JP3295942B2 - 基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置 - Google Patents

基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置

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JP3295942B2
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glass
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弘俊 藤原
芳雄 佐々木
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は珪素を含む材料で形成された基体に硬質の樹
脂製品を溶着する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、ウインドガラス10は車体の取付部
11にウレタンシーラ12により接着され、ウインドガラス
10の縁部に取付けられたウレタンシーラ12が車内を気密
に保つ。このウインドガラス10の所定の位置には予めス
トッパ14が接着されており、このストッパ14が取付部11
に形成された開口部15に挿入されて、ウレタンシーラ12
が硬化するまでウインドガラス10を所定の位置に仮止め
する（実開平６−32132号公報）。
【０００３】 従来、ストッパ14をウインドガラス10に接着するに
は、ウレタン接着剤又は両面テープを使用している。し
かし、ウレタン接着剤は乾燥するのに時間がかかるた
め、ウレタン接着剤が乾燥するまでウインドガラス10を
置くためのスペース等が必要となり、コスト増の原因と
なる。これに対して両面テープを使用する場合、特別の
設備は不用であり、また安価である。しかし、両面テー
プの接着力は弱いため、ウインドガラス10の重量がスト
ッパ14に加えられたときに、ストッパ14がウインドガラ
ス10から取れるおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、安価に、硬質の樹脂製品を基体に強
固に接着できる、基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シランカップリング剤を含むプライマーを
塗布した基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置であっ
て、前記樹脂製品を保持可能なホーンを備えた溶着ガン
であって、前記ホーンは外部と連通する穴が形成され
た、前記樹脂製品の少なくとも一部を収容可能な凹部を
備えた前記溶着ガンと、移動可能に前記ホーンの下方に
配置され、前記ホーンとの間で基体を挟持するための挟
持台と、前記溶着ガン及び前記挟持台を相対的に移動さ
せ、前記気体のプライマー塗布部分に前記樹脂製品を接
触させて加圧する移動手段と、入力された信号に応じて
前記ホーンを超音波振動させる変換器と、前記ホーンに
形成された前記穴に連結された吸引器と、を備えた基体
に硬質の樹脂製品を溶着する装置である。
【０００６】 本発明によれば、移動手段により溶着ガン及び挟持台
を相対的に移動させてホーンと挟持台の間に基体を挟持
する。次に、溶着ガンにより樹脂製品を基体上の所定の
位置に保持させながら、変換器により入力された信号に
応じてホーンを超音波振動させて樹脂製品を基体に溶着
する。
【０００７】 本発明の反応機構は以下のように推論される。プライ
マー中に含まれるシランカップリング剤が空気中の水分
により加水分解してシラノールとなる。このシラノール
が基体表面上のシラノールと脱水縮合したり、基体表面
のシラノールと水素結合する。或いは、シランカップリ
ング剤のアルコキン基が基体表面に吸着される。これに
よって、プライマーが基体に接着される。一方、プライ
マーと樹脂製品とは、振動による樹脂製品の溶融によっ
て溶着される。
【０００８】 プライマーと基体とが化学反応によって接着し、プラ
イマーと樹脂製品とが溶着するため、樹脂製品は基体に
強固に固着される。従って、樹脂製品に力が加えられた
ときでも、樹脂製品が基体から取れにくい。
【０００９】 また、溶着は短時間で行えるため、接着剤を使用する
場合に必要であった特別のスペースが不要であり、安価
に樹脂製品を基体に溶着することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、珪素を含む基体に硬質の樹脂製品を溶着する方
法を説明する。
【００１１】 本発明では、珪素を含む基体の表面にプライマーを塗
布する。
【００１２】 ここで、珪素を含む基体は、ガラスのような珪素を含
むセラミックスで形成することができる。本発明に使用
できるガラスには、珪素ガラス、珪素を含む水素結合ガ
ラス、ケイ酸塩ガラス（例えば、ケイ酸ガラス、ケイ酸
アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、
鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガ
ラス）のような酸化物ガラスが含まれる。
【００１３】 プライマーはシランカップリング剤を含む。シランカ
ップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、３−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、２−（3,4−エポキ
シシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−２
−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙
げられる。
【００１４】 プライマーは、シランカップリング剤の他、ポリアミ
ド、エポキシ化合物及びPVCのような樹脂製品の材料の
溶解性パラメーターと同様の溶解性パラメーターを有す
る材料、並びにエタノールその他の溶剤等を含むことが
できる。樹脂製品の材料の溶解性パラメーターと同様の
溶解性パラメーターを有する材料は、樹脂製品とプライ
マーとの接着力を向上することができる。
【００１５】 塗布方法としては、刷毛やローラによる塗布方法、デ
ィップコーティング法、スプレーコーティング法等を使
用することができる。
【００１６】 プライマーを迅速に乾燥させるために、プライマーを
塗布する前に基体をヒーターや温風等により予め加熱す
ることが好ましい。
【００１７】 次に、本発明では、プライマーの塗布部に硬質の樹脂
製品に接触させる。硬質の樹脂製品は塩化ビニル樹脂
（PVC）又はポリブチレンテレフタレート（PBT）等の熱
可塑性樹脂で形成することができる。
【００１８】 溶着時間を短縮するには、プライマーと樹脂製品との
間に溶着促進層を介在させることが好ましい。溶着促進
層は樹脂製品の材料との相溶性がよく、且つ樹脂製品の
材料より短時間で溶融する軟質の材料、例えば、軟質PV
C等で形成されることが好ましい。軟質PVCは溶着を促進
する他、衝撃吸収機能をも有する。
【００１９】 さらに、本発明では、樹脂製品を加圧しつつ振動させ
て樹脂製品を基体に溶着する。ここで、溶着のときの周
波数は適宜選択することができる。一例として、20kHz
以上の超音波、８〜80MHzの高周波、100〜120Hzの周波
数等を使用することができる。
【００２０】 また、溶着のときの加圧力及び溶着時間は実験等によ
って適宜選択することができる。
【００２１】 図１は加圧力を1.5kgf/cm2、ガラスの温度を50℃、周
波数を40kHzにそれぞれ設定したときの超音波の溶着時
間と溶着強度との関係を表す。この図１から、３秒まで
は溶着時間が長いほど接着強度が強くなるが、３秒を超
えると溶着時間が長いほど接着強度が低下することがわ
かる。これは、樹脂が約３秒で溶融しており、３秒を超
えて溶着を行うと、溶着時の加圧によりホーンが溶融し
た樹脂に食い込んで、部分的に樹脂の厚みが薄くなるた
めと考えられる。従って、上記の条件の下では、強い接
着強度及び低エネルギーの点から、溶着時間は0.5〜3.0
秒が適当であると考えられる。
【００２２】 また、図２は、加圧力を1.5kgf/cm2、溶着時間を0.5
秒、周波数を40kHzにそれぞれ設定したときの、ガラス
の温度と接着強度との関係を表す。この図２から、約70
℃まではガラスの温度が高いほど接着強度は強くなる
が、ガラスの温度が80℃以上になると、ガラスの温度が
70℃のときと比較して接着強度が変わらないことがわか
る。これは、ガラスの温度が80℃以上になるとホーンの
食い込みが生じるためと考えられる。従って、上記の条
件の下では、ガラスの温度は約70℃が最適と考えられ
る。
【００２３】 本発明で実施される珪素を含む基体に硬質の樹脂製品
を溶着する方法は、フロントガラスに樹脂製ストッパを
溶着する他に、昇降式ドアガラスに樹脂製ガラスホルダ
を溶着する場合、フロントガラスにインナリヤビュミラ
ーの樹脂製ステーを溶着する場合、高層建築の窓ガラス
に樹脂製品を溶着する場合等に適用することができる。
【００２４】 次に、本発明で実施されるウインドガラスの製造方法
を説明する。
【００２５】 図３にはウインドガラス10用のガラス基体20に溶着さ
れる硬質の樹脂製品であるストッパ14が示されている。
ストッパ14はPBT又は硬質PVCで形成されており、略直方
体状の基部14Aと基部14Aの側面から水平に延出するアー
ム14B、14Cと、基部14Aの上面から上方に延出する爪部1
4Dとで構成されている。また、このストッパ14の底面
は、溶着を促進するため板状の軟質PVCシート22に接着
されている。
【００２６】 本発明では、図４に示すように、まずガラス基体20の
所定の位置にシランカップリング剤を含むプライマー24
を塗布する。
【００２７】 ガラス基体20に使用されるガラスには、車両用ガラス
として公知のもの、例えば、合わせガラス及び強化ガラ
スが含まれる。
【００２８】 また、シランカップリング剤及びこれを含むプライマ
ー24には前述のものを使用することができる。
【００２９】 プライマー24は所定の狭い範囲に選択的に塗布される
ことが必要であるため、刷毛を使用することが好まし
い。刷毛の材料としては公知のものを使用することがで
きるが、耐久性のよい合成繊維が好ましい。
【００３０】 プライマー24を迅速に乾燥させるために、プライマー
24を塗布する前にガラス基体20を予め温風等により加熱
することが好ましい。
【００３１】 次に、本発明では、図３及び図５に示すように、ガラ
ス基体20のプライマー24が塗布された位置にストッパ14
を載置し、ストッパ14を加圧しつつ振動させて、ガラス
基体20にストッパ14を溶着する。
【００３２】 ここで、使用する周波数、加圧力及び溶着時間は適宜
選択することができる。
【００３３】 次いで、本発明では、図５及び図６に示すように、ガ
ラス基体20の縁部にモール13を貼り付ける。
【００３４】 モール13は、モールの材料として従来公知のもので形
成することができる。
【００３５】 モール13の貼付けには接着剤及び接着テープ等を使用
することができる。
【００３６】 図５にはこの方法により製造されたウインドガラス10
が示されている。このウインドガラス10では、ストッパ
14は、ガラス基体20の角近傍に溶着されている。
【００３７】 図７から図18には、上記の方法に使用できる、本発明
の実施の形態の溶着装置30が示されている。図７に示す
ように、溶着装置30は上方に配置された支持台32と、バ
ランサー34と、溶着部36と、超音波発生器38（図８）
と、操作スイッチ40（図８）と、コントローラ41（図1
3）とを備えている。
【００３８】 図７に示すように、バランサー34は、略円筒状で外周
の下端部に開口（図示省略）が形成された本体42Aと、
本体42Aの上部から真上に延びるロッド状の支持部42Bと
を備えている。本体42Aの内部には常時ワイヤを巻取方
向に付勢するワイヤ巻取器（図示省略）及びこのワイヤ
巻取器に巻き取られたワイヤ44が収容されている。ワイ
ヤ44の一端は本体42Aに形成された開口から露出してお
り、ワイヤ44を下方に引っ張ると、ワイヤ巻取器が自動
的にワイヤ44を巻き取るようになっている。
【００３９】 支持台32は水平に配置された筐体状のエアシリンダ46
を備えており、エアシリンダ46の両端部はエアシリンダ
46の軸方向と直交する方向に配置された一対の板48A、4
8Bに連続している。エアシリンダ46の下部には軸方向に
沿って図示しないスリットが形成されており、バランサ
ー34の支持部42Bの上端部がこのスリットを貫通してエ
アシリンダ46内に収容されている。また、エアシリンダ
46の上面の両端部近傍の位置には開口が形成されてお
り、これらの開口にはエアホース50A、50Bが取付けられ
ている。エアホース50A、50Bはソレノイドバルブ52を介
して第１エアー源54に接続されており、エアホース50
A、50Bからエアシリンダ46内にエアーを送ることによ
り、バランサー34がエアシリンダ46に沿って移動できる
ようになっている。また、エアホース50A、50Bが取付け
られた開口より中央側、且つエアシリンダ46の内側には
バランサー34の位置を検出するためのリミットスイッチ
56A、56Bが設けられている。
【００４０】 一方、バランサー34の本体42Aから露出したワイヤ44
の端部は溶着部36と連結しており、これによって溶着部
36を図７に実線で示される上方の位置（待機位置）から
下方の位置まで移動できると共に、バランサー34の水平
移動に伴って溶着部86を水平に移動できるようになって
いる。
【００４１】 溶着部36の上端部及びバランサー34の下端部には、溶
着部36の上端部とバランサー34の下端部との間隔が所定
値以下になったことを検出する近接スイッチ37A、37Bが
取付けられており、これにより溶着部36が下方の位置か
ら待機位置に戻ったことを確認できるようになってい
る。
【００４２】 図９に示すように、溶着部36は、垂直に配置された円
筒状のロアケース58を備えており、ロアケース58の上端
部及び中央部からは一対の板状のベース60A、60Bが水平
に延出している。ベース60A、60Bには、真上から見たと
きに同じ位置に円形の穴が形成されており、これらの穴
の径と略同じ外径を有する略円筒状の溶着ガン62がこれ
らの穴を貫通し、この溶着ガン62がロアケース58と平行
になるようにベース60A、60Bに支持されている。
【００４３】 溶着ガン62は、電気的な振動を機械的な超音波振動に
変換する円柱状のコンバータ64と、コンバータ64の下部
に接続されたホーン66とを備えている。コンバータ64は
超音波用ケーブル（又は高周波用ケーブル）68を介して
超音波発生器38（図８）に接続されている。一方、図７
から図12に示すように、ホーン66は直方体状の第１基部
70と、第１基部70の下端に連続し、第１基部70より小さ
い直方体状の第２基部72とを備えている。
【００４４】 図10から図12に示すように、第２基部72の底部には樹
脂製品であるストッパ14の形状に対応する凹部72Aが形
成されている。また、ホーン66には、凹部72Aの上部か
ら真上に向かって第１穴72Bが形成され、第１穴72Bの上
端部と交差する水平の第２穴72Cが形成されている。図
９に示すように、第２穴72Cには吸着用ホース74が取付
けられており、吸着用ホース74は、エジェクター76及び
ソレノイドバルブ78を介して第２エアー源80に接続され
ている。これにより、ストッパ14をガラス基体20上に位
置決めするときにホーン66にストッパ14を吸着させるこ
とができるようになっている。
【００４５】 ロアケース58の下部には、シャフト82がその下端がロ
アケース58から露出するように挿入されており、シャフ
ト82の下端部には、ガラス基体20を載置するための支持
台であるベース84が、このベース84がホーン66の下方に
配置されるように水平に取付けられている。また、ベー
ス84には、ガラス基体20のプライマー24の塗布部がホー
ン66の真下に配置されたときにガラス基体20の縁部20A
（図５）と当接する位置に、位置決め用の延出部88が真
上に向かって形成されている。この延出部88はガラス基
体20が延出部88と当接したことを検出するためのマイク
ロスイッチ90を備えている。さらに、ベース84の先端部
にはホーン66がガラス基体20を押圧したときに衝撃を吸
収するためウレタンパッド86が固着されている。
【００４６】 一方、シャフト82の上端部はシリンダロッド92に連結
されている。シリンダロッド92は、その上端部かロアケ
ース58から露出するようにロアケース58内に挿入されて
いる。このシリンダロッド92の上端部には、径方向に延
出しロアケース58の内径よりも大きい径を有するフラン
ジ（図示省略）が形成されており、これによりシリンダ
ロッド92がロアケース58の上端で係止されるようになっ
ている。シリンダロッド92の上方には、ベース60Aの上
面に取付けられ、シリンダロッド92のフランジの径より
も大きい径を有する円柱状の凹部（図示省略）が内部に
形成された箱状のアッパケース94が配置されている。
【００４７】 アッパケース94の側壁94Aには、上端部近傍、下端部
近傍にそれぞれ貫通穴が形成されている。これらの貫通
穴はエアホース96A、96Bに接続され、エアホース96A、9
6Bはソレノイドバルブ98を介して第３エアー源100に接
続されていて、エアホース96A、96Bを介してアッパケー
ス94にエアーを送ることによって、シリンダロッド92を
上下に移動できるようになっている。また、シリンダロ
ッド92の上下移動に伴ってシャフト82が上下移動し、こ
れによりベース84が上下移動して、ベース84とホーン66
との間にガラス基体20を挟持できるようになっている。
【００４８】 また、アッパケース94には、シリンダロッド92が移動
した距離、換言すれば、ベース84とホーン66との間の距
離を測定するためのマグネスケール102が取付けられて
いる。
【００４９】 さらに、図８に示すように、ホーン66の近傍には溶着
によって発生するガスを吸引するためのガス吸引ダクト
104の一端が、溶着ガン62と一体的に移動できるように
配置されている。ガス吸引ダクト104の他端はバキュー
ム式吸引装置106に接続されている。吸引装置106は、エ
ジェクタ108、エジェクタ108に連結されたソレノイドバ
ルブ110、ェジェクタ108に連結され且つ一端が開放され
た管112及びソレノイドバルブ110に連結された第４エア
ー源114を備え、吸引装置106の内部には排ガス中の塩素
等を吸着するための活性炭が装填されている。
【００５０】 溶着部36は、また、ロアケース58及び溶着ガン62を覆
うガス散乱防止のためのカバー116を備え、カバー116に
は作業者が溶着部36を下方に引っ張るときに握るための
把手（図示省略）が取付けられている。
【００５１】 操作スイッチ40は、作業者の一方の手がカバー116に
取付けられた把手を握り且つ他方の手がホーン66とウレ
タンパッド86の間に位置しているときにはこの他方の手
が届かないが、一方の手がカバー116に取付けられた把
手を握り且つ他方の手がホーン66とウレタンパッド86の
間に位置してないときには、把手を握っていない手が届
く位置に配置されている。
【００５２】 図13に示すように、コントローラ41はCPU、メモリ及
びタイマー等を備え、溶着ガン62のコンバータ64に接続
された超音波発生器38、溶着部36のマイクロスイッチ9
0、溶着部86のマグネスケール102、操作スイッチ40、第
３エアー源100、ソレノイドバルブ98に接続されてい
る。
【００５３】 上記構成の溶着装置30の下方はガラス基体20の溶着位
置となっており、上面の所定の位置にプライマー24が塗
布されたガラス基体20をこの溶着位置に搬送すると共に
ストッパ14が溶着されたガラス基体20をこの溶着位置か
ら次の作業位置に搬送するためのコンベア（図示省略）
が設けられている。ガラス基体20は、溶着位置に配置さ
れたときにガラス基体20のプライマー24が塗布された側
の端部20A（図５）が作業者の近くに配置されるように
搬送される。また、溶着装置30は、エアシリンダ46の軸
方向がコンベアの搬送路と略直交するように且つ、ガラ
ス基体20が溶着位置に配置されたときに、作業者側に配
置されたリミットスイッチ（本実施の形態ではリミット
スイッチ56Aが作業者の近くに配置されているものとす
る）が、ガラス基体20のプライマー24が塗布された位置
の真上よりも作業者と反対側に配置されるように配置さ
れている。
【００５４】 図14には、コントローラ41の制御ルーチンを説明する
ためのフローチャートが示されている。
【００５５】 図示しない電源をオンにすると、吸引装置106に接続
された第４エアー源114（図８）及び吸着用ホース74に
接続された第２エアー源80（図９）が駆動して、排気と
吸引が開始される。次いで、溶着位置にガラス基体20が
配置されると、エアシリンダ46（図７）にエアーが送ら
れてバランサー34及び溶着部36が、作業者側に配置され
たリミットスイッチ56Aの真下に配置されて、この制御
ルーチンが開始される。
【００５６】 作業者は、カバー116（図８）に取付けられた図示し
ない把手を介して図７の実線で示される待機位置から斜
め下方側（作業者側）に溶着部36を引っ張り、ストッパ
14をホーン66の下端部に吸着させる。次いで、作業者が
ガラス基体20のプライマー24の塗布部をホーン66とウレ
タンパッド86との間に挟むように且つガラス基体20の端
部20Aが延出部88に当接するようにガラス基体20に溶着
ガン62を取付る。これによりマイクロスイッチ90がオン
になる。
【００５７】 ステップ150では、マイクロスイッチ90がオンになっ
ているか否かを判定し、マイクロスイッチ90がオンにな
っていないときには待機する。一方、マイクロスイッチ
90がオンになっているときにはステップ152に進み、ソ
レノイドバルブ98を開けて、エアーがエアホース96B
（図９）からアッパケース94に注入されエアホース96A
から排出されるように第３エアー源100を駆動して、ベ
ース84を上へ移動させる。
【００５８】 次のステップ154では、マグネスケール102からベース
84とホーン66との間の距離ｋを取り込み、距離ｋが予め
設定された値L0（ガラス基体20の厚みとウレタンパッド
86の厚みとの和）以下であるか否か、換言すれば、ガラ
ス基体20とホーン66又はウレタンパッド86との間に異物
が挟まっているか否かを判定する。ステップ154の判定
が否定されると、ステップ156でベース84の移動を開始
してから所定時間（ベース84が、図９の位置から、ウレ
タンパッド86とホーン66との間の距離がガラス基体20の
厚みと等しくなる位置まで移動するのに必要な時間）が
経過しているか否かを判定する。
【００５９】 ステップ156の判定が否定されるとステップ152に戻
る。また、ステップ156の判定が肯定されると、ステッ
プ158で、エアーがエアホース96A（図９）からアッパケ
ース94に注入されエアホース96Bから排出されるように
第３エアー源100を所定時間駆動させて、ベース84を図
９の位置まで下げ、ステップ152に戻る。
【００６０】 一方、ステップ154の判定が肯定されると、ステップ1
60で第３エアー源100を停止し、ソレノイドバルブ98を
閉じて、ベース84の移動を停止し、ステップ162に進
む。
【００６１】 作業者は、ガラス基体20がホーン66とウレタンパッド
86との間に挟持されると、把手を握った手とは反対側の
手で操作スイッチ40を押すと共に、把手を離す。
【００６２】 ステップ162では、操作スイッチ40が押されたか否か
を判定し、判定が否定された場合には待機し、判定が肯
定された場合にはステップ164で、操作スイッチ40が押
された時から所定時間経過後に、所定時間超音波発生器
38に超音波を発振させる。
【００６３】 超音波発振器38が発振した電気信号は溶着ガン62のコ
ンバータ64に送られて、コンバータ64によって機械的な
超音波振動に変換される。この機械的な超音波振動はホ
ーン66を介して、ストッパ14の底面に接着された軟質PV
Cシート22及びガラス基体20に伝えられる。これによ
り、軟質PVCシート22とガラス基体20との間に摩擦熱が
生じ、軟質PVCシート22が溶融する。ホーン66の振動が
停止すると軟質PVCシート22が固まって、ガラス基体20
とストッパ14とが接着される。
【００６４】 次のステップ166では、所定時間ソレノイドバルブ98
を開けて、エアーがエアホース96Aからアッパケース94
に注入されエアホース96Bから排出されるように第３エ
アー源100を所定時間駆動させて、ベース84を図９の位
置まで下げ、制御ルーチンは終了する。
【００６５】 溶着が完了すると、エアシリンダ46にエアーが送られ
てバランサー34及び溶着部36が、リミットスイッチ56A
より作業者側に配置される。これにより、溶着部36がガ
ラス基体20から離れ、自重により図７の破線で示される
位置に戻ると同時にバランサー34内のワイヤ巻取器がワ
イヤ44を巻き取って溶着部36を待機位置まで引き上げ
る。次いで、エアシリンダ46にエアーが送られてバラン
サー34及び溶着部36がリミットスイッチ56B側（作業者
から離れた側）に水平に移動する。
【００６６】 この溶着装置30は超音波を利用することによって、短
時間且つ部分的な溶着が可能であるため、ストッパ14の
熱による変形を防止することができる。また、ホーン66
とウレタンパッド86との間にガラス基体20を挟持するこ
とにより、作業者が溶着の間溶着ガン62を離すことが可
能となり、作業者が他の作業を行うことが可能となると
共に、超音波が作業者に作用することを回避することが
できる。また、溶着部36は溶着作業の間のみ作業者の近
くに配置されるため、溶着部36が作業者の作業を妨害す
ることがなく、作業効率を上げることができる。また、
マグネスケール102によってホーン66とベース84Cとの間
の距離を測っており、ガラス基体20とホーン66又はウレ
タンパッド86との間に異物が挟まっているときに溶着が
行われることもない。さらに、吸引装置106に装填され
た活性炭によって溶着作業中に発生するガス中に含まれ
る塩素等を吸着するため、排ガスが環境に悪影響を及ぼ
すこともない。また、溶着ガン62はバランサー34によっ
て支持されており、作業者に溶着ガン62の重量が殆ど加
わらないため、溶着作業を容易にすることができる。
【００６７】 この溶着装置30では、エアーにより各部材を移動して
いるが、ソレノイド等の移動手段を使用してもよい。
【００６８】 また、この溶着装置30では、エアーによりストッパ14
を吸引しているが、摩擦電荷等を利用してストッパ14を
吸引してもよい。
【００６９】 さらに、溶着装置30では、ホーン66とベース84との間の
距離を検出するセンサとして、マグネスケール102を使
用しているが、位置センサとして公知のものを使用する
ことができる。
【００７０】 また、溶着装置30は一つの溶着部36を備えているが、
作業者の左右に溶着部36を設け、一方の溶着部36が溶着
を行っているときに、作業者に他方の溶着部36をガラス
基体20に取り付けさせて作業効率をさらに向上させても
よい。 図面の簡単な説明
【図１】 加圧力、ガラスの温度及び周波数を一定にしたときの
超音波の溶着時間と溶着強度との関係を表すグラフであ
る。
【図２】 加圧力、溶着時間及び周波数を一定にしたときのガラ
スの温度と接着強度との関係を表すグラフである。
【図３】 本発明に使用されるストッパの斜視図である。
【図４】 図３のストッパとプライマーが塗布されたガラス基体
との断面図である。
【図５】 図３のストッパ及びモールがガラス基体に取付けられ
たウインドガラスの斜視図である。
【図６】 車体に取付けられたウインドガラスの断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態の溶着装置の概略構成を示す斜視
図である。
【図８】 図７の溶着装置の溶着部を拡大した斜視図である。
【図９】 図８の溶着部の部分断面図である。
【図１０】 図９の溶着部のホーンの側面図である。
【図１１】 図10のホーンの正面図である。
【図１２】 図10のホーンにストッパが吸着されたときのホーンの
第２基部の端面図である。
【図１３】 図７の溶着装置のブロック図である。
【図１４】 図７の溶着装置のフローチャートである。
【符号の説明】
30 溶着装置 62 溶着ガン 64 コンバータ（変換器） 66 ホーン 72A 凹部 72B 第１穴 72C 第２穴 74 吸着用ホース（吸引器） 76 エジェクタ（吸引器） 78 ソレノイドバルブ（吸引器） 80 第２エアー源（吸引器） 82 シャフト（移動手段） 84 ベース（挟持台） 92 シリンダロッド（移動手段） 96A エアホース（移動手段） 96B エアホース（移動手段） 98 ソレノイドバルブ（移動手段） 100 第３エアー源（移動手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−298549（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372626（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−57797（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8330（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−27105（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/44 C08J 5/12 C09J 5/00 - 5/02 C03C 27/00 - 27/10 B60J 1/00 - 1/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シランカップリング剤を含むプライマーを
    塗布した基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置であっ
    て、 前記樹脂製品を保持可能なホーンを備えた溶着ガンであ
    って、前記ホーンは外部と連通する穴が形成された、前
    記樹脂製品の少なくとも一部を収容可能な凹部を備えた
    前記溶着ガンと、 移動可能に前記ホーンの下方に配置され、前記ホーンと
    の間で基体を挟持するための挟持台と、 前記溶着ガン及び前記挟持台を相対的に移動させ、前記
    気体のプライマー塗布部分に前記樹脂製品を接触させて
    加圧する移動手段と、 入力された信号に応じて前記ホーンを超音波振動させる
    変換器と、 前記ホーンに形成された前記穴に連結された吸引器と、 を備えた基体に硬質の樹脂製品を溶着する装置。
  2. 【請求項２】前記ホーンと前記挟持台との距離を検出す
    るセンサと、 溶着開始信号を出力するためのスイッチと、 前記ホーンと前記挟持台との距離が所定値以下であり、
    且つ前記溶着開始信号が出力されたときに前記変換器を
    駆動するコントローラと、 をさらに備えた請求項１の基体に硬質の樹脂製品を溶着
    する装置。
  3. 【請求項３】溶着によって発生した気体を排気する排気
    装置をさらに備えた請求項１又は２の基体に硬質の樹脂
    製品を溶着する装置。
  4. 【請求項４】前記溶着ガンと前記挟持台と前記移動手段
    は一体的に形成され、 且つ上方に配置された支持台と、 前記溶着ガンに連結されたワイヤ、及び前記ワイヤを巻
    取方向に付勢するワイヤ巻取器を備え、前記支持台から
    ぶら下がり、前記支持台に沿って水平移動が可能とされ
    たバランサーと をさらに備えた請求項１から３のいずれか１項の基体に
    硬質の樹脂製品を溶着する装置。
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