JPH0687164A - 樹脂ケースの超音波溶着方法 - Google Patents

樹脂ケースの超音波溶着方法

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JPH0687164A
JPH0687164A JP4265362A JP26536292A JPH0687164A JP H0687164 A JPH0687164 A JP H0687164A JP 4265362 A JP4265362 A JP 4265362A JP 26536292 A JP26536292 A JP 26536292A JP H0687164 A JPH0687164 A JP H0687164A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケース片間の超音波溶着を行う場合に溶着前
の結合状態を比較的密にするとともに、超音波溶着の精
度を高め、形状や寸法管理を容易にした樹脂ケースの超
音波溶着方法を提供する。 【構成】 溶着すべき２つのケース片（２１、２２）か
らなる樹脂ケース（２）の超音波溶着方法であって、前
記ケース片の溶着すべき部分にジョイント部（４０）、
圧入部（３８）又は双方を選択的に形成するとともに、
一方の前記ケース片（２１）に形成された前記ジョイン
ト部に対応するテーパ面（４２）を他方の前記ケース片
に形成し、前記テーパ面の内側に前記圧入部を圧入する
とともに前記ジョイント部を前記テーパ面に接合させた
後、前記ケース片間に超音波を加えて両者間の溶着を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気音響変換器等の各
種電子部品の外装ケースとして用いられる樹脂ケースの
超音波溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電磁型電気音響変換器には、図４
に示すように、合成樹脂を成形加工した樹脂ケース２が
用いられている。この樹脂ケー２は２つのケース片２
１、２２を接合したものであり、ケース片２１は共鳴室
４を形成し、その天井部に放音孔６が形成されている。
ケース２２は、振動板８を振動させる駆動源１０側を内
蔵している。このように、樹脂ケース２が２つのケース
片２１、２２を接合して単一化されているのは、その機
構上、組立上の便宜に基づくものであり、音響特性上は
非接合による一体化ケースで構成されることが望まし
い。そのため、ケース片２１、２２の接合部には、空気
漏れを生じない程度の結合状態が要求されるのである。
【０００３】従来、ケース片２１、２２の結合方法に
は、圧入、溶剤溶着、圧入及び溶剤溶着が用いられて来
たが、組立の合理化を図る上から、熱源に超音波を利用
した超音波溶着が用いられてきている。図４に示した電
気音響変換器の樹脂ケース２は超音波溶着を用いて結合
したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ケース片２１、２２に超音波溶着を施す場合、その結合
部には、ケース片２１、２２の寸法、材質、形状、溶着
後の外観等に合わせて各種のジョイント構造が選択され
る。図５に示す溶着例では、図５の（Ａ）に示すよう
に、ケース片２１の端面部１２側に径小部１４が形成さ
れているとともに、ケース片２２の端面部１６側に径小
部１４を挿入可能な径大部１８が形成されており、端面
部１２側には断面三角形を成すジョイント部２４が形成
され、他方の端面部１６側はフラット面に形成されてい
る。ジョイント部２４は、超音波エネルギを集中させて
溶融させ、端面部１６側との溶融一体化の手段として形
成されたものである。
【０００５】そして、このケース片２１、２２では、径
大部１８を径小部１４の周面より大きく設定し、適当な
クリアランス２６が設けられており、ケース片２２側に
ケース片２１の径小部１４を挿入した際に、圧入状態の
発生を防止している。圧入部分を避けるのは、その部分
ではケース片２１、２２が密着してしまうため、超音波
溶着エネルギによる溶着が不完全になることを回避する
ためである。
【０００６】このようなケース片２１、２２の溶着で
は、図５の（Ｂ）に示すように、ケース片２１、２２間
を加圧しながら、超音波を加えることで、ジョイント部
２４の溶融が始まり、その溶融がケース片２２の端面部
１６側に波及し、その結果、図５の（Ｃ）に示すよう
に、両者が溶着されるのである。この場合、２７は溶着
部を示しており、溶融した樹脂の一部がクリアランス２
６側及び樹脂ケース２の外面部側に漏れ出し、２８はそ
の溢出樹脂を示している。ケース片２１側の周囲に形成
された凹部３０は、硬化した溢出樹脂２８による飛び出
しを防止するための手段である。
【０００７】また、図６に示す溶着例では、図６の
（Ａ）に示すように、ケース片２１の端面部１２から径
小部１４に至る部分に全周に亘ってジョイント部３２が
形成され、また、ケース片２２の径大部１８の端面部１
６の内周側の角部に全周に亘ってテーパ面３４が形成さ
れている。この場合、径小部１４と径大部１８との間に
は適当なクリアランス２６が形成されている。そして、
超音波溶着時には、ケース片２１、２２を加圧してテー
パ面３４にジョイント部３２を押し付けるとともに、超
音波エネルギを加えて、図６の（Ｂ）に示すように、ジ
ョイント部３２を溶融させることにより、図６の（Ｃ）
に示すように、ケース片２１、２２が溶着される。図６
と同様に、２７は溶着部を示し、クリアランス２６及び
凹部３０には溢出樹脂２８が形成される。
【０００８】ところで、電気音響変換器に用いられるケ
ース片２１、２２は、直径１０ｍｍ程度のものであるか
ら、合成樹脂の成形歪を無視することはできず、１ｍｍ
以下のクリアランス２６の寸法にばらつきを生じるので
ある。このため、溶着前のケース片２１、２２の嵌合状
態は、全周にクリアランス２６を設けた遊合状態か、極
めて軽い圧入状態かの範囲で寸法管理された状態とされ
るのが一般的である。
【０００９】ところが、ケース片２１、２２の遊合状態
や極軽圧入の嵌合状態は、ケース片２１、２２側の組立
ないし加工上の事情とは別に、自動組立化の搬送途上で
の振動や衝撃による脱落や位置ずれの影響を無視するこ
とができない。
【００１０】特に、搬送工程を経た後、軽圧入状態のケ
ース片２１、２２間を溶着する場合には、ケース片２
１、２２の成形歪やその組み合わせ等により、圧入部分
の位置、圧入の強さの程度にばらつきを生じ、超音波溶
着が不均一化、不安定化するおそれがあり、その上、接
合部分から駆動部側へ超音波信号エネルギが伝達され、
コイルの細線や接続部分や圧入部分に破損を引き起こす
おそれがある。
【００１１】例えば、図７に示す溶着例では、図７の
（Ａ）に示すように、ケース片２１の径小部１４の外周
部にクリアランス２６の幅より僅かに大きい圧入部３６
が形成され、圧入部３６の外径はケース片２２側の径大
部１８の内径との間で適当な圧入状態が得られるように
設定されている。このような寸法関係が設定されたケー
ス片２１をケース片２２に挿入すると、図７の（Ｂ）に
示すように、圧入部３６でケース片２２側の径大部１８
が押し広げられて反りを生じるとともに、径小部１４も
内部に僅かに内側に変形する。このような状態で超音波
溶着を行った場合、図７の（Ｃ）に示すように、溶着部
２７を生じても、その反りを吸収するまでには至らず、
ケース片２２側に膨れΔＬを生じることになり、樹脂ケ
ース２の外観精度を損なうことなる。そのため、圧入部
３６の形状及び寸法は細心の管理が必要であった。
【００１２】そこで、本発明は、ケース片間の超音波溶
着を行う場合に溶着前の結合状態を比較的密にするとと
もに、超音波溶着の精度を高め、形状や寸法管理を容易
にした樹脂ケースの超音波溶着方法を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の樹脂ケー
スの超音波溶着方法は、図１又は図２に例示するよう
に、溶着すべき２つのケース片（２１、２２）からなる
樹脂ケース（２）の超音波溶着方法であって、前記ケー
ス片の溶着すべき部分にジョイント部（４０）、圧入部
（３８）又は双方を選択的に形成するとともに、一方の
前記ケース片（２１）に形成された前記ジョイント部に
対応するテーパ面（４２）を他方の前記ケース片に形成
し、前記テーパ面の内側に前記圧入部を圧入するととも
に前記ジョイント部を前記テーパ面に接合させた後、前
記ケース片間に超音波を加えて両者間の溶着を行うこと
を特徴とする。
【００１４】また、本発明の樹脂ケースの超音波溶着方
法において、前記圧入部は、図２及び図３に例示するよ
うに、前記ジョイント部に隣接して形成された複数のリ
ブ（４４）であることを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明の樹脂ケースの超音波溶着方法では、ケ
ース片間の溶着すべき部分にジョイント部とともに圧入
部を形成しておき、圧入部分によって超音波溶着前のケ
ース片間の結合状態を強化し、ジョイント部での超音波
溶着を効率的に行い、その溶融部分を圧入部分に波及さ
せるようにしたものである。したがって、この樹脂ケー
スの超音波溶着方法では、超音波溶着前の搬送途上によ
る位置ずれ等の不都合を防止でき、超音波を加えたと
き、十分な溶着状態が得られる。
【００１６】そして、圧入部をジョイント部に隣接して
複数のリブで形成すれば、圧入部によるケース片間の圧
入点の面積を少なくでき、超音波エネルギが超音波溶着
部分以外の部分へ漏れ出すのを抑制することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を図面に示した実施例を参照し
て詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明の樹脂ケースの超音波溶着
方法の第１実施例を示している。この第１実施例では、
図１の（Ａ）に示すように、一方のケース片２１側の径
小部１４に圧入部３８が形成されるとともに、この圧入
部３８により僅かに立ち上がった位置に断面三角形を成
すジョイント部４０が全周に亘って形成され、さらにそ
の外周部に平坦を成す端面部１２が形成されている。
【００１９】また、他方のケース片２２には、圧入部３
８との間で適当な圧入状態を得るための径大部１８が形
成され、この径大部１８の内側の角部にテーパ面４２が
形成されている。
【００２０】これらケース片２１、２２は、超音波溶着
が可能な合成樹脂を以て一体成形されたものであり、両
者の溶着によって一つの樹脂ケース２が形成されること
は、図４ないし図７に記載した例と同様である。
【００２１】そして、ケース片２１、２２は、図１の
（Ａ）に示すように、超音波溶着に際し、ケース片２２
の径大部１８の内部にケース片２１の径小部１４側を挿
入する。その結果、圧入部３８はケース片２２側の径大
部１８の内部に圧入される。しかし、この実施例では、
径大部１８の内側にテーパ面４２が形成されており、こ
のテーパ面４２は圧入部３８より遙かに大きい内径であ
るから、圧入部３８が圧入される範囲、即ち、圧入深さ
をテーパ面４２が緩和している。この結果、圧入状態で
のケース片２２側の膨れを抑制する効果がある。
【００２２】そこで、ケース片２１、２２間を加圧しな
がら、超音波を加えると、図１の（Ｂ）に示すように、
ケース片２２の内部にケース片２１のジョイント部４０
がテーパ面４２上を滑る状態で移動し、超音波溶着が進
行する。
【００２３】この結果、図１の（Ｃ）に示すように、ジ
ョイント部４０は完全溶融状態でケース片２２側のテー
パ面４２と融合し、その融合状態は圧入部３８に至る。
ジョイント部４０の溶融した樹脂は、溢出樹脂２８とな
ってクリアランス２６及び凹部３０側に流れて硬化す
る。
【００２４】このようなケース片２１側の圧入部３８及
びジョイント部４０に対し、ケース片２２側のテーパ面
４２との形状的な関係から、ケース片２１、２２の溶着
状態は良好であり、ケース片２２に対する圧入部３８の
圧入深さがテーパ面４２の形成で緩和され、ケース片２
１、２２に寸法のばらつきを生じても、従来のようなケ
ース片２２側に大幅な膨れを生じさせることがない。し
たがって、この超音波溶着方法は、超音波溶着の確実性
に加え、外観精度の向上に寄与するものである。
【００２５】次に、図２及び図３は、本発明の本発明の
樹脂ケースの超音波溶着方法の第２実施例を示してい
る。第１実施例では、ケース片２１の圧入部３８を全周
に亘って連続的な形態としたが、第２実施例は、全周圧
入を回避したものである。
【００２６】図２の（Ａ）及び第３図に示すように、ケ
ース片２１の径小部１４の外周に任意の間隔を以て複数
の圧入部３８としてのリブ４４が形成されている。この
実施例では、リブ４４の形成間隔及び位置は、等間隔、
８箇所である。また、このリブ４４は水平断面を三角形
とし、その頂角の高さは第１実施例の圧入部３８と同様
である。そして、その他のケース片２１及びケース片２
２の形態は、第１実施例と同様である。
【００２７】このような圧入部３８としてリブ４４が形
成されたケース片２１を用いた場合には、そのリブ４４
の頂角部分がケース片２２の径大部１８の内壁面に当た
り、圧入状態が得られる。しかし、リブ４４の圧接部分
は、点又は線であるため、圧入によるケース片２２の膨
れが皆無である。
【００２８】そして、ケース片２１、２２は、図２の
（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、超音波入力によって溶
着される。特に、この実施例では、圧入部３８をリブ４
４とし、全周圧入を回避したことによって次のような特
徴がある。即ち、超音波溶着においては、ジョイント即
ち、エネルギダイレクタと呼ばれる超音波振動を局所的
に集中伝達する構造で局所的な摩擦熱を生じ、その熱に
よって構成樹脂を溶融させ、溶着することを溶着原理と
している。仮に、ジョイント部４０がなければ、超音波
振動は接合部分を通過し、他の部分に伝達してしまうこ
とになる。この実施例では、ジョイント部４０とテーパ
面４２との間で良好な超音波振動による摩擦を生じ、両
者間の溶着を生じさせることができ、ケース片２２側の
本体部側の超音波振動の漏れ出しは確実に防止できる結
果、本体部側の断線等の弊害を確実に防止できる。
【００２９】圧入部３８がリブ４４で形成された場合、
超音波溶着時、ジョイント部４０に超音波振動が集中す
ると、同時に各リブ４４もジョイント部４０と等価な形
状を成していることから、その先端部の圧接部分にも超
音波振動の集中が生じ、ジョイントとして機能する。そ
の結果、ジョイント部４０の溶融による消失に加え、リ
ブ４４も溶融して消失し、両者が相俟って安定した超音
波溶着が実現され、リブ４４のケース片２２側の膨れは
全く生じない。即ち、超音波溶着の安定性、信頼性を実
現できる。特に、この実施例では、超音波による溶融し
た樹脂、即ち、溢出樹脂２８はその空間部４６を通過し
てクリアランス２６側に流れ、第１実施例や従来例のよ
うな凹部３０側への流出及び硬化が抑制されているの
は、そのためである。
【００３０】また、リブ４４を以て圧入部３８としたこ
とで、ケース片２１、２２の形状歪や組み合わせによる
誤差を解消でき、しかも、その形状及び個数も任意に設
定できる。特に、その形状は、ジョイントとしての機能
を前提とした形状とすれば、超音波溶着を助長させるこ
とができるであろう。
【００３１】さらに、リブ４４の先端が仮に溶融しない
場合にも、リブ４４の間に空間部４６が形成されている
結果、この部分に溢出樹脂２８が流れ込み、ケース片２
１の凹部３０側への流出、硬化を防止でき、外観形状の
品位を高めることに寄与する。
【００３２】なお、実施例では、ケース片２１に圧入部
３８及びジョイント部４０、ケース片２２側にテーパ面
４２を形成し、ケース片２１側をケース片２２に挿入す
る場合について説明したが、本発明の樹脂ケースの超音
波溶着方法は、ケース片２１、２２の溶着すべき部分に
圧入部３８、ジョイント部４０及びテーパ面４２を備
え、それらの組み合わせによる溶着効果を接合原理とし
ていることから、圧入部３８、ジョイント部４０及びテ
ーパ面４２が選択的に何れのケース片２１、２２側に形
成されていたとしても同様の効果が期待できる。したが
って、ケース片２１側にテーパ面及び圧入部、ケース片
２２側にジョイント部が形成される等、その組み合わせ
には数種類が考えられ、本発明は実施例の形態に限定を
受けるものではない。しかも、ケース片２１、２２の嵌
合形態についても、ケース片２２側をケース片２１側に
挿入するようにしても、接合強度や精度が低下するもの
でもなく、本発明は、実施例のものに限定されるもので
はない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ケース片間の超音波溶着を行う場合に溶着前の結合状態
を比較的密にするとともに、超音波溶着の精度を高め、
形状や寸法管理を容易にできる上、ケース片間の超音波
溶着による溶着部の信頼性及び安定性を確保でき、樹脂
ケースの外観精度をも向上させることができる。
【００３４】また、圧入部をリブとしたことで、リブを
ジョイントとして機能させることができ、超音波溶着に
よる溶着部以外への漏れ出し等の弊害を確実に防止で
き、内部に素子等を密封した場合の電子部品ではその信
頼性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂ケースの超音波溶着方法の第１実
施例を工程順に示す断面図である。
【図２】本発明の樹脂ケースの超音波溶着方法の第２実
施例を工程順に示す断面図である。
【図３】図２に示した樹脂ケースの超音波溶着方法に用
いられるケース片の一部を示す斜視図である。
【図４】超音波溶着で一体化された樹脂ケースを用いた
電磁型電気音響変換器を示す縦断面図である。
【図５】従来の樹脂ケースの超音波溶着方法を工程順に
示す断面図である。
【図６】従来の樹脂ケースの超音波溶着方法を工程順に
示す断面図である。
【図７】従来の樹脂ケースの超音波溶着方法を工程順に
示す断面図である。
【符号の説明】
２ 樹脂ケース ２１，２２ ケース片 ３８ 圧入部 ４０ ジョイント部 ４２ テーパ面 ４４ リブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つのケース片からなる樹脂ケースの超
    音波溶着方法であって、前記ケース片の溶着すべき部分
    にジョイント部、圧入部又は双方を選択的に形成すると
    ともに、一方の前記ケース片に形成された前記ジョイン
    ト部に対応するテーパ面を他方の前記ケース片に形成
    し、前記テーパ面の内側に前記圧入部を圧入するととも
    に前記ジョイント部を前記テーパ面に接合させた後、前
    記ケース片間に超音波を加えて両者間の溶着を行うこと
    を特徴とする樹脂ケースの超音波溶着方法。
  2. 【請求項２】 前記圧入部は、前記ジョイント部に隣接
    して複数のリブであることを特徴とする請求項１記載の
    樹脂ケースの超音波溶着方法。
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