(57)【要約】【課題】融点及び／または溶着部位に溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体であっても、各樹脂成型体に対応した溶融制御が可能で信頼性の高い均一な溶着ができ、溶着可能な樹脂成型体の溶着温度の適用範囲を拡大できること。【解決手段】発熱温度が異なる高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを具備するマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａを、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂのうちの融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の樹脂成型体ａの溶着部位に接触させ、低温発熱部１Ｂを、融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が小さい方の樹脂成型体ｂの溶着部位に接触させて、一対の樹脂成型体ａ，ｂの間に配置し、マイクロ波の照射による誘電加熱でマイクロ波誘電発熱体１を発熱させ、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合方向に押圧力を加えながら、一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位を溶着する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体の間に配置され、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱するマイクロ波誘電発熱体であって、
前記誘電加熱によって発熱する発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備することを特徴とするマイクロ波誘電発熱体。
【請求項２】
前記高温発熱部と前記低温発熱部は、断面２層構造に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電発熱体。
【請求項３】
前記高温発熱部と前記低温発熱部は、前記マイクロ波を吸収して所定の発熱温度で昇温停止するマイクロ波吸収材と当該マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とする樹脂バインダーとを混合して圧縮成形することによって所定形状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ波誘電発熱体。
【請求項４】
前記高温発熱部の熱容量と前記低温発熱部の熱容量は、互いに同一としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のマイクロ波誘電発熱体。
【請求項５】
前記高温発熱部の熱容量は、前記低温発熱部の熱容量よりも小さくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のマイクロ波誘電発熱体。
【請求項６】
融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体の間に、マイクロ波の照射による誘電加熱によって発熱したときの発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備したマイクロ波誘電発熱体を配置し、前記マイクロ波の照射により前記マイクロ波誘電発熱体の誘電加熱を行うと共に、前記一対の熱可塑性樹脂成型体を接合する方向に押圧力を加えて溶着するマイクロ波誘電発熱体による溶着方法であって、
前記高温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させ、前記低温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が小さい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させることを特徴とするマイクロ波誘電発熱体による溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の熱可塑性樹脂成型体間に介在させ、マイクロ波を照射して発熱させることにより、一対の熱可塑性樹脂成型体を溶融して溶着するマイクロ波誘電発熱体に関するものであり、特に、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる熱可塑性樹脂成型体同士であっても均一な溶着が可能なマイクロ波誘電発熱体及びそれによる溶着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同種の熱可塑性樹脂部材や、融点（溶融温度）の異なる異種材料からなる異種（異材質）の熱可塑性樹脂部材を接合したい場合、例えば、接着剤、熱かしめ及びアンダーカット処理、溶着等による接合方法が考えられる。
接着剤を使用する場合には、接着剤の塗布工程や溶剤の揮発工程を要するので、時間がかかるうえ、接着乾燥後も揮発性有機物質（ＶＯＣ）が発生したり、焼却によって有毒ガスが発生したりする環境問題が生じる。
また、熱かしめ等により接合させる一対の樹脂部材のうちの一方の樹脂部材を溶かした後、アンダーカット処理を行うことによって一体化した樹脂からなる接合部材を得る場合、アンダーカット処理加工や、そのアンダーカット処理加工の加工屑等の除去工程を要するため、生産性が良くない。
【０００３】
これに対し、溶着は、原理的には接合面（溶着面）を加熱することで一対の樹脂部材を溶融させて接着させる技術で、短時間で一体化した熱可塑性樹脂からなる接合部材を得ることが可能であり、例えば、レーザ溶着、超音波溶着、誘電加熱溶着、熱板溶着、熱風溶着、振動溶着等の溶着方法が知られている。
【０００４】
しかし、例えば、ＰＰＳ（融点：２８０℃）とＰＰ（融点：１８０℃）のような融点の異なる異種材料の樹脂部材相互を溶着しようとする場合や、同種材料の樹脂部材であっても溶着部位の形状が異なることにより溶着部位を溶融させるのに必要な熱量（以下、溶融熱量と呼ぶ）が異なる樹脂部材相互を溶着しようとする場合、各樹脂部材に適した溶着温度に制御するのは容易でなく、接合条件が制限され易い。接合条件が適切でないと、仮に接合できても融点が低い方の樹脂部材や溶着部位の溶融熱量が小さい方の樹脂部材では、過加熱により形状が保持できず強度が低下することがあり、反対に融点が高い方の樹脂部材や溶着部位の溶融熱量が大きい方の樹脂部材では、加熱不足で接合強度（溶着強度）が不足する事態が生じる。このため、溶着させる樹脂部材の融点が異なったり、溶着部位の溶融熱量が異なったりする場合には、信頼性の高い均一な溶着が困難であった。
【０００５】
ここで、異種の材料同士を接合する技術について、特許文献１に、断熱材を介在させて上下に配置した２枚の熱板の温度をそれぞれ制御したのち、融点が異なる各被溶着部材の溶着面を各熱板で輻射加熱することにより、それぞれの被溶着部材の溶着面を同時に溶着温度に到達させ、このタイミングで前記熱板を被溶着部材間から逃し、被溶着部材相互の間隔を狭めて被溶着部材の溶融した溶着面同士を圧着し溶着する熱板による溶着方法が開示されている。
この特許文献１に記載の技術によれば、上下に配置された２枚の熱板を用い、それぞれの被溶着部材が同時に溶着温度に到達するように輻射熱加熱することにより、溶融温度の異なる異種材料をそれぞれ最適な温度で溶着することができ、また、非接触で溶着部材の接合表面を溶融するため、接触式加熱で多発する溶融部分の糸引きや汚れなどが無く、外観もきれいに溶着できるとしている。
【０００６】
また、特許文献２には、レーザ光を透過する第１部材とレーザ光吸収率を６０％以上に設定した第２部材との異種材料間に、レーザ光吸収率を４０％以上６０％以下に設定した特定のエラストマーシート等からなる接合用中間部材を挟み、第１部材側からレーザ光を照射することによってエラストマーシートを加熱して溶融又は軟化させ、異種材料の第１部材及び第２部材を接合する方法が開示されている。
この特許文献２によれば、レーザ光を吸収させる接合用中間部材を用い、更に第２部材のレーザ光吸収率を所定値に設定していることで、接合用中間部材における第１部材側の発熱量と第２部材側の発熱量とをうまくバランスさせることができて、接合用中間部材の第１部材側及び第２部材側の両方を適度に軟化・溶融させることができるので、第１部材及び第２部材の接合強度を十分に高めることができるとされている。また、エラストマーシート等の接合用中間部材の介在によって、接合面（溶着面）をレーザ光で集中的に加熱することに起因する接合界面での応力発生を低減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１１６０６２号公報
【特許文献２】特開２０１２−０７６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のような熱板による溶着では、熱板によって広範囲な熱影響が発生するため、局部的な溶着は困難であり、例えば、内部部品が取付けられた樹脂部品等においてその内部部品に影響を与えることなく溶着するのは難しく、また、複雑な内部形状を有する接合面においては接合精度が悪くなることから、溶着可能な樹脂部材や溶着部位の形状の自由度が制限される。また、材料全体を溶融させるため溶着部にバリが発生しやすい。更に、外部加熱を利用して熱板を加熱させ、加熱した熱板の輻射熱によって被溶着部材を加熱するため、加熱効率が悪くて加熱時間がかかり、生産効率が低い。
【０００９】
これに対し、特許文献２のようなレーザ溶着では、レーザ光によるビームが収束して局部的に発熱させるスポット溶着が可能であるが、接合面全面を加熱するにはスキャンさせる必要があることから、作業効率が低くなる。そのうえ、凹凸形条や曲線形状等の複雑な内部形状の接合面を接合する場合には、その形状に影響されてレーザ光の吸収率が変化することから均一かつ高精度な加熱、溶着が難しい。また、溶着させる一方の構造体がレーザ透過性を有する必要があり、接合対象である被溶着部材の組合せが限定されるのに加え、レーザ光透過性の部材をレーザ光の照射側に配置しなければならず、製造工程上の制約もある。更に、３種以上の樹脂成型部材を一度に溶着するのも困難である。
【００１０】
そこで、本発明は、融点が異なる熱可塑性樹脂成型体相互や、溶着部位の溶融熱量が異なる熱可塑性樹脂成型体相互であっても、各熱可塑性樹脂成型体の溶融制御が可能で信頼性の高い均一な溶着ができ、溶着可能な熱可塑性樹脂成型体の溶着温度の適用範囲を拡大できるマイクロ波誘電発熱体及びそれによる溶着方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明のマイクロ波誘電発熱体は、融点及び／または溶着部位（溶着させる接合部）の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体の間に配置され、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱するマイクロ波誘電発熱体であって、発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備するものである。
【００１２】
ここで、マイクロ波誘電発熱体の高温発熱部と低温発熱部は、使用する材料の種類、配合量、寸法形状等を変えることによって、発熱特性を制御して異なる所望の発熱温度に発熱可能としたものである。
なお、溶着させる一対の熱可塑性樹脂成型体は、熱可塑性樹脂を母材としていればよい。
【００１３】
請求項２の発明のマイクロ波誘電発熱体は、前記高温発熱部と前記低温発熱部が断面２層構造に形成されてなるものである。
【００１４】
請求項３の発明のマイクロ波誘電発熱体は、前記高温発熱部と前記低温発熱部が、前記マイクロ波を吸収して所定の発熱温度で昇温停止するマイクロ波吸収材と当該マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とする樹脂バインダーとを混合して圧縮成形することによって所定形状に形成されたものである。
【００１５】
上記マイクロ波吸収材は、マイクロ波の照射により所定の発熱温度まで昇温すると当該昇温が停止される材料である。このときの昇温が停止する発熱温度は、特定の一点の昇温停止温度のみを意味するものではなく、マイクロ波の照射量の変化に対して昇温が停止される前であっても、温度変化の目安としては、例えば、常温からの変化が略１／１０以下に減少した温度変化の状態が得られれば、それをもって「昇温が停止」と見做すことができる。つまり、マイクロ波吸収材は、マイクロ波の照射により所定の発熱温度まで温度上昇し、マイクロ波の照射を継続しても当該昇温が停止したと見做すことができる材料としたものである。
前記高温発熱部と前記低温発熱部が、それぞれ所定の発熱温度で昇温停止する特性を有すればよく、マイクロ波吸収材としては、例えば、フェライト粉等のキュリー温度を有する磁性特性及び／またはＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性をもつ材料や、マイクロ波の照射による粒子の発熱量と粒子からの放熱量によって温度制御する材料等が使用される。
また、上記樹脂バインダーとしては、マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とするものであればよく、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が使用される。
【００１６】
請求項４の発明のマイクロ波誘電発熱体は、請求項１乃至請求項３の何れか１つの構成において、前記高温発熱部と前記低温発熱部の熱容量を同一としたものである。
ここで、上記熱容量は、高温発熱部や低温発熱部の寸法形状、高温発熱部や低温発熱部を形成するマイクロ波吸収材の含有率、マイクロ波の照射条件等によって決定される。
【００１７】
請求項５の発明のマイクロ波誘電発熱体は、請求項１乃至請求項３の何れか１つの構成において、前記高温発熱部の熱容量を前記低温発熱部の熱容量よりも小さくして、高温発熱部の昇温速度を速くするものである。
【００１８】
請求項６の発明のマイクロ波誘電発熱体による溶着方法は、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体の間に、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱したときの発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備したマイクロ波誘電発熱体を配置し、前記マイクロ波の照射により前記マイクロ波誘電発熱体の誘電加熱を行うと共に、前記一対の熱可塑性樹脂成型体を接合する方向に押圧力を加えて溶着する溶着方法であって、前記高温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させ、前記低温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が小さい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させるものである。
なお、上記一対の熱可塑性樹脂成型体を接合する方向とは、対向する一対の熱可塑性樹脂成型体相互を接合する方向のことであり、一対の熱可塑性樹脂成型体の間に配置したマイクロ波誘電発熱体の厚みを少なくする方向のことである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１のマイクロ波誘電発熱体によれば、発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備する。
したがって、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる溶着させる一対の熱可塑性樹脂成型体のうち、融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体に高温発熱部を接触させ、この高温発熱部が所望の発熱温度（溶融温度と呼ぶこともある）に加熱されることで、融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体を所望の溶融状態に制御できる。
一方で、融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が小さい方の熱可塑性樹脂成型体に低温発熱部を接触させ、この低温発熱部が所望の発熱温度に加熱されることで、融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体を所望の溶融状態に制御できる。
これにより、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体を結合して均一に溶着することができる。
【００２０】
このように、マイクロ波誘電発熱体が、発熱温度の異なる高温発熱部と低温発熱部を具備することで、溶着させる一対の熱可塑性樹脂成型体の各々は、マイクロ波誘電発熱体の高温発熱部または低温発熱部によって溶着部位の溶融温度（溶着温度）が容易に制御され、適当な加熱溶融が施される。したがって、加熱不足や過熱から生じる不具合を無くすことができ、信頼性の高い均一な溶着が可能となる。
【００２１】
更に、マイクロ波誘電発熱体は、マイクロ波をエネルギ源とした内部加熱によって発熱するものであることから、短時間で熱可塑性樹脂成型体を加熱することができ、加熱効率が良く、溶着の生産性を高めることができる。
【００２２】
請求項２のマイクロ波誘電発熱体によれば、前記高温発熱部と前記低温発熱部が断面２層構造に形成されてなるものであるから、マイクロ波誘電発熱体の全体の厚さを小さくできる。よって、請求項１に記載の効果に加えて、溶着後の一対の樹脂成型体相互間に間隙が残るのを抑制できて、高い接合強度を確保できる。また、バリの発生を抑制することができる。
【００２３】
請求項３のマイクロ波誘電発熱体によれば、前記高温発熱部と前記低温発熱部は、前記マイクロ波を吸収して所定の発熱温度で昇温停止するマイクロ波吸収材と当該マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とする樹脂バインダーを混合して圧縮成形することによって所定形状に形成されたものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、複雑な形状の一対の熱可塑性樹脂成型体を溶着させる場合でも、それら熱可塑性樹脂成型体の接合面に合わせた形状に設定することができ、確実な溶着が可能である。
【００２４】
請求項４のマイクロ波誘電発熱体によれば、前記高温発熱部と前記低温発熱部の熱容量を同一としているから、低温発熱部が所定の発熱温度に達するまでは、高温発熱部と低温発熱部で昇温速度を同期化して温度差を小さくできる。これによって、高温発熱部と低温発熱部との境界域の温度差（熱膨張率の差）に起因する応力や歪みの発生を少なくできることから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、溶着部位に対する溶融性能を一定の範囲内に保持しやすくなり、溶着精度を向上させることができる。
【００２５】
請求項５のマイクロ波誘電発熱体によれば、前記高温発熱部の熱容量を前記低温発熱部の熱容量よりも小さくしているから、高温発熱部の昇温速度を速くして、高温発熱部と低温発熱部がそれぞれ対応する熱可塑性樹脂成型体の溶融時間を同期化させることができる。これにより、同時期に所望の溶融状態として結合させることができるため、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、溶着時間の短縮を図ることができる。
【００２６】
請求項６のマイクロ波誘電発熱体の溶着方法によれば、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱したときの発熱温度が異なる高温発熱部と低温発熱部を具備したマイクロ波誘電発熱体を、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の熱可塑性樹脂成型体の間に配置するが、この際、前記高温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が高い方及び／または溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させ、前記低温発熱部を前記一対の熱可塑性樹脂成型体のうちの融点が低い方及び／または溶融熱量が小さい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位に接触させる。そして、マイクロ波の照射による誘電加熱でマイクロ波誘電発熱体を発熱させると共に、前記一対の熱可塑性樹脂成型体を接合する方向に押圧力を加える。
【００２７】
すると、一対の熱可塑性樹脂成型体の各々が、マイクロ波誘電発熱体の高温発熱部または低温発熱部によって所望の溶融状態に制御されて、一対の熱可塑性樹脂成型体は均一に溶着され、かつ、押圧力（加圧力）によって密に溶着接合される。
【００２８】
つまり、溶着させる一対の熱可塑性樹脂成型体が融点の異なる異種材料で形成されている場合や、融点は同じだが溶着部位の溶融熱量が異なる場合であっても、融点が高い方及び／または溶融熱量が大きい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位にマイクロ波誘電発熱体の高温発熱部を配置し、融点が低い方及び／または溶融熱量が小さい方の熱可塑性樹脂成型体の溶着部位にマイクロ波誘電発熱体の低温発熱部を配置することで、各熱可塑性樹脂成型体の溶着部位を適切な溶融状態とすることができることから、信頼性の高い均一な溶着が可能となる。
【００２９】
そして、マイクロ波をエネルギ源とした内部加熱によって発熱するものであることから、短時間で熱可塑性樹脂成型体を加熱することができ、加熱効率が良く、溶着の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体の形状の一例で、図１（ａ）は全体の平面図、図１（ｂ）はその切断線Ｘ−Ｘによる断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体によって凹凸条の組合せ構造の一対の樹脂成型体を溶着する事例の説明図で、図２（ａ）はマイクロ波誘電発熱体によって溶着させる一対の樹脂成型体の構造及びマイクロ波誘電発熱体の配置を説明する断面図、図２（ｂ）はマイクロ波誘電発熱体によって凹凸条の組合せ構造の一対の樹脂成型体を加圧しながら溶着する状態を説明する断面図、図２（ｃ）はマイクロ波誘電発熱体によって凹凸条の組合せ構造の一対の樹脂成型体を溶着した溶着後の状態を説明する断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体によって溶着させる一対の樹脂成型体における接合部の変形例を説明する説明図で、図３（ａ）〜（ｆ）は、６種類の接合部の断面形状の説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体の発熱特性を検証した際の断面図の写真である。
【図５】図５は本発明の実施の形態の実施例に係るマイクロ波誘電発熱体によって凹凸条の組合せ構造の一対の樹脂成型体を溶着した状態を説明する断面図の写真である。
【図６】図６は本発明の実施の形態の実施例に係るマイクロ波誘電発熱体にマイクロ波を照射したときの高温発熱部及び低温発熱部の温度変化を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分を意味するから、ここではその重複する詳細な説明を省略する。
【００３２】
［実施の形態］
まず、本発明の実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１について、図１及び図２を参照して、説明する。
本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、部分によって異なる発熱特性を有し、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱して、部分ごとに異なる温度に上昇する。詳細には、所定温度まで昇温すると昇温が停止する温度特性を有し、昇温後の発熱温度を異なる温度に設定した２つの発熱部、即ち、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを有したものである。
【００３３】
そして、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、図１（ｂ）に示したように、所定の発熱温度で昇温が停止する高温発熱部１Ａと、高温発熱部１Ａの発熱温度よりも低い所定の発熱温度で昇温が停止する低温発熱部１Ｂとが断面２層構造に形成されて、マイクロ波誘電発熱体１の表裏で異なる発熱温度に設定可能としたものである。
【００３４】
なお、以下、発熱温度が低温発熱部１Ｂより高い発熱部を高温発熱部１Ａとし、高温発熱部１Ａよりも低い温度で昇温が停止し、発熱温度が高温発熱部１Ａより低い発熱部を低温発熱部１Ｂとしている。
【００３５】
また、ここでは、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１によって溶着させる一対の熱可塑性樹脂成型体を、融点及び溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体に特定して説明する。
そして、一対の熱可塑性樹脂成型体のうち、融点が高く（高融点側）、溶着部位の溶融熱量が大きい方（大溶融熱量側）の熱可塑性樹脂成型体を樹脂成型体ａとし、融点が低く（低融点側）、溶着部位の溶融熱量が小さい方（小溶融熱量側）の熱可塑性樹脂成型体を樹脂成型体ｂとしている。また、樹脂成型体ａの熱可塑性樹脂成型体と樹脂成型体ｂの熱可塑性樹脂成型体を特定しない両者の場合には、樹脂成型体ａ、ｂとしている。
なお、融点の高低（高融点・低融点）、及び、溶融熱量の大小（大溶融熱量・小溶融熱量）は、樹脂成型体ａに対する樹脂成型体ｂ、または、樹脂成型体ｂに対する樹脂成型体ａの相対的な指標である。
【００３６】
本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を構成する高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂは、マイクロ波の誘電加熱により、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂが接する一対の対応する樹脂成型体ａ，ｂの融点以上に昇温したのち、所定温度まで昇温すると昇温が停止するマイクロ波吸収材によって形成されている。
【００３７】
ここで、マイクロ波吸収材としては、キュリー温度を有する磁性特性及び／またはＰＴＣ特性をもつ材料や、マイクロ波の照射による粒子の発熱量と粒子からの放熱量によって温度制御する材料等を用いることで、所定の発熱温度での昇温停止が可能となる。
【００３８】
キュリー温度を有する磁性特性とは、強磁性体から常磁性体に変化する転移温度を有し、所定の転移温度以上ではマイクロ波エネルギの吸収性能を支配する強磁性の性質が失われる特性を指し、キュリー温度を有する磁性特性をもつマイクロ波吸収材を使用することで、マイクロ波の照射により高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂが昇温した際に、キュリー温度以上では強磁性の性質が失われて、マイクロ波の吸収が停止し昇温し難くなり、所定温度で昇温が停止する。
また、ＰＴＣ特性とは、温度の上昇に伴って抵抗値が増大する正の温度係数を有する特性を指し、このＰＴＣ特性を有するマイクロ波吸収材を使用することで、マイクロ波の照射により高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂは昇温と共に抵抗値が上昇して所定の抵抗値で平衡するため、温度が高くなると昇温し難くなり所定温度で昇温が停止する。特に、マイクロ波の誘電加熱によって所定温度に到達すると、それ以上のマイクロ波のエネルギを誘電体損失として吸収しなくなって誘電体損失が減少するから、所定の温度に到達するときの温度誤差が少ないものとなる。
【００３９】
なお、昇温が停止される所定温度とは、一定時間内における昇温変化が、実際には昇温が生じていて、その昇温の変化が略一定と見做すことができる温度とする。このときの昇温誤差は、それまでに誘電体損失として供給されたエネルギからすれば、僅かな誤差に過ぎないもので、溶着に影響を与えるものではない。
【００４０】
このようなキュリー温度を有する磁性特性及び／またはＰＴＣ特性をもつ材料としては、特定のフェライト材料や、ＰＴＳサーミスタ等が挙げられ、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの双方に異なる昇温停止温度特性を持たせることから、それぞれで、一対の樹脂成型体ａ，ｂに対応した所定の溶融温度（溶着温度）に維持できる昇温停止温度を有する材料が選択される。特に、フェライト材料では、例えば、成分、粉末の配合量、粒子の中位径の大きさ等を変化させることで容易に温度特性を設定できる。また、ＰＴＳサーミスタでも、例えば、成分、粉末の配合量、粒子の中位径の大きさ、希土類の配合、ＳｒやＰｂの配合量を制御することにより、容易に温度特性を設定できる。更に、所定の発熱温度で停止する方策として、マイクロ波の照射により発熱する発熱粒子の発熱量と発熱粒子からの放熱量によって温度制御する方法も挙げられる。その際、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂは、同種の材料を使用してもよいし、異種の材料であっても構わない。
【００４１】
このときの昇温停止温度、つまり発熱温度は、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの形状や強度を維持できる温度が設定され、所望とする加熱時間、所望とする溶融温度（溶着温度）、溶着部位の形状や溶融状態、つまり溶融樹脂量や溶融熱量等を考慮して適宜設定されるが、通常、溶融させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの各々に対応して、その各々の融点より５０〜１５０℃高い温度に設定される。これによって、一対の樹脂成型体ａ，ｂを短時間で所望の溶融温度（溶着温度）に加熱して溶融状態とすることができ、かつ、所望の溶融樹脂量として過昇温による過剰な樹脂の溶融を防止できる。
【００４２】
そして、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａにおいては、マイクロ波の照射により、一対の樹脂成型体ａ、ｂのうちの融点が高く溶着部位の溶融熱量が大きい方の樹脂成型体ａの融点以上に昇温したのちに所定の発熱温度で昇温停止することで、樹脂成型体ａの溶着部位の溶融温度に対応した所定の溶融温度（溶着温度）に維持できる。一方、低温発熱部１Ｂでは、マイクロ波の照射により、一対の樹脂成型体ａ、ｂのうちの融点が低く溶着部位の溶融熱量が小さい方の樹脂成型体ｂの融点以上に昇温したのちに高温発熱部１Ａよりも低い所定の発熱温度で昇温停止することで、樹脂成型体ｂの溶着部位の溶融温度に対応した所定の溶融温度（溶着温度）を維持できる。
即ち、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂは、融点及び溶着部の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂのそれぞれの溶融温度に対応した所定の発熱温度を維持できる。これによって、一対の樹脂成型体ａ，ｂのそれぞれの溶融状態を容易に制御することが可能となる。
【００４３】
ここで、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、マイクロ波吸収材の含有率や、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの厚み等の寸法形状によって発熱特性、例えば、熱容量等を任意に設定できる。
【００４４】
マイクロ波吸収材の配合量や、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの寸法形状等を調節することによって、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの熱容量を同一とした場合には、低温発熱部１Ｂが対応する樹脂成型体ｂの融点に達し、更に所定の昇温停止温度になるまで、即ち、所定の発熱温度に達するまで、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂとで昇温速度を同期化させて温度差が小さい状態で昇温させることができる。これにより、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂとの境界域の温度差（熱膨張率の差）に起因する応力や歪みの発生が少なくなり、形状が一定に保持されやすくなり、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの発熱効率に変化が生じ難くて安定した発熱が得られる。したがって、溶着部位に対する溶融性能を一定の範囲内に保持することができて所望の溶融状態を得やすく、所望位置の溶着を容易に行うことができ、溶着精度を向上させることができる。
【００４５】
この際、昇温停止温度が低い低温発熱部１Ｂの昇温が先に停止し、低温発熱部１Ｂの昇温が停止した後も、高温発熱部１Ａがその昇温停止温度に達するまでマイクロ波の照射が続けられるが、低温発熱部１Ｂが所定の発熱温度で昇温を停止する特性を有することで、高温発熱部１Ａの昇温停止温度に達するまでマイクロ波の照射が続いても、過加熱によっての樹脂成型体ｂに対して過剰な溶融を起こすことなく、所望の溶融温度（溶着温度）が維持される。
【００４６】
また、マイクロ波吸収材の配合量や、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの寸法形状等を調節することによって、高温発熱部１Ａの熱容量を低温発熱部１Ｂの熱容量よりも小さくして、高温発熱部１Ａの昇温速度を速くし、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂがそれぞれ対応する一対の樹脂成型体ａ，ｂの融点に到達するまでの時間を同期化させることも可能である。これにより、加熱時間の短縮化を図ることができ、溶着の生産性を向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態の高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを形成するマイクロ波吸収材は粉末または粒子状等の固体が好ましく、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径（粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数または質量が全粉体の５０％をしめるときの粒子径）が０．１〜５００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは３〜３０μｍの範囲内であるものを使用するのが望ましい。該範囲内であれが、十分な発熱を確保でき、かつ、粒子に誘導される電気量、即ち、粒子の電荷量が小さいことで、放電の発生を抑制できる。
【００４８】
また、ふるい分け試験で測定した粒子径の値が３〜３０μｍの範囲内とすることもできる。なお、ふるい分け試験とは、ＪＩＳ−Ｚ−８８０１によって規定された目開きをもつ標準ふるいを用いて、測定対象となる粉末をふるい分けることによって粒度分布を測定する試験方法をいうものである。標準ふるいなどを用いて行う粒径、粒径分布を測定する方法のことである。粒径と、粒径分布の表現は、使用したふるいの目開き（μｍ）とふるい上残量（オーバサイズ）またはふるい下通過量（アンダーサイズ）の全体に対する比率で表される。
【００４９】
そして、樹脂バインダーによりマイクロ波吸収材を固めることで、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位の接合面の寸法形状に対応した所望の寸法形状に形成可能となる。
【００５０】
このときの樹脂バインダーとしては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が使用できる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ユリア樹脂、ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ポリウレタン（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）、ジリアルフタレート樹脂（ＰＤＡＰ）等の使用が可能である。特に、エポキシ樹脂やフェノール樹脂は、接着性に優れるためマイクロ波吸収材と樹脂バインダーとの結合力を良好なものとすることができる。更に、樹脂バインダーとしての熱硬化性樹脂は、固形タイプ、液状タイプが使用できるが、液状タイプを使用すると、マイクロ波吸収材を均一に配しやすくなり形状形成も容易となる。
【００５１】
また、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（ナイロン、芳香族ポリアミド等）、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン等のエンプラや、スーパーエンプラとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアレート、液晶ポリマー、ポリアミドイミド等がある。
【００５２】
なお、マイクロ波吸収材を固める樹脂バインダーは、溶着性に影響を与えない限り、対応させる一対の樹脂成型体ａ，ｂを形成する樹脂と同種の樹脂材料であってもよいし、異種の樹脂材料であってもよく、更に、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂとで同一の樹脂バインダーを用いてもよいし、異なる樹脂バインダーであってもよい。樹脂バインダーを異にする場合には相互に結合できるものであることが条件となる。
また、樹脂バインダーは、通常、マイクロ波吸収材の総量に対して０．１〜５０重量％混合されるが、それらの混合比は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの発熱特性（熱容量、内部抵抗、発熱効率等）や、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの配置箇所や、厚さ・面積等によって決定される。
【００５３】
そして、本実施の形態においては、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを形成するためのマイクロ波吸収材とそれを固める樹脂バインダーとを分散混合した２種類の複合材料を所定の金型に順次充填し、所定条件で圧縮することにより、図１（ｂ）に示すような断面が２層構造の所定形状のマイクロ波誘電発熱体１を作製した。
【００５４】
このように作製したマイクロ波誘電発熱体１によれば、複雑な形状の一対の樹脂成型体ａ，ｂを溶着させる場合でも、それら一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部に合わせた複雑な形状に設定できることから、確実な溶着が可能となる。
【００５５】
なお、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１の形状は、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部の形状に合わせた適宜形状とすることができる。
参考までに、マイクロ波誘電発熱体１の形状の一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）は全体を環状に形成した長円のマイクロ波誘電発熱体１である。環状にすることで電界が大きくなる先端部がなく、マイクロ波による誘電加熱中に放電が生ずるのを激減させることができるため、溶着時に火花放電等が発生し難くなる。また、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部に合わせ易くなり、気密性を確保して接合の信頼性が向上する。
【００５６】
また、マイクロ波誘電発熱体１の全体の厚さは、発熱効率や、溶着部位の接合面積等との関係によって決定され、０．１〜２．０ｍｍの範囲内であるのが好ましく、より好ましくは０．３〜１．０ｍｍの範囲内である。該範囲内であれば、取扱いが容易であるうえ、誘電加熱のばらつきが少なくて高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂのそれぞれで発熱温度を一様に制御することが容易にでき、更に、溶着後の樹脂成型体ａ，ｂ間に間隙が残りにくくバリも発生し難いことから、安定した溶着が得られる。特に、図１（ｂ）に示すような高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂが断面２層構造に形成されてなるマイクロ波誘電発熱体１においては、マイクロ波誘電発熱体１全体の厚さを小さくできることから、溶着後の樹脂成型体ａ，ｂ間に間隙が残るのを抑制できて、高い接合強度を確保でき、また、バリの発生を抑制することができる。
なお、マイクロ波誘電発熱体１の全体が均一の厚みであってもよいし、全体が均一の厚みでなくてもよく、その機械的強度や、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合面積等を考慮して、厚みの変化を持たせることもできる。
【００５７】
そして、マイクロ波誘電発熱体１を溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部の寸法形状に沿った特定形状に形成した場合には、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合面にマイクロ波誘電発熱体１を短時間で設置することが可能であるうえ、複雑な形状の一対の樹脂成型体ａ，ｂに対しても確実に精度よく溶着ができる。
【００５８】
なお、一対の樹脂成型体ａ，ｂの形状や構造が複雑化する程、溶着部位の溶着面も複雑な形状となり、より高精度な溶着が必要とされることになるが、このような場合には、マイクロ波誘電発熱体１を構成する高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂに所定形状の穿設孔を複数個設けることで、その空間にマイクロ波エネルギを使用しないので、穿設孔周囲の温度上昇が高い効率的な温度制御となりマイクロ波誘電発熱体１の溶着速度を早めることができる。特に、穿設孔が高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを貫通する孔である場合、貫通孔を通して一対の樹脂成型体ａ，ｂの樹脂同士を溶着させることも可能であり、接合強度の向上が期待できる。
【００５９】
更に、マイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂにそのような穿設孔を設ける一方で、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部に穿設孔に対応する突起を形成した場合、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの穿設孔に、これに対応する一対の樹脂成型体ａ，ｂの突起を挿入することで、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合面の所定の位置に高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを短時間で正確に位置決めを行うことができ、精度が高い組み付け溶着を行うことができる。
【００６０】
そして、このような樹脂成型体ａの融点以上に昇温したのちに所定の発熱温度で昇温停止する高温発熱部１Ａと、樹脂成型体ｂの融点以上に昇温したのちに高温発熱部１Ａよりも低い所定の発熱温度で昇温停止する低温発熱部１Ｂとが断面２層構造に形成された本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの相互間に配置され、マイクロ波の誘電加熱により発熱することで一対の樹脂成型体ａ，ｂを加熱し溶着する。
【００６１】
詳細には、図２に示されるように、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、その高温発熱部１Ａを、一対の樹脂成型体ａ，ｂのうちの融点が高く溶着部位の溶融熱量が大きい方の樹脂成型体ａの溶着部位に接触させ、また、低温発熱部１Ｂを、一対の樹脂成型体ａ，ｂのうちの融点が低く溶着部位の溶融熱量が小さい方の樹脂成型体ｂの溶着部位に接触させて配置される。
【００６２】
このとき、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を用いて溶着可能な樹脂成型体ａ，ｂとしては、例えば、汎用プラスチック、エンジニアリング・プラスチック、スーパー・エンジニアリング・プラスチック等の一般の熱可塑性樹脂からなる成型体が挙げられる。
例えば、汎用プラスチックとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等がある。
また、エンプラとしては、ポリアミド（ナイロン、芳香族ポリアミド等）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン等がある。
更に、スーパーエンプラとしては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、非晶ポリアレート（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等がある。
【００６３】
特に、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、マイクロ波による内部加熱で発熱するものであり、その発熱温度を高温とすることが可能であるから、ＰＰＳ等の高融点の樹脂にも対応することができる。なお、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂは、上述したような熱可塑性樹脂を母材とするものであれば、公知の樹脂用添加剤、例えば、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、充填材等が配合されていてもよい。
【００６４】
ここで、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１によって溶着接合させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合形状の一例について、図２を用いて、説明する。
高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂが表裏に配設されたマイクロ波誘電発熱体１によって溶着接合させる一対の樹脂成型体ａ，ｂにおいては、その溶着部位を、例えば、図２に示すように、凹凸条の噛み合わせの凹凸組合せ構造とし、この凹凸条の噛み合わせ内にマイクロ波誘電発熱体１を配置して、溶着位置を定めることができる。
【００６５】
図２の凹凸組合せ構造の一対の樹脂成型体ａ，ｂにおいては、樹脂成型体ｂの溶着部位に凸形状の突出部１０を設け、また、樹脂成型体ａの溶着部位に凹形状の嵌合凹部２０を設けることによって、凹凸嵌合する形状、即ち、凹凸組合せ構造とした形状に形成されている。
なお、樹脂成型体ｂの突出部１０の幅と樹脂成型体ａの嵌合凹部２０の溝幅は、嵌め合い嵌合する寸法差に形成されており、例えば、樹脂成型体ｂの突出部１０の幅を嵌合凹部２０の幅より０．１〜０．５ｍｍ程度小さく設定することで、嵌合凹部２０への突出部１０の挿入を容易にできる。
【００６６】
更に、図２の凹凸組合せ構造の一対の樹脂成型体ａ，ｂにおいては、樹脂成型体ｂの突出部１０の先端面１１から内部に向かって凹形状の突出部内空部１２が形成され、また、樹脂成型体ａの嵌合凹部２０の底面２１から更に凹形状の嵌合凹部内空部２２が形成されている。
【００６７】
そして、樹脂成型体ａの嵌合凹部２０に樹脂成型体ｂの突出部１０を挿入して接合方向に嵌合させたときに、図２（ｂ）に示すように、突出部１０の先端面１１と嵌合凹部２０の底面２１とが接して突出部内空部１２と嵌合凹部内空部２２とで閉鎖空間が形成されるように設定されており、この閉鎖空間を形成する突出部内空部１２及び嵌合凹部内空部２２内に高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂからなるマイクロ波誘電発熱体１を収容し、マイクロ波誘電発熱体１の位置決めが正確に行われるようになっている。
【００６８】
このとき、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、樹脂成型体ｂの溶着部位に形成された突出部内空部１２の天井面１３に低温発熱部１Ｂの接触面２Ｂを接触させ、樹脂成型体ａの溶着部位に形成された嵌合凹部内空部２２の底面２３に高温発熱部１Ａの接触面２Ａを接触させて収容される。
【００６９】
なお、図２の閉鎖空間はマイクロ波誘電発熱体１を収容可能とするために、樹脂成型体ｂの突出部内空部１２において接合方向（加圧方向）と交差する方向（図２の左右方向）に対する幅と、樹脂成型体ａの嵌合凹部内空部２２において接合方向と交差する方向（図２の左右方向）に対する幅は、マイクロ波誘電発熱体１の断面における幅（図２の左右方向）より大きくなっている。
また、突出部内空部１２における接合方向に対する長さ（高さまたは深さともいえる）と嵌合凹部内空部２２における接合方向に対する長さ（深さともいえる）との和がマイクロ波誘電発熱体１の厚み（接合方向に対する長さまたは高さともいえる）と略同じになっている。
このため、突出部内空部１２と嵌合凹部内空部２２によって形成される閉鎖空間はマイクロ波誘電発熱体１の容積より大きな容積を要し、閉鎖空間はマイクロ波誘電発熱体１の接合方向に交差する方向の両面側に残存空間３１を有する。
【００７０】
また、図２においては、樹脂成型体ａの嵌合凹部内空部２２の接合方向に対する長さは、樹脂成型体ｂの突出部内空部１２の接合方向に対する長さより大きくしている。これにより、マイクロ波誘電発熱体１の厚み（接合方向に対する長さまたは高さ）の半分以上を嵌合凹部内空部２２内に収容できるため、マイクロ波誘電発熱体１を嵌合凹部内空部２２内に配置した後、突出部１０を嵌合凹部２０内に挿入して嵌合させるとき、マイクロ波誘電発熱体１の位置ずれが抑制され、樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂの確実な嵌め合いが容易に行える。
【００７１】
ここで、樹脂成型体ａの嵌合凹部内空部２２の接合方向に対する長さを大きくすることで、高温発熱部１Ａが樹脂成型体ａの嵌合凹部内空部２２に完全に収容されて、樹脂成型体ｂの先端面１１が高温発熱部１Ａの周囲に配置されない構造となる。これにより、樹脂成型体ｂの先端面１１において高温発熱部１Ａによる熱の影響を少なくできるが、樹脂成型体ａの溶着部位となる嵌合凹部内空部２２は、樹脂成型体ｂの溶着部位となる突出部内空部１２より深くなっていることから、樹脂成型体ａの溶着部位の溶着に必要とされる溶融熱量は樹脂成型体ｂより大きくなる。したがって、樹脂成型体ａに高融点側の熱可塑性樹脂を使用し、樹脂成型体ｂに低融点側の熱可塑性樹脂を使用する場合以外でも、即ち、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂに同じ融点の熱可塑性樹脂を使用したときでも、溶着部位の形状によっては、必要とされる溶融熱量が異なる場合が生じる。
【００７２】
なお、図２においては、樹脂成型体ｂの突出部１０の先端面１１から内部側に形成した凹部である突出部内空部１２及び樹脂成型体ａの嵌合凹部２０の底面２１から更に凹条に形成した嵌合凹部内空部２２が、断面長方形状に形成されているが、本発明を実施する場合には、この形状に限定されるものではなく、図３に例示するような種々の形状も可能である。
【００７３】
続いて、マイクロ波誘電発熱体１による溶着について、ここでは図２の凹凸組合せ構造の一対の樹脂成型体ａ，ｂを溶着する例を挙げて説明する。
図２の凹凸組合せ構造の一対の樹脂成型体ａ，ｂにおいて、突出部１０が嵌合凹部２０に挿着され、突出部１０の先端面１１と嵌合凹部２０の底面２１が接して突出部内空部１２及び嵌合凹部内空部２２によって形成される閉鎖空間内にマイクロ波誘電発熱体１を収容し、マイクロ波誘電発熱体１の低温発熱部１Ｂの接触面２Ｂを樹脂成型体ｂの突出部内空部１２の天井面１３に接触させ、また、高温発熱部１Ａの接触面２Ａを樹脂成型体ａの嵌合凹部内空部２２の底面２３と接触させた状態で、マイクロ波を照射すると、マイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂは、マイクロ波吸収材によってマイクロ波を吸収し、マイクロ波で供給された電磁波のエネルギを熱に変換して昇温する。そして、マイクロ波誘電発熱体１の温度上昇に伴う放射熱及び／または熱伝導エネルギを、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの周囲に配置する一対の樹脂成型体ａ，ｂに与えることで、一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位を溶融させる。
【００７４】
このときのマイクロ波誘電発熱体１を加熱するマイクロ波発生装置としては、マイクロ波を照射することができる形態であればよく、市販の産業用マイクロ波発生装置が使用される。また、マイクロ波の照射時間や出力は、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの種類、形状や、マイクロ波誘電発熱体１の熱容量、内部抵抗、発熱効率等によって決定される。
【００７５】
ここで、本実施の形態においては、前述したように、融点が高く溶着部位の溶融熱量が大きい樹脂成型体ａには、樹脂成型体ａの融点以上に昇温したのちに、所定の発熱温度で昇温停止するマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａを接触させ、一方で、樹脂成型体ａに比べて融点が低く溶着部位の溶融熱量が小さい樹脂成型体ｂには、樹脂成型体ｂの融点以上に昇温したのちに、高温発熱部１Ａよりも低い所定の発熱温度で昇温停止する低温発熱部１Ｂを接触させている。
【００７６】
このため、低温発熱部１Ｂに接触する樹脂成型体ｂ側では、低温発熱部１Ｂに接触した接触部やその接触部近傍や低温発熱部１Ｂの周囲がマイクロ波の照射により樹脂成型体ｂの融点以上に昇温される低温発熱部１Ｂによって加熱されることで、溶融し始める。そして、低温発熱部１Ｂにおいては、所定の発熱温度で当該昇温が停止するため、マイクロ波の照射を続けても、過剰に昇温することなく、樹脂成型体ｂに対して所望の溶融温度（溶着温度）に維持でき、溶融樹脂量を制御して所望の溶融状態とすることができる。即ち、低温発熱部１Ｂが所定の発熱温度以上に昇温することがないため、過昇温によって樹脂成型体ｂを過剰に溶融してその形状や強度を低下させることなく、樹脂成型体ｂの溶融が制御される。
【００７７】
一方、高温発熱部１Ａに接触する樹脂成型体ａ側では、高温発熱部１Ａに接触した接触部やその接触部近傍や高温発熱部１Ａの周囲がマイクロ波の照射により樹脂成型体ａの融点以上に昇温される高温発熱部１Ａによって加熱されることで溶融し始める。即ち、樹脂成型体ｂよりも融点が高く溶着部位の溶融熱量が大きい樹脂成型体ａにおいては、樹脂成型体ａの融点以上に昇温される高温発熱部１Ａによって加熱されることから、溶着部位の加熱不足が生じることはなく、高温発熱部１Ａによって樹脂成型体ａの溶融が制御される。
【００７８】
このとき、本実施の形態では、高温発熱部１Ａが昇温する最大温度は、樹脂成型体ａの溶着部位を適切に溶融できる所定の発熱温度に設定されていて、この所定の発熱温度で昇温が停止するため、マイクロ波の出力を制御しなくても過剰に昇温することがなく、樹脂成型体ａを所望の溶融温度（溶着温度）に維持でき、溶融樹脂量を制御して所望の溶融状態とすることができる。また、高温発熱部１Ａの過昇温による高熱が樹脂成型体ｂにも熱伝導して樹脂成型体ｂの樹脂を過剰に溶融してしまうという事態を防止することもできる。
【００７９】
そして、溶着の際、通常は、一対の樹脂成型体ａ，ｂ間が十分に溶着されるように、一対の樹脂成型体ａ，ｂを接合する方向に、一対の樹脂成型体ａ，ｂ間の間隔が狭くなるような押圧力（自重であってもよい）が加えられる。
【００８０】
特に、図２の凹凸組合せ構造の一対の樹脂成型体ａ，ｂにおいては、突出部１０と嵌合凹部２０が嵌合した際に、突出部１０の先端面１１は嵌合凹部２０の底面２１と接するようになっているが、このとき、先端面１１と底面２１とが接しても樹脂成型体ｂと樹脂成型体ａとの間に間隙３０が生じるように設定されており、図２（ｂ）に示すように、間隙３０を減ずる方向に加圧すると（以下、樹脂成型体ｂと樹脂成型体ａ間の間隙３０を減ずる方向を「加圧方向」と呼ぶ。）、先端面１１と底面２１との接合面に圧力が加わるようになっている。
【００８１】
したがって、接合方向（加圧方向）に対し互いに接する凹凸組合せ構造とした一対の樹脂成型体ａ，ｂの嵌合凹部内空部２２及び突出部内空部１２によって形成された閉鎖空間内に収容したマイクロ波誘電発熱体１に対して、マイクロ波が照射（例えば、０．５〜１０ＫＷの出力）され、更に、樹脂成型体ｂと樹脂成型体ａの間の間隙３０を減ずる方向に外力が付与されて加圧（例えば、０．１〜５．０ＭＰａ）されると、図２（ｃ）に示すように、低温発熱部１Ｂの加熱により所望の溶融状態とした樹脂成型体ｂの樹脂と、高温発熱部１Ａの加熱により所望の溶融状態とした樹脂成型体ａの樹脂とが流動しながら絡み合って結合し、冷却されると樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂが均一に、かつ、加圧力によって密に、溶着接合される。
【００８２】
この際、樹脂成型体ｂの溶融樹脂と樹脂成型体ａの溶融樹脂とが、閉鎖空間内のマイクロ波誘電発熱体１が占有する部分以外の残存空間３１や、突出部１０の側面１５と嵌合凹部２０の側面２５によって形成される隙間空間３２に拡がりながら結合することで、より樹脂成型体ｂの溶融樹脂と樹脂成型体ａの溶融樹脂が一体化され、高い接合強度を得ることができる。
【００８３】
以上説明してきたように、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位を凹凸条の組合せ構造とし、予め既定された閉鎖空間を形成する凹部としての突出部内空部１２及び嵌合凹部内空部２２内に高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを有するマイクロ波誘電発熱体１を配置することで、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂの溶着部位の溶融状態を自在に制御できる。
この際、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂに照射するマイクロ波の照射時間（つまりは、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂに加わるエネルギ量）や、加圧距離等によって溶融樹脂量を調節して、溶着時の接合面積を広く設定し接合強度を上げることが可能である。
【００８４】
特に、凹凸構造の溶着構造とした一対の樹脂成型体ａ，ｂ間にマイクロ波誘電発熱体１を配置しているため、機械的強度の高い接合部間の接続ができる。また、溶着によって一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部から溶融樹脂が外部に食みだし難くて見栄えがよく、密閉性も容易に得ることができる。
更に、既定の位置に設けた閉鎖空間を形成する凹部としての突出部内空部１２及び嵌合凹部内空部２２内にマイクロ波誘電発熱体１を配することで、樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂとを溶着する溶着部位となる突出部１０と嵌合凹部２０内の所定の位置に精度良く配置されてマイクロ波誘電発熱体１の位置ずれが防止される。また、閉鎖空間によってマイクロ波誘電発熱体１の温度が逃げにくくて、加熱効率が高いものとなり、一対の樹脂成型体ａ，ｂが溶融しやすくなる。このため、溶着部位に対して所望とする溶融状態が得られ易く、溶着精度や仕上がりの美観が向上する。
加えて、図２においては、溶着前から一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部の凹凸条の組合せが接合方向に対して互いに接している、即ち、樹脂成型体ｂの先端面１１と樹脂成型体ａの底面２１が接合方向に対し互いに接していることで高いシール性を確保できる。
【００８５】
なお、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を形成する樹脂バインダーに熱可塑性樹脂が使用されている場合には、マイクロ波の照射によりその樹脂が溶融することで、高温発熱部１Ａのバインダー樹脂と高温発熱部１Ａによって溶融した樹脂成型体ａの樹脂とが溶着し、また、低温発熱部１Ｂのバインダー樹脂と低温発熱部１Ｂによって溶融した樹脂成型体ｂの樹脂とが溶着する。
また、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を形成するバインダーに熱硬化性樹脂が使用されている場合、マイクロ波誘電発熱体１は、マイクロ波の照射によってもその形状を維持することができるため、溶着部位の溶融状態の制御が容易となる。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のどちらを使用するかは、所望とする溶着仕様によって適宜選択される。
【００８６】
こうして、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂの間に配置してマイクロ波を照射すると共に、樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂを接合する方向に所定の押圧力を加えることで、マイクロ波誘電発熱体１による一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位の溶融化と、一対の樹脂成型体ａ，ｂ相互間の加圧によって、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂは溶着部位で溶着され、同時に、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂ相互間にマイクロ波誘電発熱体１が埋没して樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂ相互間の隙間が減少して、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂは密接に接合して一体化される。
【００８７】
特に、図２（ｂ）に示したように、樹脂成型体ｂの突出部１０を除いた加圧方向底面１４と、樹脂成型体ａの嵌合凹部２０を除いた加圧方向天井面２４間に間隙３０が生じる設定、即ち、加圧方向に加圧のための加圧距離が設定されている場合には、加圧方向に対し樹脂成型体ｂの突出部１０の先端面１１と樹脂成型体ａの嵌合凹部２０の底面２１とが接合した状態で加圧されることになるため、溶着後の樹脂成型体ｂと樹脂成型体ａ間は極めて高いシール性が確保される。
【００８８】
なお、加圧距離、つまり隙間３０は、溶融した樹脂が残存空間３１を充填することができ、更に、隙間空間３２から溢れ出さない範囲内に収めることで、溶融樹脂が隙間３２空間から溢れ出さずにバリの発生が防止され、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂを密着させて、精度のよい接合を行うることができ、良好な意匠性を確保できる。
そして、溶融樹脂量は、マイクロ波エネルギの照射時間や、マイクロ波誘電発熱体１の発熱温度、つまりは熱容量を制御することによって所望の容量とすることができる。
【００８９】
ところで、本発明を実施する場合には、マイクロ波誘電発熱体１によって溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部に関し、上述した図２に示した接合方向（加圧方向）に対し互いに接する凹凸組合せ構造に限定されるものではない。
例えば、図３（ａ）に示したように、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合部において突出部内空部１２及び嵌合凹部内空部２２を無くした凹凸の組合せ構造や、図３（ｂ）に示すように、突出部１０の先端から内部に向かって凹形状の凹欠条４１を形成し、また、嵌合凹部２０の底面から更に凹形状の凹欠条４２を形成し、その凹欠条４１，４２の間にマイクロ波誘電発熱体１を配置させる構造とすることもできる。
【００９０】
更に、図３（ｃ）に示すように、突出部１０の先端に１条または２条以上の突起条（図３（ｃ）においては２個の突起条５１）を形成し、また、嵌合凹部２０の底にも１条または２条以上の突起条（図３（ｃ）においては２個の突起条５２）を形成し、その突起条５１，５２の間にマイクロ波誘電発熱体１を配置させる構造や、図３（ｄ）に示すように、突出部１０に先端から内部に向かって凹形状の凹欠条６１を形成し、嵌合凹部２０の底の両側（接合方向と交差する方向）に側部に向かって凹形状の凹欠条６２を形成した構造とすることもできる。
【００９１】
また、図３（ｅ）に示すように、突出部１０の先端側の両側（接合方向と交差する方向）に切欠条７１を形成することや、図３（ｆ）に示すように、嵌合凹部２０の底の中央に上部開口溝条８１を形成することも可能である。このような場合には、その切欠条７１や上部開口溝条８１の中に溶融樹脂を導くことができることから、切欠条７１や上部開口溝条８１によるアンカー効果が期待でき、接合強度を上げることができる。
【００９２】
勿論、接合面が平坦な一対の樹脂成型体ａ，ｂに対しても、マイクロ波誘電発熱体１によって均一に溶着することができる。
このとき、マイクロ波誘電発熱体１は、通常、接合面の幅方向の略中心に設置され、マイクロ波誘電発熱体１の幅は、十分に一対の樹脂成型体ａ，ｂを加熱溶着できる程度の大きさを確保する一方で、溶着時に接合面から溶融した樹脂がはみ出し、バリが発生することを防止するため、接合面の幅より狭い幅に設定される。例えば、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合面の幅が３ｍｍ程度であれば、その中心に設置するマイクロ波誘電発熱体１の幅は０．５〜２ｍｍ程度が好ましく、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合面の幅が５ｍｍ程度であれば、その中心に設置するマイクロ波誘電発熱体１の幅は１．５〜４ｍｍ程度が好ましい。
【００９３】
このように、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１は、所定の異なる発熱温度で昇温停する高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを具備するものであり、一対の樹脂成型体ａ，ｂの各々の溶融状態に対応できる高温発熱部１Ａまたは低温発熱部１Ｂを樹脂成型体ａ，ｂのそれぞれに接触させて溶着を行う。このとき、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂのそれぞれは、所定の温度以上に昇温することがないため、一対の樹脂成型体ａ，ｂの各々の溶着部位は最適な溶着温度に維持され、所望の溶融状態に制御される。このため、均一で最適な溶融状態が得られ、過熱による焼け、形状異常、強度低下等の不具合は発生しにくい。また、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂは所定の発熱温度以上に昇温することがないことから、マイクロ波の出力を制御する必要がなく、簡便な溶着が可能となる。
【００９４】
こうして、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１によれば、異なる昇温停止温度を有して異なる発熱温度に制御可能な高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを有することにより、一対の樹脂成型体ａ，ｂに対して、それらに対応した溶融温度（溶着温度）を維持して溶融制御が可能であることで、信頼性の高い均一な溶着が可能である。
【００９５】
そして、本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１によれば、一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位の寸法形状に合わせて高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを作製することで、一対の樹脂成型体ａ，ｂを局部的に加熱する一部の溶着や、広範囲な全体を一度に加熱する全体的な溶着であっても、容易に行うことができる。
【００９６】
このように本実施の形態のマイクロ波誘電発熱体１を使用することで、溶着する一対の樹脂成型体ａ，ｂの融点が相違するものや、溶着部位の形状による溶着範囲の相違によって溶融熱量が相違するものであっても、容易に均一で信頼性の高い溶着を可能とする。
なお、本実施の形態では溶着させる樹脂成型体を２種類で説明しているが、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂの発熱特性を、溶着する一対の樹脂成型体ａ，ｂに合わせることで、融点及び／または溶融熱量が異なる３種類以上の樹脂成型体に適用させることも可能となる。
【００９７】
因みに、このような樹脂成型体として適用でき、溶着可能な樹脂部品としては、例えば、自動車用のオートマッチックトランスミッション用樹脂製バルブボディや、自動車用としてのＣＶＴ、ＨＶ等用のバルブボディや、インテークマニホールド、リザーバタンク等が挙げられる。自動車用以外では、油圧制御が必要な装置用の樹脂製バルブボディ、油圧制御ブロック、燃料電池のセパレータ等の多層の樹脂部品を固定して組み立てる成形品や、複数の配管・ホースをまとめてインテークマニホールドのように分岐させ、分割・接合する成形品等にも適用可能である。勿論、これらに限定されるものではなく、融点が異なる異種材料の接合が必要な部品や、溶着部位の形状が異なる部品等の溶着に幅広く使用することができる。
【００９８】
[実施例]
次に、本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１の実施例を具体的に説明する。
本実施例においては、マイクロ波吸収材としてキュリー温度を有する磁性特性及びＰＴＣ特性をもつフェライト粉を使用し、また、マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とする樹脂バインダーとして、液状エポキシ樹脂（（株）サンライズ、耐熱エポキシ樹脂）を使用した。
【００９９】
具体的には、高温発熱部１Ａの材料として、昇温停止温度が４００℃のフェライト粉（ＪＦＥケミカル（株）製ニッケルフェライト粉）を用い、低温発熱部１Ｂの材料として、昇温停止温度が３００℃のフェライト粉（ＪＦＥケミカル（株）製ニッケルフェライト粉）を用い、これらの材料のそれぞれに、樹脂バインダーとしての液状エポキシ樹脂を、フェライト粉８４重量％とエポキシ樹脂１６重量％の配合割合となるように混合して、２種類の複合材料を準備した。そして、この２種類の複合材料を所定形状の金型に順次（高温発熱部１Ａの材料と低温発熱部１Ｂの材料のどちらを先にしてもよい）充填して、室温で５００Ｎの圧力で圧縮成形した後、金型から脱型した。そして、１日以上自然硬化させることによって所定形状の高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂからなる断面が２層構造のマイクロ波誘電発熱体１を形成した。
【０１００】
ここでは、マイクロ波誘電発熱体１は、図１（ａ）に示したような、長径が２０ｍｍ、短径が１０ｍｍの長円環状とした。そして、図１（ｂ）に示したような、断面厚みが１．８ｍｍ、断面幅が１．０ｍｍの四角状の断面形状を有し、高温発熱部１Ａの厚みと低温発熱部１Ｂの厚みが略同一となるようにした。
【０１０１】
ここで、この実施例のマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂにおいて、所望の発熱特性が得られるか、つまり、所定の発熱温度となるか、検証を行った。
具体的には、溶着させる一対の樹脂成型体をＰＰＳ樹脂（東レ（株）製『Ａ４００Ｍ×０１』、融点；約２８０℃）で作製し、高温発熱部１Ａに接したＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体と低温発熱部１Ｂに接したＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体とで溶融状態に差が生じるかの確認を行った。
【０１０２】
ここでは、溶着させる一対のＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体の一方に、マイクロ波誘電発熱体１の位置決めを行う突起を設け、実施例のマイクロ波誘電発熱体１を溶着部位に容易に位置決めして配置できるＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体を作製した。
そして、この突起にマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａを挿入し、突起を設けていない樹脂成形体の他方に低温発熱部１Ｂを接触させ、マイクロ波を照射（出力；１９００Ｗ）すると共に、一対のＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体間の間隙を減ずる方向に２ＭＰａの圧力を６０秒間加えることによって、溶着させた。
【０１０３】
その結果、図４に示したように、高温発熱部１Ａに接した一方の樹脂成型体ａのＰＰＳ樹脂は溶融が生じた一方で、低温発熱部１Ｂに接した他方の樹脂成型体ｂのＰＰＳ樹脂は溶融が殆ど生じていないことが確認された。この溶融状態の相違という結果から、本実施の形態に係る実施例のマイクロ波誘電発熱体１は、狙い通りに高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂとで異なる発熱温度に発熱、つまり、異なる発熱特性を有することが検証できた。
【０１０４】
ここで、実施例１のマイクロ波誘電発熱体１の単体での温度変化の測定結果を図６に示す。図６は、マイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａの表面温度と低温発熱部１Ｂの表面温度のマイクロ波照射による発熱温度変化を経時的に測定した結果をグラフに示した図である。
図６から、高温発熱部１Ａの発熱温度の変化と低温発熱部１Ｂの発熱温度の変化は、高温発熱部１Ａの方が低温発熱部１Ｂより高い温度を示しているが、その変化の度合いは、殆ど差が見られない。このことから、実施例のマイクロ波誘電発熱体１においては、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂは略同一の熱容量となっていることが判明した。
【０１０５】
次に、このように高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂとで異なる発熱特性を有する実施例のマイクロ波誘電発熱体１を使用して、融点の異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着を行った。
ここでは、図２に示したような、樹脂成型体ａ（東レ（株）製『Ａ４００Ｍ×０１』、融点；約２８０℃のＰＰＳ樹脂を使用）と樹脂成型体ｂ（日本ポリプロ（株）製  『ＢＣ−８』、融点；約１８０℃のＰＰ樹脂を使用）を凹凸組合せ構造とし、突出部内空部１３と嵌合凹部内空部２２とによって形成される閉鎖空間内に、実施例のマイクロ波誘電発熱体１を配置した。この際、樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂの溶着部位は、図２に示したような、実施例のマイクロ波誘電発熱体１を容易に位置決めして配置できるような形状に作製されている。
【０１０６】
マイクロ波誘電発熱体１の配置は、昇温停止温度が４００℃のフェライト粉を使用して形成した高温発熱部１Ａを樹脂成型体ｂに比べ融点が高くて溶着部位の熱量が大きいＰＰＳ樹脂からなる樹脂成型体ａに接触させ、また、昇温停止温度が３００℃のフェライト粉を使用して形成した低温発熱部１Ｂを樹脂成型体ａに比べ融点が低くて溶着部位の熱量が小さいＰＰ樹脂からなる樹脂成型体ｂに接触させた。
【０１０７】
そして、マイクロ波を照射（出力；１９００Ｗ）すると共に、一対の樹脂成型体ａ，ｂ間の間隙３０を減ずる方向に２ＭＰａの圧力を６０秒間加えることによって、一対の樹脂成型体ａ，ｂを溶着させた。
【０１０８】
そのときの溶着状態を図５に示す。図５に示したように、融点及び溶着部位の溶融熱量が異なる樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂは溶着部位にて十分に溶融して溶着していた。
【０１０９】
これより、高温発熱部１Ａ及び低温発熱部１Ｂを有する断面２層構造のマイクロ波誘電発熱体１を使用することで、樹脂成型体ａの溶融樹脂（ＰＰＳ樹脂）と樹脂成型体ｂの溶融樹脂（ＰＰ樹脂）のそれぞれが適度に溶融して絡み合って結合し、更に、閉鎖空間においてマイクロ波誘電発熱体１が占有する部分以外の残存空間３１や突出部１０の側面１５と嵌合凹部２０の側面２５によって形成される隙間空間３２にも溶融した樹脂が拡がって樹脂成型体ａと樹脂成型体ｂが均一に溶着していることが分かる。
【０１１０】
ここで、このようにして溶着した溶着品の溶着強度をプッシュプルゲージを用いて測定した。
測定に使用した溶着品は、平面視の形状が長方形（縦３０ｍｍ×横５０ｍｍ）の樹脂成型体ａと、同じく長方形（縦３０ｍｍ×横５０ｍｍ）の樹脂成型体ｂとを、十字形状（クロス形状）になるように溶着したものである。
【０１１１】
この溶着品の溶着強度の測定に際しては、樹脂成型体ａの両端をワイヤで固定し、樹脂成型体ｂの両端をプッシュプルゲージに接続した。そして、プッシュプルゲージを５ｍｍ／ｓの速度で上方に引き上げ、樹脂成型体ａ及び樹脂成型体ｂが分離したときの強度を溶着強度とした。
その結果、溶着強度は７．３ＭＰａとなり、通常、必要とされる強度が５ＭＰａ以上であることから、良好な溶着強度であることが確認された。
【０１１２】
そして、このような良好な溶着性能を示す実施例のマイクロ波誘電発熱体１では、上述したように図６の結果から、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂが略同一の熱容量となっている。
したがって、低温発熱部１Ｂが昇温停止する発熱温度までは、マイクロ波誘電発熱体１自身は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの境界域において温度差（熱膨張率の差）に起因する応力や歪みの発生が少なく、形状が保持されやすい。また、低温発熱部１Ｂが昇温停止する発熱温度までは、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの発熱温度に差が生じ難いことから、樹脂成型体ａの溶着部位と樹脂成型体ｂの溶着部位で略均一に温度上昇が行われる。
これにより、溶着部位に対する溶融性能を一定の範囲内に制御しやすくなり、樹脂成型体ａ，ｂを所望の溶融状態として、精度の高い溶着を行うことができた。
【０１１３】
ここで、溶着部位の形状や、マイクロ波の照射条件によっては、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを略同一の熱容量とせずに、異なる熱容量とすることも可能である。例えば、溶着部位の範囲が狭く、マイクロ波の照射時間が短時間で済み、加熱による熱の影響が溶着部位以外へ及び難い場合には、異なる熱量とすることができる。かかる場合、高温発熱部１Ａの熱容量を低温発熱部１Ｂの熱容量よりも小さくすることで、高温発熱部１Ａの昇温速度が低温発熱部１Ｂの昇温速度より速くなり、昇温停止する発熱温度に達するまでの時間を同じにすることができる。これにより、マイクロ波の照射時間が短くなることから生産性が向上する。
【０１１４】
ところで、上記説明では、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１が、融点及び溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂ間に配置される事例で説明したが、マイクロ波誘電発熱体１が発熱温度の異なる高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを具備することで、融点は同じであるが溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂでも同様の効果は得られる。なお、融点が異なる場合でも溶着部位の熱容量が同一となる場合もある。
即ち、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１によれば、発熱温度の異なる高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを具備することで、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂを均一に溶着することが可能である。
【０１１５】
以上説明してきたように、本発明の実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１は、融点及び／または溶着部位の溶融熱量が異なる一対の樹脂成型体ａ，ｂの間に配置され、マイクロ波の照射による誘電加熱で発熱するマイクロ波誘電発熱体１であって、一対の熱可塑性樹脂成型体ａ，ｂのうちの一方の融点が高い方及び／または溶着部位の溶融熱量が大きい方の樹脂成型体ａに対応させた融点以上に昇温したのち、所定の発熱温度で昇温が停止する高温発熱部１Ａと、他方の融点が低い方及び／または溶着部位の溶融熱量が小さい方の樹脂成型体ｂに対応させた融点以上に昇温したのち、高温発熱部１Ａの昇温停止温度よりも低い所定の発熱温度で昇温が停止する低温発熱部１Ｂとを具備するものである。
【０１１６】
そして、このようなマイクロ波誘電発熱体１の使用は、マイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａを高い融点及び／または溶着部位が大きい溶融熱量の樹脂成型体ａの溶着部位に接触させ、低温発熱部１Ｂを低い融点及び／または溶着部位が小さい溶融熱量の樹脂成型体ｂの溶着部位に接触させて、一対の樹脂成型体ａ，ｂの間に配置し、マイクロ波の照射による誘電加熱でマイクロ波誘電発熱体１を発熱させ、一対の樹脂成型体ａ，ｂの接合方向に押圧力を加えながら、一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位を溶融して溶着するマイクロ波誘電発熱体１による溶着方法の発明として捉えることもできる。
【０１１７】
このように、一対の樹脂成型体ａ，ｂのそれぞれの溶着部位に対応した発熱特性を有する２種の発熱部１Ａ，１Ｂ、即ち、昇温停止温度が異なる高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂを具備するマイクロ波誘電発熱体１とすることによって、マイクロ波により加熱される発熱部の発熱温度を異にして制御することができる。
【０１１８】
したがって、溶着させる一対の樹脂成型体ａ，ｂが融点の異なる異種の熱可塑性樹脂で成形されている場合や、同一の熱可塑性樹脂で成形されているが溶着部位の形状によって溶融熱量が異なる場合でも、各樹脂成型体ａ，ｂに対して所望の溶融状態に制御することが容易であり、信頼性の高い均一な溶着が可能である。
特に、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１の高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂはそれぞれ加熱温度が所定の到達温度で、それ以上の昇温が停止することから、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂのそれぞれで発熱温度が均一化されて所定の到達温度範囲に定まる。よって、安定した溶融状態での均一な溶着が可能となる。
【０１１９】
そして、マイクロ波誘電発熱体１は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの発熱温度を異にして制御できることから、溶着する一対の樹脂成型体ａ，ｂの各溶着部位に適する温度に、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの発熱温度を各々で設定可能であり、２種以上の熱可塑性樹脂を含んだ成型体の溶着や、２以上に分割して溶着する必要がある複雑形状の成型体であっても溶着が可能となる。
【０１２０】
更に、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂが断面２層構造に形成されてなるものであるから、マイクロ波誘電発熱体１の全体の厚みを小さくできることで、溶着後の樹脂成型体ａ，ｂ間に間隙が残るのを抑制できる。よって、高い接合強度を確保でき、また、バリの発生を抑制することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂが、マイクロ波を吸収して所定の発熱温度で昇温停止するフェライト粉等のマイクロ波吸収材と、マイクロ波吸収材を分散させて圧縮成形自在とするエポキシ樹脂等の樹脂バインダーを混合して圧縮成形することによって所定形状に形成されたものであることから、複雑な形状の一対の樹脂成型体ａ，ｂを溶着させる場合でも、それら一対の樹脂成型体ａ，ｂの溶着部位に合わせた形状に設定することができ、確実な溶着が可能である。
【０１２２】
なお、本実施の形態に係るマイクロ波誘電発熱体１は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂが断面２層構造に形成されてなるものであるが、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの間に中間層を設けた３層構造とすることも可能である。この場合、中間層は、高温発熱部１Ａと低温発熱部１Ｂの略中間の発熱温度に発熱する構造としたり、発熱しない材料で形成したりする。
【符号の説明】
【０１２３】
１    マイクロ波誘電発熱体
１Ａ    高温発熱部
１Ｂ    低温発熱部
１０    突出部
１２    突出部内空部
２０    嵌合凹部
２２    嵌合凹部内空部
ａ，ｂ  樹脂成型体
【図１】
2016078377.tif 000003
【図２】
2016078377.tif 000004
【図３】
2016078377.tif 000005
【図６】
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【図４】
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【図５】
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