(57)【要約】  下ハーフ（１０２）と上ハーフ（１０３）は熱可塑性を有するプラスチック部品である。長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部が形成された溶着ヘッド（１）を接合部（１０５）における下ボス（１０７）と上ボス（１１０）を跨ぐように挿入させる。溶着ヘッド（１）によって接合部（１０５）のプラスチックを溶融させる。溶融プラスチックを固化させて下ハーフ（１０２）と上ハーフ（１０３）を互いに溶着して一体化する。
2007088800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を一体化してプラスチック部品組立体（１００）とするプラスチック部品組立体（１００）の製造方法において、
長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部（２，１２，２２）が形成された超音波または熱溶着用の溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）を前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）を跨ぐように挿入させ、
前記溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）によって前記接合部（１０５）のプラスチックを溶融させ、
溶融した前記プラスチックを固化させることにより前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を互いに溶着して一体化する
ことを特徴とするプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項２】
前記溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）として、前記凸部（２，１２，２２）に加え、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凹部（３，１３，２３）が形成された溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）を用いることを特徴とする請求項１記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項３】
前記第１のプラスチック部品（１０２）は第１の内径（ａ）を有する孔（１０８）が底部（１０６）に形成された第１のボス（１０７）を有し、
前記第２のプラスチック部品（１０３）は前記第１の内径（ａ）以下の第２の内径（ｂ）を有する第２のボス（１１０）を有し、
前記接合部（１０５）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）と前記第２のボス（１１０）とが当接した部分（１０６ａ，１１０ａ）を含み、
前記溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）として、前記複数の凸部（２，１２，２２）に外接する外接円の直径（Ｒａ）が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第１の内径（ａ）よりも大きい溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）を用いることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項４】
前記溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）として、前記複数の凹部（３，１３，２３）それぞれの最奥部（Ｑ）に接する円の直径（Ｒｂ）が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第２の内径（ｂ）よりも小さい溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）を用いることを特徴とする請求項２記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項５】
前記溶着ヘッド（１１，２１）として、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部（１２，２２）に前記溶着ヘッド（１１，２１）の先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２２ｂ）を形成した溶着ヘッド（１１,２１）を用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項６】
前記溶着ヘッド（２１）として、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部（２２）の頂面（２１Ｂａ）の側端部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）が前記溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜している溶着ヘッド（２１）を用いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項７】
前記溶着ヘッド（２１）として、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）が前記溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっている溶着ヘッド（２１）を用いることを特徴とする請求項２または４に記載のプラスチック部品組立体の製造方法。
【請求項８】
熱可塑性を有する第１のプラスチック部品（１０２）と、
熱可塑性を有する、前記第１のプラスチック部品（１０２）と一体化された第２のプラスチック部品（１０３）と、
を備えるプラスチック部品組立体（１００）であって、
前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）は前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）で接合されており、
前記接合部（１０５）には前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１３０）を跨ぐ空隙部（８０ａ，８０ｂ）が形成され、
前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が溶融した溶融プラスチック（１４０）が固化した固化プラスチック（１５０）が前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を跨ぐように前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）と一体となって前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）に臨んでいることを特徴とするプラスチック部品組立体（１００）。
【請求項９】
前記第１のプラスチック部品（１０２）は第１の内径（ａ）を有する孔（１０８）が底部（１０６）に形成された第１のボス（１０７）を有し、
前記第２のプラスチック部品（１０３）は前記第１の内径（ａ）以下の第２の内径（ｂ）を有する第２のボス（１１０）を有し、
前記接合部（１０５）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）と前記第２のボス（１１０）とが当接した部分（１０６ａ，１１０ａ）を含み、
前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）から前記第２のボス（１１０）に渡って延在しており、
前記固化プラスチック（１５０）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）から前記第２のボス（１１０）に渡って延在していることを特徴とする請求項８記載のプラスチック部品組立体（１００）。
【請求項１０】
前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）は周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することを特徴とする請求項８または９に記載のプラスチック部品組立体（１００）。
【請求項１１】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波または熱により溶着するために用いるプラスチック部品溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）において、
円柱状の根元部（１Ａ，１１Ａ，２１Ａ）と、
前記根元部（１Ａ，１１Ａ，２１Ａ）と一体的に連続した先端部（１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂ）と
を備え、
前記先端部（１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂ）は、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部（２，１２，２２）及び複数の凹部（３，１３，２３）を有することを特徴とするプラスチック部品溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）。
【請求項１２】
前記複数の凸部（１２，２２）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部に前記プラスチック部品溶着ヘッド（１１，２１）の先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２２ｂ）を有することを特徴とする請求項１１記載のプラスチック部品溶着ヘッド（１１，２１）。
【請求項１３】
前記テーパ部（２２ｂ）は、
前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）と、
前記第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）よりも前記根元部（２１Ａ）側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部（２２ｂ）と
を有することを特徴とする請求項１２記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１４】
前記複数の凸部（２２）の頂面（２１Ｂａ）の側端部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜していることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１５】
前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっていることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１６】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波により溶着するためのプラスチック部品溶着機（５００）において、
電気的な発振信号（Ｓｅｏ）を発生する発振機（５０１）と、
前記発振信号（Ｓｅｏ）に基づいて機械的な超音波振動（Ｓｓ）を発生する超音波振動発生部（５０５）と、
前記超音波振動発生部（５０５）と一体的に設けられるかまたは別部品として前記超音波振動発生部（５０５）に装着され、前記超音波振動（Ｓｓ）により前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波溶着する溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）と
を備え、
前記溶着ヘッド（１，１’，１１，２１）は、
円柱状の根元部（１Ａ，１１Ａ，２１Ａ）と、
前記根元部（１Ａ，１１Ａ，２１Ａ）と一体的に連続した先端部（１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂ）と
を備え、
前記先端部（１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂ）は、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部（２,１２，２２）及び複数の凹部（３，１３，２３）を有することを特徴とするプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項１７】
前記複数の凸部（１２，２２）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部に前記溶着ヘッド（１１，２１）の先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２２ｂ）を有することを特徴とする請求項１６記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項１８】
前記テーパ部（２２ｂ）は、
前記溶着ヘッド（２１）の先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）と、
前記第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）よりも前記根元部（２１Ａ）側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部（２２ｂ）と
を有することを特徴とする請求項１７記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項１９】
前記複数の凸部（２２ｂ）の頂面（２１Ｂａ）の側端部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜していることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項２０】
前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっていることを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性を有する一対のプラスチック部品を接合してプラスチック部品組立体とするためのプラスチック部品組立体の製造方法、熱可塑性を有する一対のプラスチック部品を接合したプラスチック部品組立体、超音波または熱によって一対のプラスチック部品を接合するためのプラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオテープやオーディオテープ等のテープ状の記録媒体は、通常、プラスチック部品よりなるケース内に収納されており、光ディスクや光磁気ディスク等のディスク状の記録媒体もプラスチック部品のケース内に収納されているものがある。テープ状の記録媒体をケース内に収納したものをカセット、ディスク状の記録媒体をケース内に収納したものをカートリッジと称している。以下、被収納物を収納するためのプラスチック部品を収納容器と称することとする。【０００３】
このような収納容器は一般的に一対のプラスチック部品（一対の収納容器半体）よりなり、一対のプラスチック部品間に被収納物を収納した状態でタップねじによるねじ締めによってその一対のプラスチック部品同士を接合することが多い。一対のプラスチック部品を接合して組み立てたものをプラスチック部品組立体と称することとする。また、一対のプラスチック部品の一方を上ケース、他方を下ケースと一般的に称している。通常、下ケースにはタップねじを挿通させるための孔が予め形成されており、上ケースにはタップねじをねじ込むための孔が予め形成されている。これとは逆に、上ケースにタップねじを挿通させるための孔が形成され、下ケースにタップねじをねじ込むための孔が形成される場合もある。これらの予め形成された孔は下孔と称されることがある。【０００４】
このようなねじ締めによる一対のプラスチック部品同士の接合は、互いの接合強度が強いという利点を有するが、ねじ締め箇所が多くなればなるほどタップねじの費用がかさむという問題点を有する。また、ねじ締めの作業は大方自動化されてはいるものの、ねじ締めの作業時間は比較的長いためプラスチック部品組立体の生産性の向上が難しいという問題点を有する。さらに、ねじ締めの作業精度、即ち、ねじ締めの程度がばらつくと複数のねじ締め箇所で均一な接合強度とならず、プラスチック部品組立体の品質に問題が生じる可能性があるという問題点を有する。【０００５】
これらの問題点を解決することができる一対のプラスチック部品の接合方法として、例えば、実開平６（１９９４）−５８４８０号公報に記載されているような超音波溶着がある。超音波溶着を用いた一対のプラスチック部品の接合方法によれば、タップねじが不要となるのでコストを低減することができ、プラスチック部品同士の接合の作業時間を短くすることができるので生産性を向上させることができる。また、ねじ締めが不要であるのでプラスチック部品組立体の品質を向上させることができる。【０００６】
しかしながら、超音波溶着による接合は上記の効果を期待することができるものの、一対のプラスチック部品同士の接合強度はさほど強くない。即ち、従来の超音波溶着による接合方法では、ねじ締めによる接合方法の代替として採用できる程度の接合強度を得ることは困難であった。被収納物を収納したプラスチック部品組立体は落下衝撃試験等の信頼性試験に合格できる接合強度を有することが必要である。従来の超音波溶着による接合方法では信頼性試験に合格できる接合強度が得られず、接合強度を大幅に向上させることができる超音波溶着（または熱溶着）による接合方法が求められた。
【発明の開示】
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着してプラスチック部品組立体とする場合に、一対のプラスチック部品の接合強度を大幅に向上させることができるプラスチック部品組立体の製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着したプラスチック部品組立体であり、一対のプラスチック部品が大きな接合強度で接合されて接合強度の品質を大幅に向上させたプラスチック部品組立体を提供することである。本発明のさらに他の目的は、このようなプラスチック部品組立体の製造方法やプラスチック部品組立体を実現するのに好適なプラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機を提供することである。
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を一体化してプラスチック部品組立体とするプラスチック部品組立体の製造方法において、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部が形成された超音波または熱溶着用の溶着ヘッドを前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部を跨ぐように挿入させ、前記溶着ヘッドによって前記接合部のプラスチックを溶融させ、溶融した前記プラスチックを固化させることにより前記第１及び第２のプラスチック部品を互いに溶着して一体化することを特徴とするプラスチック部品組立体の製造方法を提供する。
【０００９】
ここで、前記溶着ヘッドとして、前記凸部に加え、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凹部が形成された溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１０】
また、前記第１のプラスチック部品は第１の内径を有する孔が底部に形成された第１のボスを有し、前記第２のプラスチック部品は前記第１の内径以下の第２の内径を有する第２のボスを有し、前記接合部は前記第１のボスの前記底部と前記第２のボスとが当接した部分を含み、前記溶着ヘッドとして、前記複数の凸部に外接する外接円の直径が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第１の内径よりも大きい溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記溶着ヘッドとして、前記複数の凹部それぞれの最奥部に接する円の直径が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第２の内径よりも小さい溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１２】
また、前記溶着ヘッドとして、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部に前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部を形成した溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記溶着ヘッドとして、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部の頂面の側端部が前記溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜している溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、前記溶着ヘッドとして、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凹部それぞれの最奥部が前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっている溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１のプラスチック製品と、熱可塑性を有する、前記第１のプラスチック製品と一体化された第２のプラスチック部品と、を備えるプラスチック部品組立体であって、前記第１及び第２のプラスチック部品は前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部で接合されており、前記接合部には前記第１及び第２のプラスチック部品を跨ぐ空隙部が形成され、前記第１及び第２のプラスチック部品が溶融した溶融プラスチックが固化した固化プラスチックが前記第１及び第２のプラスチック部品を跨ぐように前記第１及び第２のプラスチック部品と一体となって前記空隙部に臨んでいることを特徴とするプラスチック部品組立体を提供する。
【００１６】
ここで、前記第１のプラスチック部品は第１の内径を有する孔が底部に形成された第１のボスを有し、前記第２のプラスチック部品は前記第１の内径以下の第２の内径を有する第２のボスを有し、前記接合部は前記第１のボスの前記底部と前記第２のボスとが当接した部分を含み、前記空隙部は前記第１のボスの前記底部から前記第２のボスに渡って延在しており、前記固化プラスチックは前記第１のボスの前記底部から前記第２のボスに渡って延在していることが好ましい。
【００１７】
また、前記空隙部は周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することが好ましい。
【００１８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を超音波または熱により溶着するために用いるプラスチック部品溶着ヘッドにおいて、円柱状の根元部と、前記根元部と一体的に連続した先端部とを備え、前記先端部は、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することを特徴とするプラスチック部品溶着ヘッドを提供する。
【００１９】
ここで、前記複数の凸部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部に前記プラスチック部品溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部を有することが好ましい。
【００２０】
前記テーパ部は、前記プラスチック部品溶着ヘッドの先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部と、前記第１のテーパ部よりも前記根元部側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部とを有することが好ましい。
【００２１】
また、前記複数の凸部の頂面の側端部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜していることが好ましい。
【００２２】
さらに、前記複数の凹部それぞれの最奥部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっていることが好ましい。
【００２３】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を超音波により溶着するためのプラスチック部品溶着機において、電気的な発振信号を発生する発振機と、前記発振信号に基づいて機械的な超音波振動を発生する超音波振動発生部と、前記超音波振動発生部と一体的に設けられるかまたは別部品として前記超音波振動発生部に装着され、前記超音波振動により前記第１及び第２のプラスチック部品を超音波溶着する溶着ヘッドとを備え、前記溶着ヘッドは、円柱状の根元部と、前記根元部と一体的に連続した先端部とを備え、前記先端部は、長手方向に所定の長さの範囲で延在し周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することを特徴とするプラスチック部品溶着機を提供する。
【００２４】
ここで、前記複数の凸部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部に前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ部を有することが好ましい。
【００２５】
前記テーパ部は、前記溶着ヘッドの先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部と、前記第１のテーパ部よりも前記根元部側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部とを有することが好ましい。
【００２６】
また、前記複数の凸部の頂面の側端部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜していることが好ましい。
【００２７】
さらに、前記複数の凹部それぞれの最奥部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっていることが好ましい。
【００２８】
本発明のプラスチック部品組立体の製造方法によれば、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着してプラスチック部品組立体とする場合に、一対のプラスチック部品の接合強度を大幅に向上させることができる。
【００２９】
本発明のプラスチック部品組立体によれば、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着したプラスチック部品組立体であり、一対のプラスチック部品が大きな接合強度で接合されて接合強度の品質を大幅に向上させたプラスチック部品組立体とすることができる。
【００３０】
本発明のプラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機によれば、一対のプラスチック部品の接合強度を大幅に向上させることができ、一対のプラスチック部品が大きな接合強度で接合されて接合強度の品質を大幅に向上させたプラスチック部品組立体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明に係るカセットの外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係るカセットの部分断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの斜視図である。図３（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例の変形例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの平面図である。
【図５】図５は、本発明に係るプラスチック部品溶着機の構成図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分縦断面図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分横断面図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドによってカセットの上ハーフと下ハーフを溶着した後のカセットの接合部の部分横断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の第２実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの斜視図である。図９（Ｂ）は、本発明の第２実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの側面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの斜視図である。図１０（Ｂ）は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの平面図である。図１０（Ｃ）は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの側面図である。図１０（Ｄ）は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分縦断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分横断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドによってカセットの上ハーフと下ハーフを溶着した後のカセットの接合部の横断面図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る引き剥がし試験機の側面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る引き剥がし試験機の部分拡大側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のプラスチック部品組立体の製造方法及びプラスチック部品組立体、並びに、プラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機について、添付図面を参照して説明する。なお、以下説明する本実施例においては、プラスチック部品組立体としてビデオテープ用のカセットを例とするが、プラスチック部品組立体としてはカセットに限定されることはなく、本発明は熱可塑性を有する一対のプラスチック部品を接合する任意のプラスチック部品組立体に用いることが可能である。また、本発明のプラスチック部品組立体の製造方法には超音波溶着と熱溶着とのいずれも用いることができ、本発明のプラスチック部品溶着機は超音波溶着機または熱溶着機のいずれでもよい。本実施例では超音波溶着を中心に説明することとする。【００３３】
まず、図１，図２を用いて一般的なビデオテープ用のカセット１００の構造について説明する。【００３４】
図１に示すように、カセット１００は、熱可塑性を有するプラスチック部品である下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とが接合されてなるプラスチック部品組立体である。下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とは、ビデオテープ１３０や他の構成部品を収納する収納容器１０１となっている。ビデオテープ１３０の一部は収納容器１０１外に露出しており、収納容器１０１の前面部にはその露出した部分を覆って防塵する開閉蓋１３１が設けられている。【００３５】
図２は下ハーフ１０２を上側、上ハーフ１０３を下側にして図示したカセット１００の部分断面図である。収納容器１０１は、下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを互いに固定するための接合部１０５を備えている。接合部１０５は１つの収納容器１０１に対して複数箇所（例えば４〜５箇所）設けられており、これらの複数の接合部１０５は互いに略同一の形状を有している。【００３６】
接合部１０５の具体的構成について説明する。下ハーフ１０２には、開口部１１２から所定の深さで形成された有底孔１０４を有する略筒状の下ボス１０７が下ハーフ１０２と一体的に形成されている。有底孔１０４の底部１０６には、底部１０６を貫通する直径ａの貫通孔１０８が形成されている。接合部１０５は従来タップねじによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを固定するために設けられていたものである。従って、下ボス１０７はタップねじの頭部が挿通可能な内径を有し、貫通孔１０８はタップねじのねじ部が挿通可能な直径を有している。ここでは、直径ａを１．５ｍｍとした。【００３７】
一方、上ハーフ１０３には、直径ｂの有底孔１０９を有する略筒状の上ボス１１０が上ハーフ１０３と一体的に形成されている。この有底孔１０９は貫通孔であってもよい。上ボス１１０の外径は下ボス１０７の先端部の内径と略同じであり、上ボス１１０の先端部は下ボス１０７の先端部内に挿入可能である。下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを対向させて上ボス１１０の先端部を下ボス１０７の先端内部に挿入し、図２に示すように、上ボス１１０の先端面１１０ａが下ボス１０７の有底孔１０４の底部１０６の上ボス１１０側の面（下面）１０６ａに当接するよう両者を一体化すると、下ボス１０７の貫通孔１０８の中心と上ボス１１０の有底孔１０９の中心とが略一致し、下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを精度よく位置合わせすることができる。【００３８】
上記のように接合部１０５はタップねじによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを固定するために設けられていたものであるので、有底孔１０９はタップねじを上ボス１１０の内部にねじ込んで下ボス１０７と上ボス１１０とを固定できる径を有している。従って、下ボス１０７の貫通孔１０８の直径ａと上ボス１１０の有底孔１０９の直径ｂとの関係は、ａ≧ｂである。ここでは直径ｂを１．２ｍｍとした。【００３９】
後に詳述するように、本発明のプラスチック部品組立体の製造方法によれば、従来タップねじによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを固定するために設けられていた接合部１０５の下ボス１０７と上ボス１１０とを利用して、超音波溶着により下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを接合してプラスチック部品組立体とすることができる。従って、タップねじによって両者を固定するように形成された一対のプラスチック部品は新たな構成を追加することなく本発明の製造方法に置換することが可能である。勿論、タップねじ用の孔を有していないプラスチック部品であれば、同様の孔を形成することにより本発明の製造方法を容易に採用することができる。さらには、タップねじ用の孔と同様の孔を設けていないプラスチック部品に対しても本発明の製造方法は採用可能である。【００４０】
（第１実施例）
図３は本発明のプラスチック部品組立体の製造方法を実現するために用いるプラスチック部品溶着ヘッド（以下、溶着ヘッドと略記する）の第１実施例を示している。図３（Ａ）は第１実施例の溶着ヘッド１を示す斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に破線にて示す部分の断面図である。【００４１】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶着ヘッド１は外形が概ね円柱状であり、円柱状の根元部１Ａと後述する第１実施例特有の凹凸形状を有する先端部１Ｂとを有する。先端部１Ｂは根元部１Ａと一体的に連続している。先端部１Ｂは先端面１Ｂａから見て略十字形となっている。即ち、溶着ヘッド１の先端部１Ｂは、円柱の中心から径方向に突出する４つの凸部２と隣接する２つの凸部２間の４つの凹部３とを備える。凸部２及び凹部３は溶着ヘッド１の長手方向に先端面１Ｂａから所定の長さの範囲で延在している。隣接する２つの凸部２の中心線の交差する角度θは約９０°である。この凸部２及び凹部３が形成された先端部１Ｂを有する溶着ヘッド１は、略円柱状の金属材の先端部を所定長さの範囲で４箇所削って切り欠きを形成することにより作製することができる。【００４２】
図３（Ｂ）に示すように、４つの凸部２の中心点Ｏ（円柱の中心）から最も遠い位置である点Ｐと接する外接円の直径の値をＲａとし、凹部３における中心点Ｏから最も近い位置である点Ｑ（凹部３の最奥部）と接する内接円の直径の値をＲｂとすると、Ｒａ＞ａ及びＲｂ＜ｂの関係を満たすことが好ましい。ここでは、Ｒａを２．０ｍｍ、Ｒｂを０．４９ｍｍとした。【００４３】
後に詳述するように、上記の関係を満たすことにより、溶着ヘッド１を用いて下ボス１０７と上ボス１１０とを超音波溶着する際、溶融したプラスチックは溶着ヘッド１によって押し退けられ、この押し退けられた溶融プラスチックが溶着ヘッド１と上ボス１１０との隙間、及び、溶着ヘッド１と下ボス１０７との隙間に流入してこれらの隙間を埋める。従って、溶融プラスチックが不必要な部分に流出することを防止でき、この溶融プラスチックが固化することによって下ボス１０７と上ボス１１０との接合の補強材となる。これにより、接合部１０５における接合強度を実開平６（１９９４）−５８４８０号公報に記載のような従来技術と比較して格段に大きくすることができる。【００４４】
図４は溶着ヘッド１の変形例である溶着ヘッド１’を示しており、ここでは溶着ヘッド１’の先端面１Ｂａ’のみ示している。図３に示す溶着ヘッド１においては４つ凸部２を略十字形に配置した構成であるが、図４に示す溶着ヘッド１’は、５つ凸部２を周方向に略等間隔で配置した構成である。凸部２は２つ以上の複数個であればよく、３つ以上が好ましい。複数の凸部２を必ずしも周方向に均等な間隔で設ける必要はないが、周方向に均等な間隔で設ける方が好ましい。【００４５】
溶着ヘッド１，１’を構成する材料は特に限定されるものではないが、耐摩耗性に優れた材料を選定することが好ましい。このような材料として、アルミニウム合金（例えばジュラルミン），銅，ステンレス等を用いることができる。また、溶着ヘッド１，１’のプラスチック部品と接する部分（先端部１Ｂ）にハードクロームめっき等を施すことによって、耐摩耗性を向上させることができる。溶着ヘッド１，１’のプラスチック部品と接する部分の表面は極力平滑であることが好ましい。プラスチック部品と接する部分の表面が平滑であれば、超音波溶着後に溶着ヘッド１，１’をプラスチック部品から退避させる際の離型性が向上する。溶着ヘッド１，１’の先端面１Ｂａ，１Ｂａ’に略半球状または略錘状のチップを一体的にまたは別体で設けてもよい。このようにすれば。溶着ヘッド１，１’をボス１０７及び上ボス１１０の内部により円滑に挿入することが可能となる。【００４６】
ここで、図５を用いて、溶着ヘッド１を用いて下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを超音波溶着するプラスチック部品溶着機（以下、超音波溶着機と称する）について説明する。図５において、超音波溶着機５００は、超音波発振機５０１，コンバータ５０２，ブースタ５０３，ホーン５０４を備える。ホーン５０４には溶着ヘッド１が一体的に設けられているか、ホーン５０４とは別部品の溶着ヘッド１がホーン５０４に装着されている。収納容器１０１の複数の接合部１０５を一度に超音波溶着できるよう、ホーン５０４に接合部１０５の数に合わせた複数本の溶着ヘッド１を設けることが好ましい。【００４７】
超音波発振機５０１には交流電源から交流の電気信号Ｓepが供給され、超音波発振機５０１は例えば２０ｋＨｚの電気的な発振信号Ｓeoを発生する。この発振信号Ｓeoはコンバータ５０２に供給されて機械的な振動に変換される。コンバータ５０２とブースタ５０３とホーン５０４とは機械的に連結されており、コンバータ５０２で発生した振動はブースタ５０３によって増幅されてホーン５０４へと伝達される。これにより、溶着ヘッド１は超音波振動Ｓｓを発生する。この超音波振動Ｓｓによって下ボス１０７と上ボス１１０とが超音波溶着される。なお、コンバータ５０２とブースタ５０３とホーン５０４とは、電気的な発振信号Ｓeoに基づいて機械的な振動を発生して溶着ヘッド１に超音波振動Ｓｓを伝達させる超音波振動発生部５０５である。【００４８】
次に、図６〜図８を用いて溶着ヘッド１を用いた下ハーフ１０２と上ハーフ１０３との接合方法（プラスチック部品組立体の製造方法）について説明する。図６は溶着ヘッド１が下ボス１０７及び上ボス１１０の内部の所定位置まで挿入された状態を示している。なお、図６では理解を容易にするため、収納容器１０１を断面図の状態で示し、溶着ヘッド１を側面図の状態で示している。【００４９】
図２に示す状態で溶着ヘッド１を下ハーフ１０２の開口部１１２から下ボス１０７の有底孔１０４の内部に向けて挿入させ、溶着ヘッド１の先端面１ａを有底孔１０４の底部１０６の開口部１１２側の面（上面）１０６ｂに当接させる。すると、底部１０６における溶着ヘッド１と当接した部分は溶着ヘッド１の振動エネルギによって溶融する。図６は、溶着ヘッド１の先端面１ａが上ボス１１０の先端面１１０ａを超えて上ボス１１０の先端部まで到達した状態を示している。図６の状態に至ったら溶着ヘッド１の超音波振動を停止し、溶着ヘッド１を上方に引き上げて上ボス１１０及び下ボス１０７の内部から退避させる。【００５０】
図６では図示していないが、下ボス１０７の有底孔１０４の底部１０６から上ボス１１０の先端部のプラスチックは溶融し、下ボス１０７及び上ボス１１０と溶着ヘッド１の凹部３との間の空隙には溶融プラスチック１４０（図８参照）が形成されることになる。下ボス１０７のプラスチックが溶融した部分と上ボス１１０のプラスチックが溶融した部分とは両者が接触する部分で互いに混じり合う。この溶融プラスチック１４０は溶着ヘッド１の超音波振動の停止後に固化し、下ボス１０７及び上ボス１１０の内周面に固着する。この溶融プラスチック１４０の形成及び下ボス１０７及び上ボス１１０の内周面への固着については図７，図８を用いて詳述する。第１実施例では、超音波溶着条件として、溶着ヘッド１を挿入させる圧力を約４０ｐｓｉ、溶着時間を約０．６秒、超音波振動を停止した後の保持時間（溶融プラスチック１４０を固化させるための冷却時間に相当）を約０．３秒とした。【００５１】
図７，図８は図６に示す状態で下ボス１０７の開口部１１２側から接合部１０５を見たときの横断面図であり、図７は接合部１０５を溶着する前の状態、図８は接合部１０５を溶着した後の状態を示している。【００５２】
前述のように、ａ≧ｂ，Ｒａ＞ａ，Ｒｂ＜ｂの関係を有するので、図７に示すように、溶着ヘッド１が接合部１０５に挿入されると、溶着ヘッド１の凸部２は下ボス１０７及び上ボス１１０に食い込んだ状態となっている。プラスチックが溶融する前の状態においては、溶着ヘッド１の凹部３と下ボス１０７との間には空隙部８０ａが形成され、凹部３と上ボス１１０との間には空隙部８０ｂが形成されている。【００５３】
そして、溶着ヘッド１の超音波振動による振動エネルギによって下ボス１０７及び上ボス１１０が溶融すると、図８に示すように、下ボス１０７及び上ボス１１０双方から溶融した溶融プラスチック１４０は空隙部８０ａ，８０ｂに広がる。溶着ヘッド１の超音波振動を停止して溶着ヘッド１を接合部１０５から退避させると、溶融プラスチック１４０は下ボス１０７及び上ボス１１０の各内面と一体になった状態で各内面に固着し、固化プラスチック１５０となる。接合部１０５には断面が略十字状の空隙部１３５が形成されている。【００５４】
溶融プラスチック１４０は下ボス１０７と上ボス１１０とを跨ぐように延在しており、図８に示すように、溶融プラスチック１４０は固化すると下ボス１０７及び上ボス１１０の内側に突出する固化プラスチック１５０となる。この固化プラスチック１５０は下ボス１０７及び上ボス１１０の各内面から下ボス１０７及び上ボス１１０の中心方向に突出する凸部となっており、空隙部１３５に臨んでいる。図８に示す例では、固化プラスチック１５０は空隙部８０ａ，８０ｂの全体を埋めるように突出しているが、空隙部８０ａ，８０ｂの大きさやプラスチックの溶融量により全体を埋めないこともあり得る。【００５５】
以上の説明より分かるように、第１実施例の溶着方法（プラスチック部品組立体の製造方法）によれば、溶融プラスチック１４０は下ボス１０７から溶融した部分と上ボス１１０から溶融した部分とが結合して一体化したものであり、下ボス１０７と上ボス１１０とを跨ぐように延在した固化プラスチック１５０が形成されるので、固化プラスチック１５０は下ボス１０７と上ボス１１０との接合を補強する補強部として機能することとなる。従って、接合部１０５の接合強度が大幅に向上する。【００５６】
第１実施例によれば、超音波溶着による接合によって信頼性試験に合格できる程度の接合強度が得られるので、超音波溶着をタップねじの代替として用いることが可能となる。第１実施例による接合強度については他の実施例による接合強度を含めて後述することとする。第１実施例の溶着方法を用いることによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とが接合されたプラスチック部品組立体としてのカセット１００ａ（図１参照）を得ることができる。【００５７】
（第２実施例）
図９は本発明のプラスチック部品組立体の製造方法を実現するために用いる溶着ヘッドの第２実施例を示している。図９（Ａ）は第２実施例の溶着ヘッド１１を示す斜視図、図９（Ｂ）は溶着ヘッド１１の側面図である。第２実施例が奏する作用効果の説明については、第１実施例が奏する作用効果と同一なものは適宜省略する。また、第１実施例において説明した好ましい構成の例は第２実施例でも同様に適用できるので、その説明を適宜省略することとする。【００５８】
図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶着ヘッド１１は外形が概ね円柱状であり、円柱状の根元部１１Ａと後述する第２実施例特有の形状を有する先端部１１Ｂとを有する。先端部１１Ｂは根元部１１Ａと一体的に連続している。先端部１１Ｂは、図３に示す溶着ヘッド１の先端部１Ｂの凸部２が先端に向かって徐々に径が小さくなったような形状を有している。溶着ヘッド１１の先端部１１Ｂは、円柱の中心から径方向に突出する４つの凸部１２と隣接する２つの凸部１２間の４つの凹部１３とを備える。【００５９】
ここで、凸部１２は、根元部１１Ａと同じ径で根元部１１Ａと連続的に形成された第１の部分１２ａと、第１の部分１２ａから先端面１１Ｂａまで径が順次小さくなるテーパ状の第２の部分１２ｂとを有する。第２の部分１２ｂはテーパ部である。先端面１１Ｂａは、円柱状の中心点から最も近い凹部１３の位置（図３（Ｂ）の点Ｑに相当）と接する内接円の直径Ｒｂを有する。この凸部１２及び凹部１３を有する先端部１１Ｂ形成された溶着ヘッド１１は、第１実施例の溶着ヘッド１の先端部１Ｂを図９（Ａ），（Ｂ）に示すような形状に加工することによって作製することができる。第２実施例でも、Ｒａを２．０ｍｍ、Ｒｂを０．４９ｍｍとした。【００６０】
溶着ヘッド１１を用いて下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを超音波溶着する超音波溶着機の構成は図５で説明した超音波溶着機５００と同様である。図５における溶着ヘッド１の代わりに溶着ヘッド１１を用いればよい。【００６１】
溶着ヘッド１１を用いた下ハーフ１０２と上ハーフ１０３との接合方法は図６〜図８を用いて説明したのと同様である。第２実施例における超音波溶着条件は第１実施例と同じである。【００６２】
ところで、第１実施例の溶着ヘッド１を用いて一対のプラスチック部品を超音波溶着する際、不快な音や不要な振動が発生することが懸念される。これに対して、第２実施例の溶着ヘッド１１を用いた超音波溶着においては、凸部１２がテーパ状の第２の部分１２ｂを有する形状であるので、振動エネルギを径方向により均一に効率的に伝達することができ、不快な音や不要な振動を低減することができる。【００６３】
また、先端面１１Ｂａの直径Ｒｂは下ボス１０７の貫通孔１０８の直径ａより小さいので、先端面１１Ｂａを貫通孔１０８の内部に円滑に挿入することができる。従って、下ボス１０７及び上ボス１１０の溶着ヘッド１１と接する面に振動エネルギを均等に与えることができる。【００６４】
さらに、第２実施例の溶着ヘッド１１は凸部１２がテーパ状の第２の部分１２ｂを有する形状であるので、第１実施例の溶着ヘッド１と比較して次のような効果を奏する。溶着ヘッド１を用いて超音波溶着する場合、溶着ヘッド１の先端面１Ｂａが下ボス１０７の内部を通過している状態では、溶着ヘッド１が下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が生じるが、溶着ヘッド１の先端面１Ｂａが下ボス１０７の内部を通過した後はこの力は低減する。従って、溶着ヘッド１を用いると、下ハーフ１０２が上ハーフ１０３から離れてしまう可能性があるので、下ハーフ１０２を上ハーフ１０３に溶着ヘッド１とは別の器具にて押さえ付ける必要が生じる場合がある。これに対して、溶着ヘッド１１を用いると、先端面１１Ｂａが下ボス１０７の内部を通過した後もテーパ状の第２の部分１２ｂによって下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が持続して働く。従って、下ハーフ１０２が上ハーフ１０３から離れてしまうことはほとんどなく、下ハーフ１０２を上ハーフ１０３に溶着ヘッド１１とは別の器具にて押さえ付ける必要はない。【００６５】
以上説明した第２実施例の溶着方法を用いることによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とが接合されたプラスチック部品組立体としてのカセット１００ｂ（図１参照）を得ることができる。このカセット１００ｂにおける接合部１０５は、第１実施例の溶着方法を用いたカセット１００ａと同様、図８で説明した断面が略十字状の空隙部１３５のような空隙部を有する。但し、溶着ヘッド１１の先端部１１Ｂは先端に向かって徐々に径が小さくなっているので、凸部１２が下ボス１０７及び上ボス１１０に食い込むことによって下ボス１０７及び上ボス１１０に食い込む空隙部が形成されるのは、下ボス１０７の底部１０６及び上ボス１１０の上端部近傍のみである。【００６６】
第２実施例の溶着方法を用いたカセット１００ｂにおける接合部１０５の接合強度は、上記の溶着ヘッド１と溶着ヘッド１１との下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力の相違に起因して、第１実施例の溶着方法を用いたカセット１００ａにおける接合部１０５の接合強度よりも大きい。第１実施例と第２実施例の接合強度の違いについての詳細は後述する。【００６７】
（第３実施例）
図１０は本発明のプラスチック部品組立体の製造方法を実現するために用いる溶着ヘッドの第３実施例を示している。図１０（Ａ）は第３実施例の溶着ヘッド２１を示す斜視図、図１０（Ｂ）は溶着ヘッド２１を先端側より見た平面図、図１０（Ｃ）は図１０（Ｂ）の矢印Ｘ１，Ｘ２から溶着ヘッド２１を見た平面図、図１０（Ｄ）は図１０（Ｂ）の矢印Ｙ１，Ｙ２を結ぶ線で溶着ヘッド２１を切断した断面図である。第３実施例が奏する作用効果の説明については、第１，第２実施例が奏する作用効果と同一なものは適宜省略する。また、第１実施例において説明した好ましい構成の例は第３実施例でも同様に適用できるので、その説明を適宜省略することとする。【００６８】
図１０（Ａ）に示すように、溶着ヘッド２１は外形が概ね円柱状であり、円柱状の根元部２１Ａと後述する第３実施例特有の凹凸形状を有する先端部２１Ｂとを有する。先端部２１Ｂは根元部２１Ａと一体的に連続している。先端部２１Ｂは、円柱の中心線Ｌｃ（図１１参照）から径方向に突出する４つの凸部２２と隣接する２つの凸部２２間の４つの凹部２３とを備える。【００６９】
ここで、凸部２２は、根元部２１Ａと同じ径で根元部２１Ａと連続的に形成された第１の部分２２ａと、第１の部分２２ａから先端面２１Ｂａまで径が順次小さくなるテーパ状の第２の部分２２ｂとを有する。第１の部分２２ａはテーパ部である。なお、厳密には、図１０（Ｄ）より分かるように、第１の部分２２ａの第２の部分２２ｂ側の部分は径がわずかに順次小さくなるテーパ状となっている。先端部２１Ｂの先端面２１Ｂａは略十字形となっている。【００７０】
凹部２３は先端面２１Ｂａ側から根元部２１Ａ側に向かうに従って深さが順次浅くなり、根元部２１Ａに繋がっている。図１０（Ｄ）より分かるように、凹部２３の最奥部である谷底線２３Ｌは、先端面２１Ｂａ側から根元部２１Ａ側に向かうに従って円柱の中心線Ｌｃから離れるような曲線を描いている。凹部２３も先端面２１Ｂａ側から根元部２１Ａ側に向かうに従って径が大きくなるテーパ部となっている。【００７１】
図１０（Ｂ）に示すように、先端面２１Ｂａは円柱の中心線Ｌｃから径方向に突出する４つの面２１Ba1〜２１Ba4を有している。この４つの面２１Ba1〜２１Ba4を有する先端面２１Ｂａは一平面ではなく、図１０（Ｃ），（Ｄ）より分かるように、根元部２１Ａ方向に傾斜したテーパ面となっている。面２１Ba1〜２１Ba4をテーパ面２１Ba1〜２１Ba4と称することとする。テーパ面２１Ba1〜２１Ba4もテーパ部である。テーパ面２１Ba1〜２１Ba4は凸部２２の第２の部分２２ｂに繋がっている。この凸部２２及び凹部２３を有する先端部２１Ｂ形成された溶着ヘッド２１は、第１実施例の溶着ヘッド１の先端部１Ｂを図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すような形状に加工することによって作製することができる。【００７２】
図１１を用いて先端部２１Ｂの形状についてさらに説明する。図１１において、先端面２１Ｂａは溶着ヘッド２１の先端からの範囲Ｃに位置している。範囲Ｃよりも根元部２１Ａ側の範囲Ｄに凸部２２の第２の部分２２ｂが位置している。先端面２１Ｂａ（テーパ面２１Ba1〜２１Ba4）と中心線Ｌｃとがなす角度は、第２の部分２２ｂの表面と中心線Ｌｃとがなす角度よりも大きい。即ち、先端面２１Ｂａは中心線Ｌｃに対して比較的急な傾斜角度を有しており、第２の部分２２ｂは先端面２１Ｂａよりも緩やかな傾斜角度を有している。【００７３】
また、範囲Ｄよりも根元部２１Ａ側の範囲Ｅにおいて、凸部２２における第１の部分２２ａの頂部の幅は、第２の部分２２ｂ側から根元部２１Ａ側に向かうに従って幅（中心線Ｌｃと直交する方向の長さ）が順次広くなると共に凹部２３の幅が順次狭くなる。この範囲Ｅにおける第１の部分２２ａの頂部の両側端部２２ae，２２ae（中心線Ｌｃと直交する方向の端部）は中心線Ｌｃに対して傾斜している。側端部２２aeは、径はほぼ一定であるものの周面上で溶着ヘッド２１の進行方向に対して傾斜したテーパ部となっている。根元部２１Ａの直径Ｒａは第１実施例の溶着ヘッド１と同じ２．０ｍｍである。図１１に示す長さＲｂは図１０（Ｂ）に破線にて示す先端面２１Ｂａの外接円の直径であり、第３実施例の溶着ヘッド２１では０．８ｍｍとした。【００７４】
溶着ヘッド２１を用いて下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを超音波溶着する超音波溶着機の構成は図５で説明した超音波溶着機５００と同様である。図５における溶着ヘッド１の代わりに溶着ヘッド２１を用いればよい。【００７５】
溶着ヘッド２１を用いた下ハーフ１０２と上ハーフ１０３との接合方法は図６〜図８を用いて説明したのと同様である。図１２は溶着ヘッド２１が下ボス１０７及び上ボス１１０の内部の所定位置まで挿入された状態を示している。なお、図１２においても理解を容易にするため、収納容器１０１を断面図の状態で示し、溶着ヘッド２１を側面図の状態で示している。第３実施例における超音波溶着条件は第１，第２実施例と同じである。【００７６】
第３実施例の溶着ヘッド２１を用いた超音波溶着においては、先端面２１Ｂａがテーパ面２１Ba1〜２１Ba4を有し、凸部２２もテーパ状の第２の部分２２ｂを有する形状であるので、振動エネルギを径方向により均一に効率的に伝達することができ、不快な音や不要な振動を低減することができる。【００７７】
また、先端面２１Ｂａの外接円の直径Ｒｂは下ボス１０７の貫通孔１０８の直径ａより小さいので、先端面２１Ｂａを貫通孔１０８の内部に円滑に挿入することができる。従って、下ボス１０７及び上ボス１１０の溶着ヘッド１１と接する面に振動エネルギを均等に与えることができる。【００７８】
さらに、第３実施例の溶着ヘッド２１においては、先端面２１Ｂａが下ボス１０７の内部を通過した後もテーパ状の第２の部分２２ｂによって下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が持続して働く。溶着ヘッド２１ではこれに加えて、第２の部分２２ｂが下ボス１０７の内部を通過した後も第１の部分２２ａの頂部の側端部２２aeによるテーパ部によって下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が持続して働く。さらには、凹部２３もテーパ状であるので、下ボス１０７や上ボス１１０が凹部２３の底部に接触した状態では、凹部２３によっても下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が生じる。従って、第３実施例の溶着ヘッド２１は下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力を発生させるという点で第２実施例の溶着ヘッド１１よりも効果的である。【００７９】
図１２に示すように、溶着ヘッド２１を上ボス１１０の最奥位置まで挿入した状態で、第１の部分２２ａの頂部の側端部２２aeが下ボス１０７における有底孔１０４の底部１０６の上面１０６ｂを跨ぐ位置とすることが好ましい。即ち、凹部２３の根元部２１Ａ側の端部が底部１０６の上面１０６ｂを過ぎない位置とする。このようにすれば、側端部２２ae（またはこれに加えて凹部２３）による押し付け力が溶着ヘッド２１を上ボス１１０の最奥位置まで挿入するまで継続的に生じる。第３実施例の溶着ヘッド２１では、先端部２１Ｂの全ての範囲で、先端面２１Ｂａ側から根元部２１Ａ側に向かうに従って径が大きくなるか、径は同じでも周面上で溶着ヘッド２１の進行方向に対して傾斜したテーパ部となっている。従って、溶着ヘッド２１が有底孔１０４の底部１０６に当接してから上ボス１１０の最奥位置に至るまでの全期間で、溶着ヘッド２１が下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力が発生する。【００８０】
以上説明した第３実施例の溶着方法を用いることによって下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とが接合されたプラスチック部品組立体としてのカセット１００ｃ（図１参照）を得ることができる。このカセット１００ｃにおける接合部１０５は、第１，第２実施例の溶着方法を用いたカセット１００ａ，１００ｂと同様、図８で説明した断面が略十字状の空隙部１３５のような空隙部を有する。【００８１】
第３実施例の溶着方法を用いたカセット１００ｃにおける接合部１０５の接合強度は、上記の溶着ヘッド１と溶着ヘッド２１との下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力の相違に起因して、第１実施例の溶着方法を用いたカセット１００ａにおける接合部１０５の接合強度よりも大きい。また、第３実施例の溶着方法を用いたカセット１００ｃにおける接合部１０５の接合強度は、テーパ部の形状の違いによる溶着ヘッド１１と溶着ヘッド２１との下ボス１０７を上ボス１１０側に押し付ける力の相違に起因して、第２実施例の溶着方法を用いたカセット１００ｂにおける接合部１０５の接合強度よりも大きい。第１，第２実施例と第３実施例の接合強度の違いについての詳細は後述する。【００８２】
（第４実施例）
図１３は本発明のプラスチック部品組立体の製造方法を実現するために用いる溶着ヘッドの第４実施例を示している。図１３は第４実施例の溶着ヘッド３１を接合部１０５に挿入した状態の断面図であり、図１３は接合部１０５を溶着する前の状態、図１４は接合部１０５を溶着した後の状態を示している。第４実施例の溶着ヘッド３１は第１〜第３実施例の溶着ヘッド１，１１，２１と同様、外形が概ね円柱状である。第１〜第３実施例は周方向に凹凸を設けた先端部１Ｂ，１１Ｂ，２１Ｂを有する構成であるのに対し、第４実施例は先端部を三角柱または三角錐とした構成である。先端部は三角錐の方が好ましいので、図１３は三角錐の先端部の断面図であるとして説明する。【００８３】
図１３に示すように、溶着ヘッド３１は三角錐の先端部の一断面において、外接円の直径Ｒａ、内接円の直径Ｒｂを有する。第１実施例と同様、ａ≧ｂ，Ｒａ＞ａ，Ｒｂ＜ｂの関係を有する。なお、直径Ｒａ，Ｒｂは溶着ヘッド３１の長さ方向の位置によって異なるが、所定の長さ範囲で上記の関係を満たすことになる。図１３に示すように、溶着ヘッド３１が接合部１０５に挿入されると、溶着ヘッド３１の３つの頂部３１ｖは下ボス１０７及び上ボス１１０に食い込んだ状態となっている。頂部３１ｖは第１〜第３実施例における凸部２，１２，２２と同様の凸部として作用している。プラスチックが溶融する前の状態においては、溶着ヘッド３１の３つの辺３１ｓと下ボス１０７との間には空隙部８３ａが形成され、３つの辺３１ｓと上ボス１１０との間には空隙部８３ｂが形成されている。【００８４】
そして、溶着ヘッド３１の超音波振動による振動エネルギによって下ボス１０７及び上ボス１１０が溶融すると、図１４に示すように、下ボス１０７及び上ボス１１０双方から溶融した溶融プラスチック１４１は空隙部８３ａ，８３ｂに広がる。溶着ヘッド３１の超音波振動を停止して溶着ヘッド３１を接合部１０５から退避させると、溶融プラスチック１４１は下ボス１０７及び上ボス１１０の各内面と一体になった状態で各内面に固着して下ボス１０７及び上ボス１１０の内側に突出する固化プラスチック１５１となる。接合部１０５には断面が三角形状の空隙部１３６が形成されている。【００８５】
溶着ヘッド３１を用いて下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とを超音波溶着する超音波溶着機の構成は図５で説明した超音波溶着機５００と同様である。図５における溶着ヘッド１の代わりに溶着ヘッド３１を用いればよい。【００８６】
この第４実施例において、溶着ヘッド３１の３つの辺３１ｓと下ボス１０７との間の３箇所の空隙部８３ａがほぼ均等の体積であり、３つの辺３１ｓと上ボス１１０との間の３箇所の空隙部８３ｂがほぼ均等の体積であることが好ましい。このようにすれば、接合部１０５の周方向で均等に接合されることになり、接合強度のばらつきを低減することができる。第４実施例の変形例として、４角形以上の多角形としてもよい。【００８７】
第４実施例では溶着ヘッド３１の下ボス１０７及び上ボス１１０に挿入される部分に周方向の凹部を有していないため、第１〜第３実施例のように下ボス１０７と上ボス１１０の内部に複雑な凹凸形状が形成されない。従って、第４実施例による接合強度は第１〜第３実施例よりも若干低下するが、溶融プラスチック１４１（固化プラスチック１５１）が下ボス１０７と上ボス１１０との接合を補強する補強部として機能するので、接合部１０５の接合強度が従来例と比較して大幅に向上する。【００８８】
（各実施例の接合強度の評価）
ここで、上述した各実施例の内、３つの凸部２を有する図３に示す第１実施例で作製したカセット１００ａ、図９に示す第２実施例で作製したカセット１００ｂ、図１０に示す第３実施例で作製したカセット１００ｃの接合強度について説明する。比較のため、従来の接合方法であるねじ締めによって作製したカセットを便宜上カセット２００ａとする。接合部１０５の接合強度を評価するためカセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ａの落下試験を行った。落下試験の試験方法は以下の通りである。【００８９】
第１実施例〜第３実施例で作製したカセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃと比較例のカセット２００ａをそれぞれ１０個ずつ用意し、常温下で高さ１００ｃｍの位置から床上に置かれた硬質木板の上面に各カセットのそれぞれの面が各１回当るように落下させた。即ち、図１における矢印ｘａ，ｘｂ，ｙａ，ｙｂ，ｚａ，ｚｂの各方向に１回ずつ、１つのカセットにおいて合計６回落下させ、各回毎にカセットの外観を観察した。落下後に下ハーフ１０２と上ハーフ１０３とが剥離したり、がたつきが生じたりした場合を不良（ＮＧ）とし、１０個のサンプル数の内、不良となった数をカウントした。この落下試験の結果は表１に示す通りである。
【表１】
2007088800.tif 000003
【００９０】
表１において、落下方向ｘａ〜ｚｂのそれぞれの枠内に示す数は、総サンプル数１０個におけるＮＧの数を示している。【００９１】
表１より分かるように、第１実施例〜第３実施例で作製したカセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ及びねじ締めによって作製したカセット２００ａはいずれもＮＧの数が０である。第１実施例〜第３実施例で作製したカセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃはねじ締めによって作製したカセット２００ａと同様に落下試験に耐え得る十分な強度を有していることを確認した。【００９２】
さらに、先端部に凹凸を有さない円柱状の溶着ヘッドを用いて超音波溶着したカセットを便宜上カセット２００ｂとする。接合部１０５の接合強度を定量的に測定して評価するためセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ｂの引き剥がし試験を行った。引き剥がし試験は図１５，図１６に示す引き剥がし試験機５０を用いて行った。図１５は引き剥がし試験機５０の概略構成を示す側面図であり、図１６は図１５における破線の丸で囲んだ部分の一部破断の拡大側面図である。引き剥がし試験の試験方法は以下の通りである。なお、セット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ｂに対する試験方法は全て同じであるため、セット１００ａのみについて説明する。図１５，図１６に示すセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ｂは、図１に示す開閉蓋１３１を取り外した状態である。【００９３】
図１５，図１６において、引き剥がし試験機５０のカセット保持部５１にカセット１００ａを固定する。カセット１００ａは、カセット保持部５１のフック部５２により下ハーフ１０２の前端部１２０が係止されると共に後端部１２１が押さえ部５３に当接されることにより、カセット保持部５１に固定される。このカセット保持部５１にカセット１００ａを固定する際に、爪部５４をカセット１００ａの前面部１２２の内部に挿入させ、上ハーフ１０３の前端部１２３の内面に当接させる。この爪部５４は２本のガイドピン５５に接続されている。また、爪部５４は２本のガイドピン５５間でフック５６に接続され、フック５６は測定部５８の軸５７に接続されている。測定部５８がスライド板５９に沿って上下に移動することにより、爪部５４は上下方向に移動可能となっている。【００９４】
そして、測定部５８をスライド板５９の面に沿って、カセット１００ａと離間する方向（図１５の上方向）に所定速度で移動させる。すると、爪部５４が上ハーフ１０３の前端部１２３を下ハーフ１０２の前端部１２０から引き剥がす。なお、引き剥がし試験に用いたカセット１００ａのサンプルは、測定を容易にするため、収納容器１内にビデオテープ１３０等の構成部品を収納せず、カセット１００ａにおける複数の接合部１０５の内、爪部５４が近接する１つの接合部１０５のみを超音波溶着し、他の接合部１０５を超音波溶着しないものを用いた。【００９５】
測定部５８は、接合部１０５を引き剥がす力、即ち、接合部１０５の接合強度を測定する測定器を備える。この測定器として、アイコーエンジニアリング株式会社製プッシュプルゲージ（型番ＭＰ−１０）を用いた。測定部５８を上昇させながら測定器によって爪部５４にかかる荷重を経時的に測定して、その最大荷重を接合部１０５の接合強度とした。図１６より分かるように、爪部５４の先端はカセット１００ａの接合部１０５の近傍に位置しているため、接合強度を正確に測定することができる。【００９６】
以上の測定手順により、カセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ｂについて、各１０個ずつ引き剥がし試験を行った。この引き剥がし試験の結果は表２に示す通りである。
【表２】
2007088800.tif 000004
【００９７】
表２において、それぞれの枠内に示す数は、接合部１０５の接合強度（単位はニュートン（Ｎ））を示している。【００９８】
表２より分かるように、第１実施例〜第３実施例で作製したカセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃの接合部１０５はいずれも、比較例のカセット２００ｂの接合部１０５と比較して接合強度が大幅に大きい。カセット１００ｂの接合強度がカセット１００ａのそれよりも大きいのは、前述のように、テーパ部である凸部１２の第２の部分１２ｂによる押し付ける力による。また、カセット１００ｃの接合強度がカセット１００ｂのそれよりも大きいのは、凸部２２にテーパ部を複数種類形成し、凹部２３にもテーパ部を形成されているからである。全ての接合部１０５を超音波溶着した場合には接合強度は表２に示す値よりもさらに大きくなり、カセット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ（収納容器１０１）全体としての接合強度は極めて強い。【００９９】
上記の落下試験の結果及び引き剥がし試験による接合強度の測定結果より、各実施例の溶着方法を用いた本発明のプラスチック部品組立体の製造方法は、ねじ締めを用いた従来の製造方法の代替として用いることができるということが分かる。従って、ねじ締めを用いた従来のプラスチック部品組立体を、各実施例の溶着方法によって製造した本発明のプラスチック部品組立体に置き換えることが可能である。【０１００】
本発明は以上説明した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形してもよい。【０１０１】
上述した各実施例では、下ボス１０７の底部１０６に貫通孔１０８が形成され、上ボス１１０にも有底孔１０９が形成された収納容器１０１を溶着した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。下ボス１０７と上ボス１１０の一方のみに孔が形成されている場合、下ボス１０７と上ボス１１０の双方に孔が形成されていない場合であっても、本発明の溶着方法（プラスチック部品組立体の製造方法）を採用することができる。
【産業上の利用の可能性】
【０１０２】
本発明は、熱可塑性を有する複数のプラスチック部品を超音波または熱によって互いに溶着する全ての場合に適用できる。
【図１】
2007088800.tif 000005
【図２】
2007088800.tif 000006
【図３】
2007088800.tif 000007
【図４】
2007088800.tif 000008
【図５】
2007088800.tif 000009
【図６】
2007088800.tif 000010
【図７】
2007088800.tif 000011
【図８】
2007088800.tif 000012
【図９】
2007088800.tif 000013
【図１０】
2007088800.tif 000014
【図１１】
2007088800.tif 000015
【図１２】
2007088800.tif 000016
【図１３】
2007088800.tif 000017
【図１４】
2007088800.tif 000018
【図１５】
2007088800.tif 000019
【図１６】
2007088800.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月26日(2007.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を一体化してプラスチック部品組立体（１００）とするプラスチック部品組立体（１００）の製造方法において、
全体的な外形が円柱状の超音波または熱溶着用の溶着ヘッド（１１，２１）であり、前記溶着ヘッド（１１，２１）の長手方向先端側の所定の長さの範囲に、前記溶着ヘッド（１１，２１）の周面よりも凹んだ複数の凹部（１３，２３）とこの凹部（１３，２３）よりも前記周面側に突出した複数の凸部（１２，２２）とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部（１２，２２）が前記溶着ヘッド（１１，２１）を根元側から先端側に向かって径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２２ｂ）を有する前記溶着ヘッド（１１，２１）を前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）に当接させ、
前記溶着ヘッド（１１，２１）によって前記接合部（１０５）のプラスチックを溶融させながら、前記テーパ部（１２ｂ，２２ｂ）が前記接合部（１０５）を通過するように前記溶着ヘッド（１１，２１）を前記接合部（１０５）に挿入させ、
溶融した前記プラスチックを固化させることにより前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を互いに溶着して一体化する
ことを特徴とするプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記第１のプラスチック部品（１０２）は第１の内径（ａ）を有する孔（１０８）が底部（１０６）に形成された第１のボス（１０７）を有し、
前記第２のプラスチック部品（１０３）は前記第１の内径（ａ）以下の第２の内径（ｂ）を有する第２のボス（１１０）を有し、
前記接合部（１０５）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）と前記第２のボス（１１０）とが当接した部分（１０６ａ，１１０ａ）を含み、
前記溶着ヘッド（１１，２１）として、前記複数の凸部（１２，２２）に外接する外接円の直径（Ｒａ）が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第１の内径（ａ）よりも大きい溶着ヘッド（１１，２１）を用いることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項４】
前記溶着ヘッド（１１，２１）として、前記複数の凹部（１３，２３）それぞれの最奥部（Ｑ）に接する円の直径（Ｒｂ）が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第２の内径（ｂ）よりも小さい溶着ヘッド（１１，２１）を用いることを特徴とする請求項３記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記溶着ヘッド（２１）として、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部（２２）の頂部の側端部（２２ａｅ）が前記溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜している溶着ヘッド（２１）を用いることを特徴とする請求項１，３，４のいずれか１項に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項７】
前記溶着ヘッド（２１）として、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）が前記溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっている溶着ヘッド（２１）を用いることを特徴とする請求項１，３，４，６のいずれか１項に記載のプラスチック部品組立体（１００）の製造方法。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
熱可塑性を有する第１のプラスチック部品（１０２）と、
熱可塑性を有する、前記第１のプラスチック部品（１０２）と一体化された第２のプラスチック部品（１０３）と、
を備えるプラスチック部品組立体（１００）であって、
前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）は前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）で接合されており、
前記接合部（１０５）には前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を跨ぐ空隙部（８０ａ，８０ｂ）が形成され、
前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が溶融した溶融プラスチック（１４０）が固化した固化プラスチック（１５０）が前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を跨ぐように前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）と一体となって前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）に臨んでおり、
前記第１のプラスチック部品（１０２）は第１の内径（ａ）を有する孔（１０８）が底部（１０６）に形成された第１のボス（１０７）を有し、
前記第２のプラスチック部品（１０３）は前記第１の内径（ａ）以下の第２の内径（ｂ）を有する第２のボス（１１０）を有し、
前記接合部（１０５）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）と前記第２のボス（１１０）とが当接した部分（１０６ａ，１１０ａ）を含み、
前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）から前記第２のボス（１１０）に渡って延在しており、
前記固化プラスチック（１５０）は前記第１のボス（１０７）の前記底部（１０６）から前記第２のボス（１１０）に渡って延在していることを特徴とするプラスチック部品組立体（１００）。
【請求項１０】
前記空隙部（８０ａ，８０ｂ）は周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することを特徴とする請求項９に記載のプラスチック部品組立体（１００）。
【請求項１１】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波または熱により溶着するために用いるプラスチック部品溶着ヘッド（１１，２１）において、
円柱状の根元部（１１Ａ，２１Ａ）と、
前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）と一体的に連続した先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）と
を備え、
前記先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）は、長手方向に所定の長さの範囲に、前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）の周面よりも凹んだ複数の凹部（１３，２３）とこの凹部（１３，２３）よりも前記周面側に突出した複数の凸部（１２，２２）とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部（１２，２２）が前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）側から前記先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）の先端側に向かって径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）を有し、
前記テーパ部（１２ｂ，２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）は、前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）に挿入されて、前記接合部（１０５）のプラスチックを溶融させることを特徴とするプラスチック部品溶着ヘッド（１１，２１）。
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
前記テーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）は、
前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）と、
前記第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）よりも前記根元部（２１Ａ）側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部（２２ｂ）と
を有することを特徴とする請求項１１記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１４】
前記複数の凸部（２２）の頂部の側端部（２２ａｅ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜していることを特徴とする請求項１１または１３に記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１５】
前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっていることを特徴とする請求項１１，１３，１４のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着ヘッド（２１）。
【請求項１６】
熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波により溶着するためのプラスチック部品溶着機（５００）において、
電気的な発振信号（Ｓｅｏ）を発生する発振機（５０１）と、
前記発振信号（Ｓｅｏ）に基づいて機械的な超音波振動（Ｓｓ）を発生する超音波振動発生部（５０５）と、
前記超音波振動発生部（５０５）と一体的に設けられるかまたは別部品として前記超音波振動発生部（５０５）に装着され、前記超音波振動（Ｓｓ）により前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）を超音波溶着する溶着ヘッド（１１，２１）と
を備え、
前記溶着ヘッド（１１，２１）は、
円柱状の根元部（１１Ａ，２１Ａ）と、
前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）と一体的に連続した先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）と
を備え、
前記先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）は、長手方向に所定の長さの範囲に、前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）の周面よりも凹んだ複数の凹部（１３，２３）とこの凹部（１３，２３）よりも前記周面側に突出した複数の凸部（１２，２２）とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部（１２，２２）が前記根元部（１１Ａ，２１Ａ）側から前記先端部（１１Ｂ，２１Ｂ）の先端側に向かって径が小さくなるテーパ部（１２ｂ，２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）を有し、
前記テーパ部（１２ｂ，２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）は、前記第１及び第２のプラスチック部品（１０２，１０３）が当接した接合部（１０５）に挿入されて、前記接合部（１０５）のプラスチックを溶融させることを特徴とするプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
前記テーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４，２２ｂ）は、
前記溶着ヘッド（２１）の先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）と、
前記第１のテーパ部（２１Ｂａ１，２１Ｂａ２，２１Ｂａ３，２１Ｂａ４）よりも前記根元部（２１Ａ）側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部（２２ｂ）と
を有することを特徴とする請求項１６記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項１９】
前記複数の凸部（２２）の頂部の側端部（２２ａｅ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッド（２１）の長手方向の中心線（Ｌｃ）に対して傾斜していることを特徴とする請求項１６または１８に記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【請求項２０】
前記複数の凹部（２３）それぞれの最奥部（２３Ｌ）は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッド（２１）の先端に向かうに従って径が小さくなっていることを特徴とする請求項１６，１８，１９のいずれか１項に記載のプラスチック部品溶着機（５００）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
のようなプラスチック部品組立体の製造方法やプラスチック部品組立体を実現するのに好適なプラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機を提供することである。
［０００８］
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を一体化してプラスチック部品組立体とするプラスチック部品組立体の製造方法において、全体的な外形が円柱状の超音波または熱溶着用の溶着ヘッドであり、前記溶着ヘッドの長手方向先端側の所定の長さの範囲に、前記溶着ヘッドの周面よりも凹んだ複数の凹部とこの凹部よりも前記周面側に突出した複数の凸部とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部が前記溶着ヘッドを根元側から先端側に向かって径が小さくなるテーパ部を有する前記溶着ヘッドを前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部に当接させ、前記溶着ヘッドによって前記接合部のプラスチックを溶融させながら、前記テーパ部が前記接合部を通過するように前記溶着ヘッドを前記接合部に挿入させ、溶融した前記プラスチックを固化させることにより前記第１及び第２のプラスチック部品を互いに溶着して一体化することを特徴とするプラスチック部品組立体の製造方法を提供する。
［０００９］
［００１０］
前記第１のプラスチック部品は第１の内径を有する孔が底部に形成された第１のボスを有し、前記第２のプラスチック部品は前記第１の内径以下の第２の内径を有する第２のボスを有し、前記接合部は前記第１のボスの前記底部と前記第２のボスとが当接した部分を含み、前記溶着ヘッドとして、前記複数の凸部に外接する外接円の直径が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第１の内径よりも大きい溶着ヘッドを用いることが好ましい。
［００１１］
前記溶着ヘッドとして、前記複数の凹部それぞれの最奥部に接する円の直径が前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記第２の内径よりも小さい溶着ヘッドを用いることが好ましい。
［００１２］
［００１３］
前記溶着ヘッドとして、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凸部の頂部の側端部が前記溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜している溶着ヘッドを用いることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１４］
前記溶着ヘッドとして、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記複数の凹部それぞれの最奥部が前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっている溶着ヘッドを用いることが好ましい。
［００１５］
［００１６］
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１のプラスチック部品と、熱可塑性を有する、前記第１のプラスチック部品と一体化された第２のプラスチック部品と、を備えるプラスチック部品組立体であって、前記第１及び第２のプラスチック部品は前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部で接合されており、前記接合部には前記第１及び第２のプラスチック部品を跨ぐ空隙部が形成され、前記第１及び第２のプラスチック部品が溶融した溶融プラスチックが固化した固化プラスチックが前記第１及び第２のプラスチック部品を跨ぐように前記第１及び第２のプラスチック部品と一体となって前記空隙部に臨んでおり、前記第１のプラスチック部品は第１の内径を有する孔が底部に形成された第１のボスを有し、前記第２のプラスチック部品は前記第１の内径以下の第２の内径を有する第２のボスを有し、前記接合部は前記第１のボスの前記底部と前記第２のボスとが当接した部分を含み、前記空隙部は前記第１のボスの前記底部から前記第２のボスに渡って延在しており、前記固化プラスチックは前記第１のボスの前記底部から前記第２のボスに渡って延在していることを特徴とするプラスチック部品組立体を提供する。
［００１７］
前記空隙部は周方向に複数の凸部及び複数の凹部を有することが好ましい。
［００１８］
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を超音波または熱により溶着するために用いるプラスチック部品溶着ヘッドにおいて、円柱状の根元部と、前記根元部と一体的に連続した先端部とを備え、前記先端部は、長手方向に所定の長さの範囲に、前記根元部の周面よりも凹んだ複数の凹部とこの凹部よりも前記周面側に突出した複数の凸部とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部が前記根元部側から前記先端部の先端側に向かって径が小さくなるテーパ部を有し、前記テーパ部は、前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部に挿入されて、前記接合部のプラスチックを溶融させることを特徴とするプラスチック部品溶着ヘッドを提供する。
［００１９］
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［００２０］
前記テーパ部は、前記プラスチック部品溶着ヘッドの先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部と、前記第１のテーパ部よりも前記根元部側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部とを有することが好ましい。
［００２１］
前記複数の凸部の頂部の側端部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜していることが好ましい。
［００２２］
前記複数の凹部それぞれの最奥部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記プラスチック部品溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっていることが好ましい。
［００２３］
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、熱可塑性を有する第１及び第２のプラスチック部品を超音波により溶着するためのプラスチック部品溶着機において、電気的な発振信号を発生する発振機と、前記発振信号に基づいて機械的な超音波振動を発生する超音波振動発生部と、前記超音波振動発生部と一体的に設けられるかまたは別部品として前記超音波振動発生部に装着され、前記超音波振動により前記第１及び第２のプラスチック部品を超音波溶着する溶着ヘッドとを備え、前記溶着ヘッドは、円柱状の根元部と、前記根元部と一体的に連続した先端部とを備え、前記先端部は、長手方向に所定の長さの範囲に、前記根元部の周面よりも凹んだ複数の凹部とこの凹部よりも前記周面側に突出した複数の凸部とが周方向に交互に形成され、前記複数の凸部が前記根元部側から前記先端部の先端側に向かって径が小さくなるテーパ部を有し、前記テーパ部は、前記第１及び第２のプラスチック部品が当接した接合部に挿入されて、前記接合部のプラスチックを溶融させることを特徴とするプラスチック部品溶着機を提供する。
［００２４］
［００２５］
前記テーパ部は、前記溶着ヘッドの先端側に位置し、第１の傾斜角度で傾斜した第１のテーパ部と、前記第１のテーパ部よりも前記根元部側に位置し、前記第１の傾斜角度より緩やかな第２の傾斜角度で傾斜した第２のテーパ部とを有することが好ましい。
［００２６］
前記複数の凸部の頂部の側端部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッドの長手方向の中心線に対して傾斜していることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
［００２７］
前記複数の凹部それぞれの最奥部は、前記所定の長さの範囲内の少なくとも一部で前記溶着ヘッドの先端に向かうに従って径が小さくなっていることが好ましい。
［００２８］
本発明のプラスチック部品組立体の製造方法によれば、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着してプラスチック部品組立体とする場合に、一対のプラスチック部品の接合強度を大幅に向上させることができる。
［００２９］
本発明のプラスチック部品組立体によれば、一対のプラスチック部品を超音波または熱によって溶着したプラスチック部品組立体であり、一対のプラスチック部品が大きな接合強度で接合されて接合強度の品質を大幅に向上させたプラスチック部品組立体とすることができる。
［００３０］
本発明のプラスチック部品溶着ヘッド及びプラスチック部品溶着機によれば、一対のプラスチック部品の接合強度を大幅に向上させることができ、一対のプラスチック部品が大きな接合強度で接合されて接合強度の品質を大幅に向上させたプラスチック部品組立体を得ることができる。
図面の簡単な説明
［００３１］
［図１］図１は、本発明に係るカセットの外観斜視図である。
［図２］図２は、本発明に係るカセットの部分断面図である。
［図３］図３（Ａ）は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの斜視図である。図３（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの断面図である。
［図４］図４は、本発明の第１実施例の変形例に係るプラスチック部品溶着ヘッドの平面図である。
［図５］図５は、本発明に係るプラスチック部品溶着機の構成図である。
［図６］図６は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分縦断面図である。
［図７］図７は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドをカセットの接合部に挿入した状態を示す部分横断面図である。
［図８］図８は、本発明の第１実施例に係るプラスチック部品溶着ヘッドによってカセット
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007088800.tif 000021
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2007088800.tif 000022
【国際調査報告】
2007088800.tif 000023
2007088800.tif 000024
2007088800.tif 000025
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