JP3012440B2 - 超音波溶接方法 - Google Patents

超音波溶接方法

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JP3012440B2 JP5244032A JP24403293A JP3012440B2 JP 3012440 B2 JP3012440 B2 JP 3012440B2 JP 5244032 A JP5244032 A JP 5244032A JP 24403293 A JP24403293 A JP 24403293A JP 3012440 B2 JP3012440 B2 JP 3012440B2
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１部材の接合面と第
２部材の接合面とを超音波溶接する超音波溶接方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】２つの部材（第１部材と第２部材）を超
音波溶接する従来の超音波溶接方法では、図１０に示す
ように、２つの部材の接合面を夫々一つの平坦面にて形
成し、その何れか一方の平坦面にくさび状の凸部を設け
ていた。ちなみに、くさび状の凸部を設けるのは、２つ
の部材の当たり面を小さくして、小さい超音波エネルギ
ーで超音波溶接することができるようにするためであ
る。このように、接合面にくさび状の凸部を設けた図１
０の接合面の場合には、大きな超音波エネルギーは必要
としないが、接合面が横ズレし易いという問題がある。
そこで、一般には、図１１に示すようなはめ込み形を採
用して、つまり２つの部材の接合面を夫々段違いの２つ
の平坦面にて構成して、接合面の横ズレを防止するよう
にしている。尚、図１０は、第１部材１０１の平坦面１
０１ａと第２部材１０２の平坦面１０２ａとを超音波溶
接する場合を示しており、図１１は、第１部材１１１の
平坦面１１１ａ，１１１ｂと第２部材１１２の平坦面１
１２ａ，１１２ｂとを超音波溶接する場合を示してい
る。図中、１００及び１１０は、くさび状の凸部であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波溶接方法では、２つの部材の厚さ分しか超音波溶
接されないため、溶接強度が低く、改善が望まれてい
た。特に、幅の狭い（厚さの薄い）部材同士を超音波溶
接する場合には、従来の溶接方法では、十分な溶接強度
が得られないという問題があった。本発明は上記の実情
に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶接強度
が高く、しかも、溶接強度の高い超音波溶接を実現する
に当たって、必要となる超音波エネルギーを減少させる
ことができる超音波溶接方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波溶接方法
は、第１部材の接合面と第２部材の接合面とを超音波溶
接するものであって、その第１の特徴は、前記第１部材
の接合面に、第１平坦面と、その第１平坦面の端部から
前記第２部材側へ伸び且つ前記第２部材側ほど前記第１
平坦面横側方に離れる第１傾斜面とを形成し、前記第２
部材の接合面に、前記第１平坦面に接合される第２平坦
面と、前記第１傾斜面に接合される第２傾斜面を形成
し、前記第１平坦面又は前記第２平坦面の何れか一方
に、凸部を形成し、前記第１傾斜面又は前記第２傾斜面
の何れか一方、あるいはその両方を、その縦断面形状が
凹凸状になるように形成して、前記第１平坦面と前記第
２平坦面、及び、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面を超
音波溶接する点にある。第２の特徴は、前記第１部材と
前記第２部材の夫々が、有底筒状で、且つ、開口部の端
面を前記接合面とするものであり、前記第１部材の接合
面に、内から外に向かって順に、前記第１平坦面、前記
第１傾斜面、及び、その第１傾斜面の外方側端部から横
外方側に伸びる非溶接用の第３平坦面を備えさせると共
に、前記第２部材の接合面に、内から外に向かって順
に、前記第２平坦面、前記第２傾斜面、及び、その第２
傾斜面の外方側端部から横外方側に伸びる非溶接用の第
４平坦面を備えさせ、且つ、前記第１平坦面と前記第３
平坦面との間隔を、前記第２平坦面と前記第４平坦面と
の間隔よりも小となるように形成する点にある。第３の
特徴は、前記第１平坦面と前記第１傾斜面の交差角度
を、前記第２平坦面と前記第２傾斜面の交差角度よりも
大となるように形成する点にある。
【０００５】
【作用】本発明の第１の特徴によれば、第１部材の第１
平坦面又は第２部材の第２平坦面の何れか一方に設けら
れた凸部を介して、第１平坦面と第２平坦面とが超音波
溶接されると共に、第１部材の第１傾斜面と第２部材の
第２傾斜面とが超音波溶接される。すなわち、第１部材
の接合面と第２部材の接合面の超音波溶接は、第１部材
の第１平坦面と第２部材の第２平坦面の超音波溶接と、
第１部材の第１傾斜面と第２部材の第２傾斜面の超音波
溶接とにより、行われることとなり、よって、従来の溶
接方法（例えば、図１０又は図１１に示す溶接方法）に
較べ、溶接面積を十分にとることができることとなる。
しかも、第１傾斜面と第２傾斜面の超音波溶接は、何れ
か一方の縦断面形状が凹凸状に形成された第１傾斜面と
第２傾斜面の超音波溶接、あるいは、両方の縦断面形状
が凹凸状に形成された第１傾斜面と第２傾斜面の超音波
溶接により、行われることとなり、よって、両方の縦断
面形状が平坦状になるように形成されている第１傾斜面
と第２傾斜面を超音波溶接するものに較べ、第１傾斜面
と第２傾斜面の当たり面が小さくなることにより、第１
傾斜面と第２傾斜面の超音波溶接を超音波エネルギーの
減少を図りながら行うことができるものとなる。第２の
特徴によれば、第１部材の非溶接用の第３平坦面と第２
部材の非溶接用の第４平坦面とが、夫々、有底筒状の第
１部材及び有底筒状の第２部材の夫々外側に設けられて
おり、第１部材と第２部材の超音波溶接の際に発生する
外側のバリは、非溶接用の第３平坦面と非溶接用の第４
平坦面との間に没入することとなる。第３の特徴によれ
ば、前記第１平坦面と前記第１傾斜面の交差角度が、前
記第２平坦面と前記第２傾斜面の交差角度よりも大とな
るように形成されているので、第１傾斜面と第２斜面の
当たり面を小さくすることができ、第１傾斜面と第２傾
斜面の超音波溶接は、第１傾斜面の第１平坦面側より、
つまり第２傾斜面の第２平坦面側より、徐々に行われる
こととなる。
【０００６】
【発明の効果】本発明の第１の特徴によれば、溶接面積
を十分広くとることができるので、溶接強度のアップを
図ることができ、しかも、超音波エネルギーの減少を図
りながら超音波溶接を行うことができることとなり、も
って、溶接強度が高く、しかも、溶接強度の高い超音波
溶接を実現するに当たって、必要となる超音波エネルギ
ーを減少させることができる超音波溶接方法を提供でき
るに到った。第２の特徴によれば、非溶接用の第３平坦
面と非溶接用の第４平坦面との間にバリを没入させるこ
とができるので、溶融したバリが筐体よりはみ出して、
筐体の美観を著しく損ねる、あるいは、そのバリにより
他の商品に傷をつけてしまう、等の不具合を防止するこ
とができるに到った。第３の特徴によれば、第１傾斜面
と第２傾斜面の当たり面を小さくすることができるの
で、小さな超音波エネルギーで、良好な溶接を行うこと
ができるに到った。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の超音波溶接方法を、盗難防止
装置の筐体の超音波溶接に適用した実施例について、図
面に基づいて説明する。図３は、盗難防止装置の筐体の
構成を示しており、第１部材としてのトップケース１の
接合面Ａと第２部材としてのボトムケース２の接合面Ｂ
とを、超音波溶接するように構成されている。つまり、
トップケース１とボトムケース２の夫々は、有底筒状
で、且つ、開口部の端面を接合面Ａ，Ｂとするものであ
る。
【０００８】図１、図２、および、図４に示すように、
トップケース１の接合面Ａに、第１平坦面１１と、その
第１平坦面１１の端部からボトムケース２側へ伸び且つ
ボトムケース２側ほど第１平坦面１１横側方に離れる第
１傾斜面１２とを形成し、ボトムケース２の接合面Ｂ
に、前記第１平坦面１１に接合される第２平坦面２１
と、前記第１傾斜面１２に接合される第２傾斜面２２を
形成している。そして、前記第１平坦面１１に、くさび
状の凸部１０を形成している。従って、前記第１平坦面
１１と前記第２平坦面２１、及び、前記第１傾斜面１２
と前記第２傾斜面２２を超音波溶接するように構成され
ている。尚、第１傾斜面１２又は第２傾斜面２２の何れ
か一方、あるいはその両方に、図４に示すように、細か
い凸凹を設けて、第１傾斜面１２又は第２傾斜面２２の
何れか一方、あるいはその両方を、その縦断面形状が凹
凸状になるように形成している。 これにより、第１傾斜
面と第２傾斜面との当たり面が小さくなることにより、
第１傾斜面１２と第２傾斜面２２の超音波溶接は、超音
波エネルギーの減少を図りながら行われることになる。
ちなみに、図４においては、第２傾斜面２２の一方に細
かい凹凸を設けているものを図示しており、図１および
２においては、図４に示す第２傾斜面２２に設けられた
細かい凹凸を省略して図示している。
【０００９】しかも、トップケース１の接合面Ａに、内
から外に向かって順に、前記第１平坦面１１、前記第１
傾斜面１２、及び、その第１傾斜面１２の外方側端部か
ら横外方側に伸びる非溶接用の第３平坦面１３を備えさ
せると共に、ボトムケース２の接合面Ｂに、内から外に
向かって順に、前記第２平坦面２１、前記第２傾斜面２
２、及び、その第２傾斜面２２の外方側端部から横外方
側に伸びる非溶接用の第４平坦面２３を備えさせてい
る。但し、前記第１平坦面１１と前記第３平坦面１３と
の間隔ｈ1 を、前記第２平坦面２１と前記第４平坦面２
３との間隔ｈ2 よりも小となるように形成している。
【００１０】トップケース１の接合面Ａとボトムケース
２の接合面Ｂとを超音波溶接すると、図２に示すよう
に、筐体外側に幅ｈの溝ｋが構成されることとなる。但
し、ｈ≒ｈ2 −ｈ1 である。このとき、接合面Ａ，Ｂの
両側ｅ，ｆには、溶融したバリがはみ出すこととなる
が、ｆ側のバリは、溝ｋの中に没入することとなる。よ
って、これにより、溶融したバリが筐体よりはみ出し
て、筐体の美観を著しく損ねる、あるいは、そのバリに
より盗難防止装置を取り付ける商品に傷をつけてしま
う、等の不具合を防止している。
【００１１】尚、前記第１平坦面１１と前記第１傾斜面
１２の交差角度α1 を、前記第２平坦面２１と前記第２
傾斜面２２の交差角度α2 よりも大となるように形成し
ている。 α1 ＞α2 これにより、第１傾斜面１２と第２傾斜面２２の超音波
溶接は、第１傾斜面１２の第１平坦面１１側より、つま
り第２傾斜面２２の第２平坦面２１側より、徐々に行わ
れることとなる。
【００１２】〔別実施例〕 上記実施例では、第１平坦面１１にくさび状の凸部
１０を形成しているが、必ずしもくさび状である必要は
なく、その形状は種々変更することができる。又、第２
平坦面２１に、凸部１０を形成するようにしても良い。
上記実施例では、第１平坦面１１と第３平坦面１３
との間隔ｈ1 を、第２平坦面２１と第４平坦面２３との
間隔ｈ2 よりも小となるように形成しているが、ｈ1 ＝
ｈ2 となるようにして、第３平坦面１３と第４平坦面２
３を超音波溶接するようにしても良い。 上記実施例
のトップケース１とボトムケース２との超音波溶接にお
いて、トップケース１の溶接面Ａとボトムケース２の溶
接面Ｂの溶接位置がずれないように、図５及び図６に示
すように、トップケース１とボトムケース２に、溶接位
置合わせ用の凸部Ｐ１，Ｑ１、及びその凸部Ｐ１，Ｑ１
にテーパー嵌合する凹部Ｐ２，Ｑ２を夫々設けるように
しても良い。尚、溶接位置合わせ用の凸部Ｐ１，Ｑ１及
び凹部Ｐ２，Ｑ２を、図７又は図８に示すような形状に
形成することにより、溶接時に、溶接位置合わせ用の凸
部Ｐ１，Ｑ１と凹部Ｐ２，Ｑ２とを夫々溶接して、溶接
時の強度アップを図るようにしても良い。
【００１３】以下、図７，図８に基づいて、凸部Ｐ１，
Ｑ１及び凹部Ｐ２，Ｑ２の具体構成について説明する。
図７においては、凸部Ｐ１，Ｑ１は、トップケース１の
平坦面１５よりボトムケース２側へ突出する先細状の円
錐台にて構成されており、その円錐台には、テーパー外
周面１４と平坦面１６とが形成されている。ボトムケー
ス２に設けられた凹部Ｐ２，Ｑ２側には、前記平坦面１
５に接合される平坦面２５と、前記外周面１４に接合さ
れるテーパー外周面２４と、平坦面１６に接合する平坦
面２６とが形成されている。そして、平坦面１５とテー
パー外周面１４の交差角度α3 を、平坦面２５とテーパ
ー外周面２４との交差角度α4 よりも大となるようにし
て、テーパー外周面１４とテーパー外周面２４の当たり
面を小さくしている。但し、この場合、平坦面１５と平
坦面１６との間隔ｈ3 を、平坦面２５と平坦面２６との
間隔ｈ4 と等しくし、且つ、幅ｈ11を幅ｈ21よりも大き
くして、平坦面１５と平坦面２５、テーパー外周面１４
とテーパー外周面２４、及び平坦面１６と平坦面２６が
夫々溶接されるように構成している。尚、間隔ｈ3 を間
隔ｈ4 よりも小さくすることにより、平坦面１５と平坦
面２５及びテーパー外周面１４とテーパー外周面２４を
溶接して、平坦面１６と平坦面２６を溶接しないように
しても良いし、間隔ｈ3 を間隔ｈ4 よりも大きくするこ
とにより、テーパー外周面１４とテーパー外周面２４及
び平坦面１６と平坦面２６を溶接して、平坦面１５と平
坦面２５を溶接しないようにしても良い。
【００１４】図８においては、凸部Ｐ１，Ｑ１は、トッ
プケース１の平坦面１８よりボトムケース２側へ突出す
る円柱にて構成されており、その円柱には、外周面１７
と平面１９とが形成されている。ボトムケース２に設け
られた凹部Ｐ２，Ｑ２側には、前記平坦面１８に接合さ
れる平坦面２８と、前記外周面１７に接合されるテーパ
ー外周面２７と、前記平坦面１９に接合する平坦面２９
とが形成されている。これにより、外周面１７とテーパ
ー外周面２７の当たり面を小さくしている。但し、この
場合、平坦面１８と平坦面１９との間隔ｈ5 を、平坦面
２８と平坦面２９との間隔ｈ6 と等しくすると共に、幅
ｈ12を幅ｈ23よりも大きく且つ幅ｈ 22よりも小さくして
（例えば、ｈ12＝（ｈ22＋ｈ23）／２）、平坦面１８と
平坦面２８、外周面１７とテーパー外周面２７、及び平
坦面１９と平坦面２９が夫々溶接されるように構成して
いる。尚、図８においても、図７と同様に、間隔ｈ5 に
対する間隔ｈ6 の大小関係を変更することにより、溶接
面を種々変更することができる。
【００１５】 上記 の溶接位置合わせ用の凸部Ｐ
１，Ｑ１（円錐台又は円柱）、及びその凸部Ｐ１，Ｑ１
にテーパー嵌合する凹部Ｐ２，Ｑ２を、図９に示すよう
に、テーパー面（平面）を備えた平板状の凸部Ｑ１’と
その凸部Ｑ１’にテーパー嵌合する凹部Ｑ２’にて構成
するようにしても良い。これにより、凸部Ｐ１，Ｑ１の
強度アップを図ることができることとなる。
【００１６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる一部縦断面形状を省略
した接合面断面図
【図２】本発明の実施例にかかる一部縦断面形状を省略
した超音波溶接後の接合面断面図
【図３】本発明の実施例にかかる盗難防止装置の筐体の
斜視図
【図４】本発明の実施例にかかる接合面断面図
【図５】本発明の別実施例にかかるトップケース平面図
【図６】本発明の別実施例にかかるボトムケース平面図
【図７】本発明の別実施例にかかる接合面断面図
【図８】本発明の別実施例にかかる接合面断面図
【図９】本発明の別実施例にかかる接合面斜視図
【図１０】従来の超音波溶接方法説明断面図
【図１１】従来の超音波溶接方法説明断面図
【符号の説明】
１ 第１部材 ２ 第２部材 １０ 凸部 １１ 第１平坦面 １２ 第１傾斜面 １３ 第３平坦面 ２１ 第２平坦面 ２２ 第２傾斜面 ２３ 第４平坦面 Ａ，Ｂ 接合面
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−125477（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−87164（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−59707（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−5289（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−83616（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−122417（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１部材（１）の接合面（Ａ）と第２部
    材（２）の接合面（Ｂ）とを超音波溶接する超音波溶接
    方法であって、 前記第１部材（１）の接合面（Ａ）に、第１平坦面（１
    １）と、その第１平坦面（１１）の端部から前記第２部
    材（２）側へ伸び且つ前記第２部材（２）側ほど前記第
    １平坦面（１１）横側方に離れる第１傾斜面（１２）と
    を形成し、 前記第２部材（２）の接合面（Ｂ）に、前記第１平坦面
    （１１）に接合される第２平坦面（２１）と、前記第１
    傾斜面（１２）に接合される第２傾斜面（２２）を形成
    し、 前記第１平坦面（１１）又は前記第２平坦面（２１）の
    何れか一方に、凸部（１０）を形成し、 前記第１傾斜面（１２）又は前記第２傾斜面（２２）の
    何れか一方、あるいはその両方を、その縦断面形状が凹
    凸状になるように形成して、 前記第１平坦面（１１）と前記第２平坦面（２１）、及
    び、前記第１傾斜面（１２）と前記第２傾斜面（２２）
    を超音波溶接する超音波溶接方法。
  2. 【請求項２】 前記第１部材（１）と前記第２部材
    （２）の夫々が、有底筒状で、且つ、開口部の端面を前
    記接合面（Ａ），（Ｂ）とするものであり、 前記第１部材（１）の接合面（Ａ）に、内から外に向か
    って順に、前記第１平坦面（１１）、前記第１傾斜面
    （１２）、及び、その第１傾斜面（１２）の外方側端部
    から横外方側に伸びる非溶接用の第３平坦面（１３）を
    備えさせると共に、 前記第２部材（２）の接合面（Ｂ）に、内から外に向か
    って順に、前記第２平坦面（２１）、前記第２傾斜面
    （２２）、及び、その第２傾斜面（２２）の外方側端部
    から横外方側に伸びる非溶接用の第４平坦面（２３）を
    備えさせ、且つ、 前記第１平坦面（１１）と前記第３平坦面（１３）との
    間隔を、前記第２平坦面（２１）と前記第４平坦面（２
    ３）との間隔よりも小となるように形成する請求項１記
    載の超音波溶接方法。
  3. 【請求項３】 前記第１平坦面（１１）と前記第１傾斜
    面（１３）の交差角度を、前記第２平坦面（２１）と前
    記第２傾斜面（２３）の交差角度よりも大となるように
    形成する請求項１又は２記載の超音波溶接方法。
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