JPH074859B2 - 振動溶着方法 - Google Patents

振動溶着方法

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JPH074859B2 JP33929490A JP33929490A JPH074859B2 JP H074859 B2 JPH074859 B2 JP H074859B2 JP 33929490 A JP33929490 A JP 33929490A JP 33929490 A JP33929490 A JP 33929490A JP H074859 B2 JPH074859 B2 JP H074859B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、熱可塑性の2物品を振動溶着法により接合す
る方法に関する。
【従来の技術】
熱可塑性樹脂製品どうしので接合方法として、従来より
超音波や低周波を利用した振動溶着法が利用されてい
る。しかし接合部の気密性や接合強度の信頼性に乏しか
ったことから、その利用は日用品など接合品質があまり
必要とされない分野が大部分であった。しかしながら、
その作業の容易さなどの長所から、近年工業的な機能部
品の製造にも振動溶着法の利用が検討されている。 例えば、実開平2−61636号公報には、自動車のエアコ
ネクタホースの製造に振動溶着を利用することが開示さ
れている。この場合、開口部に溶着部が表出すると、バ
リや位置ずれなどにより他部品との結合精度が低下する
ため、後仕上げを要するという不具合がある。そこでこ
の公報の考案では、溶着ビードを無端のループ状とし開
口部を除いて設けることとしている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶着ビードを無端のループ状とした場
合、振動方向に対して略直角方向に延びる部分の溶着強
度が振動方向と略平行方向に延びる部分に比べて弱いこ
とが明らかとなった。これは、振動時に振動方向に対し
て略直角方向に延びる部分のビードが倒れたり振動した
りして、加圧力や振動の力が充分に伝達されないことに
起因している。この不具合を改善するには、加圧及び振
動の時間を延長することが有効である。しかしこの場合
は溶融部分が増大してバリが全体に発生し、外観が悪く
なるとともにバリ取り工程を行う必要が生じることもあ
る。 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
バリの発生を抑制しつつ、振動方向に対して略直角方向
に延びる部分の溶着ビードの接合強度を向上させること
を目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の振動溶着方法は、略ループ
状の溶着ビードをもつ一対の被溶着物のそれぞれの溶着
ビードが対向するように合わせて加圧し一方の被溶着物
を他方の被溶着物に対して相対的に振動させ摩擦熱によ
り一対の被溶着物を一体的に溶着する振動溶着方法にお
いて、 溶着ビードは振動の方向と略平行に延びる平行ビード部
と、平行ビード部と交差する方向に延びる交差ビード部
とからなり、交差ビード部の溶着面の幅を平行ビード部
の溶着面の幅より広く構成したことを特徴とする。 本発明の最大の特徴は、溶着ビードの溶着面の幅を部分
的に異ならせたところにある。すなわち溶着ビードは、
振動方向と略平行な平行ビード部と、平行ビード部と交
差する方向に延びる交差ビード部とから構成されてい
る。そして交差ビード部の幅が平行ビード部の幅より広
く構成されている。 交差ビード部と平行ビード部の溶着面の幅の差は、2mm
以下とするのが好ましい。この差が大きくなり過ぎると
交差ビード部の溶融量が多くなり、バリが発生して外観
が悪くなる。この差は0.8〜1.2mmで充分である。なお、
交差ビード部のみを広くしてもよいが、平行ビード部か
ら徐々に広さを増すように構成するのが、外観面及び強
度面から望ましい。 振動手段には従来と同様に超音波、低周波などを用いる
ことができる。また加圧力も従来と同様に行うことがで
きる。
【発明の作用及び効果】
本発明の振動溶着方法では、溶着ビードが振動方向と略
平行な平行ビード部と、平行ビード部と交差する方向に
延びる交差ビード部とから構成されている。そして交差
ビード部の幅が平行ビード部の幅より広く構成されてい
る。 ところで従来の振動溶着法では、溶着部のシール性や強
度があまり重要視されない日用品などが溶着対象品であ
ったため、被溶着物を成形する金型構造を単純化するた
めに溶着ビードは同一幅とされていた。また溶着ビード
の溶着面の幅を部分的に異ならせると、幅の広い部分で
は単位面積当たりの加圧力が他の部分に比べて小さくな
るため、一般的には幅の広い部分の溶着強度が弱くなる
と思われる。 しかしながら本発明の振動溶着方法では、溶着ビードの
溶着面の幅の差に関わらずほぼ同様の溶着品質が得られ
る。これを微視的に説明すると、溶着時には単位面積当
たりの加圧力が大きな平行ビード部が溶融する。すると
加圧力は次にその大部分がまだ溶融していない交差ビー
ド部に作用し、交差ビード部は大きな加圧力により溶融
する。また交差ビード部は幅が広く厚いために、振動の
力が幅方向に作用しても倒れ込みや揺動が防止され、振
動のエネルギーが確実に伝達される。このような機構に
より全周に均一な溶着品質が得られるものと推察され
る。これにより一対の被溶着物は一体的に溶着して接合
される。 すなわち本発明の振動溶着方法によれば、交差ビード部
に確実に加圧及び振動の力を作用させるとともに、確実
に交差ビード部が溶融するので、従来接合強度の弱かっ
た交差ビード部の部分の接合強度を向上させることがで
きる。また溶融バリも少なく外観面の不具合が少ない。
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明する。本実施例は自動
車のエアクリーナとキャブレターの間に設けられるエア
コネクタの製造に本実施例を適用したものである。 このエアコネクタは、第1図及び第2図に示すようにナ
イロン製の下側部材1と上側部材2とからなる略筒状
で、下側部材1と上側部材2とを溶着して形成される。 下側部材1は、筒状でエアクリーナホースに接続される
第1開口部10と、軸方向が第1開口部10と直交しスロッ
トルボディに結合される第2開口部11とをもち、第2開
口部11には取り付け穴12を有するフランジ13が放射状に
突出している。そしてその切り欠き状の上面周縁部は、
無端のループ状の下側溶着ビード3から形成されてい
る。この下側溶着ビード3は、一端の第1開口部10側で
周方向に約半周する下側第1交差ビード部30と、下側第
1交差ビード部30に連続し軸方向に他端側へ延びる下側
第1平行ビード部31と、下側第1平行ビード部31に連続
し他端部で略直角に曲折して延びる下側第2交差ビード
部32と、下側第2交差ビード部32からさらに略直角に曲
折して軸方向に一端部側へ逆向きに延び一端部で下側第
1交差ビード部30と接続された下側第2平行ビード部33
とから構成されている。 一方、上側部材2は下側部材1の切り欠き状の上面に対
応する形状で、下端面周縁部には下側溶着ビード3と対
向する無端のループ状の上側溶着ビード4が形成されて
いる。すなわち上側溶着ビード4は、一端の内周表面で
周方向に約半周する上側第1交差ビード部40と、上側第
1交差ビード部40に連続し軸方向に他端側へ延びる上側
第1平行ビード部41と、上側第1平行ビード部41に連続
し他端部で略直角に曲折して延びる上側第2交差ビード
部42と、上側第2交差ビード部42からさらに略直角に曲
折して軸方向に一端部側へ逆向きに延び一端部で上側第
1交差ビード部40と接続された上側第2平行ビード部43
とから構成されている。 下側部材1と上側部材2を重ねた状態における、下側溶
着ビード3と上側溶着ビード4の第2図のA−A断面相
当の断面図を第3図に、B−B断面相当の断面図を第4
図に示す。下側第2交差ビード部32及び下側第2平行ビ
ード部33の両側には、一対の溝部34が平行に延び、この
溝部34は下側溶着ビード3の全周に形成されている。こ
の溝部34に溶着時にはみ出した溶融樹脂が収容され、外
部に表出して外観が悪くなるのを防止している。 本実施例では、下側第2交差ビード部32と上側第2交差
ビード部42の溶着面の幅(第3図l1)を下側第2平行ビ
ード部33と上側第2平行ビード部43の溶着面の幅(第4
図l2)よい広くなるように構成している。具体的には、
下側第2交差ビード部32と上側第2交差ビード部42の幅
l1は2.5mm、下側第2平行ビード部33と上側第2平行ビ
ード部43の幅l2は1.5mmである。また下側第1交差ビー
ド部30と上側第1交差ビード部40の幅はl1であり、下側
第1平行ビード部31と上側第1平行ビード部41の幅はl2
に構成されている。なお、幅がl1からl2へ移行する部分
は、第5図に示すように溶着面の幅が徐変し、急激な変
化が回避されている。 上記のように構成された下側部材1と上側部材2とを重
ね、下側部材1を固定するとともに上側部材2を300kgf
の加圧力で加圧して下側部材1に圧接させる。そして上
側部材2を、振幅1.3mm、振動数240Hzの条件で軸方向
(第1図矢印V方向)へ振動させて振動溶着を行う。こ
のとき初期においては、微視的に見ると幅l2で接触して
いる部分のほうが幅l1で接触している部分より単位面積
当たりの加圧力が大きいので、下側第1平行ビード部31
と上側第1平行ビード部41及び下側第2平行ビード部33
と上側第2平行ビード部43とがまず圧接部分で溶融す
る。すると加圧力はその大部分が溶融していない幅l1
接触している部分に伝わるので、続いて下側第1交差ビ
ード部30と上側第1交差ビード部40及び下側第2平行ビ
ード部33と上側第2平行ビード部43の圧接部分が溶融す
る。そして振動が停止されると、溶融部分が凝固し振動
溶着が完了する。 したがって本実施例の振動溶着法によれば、振動方向V
と直角方向に延びる下側第1交差ビード部30と上側第1
交差ビード部40及び下側第2交差ビード部32と上側第2
交差ビード部42に作用する加圧力が増する。またこれら
の交差ビード部の幅l1は1.75mmと大きいので、振動時の
倒れ込みや振動が防止され加圧力及び振動のエネルギー
が確実に伝達される。これにより従来溶着が不十分とな
りがちであった交差ビード部の溶着を確実に行うことが
できる。さらに溶融バリが多量に発生することもないの
で、外観上の不具合も防止されている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例の振動溶着方法に関し、第1図
は被溶着物の正面図、第2図は被溶着物の平面図、第3
図は第2図のA−A断面図、第4図は第2図のB−B断
面図、第5図は被溶着物の要部拡大斜視図である。 1:下側部材、2:上側部材 3:下側溶着ビード:4:上側溶着ビード 30、32、40、42:交差ビード部 31、33、41、43:平行ビード部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略リープ状の溶着ビードをもつ一対の被溶
    着物のそれぞれの該溶着ビードが対向するように合わせ
    て加圧し一方の該被溶着物を他方の該被溶着物に対して
    相対的に振動させ摩擦熱により一対の該被溶着物を一体
    的に溶着する振動溶着方法において、 前記溶着ビードは前記振動の方向と略平行に延びる平行
    ビード部と、該平行ビード部と交差する方向に延びる交
    差ビード部とからなり、該交差ビード部の溶着面の幅を
    該平行ビード部の溶着面の幅より広く構成したことを特
    徴とする振動溶着方法。
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