JPH0374898B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、合成樹脂材料を重ね合わせ、その一
方から超音波を付与させて、両者を接合させる方
法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、合成樹脂材料と合成樹脂材料とを接合す
る際には、熱を加えて溶着する物理的接合方法と
接着剤を用いて接着する化学的接合方法が広く利
用されている。 すなわち、前者の物理的接合方法は、接合しよ
うとする合成樹脂材料が同種の場合には両合成樹
脂材料に超音波や振動を付与して溶着して接合す
る方法があり、異種の場合には接合しようとする
合成樹脂材料の接合面でメタルメツシユ等の発熱
体を発熱させて両者の合成樹脂材料の接合面を溶
融させつつ加圧・冷却し、両合成樹脂材料を接合
する方法である。また、後者の化学的接合方法
は、接合しようとする合成樹脂材料の接合面にホ
ツトメルト等の接着剤を介在させ、一方の合成樹
脂材料の表面から高周波または超音波を付与させ
て接着剤を加熱・溶融させた後、両者の合成樹脂
材料を加圧しつつ冷却し、両合成樹脂材料を接合
する方法である。 しかし、前者の物理的接合方法においては、同
種の合成樹脂材料を接合する際には接合しようと
する両者の合成樹脂材料の溶融温度が同一である
とともに、相溶性を有するので、両合成樹脂材料
の接合には適しているが、異種の合成樹脂材料を
接合する際には両者の合成樹脂材料の溶融温度が
異なるとともに、相溶性が悪いことから、両合成
樹脂材料の接合は困難である。また、後者の化学
的接合方法においては、同種の合成樹脂材料を接
合する際には前者の物理的接合方法と同様に適し
ているが、異種の合成樹脂材料を接合する際には
合成樹脂材料の材質によつて接着剤の接着力が低
下し、両合成樹脂材料を強固に接合することは困
難である。 上述のようなことから、異種の場合はいうまで
もなく、同種の場合においても合成樹脂材料を接
合する際には、機械的接合方法が多く利用されて
いる。その代表例を第３図に示すポリプロピレン
樹脂とポリエチレン樹脂の接合方法によつて説明
する。 第３図において、５１はポリプロピレン樹脂か
らなる板部材であつて、この板部材５１の下部に
はポリエチレン樹脂からなる板部材５２が配設さ
れており、このポリエチレン樹脂の板部材５２と
ポリプロピレン樹脂の板部材５１とは互いに対抗
する部位に貫通孔５３ａ，５３ｂが形成されてい
る。そして、両板部材５１，５２の貫通孔５３
ａ，５３ｂには上方からパツキン５４を介在して
螺子５５が螺合され、両板部材５１，５２が接合
されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような機械的接合方法にお
いては、両板部材５１，５２に貫通孔５３ａ，５
３ｂを形成し、螺子５５を螺合しなければなら
ず、前記の物理的接合方法および化学的接合方法
に比較して接合作業が煩雑となることはもとよ
り、両板部材５１，５２に貫通孔５３ａ，５３ｂ
を形成する必要があることから、両板部材５１，
５２の強度が低下する不具合がある。 従つて、この発明は、上記の不具合を解消する
ためになされたもので、接合する合成樹脂材料の
溶融物同士を混ぜ合わせることによつて、両合成
樹脂材料の強度を低下させることなく、容易に、
しかも強固に接合させることを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 すなわち、この発明に係る合成樹脂材料の接合
方法においては、合成樹脂材料を重ね合わせ、そ
の一方の合成樹脂材料の表面側に、挿入方向に対
して傾斜方向または同方向の溝を形成した溶着ホ
ーンを配設し、この溶着ホーンに超音波を付与さ
せつつ、溶着ホーンを一方の合成樹脂材料に挿入
させて一方の合成樹脂材料を溶融させ、さらに、
溶着ホーンを他方の合成樹脂材料まで挿入させて
他方の合成樹脂材料を溶融させるとともに、この
他方の合成樹脂材料の溶融物を、溶着ホーンの挿
入力に対する反力の作用により溶着ホーンの溝を
通して一方の合成樹脂材料の溶融物に案内し、両
方の溶融物が互いに混じり合うことによつて、両
方の合成樹脂材料を接合するようにしたものであ
る。 また、重ね合わされた合成樹脂材料を接合する
にあたり、溝が形成された溶着ホーンを回転させ
つつ、超音波を付与して接合するようにしたもの
である。 〔作用〕 上述の手段により、合成樹脂材料を接合する場
合、まず、接合しようとする合成樹脂材料を重ね
合わせ、その一方の合成樹脂材料の表面側に、挿
入方向に対して傾斜方向または同方向の溝を形成
した溶着ホーンを配設し、この溶着ホーンに超音
波を付与させつつ、溶着ホーンを一方の合成樹脂
材料に挿入させて一方の合成樹脂材料を溶融さ
せ、さらに、溶着ホーンを他方の合成樹脂材料ま
で挿入させて他方の合成樹脂材料を溶融させると
ともに、この他方の合成樹脂材料の溶融物を、溶
着ホーンの挿入力に対する反力の作用により溶着
ホーンの溝を通して一方の合成樹脂材料の溶融物
に案内し、両方の溶融物が互いに混じり合うこと
によつて、両方の合成樹脂材料を接合させる。 その後、溶着ホーンへの超音波の付与を停止し
て一定時間放置後、溶着ホーンを元の位置に復帰
させて、接合作業を完了する。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。 （第１実施例） 第１図は本発明に係る合成樹脂材料の接合方法
の第１実施例を示す概略断面図である。 なお、この実施例において使用される超音波溶
着機は、通常一般に使用されているものがそのま
ま利用することができ、その組み合わせは超音波
発振器と、この超音波発振器の振動子に設けられ
ている増幅器と、この増幅器の先端に設けられて
いる溶着ホーンとからなつており、必要に応じて
超音波発振器と振動子の間に、振動子、増幅器お
よび溶着ホーンを回転させるモータが設けられて
いるものが望ましい。そして、溶着ホーンに付与
される超音波は、接合しようとする合成樹脂材料
の組み合わせによつて選択され、その目安として
は20KHzないし40KHzが適している。 以下、第１実施例を図面に基づいて説明する。 第１図のａないしｄにおいて、１はスチレン−
アクリロニトリル共重合体からなる板部材であつ
て、この板部材１の板厚は10mmに形成されてお
り、その上面は平坦に形成された接触面１ａとさ
れ、下面も平坦に形成されて台座（図示せず）へ
の載置面１ｂとされている。 また、板部材１の上部にはポリプロピレン樹脂
からなる板部材２が重ね合わされており、その板
厚は板部材１と同様に10mmに形成されている。そ
して、この板部材２の下面は平坦に形成された接
触面２ａとされており、上面は平坦に形成された
当接面２ｂとされている。 そして、第１図のａに示すように重ね合わされ
た合成樹脂材料からなる板部材１，２を接合する
際には、第１図のｂに示すように板部材２の平坦
な当接面２ｂの一部に溶着ホーン３の本体３ａに
固着されている先端部３ｂを当接させるととも
に、矢印Ａ方向から一定の荷重を加える。 その際の溶着ホーン３は図示を省略した超音波
溶着機の増幅器の先端に設けられおり、超音波発
振器から発せられた超音波が増幅器で増幅されて
溶着ホーン３の先端部３ｂに付与されるようにな
つている。また、溶着ホーン３は増幅器の先端に
設けられる本体３ａと、この本体３ａの下面部に
固着されている円錐形状の先端部３ｂとからなつ
ており、先端部３ｂの外周面には螺旋状の溝３ｃ
が形成されているとともに、本体３ａの先端部３
ｂの付け根には先端部３ｂを囲うように半球状に
形成された一条の凹部３ｄが周設されている。 次に、板部材２に一定の荷重を加えた状態で、
超音波溶着機の超音波発振器を作動させて、溶着
ホーン３に30KHzないし35KHzの超音波を付与す
る。その際、溶着ホーン３の先端部３ｂによつて
押し付けられた板部材２の表面およびその周辺部
分が超音波による溶着ホーン３の先端部３ｂの振
動によつて加熱・溶融される。 この状態で、溶着ホーン３の先端部３ｂをさら
に板部材２に挿入して、板部材２にその溶融物４
を生成させる。そして、さらに溶着ホーン３の先
端部３ｂを板部材１にまで挿入して、板部材１に
その溶融物４を生成させる。その後、第１図のｃ
に示すように、溶着ホーン３の先端部３ｂが全部
挿入されると溶着ホーン３の本体３ａが板部材２
の当接面２ｂに当接して挿入が停止される。 一方、両板部材２、１に生成された溶融物４
は、溶着ホーン３の先端部３ｂが挿入されるにつ
れて押し付けられ、その一部は溶着ホーン３の先
端部３ｂの外周面および螺旋状の溝３ｃに沿つて
上昇し板部材２の上方に隆起し、板部材２の一部
が溶融物４で覆われる。その場合、溶着ホーン３
の凹部３ｄにより所定以上の隆起量が規制さる。 また、残りの溶融物４、特に板部材１の溶融物
４は、溶着ホーン３の先端部３ｂの挿入力に対す
る反力の作用により、溶着ホーン３の先端部３ｂ
に形成されている螺旋状の溝３ｃを通つて板部材
２の溶融物４に案内され、両方の溶融物４が互い
に混じり合つてアンカー効果を生起し、板部材２
と板部材１が接合状態となる。 その後、溶着ホーン３への超音波の付与と荷重
の付与を停止するとともに、一定時間（４秒ない
し６秒）放置する。そして、一定時間放置後、第
１図のｄに示すように溶着ホーン３を矢印Ｂ方向
に引き上げて、その先端部３ｂを板部材２の上方
に位置させる。 これによつて、両板部材１，２の溶融物４が板
部材２の当接面２ｂの一部を覆つた状態で、しか
もアンカー効果が生起した状態で自然硬化し、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部
材１とポリプロピレン樹脂からなる板部材２とが
強固に接合される。 このように、同種の場合はもちろん、異種の場
合の接合であつても、両板部材１，２を強固に接
合することができる。 （第２実施例） 第１実施例と同様なスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体からなる板部材１とポリプロピレン樹
脂からなる板部材２とを用い、両板部材１，２を
重ね合わせ、第１実施例と同様な溶着ホーン３を
板部材２の当接面２ｂに当接して30ないし35rpm
に回転させつつ、第１実施例と同様に超音波を付
与して両板部材１，２を接合した。この場合、溶
着ホーン３の回転により、板部材１の溶融物４が
溶着ホーン３の螺旋状の溝３ｃを通つて積極的に
案内されることにより、両板部材１，２の溶融物
４が互いに混じり合う量が多くなり、これによつ
て、スチレン−アクリロニトリル共重合体からな
る板部材１とポリプロピレン樹脂からなる板部材
２とがより強固に接合される。 （第３実施例） 第２図は本発明に係る合成樹脂材料の接合方法
の第３実施例を示す概略断面図である。 第２図のａないしｄにおいて、１１は第１実施
例と同様なスチレン−アクリロニトリル共重合体
からなる板部材であつて、この板部材１１の板厚
は６mmに形成されており、その上面は平坦に形成
された接触面１１ａとされ、下面も平坦に形成さ
れて台座（図示せず）への載置面１１ｂとされて
いる。 また、板部材１１の上部には第１実施例と同様
なポリプロピレン樹脂からなる板部材１２が重ね
合わされており、その板厚は板部材１１と同様に
６mmに形成されている。そして、この板部材１２
の下面は平坦に形成された接触面１２ａとされて
おり、上面は平坦に形成された当接面１２ｂとさ
れている。 そして、第２図のａに示すように重ね合わされ
た合成樹脂材料からなる板部材１１，１２を接合
する際には、第２図のｂに示すように板部材１２
の平坦な当接面１２ｂの一部に溶着ホーン１３の
本体１３ａに固着されている二つの先端部１３ｂ
を当接させるとともに、矢印Ａ方向から一定の荷
重を加える。 その際の溶着ホーン１３は図示を省略した超音
波溶着機の増幅器の先端に設けられおり、超音波
発振器から発せられる超音波が増幅器で増幅され
て溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂに付与さ
れるようになつている。また、溶着ホーン１３は
増幅器の先端に設けられている本体１３ａと、こ
の本体１３ａの下面部に固着されている円錐形状
の二つの先端部１３ｂとからなつており、二つの
先端１３ｂのそれぞれには外周面に螺旋状の溝１
３ｃが形成されているとともに、本体３ａの二つ
の先端部１３ｂの付け根にはそれぞれの先端部１
３ｂを囲うように半球状に形成された二条の凹部
１３ｄが周設されている。 次に、板部材１２に一定の荷重を加えた状態
で、超音波溶着機の超音波発振器を作動させて、
溶着ホーン１３に25KHzないし30KHzの超音波を
付与する。その際、溶着ホーン１３の二つの先端
部１３ｂによつて押し付けられた板部材１２の表
面およびその周辺部が超音波による溶着ホーン１
３の二つの先端部１３ｂの振動によつて加熱・溶
融される。 この状態で、溶着ホーン１３の二つの先端部１
３ｂをさらに板部材１２に挿入して、板部材１２
にその溶融物１４，１４を生成させる。そして、
さらに溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂを板
部材１１にまで挿入して、板部材１１にその溶融
物１４，１４を生成させる。その後、第２図のｃ
に示すように、溶着ホーン１３の二つの先端部１
３ｂが全部挿入されると溶着ホーン１３の本体１
３ａが板部材１２の当接面１２ｂに当接して挿入
が停止される。 一方、両板部材１２，１１に生成された溶融物
１４は、溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂが
挿入されるにつれて押し付けられ、その一部は溶
着ホーン１３のの二つの先端部１３ｂの外周面お
よび螺旋状の溝１３ｃに沿つて上昇し板部材１２
の上方に隆起し、板部材１２の一部が溶融物１４
で覆われる。その場合、溶着ホーン１３の凹部１
３ｄにより所定以上の隆起量が規制さる。 また、残りの溶融物１４、特に板部材１１の溶
融物１４は、溶着ホーン１３の二つの先端部１３
ｂの挿入力に対する反力の作用により、溶着ホー
ン１３の二つの先端部１３ｂに形成されている螺
旋状の溝１３ｃを通つて板部材１２の溶融物１４
に案内され、両方の溶融物１４が互いに混じり合
つてアンカー効果を生起し、板部材１２と板部材
１１が接合状態となる。 その後、溶着ホーン１３への超音波の付与と荷
重の付与を停止するとともに、一定時間（４秒な
いし６秒）放置する。そして、一定時間放置後、
第１図のｄに示すように溶着ホーン１３を矢印Ｂ
方向に引き上げて、その先端部１３ｂを板部材１
２の上方に位置させる。 これによつて、両板部材１１，１２の溶融物１
４が板部材１２の当接面１２ｂの一部を覆つた状
態で、しかもアンカー効果が生起した状態で自然
硬化し、スチレン−アクリロニトリル共重合体か
らなる板部材１１とポリプロピレン樹脂からなる
板部材１２とが強固に接合される。 （第４実施例） 第３実施例と同様なスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体からなる板部材１１とポリプロピレン
樹脂からなる板部材１２とを用い、両板部材１
１，１２を重ね合わせ、第３実施例と同様な溶着
ホーン１３を板部材１２の当接面１２ｂに当接し
て30ないし35rpmに回転させつつ、第３実施例と
同様に超音波を付与して両板部材１１，１２を接
合した。この場合、溶着ホーン１３の回転によ
り、板部材１１の溶融物１４が溶着ホーン１３の
螺旋状の溝１３ｃを通つて積極的に案内されるこ
とにより、両板部材１１，１２の溶融物１４が互
いに混じり合う量が多くなり、これによつて、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部
材１１とポリプロピレン樹脂からなる板部材１２
とがより強固に接合される。 上記、各実施例で得られたスチレン−アクリロ
ニトリル共重合体からなる板部材１，１１とポリ
プロピレン樹脂からなる板部材２，１２との接合
部材の各二部材について、引張り試験を行つたの
で、その試験結果を表１に示す。
方から超音波を付与させて、両者を接合させる方
法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、合成樹脂材料と合成樹脂材料とを接合す
る際には、熱を加えて溶着する物理的接合方法と
接着剤を用いて接着する化学的接合方法が広く利
用されている。 すなわち、前者の物理的接合方法は、接合しよ
うとする合成樹脂材料が同種の場合には両合成樹
脂材料に超音波や振動を付与して溶着して接合す
る方法があり、異種の場合には接合しようとする
合成樹脂材料の接合面でメタルメツシユ等の発熱
体を発熱させて両者の合成樹脂材料の接合面を溶
融させつつ加圧・冷却し、両合成樹脂材料を接合
する方法である。また、後者の化学的接合方法
は、接合しようとする合成樹脂材料の接合面にホ
ツトメルト等の接着剤を介在させ、一方の合成樹
脂材料の表面から高周波または超音波を付与させ
て接着剤を加熱・溶融させた後、両者の合成樹脂
材料を加圧しつつ冷却し、両合成樹脂材料を接合
する方法である。 しかし、前者の物理的接合方法においては、同
種の合成樹脂材料を接合する際には接合しようと
する両者の合成樹脂材料の溶融温度が同一である
とともに、相溶性を有するので、両合成樹脂材料
の接合には適しているが、異種の合成樹脂材料を
接合する際には両者の合成樹脂材料の溶融温度が
異なるとともに、相溶性が悪いことから、両合成
樹脂材料の接合は困難である。また、後者の化学
的接合方法においては、同種の合成樹脂材料を接
合する際には前者の物理的接合方法と同様に適し
ているが、異種の合成樹脂材料を接合する際には
合成樹脂材料の材質によつて接着剤の接着力が低
下し、両合成樹脂材料を強固に接合することは困
難である。 上述のようなことから、異種の場合はいうまで
もなく、同種の場合においても合成樹脂材料を接
合する際には、機械的接合方法が多く利用されて
いる。その代表例を第３図に示すポリプロピレン
樹脂とポリエチレン樹脂の接合方法によつて説明
する。 第３図において、５１はポリプロピレン樹脂か
らなる板部材であつて、この板部材５１の下部に
はポリエチレン樹脂からなる板部材５２が配設さ
れており、このポリエチレン樹脂の板部材５２と
ポリプロピレン樹脂の板部材５１とは互いに対抗
する部位に貫通孔５３ａ，５３ｂが形成されてい
る。そして、両板部材５１，５２の貫通孔５３
ａ，５３ｂには上方からパツキン５４を介在して
螺子５５が螺合され、両板部材５１，５２が接合
されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような機械的接合方法にお
いては、両板部材５１，５２に貫通孔５３ａ，５
３ｂを形成し、螺子５５を螺合しなければなら
ず、前記の物理的接合方法および化学的接合方法
に比較して接合作業が煩雑となることはもとよ
り、両板部材５１，５２に貫通孔５３ａ，５３ｂ
を形成する必要があることから、両板部材５１，
５２の強度が低下する不具合がある。 従つて、この発明は、上記の不具合を解消する
ためになされたもので、接合する合成樹脂材料の
溶融物同士を混ぜ合わせることによつて、両合成
樹脂材料の強度を低下させることなく、容易に、
しかも強固に接合させることを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 すなわち、この発明に係る合成樹脂材料の接合
方法においては、合成樹脂材料を重ね合わせ、そ
の一方の合成樹脂材料の表面側に、挿入方向に対
して傾斜方向または同方向の溝を形成した溶着ホ
ーンを配設し、この溶着ホーンに超音波を付与さ
せつつ、溶着ホーンを一方の合成樹脂材料に挿入
させて一方の合成樹脂材料を溶融させ、さらに、
溶着ホーンを他方の合成樹脂材料まで挿入させて
他方の合成樹脂材料を溶融させるとともに、この
他方の合成樹脂材料の溶融物を、溶着ホーンの挿
入力に対する反力の作用により溶着ホーンの溝を
通して一方の合成樹脂材料の溶融物に案内し、両
方の溶融物が互いに混じり合うことによつて、両
方の合成樹脂材料を接合するようにしたものであ
る。 また、重ね合わされた合成樹脂材料を接合する
にあたり、溝が形成された溶着ホーンを回転させ
つつ、超音波を付与して接合するようにしたもの
である。 〔作用〕 上述の手段により、合成樹脂材料を接合する場
合、まず、接合しようとする合成樹脂材料を重ね
合わせ、その一方の合成樹脂材料の表面側に、挿
入方向に対して傾斜方向または同方向の溝を形成
した溶着ホーンを配設し、この溶着ホーンに超音
波を付与させつつ、溶着ホーンを一方の合成樹脂
材料に挿入させて一方の合成樹脂材料を溶融さ
せ、さらに、溶着ホーンを他方の合成樹脂材料ま
で挿入させて他方の合成樹脂材料を溶融させると
ともに、この他方の合成樹脂材料の溶融物を、溶
着ホーンの挿入力に対する反力の作用により溶着
ホーンの溝を通して一方の合成樹脂材料の溶融物
に案内し、両方の溶融物が互いに混じり合うこと
によつて、両方の合成樹脂材料を接合させる。 その後、溶着ホーンへの超音波の付与を停止し
て一定時間放置後、溶着ホーンを元の位置に復帰
させて、接合作業を完了する。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。 （第１実施例） 第１図は本発明に係る合成樹脂材料の接合方法
の第１実施例を示す概略断面図である。 なお、この実施例において使用される超音波溶
着機は、通常一般に使用されているものがそのま
ま利用することができ、その組み合わせは超音波
発振器と、この超音波発振器の振動子に設けられ
ている増幅器と、この増幅器の先端に設けられて
いる溶着ホーンとからなつており、必要に応じて
超音波発振器と振動子の間に、振動子、増幅器お
よび溶着ホーンを回転させるモータが設けられて
いるものが望ましい。そして、溶着ホーンに付与
される超音波は、接合しようとする合成樹脂材料
の組み合わせによつて選択され、その目安として
は20KHzないし40KHzが適している。 以下、第１実施例を図面に基づいて説明する。 第１図のａないしｄにおいて、１はスチレン−
アクリロニトリル共重合体からなる板部材であつ
て、この板部材１の板厚は10mmに形成されてお
り、その上面は平坦に形成された接触面１ａとさ
れ、下面も平坦に形成されて台座（図示せず）へ
の載置面１ｂとされている。 また、板部材１の上部にはポリプロピレン樹脂
からなる板部材２が重ね合わされており、その板
厚は板部材１と同様に10mmに形成されている。そ
して、この板部材２の下面は平坦に形成された接
触面２ａとされており、上面は平坦に形成された
当接面２ｂとされている。 そして、第１図のａに示すように重ね合わされ
た合成樹脂材料からなる板部材１，２を接合する
際には、第１図のｂに示すように板部材２の平坦
な当接面２ｂの一部に溶着ホーン３の本体３ａに
固着されている先端部３ｂを当接させるととも
に、矢印Ａ方向から一定の荷重を加える。 その際の溶着ホーン３は図示を省略した超音波
溶着機の増幅器の先端に設けられおり、超音波発
振器から発せられた超音波が増幅器で増幅されて
溶着ホーン３の先端部３ｂに付与されるようにな
つている。また、溶着ホーン３は増幅器の先端に
設けられる本体３ａと、この本体３ａの下面部に
固着されている円錐形状の先端部３ｂとからなつ
ており、先端部３ｂの外周面には螺旋状の溝３ｃ
が形成されているとともに、本体３ａの先端部３
ｂの付け根には先端部３ｂを囲うように半球状に
形成された一条の凹部３ｄが周設されている。 次に、板部材２に一定の荷重を加えた状態で、
超音波溶着機の超音波発振器を作動させて、溶着
ホーン３に30KHzないし35KHzの超音波を付与す
る。その際、溶着ホーン３の先端部３ｂによつて
押し付けられた板部材２の表面およびその周辺部
分が超音波による溶着ホーン３の先端部３ｂの振
動によつて加熱・溶融される。 この状態で、溶着ホーン３の先端部３ｂをさら
に板部材２に挿入して、板部材２にその溶融物４
を生成させる。そして、さらに溶着ホーン３の先
端部３ｂを板部材１にまで挿入して、板部材１に
その溶融物４を生成させる。その後、第１図のｃ
に示すように、溶着ホーン３の先端部３ｂが全部
挿入されると溶着ホーン３の本体３ａが板部材２
の当接面２ｂに当接して挿入が停止される。 一方、両板部材２、１に生成された溶融物４
は、溶着ホーン３の先端部３ｂが挿入されるにつ
れて押し付けられ、その一部は溶着ホーン３の先
端部３ｂの外周面および螺旋状の溝３ｃに沿つて
上昇し板部材２の上方に隆起し、板部材２の一部
が溶融物４で覆われる。その場合、溶着ホーン３
の凹部３ｄにより所定以上の隆起量が規制さる。 また、残りの溶融物４、特に板部材１の溶融物
４は、溶着ホーン３の先端部３ｂの挿入力に対す
る反力の作用により、溶着ホーン３の先端部３ｂ
に形成されている螺旋状の溝３ｃを通つて板部材
２の溶融物４に案内され、両方の溶融物４が互い
に混じり合つてアンカー効果を生起し、板部材２
と板部材１が接合状態となる。 その後、溶着ホーン３への超音波の付与と荷重
の付与を停止するとともに、一定時間（４秒ない
し６秒）放置する。そして、一定時間放置後、第
１図のｄに示すように溶着ホーン３を矢印Ｂ方向
に引き上げて、その先端部３ｂを板部材２の上方
に位置させる。 これによつて、両板部材１，２の溶融物４が板
部材２の当接面２ｂの一部を覆つた状態で、しか
もアンカー効果が生起した状態で自然硬化し、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部
材１とポリプロピレン樹脂からなる板部材２とが
強固に接合される。 このように、同種の場合はもちろん、異種の場
合の接合であつても、両板部材１，２を強固に接
合することができる。 （第２実施例） 第１実施例と同様なスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体からなる板部材１とポリプロピレン樹
脂からなる板部材２とを用い、両板部材１，２を
重ね合わせ、第１実施例と同様な溶着ホーン３を
板部材２の当接面２ｂに当接して30ないし35rpm
に回転させつつ、第１実施例と同様に超音波を付
与して両板部材１，２を接合した。この場合、溶
着ホーン３の回転により、板部材１の溶融物４が
溶着ホーン３の螺旋状の溝３ｃを通つて積極的に
案内されることにより、両板部材１，２の溶融物
４が互いに混じり合う量が多くなり、これによつ
て、スチレン−アクリロニトリル共重合体からな
る板部材１とポリプロピレン樹脂からなる板部材
２とがより強固に接合される。 （第３実施例） 第２図は本発明に係る合成樹脂材料の接合方法
の第３実施例を示す概略断面図である。 第２図のａないしｄにおいて、１１は第１実施
例と同様なスチレン−アクリロニトリル共重合体
からなる板部材であつて、この板部材１１の板厚
は６mmに形成されており、その上面は平坦に形成
された接触面１１ａとされ、下面も平坦に形成さ
れて台座（図示せず）への載置面１１ｂとされて
いる。 また、板部材１１の上部には第１実施例と同様
なポリプロピレン樹脂からなる板部材１２が重ね
合わされており、その板厚は板部材１１と同様に
６mmに形成されている。そして、この板部材１２
の下面は平坦に形成された接触面１２ａとされて
おり、上面は平坦に形成された当接面１２ｂとさ
れている。 そして、第２図のａに示すように重ね合わされ
た合成樹脂材料からなる板部材１１，１２を接合
する際には、第２図のｂに示すように板部材１２
の平坦な当接面１２ｂの一部に溶着ホーン１３の
本体１３ａに固着されている二つの先端部１３ｂ
を当接させるとともに、矢印Ａ方向から一定の荷
重を加える。 その際の溶着ホーン１３は図示を省略した超音
波溶着機の増幅器の先端に設けられおり、超音波
発振器から発せられる超音波が増幅器で増幅され
て溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂに付与さ
れるようになつている。また、溶着ホーン１３は
増幅器の先端に設けられている本体１３ａと、こ
の本体１３ａの下面部に固着されている円錐形状
の二つの先端部１３ｂとからなつており、二つの
先端１３ｂのそれぞれには外周面に螺旋状の溝１
３ｃが形成されているとともに、本体３ａの二つ
の先端部１３ｂの付け根にはそれぞれの先端部１
３ｂを囲うように半球状に形成された二条の凹部
１３ｄが周設されている。 次に、板部材１２に一定の荷重を加えた状態
で、超音波溶着機の超音波発振器を作動させて、
溶着ホーン１３に25KHzないし30KHzの超音波を
付与する。その際、溶着ホーン１３の二つの先端
部１３ｂによつて押し付けられた板部材１２の表
面およびその周辺部が超音波による溶着ホーン１
３の二つの先端部１３ｂの振動によつて加熱・溶
融される。 この状態で、溶着ホーン１３の二つの先端部１
３ｂをさらに板部材１２に挿入して、板部材１２
にその溶融物１４，１４を生成させる。そして、
さらに溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂを板
部材１１にまで挿入して、板部材１１にその溶融
物１４，１４を生成させる。その後、第２図のｃ
に示すように、溶着ホーン１３の二つの先端部１
３ｂが全部挿入されると溶着ホーン１３の本体１
３ａが板部材１２の当接面１２ｂに当接して挿入
が停止される。 一方、両板部材１２，１１に生成された溶融物
１４は、溶着ホーン１３の二つの先端部１３ｂが
挿入されるにつれて押し付けられ、その一部は溶
着ホーン１３のの二つの先端部１３ｂの外周面お
よび螺旋状の溝１３ｃに沿つて上昇し板部材１２
の上方に隆起し、板部材１２の一部が溶融物１４
で覆われる。その場合、溶着ホーン１３の凹部１
３ｄにより所定以上の隆起量が規制さる。 また、残りの溶融物１４、特に板部材１１の溶
融物１４は、溶着ホーン１３の二つの先端部１３
ｂの挿入力に対する反力の作用により、溶着ホー
ン１３の二つの先端部１３ｂに形成されている螺
旋状の溝１３ｃを通つて板部材１２の溶融物１４
に案内され、両方の溶融物１４が互いに混じり合
つてアンカー効果を生起し、板部材１２と板部材
１１が接合状態となる。 その後、溶着ホーン１３への超音波の付与と荷
重の付与を停止するとともに、一定時間（４秒な
いし６秒）放置する。そして、一定時間放置後、
第１図のｄに示すように溶着ホーン１３を矢印Ｂ
方向に引き上げて、その先端部１３ｂを板部材１
２の上方に位置させる。 これによつて、両板部材１１，１２の溶融物１
４が板部材１２の当接面１２ｂの一部を覆つた状
態で、しかもアンカー効果が生起した状態で自然
硬化し、スチレン−アクリロニトリル共重合体か
らなる板部材１１とポリプロピレン樹脂からなる
板部材１２とが強固に接合される。 （第４実施例） 第３実施例と同様なスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体からなる板部材１１とポリプロピレン
樹脂からなる板部材１２とを用い、両板部材１
１，１２を重ね合わせ、第３実施例と同様な溶着
ホーン１３を板部材１２の当接面１２ｂに当接し
て30ないし35rpmに回転させつつ、第３実施例と
同様に超音波を付与して両板部材１１，１２を接
合した。この場合、溶着ホーン１３の回転によ
り、板部材１１の溶融物１４が溶着ホーン１３の
螺旋状の溝１３ｃを通つて積極的に案内されるこ
とにより、両板部材１１，１２の溶融物１４が互
いに混じり合う量が多くなり、これによつて、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部
材１１とポリプロピレン樹脂からなる板部材１２
とがより強固に接合される。 上記、各実施例で得られたスチレン−アクリロ
ニトリル共重合体からなる板部材１，１１とポリ
プロピレン樹脂からなる板部材２，１２との接合
部材の各二部材について、引張り試験を行つたの
で、その試験結果を表１に示す。
以上説明したように、本発明に係る合成樹脂材
料の接合方法においては、接合しようとする合成
樹脂材料を重ね合わせ、その一方から溶着ホーン
により超音波を付与しつつ、一方および他方の合
成樹脂材料に挿入して、一方および他方の合成樹
脂材料の溶融物を生成させ、他方の溶融物を溶着
ホーンの溝を通して一方の溶融物に案内し、両方
の溶融物を互いに混じり合わせることによつて、
両方の合成樹脂材料を接合するようにしたので、
両合成樹脂材料の強度を低下させることなく、強
固に接合させることができる。 また、従来の機械的接合方法に比較して、合成
樹脂材料の接合を容易に行うことができる。
料の接合方法においては、接合しようとする合成
樹脂材料を重ね合わせ、その一方から溶着ホーン
により超音波を付与しつつ、一方および他方の合
成樹脂材料に挿入して、一方および他方の合成樹
脂材料の溶融物を生成させ、他方の溶融物を溶着
ホーンの溝を通して一方の溶融物に案内し、両方
の溶融物を互いに混じり合わせることによつて、
両方の合成樹脂材料を接合するようにしたので、
両合成樹脂材料の強度を低下させることなく、強
固に接合させることができる。 また、従来の機械的接合方法に比較して、合成
樹脂材料の接合を容易に行うことができる。
第１図は本発明に係る合成樹脂材料の接合方法
の第１実施例を示す概略断面図である。第２図は
本発明に係る合成樹脂材料の接合方法の第３実施
例を示す概略断面図である。第３図は従来の合成
樹脂材料の接合方法を説明する概略断面図であ
る。 １，１１……板部材、１ａ，１１ａ……接触
面、１ｂ，１１ｂ……載置面、２，１２……板部
材、２ａ，１２ａ……接触面、２ｂ，１２ｂ……
当接面、３，１３……溶着ホーン、３ａ，１３ａ
……本体、３ｂ，１３ｂ……先端部、３ｃ，１３
ｃ……溝、３ｄ，１３ｄ……凹部、４……溶融
物。
の第１実施例を示す概略断面図である。第２図は
本発明に係る合成樹脂材料の接合方法の第３実施
例を示す概略断面図である。第３図は従来の合成
樹脂材料の接合方法を説明する概略断面図であ
る。 １，１１……板部材、１ａ，１１ａ……接触
面、１ｂ，１１ｂ……載置面、２，１２……板部
材、２ａ，１２ａ……接触面、２ｂ，１２ｂ……
当接面、３，１３……溶着ホーン、３ａ，１３ａ
……本体、３ｂ，１３ｂ……先端部、３ｃ，１３
ｃ……溝、３ｄ，１３ｄ……凹部、４……溶融
物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂材料を重ね合わせ、その一方の合成
樹脂材料の表面側に、挿入方向に対して傾斜方向
または同方向の溝を形成した溶着ホーンを配設
し、この溶着ホーンに超音波を付与させつつ、溶
着ホーンを一方の合成樹脂材料に挿入させて一方
の合成樹脂材料を溶融させ、さらに、溶着ホーン
を他方の合成樹脂材料まで挿入させて他方の合成
樹脂材料を溶融させるとともに、この他方の合成
樹脂材料の溶融物を、溶着ホーンの挿入力に対す
る反力の作用により溶着ホーンの溝を通して一方
の合成樹脂材料の溶融物に案内し、両方の溶融物
が互いに混じり合うことによつて、両方の合成樹
脂材料を接合することを特徴とする合成樹脂材料
の接合方法。 ２ 前記溝が形成された溶着ホーンを回転させつ
つ、超音波を付与して接合する特許請求の範囲第
１項記載の合成樹脂材料の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112674A JPS61270138A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 合成樹脂材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60112674A JPS61270138A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 合成樹脂材料の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270138A JPS61270138A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0374898B2 true JPH0374898B2 (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=14592639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60112674A Granted JPS61270138A (ja) | 1985-05-24 | 1985-05-24 | 合成樹脂材料の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270138A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04129132U (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-25 | オーツタイヤ株式会社 | 導光板装置の合成樹脂板溶着構造 |
| JP2018149765A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 日産自動車株式会社 | 超音波樹脂溶着固定構造、及び超音波樹脂溶着固定方法 |
| JPWO2021193828A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105719U (ja) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 |
-
1985
- 1985-05-24 JP JP60112674A patent/JPS61270138A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61270138A (ja) | 1986-11-29 |
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