JPH0429533B2 - - Google Patents

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JPH0429533B2
JPH0429533B2 JP58019050A JP1905083A JPH0429533B2 JP H0429533 B2 JPH0429533 B2 JP H0429533B2 JP 58019050 A JP58019050 A JP 58019050A JP 1905083 A JP1905083 A JP 1905083A JP H0429533 B2 JPH0429533 B2 JP H0429533B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂材料よりなるプラスチ
ツク等の第1部材中にその第1部材よりも融点が
高い材料からなる金具等の第2部材を超音波を利
用して圧入することにより、金具等の第2部材を
プラスチツク等の第1部材中に埋込み、両者を連
結固定し得るように構成された超音波ウエルダー
による部材連結固定装置に関するものである。
〔従来技術〕
上記超音波ウエルダーによる部材連結固定装置
において、従来、上述したように熱可塑性材料か
らなるプラスチツク等に予め設けられた下孔中に
ボルト、ナツト等の金具を埋込み固定し、そのボ
ルト、ナツト等の金具が埋込み固定されたプラス
チツク部材を他部材と組み付け連結する際、その
ボルト、ナツト等の金具の回り止め又は抜け止め
を施すために、第1図に示されるように、そのボ
ルト、ナツト等の埋込み部の外周に予めローレツ
ト加工が施されたり、テーパ状の段部が多数形成
されたりした金具等を超音波エネルギーを利用し
てプラスチツク部材中に埋込むことにより、その
ボルト、ナツト等の金具をプラスチツク部材に固
着するようにされていた。
しかしながら、上述したように金具の外周にロ
ーレツト加工が施されたものを単にプラスチツク
部材中に形成された下孔に埋込んだものにおいて
は、それらの間の固着力が弱く他の部材との組み
付け連結時等において回り止め及び抜け止めのい
づれをも確実に為し得るものでは無く、又テーパ
状に多数の段部が形成されたものにおいてもその
回り止めを十分に為し得るものでは無いのみなら
ず、それらのローレツト加工若しくはテーパ状の
多数の段部を形成させるための加工は面倒でその
金具のコストアツプの要因となる等の問題点を有
するものであつた。
〔目的〕
本発明は上述したような種々の問題点に鑑み為
されたもので、プラスチツク材料からなる第1部
材中に金具等の第2部材を超音波利用によつて埋
込固着する際、その第2部材の平坦面に当接させ
る加工用ホーンの加工面上の少なくとも一部に凹
部を形成するとともにその第2部材の平坦面の端
部の少なくとも一部が凹部の下方に位置するよう
に配置し、その第2部材の埋込時に超音波により
溶融された第1部材がその第2部材の平坦面側に
回り込むようにその平坦面端部を覆つて固化させ
ることにより、金具等の第2部材に特殊な加工を
施すことなくその第2部材の第1部材への固着後
の他部材との連結時における第2部材の第1部材
からの抜け止め、回り止め等を簡単且つ確実に施
し得る超音波ウエルダーによる部材連結固定装置
を提供することを目的とするものである。
〔実施例〕
以下、本発明を超音波ウエルダーに具体化した
一実施例を示す図面に基づいて、その詳細を説明
する。
第2図において、加工用ホーン1は略円筒形状
を為し、その上端は図示しない超音波振動子に連
結されるとともにその超音波振動子とともに機枠
(図示せず)に昇降可能に設けられた可動枠体
(図示せず)に固定され、その可動枠体とともに
上下動可能に配置されている。その加工用ホーン
1の下端にはその円筒軸線に沿う中空孔2が凹設
されるとともに環状の加工面3が形成され、その
加工面3が上下方向に超音波振動されるように構
成されている。前記環状の加工面3上には前記中
空孔2と同一中心軸線を有する円周線上に沿つて
環状の凹溝4がその中空孔とは離れた位置に凹設
されている、その加工面3の下方には前記機枠
(図示せず)に固定された受治具5が配置されて
おり、その受治具5上に載置された熱可塑性材料
よりなる被加工材料に前記昇降可能に構成された
加工用ホーン1の加工面3を当接させるとともに
図示しないエアシリンダ等の押圧手段によつて押
圧力を付与することにより種々の超音波加工を施
し得るように構成されている。
上記のように構成された超音波ウエルダーによ
つて熱可塑性樹脂材料からなる第1部材としての
プラスチツク板W1にその第1部材よりも高い融
点を有する第2部材としての金属製の平ネジW2
を埋込固定する場合について、その作動を以下に
説明する。
まず、第2図に示されるように、プラスチツク
板W1を前記受治具5上に配置するとともにその
プラスチツク板W1上の所望位置に平ネジW2を
そのすりわり部が下方に位置するように載置した
後、図示しない起動スイツチを押圧操作すること
によつて加工用ホーン1が降下され、内周側に位
置する加工面3が平ネジW2の平坦面W2aと当
接される。この時、図示しないエアシリンダ等の
押圧手段に基づく加工用ホーン1の平ネジW2へ
の押圧力が所定の圧力以上に上昇されると、前記
図示しない超音波振動子の振動が開始され加工面
3から平ネジW2に伝達される超音波振動に基づ
き平ネジW2の周辺に位置するプラスチツク板W
1が加熱されることにより溶融され、前記図示し
ない押圧手段による押圧力に基づき平ネジW2が
加工用ホーン1とともに圧入降下される。その加
工用ホーン1と平ネジW2とが圧入降下されるこ
とに伴ない溶融されたプラスチツク板W1がその
平ネジW2周辺部において盛り上げられ、ついに
は加工用ホーン1の下端の外周側に位置する加工
面3と当接されるとともにその溶融された溶融部
はその加工面3に形成された環状の凹溝に沿つて
押し出され、第3図に示されるように平ネジW2
の平坦面側に完全に充填される。
この状態で、前記超音波振動子への振動が停止
され、溶融されたプラスチツク板W1の溶融部が
冷却され固化されるまでの間加工用ホーン1の押
圧保持を行なつた後、次の溶着作業に備えて加工
用ホーン1は第2図に示される位置まで上昇され
る。
以上の作動によつて、平ネジW2はプラスチツ
ク板W1に圧入され、両者の埋込固定が完了さ
れ、プラスチツク板W1の溶融部が平ネジW2の
平坦両側まで覆つて固化されるとともにそのすり
わり部にも溶融された溶融部が進入後固化される
ことにより平ネジW2はプラスチツク板W1に確
実に埋込固定されその平ネジW2の回り止め及び
抜け止めを確実に且つ自動的に為し得る。
上記実施例においてはすりわり付きの平ネジが
プラスチツク板中に埋込固定される場合を示した
が、例えば丸ネジ、なべネジ等の他のネジ又は十
字穴付き等の通常市販されていて種々のネジによ
つても本発明は実施し得るものである。又、上記
実施例においては金属製のネジをプラスチツク中
に埋込固定する例を示したが、プラスチツクより
も融点が高い材料で構成されておれば、例えば、
他の樹脂材料によるプラスチツクネジであつても
本発明の実施には差し支えないもので、又、第4
図に示されるように内部に雌ネジが切られた柱状
体W3をプラスチツク部材中W1に圧入して埋込
固定するようにしても良いことは言うまでもな
い。
尚、上記実施例においては加工面3上に環状の
凹溝4を凹設させ、溶融されたプラスチツク板W
1が第2部材としての平ネジW2の頭部の平坦面
端部の全周を覆つて固化されるように構成された
ものと示したが、必ずしも平坦面端部の全周を覆
うようにしなくても少なくともその全周の一部分
を覆つてプラスチツク板が溶融固化されるように
加工面の少なくとも一部に凹部を形成させるよう
にしても良いことは言うまでもない。
更に、上記実施例においてはプラスチツク部材
W1上に平ネジW2を単に載置した後超音波圧入
による平ネジの埋込固定するようにした例を示し
たが、例えば第5図に示されるようにプラスチツ
ク部材W1上に予めその平ネジより僅かに大きい
外形の小孔Waを凹設しておきその小孔Wa上に
平ネジW2の頭部を挿入載置するようにしたり、
加工用ホーン1の中空孔2中に磁石を予め固定し
ておき、その磁石により平ネジW2が吸引固定さ
れるようにしたりすることによつて位置決め作業
を簡単に為し得るとともに超音波圧入時の圧入を
確実に為し得るように構成しても良い。
又、上記実施例においては、加工用ホーン1の
加工面3がその環状凹溝の外周部と内周部とにお
いて同一平面となるように構成された例を示した
が第6図に示されるようにその外周部に位置する
加工面と内周部に位置する加工面との高さを異な
るように構成して溶融されたプラスチツク板の溶
融部の厚さを厚くすることによりその平ネジの抜
け止め力を増加させるようにしても良い。
又、上記実施例においては、平ネジW2の圧入
に基づく埋込深さを凹溝4の内周に位置する加工
面3と当接する平ネジW2の平坦面がプラスチツ
ク板W1の上面と略同一平面上に位置する程度ま
で圧入することによつて両者を埋込固定した例を
示したが、埋込むためのネジ等の形状又は下穴の
有無等に応じてそのネジ等の埋込み深さを適宜選
択調整するようにしても良い。
〔効果〕
以上詳述したように、本発明は、熱可塑性樹脂
材料からなる第1部材中にその第1部材より高い
融点材料からなる第2部材を超音波利用によつて
圧入することにより第1及び第2部材を連結固定
するようにされた超音波ウエルダーにおいて、そ
の第2部材と当接する加工用ホーンの加工面に凹
部を形成するとともにその第2部材をその加工面
と当接する平坦面の少なくとも一部が前記凹部の
下方に位置させ、その第2部材の圧入時に溶融さ
れる第1部材がその第2部材の平坦面側に回り込
みその平坦面端部の少なくとも一部を覆うように
配置させたもので、第2部材としての金具等に特
殊な加工を施すことなく通常市販されている各種
のネジ類でも対応でき、そのネジ類からなる第2
部材の第1部材中への埋込固定後の他部材との組
み付け連結時における第2部材の第1部材からの
抜け止め、回り止め等を簡単且つ確実に為し得る
等の優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置において利用された種々の埋
込用の第2部材を示す説明図、第2図及び第3図
は共に本装置の構成及び作動を示すための部分断
面図、第4図乃至第6図はそれぞれ本発明の他の
実施例を説明するための説明図である。 図中、1は加工用ホーン、3は加工面、4は凹
溝、5は受治具、W1はプラスチツク板、W2は
平ネジである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱可塑性樹脂材料よりなり、受治具上に載置
    された第1部材上に、その第1部材よりも高い融
    点を有する材料よりなる第2部材を配置し、その
    第2部材に形成された平坦面に加工用ホーンの加
    工面を当接させ、その加工用ホーンに超音波振動
    を付与するとともに前記受治具と加工用ホーンの
    加工面との間に押圧力を付与し、超音波振動熱に
    よつて溶融される前記第1部材中に前記第2部材
    の少なくとも1部を圧入することにより、異なる
    融点を有する第1及び第2の部材を連結固定する
    ようにされた超音波ウエルダーによる部材連結固
    定装置において、 前記加工用ホーンの加工面の少なくとも一部に
    凹部を形成するとともに、 前記第2部材の平端面の端部の少なくとも一部
    が前記凹部の下方に位置し、その第2部材の前記
    圧入時に溶融される前記第1部材がその第2部材
    の平坦面側に回り込みその平坦面端部の少なくと
    も一部を覆うように前記第2部材を配置させたこ
    とを特徴とする超音波ウエルダーによる部材連結
    固定装置。 2 前記凹部はその断面形状が略半円形状を有す
    る環状の溝よりなり、前記第2部材圧入時に溶融
    されその平坦面側に回り込む前記第1部材は前記
    平坦面端部の略全周を覆うように構成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
    音波ウエルダーによる部材連結固定装置。 3 前記加工用ホーンは略円柱形状を有し、その
    中心部にその軸線方向に延びる中空孔が前記加工
    面側から凹設されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項若しくは第2項記載の超音波ウエ
    ルダーによる部材連結固定装置。
JP58019050A 1983-02-08 1983-02-08 超音波ウェルダ−による部材連結固定装置 Granted JPS59145112A (ja)

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