JP2006346910A - 溶着方法および付属部品の取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的薄い壁部の平坦な溶着領域に溶着対象を良好に溶着できるようにする。
【解決手段】 本体１の壁部１ａのほぼ平坦な溶着領域１ｘに、凸曲面をなす第１加熱面５ａを当てて溶融する。他方、第１加熱面５ａの凸曲面にほぼ対応した形状をなす溶着対象の溶着領域に、第１加熱面５ａの凸曲面にほぼ対応した凹曲面をなす第２加熱面を当てて溶融する。最後に、溶融状態にある本体１の溶着領域１ｘと溶着対象の溶着領域を溶着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、本体の溶着領域と溶着対象の溶着領域を加熱溶融して互いに溶着する方法およびこの溶着方法を適用した付属部品の取付方法に関する。

本体と溶着対象の溶着領域を熱板等の加熱体を当てて溶融し、両者を溶着する方法は、一般に熱板溶着と称されており、周知である。

上記熱板溶着では、本体の溶着領域が比較的薄い平坦な壁部にあり、この平坦な溶着領域に溶着対象の平坦な溶着領域を溶着する場合に不具合が生じる。
以下、図７を参照しながら説明する。本体１の壁部１ａの平坦な溶着領域１ｘ（図７において想像線で示す）に熱板９の加熱面９ａを当てて溶融させると、図７に実線で示すように、壁部１ａが熱により軟化して変形し溶着領域１ｘが湾曲してしまう。そのため、溶着領域１ｘの溶融が均一でなくなる。また、溶着の際に、溶着対象の平坦な溶着領域と湾曲した本体１の溶着領域１ｘとの間に隙間が形成されてしまう。その結果、溶着が良好に行なわれないのである。

特許文献１には、樹脂製燃料タンク（本体）の壁部の開口周囲部に溶着対象を熱板溶着する方法が開示されている。この方法では、タンクの壁部の開口周囲部を立ち上がらせて強度を高め、この開口周囲部の平坦な上面に溶着対象の平坦な下面を熱板溶着している。
特開２００４−３００９８３号公報

上述したように、本体の平坦な壁部に溶着対象を溶着する場合には溶着が良好に行なわれず、溶着を良好に行なおうとすれば、壁部を厚くしたり特許文献１のように壁部の開口周囲部を立ち上がらせて強度を高め加熱時の変形を避けなければならず、コストが増大する欠点があった。

上記課題を解決するため、本発明の溶着方法は、（ア）本体の壁部の溶着領域に、凸曲面をなす第１加熱面を当てて溶融する工程と、（イ）溶着対象の溶着領域に、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凹曲面をなす第２加熱面を当てて溶融する工程と、（ウ）溶融状態にある上記本体の溶着領域と溶着対象の溶着領域を溶着する工程と、を備えたことを特徴とする。

上記溶着方法では、本体壁部の加熱変形を見込んで第１加熱面を凸曲面にしたので、本体の溶着領域の全域をほぼ均一に溶融させることができる。また、溶着対象の溶着領域およびこの溶着領域を溶融する第２加熱面を第１加熱面の面形状に対応させているので、溶融状態にある本体と溶着対象の溶着領域を密着させることができる。その結果、本体の壁部に特殊な補強構造を施さず、また厚肉にしなくても、良好に溶着を行なうことができる。なお、第２加熱面を有する加熱体は、第１加熱面を有する加熱体と同じでもよく別の加熱体でもよい。

上記溶着方法の一態様では、上記溶着対象の溶着領域が、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凸曲面をなしている。これにより、本体と溶着対象との溶着をより強固に行なうことができる。

上記溶着対象が、同心をなす互いに離れた環状の内周部と外周部とを有しており、これら内周部と外周部の先端面が上記溶着領域として提供される場合には、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して、上記内周部の先端面が外周部の先端面より突出しているだけでもよい。このようにすれば、溶着対象の溶着領域が内周部と外周部の先端面に分かれていても、良好に溶着することができる。

好ましくは、上記溶着対象の溶着領域の内周部および外周部の先端面が、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して傾斜している。これにより、これら先端面の溶融を良好に行なうことができる。

さらに本発明の付属部品の取付方法は、（ア）開口を形成したほぼ平坦な壁部を有し、この開口の周囲部の上面が環状の溶着領域として提供される容器本体を用意し、（イ）付属部品を保持するとともに、下面が環状の溶着領域として提供される保持部材を用意し、（ウ）上記容器本体の溶着領域に、凸曲面をなす第１加熱面を当てて溶融し、（エ）上記保持部材の溶着領域に、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凹曲面をなす第２加熱面を当てて溶融し、（オ）溶融状態にある上記容器本体の溶着領域と上記保持部材の溶着領域とを溶着することにより、上記付属部品を上記開口に対応した位置にて上記容器本体に取り付けることを特徴とする。

この取付方法によれば、上記溶着方法と同様の理由により、容器本体の壁部に特殊な補強構造を施さず、また厚肉にしなくても、保持部材を良好に容器本体に溶着することができ、付属部品を容器本体に強固に取り付けることができる。

上記取付方法の一態様では、上記付属部品には、上記容器本体の開口周囲部の上側に位置する環状の鍔部が設けられ、上記保持部材は、同心をなす内周部材と外周部材とを有し、これら内周部材と外周部材の上端部で容器本体の鍔部を挟み、内周部材と容器本体の外周との間には環状のシール部材が介在され、上記内周部材と外周部材の下端面が上記保持部材の溶着領域として提供され、上記第１加熱面の凸曲面に対応して、上記内周部材の下端面が上記外周部材の下端面より突出している。
これにより、保持部材の溶着領域が内周部材と外周部材の下端面に分けられていても、良好に溶着を行なうことができる。
例えば、上記付属部品がホース継手であり、この継手と上記保持部材とで継手アッセンブリを構成する。

好ましくは、上記内周部材および外周部材の下端面が上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して傾斜している。これによれば、より一層強固に付属部品を容器本体に取り付けることができる。

本発明の溶着方法によれば、本体の壁部に対して溶着対象を低コストで良好に溶着することができる。また、本発明の取付方法によれば付属部品を容器本体の壁部に低コストで良好に溶着することができ、ひいては付属部品を容器本体に強固に取り付けることができる。

以下、本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照しながら説明する。図１に示すように、本体１は薄い壁１ａを有しており、この壁１ａの上面の円形の領域１ｘが溶着領域となっている。この溶着領域１ｘを含む壁１ａは、溶着前は想像線で示すように平坦（平板形状）をなしている。

上記本体１の壁１ａをほぼ水平にした状態で、上記溶着領域１ｘに円盤形状の熱板５（加熱体）の下面５ａ（第１加熱面）を押し当てる。この熱板５の下面５ａは、例えば曲率半径の比較的大きな凸球面（凸曲面）をなしている。そのため、図１において実線で示すように、壁部１ａの溶着領域１ｘが加熱軟化して下方に湾曲するように変形しても、熱板５の下面５ａはこれに追随して溶着領域１ｘの全域にわたって接触状態を維持することができる。その結果、溶着領域１ｘの全域を均一に良好に溶融することができる。なお、溶着領域１ｘは熱板５の下面５ａと一致した凹球面（凹曲面）となる。

他方、図２に示すように、溶着対象２はその下面全域が溶着領域２ｘとなっている。この溶着領域２ｘは円形の輪郭を有し、上記熱板５の凸球面と等しい凸球面をなしている。この溶着領域２ｘに、熱板６（加熱体）の上面６ａ（第２加熱面）を押し当てる。この熱板６の上面６ａは、上記熱板５の下面５ａおよび上記溶着対象２の溶着領域２ｘと等しい曲率半径の凹球面（凹曲面）をなしているので、溶着対象２の溶着領域２ｘの全域にわたって密着し、この溶着領域２ｘを均一に溶融することができる。溶着領域２ｘの溶融は上記溶着領域１ｘの溶融とほぼ同時期に行なう。

最後に、図３に示すように、上記本体１の壁１ａの溶融された溶着領域１ｘに、溶着対象２の溶融された溶着領域２ｘを押し付けることにより、溶着が完了する。この際、溶着領域１ｘ、２ｘがほぼ等しい曲率半径の球面をなし、全域にわたって均一に密着するので、強固な溶着がなされる。

上記加熱面５ａ，６ａおよび溶着対象２の溶着領域２ｘの曲面形状を球面としたが、円錐面等、他の回転面であってもよい。また、溶着領域１ｘ、２ｘが円形でない場合には、その形状に応じた凸曲面形状にする。

上記第１実施形態では、異なる熱板５，６を用いたが、共通の熱板の上下面を上記第１加熱面，第２加熱面としてもよい。特に、第１実施形態では、本体１と溶着対象２とが同一樹脂からなり、溶着領域１ｘ、２ｘの面積も等しく、熱板密着による溶融時間も等しくなるので、共通の熱板を用いるのに適している。

溶着領域１ｘ、２ｘの面積が大きく異なる場合には、熱板密着による溶融時間が異ならせるが、溶融開始時点を異ならせ、溶融完了時点をほぼ等しくするのが好ましい。

次に、本発明の第２実施形態について図４〜図６を参照しながら説明する。この実施形態では、図６に示すように、燃料タンク本体１０（容器本体，本体）に継手アッセンブリ２０（アッセンブリ）を取り付ける。

図４に示すように、タンク本体１０は、ＰＥ（ポリエチレン）からなり、薄い平板形状の上壁部１０ａ（壁部）を有し、この上壁部１０ａには円形の開口１１が形成されている。この開口１１の周囲部の平坦な上面が環状の溶着領域１２となる。

図５に示すように、継手アッセンブリ２０は、継手２１（付属部品）とＯリング２２（シール部材）とスペーサ２３（内周部材，内周部）とロックカバー２４（外周部材，外周部）とを組み込むことにより構成されている。スペーサ２３とロックカバー２４により保持部材２５（溶着対象）が構成される。スペーサ２３とロックカバー２４の下端面２３ｘ，２４ｘ（先端面）が溶着領域として提供される。

継手２１はＰＯＭ（ポリアセタール）により筒形状に形成され、下端部に大径部２１ａを有しており、この大径部２１ａの上端に径方向，外方向に張り出す環状の鍔部２１ｂを有している。大径部２１ａの外周には環状の収容溝２１ｃが形成されている。

スペーサ２３はＰＥにより短筒形状（環状）に形成され、その上端外周には径方向，外方向に突出する複数の係止突起２３ａが周方向に等間隔離れて形成されている。

ロックカバー２４はＰＥにより環状に形成され、下端近傍の内周には周方向に離れた複数の係止突起２４ａが形成され、その上端には内方に張り出す環状の押さえ鍔部２４ｂが形成されている。

上記継手アッセンブリ２０の組立は次のようにして行なわれる。継手２１の収容溝２１ｃにＯリング２２を嵌め込み、この大径部２１ａをスペーサ２３に挿入する。Ｏリング２２により、継手２１とスペーサ２３との間はシールされる。

次に、ロックカバー２４を上側から継手２１の軸方向に移動させ、その係止突起２４ａがスペーサ２３の係止突起２３ａ間を通過してから所定角度回わすことにより、係止突起２４ａ，２３ａの係止が得られ組立が完了する。この組立状態で、スペーサ２３の上端部とロックカバー２４の上端部の押さえ鍔部２４ｂにより継手１の鍔部２１ｂが挟まれる。

以下、上記継手アッセンブリ２０を容器本体１０の上壁部１０ａに取り付ける方法について詳述する。

図４に示すように、タンク本体１０の平板形状の上壁部１０ａの溶着領域１２に、円形の熱板３０（加熱体）下面３１（第１加熱面）を開口１１と同軸をなして押し付ける。これにより、溶着領域１２が溶融される。この際、開口部１１の周囲部は熱板３０に加熱されて軟化し、重力により下方に湾曲するように変形するが、熱板３０の下面３１が比較的曲率半径の大きな凸球面をなしているので、この変形に追随して溶着領域１２の全域にわたって良好な接触状態を維持できる。その結果、溶着領域１２の全域を均一に良好に溶融させることができる。なお、溶着領域１２は熱板３０の下面３１と一致したと凹球面となる。

他方、上記溶着領域１２の溶融とほぼ同時期に、継手アッセンブリ２０のスペーサ２３とロックカバー２４の下端面２３ｘ，２４ｘに、熱板４０（加熱体）の上面４１（第２加熱面）を押し付けて、溶融する。なお、熱板４０には開口４２が形成されている。

上記熱板４０の上面４１は、上記熱板３０の下面３１の凸球面と等しい曲率半径の凹球面（凹曲面）をなしている。また、上記スペーサ２３の下端面２３ｘとロックカバー２４の下端面２４ｘは、上記熱板３０の下面３１の凸球面と等しい凸球面（凸曲面）上にある。すなわち、スペーサ２３の下端面２３ｘはロックカバーの下端面２４ｘより突出しており、両下端面２３ｘ，２４ｘは、傾斜しており、凸球面の一部をなしている。これにより、熱板４０の上面４１は、スペーサ２３の下端面２３ｘとロックカバー２４の下端面２４ｘの全域に均等に接し、全域にわたって均一で良好な溶融を行なうことができる。

なお、スペーサ２３およびロックカバー２４の下端面２３ｘ，２４ｘは、継手２１の大径部２１ａの下端外周縁を通る仮想凸曲面より溶着代の分だけ下方に突出している。
上記溶着領域１２と下端面２３ｘ，２４ｘは溶融面積が異なるので、溶着領域１２の溶融開始時期を早め、溶融時間を長くする。ただし、溶着領域１２と下端面２３ｘ，２４ｘの溶融完了はほぼ同時とする。

最後に、継手アッセンブリ２０の継手２１を、タンク本体１０に形成された開口１１に対応して位置決めした状態で、スペーサ２３とロックカバー２４の溶融状態にある下端面２３ｘ、２４ｘをタンク本体１０の溶着領域１２に押し付けて溶着する。タンク本体５はＰＥからなり、スペーサ２３とロックカバー２４もＰＥからなり、同じ樹脂なので、この溶着が良好に行なわれる。しかも、タンク本体１０の溶着領域１２は上記溶融時に熱板３０の下面３１により押されてこの下面３１に対応した凹球面に変形され、上記スペーサ２３とロックカバー２４の下端面２３ｘ、２４ｘも熱板３１の下面３１と等しい凸球面上に配置されているので、この溶着も下端面２３ｘ，２４ｘの全域にわたって均一かつ良好に行なわれる。

上記継手２１をタンク本体１０に取り付けた後、継手２１の外周にはゴムホース（図示しない）の端部が装着され、クランプ（図示しない）で締め付けられる。このゴムホースから燃料がタンク本体１０に供給される。

上記第２実施形態においても、上記加熱面３１，４１の面形状を、円錐面等、他の回転面（中心軸が加熱面３１，４１の中心を通る回転面）にし、保持部材２５の下端面２３ｘ，２４ｘをこの回転面上に配置してもよい。
また、第２実施形態において、共通の熱板の上下面を上記第１加熱面，第２加熱面としてもよい。
第２実施形態では溶着領域が環状をなしているので、熱板の加熱面の中央部の面形状は特に限定されない。

本発明方法の第１実施形態において、本体の壁部の溶着領域を溶融する工程を示す断面図である。 同第１実施形態において、溶着対象の溶着領域を溶融する工程を示す断面図である。 同第１実施形態において、本体の溶着領域に溶着対象の溶着領域を溶着させる工程を示す断面図である。 本発明方法の第２実施形態において、燃料タンク本体の壁部の開口周囲部における溶着領域を溶融する工程を示す断面図であり、（Ａ）は溶融直前の状態、（Ｂ）は溶融の最中の状態をそれぞれ示す。 同第２実施形態において、溶着対象である継手アッセンブリの保持部材の溶着領域を溶着する工程を示す断面図である。 同第２実施形態において、継手アッセンブリの保持部材をタンク本体に溶着する工程を示す断面図である。 従来の溶着方法において本体の壁部の溶着領域を溶融する工程を示す断面図である。

符号の説明

１ 本体
１ａ 壁部
１ｘ 溶着領域
２ 溶着対象
２ｘ 溶着領域
５ 熱板（加熱体）
５ａ 下面（第１加熱面）
６ 熱板（加熱体）
６ａ 上面（第２加熱面）
１０ タンク本体（容器本体，本体）
１０ａ 上壁部（壁部）
１１ 開口
１２ 溶着領域
２０ 継手アセンブリ（アッセンブリ）
２１ 継手（付属部品）
２２ Ｏリング（シール部材）
２３ スペーサ（内周部材，内周部）
２４ ロックカバー（外周部材，外周部）
２３ｘ，２４ｘ 溶着領域となる下端面
２５ 保持部材（溶着対象）
３０ 熱板（加熱体）
３１ 下面（第１加熱面）
４０ 熱板（加熱体）
４１ 上面（第２加熱面）

Claims (7)

1. （ア）本体の壁部の溶着領域に、凸曲面をなす第１加熱面を当てて溶融する工程と、
   （イ）溶着対象の溶着領域に、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凹曲面をなす第２加熱面を当てて溶融する工程と、
   （ウ）溶融状態にある上記本体の溶着領域と溶着対象の溶着領域を溶着する工程と、
   を備えたことを特徴とする溶着方法。
2. 上記溶着対象の溶着領域が、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凸曲面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の溶着方法。
3. 上記溶着対象が、同心をなす互いに離れた環状の内周部と外周部とを有しており、これら内周部と外周部の先端面が上記溶着領域として提供され、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して、上記内周部の先端面が外周部の先端面より突出していることを特徴とする請求項１に記載の溶着方法。
4. 上記溶着対象の溶着領域の内周部および外周部の先端面が、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の溶着方法。
5. （ア）開口を形成したほぼ平坦な壁部を有し、この開口の周囲部の上面が環状の溶着領域として提供される容器本体を用意し、
   （イ）付属部品を保持するとともに、下面が環状の溶着領域として提供される保持部材を用意し、
   （ウ）上記容器本体の溶着領域に、凸曲面をなす第１加熱面を当てて溶融し、
   （エ）上記保持部材の溶着領域に、上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応した凹曲面をなす第２加熱面を当てて溶融し、
   （オ）溶融状態にある上記容器本体の溶着領域と上記保持部材の溶着領域とを溶着することにより、上記付属部品を上記開口に対応した位置にて上記容器本体に取り付ける
   ことを特徴とする付属部品の取付方法。
6. 上記付属部品には、上記容器本体の開口周囲部の上側に位置する環状の鍔部が設けられ、
   上記保持部材は、同心をなす内周部材と外周部材とを有し、これら内周部材と外周部材の上端部で容器本体の鍔部を挟み、内周部材と容器本体の外周との間には環状のシール部材が介在され、上記内周部材と外周部材の下端面が上記保持部材の溶着領域として提供され、
   上記第１加熱面の凸曲面に対応して、上記内周部材の下端面が上記外周部材の下端面より突出していることを特徴とする請求項５に記載の付属部品の取付方法。
7. 上記内周部材および外周部材の下端面が上記第１加熱面の凸曲面にほぼ対応して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の付属部品の取付方法。

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