JPH0222034A - 異種材料樹脂部品の超音波溶着方法 - Google Patents

異種材料樹脂部品の超音波溶着方法

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JPH0222034A
JPH0222034A JP63173258A JP17325888A JPH0222034A JP H0222034 A JPH0222034 A JP H0222034A JP 63173258 A JP63173258 A JP 63173258A JP 17325888 A JP17325888 A JP 17325888A JP H0222034 A JPH0222034 A JP H0222034A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異種材料樹脂部品を重ね合わせ超音波により
溶かして溶着させる異種材料樹脂部品の超音波溶着方法
に関する。
〔従来の技術〕
従来、異種材料樹脂部品の接合方法としては、接着剤を
用いた化学的接合方法、ネジを用いた機械的接合方法、
あるいは、熱を加えて溶着する物理的接合方法が広く利
用されている。
このうち接着剤を用いた化学的接合方法は、接合しよう
とする樹脂部品の接合面にホットメルト等の接着剤を介
在させ、一方の樹脂部品の表面から高周波又は超音波を
当てて接着剤を加熱・溶融させた後、両者の樹脂部品を
加圧しつつ冷却し、両樹脂部品を接合するものであり、
この方法は、同種の樹脂部品を接合するには適している
が、異種の樹脂部品を接合する際には、樹脂部品の材質
によっては接着剤の接着力が低下し、両樹脂部品を強固
に接着することが困難である。
二番目のネジを用いた機械的接合方法は、両樹脂部品の
接合部位に貫通孔を形成しておき、一方の樹脂部品より
ネジを入れて他方の樹脂部品に螺合させ、両樹脂部品を
接合するものであり、異種の樹脂部品の接合方法として
は適しているが、両樹脂部品に貫通孔を形成すると共に
ネジを螺合する作業が必要となり、接合作業が煩雑とな
る欠点がある。また、両樹脂部品に貫通孔が形成されて
いるので、強度が低下する不具合がある。
最後の熱による物理的接合方法は、樹脂部品に超音波や
振動を加えて樹脂部品を熔かして接合するものであり、
接合すべき樹脂部品以外のものが接合部に介在しないの
で異種材料の樹脂部品の接合方法として適している。
この物理的接合方法の一つである超音波溶着方法の従来
例を、第５図および第６図に示す。
この超音波溶着方法においては、溶着工程の前工程にて
、予め、一方の樹脂部品５１に貫通孔５２を開けておき
、他方の樹脂部品５３に前記貫通孔５２に入るだけのボ
ス５４を立てておく。そして、両樹脂部品５１．５３を
、第５図のように重ね合わせ、次いで、第６図のように
ボス５４に超音波を当てて溶融し、アンカー効果により
接合する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前記したような従来の超音波溶着方法では、溶
着工程の前工程で一方の樹脂部品５１に孔明及び他方の
樹脂部品５３にボス立での作業が必要であり、生産性が
低く加工コストが高くなる欠点がある。
また、大物部品においては、一方の樹脂部品５１の貫通
孔５２と他方の樹脂部品５３のボス５４との間の芯ズレ
が生じ易く、この芯ズレが生じると接合できなくなり、
そのため、芯ズレの生じ難い小物部品でしかこの超音波
溶着は行われていなかった。
なお、芯ズレを吸収するために貫通孔５２の内径を大き
くすると、ボス５４の溶融量不足により両者の間が完全
に埋まらず強度不足となるので、強度を必要とされる大
物部品には採用されていなかった。
そこで、本出願人は、溶着用の超音波ホーンにて一方の
樹脂部品に孔を開け、次に、この超音波ホーンにより他
方の樹脂部品を溶かして前記一方の樹脂部品に被せて接
合する異種材料樹脂部品の超音波溶着方法を提案した（
特願昭６３−３７１８７号）。
この方法は、第７図乃至第１１図に示すように、異種材
料からなる樹脂部品６１．６２を重ね合わせ、先端にテ
ーパ形状の板状部６３を有する超音波ホーン６４の前記
板状部６３を、一方の樹脂部品６１に当接させつつ超音
波をあてて加熱・溶融してこの一方の樹脂部品６１の厚
さ分圧入しく第７図、第８図）、その状態で前記超音波
ホーン６４を回転させて前記一方の樹脂部品６１の溶融
部６５をその表面に押し出して、形成された凹部周辺に
***させ（第７図、第８図）、次いで、他方の樹脂部品
６２を加熱・溶融してさらにこの他方の樹脂部品６２へ
所定深さ圧入しその状態で逆回転させて（第９図、第１
０図）、この他方の樹脂部品６２の溶融部６７を押し出
して、前記一方の樹脂部品６１の溶融部６５上に被覆す
るようにしている（第１１図）。
この方法は、一連の溶着工程の中で樹脂部品６■に孔を
開けることができるため、前工程での穿孔などの加工が
不要となり、又、芯ズレなどの問題も起こらない。
しかし、この方法では、超音波ホーン６４の回動角度制
御が必要となり、その分、溶着装置のコストが高くなる
とともに溶着時間も長くなる欠点がある。
したがって、本発明は、超音波ホーンでの孔明作業及び
溶着作業を同時に行うようにした異種材料樹脂部品の超
音波溶着において、超音波ホーンの回動角度動作及びそ
の制御を不要とすることにより、溶着時間の短縮及び超
音波ホーンの制御動作の簡略化を図ることを目的とする
。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明は、超音波ホーンの先端部を円柱状また
は円錐状とし、この超音波ホーンの先端部を一方の樹脂
部品に圧入するとともに、圧入方向と直交する方向に移
動させて、超音波ホーンと前記樹脂部品の間に隙間を形
成するようにしたことを特徴とする特 具体的には、互いに材料の異なる樹脂部品を重ね合わせ
、断面形状が円形である超音波ホーンを一方の樹脂部品
に押圧させつつ超音波を当てて加熱・熔融しほぼその厚
さ分だけ圧入して溶融部をその表面に押し出して、形成
された凹部周辺に***させると共に、この超音波ホーン
をその圧入方向と直交する方向に移動させて前記一方の
樹脂部品との間に所定の隙間を形成し、次いで、他方の
樹脂部品を加熱・溶融し超音波ホーンを更に所定深さ圧
入してこの他方の樹脂部品の溶融部を押し出して、前記
一方の樹脂部品の溶融部上に被覆して接合するようにし
たことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の構成によれば、一連の溶着工程の中で樹脂部品
に孔を開けることができるため、前工程での穿孔などの
加工が不要となり、芯ズレなどの問題も起こらない。
又、超音波ホーンを圧入するだけで樹脂部品の溶融部が
押し出され、回転角度動作およびその制御を不要とする
。
〔実施例〕
次に、本発明の一実施例に係わる異種材料樹脂部品の超
音波溶着方法を図面に基づき詳細に説明する。
第１図ないし第４図は、本発明の実施例に係わる異種材
料樹脂部品の超音波溶着方法を示す樹脂部品の断面図で
ある。
第１図ないし第４図において、符号１は超音波を対象物
に当てて加熱させる超音波ホーン、符号２は溶着対象物
の一方の樹脂部品、符号３は他方の樹脂部品、符号２１
は前記一方の樹脂部品２の溶融部、符号３１は同じく他
方の樹脂部品３の溶融部である。
まず、第１図に示すように、樹脂部品２と樹脂部品３と
を重ね合わせ、超音波ホーン１を表側である一方の樹脂
部品２に当接させて、超音波振動により接触部を加熱・
溶融させる。
そして、加熱・溶融させつつ、第２図に示すように、超
音波ホーン１を樹脂部品２に圧入させながら、圧入方向
とは直交する方向に直線的に往復移動させ、樹脂部品２
の厚さ分だけ圧入させて、溶融部２１を表側に押し出し
て周辺に***させる。
この時、超音波ホーン１の揺動により、超音波ホーン１
と樹脂部品２の間に隙間２人が形成される。
次いで、第３図に示すように、超音波ホーン１の揺動を
止めてからこの超音波ホーン１で下側の樹脂部品３を加
熱・溶融しながら、更に所定量だけ下側の他方の樹脂部
品３に圧入する。すると、この下側の樹脂部品３の溶融
部３１が、前記樹脂部品２と超音波ホーン１の隙間２Ａ
を通って押し出され、前記樹脂部品２の溶融部２１上に
覆い被さる。
そして、超音波ホーン１を引き上げると、第４図に示す
ように、樹脂部品３の溶融部３１のアンカー効果により
、両樹脂部品２．３が強固に接合される。
本実施例においては、超音波ホー７１を直線的に往復移
動させながら、樹脂部品２に圧入しているので、この超
音波ホーン１と樹脂部品２の間に隙間ができ、圧入時に
溶融部２１が溶は出し易い。
また、本実施例においては、超音波ホーン１の先端部分
の形状を円柱状にしているので、円錐状にした場合に比
べて、溶ける樹脂の量が多くなり、より強固に接合でき
る。
なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、超音波ホーン１を、樹脂部品２にその厚さ分だ
け圧入した後、揺動させて、樹脂部品２との間に隙間２
Ａを形成しても良い。
また、超音波ホーン１の先端部分の形状を円柱状ではな
く、前記したように、円錐状に形成しても良い。
さらに、本実施例においては、超音波ホーン１を、直線
状に往復移動させているが、先端の軌跡が円を描くよう
に揺動させても良い。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、一連の溶着工程の
中で樹脂部品に孔を開けることができるため、前工程で
の穿孔などの加工が不要となり、又、芯ズレなどの問題
も起こらないため、生産性が大幅に向上するという優れ
た効果を奏する。
また、超音波ホーンを移動させて一方の樹脂部品に隙間
を形成した後、その隙間を通して、他方の樹脂部品の溶
融部を押し出すようにしているので、前記他方の樹脂部
品の溶融部を押し出す時は、超音波ホーンを押し込むだ
けでよく、又、隙間も大きくとれ大きなアンカー効果が
得られて、接合強度を向上できるという優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係わる異種材
料樹脂部品の超音波溶着方法を示す断面図であり、第１
図は溶着前の状態、第２図は超音波ホーンを一方の樹脂
部品にに圧入した状態、第３図は超音波ホーンをさらに
他方の樹脂部品の中まで圧入した状態、第４図は溶着を
終わった状態を示す説明図である。 第５図および第６図は従来の樹脂部品の超音波溶着方法
を示す断面図であり、第５図は溶着前の状態の断面図、
第６図は溶着後の状態の断面図である。 第７図ないし第１１図は本出願人が先に提案した異種材
料樹脂部品の超音波溶着方法を示す断面図であり、第７
０図は超音波ホーンを一方の樹脂部品に圧入した状態の
断面図、第８図は第７図の■挽回、第９図は超音波ホー
ンを他方の樹脂部品の中まで圧入した状態の断面図、第
１０図は第９図のＸ挽回、第１１図は第１０図のＸ　Ｉ
　−Ｘ　Ｉ断面図である。 １　・・・・超音波ホーン ２．３　・・・・樹脂部品 ２１．３１　　・・・・溶融部 ２Ａ・・・・隙間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互いに材料の異なる樹脂部品を重ね合わせ、超音
    波ホーンを一方の樹脂部品に押圧させつつ超音波を当て
    て加熱・溶融しほぼその厚さ分だけ圧入して溶融部をそ
    の表面に押し出して、形成された凹部周辺に***させる
    と共に、この超音波ホーンをその圧入方向と直交する方
    向に揺動させて前記一方の樹脂部品との間に所定の隙間
    を形成し、次いで、他方の樹脂部品を加熱・溶融し超音
    波ホーンを更に所定深さ圧入してこの他方の樹脂部品の
    溶融部を押し出して、前記一方の樹脂部品の溶融部上に
    被覆するようにしたことを特徴とする異種材料樹脂部品
    の超音波溶着方法。
JP63173258A 1988-07-12 1988-07-12 異種材料樹脂部品の超音波溶着方法 Pending JPH0222034A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04129132U (ja) * 1991-05-14 1992-11-25 オーツタイヤ株式会社 導光板装置の合成樹脂板溶着構造
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