专利名称：超声波熔接结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过对相同材质的塑料部件彼此之间进行超声波熔接而得到的塑料制品的超声波熔接结构体。尤其是涉及接长容器片、从而加长了尺寸的超声波熔接结构体，其保持了接合强度，而且，在所希望的高度、长度和宽度方向上加长了尺寸。结构体背景技术一直以来，人们就把塑料制的容器，作为在工厂装零件等的常用小型集装箱广泛使用，这是因为它既轻又具有机械强度，对于污脏可简单地洗净，从而使用性好，耐久性优良。
在工厂，必须将各种尺寸规格的容器的库存量，控制在必要的最低限度，高效率地进行管理。因此，一直以来，遇到需要时，为了得到将尺寸加长到所希望的高度、长度或宽度的容器，便实施接长的方法。一个是，在接长容器以加长其尺寸时，将金属紧贴在接合面上，用铆钉或销进行接合的方法，该方法被广泛应用。但是，最近因环保问题，在处理废弃物时要求不排出工业废弃物。现有的容器的加长制品，在接缝处使用铆钉和销等金属。因此，在废弃这些物品时，必须在分离了不同材质的材料的铆钉和销之后，才能进行回收。实际上，由于费工夫所以目前是作为工业废弃物丢弃。
用铆钉接合，在横向上加长了尺寸的容器7的立体图示于图1。把将容器制品切断成必要长度之后的容器片7a、7b、7c的切断部对合，由此而形成具有间隙的接合部J。以跨过该接合部J的方式将接头8贴上，用铆钉82将容器片7a、7b、7c接合起来。另外，通过跨过接合部J，从上方覆盖接合框81而对容器片的侧壁73的上边部进行加强。这里，接头8和接合框81是金属制的，例如是铝制的。铆钉82本身也是金属。因此，通过接长而增长了尺寸的容器或瓦楞板纸，在用完后回收时，为分解接头8，接合框81和铆钉82而要费工夫，而且，金属作为异物混入塑料材料中的情况是不可避免的，进行分离则需要很多工时。
另一方面，也可通过超声波振动，利用接合部产生的摩擦热，对相同塑料材质的容器片之间进行超声波熔接。此时，已开发出超声波熔接所用的前端部为平坦状的超声波熔接工具。采有这种方法，可减少熔接部毛刺的发生。例如，制造墨水罐就采用了这种方法，该墨水罐收装用于向墨水喷射头夹头的记录头供给的墨水。即，能可靠地防止在熔接构成墨水罐的罐箱和盖时所产生的树脂溢出即熔接毛刺的发生(参照专利文献1)。
这里，对超声波熔接作说明。如图2所示，超声波熔接装置1除了主轴100外，还具有未图示的超声波的发送装置、气缸的加压装置等。主轴100的前端部备有超声波熔接工具的超声波焊头2。从接合部J的上方推压超声波焊头2，该接合部J形成于重叠放置在作业台200上的工件片6a、6b相重叠的部位上。接着，一边对接合部J加压、一边实施超声波振动，由此，接合部J便被加热、熔接。图3表示各种形状的超声波焊头及其前端部的形状。如图所示，圆形超声波焊头21、正方形超声波焊头22、和长方形超声波焊头23各自的焊头前端部P是平坦状的。使用这样的前端部呈平坦状的超声波焊头熔接的结构体，存在着接合部的熔接强度低的问题。即，将超声波焊头推抵到塑料部件的接合部的位置上，通过实施超声波振动，接合面之间产生摩擦热，该摩擦热使工件片软化、熔接。但是，在超声波焊头的前端部为平坦状的情况下，超声波焊头前端部P向软化了的工件咬入(顶入)的深度较浅。
特开2002-120383号公报如以上所述，对上述现有的加长了的塑料制的结构体加以归纳，则存在着以下课题。在废弃处理时，不能避免金属作为异物混入塑料材料中。又，使用前端部为平坦状的超声波焊头熔接的结构体，接合部的熔接强度低。即，超声波焊头的前端部没有凹凸时，由于超声波焊头的前端部向软化了的工件咬入的深度往往较浅，故接合部的熔接强度低。
发明内容
因此，本发明鉴于上述情况提供一种超声波熔接结构体，这种结构体，在回收接长了的容器时，由于将接头的材质选为同一材料，不必进行分解、分离，因此，金属部件不会作为异物混入塑料中，而且，塑料部件彼此间的接合部的强度提高，尺寸加长到所希望的长度、宽度、高度。又，本发明提供这样一种塑料的超声波熔接结构体，在组装箱子时，采用不需要开铆钉孔等作业的接合方法即超声波熔接，可向所希望的长度、宽度、高度方向接长。
为达到上述目的，技术方案1的发明是形成有使塑料部件彼此对合的接合部J，通过将超声波焊头2推抵到该合部J上进行超声波熔接而成的超声波熔接结构体，其特征是在上述接合部上形成有多个凹凸痕9。
技术方案2的发明，除了技术方案1的发明的上述特征外，还具有下述特征一个容器片7a备有底面71、底边72、侧壁73、上边74，在挖通了上述底面71之后，形成具有透底75和上述底边72的容器片7a′，并且，另一个容器片7b具有底面71、底边72、侧壁73、上边74，通过将上述容器片7a′的上述底边72重叠在上述容器片7b的上述上边74上，形成使上述底边72与上述上边74对合的上述接合部J。
技术方案3的发明，除了技术方案1的发明的上述特征外，还具有下述特征将一个容器片7a切断成适宜长度，并且，将另一个容器片7b切断成适宜长度，形成使这些切断面在长度方向上对合的上述接合部J，该接合部J，经由底面71、底边72、侧壁73及上边74连续地形成，在上述各接合部J上跨设有接头8。
本发明的超声波熔接结构体，由于是相同的塑料材质彼此间的接合，故用完之后回收时，不会混入不同材料。又，即使使用的容器的尺寸规格增多，也没有必要将各种尺寸的容器作为库存持有。即，容易得到与装入的制品的规格一致的、所希望的长度、高度、宽度的容器，可将容器的库存量控制在必要的最低限度，高效率地进行管理。另外，接合部分的外观及抗拉强度、延伸率、耐折强度等物理性能与非接合部没有多大差别。而且，由于不必废弃接合部分，故材料成品率大幅度提高，生产技术上取得了非常良好的效果。
图1是表示现有例的图，是用铆钉接合的容器制品之立体图。
图2是超声波熔接装置之整体图。
图3是表示现有例的图，表示各种超声波焊头的立体图。
图4是表示实施例1的超声波熔接之要领的说明图。
图5表示实施例1的前端为双重圆形的超声波焊头。
图6表示实施例1的、通过超声波熔接使两个容器片在高度方向上加长尺寸的顺序之图。
图7是表示实施例1的、接长容器片使之在高度方向上加长了尺寸的制品之形态的图。
图8表示实施例1的超声波熔接部之放大图。
图9是表示实施例2的超声波熔接之要领的说明图。
图10表示实施例2的、前端为圆凸形的超声波焊头。
图11表示实施例2的、前端为另外形态的圆凸形超声波焊头。
图12表示实施例2的前端为方凸形的超声波焊头。
图13表示实施例2的前端为双袖形的超声波焊头。
图14是表示实施例2的、通过使用双袖形超声波焊头熔接容器片的角落部从而在长度方向上加长尺寸的状态之图。
图15是表示实施例2的、在长度方向上加长了尺寸的制品之形态的图。
具体实施例方式
下面，根据附图中例示的本发明的实施例对本发明的实施方式，具体地进行说明。
实施例1首先，参照图4～图8，对本实施例作说明。图4是表示超声波熔接要领的说明图。图5表示前端为双重圆形的超声波焊头，图5(a)为俯视图，图5(b)为侧视图。图6表示通过超声波熔接使两个容器片在高度方向上加长尺寸的顺序。图7是表示接长容器片使之在高度方向上加长了尺寸的制品之形态的图。图8表示超声波熔接部的放大图。
首先，参照图4对本实施例的超声波熔接之要领作说明。将工件6a、6b重叠配置在作业台200上，在该重叠的部位上形成具有间隙的接合部J。超声波熔接工具的超声波焊头2定位于该工件6a的上方。在该超声波焊头的前端部设有凸部3、凹部4。从工件6a的上方推压超声波焊头的前端部，边实施超声波振动边加压。
如图5所示，超声波焊头的前端部，具有环状的凸部3和设在其内侧的凹部4。该双重圆形超声波焊头24，外观如同钎焊铬铁那样具有细长的柄。
图6中表示使用双重圆形超声波焊头24，对容器片的底边和上边进行超声波熔接，从而在上下方向上加长尺寸的顺序。图6(a)表示进行超声波熔接之前的容器的短尺寸制品，左侧表示将底面71朝上的原有的容器制品，即容器片7a，右侧表示将底面71朝下、且上方敞开的原有的容器制品，即容器片7b。图6(b)的左侧表示将底面71挖通而形成透底75，将该透底75设在下方的容器片7a′。右侧表示直接将底面71设在下方、上方敞开的通常使用状态的容器片7b。图6(c)表示将挖通底面71而形成透底75的状态的容器片7a′层叠在通常使用状态的容器片7b上，将双重圆形超声波焊头24倾斜着抵接而进行熔接的状态。
像上述那样构成，下面对其作用加以说明。
将上一级的容器片7a′的底边72重叠在下一级的容器片7b的上边74上。接着，将双重圆形超声波焊头24的焊头前端部P，倾斜着从侧方推抵到容器片7a′的底边72的上表面上，由此，上一级的容器片7a′的底边72，和下一级的容器片7b的上边74便软化、熔合最后熔接在一起。
图7是容器片7a′和容器片7b通过超声波熔接，在上下方向上加长了尺寸的容器制品，其熔接部的放大图示于图8。图中表示在该熔接部上排列着多个表示焊头前端部P咬入后的情况的凹凸痕9，上一级容器片7a′的底边72，和下一级容器片7b的上边74软化、熔合，最后熔接、凝固。将原有的容器制品7的底面71挖通而形成透底75的状态，将剩下的底边72直接作为接合面利用。即，把从容器片7a挖通了底的状态的容器片7a′的底边72，和容器片7b的上边74对合重叠起来，在该部位进行超声波熔接，便可得到所希望深度的容器制品7。这里，双重圆形超声波焊头24形成的凹凸痕9，由于不穿通下一级的上边74开孔，故比较美观。这里，虽对容器片7a和容器片7b两个容器片的超声波熔接进行了说明，但，也可根据需要将多个容器片，在上下方向上层叠起来进行超声波熔接，便能得到底更深的容器制品。
另外，本实施例1中，对在上下方向上将箱状的容器片接长，在所希望的高度方向上加长尺寸进行了说明，但，将近似扁平状的、去掉底的盘在上下方向上层叠起来，通过对该部位进行超声波熔接，也可得到尺寸加长到所希望高度的板状制品。
实施例2参照图9～图15，对本发明的实施例2作说明。
本实施例与实施例1的主要不同点在于，在将塑料部件对合的接合部加了接头后，再进行超声波熔接。
图9是表示本实施例的超声波熔接之要领的说明图。图10表示前端呈圆凸形的超声波焊头，图10(a)是俯视图，图10(b)是侧视图。图11表示另一形态的圆凸形超声波焊头，图11(a)是俯视图，图11(b)是侧视图。图12表示前端呈方凸形的超声波焊头，图12(a)是俯视图，图12(b)是侧视图。图13表示前端呈双袖形的超声波焊头，图13(a)是俯视图，图13(b)是侧视图。图14是表示使用双袖形超声波焊头，对容器的角落部进行熔接，从而在长度方向上加长尺寸的状态之图。图15是表示加长了尺寸的制品之形态的图，图15(a)是从上方看的立体图，图15(b)是从下方看的立体图，图15(c)是底边上的超声波熔接部的放大图。
首先，参照图9对本实施例的超声波熔接要领作说明。将工件片6a、6b两者的端面对合起来配置在作业台200上，在此形成具有间隙的接合部J。又，跨着接合部J贴上接头8。这里，工件片6a、6b和接头8是相同材质的塑料件。超声波焊头2，定位于该接头8上方。在该超声波焊头的前端部，具有凸部3和凹部4。将超声波焊头2的前端部推抵到接头8上，边进行超声波振动、边加压。
对超声波焊头的各种例子作说明。如图10所示，在圆凸形超声波焊头的前端部设有圆形的凸部3。又，凸部3上分别具有十字形的凹部4。通过将凸部3、凹部4分别设在两处，前端部便形成凹凸。整体而言，超声波焊头的前端部，是由双重地形成有凹凸的构造构成的。
下面，图11表示另外的圆凸形超声波焊头，其前端部设有圆形凸部3。凸部3上分别具有由十字槽构成的凹部4。前端部，通过分别在四处设置凸部3和凹部4而形成凹凸。整体而言，超声波焊头2的前端部由双重地形成有凹凸的构造构成。
如图12所示，方凸形超声波焊头的前端部在多处具有方形凸部3。另外，在凸部3之间交叉着凹部4。前端部，成为形成有由多处的方形凸部3、和围绕在其间的凹部4构成的凹凸的构造。
图13表示双袖形超声波焊头。超声波焊头的前端部在多处具有方形的凸部3。另外，凸部3之间交叉着凹部4。前端部，成为形成有由多处的方形凸部3、和围绕在其间的凹部4构成的凹凸的构造。本超声波焊头的前端部是袖部5向两侧展开的构造，该袖部的背后备有避让部51。
图14表示使用双袖形超声波焊头，对容器片的底面和上边等进行熔接，在长度方向上加长尺寸的状态。在作业台上，将切断成必要长度的容器片7a、7b、7c的各切断面对合。然后，在将切断面对合的部位，经由容器片的底面71、侧壁73面及底边72、上边74连续地形成具有间隙的接合部J。以跨过这些容器片的接合部J的方式贴上接头8。这里，容器片7a、7b、7c和接头8是相同的塑料件。双袖形超声波焊头2定位于该接头8上。该超声波焊头的前端部设有凸部3、凹部4。该超声波焊头，其袖部5向两侧展开，该袖部的背后备有避让部51。在此，容器片在上下的外周部具有底边72和上边74。以跨过形成于该上边74上的接合部J的方式配置接头8，并进行超声波熔接。另外，以跨过形成于该底面71上的接合部J的方式配置接头8。由于超声波焊头具有避让部51，故，即使将超声波焊头定位于容器片的上边74的角落部，超声波焊头也不会抵接底边72而造成妨碍。另外，以跨过底面71和上边74所具有的接合部J的方式示出了多个接头8，凹凸痕9表示熔接完毕后的痕迹。
像以上那样构成，下面对其作用进行说明。
在超声波熔接时，容器片7a、7b、7c与各接头8的接合部J处产生摩擦热，各容器片和接头8熔接到一起。由于接头和各容器片是相同的材质，彼此熔合，熔接，故哪一方都不会从接合部剥离。超声波焊头2是金属制的，例如材质是铝。这里，由于是将容器片7a、7b、7c的各自的切断面对合，不重合，因此接合部的材料成品率高。
具有圆形和方形凸部的超声波焊头，凸部形状对粘接强度的影响之差别不明显。重要的是超声波焊头前端向软化了的塑料部件的咬入程度。咬入越深则接合强度越高。图11所示的圆凸形超声波焊头，适合于细长的带状塑料部件或制品之间的接合。图12所示的方凸形超声波焊头，适合于宽幅的塑料部件或制品之间的接合。
双袖形超声波焊头，如图13所示，因设有避让部51，故在对容器片的角落部，边部进行熔接时，可避免超声波焊头碰撞到容器片的上边74上等障碍，故使用容易。在进行熔接时，形成了超声波焊头的前端凸部3和凹部4的熔接痕，即凹凸痕9。这表示超声波焊头的前端部咬入接头8中，而且，接头与容器片相互熔合、熔接在了一起。又，这里使用的容器片7a、7b、7c，是将容器标准件的一端面或两端面切断去除之后，再将各切断面对合熔接而成的。根据需要，将多个容器片在长度方向上对合进行超声波熔接，由此，可获得横向尺寸更长的容器制品7。
图15表示本实施例的在长度方向上加长了尺寸的容器制品7的例子。如图15(a)、图15(b)所示，将从容器制品切断成适宜长度的容器片7a、7b各自的切断面对合。在这些切断面对合的部位，经由容器片的底面71、侧壁73及底边72、上边74连续地形成具有间隙的接合部J。而且，还以跨过该接头部J的方式在各部位配置各接头8。即，以跨过形成于上边74上的接合部J的方式配设接头8，且对接头8和上边74进行熔接。另外，以跨过形成于底面71上的接合部J的方式配设接头8，又，以跨过形成于侧壁73上的接合部J的方式也配设接头8，且对合头8和底面71或侧壁73进行熔接。又，如图15(c)所示，以跨过形成于底边72上的接合部J的方式配设接头8，并对合头8和底边72进行熔接。还以跨过各接合部J的方式，在接头8上的各部位上表示出了已熔接完毕的凹凸痕9。这表示超声波焊头的前端部咬入接头8，并且接头和容器片熔合、熔接、凝固了。除容器片的底面、侧壁外、在上边、底边部上，接头8也和容器片熔合、熔接了，因此，容器制品7的接合强度提高。特别是在底边72上进行了超声波熔接的情况下，通过接头8和底边72的熔接、凝固，包含底面1在内的底部的接合强度增强，即使在将重物放进容器制品7中的情况下，底部也不会脱落。
本实施例2对在长度方向上接长箱状的容器片，从而在所希望的长度或宽度方向上加长尺寸的情况进行了说明，但，通过使用接头8，即使是瓦楞板纸的板状物，也可在所希望的长度或宽度方向上加长尺寸。
工业实用性本发明之塑料制品的超声波结构体，除了上述容器制品外，还包括聚丙烯泡沫片、聚乙烯片、尼龙搭链(注册商标)、塑料瓦楞板纸、塑料容器用的插卡器、聚氯乙烯片等。
权利要求
1.一种超声波熔接结构体，形成有使塑料部件彼此对合的接合部(J)，通过将超声波焊头(2)推抵到该接合部(J)上进行超声波熔接而成，其特征在于，在上述接合部(J)上形成有多个凹凸痕(9)。
2.根据权利要求1所述的塑料制品的超声波熔接结构体，其特征在于，一个容器片(7a)具有底面(71)、底边(72)、侧壁(73)、上边(74)，在挖通上述底面(71)之后，形成具有透底(75)和上述底边(72)的容器片(7a′)，并且，另一个容器片(7b)具有底面(71)、底边(72)、侧壁(73)、上边(74)，通过将上述容器片(7a′)的上述底边(72)重叠在上述容器片(7b)的上述上边(74)上，形成使上述底边(72)与上述上边(74)对合的上述接合部(J)。
3.根据权利要求1所述的超声波熔接结构体，其特征在于，将一个容器片(7a)切断成适宜长度，并且，将另一个容器片(7b)切断成适宜长度，形成使这些切断面在长度方向上对合的上述接合部(J)，该接合部(J)，经由底面(71)、底边(72)、侧壁(73)及上边(74)连续地形成，在上述各接合部(J)上跨设有接头(8)。
全文摘要
提供一种超声波熔接结构体，在对加长了的容器进行回收时，因接头的材质设为同一材料，故不必进行分解、分类，因此，没有金属部件作为异物混入塑料中的问题，而且，提高了塑料部件之间的接合部的强度，并且其尺寸被加长到所希望的长度、宽度和高度。是形成有将塑料部件彼此对合的接合部(J)，通过将超声波焊头(2)推抵到该接合部(J)上进行超声波熔接而形成的超声波熔接结构体，构成为在上述接合部(J)上形成有多个凹凸痕(9)。
文档编号B29C65/08GK1836887SQ20051007404
公开日2006年9月27日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年3月22日
发明者藤本太 申请人:名古屋中野物产株式会社