JP2008265217A - 成形品の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶着時に溶着バリが溶着部の外周側に生成し難くしてほぼ溶着部の内周側にだけ生成し得るようにし、容易に、低コストで製造でき、しかも十分な接着強度を有するものを製造できる成形品の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ボウル保持治具１００に保持させたボウル本体１の溶着部１１と、蓋保持治具１１０に保持させた蓋２の溶着部２１とを、その外周側を下閉鎖壁部１０２と上閉鎖壁部１１５とによって閉鎖した状態で、溶着することにより、溶着バリ３を、上記溶着部１１、２１の外周側に生成し難くしてほぼ内外周側にだけ生成させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、２つの合成樹脂成形部品を溶着して成形品を製造する成形品の製造方法及びその装置に関するものである。

従来から、２つの合成樹脂成形部品を溶着することによって、例えばアンダーカットを有する複雑なデザインのものが製造されている。しかし、２つの合成樹脂成形部品を溶着すると、その際に溶着部にかけられる押圧力によってその溶着部の一部の樹脂が、溶着部の外周側及び内周側に流れて（逃げて）溶着バリとなる。外周側に生成した溶着バリは外観上、製品の価値を低下させてしまう。そのため、従来から、溶着して冷却した後、例えばカッターで溶着バリの大部分を予め削りとり、その後、バフ研磨作業によって最終仕上げがおこなわれている。ところが、相当な厚さの溶着バリの場合、カッターで削りとる作業が大変であり、バフ研磨作業を行うまでに手間を要してしまうという問題がある。

一方、振動溶着時の溶着バリの露出を防止しつつ接合し得るようにしたものも提案されている（特許文献１）。このものは、第１の合成樹脂成形部品の接合端部（溶着部）の側端部及び中間部から夫々前記第２の合成樹脂成形部品との接合方向に延出する第１のリブ及び第２のリブを形成し、前記第２の合成樹脂成形部品の接合端部に、前記第１の合成樹脂成形部品との接合方向及び該接合方向に対して直交する方向に開放する段部であって、前記第１及び第２の合成樹脂成形部品の接合時に前記第１の合成樹脂成形部品にと当接する接合面と、前記第２のリブに対峙する側面を有する段部を形成し、該段部の接合面と前記第２のリブの先端面とを圧接して振動溶着するものである。これにより、第２のリブの先端面と段部の接合面から発生する溶着バリは、第２のリブと第１のリブとの間及び第２のリブと段部の側面との間に収容され、第１及び第２の合成樹脂成形部品の接合端部の外側及び内側の何れにも溶着バリが露出することがないものにできる。
特開平０７−２６６４２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、予め第１の合成樹脂成形部品に第１のリブ及び第２のリブを形成するとともに、第２の合成樹脂成形部品に段部を形成しておかなければならず、製作がめんどうであるとともに、コスト高になってしまう。又、このものにおいては、第１の合成樹脂成形部品の接合端部の全体を第２の合成樹脂成形部品に振動溶着するのではなく、第１の合成樹脂成形部品の接合端部の中間部に形成した第２のリブだけを第２の合成樹脂成形部品に振動溶着しているため、大きな接着強度が必要とする製品の場合には、使用中に第１の合成樹脂成形部品と第２の合成樹脂成形部品とが外れるおそれがあり、このような製品には適応し難いという問題点がある。

本発明は、溶着時に溶着バリが溶着部の外周側に生成し難くしてほぼ溶着部の内周側にだけ生成し得るようにし、容易に、低コストで製造でき、しかも十分な接着強度を有するものを製造できる成形品の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記実情に鑑み提案されたもので、次の特徴を有する成形品の製造方法を提供する。本発明の請求項１は、第１及び第２の合成樹脂成形部品を溶着することにより成形品を製造する成形品の製造方法であって、上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側に配置した閉鎖壁部材によって、上記外周側を、溶着部の一部の樹脂が外周側に逃げないように閉鎖しておくことにより、溶着バリが溶着部の外周側に生成し難いようにして溶着バリを内周側に生成させるようにしたことを特徴とする成形品の製造方法を提供する。

請求項２のように、上記内周側に生成された溶着バリを、流動性を有する状態で、押し付け部材によって第１及び第２の合成樹脂成形部品の少なくとも一方の内壁面に押し付けてフラットにすることが好ましい。

本発明の請求項３は、第１及び第２の合成樹脂成形部品を溶着することにより成形品を製造する成形品の製造装置であって、上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側を、溶着部の一部の樹脂が外周側に逃げないように閉鎖する閉鎖壁部材を備え、この閉鎖壁部材が、上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側に配置されることにより、溶着バリが溶着部の外周側に生成し難いようにして内周側に生成し得るようにしたことを特徴とする成形品の製造装置を提供する。

請求項４のように、上記成形品の製造装置に、押し付け部材が、更に備えられ、この押し付け部材は、上記内周側に生成した溶着バリを、流動性を有する状態で、第１及び第２の合成樹脂成形部品の少なくとも一方の内壁面に押し付けてフラットにするよう構成されたものであることが好ましい。

請求項１及び請求項３によれば、溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の一部の樹脂が溶着部の外周側に逃げようとしても、閉鎖壁部材によって閉鎖されているため、外周側に逃げ難いようにできるとともに、溶着部の内周側に逃がすことができる。これにより、溶着時に溶着バリが内周側に生成して外周側にほとんど生成しない成形品を得ることができる。従って、従来のように溶着バリをカッターで削り取る工程を不要にできる。又、外周側に溶着バリがほとんど出来ないため、例えば最終仕上げとしてバフ研磨をする場合でも、溶着バリを簡単に取り除いて仕上げることができ、バフ研磨作業を容易に短時間で行いうるものにできる。又、予め溶着部にリブや段部等を形成しておかなくても良く、容易に、しかも、低コストで製造できる。

また、溶着に際して外周側に溶着バリがほとんど出来ないものにできるため、溶着バリを考慮せずに第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部を十分な圧力をかけて溶着でき、十分な接着強度を有するものにできる。

請求項２及び請求項４によれば、溶着部の内周側に出来た溶着バリを、流動性を有する状態で、押し付け部材によって第１又は第２の合成樹脂成形部品の内壁面に押し付けてフラットにするため、例えば外部から見やすい部分に溶着バリがある場合でも、商品イメージが低下するようなことを防止し、商品価値をより高めることができる。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明の成形品の製造装置２００に２つの合成樹脂成形部品をセットした状態の断面説明図である。

本発明の成形品の製造装置２００は、第１の合成樹脂成形部品と第１の合成樹脂成形部品とを熱板溶着して成形品を製造する装置である。本発明の製造装置２００の説明に先立って、この製造装置２００により溶着される第１及び第２の合成樹脂成形部品について説明する。

第１の合成樹脂成形部品は、この実施形態では、図２（ａ）に示すようなボウル本体１から構成される。このボウル本体１は、アクリル合成樹脂、補強入りＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）あるいはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合成樹脂製のものから構成される。

又、ボウル本体１は、肉厚が３ｍｍ〜１０ｍｍ程度で、外壁面の形状が半球状のものから構成されている。ボウル本体１の上端部は、第２の合成樹脂成形部品と溶着する溶着部１１を構成している。

第２の合成樹脂成形部品は、この実施形態では、図２（ａ）に示すような蓋２から構成されている。この蓋２は、ボウル本体１と同じ材料により、厚さが３ｍｍ〜１０ｍｍ程度のリング状のものから構成されている。又、蓋２の外径は、ボウル本体１の上端の外径とほぼ同じに設定されている。

この蓋２の下端部における径方向外側（外周側）の部分は、上記ボウル本体１の溶着部１１に溶着する溶着部２１を構成している。

そして、このように構成されたボウル本体１の溶着部１１と蓋２の溶着部２１とが溶着されることにより、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すような、例えば洗面台のキャビネットの上面に配置される成形品としての洗面ボウル１０とされる。

次に、本発明の製造装置２００について説明する。この製造装置２００は、図１に示すようにボウル本体１を保持する第１の保持治具としてのボウル保持治具１００と、ボウル保持治具１００の上方側に配置され蓋２を保持する第２の保持治具としての蓋保持治具１１０と、ボウル本体１の溶着部１１と蓋２の溶着部２１とを溶融温度まで加熱する加熱部材１５０とを備えている。

ボウル保持治具１００の上面には、ボウル本体１の外壁面を保持する外壁面保持部１０１が備えられている。この外壁面保持部１０１は、ボウル保持治具１００の上面から窪まされるようにして形成されている。また、外壁面保持部１０１は、ボウル本体１の外壁面とほぼ同形状の半球状に形成されており、ボウル本体１の外壁面のほぼ全体が当接するよう構成されている。

又、このボウル保持治具１００の外壁面保持部１０１の上部には、下閉鎖壁部１０２が備えられている。この下閉鎖壁部１０２は、その上面に、平面状の蓋保持治具当接部１０２ａが備えられている。

この実施形態の下閉鎖壁部１０２の蓋保持治具当接部１０２ａは、外壁面保持部１０１にボウル本体１の外壁面を保持した図１に示す状態で、ボウル本体１の溶着部１１よりも所定高さｈ（この実施形態では、１ｍｍ〜５ｍｍ程度）だけ上方側になるように設定されている。

蓋保持治具１１０は、蓋保持具本体１１１と、支持部材１１２と、押し下げ部材１１６とを備えている。蓋保持具本体１１１は、図３に示すように、下面に、蓋２を受容する蓋受容部１１１ａを備えている。この蓋受容部１１１ａは、蓋２の外径と略同じ径で、蓋保持具本体１１１の下面から窪まされるようにして形成されている。

又、蓋受容部１１１ａの外周側には、上閉鎖壁部１１５が備えられている。この上閉鎖壁部１１５は、上記下閉鎖壁部１０２とで、閉鎖壁部材を構成するもので、その内径が蓋受容部１１１ａの内周壁と略同じ大きさのものからなる。従って、上閉鎖壁部１１５の内周壁は、蓋受容部１１１ａの内周壁と連続して一体的に形成されている。また、この上閉鎖壁部１１５は、上記下閉鎖壁部１０２の内径と略同じ大きさのものからなる。

又、上閉鎖壁部１１５の下面には、上記下閉鎖壁部１０２の蓋保持治具当接部１０２ａに当接するボウル保持治具当接部１１５ａが備えられている。このボウル保持治具当接部１１５ａは、蓋保持治具当接部１０２ａと対向するように配置されている。又、この実施形態では、ボウル保持治具当接部１１５ａは、蓋保持治具１１０の蓋受容部１１１ａに蓋２を保持した図１及び図３に示す状態で、蓋２の溶着部２１とほぼ同高さとなる。

支持部材１１２は、この実施形態では、蓋２を下方側から支持するとともに、押し付け部材としての役目をも果たすもので、下方側に、上下方向移動可能、径が拡大・縮小可能に配置されたアーム１１３を備えている。

アーム１１３は、上面に蓋２を当接させて下方から支持する。又、アーム１１３の外周先端には、押し付け部１１３ａが備えられている。

この押し付け部１１３ａは、この実施形態では、アーム１１３の外周先端面全体に、ボウル本体１の上端の内壁面とほぼ同じ形状に形成されており、後述するように溶着部の内周側に出来た溶着バリ３をボウル本体１の内壁面に押し付けてフラットにできるよう構成されている。

蓋保持治具１１０の押し下げ部材１１６は、蓋保持具本体１１１の蓋受容部１１１ａに上方側から貫通するようにあけられた貫通孔内に、上下方向移動可能に設置されており、蓋保持具本体１１１に保持された蓋２を、下方側に押圧してボウル本体１に押し付ける。

以上のように構成された上記ボウル保持治具１００は、図１に示すように下プレート１２０に、蓋保持治具１１０は上プレート１２１に夫々、取り付けられている。又、この上プレート１２１は、下プレート１２０に対してガイドピン１３０を介して接近・退行する方向（図の上下方向）に移動可能とされている。

次に、加熱部材１５０について説明する。この加熱部材１５０は、板状のものから構成されている。又、加熱部材１５０は、図示しないが、加熱手段を備えている。

そして、この加熱部材１５０は、溶着に際して、ボウル保持治具１００に保持されたボウル本体１と、蓋保持治具１１０に保持された蓋２とのほぼ上下中央位置に、それらと非接触に配置され、ボウル本体１の溶着部１１及び蓋２の溶着部２１を溶融温度まで加熱する。

次に、本発明の製造装置２００を用いて成形品としての洗面台の洗面ボウル１０を製造する場合について説明する。

ボウル本体１がボウル保持治具１００の外壁面保持部１０１に保持され、蓋２が蓋保持治具１１０の蓋受容部１１１ａ（図３に示す）に支持部材１１２を介して保持された図１の状態で、製造装置２００を作動させる。

まず、ボウル本体１と蓋２との間に、加熱部材１５０が配置され、その加熱部材１５０によって、ボウル本体１の溶着部１１及び蓋２の溶着部２１が溶融温度まで加熱される。

次に、加熱部材１５０が退いた後、上プレート１２１が下方向に移動する。これにより、上プレート１２１に取り付けられた蓋保持治具１１０も下方向に移動してボウル保持治具１００に接近し、図３に示すように、上閉鎖壁部１１５のボウル保持治具当接部１１５ａと下閉鎖壁部１０２の蓋保持治具当接部１０２ａとが当接する。

この状態では、ボウル本体１の溶着部１１と蓋２の溶着部２１とは、上記高さｈ分だけ距離を隔てて、未だ当接していない状態になっている。

その後、押し下げ部材１１６が下方向に移動し、蓋保持治具１１０に保持された蓋２を支持部材１１２と共に押し下げる。これにより、図４に示すように、蓋２の溶着部２１とボウル本体１の溶着部１１とが接近して当接する。

又、この状態で、ボウル本体１の溶着部１１および蓋２の溶着部２１の外周側は、溶着部１１、２１の外周と、上閉鎖壁部１１５及び下閉鎖壁部１０２とがほぼ密接した状態になっており、それらの間に空間が形成されていない閉鎖された状態になっている。

図４に示す状態から、更に、押し下げ部材１１６が下方向に移動していく。これにより、当接した蓋２の溶着部２１とボウル本体１の溶着部１１とに互いに押し付け合う方向の力が加えられ、蓋２の溶着部２１とボウル本体１の溶着部１１が溶着する。

又、この押圧により、ボウル本体１の溶着部１１及び蓋２の溶着部２１は加熱溶融されて流動状態になっているため、溶着部１１、２１で樹脂流れが起こる。その際、溶着部１１、２１の外周側が上閉鎖壁部１１５及び下閉鎖壁部１０２により閉鎖された状態になっており、樹脂の逃げ部がない状態になっている。

従って、樹脂は、図５に示すように、溶着部１１、２１の外周側には、逃げ難く、ほぼ溶着部１１、２１の内周側にだけ逃げる。よって、溶着バリ３は、溶着部１１、２１の外周側にはほとんど生成することがなく、ほぼ溶着部１１、２１の内周側にだけ生成する。

次に、図６に示すように支持部材１１２のアーム１１３が径が拡大し、溶着部１１、２１の内周側に生成した溶着バリ３を、アーム１１３の押し付け部１１３ａがボウル本体１の内壁面に押し付ける。これにより、塊状の溶着バリ３は、フラット状になる。

その後、支持部材１１２の径が縮小し、更に上方側に移動して蓋２から離れるとともに、上プレート１２１が上方向に移動して蓋２が蓋保持治具１１０から外れる。又、上プレート１２１の上方向への移動により、ボウル本体１をボウル保持治具１００から外すことができる。これにより、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すような蓋２とボウル本体１とからなる洗面ボウル１０を得ることができる。

尚、溶着部１１、２１の外周と、上閉鎖壁部１１５及び下閉鎖壁部１０２との間に、若干の空間部ができるものであり、溶着部１１、２１の外周側に若干の溶着バリが生成しても良い。

また、ボウル保持治具１００から外した洗面ボウル１０の溶着部の外周に若干の溶着バリがある場合は、例えば最終仕上げ工程としてバフ研磨、あるいは、バフ研磨に変えて他の最終仕上げ工程、更には、バフ研磨と共に他の最終仕上げ工程を加えても良いが、最終仕上げ工程を行わないで、そのまま、製品として使用するようにしても良い。

又、上記実施形態では、溶着部１１、２１の内周側に生成した溶着バリ３をフラットに押圧しているが、そのままにしておいても良い。

また、上記実施形態では、溶着部１１、２１の内周側に生成した溶着バリ３を、支持部材１１２に設けた押し付け部１１３ａによって押圧しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば押し付け部１１３ａを、支持部材１１２とは別体のものから構成し、溶着バリが流動性を有する状態、具体的には、例えば２００°Ｃ〜４００°Ｃで押圧するようにすれば良い。

又、溶着部１１、２１の内周側に生成した溶着バリ３を押圧する場合において、その溶着バリ３の全部を押圧しなくても、例えば外部から見易い一部だけを押圧するようにしても良く、適宜変更できる。また、溶着バリ３を、ボウル本体の内壁面に押圧する形態のものに限らず、例えば蓋における溶着部の内周側近傍部分に、あるいは、ボウル本体の内壁面と共に蓋の上記部分に押圧するようにしても良い。

また、本発明の成形品の製造方法及び装置は、洗面台の洗面ボウルに適用される形態のものに限らず、種々の成形品について適応できる。例えばキッチンのシンク、トイレの便器等の各種の成形品に適用できる。

本発明の一実施形態の成形品の製造装置に、第１の合成樹脂成形部品としてのボウル本体と第２の合成樹脂成形部品としての蓋とをセットした状態の断面説明図である。 図２（ａ）は、本発明の製造装置により溶着される前の洗面ボウルの一実施形態の分解斜視図、図２（ｂ）は、本発明の製造装置により得られた洗面ボウルの斜視図、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の断面図である。 下閉鎖壁部の蓋保持治具当接部と上閉鎖壁部のボウル保持治具当接部とが当接した状態の要部拡大断面説明図である。 図３の状態から蓋が押圧されて蓋の溶着部とボウルの溶着部とが当接した状態の要部拡大断面説明図である。 図４の状態から更に蓋が押圧されて蓋の溶着部とボウルの溶着部とが溶着した状態の要部拡大断面説明図である。 内周側に生成された溶着バリを押し付け部によってボウル本体の内壁面に押圧してフラットにした状態の要部拡大断面説明図である。

符号の説明

１ ボウル本体（第１の合成樹脂成形部品）
２ 蓋（第２の合成樹脂成形部品）
３ 溶着バリ
１０ ボウル（成形品）
１１ ボウル本体の溶着部
２１ 蓋の溶着部
１００ ボウル保持治具
１０２ 下閉鎖壁部
１１０ 蓋保持治具
１１５ 上閉鎖壁部

Claims (4)

1. 第１及び第２の合成樹脂成形部品を溶着することにより成形品を製造する成形品の製造方法であって、
   上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側に配置した閉鎖壁部材によって、上記外周側を、溶着部の一部の樹脂が外周側に逃げないように閉鎖しておくことにより、溶着バリが溶着部の外周側に生成し難いようにして溶着バリを内周側に生成させるようにしたことを特徴とする成形品の製造方法。
2. 上記内周側に生成された溶着バリを、流動性を有する状態で、押し付け部材によって第１及び第２の合成樹脂成形部品の少なくとも一方の内壁面に押し付けてフラットにするようにしたことを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
3. 第１及び第２の合成樹脂成形部品を溶着することにより成形品を製造する成形品の製造装置であって、
   上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側を、溶着部の一部の樹脂が外周側に逃げないように閉鎖する閉鎖壁部材を備え、この閉鎖壁部材が、上記溶着に際して第１及び第２の合成樹脂成形部品の溶着部の外周側に配置されることにより、溶着バリが溶着部の外周側に生成し難いようにして内周側に生成し得るようにしたことを特徴とする成形品の製造装置。
4. 上記成形品の製造装置に、押し付け部材が、更に備えられ、
   この押し付け部材は、上記内周側に生成した溶着バリを、流動性を有する状態で、第１及び第２の合成樹脂成形部品の少なくとも一方の内壁面に押し付けてフラットにするよう構成されたものであることを特徴とする請求項３記載の成形品の製造装置。

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