JP2002205335A

JP2002205335A - 基体に硬質の樹脂製品を溶着する方法、ウインドガラスの製造方法及びウインドガラス

Info

Publication number: JP2002205335A
Application number: JP2001324140A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Fujiwara; 弘俊藤原; Yoshio Sasaki; 芳雄佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2002-07-23
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JP3680270B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安価に、硬質の樹脂製品を基体に強固に接着
する。【解決手段】珪素を含む基体であるガラス基体２０の
表面にシランカップリング剤を含むプライマー２４を塗
布し、プライマー２４の塗布部に硬質の樹脂製品である
ストッパ１４を接触させ、ストッパ１４を加圧しつつス
トッパ１４のガラス基体２０との接触部分以外の表面全
体に沿って前記表面全体に同時かつ直接に振動を加え
て、ガラス基体２０にストッパ１４を溶着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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方法、ガラス
基体に硬質の樹脂製品が溶着されたウインドガラスの製
造方法及びこの方法により製造されたウインドガラスに
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１
０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、特別の設備は不要であり、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１
０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方法を提供することである。

【０００５】また、本発明の別の目的は、安価に、スト
ッパのような硬質の樹脂製品がガラス基体に強固に溶着
されたウインドガラスの製造方法、及びこの方法により
製造されたウインドガラスを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
珪素を含む基体の表面にシランカップリング剤を含むプ
ライマーを塗布し、前記プライマーの塗布部に硬質の樹
脂製品を接触させ、前記樹脂製品を加圧するとともに前
記樹脂製品全体に振動を加えて、基体に硬質の樹脂製品
を溶着する方法である。

【０００７】また、本発明の第２の態様は、珪素を含む
基体の表面にシランカップリング剤を含むプライマーを
塗布し、前記プライマーの塗布部に硬質の樹脂製品を接
触させ、前記基体が８０℃以上にならないように前記樹
脂製品に振動を加えて、基体に硬質の樹脂製品を溶着す
る方法である。

【０００８】本発明の第１又は第２の態様の反応機構は
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シ基
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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】本発明の第３の態様は、ガラス基体の所定
の位置にシランカップリング剤を含むプライマーを塗布
する工程と、前記ガラス基体のプライマーが塗布された
位置に硬質の樹脂製品を載置し、前記樹脂製品を加圧す
るとともに前記樹脂製品全体に振動を加えて、ガラス基
体に硬質の樹脂製品を溶着する工程と、前記ガラス基体
の縁部にモールを貼り付ける工程と、を備えたウインド
ガラスの製造方法である。

【００１２】また、本発明の第４の態様は、ガラス基体
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
を塗布する工程と、前記ガラス基体のプライマーが塗布
された位置に硬質の樹脂製品を載置し、前記樹脂製品を
加圧しつつ前記基体が８０℃以上にならないように前記
樹脂製品に振動を加えて、ガラス基体に硬質の樹脂製品
を溶着する工程と、前記ガラス基体の縁部にモールを貼
り付ける工程と、を備えたウインドガラスの製造方法で
ある。

【００１３】さらに、本発明の第５の態様は、前記ウイ
ンドガラスの製造方法により製造されたウインドガラス
である。

【００１４】本発明の第３〜５の態様は、本発明の第１
又は第２の態様と同様に、安価に樹脂製品をガラス基体
に強固に溶着することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】まず、本発明の第１の実施の形態
の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。

【００１６】本発明の第１の実施の形態では、珪素を含
む基体の表面にプライマーを塗布する。

【００１７】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。

【００１８】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−エポキシシクロへキシル）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ンラン、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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】次に、本発明の第１の実施の形態では、プ
ライマーの塗布部に硬質の樹脂製品を接触させる。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。

【００２３】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ΡＶＣ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。

【００２４】さらに、本発明の第１の実施の形態では、
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、３〜
８０ＭＨｚの高周波、１００〜１２０Ｈｚの周波数等を
使用することができる。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】また、図２は、加圧力を１．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、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。

【００２８】本発明の第１の実施の形態の珪素を含む基
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。

【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態のウイン
ドガラスの製造方法を説明する。

【００３０】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１４
Ａ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１４Ｄ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。

【００３１】本発明の第２の実施の形態では、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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】次に、本発明の第２の実施の形態では、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。

【００３７】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。

【００３８】次いで、本発明の第２の実施の形態では、
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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】図５には第２の実施の形態の方法により製
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。

【００４２】図７から図１３には、上記の方法に使用で
きる溶着装置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１３）とを備えている。

【００４３】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４
４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。

【００４４】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、エアンリンダ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、４８Ｂ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。

【００４５】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３６を水
平に移動できるようになっている。

【００４６】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。

【００４７】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６０
Ａ、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。

【００４８】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。

【００４９】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７２
Ｂ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。

【００５０】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２
０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
を吸収するためのウレタンパッド８６が固着されてい
る。

【００５１】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３２は、そ
の上端部がロアケース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。

【００５２】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、９６Ｂはソレノイドバルブ９
８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６
６との間にガラス基体２０を挟持できるようになってい
る。

【００５３】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。

【００５４】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１０
４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、エジェク
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１１
４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。

【００５５】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。

【００５６】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１
１６に取付けられた把手を握り且つ他方の手がホーン６
６とウレタンパッド８６の間に位置していないときに
は、把手を握っていない手が届く位置に配置されてい
る。

【００５７】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９０、溶着部３６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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】ステップ１５０では、マイクロスイッチ９
０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。

【００６３】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、距離上が予め設定された値Ｌ₀（ガラス基体２
０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。

【００６４】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９６
Ａ（図８）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。

【００６５】一方、ステップ１５４の判定が肯定される
と、ステップ１６０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．作業者は、ガラス基体２０
がホーン６６とウレタンパッド８８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。

【００６６】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。

【００６７】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６
４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ＰＶＣ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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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との間の距離を図ってお
り、ガラス基体２０とホーン６６又はウレタンパッド８
６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６６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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】

【発明の効果】本発明は、上記構成としたので、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方法を提供することができ
る。

【００７６】また、本発明は、上記構成としたので、安
価に、ストッパのような硬質の樹脂製品がガラス基体に
強固に溶着されたウインドガラスの製造方法、及びこの
方法により製造されたウインドガラスを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は加圧力、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】図２は加圧力、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】図３は本発明に使用されるストッパの斜視図で
ある。

【図４】図４は図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５は図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】図６は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】図７は本発明の第１の実施の形態の方法に使用
される溶着装置の概略構成を示す斜視図である。

【図８】図８は図７の溶着装置の溶着部を拡大した斜視
図である。

【図９】図９は図８の溶着部の部分断面図である。

【図１０】図１０は図９の溶着部のホーンの側面図であ
る。

【図１１】図１１は図１０のホーンの正面図である。

【図１２】図１２は図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１３は図７の溶着装置のブロック図であ
る。

【図１４】図１４は図７の溶着装置のフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０ウインドガラス１３モール１４ストッパ（樹脂製品）２０ガラス基体（珪素を含む基体）２２軟質ＰＶＣシート（溶着促進層）２４プライマー３０溶着装置３６溶着部６６ホーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪素を含む基体の表面にシランカップリ
ング剤を含むプライマーを塗布し、前記プライマーの塗
布部に硬質の樹脂製品を接触させ、前記樹脂製品を加圧
するとともに前記樹脂製品全体に振動を加えて、基体に
硬質の樹脂製品を溶着する方法。
【請求項２】珪素を含む基体の表面にシランカップリ
ング剤を含むプライマーを塗布し、前記プライマーの塗
布部に硬質の樹脂製品を接触させ、前記基体が８０℃以
上にならないように前記樹脂製品に振動を加えて、基体
に硬質の樹脂製品を溶着する方法。
【請求項３】前記プライマーと前記樹脂製品との間に
溶着促進層を介在させる請求項１又は２の基体に硬質の
樹脂製品を溶着する方法。
【請求項４】ガラス基体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を塗布する工程と、前記ガラス基体のプライマーが塗布された位置に硬質の
樹脂製品を載置し、前記樹脂製品を加圧するとともに前
記樹脂製品全体に振動を加えて、ガラス基体に硬質の樹
脂製品を溶着する工程と、前記ガラス基体の縁部にモールを貼り付ける工程と、を備えたウインドガラスの製造方法。
【請求項５】ガラス基体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を塗布する工程と、前記ガラス基体のプライマーが塗布された位置に硬質の
樹脂製品を載置し、前記樹脂製品を加圧しつつ前記基体
が８０℃以上にならないように前記樹脂製品に振動を加
えて、ガラス基体に硬質の樹脂製品を溶着する工程と、前記ガラス基体の縁部にモールを貼り付ける工程と、を備えたウインドガラスの製造方法。
【請求項６】請求項４又は５に記載のウインドガラス
の製造方法により製造されたウインドガラス。