JPH1016061A - 熱可塑性合成樹脂で成形された成形品を熱融着する方法及びこの方法に用いられる発熱体 - Google Patents

熱可塑性合成樹脂で成形された成形品を熱融着する方法及びこの方法に用いられる発熱体

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JPH1016061A
JPH1016061A JP16700096A JP16700096A JPH1016061A JP H1016061 A JPH1016061 A JP H1016061A JP 16700096 A JP16700096 A JP 16700096A JP 16700096 A JP16700096 A JP 16700096A JP H1016061 A JPH1016061 A JP H1016061A
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heating element
resin
heat
wire
fusion
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Noboru Sato
登 佐藤
Michio Haga
道雄 羽賀
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Tohoku Munekata Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 融着時間を短縮し、融着強度を高めると共
に、融着強度にバラツキのないプラスチック成形品の熱
融着方法とこの方法に用いられる発熱体を得る。 【解決手段】 発熱体１の表面に溶融した樹脂が入り込
むための樹脂溜り３を形成し、融着状態において、この
樹脂溜り３内に樹脂を流入させて硬化する。この作用に
より融着時間を短縮し、融着強度を高め、且つ融着強度
のバラツキを無くす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂で成形さ
れた成形品、例えば電子機器等に搭載される電池ケース
において、ケース本体とカバーとの結合面に発熱体を挟
み込み、この発熱体に電圧を印加して発熱させることに
より接合面の樹脂を溶融して融着させる方法と、この方
法に用いられる発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性合成樹脂で成形されたケース本
体とカバー内に電子部品を内蔵し、このケース本体とカ
バーを結合する場合、微音波、高周波電磁誘導又は接着
剤等を利用して結合する方法が知られている。しかし、
この微音波や高周波電磁誘導による結合方法は、内蔵す
る電子部品等に不良要因を誘発する危険がある。又、接
着剤による結合の場合は、固定までに時間がかかると共
に、接着剤が合わせ目から漏れ出て汚れの原因となった
り、外観が悪くなる。
【０００３】そこで、特開昭５３−９６０７８号公報、
及び特開昭６２−２８８０２９号公報には、融着するケ
ース本体とカバーの間に電気抵抗に基づく発熱体を挟み
込み、この発熱により熱可塑性樹脂を溶融して相互を融
着させる方法が提示されている。この方法は、瞬間的な
熱による融着方法なので、内蔵部品や外観上に何等影響
を与える事なく、有効な結合方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各公報に
記載の発明においては、図１１に示すように、発熱体２
０の断面形状が円形であるため、樹脂の溶融及び溶融し
た樹脂同士の融着には支障を来さないが、金属である発
熱体２０が結合面に介在している分、融着面積が減少
し、発熱体２０は異物化する。図中２１はケース本体、
２２は嵌合凹部、２３はカバー、２４は嵌合縁である。
なお、この図１１において、点線で囲まれた部分が融着
部分である。
【０００５】このように、融着部分に発熱体２０が介在
すると、融着強度が低下し、従来の微音波、高周波電磁
誘導又は接着剤に比較して結合強度が劣る。一方、この
問題を解決するためには、融着面の面積を拡大すること
が考えられるが、このように融着面積を拡大すると、そ
の分成形品の例えば肉厚が厚くなったり、成形品が大型
化するという欠点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に電子部品
用のケースにおいて、小型化、軽量化の要求を損わず
に、融着（結合）強度を高めることができる熱可塑性樹
脂材の熱融着方法とこの方法に用いられる発熱体を提供
するものであって、その構成は次のとおりである。
【０００７】１．熱可塑性合成樹脂で成形された成形品
を熱融着する際に、この熱融着面に、表面に樹脂溜りを
形成した発熱体を挟んで圧着しながら前記発熱体に電圧
を印加して発熱させることにより、発熱体の周囲の樹脂
を溶融し、この溶融した樹脂を前記樹脂溜り内に流入さ
せ、その後冷却を行うことにより、融着時間を短縮し、
且つ融着強度を高めるようにした熱可塑性合成樹脂材で
成形された成形品を熱融着する方法。
【０００８】２．表面に樹脂溜りを形成して成る熱可塑
性樹脂で成形された成形品を熱融着する際に用いられる
発熱体。 ３．線材を２本以上撚り合わせて成る前記２記載の発熱
体。 ４．線材をスパイラル状に加工して成る前記２記載の発
熱体。 ５．線材の表面をブラスト処理して成る前記２記載の発
熱体。 ６．線材の断面を多角形に形成して成る前記２〜５に記
載された発明の何れか一つに該当する発熱体。 ７．線材を偏平に形成し、これに貫通孔を設けると共
に、線材をスパイラル状に加工して成る発熱体。
【０００９】
【作用】樹脂の融着面に発熱体を挟み込み、給電装置か
らこの発熱体の両端に電圧を印加すると、発熱体はその
電気抵抗により発熱して、周囲の樹脂を溶融する。溶融
した樹脂は、互いに融和し、又その一部は発熱体の樹脂
溜り内に流入する。十分に溶融したところで電圧の印加
を止め、自然又は強制的に冷却すると、溶融した部分の
樹脂が硬化する。この状態が融着であって、硬化した樹
脂、特に発熱体の樹脂溜り内に入り込んで硬化した樹脂
は、二つの成形品を発熱体を媒体として締結し、融着強
度を高める。
【００１０】
【発明の実施の形態】熱融着するための熱可塑性樹脂と
しては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ
塩化ビニル等を挙げることができる。そして、これらの
熱可塑性樹脂で成形された製品、例えば電池ケースにあ
っては、例えばケース本体側の融着面に溝を形成し、こ
の溝内に発熱体を組み込んで発熱体の両端をケース外に
延長しておく。これに、カバーを被せてその下縁（融着
面）を前記ケース本体側の融着面に合わせると共に、発
熱体を両融着面間に挟み込み、ケース本体とカバーを押
圧する。その上で、前記発熱体の両端に電圧を印加して
発熱体を発熱させると、周囲の樹脂が溶融する。この
時、溶融した樹脂は、発熱体の樹脂溜り内に流入してこ
の樹脂溜りを埋める。この状態の後、電圧の印加を止
め、自然又は強制的に溶融部分を冷却すると、溶融した
樹脂は硬化する。この結果、ケース本体とカバーの融
着、つまり結合が行われる。
【００１１】発熱体としては、例えばニッケル−クロム
合金、鉄−クロム合金、鉄−ニッケル合金等を用いるこ
とができる。そして、これらの発熱体は、線材を撚り合
わせることにより、この撚り面の隙間に樹脂溜りを形成
する。線材は、２本、又は３本撚り、又はそれ以上でも
よいが、実用的には２〜３本である。その他樹脂溜りを
発熱体に形成する手段としては、線材を螺旋状（コイル
状）に捲いたもの、線材の断面を多角形に形成して、こ
のエッジ効果を利用するもの、或いは線材を偏平に形成
してこれに孔を開けてこの孔内に溶融した樹脂が流れ込
むようにしてもよい。或いは線材の表面をブラスト処理
して微細な凹部を形成し、この凹部内に樹脂が流れ込む
ようにしてもよい。このように、本発明の発熱体は、表
面が平滑な面ではなく、樹脂溜りが形成されているた
め、この樹脂溜りに流れ込んで硬化した樹脂が、発熱体
を媒体として二つの成形品を融着（連結）し、この強度
を高めることになる。又、樹脂溜りは、発熱体の表面積
を拡大するため、伝熱効果が増し、この分樹脂の溶融時
間を短縮する。
【００１２】
【実施例】図１において、符号の１は、発熱体としての
ニッケル−クロム合金線材（以下「ニクロム線」とい
う）を２本撚り合わせた発熱体、図２は１本のニクロム
線２をコイル状に加工した発熱体１である。なお、この
ようにコイル状に加工する場合、１本のニクロム線では
なく、図１で示した２本撚りのものを図２に示すコイル
状に加工したものでもよい。
【００１３】図３は断面四角形のニクロム線２をジグザ
グに加工した発熱体、図４は偏平に加工したニクロム線
２をコイル状に加工した発熱体、図５は偏平に加工した
発熱体１に微小な貫通孔４を設けてスパイラル状に加工
した例である。
【００１４】図６はニクロム線２の表面を公知のブラス
ト法で加工して表面に微小な凹部を形成した実施例であ
る。以上、図１〜図６に示した発熱体１には、撚り合わ
せ、コイル状、多角形、ジグザグ、孔、ブラスト加工、
凹部等により、表面に樹脂溜り３が形成されている。
【００１５】図７は、電池ケースにおいて、ケース本体
５とこのカバー６の熱融着に上記発熱体１を用いる例で
あって、ケース本体５側の上縁には嵌合凹部７と溝８が
形成してあり、カバー６の下縁には嵌合下縁９が形成し
てある。発熱体１は、図８、図９に示すように、嵌合凹
部７の溝８内に組み込み、図７に示すようにその両端１
ａ、１ｂを外に引き出しておく。これに給電装置を接続
し、電圧を印加して発熱体１を発熱させて周囲の樹脂を
溶融する。この状態を示したのが図１０である。この溶
融時に、ケース本体５とカバー６に力をかけると、溶融
した樹脂が発熱体１の撚り合わせにより出来た隙間、つ
まり樹脂溜り３内に流入し、また、ケース本体５とカバ
ー６側の溶融樹脂同士が融合する。この融合域は図１０
において外の点線で囲まれた部分である。そして、給電
を止めて冷却すると、溶融樹脂が硬化してケース本体５
とカバー６は融着し、結合する。
【００１６】
【表１】は、従来の断面円形のニクロム線から成る発熱
体を用いて熱融着した例と、本発明の撚り合わせ発熱体
１及びコイル状発熱体１を用いて熱融着したときの強度
を比較したものである。
【００１７】この実験において、使用したテストピース
を図１２に示す。このテストピース１２、１２ａは、Ａ
ＢＳ樹脂で製作した。融着面１３、１３ａの直径は１０
ｍｍである。テストは、この融着面１３、１３ａの中央
に発熱体１を挟んで圧接しながらテストピース１２、１
２ａを融着させたものを用いた。引っ張り強度試験機は
東洋精機株式会社製のＶ１０−Ｃを使用し、引っ張り速
度は５ｍｍ／ｍｉｎ、発熱体１としてのニクロム線の直
径は０．４５ｍｍの単線（従来例）と２本撚り（本発
明）及び０．４５ｍｍから成る１本のニクロム線をコイ
ル状に加工したものである。
【表１】中発熱体Ａは断面円形（従来例）のニクロム線
単線、Ｂはニクロム線２本の撚り線、Ｃは１本のニクロ
ム線をコイル状に加工した発熱体である。
【００１８】
【表１】
【００１９】試験結果から分かるように、ニクロム線単
線（従来例）の場合、高い強度を得られる場合がある
が、バラツキ（Ｒ）は７ｋｇｆ（同融着条件の場合）あ
り、精度の高い融着強度を望めない。一方、ニクロム線
を撚った発熱体Ｂは、溶融した樹脂が発熱体Ｂに浸透
し、発熱体Ｂが連結体となると共に、融着面積が広がる
ことにより、バラツキは３．０ｋｇｆであり、安定した
融着強度が得られた。発熱体Ｃは、コイル状に形成され
ている為、発熱により相互の当接面に食い込み状態が見
られ、バラツキは２．０ｋｇｆであり、安定した融着強
度を得られた。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上のように、表面に溶融樹脂
が入り込むための樹脂溜りを有する発熱体を用いて熱融
着するようにしたため、樹脂溜り内に入り込んで硬化し
た樹脂が二つの成形品を締結する。これにより、融着強
度が従来の断面円形の発熱体を用いた場合に比較してア
ップし、然も、この強度にバラツキが少ないため、品質
が安定化する効果がある。又、樹脂溜りは、発熱体の表
面積を増すため、この分伝熱面積が拡大し、これにより
伝熱（溶融）時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撚りた発熱体の説明図。
【図２】コイル状の発熱体の説明図。
【図３】断面四角形のニクロム線をジグザグに形成した
発熱体の説明図。
【図４】偏平な発熱体をコイル状に加工した説明図。
【図５】発熱体に孔を設けた例の説明図。
【図６】発熱体をブラスト処理した例の説明図。
【図７】電池ケースにおいて、ケース本体とカバーとを
熱融着する際に、図１に示した発熱体を用いる状態の説
明図。
【図８】Ａ−Ａ′線断面図。
【図９】発熱体を発熱させて熱融着する直前の説明図。
【図１０】熱融着した状態の説明図。
【図１１】テストピースの説明図。
【図１２】従来の発熱体を用いた場合の融着状態の説明
図。
【符号の説明】
１ 発熱体 ２ ニクロム線 ３ 樹脂溜り ４ 孔 ５ ケース本体 ６ カバー ７ 嵌合凹部 ８ 溝 ９ 嵌合下縁 １０ 発熱体ドラム １１ ガイド

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性合成樹脂で成形された成形品を
    熱融着する際に、この熱融着面に、表面に樹脂溜りを形
    成した発熱体を挟んで圧着しながら前記発熱体に電圧を
    印加して発熱させることにより、発熱体の周囲の樹脂を
    溶融し、この溶融した樹脂を前記樹脂溜り内に流入さ
    せ、その後冷却を行うことにより、融着時間を短縮し、
    且つ融着強度を高めるようにした熱可塑性合成樹脂材で
    成形された成形品を熱融着する方法。
  2. 【請求項２】 表面に樹脂溜りを形成して成る熱可塑性
    樹脂で成形された成形品を熱融着する際に用いられる発
    熱体。
  3. 【請求項３】 線材を２本以上撚り合わせて成る請求項
    ２記載の発熱体。
  4. 【請求項４】 線材をスパイラル状に加工して成る請求
    項２記載の発熱体。
  5. 【請求項５】 線材の表面をブラスト処理して成る請求
    項２記載の発熱体。
  6. 【請求項６】 線材の断面を多角形に形成して成る請求
    項２〜５に記載された発明の何れか一つに該当する発熱
    体。
  7. 【請求項７】 線材を偏平に形成し、これに貫通孔を設
    けると共に、線材をスパイラル状に加工して成る発熱
    体。
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