JPS5859809A - 樹脂部品の接合方法 - Google Patents

樹脂部品の接合方法

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JPS5859809A JP56160676A JP16067681A JPS5859809A JP S5859809 A JPS5859809 A JP S5859809A JP 56160676 A JP56160676 A JP 56160676A JP 16067681 A JP16067681 A JP 16067681A JP S5859809 A JPS5859809 A JP S5859809A
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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】 本発明は樹脂部品の接合方法に係り、特に溶着操作によ
って二つの樹脂部品を接合せしめるに際して、それら両
者間の接合強度を高め得る方法に関するものである。
従来から、摩擦溶接、高周波溶接、超音波溶接、熱風溶
接などの各種の溶着手段にて二つの樹脂部品の接合が行
なわれているが、それら両部品間の接合面を如何にして
密着せしめ、それらの間の接合強度を如何にして高める
かが、大きな課題であった。特に、かかる二つの樹脂部
品が異種材料からなる場合においては、必然的に両部品
の物性（融点、極性等）が異なるため、それらの接合面
を同時に溶着、接着せしめることができず、それ故接合
のための何等かの対策を講じる必要があったのである。
このため、例えば、特開昭５８−８６７７２号公報に見
られる如く、異種材料からなる二つの樹脂部品を接合す
るに際して、超音波溶接可能な材質の第１の部品と他の
材質の第２の部品とを接合位置に配置す′ると共に、該
第１の部品と同じ材質の第３の部品を該第２の部品に保
合するように且つ該第１の部品と接触させて配置し、そ
して、該第１の部品及び第３の部品を超音波溶接せしめ
ることによシ、第３の部品を介して該第１の部品に対す
る前記第２の部品の固定（接合〕を行々うよう°にした
方法などが提案されている。
しかしながら、従来から提案されている各種の接合手法
はいずれも未だ充分なものでなく、特に異種材料の接合
にあっては、直接にそれら異種材料間の接合を行なうも
のではなく、同種材料からなる第３の部品などを介して
の接合構造を採用しここにおいて、本発明は、所定の溶
着操作によって二つの樹脂部品を接合せしめるに際して
、該両部品間の接合強度を効果的に高め得る接合手法を
提供することにあり、特に異種材料からなる部品間の接
合を、第３の部品を介在させることなく直接に行ない得
るようにした手法を提供することにある。
しかして、本発明は、二つの樹脂部品を溶着によって接
合せしめるに際して、一方の樹脂部品の接合面に凹所を
設ける一方、該凹所内に挿入されてその先端部が該凹所
の底部に当接せしめられる突部を他方の樹脂部品の接合
面に設けて、所定の溶着操作を行なうことにより、該二
つの樹脂部品の接合面の溶融乃至は軟化によって前記突
部が前記凹所内に保持されるようにしたことを特徴とす
る樹脂部品の接合方法にある。
従って、かくの如き本発明手法によれば、一方の樹脂部
品の接合面に設けられた凹所に他方の部品の接合面に設
けられた突部が入９込み、そして所定′の溶着操作に基
づいて、該突部の先端部と該凹所底部との間の溶融乃至
は軟化により該先端部が拡大し、該凹所内を充填するよ
うになり、また該二つの樹脂部品の接合面の溶融乃至は
軟化によシ該凹所の入口部が狭小化されて該突部が保持
され、そしてそのまま固化せしめられることにより有効
なアンカー効果が発現されるのであシ、また両樹脂部品
間の凹所と突部との保合と相まって、それら両樹脂部品
間に高い接合強度が達成されることになるのである。
以下、図面を参照しつつ、本発明について更に詳細に説
明することとする。
先ず、第１図において、１０は樹脂の射出成形などにて
形成された一方の接合部材であシ、該部材１０は長手形
状をなし、その下面の接合面１１には長手方向に沿った
一定の幅と高さを有する突条（突部）１２が形成されて
いる。
また、第２図に示す他方の接合部材１４は、前記部材１
０の接合の対象とされる部品であシ、該部材１０と同様
に樹脂の射出成形などにて形成されている。該部材１４
は長手形状をなし、その上面の接合面１５には長手方向
に一定の幅と深さを有する溝１６が形成されている。そ
して、該溝１６内に前記部材１０の突部１２が挿入され
て、その先端部が該溝１６の底部に当接させられたとき
部材１４の上面１５と、突部１２の両側の部材１００下
面１１との間には僅かの隙間が存在すると共に、突条１
２の両側面と該溝１６側面との間にも一定の隙間が存在
するように、該溝１６が形成されている。
従って、それら両部材の接合に際しては、かかる構成の
部材１４の溝１６内に部材１ｏの突条１２を挿入して該
突条１２の先端部を溝１６の底部に当接せしめた後、こ
の接合面を所定の圧力で互に押圧しつつ、例えば両部材
１０．１４の長手方向に往復動させる往復摩擦溶接等に
ょる溶着操作が加えられることになる。そして、この操
作にて生じる摩擦熱によって、突条１２の先端部の当接
面、すなわち接合部１８が加熱せしめられることによシ
、その先端部が溶融又は軟化させられ、前記部材１０に
加えられている前記押圧力によシ、その溶融物又は軟化
物が溝１６内の底部側方に押し拡げられるようになるの
である。そして、突条１２の先端部が下方に押し下げら
れる結果、部材１４の上面１５と、突条１２の両側の部
材ｌＯの下面１１が当接させられるのである。ついで、
その両部材の当接する面、すなわち本来の接合部（ＩＩ
、１５）２０は、前記溶着操作による摩擦熱により、漸
次溶融又は軟化され、そしてその溶融又は軟化によシ生
じた溶融物又は軟化物、所謂パリが突条１２と溝１６と
の間に侵入するようにもなるのである。
また、かかる溶融乃至は軟化と共に、両部材の接合部に
加えられている押圧力の作用、更にはそれらの摺動作用
によって、溝１６の雨上縁部が狭小化され、以て該溝１
６．内に挿入された突条１２及び溝１６と突条１２との
間に侵入した前記溶融物又は軟化物が保持されるのであ
る。
かくの如き溶着操作による部材１０．１４の接合部分１
８．２０における溶融、軟化挙動が、第３図（ａ）〜（
０）によシ具体的に示されている。すなわち、第３図（
ａ）の如く突条１２の先端部と溝１６の底面とが圧接さ
れつつ溝Ｉ６の長手方向に往復動させられることによシ
生じた溶融物（又は軟化物）２２は、（ａ）からｒｂｌ
へと溝１６内に押し拡げられ該溝１６内下部を埋めるよ
うになシ、（ｅ）の状態では接合部分１８において、部
材１４も溶融、軟化挙動を行なうため、突条１２先端部
の溶融物（又は軟化物）２２の流れは、（Ｃ）の部分拡
大図である＜ｃ’＞において矢印（実線）のように上方
へ流れる傾向になる。一方、他の接合部分２０の溶融又
は軟化によって溝１６の雨上縁部の入口部２４が（ｂ）
からｒｃ５の如く窄まり、（ｅ）の状態で接合部分２０
においては、部材ＩＯも溶融、軟化挙動を行なうため溝
！６０両上縁上縁入口部２４が矢印（破線）のように下
方へ流れる傾向になる。
従って、前記に示した上方へ向って流れる溶融物（又は
軟化物）２２９流れと下方へ向って流れる溝１６の雨上
縁部の入口部２４が相向いあって力が交差し１強力なア
ンカー効果を生じ得、もって該溝１６内に該溶融物２２
及び突条１２を保持し、そして、その状ａ（Ｃ）におい
て冷却、固化せしめられることによって、該溝１６と突
条１２間、ひいては二つの部材１０．１４の有効な直接
の接合が達成され得るのである。
それ故、このような接合方式によれば、特に異種材料か
らなる樹脂部品間の直接の接合が可能となる大きな利点
がある。すなわち、従来の如き平面と平面との組合せか
らなる溶融接着による接合方式とは異なり、一方の樹脂
部品（１４）の凹所（１６）内に他方の樹脂部品（１０
）の突条（１２）を挿入し、その先端部を溶融又は軟化
させて押し拡げると共に、両樹脂部品め接合部分（２０
）の溶融物（２２）整侵入せしめて固化せしめることに
よシ、該突条及び該溶融固化物を該凹所内にしっかりと
保持せしめて両者を接合させるものであるため、接合面
２０（１１，１５）での溶着作用がなくても、両者を確
実に接合せしめることができ、それ故他の第３の部品を
介することなく直接両者を接合することができるのであ
る。
また、溶着操隋によ−そ発生し或は加えられる熱によシ
、凹所（１６）を有する部品（１４）側の接合面（１５
）が溶融乃至は軟化せしめられ、以て該凹所の入口部（
２４）が窄められ、狭小化されるようになるので、該凹
所内に発生し、またそこへ侵入した溶融乃至は軟化物が
冷却、固化すると、該溶融軟化物部分及び凹所内に挿入
された突条（１２）が外れ難くなる、所謂アンカー効果
により、両部品間の接合強度は著しく高められ得るので
ある。
そして、このようなアンカー効果による接合強度の向上
は、前述の如き異種材料の樹脂部品間の接合に有効であ
るばかりではなく、同種材料からなる樹脂部品間の接合
においても極めて有効なのである。けだし、同種材料の
樹脂部品量接合においては、それら、の接合面における
両者の溶融接着と共に、上記の如きアンカー効果に基づ
く両者間の結合強度の向上のために、単なる接合面の溶
着によるものに比して、一段と優れた結合強度を示すこ
ととなるのである。それ故、本発明は、同種の熱可塑性
樹脂からなる部品同士の接合にも好適に適合され、本発
明はそのような場合をも含むものである。
なお、前例における一方の樹脂部品に設けられた凹所で
ある溝は、その一端又は両端が室上されたものでも差支
えなく、また一つの樹脂部品に設けられる凹所及びこれ
に挿入されるべき突部の形状や、大きさ、或はそれらの
配置形態などは、目的とするアンカー効果、換言すれば
二つの部品間の接合強度の程度によって適宜決定される
ことになる。また、樹脂部品がその接合面において回転
可能である場合には、凹所及び突部を環状とすることに
よって、例示の往復摩擦溶接方式の他、回転摩擦溶接操
作が採用され得、更には他の超音波溶接、高周波溶接、
熱風溶接などの公知の溶着操作を採用することも可能で
あ□る。
また、本発明は、その効果を有効に発揮させるために、
次の如き構成を好適に採用し得るのである。
先ず、第４図は、第１図ないし第３図に示される部材１
０の突条１２の形状を異ならしめた場合を示しており、
そこでは、溶着操作を加えたとき接・合部の状態が（ａ
）から（ｂ）、そして（ｂ）から（Ｃ）のように変化し
て両部材の接合が行なわれるようになっている。具体的
には、部材２６は先例の部材ＩＯと同じ形状、材質を有
するものであるが、突条（突部）２８の先端部の形状が
異なる。すなわち、突条２８はその先端部の中央部がそ
の外周部分よシへこんだ状態の円錐形状の凹部３０が形
成されておシ、溶着操作における押圧作用によって該突
条２８の先端部の外周部分が側方によシ効果的に押し拡
げられ得るようにされているのである。
従って、かかる構成によれば、突条２８の先端部の外周
部分が中央部より突出していることがら溶着操作時、そ
の外周部分に摩擦熱が集中し、その部分から早く溶融乃
至は軟化するようになるのであシ、それ故溶着操作を速
かに行い得るのである。すなわち、第゛４図（ａ）に示
されるように部材１４の溝１６底面に前記突条２８の先
端部を当接させた状態で溶着操作を加えると、第４図（
ｂ）のように、突条２８の先端部が速かに溶融又は軟化
して外側により効果的に押し拡けられると同時に、接合
部分３２も溶融又は軟化せしめられて、これによる溶融
物（バリ）が溝１６の上縁部を狭小化させ、更には第４
図（ｅ）に示されるように溝１６と突条２８との間の空
間部が充填されて接合が行なわれるようになるのである
。
また、他の例を示す第５図において、接合せしめられる
一方の部材３４の突条３６は、その基部よりも先端部に
おいて側方に拡がった形状を有するものであシ、その他
の点では先例の部材１０と・同一の形状を有し、又同−
の材質である。そして第５図（ａ）に示されるように、
溝１６内に突条３６を挿入して溶着操作を加えると、第
５図（ｂ）に示されるように接合面３８の溶融ないしは
軟化による溶融物（パリ）が溝１６の上縁部を狭小化さ
せ、更には第５図（ｅ）に示されるように両部材１４．
３４の接合が行なわれることとなる。
本例によれば、突条３６はその基部よシも先端部が側方
に拡がっていることから、溶着操作時のアンカー効果が
大きく、両樹脂部品１４．８４間の接合強度を太きぐな
し得るという優れ殖利点、が生ずるのである。
更に、第６図には、第１図ないし第３図に示される先例
の部材１４の溝１６の上縁部の形状を変化させたものを
用いる例が示されている。すなわち、一方の部材４０が
その溝４２の雨上端縁部に小さなリプ４４が突設された
ものである点を除いて、先例の部材１４と同一の形状を
有すると共に同一の材質でつくられている。
本例によれば、溝４２の上級部に外向きの小さなリプ４
４が設けられていることから、溶着操作時にかかるリプ
４４の部分の溶融又は軟化が速やかに行なわれて、溝４
２の上端部の狭小化が早くなシ、両部材１０．４０間の
接合が速やかに行われ得るという利点があるのである。
以上、本発明における凹所と突部の組合せの例として、
溝と突条について述べてきたが、穴と柱状突起の組合せ
など、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、溶層手
法に従って各種の組合せが採用され得るものである。
また、その他、本発明には、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正などを加え得るものであって、そのような態様も、す
べて本発明の範囲に含まれるものである。
以上詳述したように、本発明によれば、一方の樹脂部品
に設けられた凹所に他方の樹脂部品に設けられた突部が
挿入されると共に、両樹脂部品間の接合面に溶着操作を
加えることにより、他方の樹脂部品の溶融物ないしは軟
化物が一方の樹脂部品の凹所に入り込み、該凹所に挿入
された他の樹脂部品の突部との間に充填され、そして、
該凹所の入口部が狭まることによって、該溶融物ないし
は軟化物が冷却、固化すると、該突部及び該溶融物ない
し軟化物が該凹所内にしつかシと保持されるようになる
ので、極めて効果的なアンカー効果を生じ、以て両樹脂
部品間の接合強度を著しく高め得る等の、数々の優れた
効果を達成し得たのである。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は、本発明方法の接合の対象とされる
樹脂部品の一例（１０，１４）を示す斜視図であシ、第
３図（ａ）〜（０）はそれぞれ本発明方法に従う接合過
程を示す接合部断面説明図であシ、且つ閲は（Ｃ）の部
分拡大図である。また、第４図（ａ）−ｒｅ）、第５図
（ａ）　〜（ｃ）及び第６図（ａ）　〜（Ｃ）は、それ
ぞれ、本発明の他の例に係る接合部の形状を一部変更し
た場合における、それぞれの接合過程を示す接合部断面
説明図である。 １０．１４，２６，３４：部材（樹脂部品）１２．２８
，８６：突条（突部） １６．４２：溝（凹所） １８．２０．３２．８８：接合部分 ４０：部材（樹脂部品） 出願人　　小島プレス工業株式会社 竿３Ｍ ａＰ４囚 竿５喝 繁６゛Σ 手続補正書（方式） 昭和５７年７月１４　日 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５６年　特　許　願　第１−６０６７６号２、発明
の名称 樹脂部品の接合方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名　称　　　小島プレス工業株式会社 ４、代理人 昭和５７年６月１１日（発送日　昭和５７年６月２９日
）６、補ＩＦの対象 ７、補正の内容 （１）明細書第１６頁第７行目の「（Ｃ）は・・・・・
・拡大図である。」を「（ｄ）は（Ｃ）の部分拡大図で
ある。」に補正する。 ！ （２）別紙朱書の通り、図面中の図番「第３図（（°）
」を［第３図（（１）Ｊに補正する。 以　　　上

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）二つの樹脂部品を溶着によって接合せしめるに際
    して、一方の樹脂部品の接合面に凹所を設ける一方、該
    凹所内に挿入されてその先端部が該凹所の底部に当接せ
    しめられ〜る突部を他方の樹脂部品の接合面に設けて、
    ７所定の溶着操作を行なうことによシ、該二つの樹脂部
    品の接合面の溶融乃至は軟化によって前記突部が前記凹
    所内に保持されるようにしたことを特徴とする樹脂部品
    の接合方法。
  2. （２）前記他方の樹脂部品の接合面に設けられる突部が
    、その先端部において、前記一方の樹脂部品の接合面の
    凹所底部に対して中央部が凹部となるように形成されて
    おシ、前記溶着操作によって該突部先端部の外周部分が
    側方に拡げられるようにした特許請求の範囲・第１項記
    ゛載の方法。
  3. （３）前記他方の樹脂部品の接合面に設けられる突部が
    、その基部よシもその先端部において側方に広がった形
    状を有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. （４）前記一方の樹脂部品の接合面に設けられる凹所の
    縁部に、前記他方の樹脂部品の接合面に向って突出する
    小さなリブを設けた特許請求の範囲第１項乃至第３項の
    いずれかに記載の方法。
  5. （５）前記溶着操作が、摩擦溶着である特許請求の範囲
    第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
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