JPH04131225A - 樹脂部材の溶着方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野コ この発明は、例えばスピン溶着あるいは振動溶着など、
溶着接合されるべき樹脂部材の取合部相互間に摩擦熱を
発生さ１′４、この摩擦熱によっマ両部材を溶着４′る
樹脂部材の溶着方法に関６る３、［従来の技術］ 従来より、樹脂部材の溶着ｈ′法き１．て、例メばスピ
ン溶着あるいは振動溶折なとの、）、・口１３、溶着接
合されるべき二つの樹脂部材の取合部ど）（７、を対向
させ）；ｒ状態で加Ｌ（、接動さゼ、−ｈ′を固定（、
たままで他方を回転あるいは微振動させるごと（４−よ
り、角取合部相互間に摩擦熱を発生、写ｌ、１′の摩擦
熱に上って両部材を溶着する溶着方法は　敵に良く知ら
れでいる。この溶着方法によれば、比較的安価な装置で
効率良＜１／ｌ看作業を行〕ことが゛（・・き、低コス
トで生産性の向１を達成４る。：とが２・きる。

この溶着方法では、一般に、溶着時に溶融母材の側方へ
のはみ出し、に、）、って取合部の側面部１１．パリが
発生ずることが多い。このパリは、通“常、溶着接合後
に機械的な力ｎ、で除去されるが、接合される部材の形
状・構造等によ〕ては後処理とり、　−Ｃのパリ取り作
業では除ノズ４゛るＪ′とめ月利１ノ、ヱ場合がある１
、 このような場合、従来−ごは、例えば第６図に示−４，
」、・）に、溶を接合されるべき一つの樹脂部÷−イ２
１２．２のいずイ゛！か　方（例えば樹脂部（第２１）
の取合部側方ζ、６っは部２目）を設ニー１、溶着時に
発生４−る溶融パリを上記っは部２ｉｂと樹脂部材２２
との間の空間部２１ｃζ、゛収納するごλ１．二より、
パリを外部から見えないよ・）に１人−４る４、とが行
なわれζ“いる。、１ノ１９、第”７　ｎ図及び第７ｂ
図１−示４−１１っ１１２、パリ収納用のっぽ部２５１
）、２５ｃを内外両側に設けること１３−より、樹脂部
材２５．２６と・）しを溶ｔ１接６！１．た際１．４発
生４−るパリを内外両側（、二対１．．７′□覆い隠ｔ
　Ｊ、つ（６川７．たものも知ら第１ている。

Ｖに、特公平２−、、、、、１３６１８号公報で・は、
第８ａ図及び第８ｂ図に示−６よつｉ、、″、？くり収
納用のつば部２８１）が両樹脂部材２”／、２８の取合
部の側方（夕）部）・＼過度に帳り出すことを防１１−
喝るノ、−めに、パリ収納用のつば部２．８ｂと樹脂’
！！ｌ′ＸＮ２７の母材との間隙寸法を所定範囲内に規
制り、、　？：　ｔ）のが開示されている。

し発明が解決しようとする課題） ところで、」二紀のように取合部用ｈｚ間と１１発生す
る摩擦熱を利用し５で溶着する溶着方法゛ご′は、溶ｚ
Ｉ゛初期、両部材の取合部の圧接部分の温度があイ）程
度以上に達するまでは、相互の摩擦運動１．：より摩耗
粉が発生し、この摩耗粉が取合部近傍の母材樹脂や溶着
時のパリに付着する。従って、例えば、内部に流体を通
のさせるバイブ類の場合ち、ど１．７は、この摩耗粉が
パーｆプの内面側に飛散！、て（・Ｊ着′４と）と、使
用時に流出し、て流体中に混入１１、下流側の機器類（
バルブやポンプなど）の作動ζこ悪影響を及ぼすなどの
問題が生じ得る。

ところが、上記従来の各方法“ごは、発生１．九バリを
外部に対１．て覆い隠ずことはできるものの、溶着初期
における摩耗粉の発４を抑制すること（１まできない。

また、例えば第６図、第７ａ図及び第８ａ図において破
線矢印で示４゛よう？４．゛、摩耗粉（〕、溶溶着期に
内外任意の方向に飛散・付着し、溶着接合みれた樹脂部
材の使用に際１．　Ｃ，上記摩耗粉の悪影響を俳除帽る
ことが困難゛ごあるという問題があった。

、の発明は、上記問題点１、艦み゛こなさオ］たものご
、溶着初期におけろ摩耗粉の発生を抑制し、かン発！ｆ
ｑ　１．、、、た摩耗粉の飛散４゛る方向を規制４゛る
。二とかζ゛きる樹脂部材の溶着ｂ゛法を提供づ゛るー
とを上口６勺２゜する４、 １課題を解決６るためのｆ−段］ 、−のノーめ、本願θ）第１の発明は、ｆ８看接合き才
するべき樹脂部材の取合部相互間（、−摩擦熱を発生さ
せ７：′両部材を溶る”する樹脂部材の溶着方法１．二
おい１・、上ｆｉＦ各樹脂部材の取合部と５Ｌを、子の
内端側Ｊ：たは外端側の少なく＾もい「れか片側部分の
みで圧接さ１！＝　？；状態で溶着し１、その後に、ｊ
丁肛］取合部の残部ど：）シ、を溶着４るように１．）
１・ものである、１ また、本願の第２のの発明は、溶着接合さイ１、るべ、
Ｓ樹脂部材の取合部用〜゛間に摩擦熱を発生させ゛ご両
部材を溶着４る樹１１ｉｉ’部祠の溶着力法（、−おい
で、ト記名樹脂部材の取合部に互いにテ・−バ角が異な
るテーパ部をそれぞれ設け、このテーパ部どうしを組み
合わせることにより、上記取合部どうしを、その内端側
または外端側の少なくともいずれか片側部分のみで圧接
させた状態で溶着し、その後に、上記取合部の残部どう
しを溶着するようにしたものである。

更に、本願の第３の発明は、溶着接合されるべき樹脂部
材の取合部相互間に摩擦熱を発生させて両部材を溶着す
る樹脂部材の溶着方法において、上記樹脂部材のいずれ
か一方の取合部における内端側または外端側の少なくと
もいずれか片側に、他方の樹脂部材側に突出する突出部
を設け、この突出部を上記他方の樹脂部材の取合部に圧
接させることにより、上記取合部どうしを、その内端側
または外端側の少なくともいずれか片側部分のみで圧接
させた状態で溶着し、その後に、上記取合部の残部どう
しを溶着するようにしたものである。

また更に、本願の第４の発明は、上記第３の発明におい
て、上記突出部の側方には、溶着時に溶融樹脂を蓄える
溝部が設けられているようにしたものである。

［発明の効果］ 本願の第１の発明によれば、上記各樹脂部材の取合部ど
うしを、まず、その内端側または外端側の少なくともい
ずれか片側部分のみで圧接させた状態で溶着するように
したので、この部分の溶着に際しては、取合部どうしが
全面接触する場合に比べて短時間で接合部の温度を上昇
させることができ、従って、溶着初期の摩耗粉の発生量
を低減することができる。そして、その後に、上記取合
部の残部どうしを溶着するようにしたので、この残部ど
うしの溶着の際には、取合部の上記いずれか片側部分が
既に溶着されており、残部どうしの溶着の初期に発生す
る摩耗粉が、両樹脂部材の上記片側部分の側方に飛散し
て付着することを有効に防止することができる。

また、本願の第２の発明によれば、上記各樹脂部材の取
合部に互いに角度が異なるテーパ部をそれぞれ設けたの
で、このテーパ部どうしを組み合わせることにより、上
記取合部どうしの内端側または外端側の少なくともいず
れか片側部分のみを、はぼ線接触の状態でで圧接させる
ことができ、この部分の溶着に際しては、取合部どうし
が全面接触する場合に比べてはるかに短時間で接合部の
温度を上昇させることが可能となり、溶着初期の摩耗粉
の発生量を低減することができる。そして、その後に、
上記取合部の残部どうしを溶着するようにしたので、上
記第１の発明と同様の効果を奏することができる。更に
、その上、上記残部どうしの溶着の際には、残部どうし
は、上記各テーパに沿ってこれらテーパが開く方向に向
かって溶着されるので、溶着時の溶融樹脂を、両テーパ
部に挟まれた状態でテーパ面に沿って、その大部分をい
ずれか他方側に押し出すことができ、上記取合部の片側
へのパリの張り出しを抑制することができる。また、本
第１の発明では、上記両数合部に互いに角度の異なるテ
ーパ部を設ける簡単な加工を施すだけで、上記溶着方法
の実施を可能にすることができる。

更に、本願の第３の発明によれば、上記突出部を上記他
方の樹脂部材の取合部に圧接させることにより、取合部
どうしを、その内端側または外端側の少なくともいずれ
か片側部分のみで圧接させた状態で溶着し、その後に、
上記取合部の残部どうしを溶着するようにしたので、上
記第１の発明と同様の効果を奏することができる。

また更に、本願の第４の発明によれば、上記第３の発明
において、上記突出部の側方に、溶着時に溶融樹脂を蓄
える溝部を設けたので、溶着時のパリが上記片側部分の
側方へ張り出すことを抑制でき、このパリを除去するた
めの後加工の省力化を図ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、例えばバイブ状の樹脂部材の
溶着接合に適用した場合について、添付図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図は、本実施例に係る樹脂製の中空パイプ１と該バ
イブｌに溶着接合される樹脂製の継手２の正面図である
が、この両部材は、第２図にその基本的な概念を示すよ
うに、取合部どうしを対向さ１．母；状態でｊ１旧］−
接触ゎ１１、一方Ａを固定しノ、′：Ｌまで他、ｂ′１
：（を回転さ且る。・：、　Ｊ、：、上り、両取白部相
７ｉ間に摩擦熱を発生さ１、この摩擦熱（、」゛・・７
両部ｖＩ’　Ａ　、　Ｂを溶着”４゛る、所哨λ。ピッ
溶着性１ｎモ彎：「さオ′１イ）、。

本実施例では、第３ａ図乃諷第３ｄ図１．−示１よ′）
に、」−５己バイブｌ及び継−］−１２の溶着取合部１
ａ及び２ａｉ、：：、互い１．ナーバ角α及びβ（ｔｘ
−β）か嬰、なる針−バ部１ｂ、　２　ｂが形成されで
おり、両数合部１ａ、２ａどつ１５、を組み合わ１ユて
両考を加圧接触させることにより、玉の内端側ど−）１
、のみが互いζ１、線接触１．−近い状態テ・・圧接を
太れる（第３ｂ図依免１）１、そして、ごの状塾でスピ
ン溶着を行゛）５゛と（６−より、まず、内端側どうし
、のみを溶着する（第：３ｆ：図＃　ＩＩＭ　）６　Ｌ
−のとき、上記内端部分は、互いに線接触１（山！ｉい
状態で丹接さ、ｉｌでいるのて・接触面積が極１）−７
小さく、取合部１　ａ、　２　ａど−）ｊ、７が全面接
触する場合に比ベーごはるかに短時間″２：・接合部の
温度が１．η’　−４−る、、従・γ、溶着初期の摩Ｆ
Ｉミ粉の発生量も少ム゛くなる、 次（，１、両数合部１　ａ、　２　ａの残部ど□Ｉｒ　
ｌを、スビ°、溶着法により、容６１゛る（第３ｄ図参
照）１１．のとき、１−６記数合部１　ａ、　２３１ノ
）内端側ノ５く既１．゛１容れされ、・、いるので４、
残部とパ）Ｉの溶着の初期（１発生４る摩耗粉は両横脂
部材３：ｑ、の内面側１６．飛散４”る４、（ｌ：：　
ｔｔな（。）１、まツー、ＦＡＥ残ｊ１＼・ｌ−’　、
５１−は、−１１；−各一丁・−バ目〕、２ｂに沿−〕
７．内側・す１ら外側１、向／戸−・こ溶着され、溶着
時の溶融樹脂は、両１−゛−バ部１ｂ、２ｂ１、十」れ
た状態でソ゛・−バ面１４．：　？９−ｖでその大部分
か外側１．押し、出される３、１、かも、１−７記両部
材１、：２の゛）ち、例えばバイブ１側の取合部１ａの
内端）、−は、より好ましくは、セット時に継〕′−２
側の内周部をガイド少るととも（、：、溶着時にパリ（
−）張り出し、を抑制吹”る環状の）ば部ＩＣがＪ）け
ｌ）れでおり、接合部の内面側にベリが張り出４゛こと
を防止ｉ４−るよ・バ１１．なｐている。

以上、説明し５た。Ｊ：、　’、＞に、本実施、例１５
、よれば、ト記各樹脂部材ｉ　、　２の取合部１ａ、２
．ａに１ｊい（、″角度α、　ｉ＋ｒ　ｃαくβ）が異
なる・メ“−バ部目）、２．１）をそオ；ぞれ設）Ｊた
のて、この・Σ−バ部１ｂ、２ｂど一′ＩＬ　＞；・組
み合わＵることにより、１−記数合部１　）ｌ、　２ａ
ど″）Ｉｌ、の内端側のみを、はぼ線接触の状態−＜１
−２）１圧接させることができ、この部分の溶盾璽、際
１．．．１１：は、取合部１ａ、２ａど買、が全面接触
オる場合１．比・・曹”はるかに短時間ご接合部の温度
をｌ−竹さ」する、：とが目Ｊ能となり、溶着初期の摩
耗粉の発生量を低減することができる５、そして、その
後ｊ、、ｌ、記数合部１ａ、２、ａの残部どうしを溶６
４る一：、　’３１＝：　Ｉ、、　ｊ−、：ｔ６で、こ
の残部ど・）シの溶着の際には、」二記取合部１ａ、２
ａの内側部分が既に溶着きれ１．゛」、・す、残部どう
しの溶着の初期に発４”４る摩耗粉が、両横脂部枦ｌ、
２の内りに飛散１１．て゛付着４−゛ることを白゛効に
防止づることかできるのである。

更に、その１−１Ｌ記残部どうしの溶着の際（、″は、
残部ど−２しは、土、１各テーパｌｂ、２ｂに沿−１７
，、“れらデーパが開く方向（外方）１１．向か−１）
で溶層１されるので、溶着時の溶融樹脂を、両テ　−バ
部■〕７２ｂに挟まれた状態ごチ・−バ面に沿−）で、
くの大部分が外側に押し、出され、」二記取６部の内側
・＼の・くりの張り出しを抑制することができる。、１
ニア′−１本実施例びは、十記両取合部１ａ。２ａに互
いに角度０）異１．ｉ：るテ・・−バ部１ｂ、２ｂを設
ける筒中なｌ］＋１］　１：り・族４ノ、゛けで、ずな
わら、樹脂成形時の金型を複稚什１・ｉ“る、：となく
、Ｌ記溶着力法の実介、をｉｌｌ［能＋、：　−Ｊる。

、とかご、＼る、。

尚、−［、記スピン溶着を１うつ際に、両横り（１部材
１２、の取合部１ａ、２ａど・）シを１１−接さｔ　’
１．セットしノ２状１１！ｉζＧ、その中空内部１、−
所定圧力の圧縮空気を供ｖ；　ｔ、、、−ｉｒ内ＦＨ５
ＩＩＩを加圧１１、ｔ；ｈ＜うｍｓスル：：ｂｉ：Ｊす
、１−６記樹脂部Ｈ１，２の内面側への溶着初期の摩耗
粉の飛散及び溶着時のパリの張り出しを、より有効に抑
制−づることかで５る９゜ 次に、本発明の第２実施例について説明４゛る。

第４ａ図乃至第４（１［却に示ケよ・）に、本実施例で
（４、方の樹脂部材５の取合部５ａの例えば内端側（５
、他方の樹脂部材６側に突出部−る薄肉環状の突出部５
ｂが設Ｕられでいる。ま八４、より好まし、くは、−１
言ｉ１他ルの樹脂部材６の取合部６ａの内端及び外端１
．は環状の−）ば部６１．＋及び６Ｃが形成されζいる
。

よ４”、上記突出部５ｂを他力の樹脂部材（ｉの取合部
端面に圧接した状態でスピン溶着を行う（第４ｂ図及び
第４ｃ図参照）。上記突出部５ｂは、その先端の接触部
の面積が樹脂部材５の取合部５ａの全面積に比へて十分
に小さくなるように設定されており、取合部５　ａ、　
６　ａどうしが全面接触する場合に比べてはるかに短時
間で接合部の温度が上昇する。従って、溶着初期の摩耗
粉の発生量も少なくなる。

そして、次に、両数合部５　ａ、　６　ａの残部どうし
を、スピン溶着によって溶着する（第４ｄ図参照）。

このとき、取合部５ａ、６ａの内端側が既に溶着されて
いるので、残部どうしの溶着の初期に発生する摩耗粉は
樹脂部材５，６の内面側に飛散することはない。また、
溶着時の溶融樹脂も内面側へ多量に押し出されることは
なく、しかも、上記他方の樹脂部材６の取合部６ａの内
端には環状のつば部６ｂが形成されているので、溶着時
のパリが接合部の内面側にに張り出すことが抑制される
。更に、パリの発生量が比較的少ない場合には、外側の
つば部６ｃにより、接合部の外面側への張り出しも有効
に規制することができる。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

第５ａ図乃至第５ｄ図に示すように、本実施例では、薄
肉環状の突出部７ｂの側方（外方）に環状の溝部７ｒが
設けられている。そして、上記突出部７ｂのみを他方の
樹脂部材８の取合部８ａに溶着した後（第５ｃ図参照）
、両横脂部材７，８の取合部７　ａ、　８　ａの残部ど
うしを溶着する際には、溶融樹脂が上記溝部７ｆ内に蓄
えられ、この溝部７ｆをオーバフローした分だけが接合
部の側方に向かって押し出されるようになっている（第
５ｄ図参照）。

従って、溶着時のパリが内側に張り出すことを抑制でき
、このパリを除去するための後加工の省力化を図ること
ができる。

また、本実施例では、より好ましくは、上記他方の樹脂
部材８の取合部８ａの内外の端部には、第２実施例の場
合と同様に、つば部８ｂ、８ｃがそれぞれ設けられ、発
生したパリの内外側方への張り出しを、より有効に規制
することができるようになっている。

尚、上記実施例は、いずれも、特にパイプ状部材の内面
側への摩耗粉の飛散及びパリの張り出しを抑制するよう
にしたものであったが、内外の位置関係を逆に設定する
ことにより、外面側への摩耗粉の飛散及びパリの張り出
しを抑制するなど、溶着接合部の外観性の向上を図るこ
とができる。すなわち、第１実施例の場合には、両数合
部１ａ、２ａのテーパ角α、βの大小関係をα〉βに設
定すれば良い。

また、パイプ状部材に限らず、棒状部材どうしの接合部
の外面側の外観性の向上を図る場合にも適用することが
できる。

更に、上記実施例は、いずれもスピン溶着により二つの
樹脂部材を溶着接合する場合についてのものであったが
、本発明は、上記スピン溶着法に限らず、例えば振動溶
着法など、樹脂部材の取合部相互間に摩擦熱を発生させ
て溶着を行う他の溶着方法を用いる場合にも、有効に適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るパイプと継手の正面
図、第２図はスピン溶着の基本概念を示す斜視図、第３
ａ図乃至第３ｄ図は上記第１実施例に係るパイプと継手
の溶着方法を示す一連の工程説明図、第４ａ図乃至第４
ｄ図は本発明の第２実施例に係る樹脂部材の溶着方法を
示す一連の工程説明図、第５ａ図乃至第５ｄ図は本発明
の第３実施例に係る樹脂部材の溶着方法を示す一連の工
程説明図、第６図は従来例に係る溶着方法を示す樹脂部
材の取合部の断面説明図、第７ａ図及び第７ｂ図は他の
従来例に係る溶着方法を示す一連の工程説明図、第８ａ
図及び第８ｂ図は更に他の従来例に係る溶着方法を示す
一連の工程説明図である。 １．２，５，６，７．訃・・樹脂部材、１　ａ、　２　
ａ、　５　ａ。 ６　ａ、　７　ａ、　８　ａ−取合部、Ｉ　ｂ、　２　
ｂ−＝テーパ部、５ｂ７ｂ・・・突出部、７ｆ・・・溝
部、α、β・・・テーパ角。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶着接合されるべき樹脂部材の取合部相互間に摩
   擦熱を発生させて両部材を溶着する樹脂部材の溶着方法
   において、 上記各樹脂部材の取合部どうしを、その内端側または外
   端側の少なくともいずれか片側部分のみで圧接させた状
   態で溶着し、その後に、上記取合部の残部どうしを溶着
   することを特徴とする樹脂部材の溶着方法。
2. （２）溶着接合されるべき樹脂部材の取合部相互間に摩
   擦熱を発生させて両部材を溶着する樹脂部材の溶着方法
   において、 上記各樹脂部材の取合部に互いにテーパ角が異なるテー
   パ部をそれぞれ設け、このテーパ部どうしを組み合わせ
   ることにより、上記取合部どうしを、その内端側または
   外端側の少なくともいずれか片側部分のみで圧接させた
   状態で溶着し、その後に、上記取合部の残部どうしを溶
   着することを特徴とする樹脂部材の溶着方法。
3. （３）溶着接合されるべき樹脂部材の取合部相互間に摩
   擦熱を発生させて両部材を溶着する樹脂部材の溶着方法
   において、 上記樹脂部材のいずれか一方の取合部における内端側ま
   たは外端側の少なくともいずれか片側に、他方の樹脂部
   材側に突出する突出部を設け、この突出部を上記他方の
   樹脂部材の取合部に圧接させることにより、上記取合部
   どうしを、その内端側または外端側の少なくともいずれ
   か片側部分のみで圧接させた状態で溶着し、その後に、
   上記取合部の残部どうしを溶着することを特徴とする樹
   脂部材の溶着方法。
4. （４）上記突出部の側方には、溶着時に溶融樹脂を蓄え
   る溝部が設けられていることを特徴とする請求項３記載
   の樹脂部材の溶着方法。