JP2011016280A - 樹脂製容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な形状でシール部材を挟み込んでレーザ光により溶着することができる樹脂製容器を得る。
【解決手段】レーザ光に対して透過性のある第１外殻部材２と、透過性のない第２外殻部材４とを突き合わせて収納室６を形成する。第１外殻部材２には、平坦面１２と、平坦面１２の外側に凹部１４とを形成し、かつ、凹部１４の外側に凹部１４の内壁面１４ａに連接するテーパ内周面１６ａを有する外輪部１６を突き出して形成する。また、第２外殻部材４には、テーパ内周面１６ａに嵌合するテーパ外周面４ａを形成すると共に、凹部１４に嵌合する凸部１８を形成し、かつ、凸部１８の内側に平坦面１２に当接する位置決め面２０と、段差面２２とを形成する。平坦面１２と段差面２２との間にシール部材３０を挟持し、外輪部１６の外側からレーザ光を照射して溶着した。
【選択図】図２

Description

本発明は、中空状の収納室を第１外殻部材と第２外殻部材とを突き合わせて溶着して形成した樹脂製容器に関する。
従来より、特許文献１や特許文献２にあるように、レーザ光に対して透過性を有する透過性樹脂材と、レーザ光に対して透過性のない非透過性樹脂材とをレーザ光を照射して溶着する樹脂成形品が知られている。この樹脂成形品では、凸部と凹部とを嵌合させて、透過性樹脂材と非透過性樹脂材とを突き合わせている。
特開２００２−８６５６７号公報 特開２００５−６７２０８号公報
しかしながら、こうした従来のものでは、透過性樹脂材と非透過性樹脂材とを突き合わせて内部に中空状の収納室を形成し、この収納室を２つに仕切るためのシール部材を設けようとすると、更に、シール部材を取り付けるための部材等を設けなればならず、形状が複雑になるという問題があった。
本発明の課題は、簡単な形状でシール部材を挟み込んでレーザ光により溶着することができる樹脂製容器を提供することにある。
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂により成形した第１外殻部材と、レーザ光に対して透過性のない非透過性樹脂により成形した第２外殻部材とを突き合わせて中空状の収納室を形成し、レーザ光の照射により前記第１外殻部材と前記第２外殻部材とを溶着した樹脂製容器において、
前記第１外殻部材には、前記第１外殻部材の前記収納室の開口周囲に平坦面を形成すると共に、前記平坦面の外側にリング状の凹部を形成し、かつ、前記凹部の外側に前記凹部の内壁面に連接するテーパ内周面を有する外輪部を前記平坦面よりも前記第２外殻部材側に突き出して形成し、
また、前記第２外殻部材には、前記テーパ内周面に嵌合するテーパ外周面を形成すると共に、前記凹部に嵌合し外壁面を前記テーパ外周面に連接した凸部を形成し、かつ、前記凸部の内側に前記平坦面に当接する位置決め面を形成すると共に、前記位置決め面の内側に前記平坦面と隙間をあけて対向する段差面を形成し、
更に、前記平坦面と前記段差面との間にシール部材を挟持し、前記外輪部の外側から前記レーザ光を照射して溶着したことを特徴とする樹脂製容器がそれである。その際、前記平坦面と前記位置決め面とを当接した状態で、前記テーパ内周面に前記テーパ外周面を圧入した構成でもよい。
本発明の樹脂製容器は、平坦面と段差面とによりシール部材を挟持してシール性を確保できると共に、テーパ内周面とテーパ外周面とを密着させることができるので、簡単な形状でレーザ溶接を確実に行うことができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態としての樹脂製容器の断面図である。 本実施形態の組立手順を示す要部拡大断面図である。
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は樹脂製容器で、略円筒状に形成されており、樹脂製容器１は第１外殻部材２と第２外殻部材４とを備え、第１外殻部材２と第２外殻部材４とにより区画されて中空状の収納室６が形成されている。
樹脂製容器１は、図示しない流路に介装され、第１外殻部材２には、本実施形態では、略ドーム状に形成されており、図示しない流路に接続される筒状の接続部１０が突出して形成されており、流体を収納室６に導入できるように形成されている。
また、図２に示すように、第１外殻部材２には、収納室６の開口周囲に全周にわたって平坦面１２が略円筒状の樹脂製容器１の軸方向と直交して形成されている。平坦面１２の外側には、リング状の凹部１４が平坦面１２から窪まされて形成されている。
更に、凹部１４の外側に、第２外殻部材４側に向かって平坦面１２よりも第２外殻部材４側に突き出た外輪部１６がリング状に形成されている。外輪部１６の内側は第２外殻部材４側に向かって徐々に拡径するテーパ内周面１６ａとして形成されており、テーパ内周面１６ａは凹部１４の内壁面１４ａに連接して形成されている。外輪部１６はほぼ一定の厚さに形成されている。
第１外殻部材２は、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂により射出成形されており、透過性樹脂に用いる樹脂の種類としては、熱可塑性を有し、樹脂を溶融しないでレーザ光が透過するものであればよく、例えば、ナイロン６等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができ、強化繊維等を添加してもよい。
第２外殻部材４には、第１外殻部材２側の先端外周に、テーパ内周面１６ａに嵌合するテーパ外周面４ａが形成されている。また、第２外殻部材４の先端には凹部１４に嵌合する凸部１８が形成されており、凸部１８の外壁面１８ａはテーパ外周面４ａに連接して形成されており、外壁面１８ａはテーパ外周面４ａと同様に、第１外殻部材２側に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されている。
凸部１８の内側には、略円筒状の樹脂製容器１の軸方向と直交し平坦面１２に当接する位置決め面２０が形成されており、位置決め面２０はリング状に形成されると共に、位置決め面２０は平坦面１２の外側の一部に当接する大きさに形成されている。
位置決め面２０から第１外殻部材２と反対側に窪まれ、位置決め面２０の内側に平坦面１２と隙間をあけて対向する段差面２２が形成されている。本実施形態では、平坦面１２の大きさに対して、位置決め面２０と段差面２２とを合計した大きさがほぼ同じになるように形成されている。
第２外殻部材４は、レーザ光に対して透過性のない非透過性樹脂により射出成形されており、非透過性樹脂に用いる樹脂の種類としては、熱可塑性を有し、レーザ光を吸収して樹脂を溶融するものであればよく、例えば、ナイロン６等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等にカーボンブラック、染料や顔料等の着色材を添加したものである。第１外殻部材２の透過性樹脂と第２外殻部材４の非透過性樹脂とは、同種の樹脂の組み合わせ等で、互いに相溶性のあるもの同士の組み合わせとするのが好ましい。
図１に示すように、第２外殻部材４には、第２外殻部材４側の収納室６に連通し図示しない流路に接続される接続孔２４が形成されると共に、図示しない別の流路に接続される一対の接続部２６，２８が突出形成されている。
第１外殻部材２と第２外殻部材４とを突き合わせて一体とする際に、段差面２２にリング状のシール部材３０が当接される。そして、第１外殻部材２の凹部１４に第２外殻部材４の凸部１８が挿入される。その際、凹部１４と凸部１８との大きさの関係は、平坦面１２と平行な幅方向では凸部１８の幅が凹部１４の幅よりも少し大きく、挿入する高さ方向では、凹部１４の深さが凸部１８の高さよりも少し深くなるように形成されている。
凹部１４に凸部１８を挿入する際には、自身の弾性変形により圧入可能な大きさの関係に形成されており、位置決め面２０が平坦面１２に当接するまで圧入した際には、凹部１４の底面と凸部１８との先端との間には隙間ａができるように形成されている。
また、テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとの関係では、例えば、平坦面１２の延長面とテーパ内周面１６ａとが交差する箇所の直径をＤ１、位置決め面２０の延長面とテーパ外周面４ａとが交差する箇所の直径をＤ２とすると、テーパ内周面１６ａ側の直径Ｄ１よりもテーパ外周面４ａ側の直径Ｄ２が少し大きく形成されている（Ｄ１＜Ｄ２）。テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとの傾斜角度はほぼ同じに形成されている。
テーパ内周面１６ａにテーパ外周面４ａを圧入し、弾性変形して平坦面１２と位置決め面２０とが当接した際には、テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとが面接触して密着するように構成されている。尚、本実施形態では、凹部１４と凸部１８とは、共にその壁面をテーパ状に形成したが、テーパ状に限らず、矩形であってもよい。
組み立てる際には、段差面２２にシール部材３０を当接させ、テーパ内周面１６ａにテーパ外周面４ａを挿入すると、凸部１８はテーパ内周面１６ａに沿って案内されて、凸部１８が凹部１４に挿入される。
凸部１８の幅が凹部１４の幅よりも少し大きく、テーパ外周面４ａ側の直径Ｄ２がテーパ内周面１６ａ側の直径Ｄ１よりも少し大きいので、弾性変形させて、平坦面１２に位置決め面２０が当接するまで圧入する。
平坦面１２と位置決め面２０とが当接すると、平坦面１２と段差面２２とがシール部材３０を両側から挟持し、シール部材３０を適度に変形させて、シール性を確保する。また、凸部１８が凹部１４に圧入されて、壁面同士が密着してよりシールを確実なものとする。更に、テーパ内周面１６ａにテーパ外周面４ａが圧入されて、テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとが面接触して密着する。
次に、この状態で、外輪部１６の外側から、密着しているテーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとに向かってレーザ光を全周にわたって照射する。これにより、第１外殻部材２と第２外殻部材４とが溶着されて一体にされる。レーザ光にはＹＡＧレーザ光や半導体レーザ光を用いることができる。
このように、本実施形態の樹脂製容器１によると、平坦面１２と位置決め面２０とを当接させると、平坦面１２と段差面２２とがシール部材３０を挟持して適度なシール性を有する間隔に位置決めでき、平坦面１２と段差面２２とによりシール部材３０を挟持してシール性を確保できる。また、平坦面１２と位置決め面２０とを当接させると、テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａと面接触させることができ、レーザ光の照射によるレーザ溶接を確実に行うことができ、隙間の発生等によるレーザ溶接不良を防止できる。
平坦面１２と位置決め面２０とを当接させると、シール性を確保できると共に、テーパ内周面１６ａとテーパ外周面４ａとを密着させることができるので、簡単な形状でレーザ溶接を確実に行うことができる。
一方、樹脂製容器１を図示しない流路に介装し、流体が樹脂製容器１内に流入すると、流体の圧力や温度の変動等により、樹脂製容器１に内側から外側方向の作用力が働く。第１外殻部材２の凹部１４に、第２外殻部材４の凸部１８が挿入されているので、凹部１４と凸部１８とにより外側方向の作用力を受け、図１に矢印で示すように、レーザ溶接箇所で、第２外殻部材４のテーパ外周面４ａから外輪部１６のテーパ内周面１６ａを引き剥がすような作用力が働くのを防止する。従って、レーザ溶接箇所が圧力や温度の変動等により引き剥がされるのを抑制することができる。
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
１…樹脂製容器 ２…第１外殻部材
４…第２外殻部材 ４ａ…テーパ外周面
６…収納室
１２…平坦面 １４…凹部
１４ａ…内壁面 １６…外輪部
１６ａ…テーパ内周面 １８…凸部
１８ａ…外壁面 ２０…位置決め面
２２…段差面 ３０…シール部材

Claims (2)

  1. レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂により成形した第１外殻部材と、レーザ光に対して透過性のない非透過性樹脂により成形した第２外殻部材とを突き合わせて中空状の収納室を形成し、レーザ光の照射により前記第１外殻部材と前記第２外殻部材とを溶着した樹脂製容器において、
    前記第１外殻部材には、前記第１外殻部材の前記収納室の開口周囲に平坦面を形成すると共に、前記平坦面の外側にリング状の凹部を形成し、かつ、前記凹部の外側に前記凹部の内壁面に連接するテーパ内周面を有する外輪部を前記平坦面よりも前記第２外殻部材側に突き出して形成し、
    また、前記第２外殻部材には、前記テーパ内周面に嵌合するテーパ外周面を形成すると共に、前記凹部に嵌合し外壁面を前記テーパ外周面に連接した凸部を形成し、かつ、前記凸部の内側に前記平坦面に当接する位置決め面を形成すると共に、前記位置決め面の内側に前記平坦面と隙間をあけて対向する段差面を形成し、
    更に、前記平坦面と前記段差面との間にシール部材を挟持し、前記外輪部の外側から前記レーザ光を照射して溶着したことを特徴とする樹脂製容器。
  2. 前記平坦面と前記位置決め面とを当接した状態で、前記テーパ内周面に前記テーパ外周面を圧入したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製容器。
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