KR20190008599A

KR20190008599A - 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법

Info

Publication number: KR20190008599A
Application number: KR1020170090138A
Authority: KR
Inventors: 최난웅; 김세준; 이승호; 백명훈
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2019-01-25
Also published as: US10464263B2; KR101965430B1; US20190016062A1; CN207889156U; EP3431266B1; EP3431266A1

Abstract

본 발명은 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법에 관한 것으로, 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면에 플라스틱 부품(5)을 열융착으로 결합하는 것에 있어서 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면 중에서 플라스틱 부품(5)이 결합되는 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 용융유니트(50)를 이용해서 연료탱크(1)의 내부에서 동시에 가열해서 용융시키고, 용융후 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)에 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 바로 열융착으로 결합시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법{HEAT WELDING APPARATUS FOR COMBINING PLASTIC FUEL TANK AND PLASTIC PARTS AND COMBINING METHOD OF PLASTIC FUEL TANK AND PLASTIC PARTS USING THE SAME}

본 발명은 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합시키기 위한 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 엔진은 연소실의 연료를 연소시켜 발생되는 폭발력을 이용해 크랭크샤프트를 회전시킴으로써 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기와 같은 엔진은 연소실에서 연소될 연료가 지속적으로 공급되어야 하며, 연료의 지속적인 공급을 위해 차량에는 일정량의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크가 구비된다.

상기 연료탱크는 보통 그 재질이 스틸(steel)인 것과 플라스틱(plastic) 인 것이 있으나, 최근에는 중량감소 및 연비향상을 위해 플라스틱 연료탱크의 사용이 증가하고 있다.

플라스틱 연료탱크는 크게 용융 공정, 압출 공정, 블로잉 공정을 통해서 제작되는 바, 상기 용융 공정은 플라스틱 소재를 고온으로 가열해서 용융수지로 녹이는 공정이고, 상기 압출 공정은 용융수지를 C형, 트윈 시트(twin sheet), 원통모양 등의 패리슨(parison)으로 압출 성형하는 공정이며, 상기 블로잉 공정은 패리슨을 금형에 넣고 패리슨의 내부로 고압의 에어를 불어넣어서 패리슨을 연료탱크의 형상으로 성형하는 공정이다.

상기와 같이 블로잉 공정을 통해서 제작된 플라스틱 연료탱크는 냉각과정을 거친 후 밸브와 같은 다양한 플라스틱 부품들이 열융착으로 결합되는 바, 일부의 부품들은 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 결합되는 것도 있다.

이와 같이 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품이 열융착으로 결합되는 것에 있어서, 종래에는 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품을 시간차를 두고 각각 개별적으로 가열해서 용융시켰고, 또한 플라스틱 부품을 플라스틱 연료탱크의 외부에서 가열해서 용융시킨 다음 플라스틱 연료탱크의 내부로 이동시켜서 플라스틱 연료탱크의 융착부에 열융착으로 결합하였던 바, 이로 인해 플라스틱 연료탱크의 융착부 및 플라스틱 부품의 가열 후 실질적으로 두 부품끼리 열융착이 되기까지 지연시간이 과다 소요되는 단점이 있고, 이 결과 응고가 진행 후 열융착 결합됨에 따라 불량 결합율이 높아지는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2009-0060809호

본 발명은, 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품이 열융착으로 결합되는 것에 있어서, 플라스틱 연료탱크의 안쪽면 중에서 플라스틱 부품이 결합되는 융착부와 플라스틱 부품의 융착면이 연료탱크의 내부에서 동시에 가열됨으로써 용융되도록 하고, 용융후 바로 열융착 결합이 이루어지도록 함으로써, 플라스틱 연료탱크의 융착부 및 플라스틱 부품의 가열 후 열융착으로 결합되기까지의 지연시간을 크게 축소시킬 수 있도록 하고, 이를 통해 열융착 결합의 불량률을 최소화할 수 있는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합시키기 위한 열융착장치에 있어서, 직선 이동하는 실린더로드를 구비한 실린더; 상기 실린더로드와 결합되고 축회전하는 제1축 및 제1축과 결합된 제1로터리축을 구비한 제1로터리 액추에이터; 상기 제1로터리 액추에이터와 결합되고 축회전하는 제2축 및 제2축과 결합된 제2로터리축을 구비한 제2로터리 액추에이터; 상기 제2로터리축에 결합되어서 플라스틱 부품을 잡아서 고정하는 그리퍼; 및 상기 제1로터리축에 결합된 것으로 플라스틱 연료탱크의 안쪽면중에서 플라스틱 부품이 결합되는 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하는 용융유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더는 로봇암과 결합된 바디프레임에 고정되게 결합되고; 상기 바디프레임에는 가이드가 결합되며; 상기 가이드는 제1로터리 액추에이터와 연결되어서 제1로터리 액추에이터의 직선 이동을 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기 그리퍼에 플라스틱 부품을 고정시키는 작업은 플라스틱 연료탱크의 외부에서 진행되고; 상기 용융유니트를 이용해서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하는 작업은 플라스틱 연료탱크의 내부에서 진행되는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더로드의 직선 이동시 제1,2로터리 액추에이터와 그리퍼 및 용융유니트는 플라스틱 연료탱크에 형성된 탱크구멍을 통해서 플라스틱 연료탱크의 내부로 삽입되거나 밖으로 인출되도록 동작하는 것을 특징으로 한다.

상기 용융유니트에 의해서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면이 동시에 가열되어서 용융되고 난 다음 플라스틱 부품의 융착면이 플라스틱 연료탱크의 융착부에 접촉해서 열융착으로 결합될 때에 열융착의 결합력을 측정하는 로드셀;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용융유니트는 전원 인가시 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하도록 적외선을 발생하는 제1램프 및 제2램프; 상기 제1,2램프에서 발생된 적외선을 플라스틱 연료탱크의 융착부 및 플라스틱 부품의 융착면으로 각각 모아주는 제1반사체와 제2반사체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1램프의 적외선과 제2램프의 적외선은 조사방향이 서로 반대가 되도록 구성되고; 상기 제1램프와 제2램프사이에 단열재가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 플라스틱 연료탱크의 내부에서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면사이에 용융유니트가 위치해서 융착부와 융착면을 동시에 가열하고; 상기 융착부와 융착면의 동시 가열이 완료되고 난 다음 용융유니트는 제1로터리 액추에이터의 작동에 의해서 융착부와 융착면사이의 공간에서 벗어난 위치로 이동하고; 상기 용융유니트의 이동 후 실린더로드가 길이가 짧아지도록 직선 이동할 때에 융착면을 융착부에 접촉시켜서 플라스틱 부품을 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 열융착으로 결합시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합시키기 위한 방법으로, 상기 플라스틱 연료탱크의 외부에서 플라스틱 부품을 그리퍼에 고정시키는 단계; 상기 그립퍼에 고정된 플라스틱 부품과 융융유니트를 플라스틱 연료탱크의 내부로 이동시키는 단계; 상기 플라스틱 연료탱크의 내부에서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 용융유니트를 이용해서 동시에 가열하는 단계; 및 상기 융착부와 융착면의 가열을 완료하고 난 후 융착면을 융착부에 접촉시키면서 플라스틱 부품을 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 열융착으로 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품이 열융착으로 결합되고 난 다음 그립퍼와 융융유니트는 플라스틱 연료탱크의 외부로 인출되는 것을 특징으로 한다.

상기 그리퍼와 융융유니트는 플라스틱 연료탱크에 형성된 탱크구멍을 통해서 플라스틱 연료탱크의 내외부로 이동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예는, 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합하는 것에 있어서, 플라스틱 연료탱크의 안쪽면 중에서 플라스틱 부품이 결합되는 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 용융유니트를 이용해서 연료탱크의 내부에서 동시에 가열해서 용융시키고, 용융후 플라스틱 연료탱크의 융착부에 플라스틱 부품의 융착면을 바로 열융착으로 결합시키는 것으로, 이를 통해 본 발명은 플라스틱 연료탱크의 융착부 및 플라스틱 부품의 가열 후 실질적으로 융착 결합이 시작되는 시점까지의 시간을 대폭 줄일 수 있게 됨에 따라 융착 결합력을 크게 강화시킬 수 있게 됨으로써 제작 완료된 플라스틱 연료탱크의 불량을 없앨 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 열융착장치의 작동과정 및 열융착 결합방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치 및 이를 이용한 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법에 대해 살펴보기로 한다.

플라스틱 수지의 패리슨을 금형에 넣고 블로잉 성형해서 특정 형상을 가지는 플라스틱 연료탱크를 제작하고, 제작 후 냉각과정을 거친 플라스틱 연료탱크(1)의 소정부위에는 도 1에 도시된 바와 같이 연료펌프의 장착을 위한 소정크기의 탱크구멍(1a)이 가공 형성된다.

탱크구멍(1a)이 형성된 플라스틱 연료탱크(1)는 열융착 작업을 위한 지그(2)에 고정되고, 본 발명에 따른 열융착장치(3)는 로봇암(4)과 결합되어서 로봇암(4)의 작동에 의해 지그(2)에 고정된 플라스틱 연료탱크(1)쪽으로 이동하게 된다.

본 발명에 따른 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치(3)는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 직선 이동하는 실린더로드(11)를 구비한 실린더(10); 상기 실린더로드(11)와 결합되고 축회전하는 제1축(21) 및 제1축(21)과 결합된 제1로터리축(22)을 구비한 제1로터리 액추에이터(20); 상기 제1로터리 액추에이터(20)와 결합되고 축회전하는 제2축(31) 및 제2축(31)과 결합된 제2로터리축(32)을 구비한 제2로터리 액추에이터(30); 상기 제2로터리축(32)에 결합되어서 플라스틱 부품(5)을 잡아서 고정하는 그리퍼(40); 및 상기 제1로터리축(22)에 결합된 것으로 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면중에서 플라스틱 부품(5)이 결합되는 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 동시에 가열하는 용융유니트(50);를 포함한다.

상기 실린더(10)는 로봇암(4)과 결합된 바디프레임(60)에 고정되게 결합되고, 상기 바디프레임(60)에는 가이드(61)가 결합되며, 상기 가이드(61)에는 제1로터리 액추에이터(20)가 결합되는 바, 상기 가이드(61)는 제1로터리 액추에이터(20)의 안정적인 결합구조를 제공함과 더불어 제1로터리 액추에이터(20)의 직선 이동을 안내하는 역할을 한다.

상기 가이드(61)는 제1로터리 액추에이터(20)와 암수의 결합구조로 결합되는 고조인 바, 일예로 도 2의 도시상태에서 상하방향으로 연장되는 레일홈이 가이드에 형성되면 이와 마주하는 제1로터리 액추에이터(20)에는 레일홈에 끼워지는 레일돌기가 상하방향으로 연장되게 형성된 구조가 될 수 있다.

플라스틱 부품(5)은 밸브기구 또는 호스 등을 고정하기 위한 클램핑기구 등이 포함될 수 있다.

실린더(10)와 제1,2로터리 액추에이터(20,30) 및 그리퍼(40)는 공압, 유압, 전동식 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

실린더(10)의 작동에 의해 실린더로드(11)는 도 2의 도시상태에서 아래로 하강하거나 또는 도 4의 도시상태에서 위로 상승하는 작동을 하게 된다.

제1로터리 액추에이터(20)는 실린더로드(11)의 직선 이동시 가이드(61)에 가이드된 상태로 상하로 직선 이동하고, 제1로터리 액추에이터(20)에 결합된 제2로터리 액추에이터(30)도 함께 이동하게 된다.

도 2를 참고하면 제2로터리 액추에이터(30)는 제1로터리 액추에이터(20)의 뒤쪽에 위치한 상태이지만 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 위치에서 제1로터리 액추에이터(20)와 직접 결합되거나 또는 브라켓 등을 이용해서 간접적으로 연결되게 구성될 수 있다.

제1로터리 액추에이터(20)의 작동시 제1축(21)은 동력을 전달받아서 시계방향 또는 반시계방향으로 축회전하고, 제1축(21)의 축회전에 의해서 제1로터리축(22)은 도 2의 도시상태에서 우측으로 회전하거나 또는 도 5의 도시상태에서 좌측으로 회전할 수 있는 바, 즉 제1로터리축(22)은 180도 방향으로 회전이 가능한 구조이다.

제1로터리축(22)이 도 2의 도시상태에서 우측으로 회전해서 도 5의 도시상태가 될 때 제1로터리축(22)은 제2축(31)과 간섭되지 않는다.

제2로터리 액추에이터(30)의 작동시 제2축(31)은 동력을 전달받아서 시계방향 또는 반시계방향으로 축회전하고, 제2축(31)의 축회전에 의해서 제2로터리축(32)은 도 2의 도시상태에서 우측으로 회전하거나 또는 도 5의 도시상태에서 좌측으로 회전할 수 있는 바, 즉 제2로터리축(32)은 180도 방향으로 회전이 가능한 구조이다.

제2로터리축(32)이 단부에 그리퍼(40)가 결합되고, 상기 그리퍼(40)는 도 2 및 도 5의 상태와 같이 융착유니트(50)의 하부에 위치하는 구조가 되어야 하는 바, 이를 위해 제2축(31) 또는 제2로터리축(32) 중 하나 이상은 일정한 각도 또는 곡률을 갖도록 휘어진 형상이 될 수 있으며, 물론 이때에도 제2축(31)은 제1로터리축(22)의 회전시에 제1로터리축(22)과 간섭이 발생되지 않는 구조이다.

본 발명에 따른 장치를 사용하는 경우 그리퍼(40)에 플라스틱 부품(5)을 고정시키는 작업은 도 2에서와 같이 플라스틱 연료탱크(1)의 외부에서 진행되고, 용융유니트(50)를 이용해서 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5)을 동시에 가열하는 작업은 도 5에서와 같이 플라스틱 연료탱크(1)의 내부에서 진행된다.

본 발명에 따른 장치는 실린더로드(11)의 직선 이동시 제1,2로터리 액추에이터(20,30)와 그리퍼(40) 및 용융유니트(50)는 플라스틱 연료탱크(1)에 형성된 탱크구멍(1a)을 통해서 플라스틱 연료탱크(1)의 내부로 삽입되거나 또는 밖으로 인출되도록 동작을 한다.

본 발명에 따른 장치는 용융유니트(50)에 의해서 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)이 동시에 가열되어서 용융되고 난 다음 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)이 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)에 접촉해서 열융착으로 결합될 때에 열융착의 결합력을 측정하는 로드셀(70)을 더 포함한다.

본 발명에 따른 장치를 이용해서 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)이 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)에 열융착으로 결합될 때에 결합력이 너무 강하면 플라스틱 연료탱크(1) 또는 플라스틱 부품(5)의 형상에 외곡이 발생할 우려가 있고, 반대로 결합력이 너무 약하면 플라스틱 부품(5)의 결합불량이 발생할 우려가 있는 바, 이를 방지하기 위해 로드셀(70)을 장착해서 플라스틱 부품(5)의 열융착 결합력을 측정하고 이를 통해서 플라스틱 부품(5)이 최적의 결합력으로 결합되도록 함으로써 플라스틱 연료탱크(1)의 품질을 한층 더 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 로드셀(70)은 그리퍼(40)에 구비된 것이 일예로서 도시되어 있지만, 플라스틱 부품(5)의 열융착 결합력을 측정할 수 있다면 실린더(10) 등과 같은 다양한 위치에 구성할 수도 있다.

용융유니트(50)는 전원 인가시 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 동시에 가열하도록 적외선을 발생하는 제1램프(51) 및 제2램프(52), 상기 제1,2램프(51,52)에서 발생된 적외선을 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b) 및 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)으로 각각 모아주는 제1반사체(53)와 제2반사체(54)를 포함한다.

상기 제1,2반사체(53,54)는 제1램프(51) 및 제2램프(52)의 후방으로 산란되는 빛을 전방으로 되반사시키는 역할을 하는 것으로 미러(mirror)인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 용융유니트(50)는 제1,2램프(51,52)를 이용해서 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)과 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 동시에 가열해서 융융시켜주는 구성인 바, 이를 위해 제1램프(51)에서 출사되는 적외선과 제2램프(52)에서 출사되는 적외선은 조사방향이 서로 반대가 되는 구성으로, 즉 제1,2램프(51,52)는 상하방향으로 서로 반대를 향하는 180도 방향으로 배치된 구조이다.

그리고, 제1램프(51)와 제2램프(52)사이에는 단열재(55)가 구비되는 바, 상기 단열재(55)는 제1램프(51)에서 발생한 열이 제2램프(52)쪽으로 전달되는 것을 방지하고, 반대로 제2램프(52)에서 발생한 열이 제1램프(51)쪽으로 전달되는 것을 방지함으로써, 제1,2램프(51,52)의 과열을 방지하고 이를 통해 제1,2램프(51,52)의 수명연장 효과를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열융착장치(3)를 이용해서 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면에 플라스틱 부품(5)을 열융착으로 결합시키기 위한 방법으로, 상기 플라스틱 연료탱크(1)의 외부에서 플라스틱 부품(5)을 그리퍼(40)에 고정시키는 단계; 상기 그립퍼(40)에 고정된 플라스틱 부품(5)과 융융유니트(50)를 플라스틱 연료탱크(1)의 내부로 이동시키는 단계; 상기 플라스틱 연료탱크(1)의 내부에서 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 용융유니트(50)를 이용해서 동시에 가열하는 단계; 및 상기 융착부(1b)와 융착면(5a)의 가열을 완료하고 난 후 융착면(5a)을 융착부(1b)에 접촉시키면서 플라스틱 부품(5)을 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면에 열융착으로 결합시키는 단계;를 포함한다.

상기 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면에 플라스틱 부품(5)이 열융착으로 결합되고 난 다음 그립퍼(40)와 융융유니트(50)는 플라스틱 연료탱크(1)의 외부로 인출되는 바, 상기 그리퍼(40)와 융융유니트(50)는 플라스틱 연료탱크(1)에 형성된 탱크구멍(1a)을 통해서 플라스틱 연료탱크(1)의 내외부로 이동하게 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

플라스틱 수지의 패리슨을 금형에 넣고 블로잉 성형해서 특정 형상을 가지는 플라스틱 연료탱크(1)를 제작한 다음, 이후의 공정에서 냉각과정을 거친 후 플라스틱 연료탱크(1)의 소정부위에 도 1과 같이 연료펌프의 장착을 위한 소정크기의 탱크구멍(1a)을 가공한다.

탱크구멍(1a)이 형성된 플라스틱 연료탱크(1)는 열융착 작업을 위한 지그(2)에 고정되고, 열융착장치(3)는 로봇암(4)과 결합되어서 로봇암(4)의 작동에 의해 도 2와 같이 지그(2)에 고정된 플라스틱 연료탱크(1)의 탱크구멍(1a)쪽으로 이동하게 되며, 도 3과 같이 그리퍼(40)를 이용해서 열융착 결합을 위한 플라스틱 부품(5)을 고정하게 된다.

그리퍼(40)를 이용해서 플라스틱 부품(5)을 고정하고 나면 도 4와 같이 실린더(10)의 작동에 의해 실린더로드(11)가 아래로 하강하게 되고, 제1로터리 액추에이터(20)는 가이드(61)에 가이드된 상태로 아래로 하강하고, 제1로터리 액추에이터(20)에 결합된 제2로터리 액추에이터(30)도 함께 하강하며, 이때 그리퍼(40)에 고정된 플라스틱 부품(5)과 용융유니트(50)는 플라스틱 연료탱크(1)에 형성된 탱크구멍(1a)을 통해서 플라스틱 연료탱크(1)의 내부로 삽입된다.

그리퍼(40)에 고정된 플라스틱 부품(5)과 용융유니트(50)가 플라스틱 연료탱크(1)의 내부로 삽입되고 나면 제1로터리 액추에이터(20)가 작동하게 되고, 제1축(21)은 동력을 전달받아서 축회전하고, 제1로터리축(22)과 용융유니트(50)는 도 5와 같이 우측으로 180도 회전하게 되며, 또한 제2로터리 액추에이터(30)의 작동에 의해 제2축(31)이 축회전하고, 제2로터리축(32)과 그리퍼(40) 및 그리퍼(40)에 고정된 플라스틱 부품(5)도 우측으로 180도 회전하게 된다.

제1로터리축(22)의 회전시에 제1로터리축(22)은 제2축(31)과 간섭되지 않기에 회전이 원활하게 진행된다.

도 5와 같이 제1,2로터리축(22,32)의 회전이 완료되고 나면 용융유니트(50)의 제1램프(51)는 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면중에서 융착부(1)와 대면하게 되고, 제2램프(52)는 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)과 대면하게 되는 바, 이후에 용융유니트(50)로 전원이 인가되면 제1,2램프(51,52)에서 발생된 적외선에 의해서 융착부(1)와 융착면(5a)이 가열되어서 용융된다.

이와 같이 융착부(1)와 융착면(5a)이 충분히 용융되고 나면 제1,2램프(51,52)를 오프(OFF)시킨 후, 제1로터리 액추에이터(20)를 작동시켜서 도 6과 같이 제1로터리축(22)과 용융유니트(50)를 좌측으로 180도 회전시키게 되는 바, 이로 인해 용융유니트(50)는 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)사이의 위치하고 있던 상태에서 다른 위치로 이동한 상태가 된다.

도 6과 같이 용융유니트(50)의 이동이 완료되고 나면 실린더(10)의 작동에 의해 실린더로드(11)는 도 7과 같이 상승하게 되고, 실린더로드(11)의 상승에 의해서 제1,2로터리 액추에이터(20,30)도 함께 상승하게 되며, 이 과정에서 그리퍼(40)에 고정된 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)은 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1)와 접촉하면서 열융착에 의한 결합이 진행된다.

열융착시의 결합력은 로드셀(70)에 의해 측정되고 이때의 측정값은 제어기로 전달되며 제어기는 로드셀(70)의 측정값을 이용해서 실린더(10)의 작동 즉 실린더로드(11)의 상승 이동을 제어함으로써 융착시의 결합력을 최적의 상태로 제어할 수 있게 된다.

도 7과 같이 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1)에 플라스틱 부품(5)의 열융착 결합이 완료되고 나면 그리퍼(40)를 해제해서 플라스틱 부품(50)의 고정 상태를 풀어주게 되고, 제2로터리 액추에이터(30)의 작동에 의해서 제2로터리축(32)과 그리퍼(40)는 도 8과 같이 좌측으로 180도 회전되어서 탱크구멍(1a)과 일직선 상태로 위치하게 된다.

도 8의 상태에서 실린더(10)의 작동에 의해 실린더로드(11)가 상승하게 되면 최종적으로 그리퍼(40) 및 용융유니트(50)는 도 9와 같이 플라스틱 연료탱크(1)의 탱크구멍(1a)을 통해서 플라스틱 연료탱크(1)의 외부로 인출되어서 초기 위치로 복귀하게 한 후 다음번의 작업을 준비하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면에 플라스틱 부품(5)을 열융착으로 결합하는 것에 있어서, 플라스틱 연료탱크(1)의 안쪽면 중에서 플라스틱 부품(5)이 결합되는 융착부(1b)와 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 용융유니트(50)를 이용해서 연료탱크(1)의 내부에서 동시에 가열해서 용융시키고, 용융후 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b)에 플라스틱 부품(5)의 융착면(5a)을 바로 열융착으로 결합시키는 발명으로, 이를 통해 본 발명은 플라스틱 연료탱크(1)의 융착부(1b) 및 플라스틱 부품(5)의 가열 후 실질적으로 융착 결합이 시작되는 시점까지의 시간을 대폭 줄일 수 있게 됨에 따라 융착 결합력을 크게 강화시킬 수 있게 됨으로써 제작 완료된 플라스틱 연료탱크(1)의 불량을 없앨 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 플라스틱 연료탱크 1a - 탱크구멍
1b - 융착부 3 - 열융착장치
5 - 플라스틱 부품 5a - 융착면
10 - 실린더 20 - 제1로터리 액추에이터
30 - 제2로터리 액추에이터 40 - 그리퍼
50 - 융착유니트 60 - 바디프레임
70 - 로드셀

Claims

플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합시키기 위한 열융착장치에 있어서,
직선 이동하는 실린더로드를 구비한 실린더;
상기 실린더로드와 결합되고 축회전하는 제1축 및 제1축과 결합된 제1로터리축을 구비한 제1로터리 액추에이터;
상기 제1로터리 액추에이터와 결합되고 축회전하는 제2축 및 제2축과 결합된 제2로터리축을 구비한 제2로터리 액추에이터;
상기 제2로터리축에 결합되어서 플라스틱 부품을 잡아서 고정하는 그리퍼; 및
상기 제1로터리축에 결합된 것으로 플라스틱 연료탱크의 안쪽면중에서 플라스틱 부품이 결합되는 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하는 용융유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더는 로봇암과 결합된 바디프레임에 고정되게 결합되고;
상기 바디프레임에는 가이드가 결합되며;
상기 가이드는 제1로터리 액추에이터와 연결되어서 제1로터리 액추에이터의 직선 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 그리퍼에 플라스틱 부품을 고정시키는 작업은 플라스틱 연료탱크의 외부에서 진행되고;
상기 용융유니트를 이용해서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하는 작업은 플라스틱 연료탱크의 내부에서 진행되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더로드의 직선 이동시 제1,2로터리 액추에이터와 그리퍼 및 용융유니트는 플라스틱 연료탱크에 형성된 탱크구멍을 통해서 플라스틱 연료탱크의 내부로 삽입되거나 밖으로 인출되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용융유니트에 의해서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면이 동시에 가열되어서 용융되고 난 다음 플라스틱 부품의 융착면이 플라스틱 연료탱크의 융착부에 접촉해서 열융착으로 결합될 때에 열융착의 결합력을 측정하는 로드셀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용융유니트는 전원 인가시 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 동시에 가열하도록 적외선을 발생하는 제1램프 및 제2램프;
상기 제1,2램프에서 발생된 적외선을 플라스틱 연료탱크의 융착부 및 플라스틱 부품의 융착면으로 각각 모아주는 제1반사체와 제2반사체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1램프의 적외선과 제2램프의 적외선은 조사방향이 서로 반대가 되도록 구성되고;
상기 제1램프와 제2램프사이에 단열재가 구비된 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 3에 있어서,
상기 플라스틱 연료탱크의 내부에서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면사이에 용융유니트가 위치해서 융착부와 융착면을 동시에 가열하고;
상기 융착부와 융착면의 동시 가열이 완료되고 난 다음 용융유니트는 제1로터리 액추에이터의 작동에 의해서 융착부와 융착면사이의 공간에서 벗어난 위치로 이동하고;
상기 용융유니트의 이동 후 실린더로드가 길이가 짧아지도록 직선 이동할 때에 융착면을 융착부에 접촉시켜서 플라스틱 부품을 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 열융착으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품 결합용 열융착장치.
청구항 1의 장치를 이용해서 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품을 열융착으로 결합시키기 위한 방법으로,
상기 플라스틱 연료탱크의 외부에서 플라스틱 부품을 그리퍼에 고정시키는 단계;
상기 그립퍼에 고정된 플라스틱 부품과 융융유니트를 플라스틱 연료탱크의 내부로 이동시키는 단계;
상기 플라스틱 연료탱크의 내부에서 플라스틱 연료탱크의 융착부와 플라스틱 부품의 융착면을 용융유니트를 이용해서 동시에 가열하는 단계; 및
상기 융착부와 융착면의 가열을 완료하고 난 후 융착면을 융착부에 접촉시키면서 플라스틱 부품을 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 열융착으로 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법.
청구항 9에 있어서,
상기 플라스틱 연료탱크의 안쪽면에 플라스틱 부품이 열융착으로 결합되고 난 다음 그립퍼와 융융유니트는 플라스틱 연료탱크의 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법.
청구항 10에 있어서,
상기 그리퍼와 융융유니트는 플라스틱 연료탱크에 형성된 탱크구멍을 통해서 플라스틱 연료탱크의 내외부로 이동하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 연료탱크와 플라스틱 부품의 결합방법.