JPS60222230A - 合成樹脂材料の接合方法およびその装置 - Google Patents

合成樹脂材料の接合方法およびその装置

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JPS60222230A
JPS60222230A JP59079002A JP7900284A JPS60222230A JP S60222230 A JPS60222230 A JP S60222230A JP 59079002 A JP59079002 A JP 59079002A JP 7900284 A JP7900284 A JP 7900284A JP S60222230 A JPS60222230 A JP S60222230A
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wire
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寺沢　利久
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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〕 本発明は、重ね合わされた合成樹脂材料を接合する方法
とその装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、合成樹脂材料と合成樹脂材料とを接合する際には
１、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
合成樹脂材料の接合面でメタルメツシュ等の発熱体を発
熱させて両者の合成樹脂材料の接合面を溶融さすつつ加
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ッーメノリ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、再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、
再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
質によって接着剤の接着力が低下し、再合成樹脂材料を
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とポリエチレンの
接合方法によって説明する。
第３図においては、５１はポリプロピレン樹脂からなる
板部材であって、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とは互いに対向する部位に貫通孔５３ａ、５３ｂ
が形成されている。そして、両板部材５１．５２の貫通
孔５３ａ、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。
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、５３ｂ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、画板部材５１５２に貫通孔５３ａ、
５３ｂを形成する必要があることから、画板部材５１．
５２の強度が低下する不具合がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の不具合を解消するためになされたもの
で、その目的は重ね合わされた合成樹脂材料の一方から
レーザ光によって加熱された線材を傾斜させて略Ｖ字形
に打ち込むことにより、再合成樹脂材料の強度を低下さ
せることなく、容易に接合させることができる合成樹脂
材料の接合方法とその装置を提供することにある。
（発明の構成〕 上記の目的を達成するために、本発明に係る合成樹脂材
料の接合方法の構成は、合成樹脂材料を重ね合わせ、そ
の一方からレーザ光によって加熱されて溶断された線材
を傾斜させて略Ｖ字形に打ち込み、この線材を重ね合わ
された合成樹脂材料に挿通させて接合するようにしたも
のである。
また、本発明に係る合成樹脂材料の接合装置の構成は、
線材を順次送り出す押出し機構と、この押出し機構から
順次送り出された線材を゛案内し、重ね合わされた合成
樹脂材料に略Ｖ字形に打ち込む打込み機構と、この打込
み機構に案内される線材にレーザ光を照射して加熱しつ
つ溶断する切断機構とからなり、前述の押出し機構を打
込み機構の上方に揺動可能に位置させるとともに、前述
の切断機構を打込み機構に傾斜させて設けたものである
。
そして、合成樹脂材料の接合時に線材を加熱・溶断する
レーザとしては、ガラス：ネオジウム３◆レーザ、ＹＡ
Ｇ：ネオジウムル−ザ、ルビーレーザ、ヘリウム−ネオ
ンレーザ、クリプトンレーザ、アルゴンレーザ、Ｈ冨し
−ザ、Ｎｔレーザ、炭酸ガスレーザ等を挙げることがで
き、このうち、特にＹＡＧ：ネオジウムル−ザ、ガラス
：ネオジウムトレーザが最も適している。
また、合成樹脂材料の接合時に用いられるレーザ光の波
長としては、線材を加熱・溶断するに適した波長が必要
で島って、その波長が１．０６μｍ以下のものが最も適
しており、波長が１．０６＝μｍ以上の場合には線材が
加熱される以前に、瞬時に溶断されてしまう不具合があ
る。
また、レーザ光の出力においては、５Ｗないし３０Ｗが
適しており、その出力が５Ｗ以下の場合には線材を加熱
きせ、重ね合わされた合成樹脂材料を溶融させて挿通さ
せることができず、３０Ｗ以上の場合には線材が加熱さ
れる以前に瞬時に溶断され、重ね合わされた合成樹脂材
料を溶融させて押通させることが不可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第１図は本発明に係る合成樹脂材料の接合装置の概略断
面図、第２図は第１図の接合装置によって接合された合
成樹脂材料の概略断面図を示すものである。
第１図および第２図において、１は底部が円筒状に形成
され、その途中から略円錐状に形成されているカバーで
あって、このカバー１の底部には支持板２が螺設されて
おり、その中心部には貫通孔２ａが形成されている。ま
た、カバー１の頂部には支持板２に形成されている貫通
孔２ａの延長線上に貫通孔１ａが形成されており、内部
には頂部方向に向かうに従って狭くなるテーパー１ｂが
形成されている。
また、カバー１の内部には断面が逆子字形に形成された
摺動部材３が上下動可能に設けられており、その足部３
ａが円錐部に収容され、フランジ部３ｂが円筒部の内壁
に摺動されて案内されるようになっている。また、摺動
部材３の中心部にはフランジ部３ｂ側が内径の大きな貫
通孔３ｃが形成されており、支持板２に形成されている
貫通孔２ａとカバー１の頂部に形成されている貫通孔１
ａの軸線上に対応されている。さらにミ摺動部材３の足
部３ａには貫通孔３ｃに通ずる貫通孔３ｄが形成されて
おり、その貫通孔３ｄには二つの鋼球４ａ、４ｂが回動
自在に設けられている。　また、カバー１の外壁にはア
ーム５の一端が固着されており、その他端はボルト６に
よって固定部材７に設けられている。そして、アーム５
を矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に回動させることによっ
て、カバー１が上下方向に揺動するようになっている。
そして、上述のカバー１、支持板２、摺動部材３、鋼球
４ａ、４ｂおよびアーム５によって、線材Ｍを順次送り
出す押出し４１１１８を構成している。
また、押出し機構８の下方には順次送り出された線材Ｍ
を案内する打込み機構９が配設されている。この打込み
機構９は円筒状に形成された筒部材１０と、この筒部材
１０の内壁に被覆されている鏡面材１１とからなってい
る。そして、線材Ｍが筒部材ｌＯの鏡面材１１に沿って
案内されるようになっている。
また、打込み機構９を構成してい・る筒部材１０の側壁
には筒部材１０に案内される線材Ｍにレーザ光りを照射
して加熱しつつ溶断する切断機構１２が傾斜させて設け
られている。この切断機構１２はＹＡＧ：ネオジウム３
４レーザ１３と、このＹＡＧ：ネオジウムル−ザ１３に
設けられ、ＹＡＧレーザ光りを照射する光ファイバから
なる照射ノズル１４と、照射ノズル１４を差し込む円筒
状の支持部材１５とからなっている。そして、支持部材
１５の通路１５ａは筒部材１０に通じており、照射ノズ
ル１４から照射されたＹＡＧレーザ光りが通路１５ａの
内壁１５ｂに屈曲しながら筒部材ｌＯの線材Ｍに到達す
るようになっている。
上記のように構成された合成樹脂材料の接合装置におい
て、重ね合わされた合成樹脂材料Ｗａ、ｗｂを接合する
際には、上方の合成樹脂材料Ｗａの表面に打込み機構９
を構成している筒部材１０の先端部１０ａを傾斜させて
当接させる。この状態で、エアシリンダ（図示せず）等
によって、アーム５を矢印Ｂ方向にストロークさせるこ
とにより、ボルト６を中心として押出し機構８が下方に
揺動され、二点破線で示すように打込み機構９の上部に
位置する。
この動作によって、押出し機構８を構成している摺動部
材２がカバー１内の上方に摺動するとともに、二つの鋼
球４ａ、４ｂがカバー１内のテーパー１ｂによって、互
いに寄せ付けられて線材Ｍを把持し、矢印Ｃ方向に押し
出して一定長さを打込み機構９の筒部材１０に送り出す
。
そして、線材Ｍが打込み機構９の筒部材１０に一定量送
り込まれた後、エアシリンダ等によって、アーム５を矢
印Ａ方向にストロークさせることにより、ボルト６を中
心として押出し機構８が上方に揺動され、実線で示す元
の位置に戻るとともに、摺動部材３がカバー１の下方に
摺動し、テーパー１ｂで互いに寄せ付けられていた二つ
の１５１球４ａ、４ｂが外側に開き、線材の把持が解除
される。
それと同時に、筒部材１０に送り′込まれる線材Ｍは、
筒部材１０に案内されて移送され、その先端が合成樹脂
材料の表面に当接して止まる。この状態でＹＡＧ　：ネ
オジウムトレーサ１３から波長が１．０６μｍ、出力が
数十ＷのＹＡＧレーザ光りを照射ノズル１４に通過させ
て照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光りは、支持部材５の通路１５ａ
の内壁１５ｂに屈曲しながら通過し、筒部材ｌＯの鏡面
材１１に反射して線材Ｍａにエネルギとして蓄積される
。そして、線材Ｍａに蓄積されたエネルギによって、線
材Ｍａが加熱され、その周囲に熱が伝導されて蓄積され
るとともに、ＹＡＧレーザ光りの照射された部位が溶断
される。
また、線材Ｍの加熱・溶断と同時にエアシリンダ等によ
って、アーム５が矢印Ｂ方向にストロークされ、押出し
機構８が線材Ｍを把持して矢印Ｃ方向に押し出して一定
長さを打込み機構９の筒部材ｌＯに送り出す。これによ
り、加熱されて溶断された線材Ｍｂは合成樹脂材料Ｗａ
の表面から下方に押され、線材Ｍｂと接触する部位およ
びその周辺を溶融しつつ、両者の合成樹脂材料Ｗａ　Ｓ
Ｗｂの内部に傾斜して打ち込まれる。
そして、上述と同様にして線材Ｍｃが傾斜して押し込ま
れ、両者の合成樹脂材料Ｗａ、Ｗｂの内部に傾斜して打
ち込まれる。これにより、両線材ＭｂＳＭＣが略Ｖ字形
となり、両者の合成樹脂材料が強固に接合される。
〔発明の効果〕
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、重ね合わされた合成樹脂材料の一方か
らレーザ光によって加熱された線材を傾斜させて略Ｖ字
形に打ち込むようにしたから、両者の線材が重ね合わさ
れた合成樹脂材料に挿通されて接合されるので、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
ことができる効果がある。
また、本発明の接合装置においては、加熱された線材を
レーザ光によって順次加熱・溶断しつつ、両合成樹脂材
料に連続して打ち込むことができるので、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
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る合成樹脂材料の接合装置の概略断
面図である。 第２図は第１図の接合装置によって接合された合成樹脂
材料の概略断面図である。　□第３図は従来の合成樹脂
材料の機械的接合方法を説明する概略断面図である。 １・−・−−−−一カバー １　ａ−−−−−−・貫通孔 １ｂ−・・・・テーパー ２・・・・・−支持板 ２　ａ−−−−−−−一貫通孔 ３・−・−摺動部材 ３ａ−・−足部 ３ｂ−・−−−−−フランジ部 ３ｃ、３　ｄ−−−−−−−一貫通孔 ４ａｓ４ｂ−・−・・鋼球 ５・−・−・−アーム ６・・−一−−−・・ボルト ７・・・・−・−固定部材 ８・・−・・・押出し機構 ９・・−・・・−・・打込み機構 ｌＯ・−・・・・・・・筒部材 １０ａ・・−−−−−・先端部 １１・−・・−・−・鏡面材 １２・・・・・・−切断機構 １３・・・−・・・・ＹＡＧ：ネオジウムトレーザ１４
・・−・−・照射ノズル １５・・・−−−−一支持部材 １５　ａ　−−−−−−−・通路 １５ｂ・−・−・−内壁 正数　トヨタ自動車林入会社 Ｍｂ 第１図 第２図 謁Ｓ図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）合成樹脂材料を重ね合わせて、その両者を接合す
    るにあたり、該両者の合成樹脂材料を゛重ね合わせ、そ
    の一方からレーザ光によって加熱・溶断された線材を傾
    斜させて略■字形に打ち込み、該線材を両者の合成樹脂
    材料に挿通させて埠合することを特徴とする合成樹脂材
    料の情合方法。
  2. （２）線材を順次送り出す押出し機構と、該押出し機構
    から順次送り出された線材を案内し、重ね合わされた合
    成樹脂材料に打ち込む打込み機構と、該打込み機構に案
    内される線材にレーザ光を照射して加熱しつつ溶断する
    切断機構とからなり、前記押出し機構を打込み機構の上
    方に揺動可能に位置させるとともに、前記切断機構を打
    込み機構に傾斜させて設けたことを特徴とする合成樹脂
    材料の接合装置。
JP59079002A 1984-04-19 1984-04-19 合成樹脂材料の接合方法およびその装置 Pending JPS60222230A (ja)

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