(57)【要約】【課題】複数の合成樹脂部品を適正に密着した状態で接合できて接合不良を回避できる合成樹脂部品の接合方法の提供を図る。【解決手段】複数の合成樹脂部品１，６，１０を重ね合わせた部分のボス３の突出部周りと、各積層間におけるボス挿通孔８，１１周り、およびボス３の突設部周りを真空引きして、ボス３の周辺で各合成樹脂部品１，６，１０を吸引密着させた状態で、ボス３の端部を溶着かしめ加工する。この結果、合成樹脂部品１，６，１０の積層間に隙間が発生することがなく、適正に密着した状態での溶着かしめ接合が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボスを突設した合成樹脂部品と、ボス挿通孔を形成した合成樹脂部品とを、ボスにボス挿通孔を挿通してこの順に積層する工程と、
前記ボスの端部の突出部周りと、前記複数の合成樹脂部品の積層間の前記ボス挿通孔周り、および前記ボスの突設部周りを真空引きする工程と、
前記真空引きした状態で、超音波溶着機により前記ボスの突出端部を溶着かしめ加工する工程と、を含むことを特徴とする合成樹脂部品の接合方法。
【請求項２】
前記複数の合成樹脂部品の重合部分の積層間を、対向する少なくとも一方の合成樹脂部品に突設した環状突起により、前記ボスおよびボス挿通孔を中心としてそれぞれ隔成することを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂部品の接合方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の合成樹脂部品の接合方法に用いられる超音波溶着機であって、
前記ボスの突出端部を溶着かしめ加工するホーンの周囲に、内部がバキューム源に連通する筒状のバキュームガイドを備え、
前記バキュームガイドは、前記ホーンの外周にシール部材を介して相互に軸方向に摺動可能に配設して、前記積層した複数の合成樹脂部品を、ガイド先端で密封状に押圧可能としたことを特徴とする超音波溶着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の合成樹脂部品の相互を重合して、該重合部分を超音波溶着機により接合する合成樹脂部品の接合方法、およびこの接合方法に用いられる超音波溶着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３，図４に従来の合成樹脂部品の接合方法の一例を示す。
【０００３】
この接合方法では、３つの合成樹脂部品３１，３５，３８を接合する場合を示しており、これらの合成樹脂部品３１，３５，３８を受け治具２０上に重ね合わせて、最下層の合成樹脂部品３１に突設したボス３３の端部を、図外の超音波溶着機により溶着かしめ加工するボス溶着工法を用いている。
【０００４】
合成樹脂部品３１は、表皮３２を備えていて、裏面に突設したボス３３の基部には、スペーサ用の当てリブ３４を十文字状に一体成形してある。
【０００５】
中間層の合成樹脂部品３５も表皮３６を備えており、該合成樹脂部品３５と最上層の合成樹脂部品３８の前記当てリブ３４に対応した座部３５ａ，３８ａには、ボス挿通孔３７，３９をそれぞれ形成してある。
【０００６】
合成樹脂部品３１，３５，３８は、表面側を下に向けて受け治具２０上にこの順に積み上げ、合成樹脂部品３１のボス３３に、合成樹脂部品３５，３８のボス挿通孔３７，３９を挿通して位置決めする。
【０００７】
そして、図４に示すようにボス３３が最上層の合成樹脂部品３８のボス挿通孔３９から突出した固定部周辺を、図外の押え治具等を用いて矢印Ｆに示すように押え込んだ状態で、ボス３３の突出端部を図外の超音波溶着機により図１の鎖線に示すように溶着かしめ加工して接合するようにしている。
【０００８】
この類似技術は、例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平５−２９３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３２４３６２号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０８２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の従来の接合方法では、合わせ精度を出すためのボス３３の外径や当てリブ３４の高さ、および当てリブ３４に対応した座部３５ａ，３８ａの面精度が高く出されていても、各部品３１，３５，３８の全体形状のバラツキや規制される側の部品３５，３８の面仕様、即ち、表皮の有無，表皮仕様，表皮の面形状および再現性、等により受け治具２０に対するセットバラツキが不可避的に生じる。
【００１１】
このセットバラツキを上述のように、最上層の合成樹脂部品３８の上から押え治具等により押え込むことで矯正するが、押え込み位置が座部３８ａ，３５ａそのものでないため、図３に示すような適正な押え込み状態にセットされないまま溶着かしめ加工が行われてしまうことがある。
【００１２】
このため、各合成樹脂部品３１，３５，３８の合わせ部分に隙間が発生する等の接合不良を発生し易い問題が指摘されている。
【００１３】
そこで、本発明は複数の合成樹脂部品の接合部分間に隙間等が発生することがなく、適正に密着した状態で接合できて接合不良を回避することができる合成樹脂部品の接合方法および超音波溶着機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の合成樹脂部品の接合方法は、ボスを突設した合成樹脂部品と、ボス挿通孔を形成した合成樹脂部品とを、ボスにボス挿通孔を挿通してこの順に積層する工程と、
【００１５】
前記ボスの端部の突出部周りと、前記複数の合成樹脂部品の積層間の前記ボス挿通孔周り、および前記ボスの突設部周りを真空引きする工程と、
【００１６】
前記真空引きした状態で、超音波溶着機により前記ボスの突出端部を溶着かしめ加工する工程と、を含むことを主要な特徴としている。
【００１７】
また、この接合方法に直接使用される超音波溶着機は、前記ボスの突出端部を溶着かしめ加工するホーンの周囲に、内部がバキューム源に連通する筒状のバキュームガイドを備えている。
【００１８】
このバキュームガイドは、前記ホーンの外周にシール部材を介して相互に軸方向に摺動可能に配設して、前記積層した複数の合成樹脂部品を、ガイド先端で密封状に押圧可能としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の接合方法によれば、ボス端部の突出部周りと、合成樹脂部品の積層間におけるボス挿通孔周り、およびボス突設部周りを真空引きするため、ボスの周辺で各合成樹脂部品同士が吸引密着する。
【００２０】
これにより、各合成樹脂部品の成形誤差や表皮の有無等による積層セットバラツキに影響を受けることがなく、ボス周りで各合成樹脂部品を適正に密着させた状態でボスの突出端部を溶着かしめ加工することができる。
【００２１】
この結果、ボス周りで合成樹脂部品の積層間に隙間（浮き上がり）が発生するようなことがなく、適正に密着した状態での接合を行えて接合不良を回避することができる。
【００２２】
また、本発明の超音波溶着機を用いることにより、ホーンによるボス端部の溶着かしめ加工時における上述の真空引きを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の接合方法を（ａ）〜（ｅ）にて工程順に示す断面説明図。
【図２】積層最下層の合成樹脂部品のボス突設部周りを示す平面説明図。
【図３】従来の接合方法を示す断面説明図。
【図４】図３に示した合成樹脂部品の積層状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００２５】
図１は、本発明の接合方法を（ａ）〜（ｅ）にて工程順に示している。
【００２６】
図示する例では、図３，図４に示した従来の接合方法と同様に、３つの合成樹脂部品１，６，１０を受け治具２０上にこの順に重ね合わせて、最下層の合成樹脂部品１に突設したボス３の突出端部を、超音波溶着機１２により溶着かしめ加工するボス溶着工法を用いている。
【００２７】
従って、合成樹脂部品１，６，１０は前記従来の接合方法における合成樹脂部品３１，３５，３８に対応している。
【００２８】
最下層の合成樹脂部品１は、表皮２を備えていて、図２に示すように裏面に突設したボス３の周囲に環状突起４を同心的に一体に突設してあると共に、ボス３の基部から環状突起４に亘って補強リブ５を十文字状に一体成形してある。
【００２９】
環状突起４は、補強リブ５よりもやや突出高さを大きくして、中間層の合成樹脂部品６の座部６ａとの当接高さを規制するスペーサを兼ねた当てリブとして機能すると共に、それらの積層間をボス３を中心として隔成する。
【００３０】
中間層の合成樹脂部品６も表皮７を備えており、この中間層の合成樹脂部品６と最上層の合成樹脂部品１０の前記環状突起４に対応した各座部６ａ，１０ａの中央部分には、それぞれボス挿通孔８，１１を形成してある。
【００３１】
また、この中間層の合成樹脂部品６の裏面には、最上層の合成樹脂部品１０との積層間をボス挿通孔８を中心として隔成する突出高さの小さな環状突起９を一体成形してある。
【００３２】
超音波溶着機１２は、ホーン１３としてボス溶着用ホーンを用いており、その先端には上述のボス３の端部を受容してこれを溶着かしめ加工するための凹部１４を備えている。
【００３３】
図１では超音波溶着機１２は、便宜的にホーン１３の部分のみを示している。
【００３４】
ホーン１３は、その周囲に円筒状のバキュームガイド１５を備えている。
【００３５】
バキュームガイド１５は、パイプ１６を介して図外のバキューム源であるバキュームポンプに連通しており、パイプ１６よりも上側の部分でホーン１３の大径の基部１３ａの外周にリング状のシール部材１７を介して相互に軸方向に摺動可能となっている。
【００３６】
超音波溶着機１２およびバキュームガイド１５は、何れも図外のシリンダ機構やモータ等の駆動手段により上下動される。
【００３７】
バキュームガイド１５の下端、即ち、先端には、該バキュームガイド１５の下動時に最上層の合成樹脂部品１０の座部１０ａ面に密接するゴム等の弾性材からなる環状のシールリップ１８を設けてある。これにより、バキュームガイド１５を下動することによって、シールリップ１８により座部１０ａのボス挿通孔１１から突出したボス３の突出部周りを密封状に押圧可能としている。
【００３８】
次に、上述の合成樹脂部品１，６，１０の接合手順を図１を参照して説明する。
【００３９】
先ず、図１（ａ）に示すように受け治具２０の型面上に合成樹脂部品１を、表皮２を下側に向けて載置すると共に、合成樹脂部品６，１０も同様に表面側を下向きにして、それらの座部６ａ，１０ａを、合成樹脂部品１のボス３に各ボス挿通孔８，１１を挿通して環状突起４上に積層する。
【００４０】
このようなセット状態では、合成樹脂部品１，６，１０の成形誤差や全体形状のバラツキ，変形および表皮２，７の沈み込み等によって、受け治具２０に対するセットバラツキが不可避的に生じている。
【００４１】
次に、図１（ｂ）に示すように図外の駆動手段によりバキュームガイド１５を矢印ａ方向に下動することにより、該バキュームガイド１５の下端がシールリップ１８と共に最上層の合成樹脂部品１０の座部１０ａ面に当接して、合成樹脂部品１０，６，１の重ね合わせ部分を受け治具２０に押圧する。
【００４２】
これにより、合成樹脂部品１，６，１０の受け治具２０に対するセットバラツキが矯正される。
【００４３】
また、このバキュームガイド１５の押圧作用で、最下層の合成樹脂部品１の環状突起４により中間層の合成樹脂部品６との積層間がボス３の基部周りで隔成され、該合成樹脂部品６の環状突起９により最上層の合成樹脂部品１０との積層間がボス挿通孔８周りで隔成される。
【００４４】
また、バキュームガイド１５のシールリップ１８が最上層の合成樹脂部品１０の座部１０ａ面に密接することで、該合成樹脂部品１０のボス挿通孔１１から突出したボス３の突出端部周りが隔成される。
【００４５】
これら合成樹脂部品１，６，１０の積層間で環状突起４，９により隔成された部分は、上述のボス挿通孔８および１１を通してバキュームガイド１５の内部に連通している。
【００４６】
そこで、図１（ｃ）に示すように図外のバキューム源によりバキュームガイド１５内を真空引きすると、環状突起４，９により隔成された積層空間もボス挿通孔８，１１を通して真空引きされる。
【００４７】
図１（ｃ）における矢印ｂは、バキュームガイド１５内、および環状突起４，９により隔成された積層空間の空気の吸引流れを示している。
【００４８】
このように、ボス３の端部の突出部周りと、部品積層間のボス挿通孔１１，８周り、およびボス３の突設部周りを真空引きすることにより、合成樹脂部品１，６，１０の相互が吸引，密着して、セットバラツキの矯正が徹底される。
【００４９】
そして、この真空引きした状態で図１（ｄ）に示すように超音波溶着機１２を矢印ｃ方向に下動し、ホーン１３の先端の凹部１４をボス３の突出端部に係合して、所要の押圧力と超音波振動とを付加する。
【００５０】
これにより、ボス３の突出端部がホーン１３の先端の凹部１４内で溶融し、図１（ｅ）に示すように凹部１４の内面形状に対応した半球状のかしめ部３Ａとして加工されて、合成樹脂部品１，６，１０のボス溶着による接合が行われるから、超音波溶着機１２およびバキュームガイド１５を矢印ｄ方向に上動して、一連の接合処理を終了する。
【００５１】
以上のように本実施形態の合成樹脂部品の接合方法によれば、ボス３端部の突出部周りと、合成樹脂部品１，６，１０の積層間におけるボス挿通孔８，１１周り、およびボス３の突設部周りを真空引きするため、ボス３の周辺で合成樹脂部品１，６，１０同士が吸引密着する。
【００５２】
これにより、各合成樹脂部品１，６，１０の成形誤差や表皮２，７の有無等による積層セットバラツキに影響を受けることがなく、ボス３周りで各合成樹脂部品１，６，１０を適正に密着させた状態でボス３の突出端部を溶着かしめ加工することができる。
【００５３】
この結果、ボス３周りで合成樹脂部品１，６，１０間に隙間（浮き上がり）が発生するようなことがなく、適正に密着した状態での接合を行えて接合不良を回避することができる。
【００５４】
また、本実施形態では合成樹脂部品１，６，１０の重合部分の積層間を、少なくとも一方の合成樹脂部品１，６に突設した環状突起４，９により、ボス３およびボス挿通孔８，１１を中心としてそれぞれ隔成している。このため、上述の真空引きする領域を極力小範囲にとどめて、合成樹脂部品１，６，１０相互の吸引密着によるセットバラツキの矯正処理を速やかに行うことができる。
【００５５】
一方、このような接合方法に用いられる超音波溶着機１２は、ホーン１３の周囲に筒状のバキュームガイド１５を備えて、このバキュームガイド１５で上述の真空引きを行えるようにしてあり、しかも、該バキュームガイド１５の下端で合成樹脂部品１，６，１０をボス３の突出部周りで密封状に押圧可能としている。
【００５６】
このため、バキュームガイド１５の押圧によるボス３周りでの合成樹脂部品１，６，１０のセットバラツキを矯正した上で、これらを押え込んだ状態で上述の真空引きと、ボス３の突出端部の溶着かしめ加工とを行えて、接合作業を安定して正確に行うことができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…合成樹脂部品
３…ボス
４…環状突起
６…合成樹脂部品
８…ボス挿通孔
９…環状突起
１０…合成樹脂部品
１１…ボス挿通孔
１２…超音波溶着機
１３…ホーン
１５…バキュームガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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