えば、三つ)の接触部28にレーザー光を照射可能となっている。なお、複数の照射部本体331の配置は、図8に示す配置に限られない。
One
照射部本体331によりレーザー光を搬送方向Dtに走査することが可能な走査可能範囲As(言い換えれば、照射範囲)は、搬送方向Dtに所定の長さを有している。照射部本体331は、この走査可能範囲As内において搬送路24の幅方向Dwに並んだ所定数の接触部28にレーザー光を照射して加熱する。例えば、一つの照射部本体331に着目すると、一番目の接触部28の加熱が完了すると、その隣の二番目の接触部28の加熱に移り、二番目の接触部28の加熱が完了すると、三番目の接触部28の加熱に移り、三番目の接触部28の加熱が完了すると、一番目の接触部28の加熱に戻る等、照射部本体331は、順次レーザー光を照射する接触部28を変えつつ、各接触部28の搬送方向Dt全域を加熱する。
The scannable range As (in other words, the irradiation range) in which the irradiation unit
上記融着装置320は、第一実施形態と同様に、搬送方向Dtに間隔をあけて複数の照射部323を備えている。この第四実施形態の融着装置320は、複数の照射部323として、第一照射部323Uと第二照射部323Dとを備えている。これら第一照射部323Uと第二照射部323Dとは、それぞれ、搬送方向Dtで隣り合う異なる積層体310の接触部28に沿ってレーザー光を照射している。このようにすることで、第一実施形態と同様に、一つの照射部323だけ用いる場合と比較して、全ての接触部28を十分に加熱しつつ、積層体310の搬送速度を高めることが可能となる。
The
なお、上記第四実施形態の説明では、搬送方向Dtにレーザー光を走査しながら積層体310にレーザー光を照射することで接触部28の加熱を行う構成について説明した。しかし、レーザー光を搬送方向Dtに走査する構成に限られない。例えば、第一実施形態の照射部本体31と同様に、レーザー光としてラインビームを用いることもできる。この場合、ラインビームは、搬送方向Dtに直線状に延びるように積層体310に照射すればよい。また、このラインビームの搬送方向Dtへの長さは、接触部28の温度監視結果に基づいて、大小変化させるようにしてもよい。このようにラインビームの搬送方向Dtへの長さを変化可能にすることで、例えば、搬送速度を低下させずにラインビームの長さを拡大させれば、接触部28の加熱時間を長くすることができる。したがって、より迅速な接触部28の融着が可能となる。
In the above description of the fourth embodiment, the configuration in which the
また、一つの照射部本体331によって複数の接触部28を加熱する場合について説明したが、一つの照射部本体331によって一つの接触部28を加熱するようにしてもよい。また、レーザー発振装置から伝送されてきたレーザー光を分岐させて一つの照射部本体331によって複数の接触部28に対して同時にレーザー光を照射可能としてもよい。
Although the case where
さらに、二つの照射部323を設ける場合について説明したが、三つ以上の照射部323を設けてもよい。
Furthermore, although the case where two
(作用効果)
上記第四実施形態の融着装置320によれば、積層体310の搬送方向Dtと、凸部3の延びる第二方向D2とを一致させることができるため、照射部323による照射範囲を一定とした場合に、積層体310が搬送されて移動する分だけ、より広範囲にレーザー光を照射することができる。また、照射部323によって照射されるレーザー光の照射範囲が搬送方向Dtに延びているため、より一層、広範囲にレーザー光を照射することができる。そのため、レーザー光による接触部28への入熱エネルギーを一定とした場合に、搬送速度をより高速にすることができる。一方で、搬送速度一定にした場合には、より高温まで接触部28を加熱することができる。したがって、効率よく接触部28を加熱することが可能となる。
(Action and Effect)
According to the
[第五実施形態]
次に、本開示の第五実施形態を図面に基づき説明する。この第五実施形態は、上述した第四実施形態と照射部及び加圧部の構成が異なる。そのため、この第五実施形態では、第四実施形態と同一部分に同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図9は、本開示の第五実施形態における融着装置の概略構成を示す斜視図である。
図9に示すように、第五実施形態の融着装置420は、搬送部21と、加圧部122と、照射部423と、を備えている。
[Fifth embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The fifth embodiment differs from the fourth embodiment in the configuration of the irradiation unit and the pressurizing unit. Therefore, in the fifth embodiment, the same parts as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device according to the fifth embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 9 , a
搬送部21は、第四実施形態の搬送部21と同様の構成であり、立体構造材1と板状材2とを積層させた積層体310を搬送する。この第五実施形態の搬送部21は、搬送部21によって搬送可能な幅寸法で予め切断された複数の積層体310を搬送する際に、搬送方向Dtに隣り合う積層体310同士を密接させて搬送する点で第四実施形態の搬送部21と異なっている。
The conveying
加圧部122は、搬送部21によって搬送される積層体310を上方から加圧する。この第五実施形態の加圧部122は、第二実施形態の加圧部122と同様の構成であり、搬送路24の幅方向Dwに延びる加圧部122と、加圧部122に作動流体としての気体を供給するエア供給源(気体供給源)42(図6参照)と、を備えている。
The pressurizing
加圧部本体41は、積層体310のうち上方に位置する板状材2の反融着面27に接触する。加圧部本体41は、反融着面27に向かって開口する開口部43(図6参照)を有した内部空間44を有している。この内部空間44には、外部から気体を供給可能となっている。加圧部本体41は、内部空間44を区画する上流側壁46と、下流側壁47と、端壁48と、照射側壁49と、を備えている。そして、下流側壁47及び上流側壁46は、それぞれ反融着面27に接触するシール材51を有している。
The pressurizing
この第五実施形態では、複数の積層体310が密接状態で搬送される。搬送方向Dtで隣り合う積層体310同士の間には、継ぎ目Sが形成されている。この継ぎ目Sに段差が形成されている場合、グランドパッキン等を用いたシール材51では段差に引っ掛かり搬送部21による積層体310の搬送を停止させてしまう可能性が有る。そのため、この第五実施形態では、シール材51として、回転自在なローラー構造のシール材51を用いている。このローラー構造のシール材51の半径は、想定される段差の大きさの最大値に対して二倍以上とすることができる。なお、段差に引っ掛からない構成であればローラー構造のシール材51に限られず、例えば、ブラシシール等を用いてもよい。
In this fifth embodiment,
第五実施形態の融着装置420は、第四実施形態と同様に、搬送方向Dtに間隔をあけて配置された複数の照射部423として、搬送方向上流側Dtuに設けられた第一照射部423Uと、搬送方向下流側Dtdに設けられた第二照射部423Dとを有している。
The
照射部423は、搬送部21によって搬送されている積層体310の接触部28を加熱するレーザー光を上方から照射する。そして、照射部423は、搬送されて移動している上記接触部28に追従してレーザー光を照射する。この第五実施形態の照射部423は、照射部本体431と、位置測定装置32(図示せず)と、温度監視装置33と、制御装置34(図示せず)と、を備えている。
The
この第五実施形態では、複数の積層体310が搬送方向Dtで密接して搬送されるため、搬送方向Dtの最上流部で位置測定装置32(図示せず)により凸部3の位置を測定するようにしてもよい。この場合、凸部3の位置測定結果を制御装置34の記憶部に記憶すればよい。また、搬送部21の搬送速度から積層体310の搬送位置を求めることができるため、凸部3の位置を測定済みの積層体310がレーザー光の照射位置に来たときに、その積層体310に対する位置測定結果の記憶情報を読み出して、当該記憶情報に基づいて接触部28の位置にレーザー照射すればよい。
In this fifth embodiment, since the
この第五実施形態では、一つの照射部423が一つの照射部本体431を備えている。照射部本体431は、レーザー発振装置(図示せず)から伝送されたレーザー光を、搬送路24の幅方向Dwに存在する積層体310の凸部3の数に応じて分岐させると共に、分岐させたレーザー光をそれぞれ搬送方向下流側Dtdに移動する搬送体の接触部28に追従させつつ、接触部28に沿って搬送方向Dtに走査する。この照射部本体431において、接触部28にレーザー光を追従させる構成、及び、レーザー光を搬送方向Dtに走査する構成としては、それぞれガルバノミラーを例示できる。
In this fifth embodiment, one
照射部本体431によりレーザー光の照射される領域は、それぞれ積層体310の第二方向D2(言い換えれば、搬送方向Dt)の所定幅の領域となっている。この第五実施形態では、分岐された一つのレーザー光によって、搬送路24の幅方向Dwに並んだ所定数(例えば、三つ)の接触部28にレーザー光を照射可能となっている。これら第五実施形態の照射部本体431により接触部28へレーザー光を照射する構成は、第四実施形態の各照射部本体331によりレーザー光を照射する構成と同様であるため、詳細説明を省略する。
The areas irradiated with the laser light by the irradiation unit
なお、上記第五実施形態の説明では、搬送方向Dtにレーザー光を走査しながら反融着面27にレーザー光を照射することで接触部28の加熱を行う構成について説明した。しかし、レーザー光を搬送方向Dtに走査する構成に限られない。例えば、第四実施形態と同様に、レーザー光として上述したラインビームを用いることもできる。この場合、ラインビームは、搬送方向Dtに直線状に延びるように積層体310に照射すればよい。また、このラインビームの搬送方向Dtへの長さは、接触部28の温度監視結果に基づいて、大小変化させるようにしてもよい。
In the above description of the fifth embodiment, a configuration was described in which the
(作用効果)
上記第五実施形態の融着装置によれば、凸部3が搬送方向Dtに延びる姿勢で積層体310を搬送しつつ、第二実施形態と同様に、加圧本体の内部空間44に供給された気体によって板状材2を立体構造材1の凸部3とは反対側から押圧することができる。また、第四実施形態の押さえ板部材25が不要となるため、押さえ板部材25を取扱うための装置が不要になり、容易に積層体310の融着を行うことが可能となる。さらに、一つの照射部本体431によって、搬送部21によって搬送される積層体310の全ての接触部28に対してレーザー光を照射して加熱できるため、気体によって積層体310を加圧する構成としつつ、複数の照射部本体431を搬送方向Dtに並べて配置する場合と比較して、加圧部本体41が大型化したり、加圧部本体41の個数が増加したりすることを抑制することができる。
(Action and Effect)
According to the fusion device of the fifth embodiment, the laminate 310 is conveyed with the
更に、第五実施形態では、回転自在なローラー構造のシール材51を用いているため、搬送方向Dtで隣り合う積層体310同士の間に継ぎ目Sが形成され、この継ぎ目Sに段差が形成されている場合であっても、シール材51が段差に引っ掛かることを抑制でき、その結果、立体構造材1と板状材2とを円滑に融着させることが可能となる。
Furthermore, in the fifth embodiment, a sealing
[各実施形態の変形例]
次に、上記各実施形態の変形例を図面に基づき説明する。この各実施形態の変形例の説明では、第二実施形態の融着装置120に対してこの変形例の構成を適用した場合を一例にして説明するが、上述した全ての実施形態及び全ての変形例に適用可能である。そのため、上述した各実施形態と同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略する。
図10は、本開示の各実施形態の変形例における融着装置の概略構成を示す斜視図である。
図10に示すように、この各実施形態の変形例の融着装置520は、搬送部21と、加圧部22と、照射部23と、予熱ヒーター60を備えている。
[Modifications of each embodiment]
Next, modified examples of the above-mentioned embodiments will be described with reference to the drawings. In the description of the modified examples of the above-mentioned embodiments, the configuration of the modified example will be applied to the
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a fusion device in a modified example of each embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 10, a
予熱ヒーター60は、照射部23による加熱以前に、積層体10の温度を上昇させる。より具体的には、予熱ヒーター60は、積層体10を構成する合成樹脂の溶融する溶融温度よりも低い温度の範囲(例えば、200℃以下)で、積層体10の温度を上昇(言い換えれば、予熱)させる。各実施形態の変形例では、予熱ヒーター60として、積層体10の表面を加熱する表面側予熱ヒーター61と、積層体10の裏面を加熱する裏面側予熱ヒーター62と、を備えている。ここで、表面とは、積層体10の上下方向Dh両側の面のうち、照射部23の位置する上方を向く面(言い換えれば、反融着面27)である。裏面とは、積層体10の上下方向Dh両側の面のうち、下方を向く面である。
The
表面側予熱ヒーター61は、加圧部22の搬送方向上流側Dtuにそれぞれ配置されている。
一方で、裏面側予熱ヒーター62は、搬送路24の搬送方向Dt最上流の位置から、加圧部22のうち搬送方向Dtで最も下流側の加圧部22の位置に至る範囲に配置されている。なお、裏面側予熱ヒーター62が、搬送方向Dtで連続的に形成されている場合を例示しているが、複数の裏面側予熱ヒーター62を、搬送方向Dtに並べて配置するようにしてもよい。また、上述した予熱ヒーター60により積層体10の予熱を行う場合、加圧部22は、積層体10に接触するシール材51として耐熱性のシール材を備えるようにしてもよい。
The
On the other hand, the
上記各実施形態の変形例によれば、予熱ヒーター60によって積層体10を予熱することで、照射部23による加熱時間を短縮できる。したがって、積層体10の融着に掛かる時間を短縮して生産性を向上できる。また、積層体10を予熱することで、照射部23から照射するレーザー光の出力を低く抑えることができる。そのため、レーザー光照射に係る装置仕様に対する要求を緩和することが可能となり、装置構成の簡略化にも繋がる。
According to the modified examples of each of the above embodiments, the heating time by the
[他の実施形態]
本開示は上述した各実施形態及び変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態では、照射部23,323,423が積層体10,310に対してレーザー光を照射する場合について説明したが、例えば、ハロゲンランプなどの光線を集光して、接触部28を加熱するための光線として用いてもよい。
[Other embodiments]
The present disclosure is not limited to the configurations of the above-described embodiments and modified examples, and design changes are possible without departing from the gist of the present disclosure.
For example, in each of the above-described embodiments, the
また、上述した各実施形態及び各変形例では、板状材2及び立体構造材1を構成する合成樹脂が照射部23により照射される光線を透過しない場合について説明したが、板状材2を構成する合成樹脂として、照射部23により照射される光線を透過する合成樹脂を用いてもよい。
In addition, in each of the above-mentioned embodiments and modifications, a case has been described in which the synthetic resin constituting the plate-shaped
さらに、上述した各実施形態及び各変形例では、立体構造材1の凸部3が平面視で直線状に延びる突条である場合について説明した。しかし、立体構造材1の凸部3の形状は、上記形状に限られない。例えば、凸部3が断続的に形成されたり、部分的に形成されたりした立体構造材であってもよい。また、立体構造材1の凸部3が凸曲面である場合を例示したが、曲面に限られない。さらに、立体構造材1は、ピン状の凸部を有していてもよい。
Furthermore, in each of the above-mentioned embodiments and modified examples, the
上述した各実施形態及び各変形例では、板状材2が厚さ一定のシート状に形成されている場合について説明した。しかし、板状材2の形状は、厚さ一定に限られず、例えば、溝等の凹部や、スリット等の貫通孔が形成されるなど、部分的に厚さの異なる形状であってもよい。
In each of the above-described embodiments and modified examples, the plate-shaped
上述した第五実施形態の照射部423の構成は、第四実施形態の照射部323としても適用可能である。
The configuration of the
上述した各実施形態及び各変形例では、積層体10の第三方向D3を上下方向Dh(具体的には、鉛直方向)と一致させた姿勢の積層体10を搬送部21が搬送する場合について例示した。しかし、搬送部21によって搬送される積層体10の第三方向D3は、上下方向Dh(具体的には、鉛直方向)と一致する場合に限られない。例えば、搬送部21は、第三方向D3と上下方向Dh(具体的には、鉛直方向)とが一致しない姿勢、例えば、水平方向に対して搬送方向Dtや幅方向Dwで傾斜した姿勢で積層体10を搬送してもよい。
In each of the above-described embodiments and modified examples, the conveying
上述した第一実施形態では、押さえ板部材25が積層体10の第二方向D2の寸法と同一又は僅かに大きい幅寸法を有する場合について説明した。また、第四実施形態及び第五実施形態では、押さえ板部材25の平面視の形状が一つの積層体310の平面視の形状と実質的に同一の矩形状をなしている場合について説明した。しかし、押さえ板部材25の大きさや平面視の形状は、上記寸法や形状に限られない。例えば、押さえ板部材25の幅寸法を積層体10の第二方向D2の寸法よりも小さく形成したり、押さえ板部材25の平面視の形状を矩形状とは異なる形状にしたりしてもよい。また、押さえ板部材25が積層体10の第二方向D2の寸法よりも僅かに大きい寸法を有する場合を例示したが、僅かに大きい寸法に限られず、単に大きい寸法としてもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
上述した各実施形態及び各変形例では、一つの融着装置20,120,220,320,420,520が、それぞれ搬送方向Dtに間隔をあけて二つの照射部23,323,423を備える場合について説明した。しかし、二つの照射部23,323,423を備える場合に限られず、例えば、三つ以上の照射部23,323,423を設けて、それぞれ異なる接触部28を加熱するようにしたり、照射部23,323,423を一つだけ設けて接触部28を加熱するようにしたりしてもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, a case has been described in which one
上述した各実施形態及び各変形例では、温度監視装置33が反融着面27の温度を非接触で監視する場合について説明した。しかし、温度監視装置33は、温度を非接触で監視する構成に限られない。また、温度監視装置33の配置は、上述した各実施形態及び各変形例の配置に限られない。温度監視装置33は、例えば、積層体10の上方に配置してもよい。また、温度監視装置33は、一つの照射部23,323,423に対し、一つだけ設けられる場合に限られない。例えば、一つの照射部23,323,423に対し、複数の温度監視装置33を配置してもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, the
上述した各実施形態及び各変形例では、温度監視装置33がレーザー光の照射されている照射位置の温度を監視する場合について説明した。しかし、温度監視装置33が監視する温度は、照射位置に限られない。温度監視装置33が監視する温度は、例えば、照射位置よりも搬送方向下流側Dtdにずれた所定の位置の温度等であってもよい。ここで、所定の位置の温度は、照射位置の温度と相関のある温度である。この場合、実験やシミュレーション等により予め求められた照射位置の温度と所定位置の温度とのマップ、テーブル、数式等を用いて、所定の位置の温度から照射位置の温度を求めることができる。つまり、上述した第二実施形態、第五実施形態において、端壁48が光を透過可能な場合について説明したが、照射位置の温度を加圧部本体41の外部から監視しない場合には、光を透過不能な端壁48を用いてもよい。さらに、温度監視装置33が温度を監視する範囲は、照射位置の全域に限られない。例えば、照射位置の一部を代表点として温度監視して、その監視結果に基づいて、残部の温度を推定するようにしてもよい。
In the above-mentioned embodiments and modifications, the
上述した実施形態では、立体構造材1がレーザー光を透過しない場合を一例にして説明したが、レーザー光を透過する立体構造材1であってもよい。
また、搬送部21がベルトコンベアである場合を一例にして説明したが、搬送部21としては、積層体10及び押さえ板部材25をその厚さ方向の両側から駆動ローラーで挟み込んで、搬送方向下流側Dtdに送る構成も例示できる。
さらに、押さえ板部材25が、反融着面27の全面を覆うように配置される場合について説明した。しかし、この構成に限られず、押さえ板部材25は、少なくとも融着される部分を覆っていればよい。例えば、融着される部分を除いて、押さえ板部材25と反融着面との間には、隙間が形成されていてもよい。
In the above embodiment, the three-dimensional
In addition, although an example has been described in which the conveying
Further, the case where the
<付記>
実施形態に記載の融着装置は、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The fusing device according to the embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第1の態様に係る融着装置20,120,220,320,420,520は、合成樹脂を含む材料から形成されて第一方向D1及び前記第一方向D1と交差する第二方向D2に延びると共に、少なくとも前記第一方向D1及び前記第二方向D2と交差する第三方向D3の一方側に突出する凸部3を有する立体構造材1と、合成樹脂を含む材料から形成されて前記第一方向D1及び前記第二方向D2に延びると共に、前記立体構造材1の前記第三方向D3の一方側に配置されて前記第三方向D3の一方側に突出する前記凸部に接する板状材2と、を融着する融着装置であって、前記立体構造材1に対して前記第三方向D3の一方側及び他方側から前記板状材2をそれぞれ積層させた積層体10を搬送する搬送部21と、前記搬送部21によって搬送されている前記積層体10を加圧して、前記第三方向D3の一方側に配置された前記板状材2を、前記第三方向D3の一方側に突出する前記凸部3に押し付ける加圧部22と、前記加圧部22によって加圧されている前記積層体10のうち前記第三方向D3の一方側に突出する前記凸部3と、前記第三方向D3の一方側に配置された前記板状材2との接触する接触部28に追従して該接触部28を加熱する光線を前記第三方向D3の一方側から照射する照射部23と、を備える。
合成樹脂の例としては、ポリアミド、PEEK等が挙げられる。合成樹脂を含む材料の例としては、熱可塑性CFRP等の複合材が挙げられる。
このように構成することで、複数の凸部3を有する立体構造材1と、立体構造材1に積層された板状材2とを融着する際に、立体構造材1と板状材2との積層体10を搬送部21によって搬送しながら、照射部23によって第三方向D3の一方側から光線を照射して、第三方向の一方側に突出する凸部3と、立体構造材1の第三方向D3の一方側に配置された板状材2との接触する接触部28を加熱することができる。さらに、接触部28を加熱する際には、加圧部22によって第三方向D3の一方側に配置された板状材2を第三方向D3の一方側に配置された凸部3に押し付けることができる。また、照射部23の光線が接触部28に追従するため、積層体10を搬送部21によって搬送しながら、第三方向D3の一方側に突出する凸部3と、第三方向D3の一方側に配置された板状材2との接触する接触部28で立体構造材1と板状材2とを融着することができる。
したがって、板状材2の光透過の可否に関わらず、凸部3と板状材2との間に中間材を配置すること無しに立体構造材1と板状材2とを融着することが可能となる。したがって、融着作業が複雑化することを抑制できる。また、加熱を必要としない箇所にレーザー光が照射されないため、不必要な加熱による影響が立体構造材1や板状材2に生じることを抑制できる。
(1) A fusion device 20, 120, 220, 320, 420, 520 according to a first aspect is a fusion device that fuses a three-dimensional structural material 1 formed from a material containing a synthetic resin, extending in a first direction D1 and a second direction D2 intersecting the first direction D1, and having a convex portion 3 protruding at least to one side in a third direction D3 intersecting at least the first direction D1 and the second direction D2, and a plate-shaped material 2 formed from a material containing a synthetic resin, extending in the first direction D1 and the second direction D2, and disposed on one side of the three-dimensional structural material 1 in the third direction D3 and in contact with the convex portion protruding to one side in the third direction D3, The apparatus includes a conveying section 21 which conveys a laminate 10 in which the plate-shaped material 2 is stacked from one side and the other side of three directions D3, a pressure section 22 which pressurizes the laminate 10 being conveyed by the conveying section 21 to press the plate-shaped material 2 arranged on one side of the third direction D3 against the convex portion 3 protruding on one side of the third direction D3, and an irradiation section 23 which irradiates a light beam from one side of the third direction D3, which follows a contact portion 28 that is in contact with the convex portion 3 protruding on one side of the third direction D3 of the laminate 10 pressed by the pressure section 22 and the plate-shaped material 2 arranged on one side of the third direction D3, and heats the contact portion 28.
Examples of synthetic resins include polyamide, PEEK, etc. Examples of materials containing synthetic resins include composite materials such as thermoplastic CFRP.
With this configuration, when fusing the three-dimensional
Therefore, regardless of whether the plate-shaped
(2)第2の態様に係る融着装置20,320は、(1)の融着装置であって、前記加圧部22は、前記光線を透過可能とされ、前記第一方向D1及び前記第二方向D2に延びて前記第三方向D3の一方側から前記積層体10を覆う板状に形成された押さえ板部材25と、前記押さえ板部材25を前記第三方向D3の一方側から押圧する押圧部材26と、を備える。
押さえ板部材25の例としては、板ガラスが挙げられる。押圧部材26の例としては、押圧ローラーが挙げられる。
これにより、押圧部材26による押圧力が局所的に積層体10に加わることを低減できるため、積層体10の変形を抑制することができる。
(2) The
An example of the
This can reduce the pressing force from the pressing
(3)第3の態様に係る融着装置は20,320、(2)の融着装置であって、前記押圧部材26は、回転可能な押圧ローラー26である。
このような回転可能な押圧ローラー26により押さえ板部材25を押圧することで、押圧ローラー26と押さえ板部材25との間の摩擦を低減できる。そのため、押さえ板部材25の搬送が阻害されたり、押さえ板部材25表面が汚れたり損傷したりして光透過率が変化することを抑制できる。
(3) A fusing apparatus according to a third aspect is the fusing apparatus of (2), in which the pressing
By pressing the
(4)第4の態様に係る融着装置120,520は、(1)の融着装置であって、前記加圧部122は、前記板状材2に向かって開口する内部空間44を有するとともに、前記第三方向D3の一方側から前記板状材2に接触する加圧部本体41と、前記加圧部本体41の内部空間44に、気体を供給する気体供給源42と、を備え、前記加圧部本体41は、前記光線を透過可能な照射側壁49を備えている。
気体供給源42の例としては、エア供給源や、不活性ガス、ドライエアを供給する供給源が挙げられる。
このように構成することで、加圧部本体41の内部空間44に供給された気体によって板状材2を立体構造材1の第三方向D3の一方側から押圧することができる。そのため、加圧部22によって積層体10を加圧しつつ照射部23により接触部28を加熱することが可能となる。さらに、上記押さえ板部材25が不要となるため、押さえ板部材25を取扱うための装置が不要になり、容易に積層体10の融着を行うことが可能となる。
(4) The
Examples of the
With this configuration, the
(5)第5の態様に係る融着装置220は、(1)の融着装置であって、前記加圧部222は、前記第三方向D3の一方側から前記積層体10を押圧する第一押圧部材54と、前記第三方向D3の他方側から前記積層体10を押圧する第二押圧部材55と、を備える。
これにより、第一押圧部材54により積層体10を押圧すると共に、第二押圧部材55により積層体10を押圧することで、第三方向D3の一方側と他方側との両側から積層体10を加圧することができる。したがって、加圧部22によって積層体10を加圧しつつ照射部23により接触部28を加熱することが可能となる。さらに、上記押さえ板部材25や、上記気体供給源42を設ける必要が無いため、装置構成が複雑化することを抑制できる。
(5) A
As a result, by pressing the
(6)第6の態様に係る融着装置20,120,220,520は、(1)から(5)の何れか一つの融着装置であって、前記立体構造材1は、前記第二方向D2に延びる複数の前記凸部3を備えた波板状をなし、前記搬送部21は、前記第一方向D1へ前記積層体10を搬送し、前記照射部23は、前記第二方向D2に延びる前記凸部3に沿って前記光線を照射する。
これにより、凸部3の延びる第二方向D2と交差する第一方向D1に積層体10を搬送する場合であっても、積層体10を搬送しながら接触部28を照射部23によって効率よく加熱することが可能となる。
(6) The
This makes it possible to efficiently heat the
(7)第7の態様に係る融着装置320、420は、(3)又は(4)の融着装置であって、前記立体構造材1は、前記第一方向D1に延びる複数の前記凸部3を備えた波板状をなし、前記搬送部21は、前記第二方向D2へ前記積層体10を搬送し、前記照射部23は、前記第一方向D1に延びる前記凸部3に沿って前記光線を照射する。
これにより、凸部3の延びる第一方向D1へ積層体10を搬送する場合に、積層体10を搬送しながら接触部28を照射部23によって効率よく加熱することが可能となる。
(7) The
This makes it possible to efficiently heat the
(8)第8の態様に係る融着装置20,120,220,320,420,520は、(1)から(7)の何れか一つの融着装置であって、前記照射部23及び前記加圧部22は、前記第一方向D1と前記第二方向D2とのうち前記搬送部21によって前記積層体10が搬送される方向Dtに間隔をあけて複数が設けられ、複数の前記照射部23は、互いに異なる前記接触部28に光線を照射して加熱する。
これにより、搬送速度を低下させることなく、一つの接触部28に対する光線の照射時間を十分に確保することができる。したがって、立体構造材1と板状材2とを融着する際に掛かる時間を短縮し、且つ融着の信頼性低下を抑制することができる。
(8) The
This makes it possible to ensure sufficient irradiation time of the light beam for one
(9)第9の態様に係る融着装置20,120,220,320,420,520は、(1)から(8)の何れか一つの融着装置であって、前記第三方向D3の一方側に配置された前記凸部3の位置と、前記照射部23によって前記光線が照射される照射位置と、を測定する位置測定装置32と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材2の前記第三方向D3の一方側に位置する反融着面27の温度を監視する温度監視装置33と、前記位置測定装置32による測定結果と前記温度監視装置33の監視結果とに基づいて前記照射部23を制御する制御装置34と、を備える。
これにより、容易にレーザー光の照射位置を接触部28に追従させることが可能となる。
(9) The
This makes it possible to easily make the irradiation position of the laser light follow the
(10)第10の態様に係る融着装置520は、(1)から(9)の何れか一つの融着装置であって、前記積層体10を予熱する予熱ヒーター60を備える。
これにより、予熱ヒーター60によって積層体10を予熱して、照射部23による加熱時間を短縮できる。したがって、積層体10の融着に掛かる時間を短縮して生産性を向上できる。
(10) A
This allows the
1…立体構造材 2…板状材 3…凸部 4…第一端縁 5…第二端縁 10…積層体 20,120,220,320,420,520…融着装置 21…搬送部 22,122,222…加圧部 23,323,423…照射部 24…搬送路 25…押さえ板部材 25t…端面 26…押圧ローラー 27…反融着面 28…接触部 31,331…照射部本体 32…位置測定装置 33…温度監視装置 34…制御装置 35…伝送ファイバ 36…第一レンズ部 37…第一ガルバノミラー 38…第二ガルバノミラー 39…第二レンズ部 41…加圧部本体 42…エア供給源 43…開口部 44…内部空間 46…上流側壁 47…下流側壁 48…端壁 49…照射側壁 50…入口部 51…シール材 54…第一押圧部材 55…第二押圧部材 60…予熱ヒーター 61…表面側予熱ヒーター 62…裏面側予熱ヒーター O1,O2…回転軸
1...Three-dimensional
Claims (10)
前記立体構造材に対して前記第三方向の一方側及び他方側から前記板状材をそれぞれ積層させた積層体を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記積層体を加圧して、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材を、前記第三方向の一方側に突出する前記凸部に押し付ける加圧部と、
前記加圧部によって加圧されている前記積層体のうち前記第三方向の一方側に突出する前記凸部と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材との接触する接触部に追従して該接触部を加熱する光線を前記第三方向の一方側から照射する照射部と、
を備え、
前記加圧部は、
前記光線を透過可能とされ、前記第一方向及び前記第二方向に延びて前記第三方向の一方側から前記積層体を覆う板状に形成された押さえ板部材と、
前記押さえ板部材を前記第三方向の一方側から押圧する押圧部材と、
を備える融着装置。 A fusion device for fusing a three-dimensional structural material formed from a material containing synthetic resin, extending in a first direction and a second direction intersecting the first direction, and having a convex portion protruding at least to one side in a third direction intersecting at least the first direction and the second direction, and a plate-shaped material formed from a material containing synthetic resin, extending in the first direction and the second direction, and being disposed on one side of the three-dimensional structural material in the third direction and in contact with the convex portion protruding to one side in the third direction,
a conveying section that conveys a stack in which the plate-shaped materials are stacked on the three-dimensional structural material from one side and the other side in the third direction;
a pressurizing unit that pressurizes the stack being transported by the transport unit to press the plate-shaped material arranged on one side in the third direction against the protruding portion that protrudes on one side in the third direction;
an irradiation unit that irradiates a light beam from one side in the third direction to a contact portion between the protruding portion protruding from one side in the third direction of the laminate being pressed by the pressing unit and the plate-shaped material arranged on the one side in the third direction, the light beam following the contact portion and heating the contact portion;
Equipped with
The pressure applying unit is
a pressing plate member formed in a plate shape that is transmissive to the light beam, extends in the first direction and the second direction, and covers the stack from one side in the third direction;
a pressing member that presses the pressing plate member from one side in the third direction;
A fusing device comprising:
請求項1に記載の融着装置。 2. The fusing apparatus of claim 1 , wherein the pressure member is a rotatable pressure roller.
前記立体構造材に対して前記第三方向の一方側及び他方側から前記板状材をそれぞれ積層させた積層体を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記積層体を加圧して、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材を、前記第三方向の一方側に突出する前記凸部に押し付ける加圧部と、
前記加圧部によって加圧されている前記積層体のうち前記第三方向の一方側に突出する前記凸部と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材との接触する接触部に追従して該接触部を加熱する光線を前記第三方向の一方側から照射する照射部と、
を備え、
前記加圧部は、
前記板状材に向かって開口する内部空間を有するとともに、前記第三方向の一方側から前記板状材に接触する加圧部本体と、
前記加圧部本体の内部空間に、気体を供給する気体供給源と、
を備え、
前記加圧部本体は、
前記光線を透過可能な照射側壁を備えている
融着装置。 A fusion device for fusing a three-dimensional structural material formed from a material containing synthetic resin, extending in a first direction and a second direction intersecting the first direction, and having a convex portion protruding at least to one side in a third direction intersecting at least the first direction and the second direction, and a plate-shaped material formed from a material containing synthetic resin, extending in the first direction and the second direction, and being disposed on one side of the three-dimensional structural material in the third direction and in contact with the convex portion protruding to one side in the third direction,
a conveying section that conveys a stack in which the plate-shaped materials are stacked on the three-dimensional structural material from one side and the other side in the third direction;
a pressurizing unit that pressurizes the stack being transported by the transport unit to press the plate-shaped material arranged on one side in the third direction against the protruding portion that protrudes on one side in the third direction;
an irradiation unit that irradiates a light beam from one side in the third direction to a contact portion between the protruding portion protruding from one side in the third direction of the laminate being pressed by the pressing unit and the plate-shaped material arranged on the one side in the third direction, the light beam following the contact portion and heating the contact portion;
Equipped with
The pressure applying unit is
a pressure unit body having an internal space that opens toward the plate-shaped material and that contacts the plate-shaped material from one side in the third direction;
A gas supply source that supplies gas to an internal space of the pressurizing unit body;
Equipped with
The pressure unit body includes:
A fusing device having an illumination sidewall that is transmissive to the light beam.
前記搬送部は、前記第一方向へ前記積層体を搬送し、
前記照射部は、前記第二方向に延びる前記凸部に沿って前記光線を照射する
請求項1から3の何れか一項に記載の融着装置。 The three-dimensional structural material has a corrugated plate shape including a plurality of the protrusions extending in the second direction,
The conveying unit conveys the stack in the first direction,
The fusion device according to claim 1 , wherein the irradiating section irradiates the light beam along the convex portion extending in the second direction.
前記搬送部は、前記第二方向へ前記積層体を搬送し、
前記照射部は、前記第一方向に延びる前記凸部に沿って前記光線を照射する
請求項1から3の何れか一項に記載の融着装置。 The three-dimensional structural material has a corrugated plate shape including a plurality of the protrusions extending in the first direction,
The conveying unit conveys the laminate in the second direction,
The fusion device according to claim 1 , wherein the irradiating section irradiates the light beam along the convex portion extending in the first direction.
前記第一方向と前記第二方向とのうち、前記搬送部によって前記積層体が搬送される方向に間隔をあけて複数が設けられ、
複数の前記照射部は、互いに異なる前記接触部に前記光線を照射して加熱する
請求項1から5の何れか一項に記載の融着装置。 The irradiation unit and the pressurization unit are
A plurality of the first and second directions are provided at intervals in a direction in which the laminate is transported by the transport unit,
The fusion device according to claim 1 , wherein the plurality of irradiating sections irradiate different contact sections with the light beam to heat them.
前記第三方向の一方側に配置された前記板状材の前記第三方向の一方側に位置する反融着面の温度を監視する温度監視装置と、
前記位置測定装置による測定結果と前記温度監視装置の監視結果とに基づいて前記照射部を制御する制御装置と、
を備える
請求項1から6の何れか一項に記載の融着装置。 a position measuring device that measures a position of the convex portion disposed on one side of the third direction and an irradiation position where the light beam is irradiated by the irradiation unit;
a temperature monitoring device that monitors the temperature of an anti-fusion surface located on one side of the plate-shaped material arranged on one side of the third direction;
a control device that controls the irradiation unit based on a measurement result by the position measurement device and a monitoring result by the temperature monitoring device;
The fusing apparatus according to claim 1 , further comprising:
前記立体構造材に対して前記第三方向の一方側及び他方側から前記板状材をそれぞれ積層させた積層体を搬送する搬送部と、a conveying section that conveys a stack in which the plate-shaped materials are stacked on the three-dimensional structural material from one side and the other side in the third direction;
前記搬送部によって搬送されている前記積層体を加圧して、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材を、前記第三方向の一方側に突出する前記凸部に押し付ける加圧部と、a pressurizing unit that pressurizes the stack being transported by the transport unit to press the plate-shaped material arranged on one side in the third direction against the protruding portion that protrudes on one side in the third direction;
前記加圧部によって加圧されている前記積層体のうち前記第三方向の一方側に突出する前記凸部と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材との接触する接触部に追従して該接触部を加熱する光線を前記第三方向の一方側から照射する照射部と、an irradiation unit that irradiates a light beam from one side in the third direction to a contact portion between the protruding portion protruding from one side in the third direction of the laminate being pressed by the pressing unit and the plate-shaped material arranged on the one side in the third direction, the light beam following the contact portion and heating the contact portion;
前記第三方向の一方側に配置された前記凸部の位置と、前記照射部によって前記光線が照射される照射位置と、を測定する位置測定装置と、a position measuring device that measures a position of the convex portion disposed on one side of the third direction and an irradiation position where the light beam is irradiated by the irradiation unit;
前記第三方向の一方側に配置された前記板状材の前記第三方向の一方側に位置する反融着面の温度を監視する温度監視装置と、a temperature monitoring device that monitors the temperature of an anti-fusion surface located on one side of the plate-shaped material arranged on one side of the third direction;
前記位置測定装置による測定結果と前記温度監視装置の監視結果とに基づいて前記照射部を制御する制御装置と、a control device that controls the irradiation unit based on a measurement result by the position measurement device and a monitoring result by the temperature monitoring device;
を備える融着装置。A fusing device comprising:
請求項1から8の何れか一項に記載の融着装置。 The fusing apparatus according to claim 1 , further comprising a preheater for preheating the laminate.
前記立体構造材に対して前記第三方向の一方側及び他方側から前記板状材をそれぞれ積層させた積層体を搬送する搬送部と、a conveying section that conveys a stack in which the plate-shaped materials are stacked on the three-dimensional structural material from one side and the other side in the third direction;
前記搬送部によって搬送されている前記積層体を加圧して、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材を、前記第三方向の一方側に突出する前記凸部に押し付ける加圧部と、a pressurizing unit that pressurizes the stack being transported by the transport unit to press the plate-shaped material arranged on one side in the third direction against the protruding portion that protrudes on one side in the third direction;
前記加圧部によって加圧されている前記積層体のうち前記第三方向の一方側に突出する前記凸部と、前記第三方向の一方側に配置された前記板状材との接触する接触部に追従して該接触部を加熱する光線を前記第三方向の一方側から照射する照射部と、an irradiation unit that irradiates a light beam from one side in the third direction to a contact portion between the protruding portion protruding from one side in the third direction of the laminate being pressed by the pressing unit and the plate-shaped material arranged on the one side in the third direction, the light beam following the contact portion and heating the contact portion;
を備え、Equipped with
前記積層体を予熱する予熱ヒーターを備える融着装置。A fusing device including a preheater for preheating the laminate.
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