JPH01229616A - 合成樹脂製成形品の熱溶着方法 - Google Patents

合成樹脂製成形品の熱溶着方法

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JPH01229616A
JPH01229616A JP63057776A JP5777688A JPH01229616A JP H01229616 A JPH01229616 A JP H01229616A JP 63057776 A JP63057776 A JP 63057776A JP 5777688 A JP5777688 A JP 5777688A JP H01229616 A JPH01229616 A JP H01229616A
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JP
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heating element
heat generating
heat
molded product
synthetic resin
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Toshio Mochizuki
利雄 望月
Masahiko Endo
正彦 遠藤
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Kobayashi Industry Co Ltd
Original Assignee
Kobayashi Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」 この発明は、合成樹脂製成形品の熱溶着方法にかかり、
特に、溶着のための発熱体を成形品の接合面より離間さ
せて加熱するようにした非接触方式による熱溶着方法に
関するものである。 「従来の技術」 近年、合成樹脂製成形品の用途が多様化するにつれて、
樹脂の二次加工に対する重要度が増大しており、特に中
間製品あるいは最終製品の結合、たとえば接着技術など
は、最終製品の品質を確保する上できわめて重要な技術
として注目されつつある。 一般に、合成樹脂製成形品を結合する場合には、ねじ止
め、接着剤による接合、熱溶着等の種々の手段があるが
、中でも合成樹脂の熱可塑性を利用して溶着する方法は
、合成樹脂の接合法としてもっとも広く利用されている
。 第９図ないし第１１図は、このような合成樹脂製成形品
の熱溶着方法の従来例を示すもので、これは、第９図に
示すように、相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形品Ａ　
＋　、　Ａ　ｔを保持しかつ互いに対向する方向（第９
図上下方向）に移動自在な受け治具１，２と、これら受
け治具１，２の間に介在配置されかつ水平方向に移動自
在な電気ヒータＨ付きの支持台車３とからなる熱溶着装
置を用いて成形品Ａ　７．　Ａ　＊を溶着するものであ
る。 前記受け治具１，２はそれぞれ成形品Ａ　、、Ａ　２が
嵌合される保持孔１ａ、２ａを有しており、図示しない
架台に上下動自在に設けられた上下一対のテーブル４．
５に保持孔１　ａ、　２　ａを向かい合わせた状態で取
り付けられる。 一方、前記支持台車３は架台にたとえばガイドレールな
どを介して水平方向（第９図左右方向）に移動自在に支
持されており、また支持台車３上に配設された電気ヒー
タＨは、ニクロム線などが内蔵されたケーシング６自身
を発熱体とした構造のものが適用される。なお、図示例
では、前記ケーシング６の前記成形品Ａ　１．　Ａ　ｔ
を臨む面にその接合面Ｂ＋、Ｂｔに当接する凸部６ａが
突設され、この凸部６ａに前記成形品Ａ　、、Ａ　ｔの
接合面Ｂ１゜Ｂ、が当接するような構造となっている（
第１０図参照）。 そして、このような装置を用いて合成樹脂製成形品Ａ　
、、Ａ　、を熱溶着するには、受け治具１，２の保持孔
１ａ、２ａに成形品Ａ　＋　、　Ａ　ｔを嵌めてその接
合面Ｂ　、、Ｂ　、を互いに向き合わせた状態て配設し
、まず、第９図に示すように、受け治具１．２の間に前
記電気ヒータＨを備えた支持台車３を挿入する。 ついで、電気ヒータＨによりケーシング（発熱体）６を
加熱した状態で、第１０図に示すように、受け治具１，
２を移動させ、ケーシング６の凸部６ａに前記成形品Ａ
　１．　Ａ　ｔの接合面Ｂ　、、Ｂ　、を押し付けて、
凸部６ａからの熱伝導により接合面Ｂ　ｌ、　Ｂ　ｔを
加熱して溶融さける。 そして、成形品Ａ　ｒ　、　Ａ　ｓの接合面Ｂ　、、Ｂ
　２が溶融したならば、受け治具１，２を移動させて成
形品Ａ　Ｉ、　Ａ　ｔをケーシング６より離し、第１１
［Ｍに示すように、支持台車３を引き出したあとに受け
治具１，２を対向方向に移動させて成形品Ａ　ｔ　、　
Ａ　ｔの接合面Ｂ　Ｉ、　Ｂ　ｔを突き合わせれば、こ
れら２つの成形品Ａ　＋　、　Ａ　ｔが互いに熱溶着さ
れる。 「発明が解決しようとする課題」 この発明は前記した従来技術による次のような問題点を
解決しようとするものである。 第１に、従来例のように、電気ヒータＨのケーシング（
発熱体）６に合成樹脂製成形品Ａ、、Ａｔを直接押し付
ける方法では、それを取り去ったときに溶着部分は溶融
状態のまま加圧が除かれるので、溶着部分がはがれたり
、ケーシング６のほうへくっついたりする問題点があっ
た。特に、粘度のある合成樹脂（たとえばナイロン）を
素材として形成された合成樹脂製成形品では、接合面が
あめ状になってしまい、その品質管理が面倒になるなど
の難点があった。 第２に、従来例では、電気ヒータＩ４を構成するケーシ
ング６の凸部６ａにカーボンなどがつくため、常に、接
触面のメンテナンスを必要とし、その作業性が悪い点で
ある。 第３に、樹脂を加熱する電気ヒータＨは、ケーシング６
にニクロム線などが内蔵され、ケーシング６自身を加熱
する構造上、ケーシング６を樹脂の溶融温度にまで加熱
するのに時間がかかり、また電気ヒータＨを支持する支
持台車３の熱膨張に対する配慮が必要であった。 この発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、短時間で品質の良好な溶着面を得る
ことができ、また装置のメンテナンスの簡単な合成樹脂
製成形品の熱溶着方法を提供することにある。 １課題を解決するための手段」 そこでこの発明は、相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形
品を、互いに対向する方向に移動自在な受け治具に成形
品の接合面を向き合わｄた状態で配設する工程と、 前記受け治具の間に各成形品の接合面を加熱する発熱体
を備えた支持台車を挿入し、この発熱体により接合面を
加熱して溶融させる工程と、支持台車を引き出したあと
受け治具を移動させて接合面を突き合わせ成形品を熱溶
着する工程とを具備してなる合成樹脂製成形品の熱溶着
方法において、 前記発熱体を成形品の接合面の形状に合わせて形成する
とともに成形品の接合面に臨む発熱面を平面形状に形成
しておき、成形品の接合面を加熱する際に、前記発熱体
を接合面より離間した状態に保持して接合面を加熱する
ことを特徴とするものである。 「作用」 受け治具に合成樹脂製成形品を取り付け、支持台車をこ
れら成形品の間に挿入し、発熱体を加熱させて、合成樹
脂製成形品の接合面を近接させると、発熱体の平面形状
に形成された発熱面からの熱放射によって合成樹脂製成
形品の接合面が溶融する。また、この際、発熱体からは
赤外線が放射され、成形品はその内部まで温められる。 「実施例」 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。 この発明による合成樹脂製成形品の熱溶着方法も、基本
的には、相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形品Ａ　＋　
、　Ａ　ｔを、互いに対向する方向（第１図上下方向）
に移動自在な受け治具１，２の保持孔１　ａ、　２　ａ
に嵌めてその接合面Ｂ　ｒ　、　Ｂ　ｔを互いに向き合
わせた状態で配設し、これを第１図に示すように、支持
台車３に取り付けた発熱体１０により加熱する方法が採
用される。 しかし、この発明においては、発熱体１０によって成形
品Ａ　、、Ａ　！の接合面Ｂ　１．　Ｂ　ｔを加熱する
際に、これら接合面Ｂ　＋　、　Ｂ　ｙを発熱体１０よ
り離間させた状態で保持してこれら接合面Ｂ　、、Ｂ　
、を加熱する点に最大の特徴がある。 まず、この発明を実施する際に用いて好適な発熱体ＩＯ
の一例を第３図により説明すると、これは、厚さ方向に
対して幅方向の比率が著しく大きい板状体を、成形品Ａ
　、、Ａ　ｔの接合面Ｂ　、、Ｂ　、の形状に合わせて
例えば図示のように環状に形成して発熱部１０ａを構成
し、かつ、その一部（両端部）をスリットＳを間に挾ん
で垂直に下方に折り曲げて、その先端に端子部１０ｂを
形成することにより構成される。したがって、発熱部１
０ａにはその表面に平面形状をした発熱面１０ｃが形成
される。なお、この端子部１０ｂは、ねじの取付孔１０
ｄを有し電源側のコードがねじを介して止められるよう
になっている。 一方、前記発熱体！０の素材としては、ステンレス板、
ニクロム板、セラミック板あるいはカーボン板などが挙
げられるが、これらは成形品Ａ　Ｉ。 Ａ！の吸収率に最も好適な波長を放射するものが選ばれ
る。 ここで、前記発熱体１０は、支持台車３上の表裏に設け
られた断熱性の基板１５に、発熱体ＩＯと同材質の止め
金１６により発熱体、ｌＯの半径方向の移動を許容した
状態で固定し、発熱体１０が基板１５上から離れないよ
うにしておく。 なお、この発熱体１０は、加熱後の熱膨張を考慮して、
あらかじめ、成型体Ａ　、、Ａ　、の接合面Ｂ１＋Ｂ　
２よりも−回り小さく形成しておき、加熱後、発熱体１
０が熱膨張したときに、接合面Ｂ　、、Ｂ　。 を臨む位置に発熱体１０が位置するような構造とした方
が、接合面Ｂ　＋　、　Ｂ　ｔへの加熱を有効に実施で
きるので好ましい。 次に、このような発熱体１０を支持台車３に取り付けた
熱溶着装置によって実際に合成樹脂製成形品Ａ　＋　、
　Ａ　ｔを熱溶着する方法について工程順に説明する。
【合成樹脂成形品の取り付け】
熱溶着すべき２つの成形品Ａ　＋　、　Ａ　ｔを、あら
かじめ予備加熱する等によりその水分をなくし、接合面
Ｂ１．Ｂｙを清潔に仕上げておく。そして、このような
前工程を経た成形品Ａ　Ｉ、　Ａ　ｔを、第１図に示す
ように、受け治具１，２の保持孔１ａ、２ａに嵌め合わ
せ、成形品Ａ　＋　、　Ａ　ｔの接合面Ｂ　１．　Ｂ　
ｔが互いに向かい合うように配置する。
【合成樹脂製成形品の接合面の加熱】
次いで、基板１５を介して支持台車３の上下に取り付け
た発熱体ＩＯに電流を流し、発熱体１０を所定温度まで
加熱させる。この際、発熱体Ｉ０は、自身の熱膨張によ
り半径方向に広がり、発熱面１０ｃが成形品Ａ　、、Ａ
　、の接合面Ｂｌ、Ｂｔを臨む位置に位置することにな
る。 そして、発熱体ｌＯが所定温度まで上昇したならば、こ
れを支持する支持台車３を受け治具ｌ。 ２の間に挿入し、テーブル４．５を操作してその受け治
具１，２を対向する方向に移動させ、成形品Ａ　＋　、
　Ａ　ｔの接合面Ｂ　ｔ　、　Ｂ　ｔを発熱体ｌＯに近
接させる。このとき、前記発熱体ＩＯと成形品Ａ１゜Ａ
、の接合面Ｂ　、、Ｂ　、は、第１図に示すように、離
間させた状態に保持しておくことは言うまでもない。 この操作により、前記成形品Ａ　、、Ａ　！の接合面Ｂ
１．Ｂ、は、発熱体１０の平面形状に形成された発熱面
１０ｃからの熱放射によって溶融し、また、発熱体ｌＯ
自身によって放射される赤外線により内部まで温められ
ることになる。 なお、発熱体１０の発熱部１０ａにおける端子部分は、
第４図に示すように、スリットＳが形成されて不連続部
分となっているが、端子部１０ｂへの折り曲げ部１０ａ
と発熱部１０ａとの間のコーナ部１０ｆから、図面イに
示すような熱線が放射されて不連続部分における熱量を
補っているので、接合面Ｂ　、、Ｂ　、は全面均一に加
熱されて溶融される。また、図示例では、第３図に示す
ように、前記発熱体１０は止め金１６によってその四隅
が押さえられているか、この止め金１６は発熱体１０と
同材質の素材により形成されているので、この止め金１
６によって発熱面１０ｃからの熱放射が支障をきたすお
それはない。 また、発熱体ＩＯの加熱温度、照射時間などは成形品Ａ
　、、Ａ　ｔの素材、表面状態、仕上条件、熱容量など
によって決定され、さらに、発熱体ＩＯの加熱温度は、
電圧を調整して調節することができる。
【合成樹脂製成形品の熱溶着】
そして、成形品Ａ、、Ａ、の接合面Ｂ　１．　Ｂ　ｔが
溶融したならば、受け治具１，２を元の位置まで移動さ
けて成形品Ａ　ｒ　、　Ａ　ｔを発熱体１０より離し、
第２図に示すように、支持台車３を引き出したあとに受
け治具１．２を対向方向に移動させて成形品Ａ　、、Ａ
　、の接合面Ｂ　１．　Ｂ　！を突き合わせれば、これ
ら２つの成形品Ａ　１．　Ａ　ｔが互いに熱溶着される
。 この実施例によれば、成形品Ａ　Ｉ、　Ａ　ｔの接合面
Ｂ　、、Ｂ　、と、これを加熱させる発熱体１０とを互
いに離間させた状態に保持しつつ発熱面１０ｃからの熱
放射によって接合面Ｂ　１．　Ｂ　ｙを溶融させ、これ
らを突き合わせて熱溶着するように構成しているので、
接合面Ｂ　ｒ　、　Ｂ　ｔや発熱面１０ｃに樹脂が付い
たりするトラブルを全くなくすことができ、品質が良好
で接着強度の大きな溶着面を形成することができる。 しかも、この実施例では、発熱体１０より放射される赤
外線によって成形品Ａ　、、Ａ　、の内部まで温められ
ているので、溶着が確実に行なわれ、品質の良好な製品
が得られる。 また、成形品Ａ　Ｉ、　Ａ　！の接合面Ｂ　、、Ｂ　ｔ
を加熱・溶融させる発熱体ＩＯは、ステンレス板などを
加工した平面形状の発熱面１０ｃを有する薄板状に形成
されているので、発熱体ＩＯの側面方向への熱放射を押
さえて、発熱面１０ｃからの熱放射を、接合面Ｂ　、、
Ｂ　、と同じ幅で接合面Ｂ＋、Ｂｙにだけ効率的に行え
、その溶融時間を短縮することができる。 なお、実施例によれば、薄板状の発熱体ＩＯを加熱する
だけで、合成樹脂製成形品Ａ　、、Ａ　、の接合面Ｂ　
、、Ｂ　、を溶融するようにしているので、発熱体ｌＯ
の温度を上げるのに時間がかからず、また、発熱体１０
自身小形化できる上基板１５を断熱性の素材により形成
することによって、支持台車３の熱膨張に対する配慮も
なくなる。 ところで、この発明において重要な点は、発熱体ｌＯの
発熱面１０ｃからの熱放射を、いかにして効率的に成形
品の加熱すべき部分に当てるかというところにあるので
、たとえば、第５図に示すように、基板１５における発
熱体ＩＯの取付部分に予め溝部１７を形成しておき、こ
の溝部Ｉ７に発熱体１０の発熱部１０ａを収納するよう
にすれば、発熱体側部からの熱放射を遮蔽して、矢印に
示すように、成形品Ａ　、、Ａ　！の接合面Ｂ　、、Ｂ
　、に対して真っ直ぐに熱線を放射させることができ、
その効率を高めることができる。 また、第６図は発熱体の他の例を示すもので、ここに示
す発熱体１０Ａは円柱状に形成されたニクロム線の側面
の一部を切り落とした形状とされ、この部分に平面形状
の発熱面１０ｃが形成されてなるものである。 なお、このような＋ｉ成の発熱体１０Ａによっても萌述
した実施例に用いた発熱体ＩＯと同様の作用効果を得る
ことができる。 第７図は第３図などに示す発熱体！０に代えて基板Ｉ５
上に発熱体１０を３分割した形態のらのを取り付けた例
を示すもので、具体的には、３つの発熱片１０Ｂ、ｆ　
ＱＣ，ｆ　ＯＤより？ｆｆ成したものである。 前記各発熱片１０Ｂ、ＩＯＣ，ＩＯＤは、それぞれ発熱
部１０ａの両端部に端子部１０ｂが設けられ、それぞれ
端子部分の間にスリットＳを形成するようにして基板１
５上に取り付けられるものである。 なお、このように発熱体ｌＯを複数の発熱片（図示例で
は発熱片１０Ｂ、ｌ　ＱＣ，Ｉ　ＯＤ　）からなる構成
とすれば、これらを組み合わせることによって、種々の
形状をもった成形品の接合面の溶着に容易に対応するこ
とができ、また発熱片ＪＯＢ。 １０Ｇ、ＩＯＤの一部を代えることができるのでメンテ
ナスを良好にすることができる。 また、第８図はこの発明の溶着方法に用いられる発熱体
のさらに別の例を示すもので、接合面が凹凸形状となっ
た成形品を溶着する場合に用いられるものである。 すなわち、発熱体１０Ｅは、接合面の形状に応じてその
発熱部１０ａの一部に山形の凸部１０ｇと６形の凹部１
０ｈとが連続して形成されてなるものである。 このようにこの発明は、その発熱体ｌＯを成形品Ａ　、
、Ａ　、の接合面Ｂ　、、Ｂ　、の種々の形状に応じて
変えることにより、色々な形状の接合面を有する成形品
の熱溶着への適用性を向上させることができ、また発熱
体ＩＯの熱放射に指向性があるので、優れた溶着部を形
成することができる。さらｌこ、発熱体１０はその交換
作業が簡単にできるので、発熱体ＩＯの材質を変えるこ
とによって、異材質の合成樹脂製成形品の熱溶着も簡単
に実施できる利点がある。 「発明の効果」 以上説明したようにこの発明は、相互に熱溶着すべき合
成樹脂製成形品を、互いに対向する方向に移動自在な受
け治具？こ成形品の接合面を向き合わせた状態で配設す
る工程と、 前記受け治具の間に各成形品の接合面を加熱する発熱体
を備えた支持台車を挿入し、この発熱体により接合面を
加熱して溶融させる工程と、支持台車を引き出したあと
受け治具を移動させて接合面を突き合わせ成形品を熱溶
着する工程とを具備してなる合成樹脂製成形品の熱溶着
方法において、 前記発熱体を成形品の接合面の形状に合わけて形成する
とともに成形品の接合面に臨む発熱部を平板状に形成し
ておき、成形品の接合面を加熱する際に、前記発熱体を
接合面より離間した状態に保持して接合面を加熱するこ
とを特徴とするものであるから、次ぎのような優れた効
果を奏するものである。 ■　合成樹脂製成形品の接合面やこの接合面を溶融させ
る発熱面に樹脂が付いたりするトラブルを全くなくすこ
とができ、品質が良好で接着強度の大きな溶着部を形成
することができる。 ■　熱源としての発熱体のメンテナンスが簡単である上
、発熱体自身の寸法的な制約をなくすことができ、また
、発熱体の発熱面の指向性が大きいので短時間で発熱体
を所定温度まで加熱させることができ、これにより作業
の安全性を向上することができ、コストの低下を図るこ
とができる。 ■　また発熱体を成形品の接合面の形状に応じて変える
ことにより、種々の成形品の熱溶着を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第４図はこの発明の熱溶着方法の一実施例
を示すもので、第１図および第２図は熱溶着方法を実施
する際に用いられる熱溶着装置を示すもので、それぞれ
断面図、第３図はその熱溶着装置に備えられた発熱体を
示す斜視図、第４図は発熱体のスリット部分における発
熱状態を示す正面図、第５図は発熱体の取付部分を改良
した例を示す断面図、第６図は発熱体の他の例を示す断
面図、第７図は発熱体の別の例を示す斜視図、第８図は
発熱体のさらに別の例を示す斜視図、第９図ないし第１
１図は従来の熱溶着方法を工程順に説明するもので、そ
れぞれ断面図である。 Ａ　１．　Ａ　ｔ・・・・・・合成樹脂製成形品、Ｂ　
ｌ、　Ｂ　ｔ・・・・・・接合面、Ｈ・・・・・・発熱
体、１．２・・・・・・受け治具、ｌ　ａ、　２　ａ・
・・・・・保持孔、３　・・・・支持台車、４．５・・
・・・・テーブル、６・・・・・・ケーシング、６ａ・
・・・・・凸部、１０・・・・・・発熱体、ｌＯａ・・
・・・・発熱部、１０Ａ、ＩＯＥ・・・・・・発熱体、 １０Ｉ３．Ｉ　ＯＣ，１０Ｄ・・・・・・発熱片、１０
ｂ・・・・・・端子部、１０ｃ・・・・・・発熱面、１
０ｅ・・・・・・折り曲げ部、１０ｆ・・・・・・コー
ナ部、１５・・・・・・基板、１６・・・・・・止め金
、１７・・・・・・溝部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 相互に熱溶着すべき合成樹脂製成形品を、互いに対向す
    る方向に移動自在な受け治具に成形品の接合面を向き合
    わせた状態で配設する工程と、前記受け治具の間に各成
    形品の接合面を加熱する発熱体を備えた支持台車を挿入
    し、この発熱体により接合面を加熱して溶融させる工程
    と、支持台車を引き出したあと受け治具を移動させて接
    合面を突き合わせ成形品を熱溶着する工程とを具備して
    なる合成樹脂製成形品の熱溶着方法において、 前記発熱体を成形品の接合面の形状に合わせて形成する
    とともに成形品の接合面に臨む発熱面を平面形状に形成
    しておき、成形品の接合面を加熱する際に、前記発熱体
    を接合面より離間した状態に保持して接合面を加熱する
    ことを特徴とする合成樹脂製成形品の熱溶着方法。
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