超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体、超声波焊接装置制造方法及图纸

在砧座上载置一对热塑性树脂件，向一对热塑性树脂件的上侧表面赋予在不与该上侧表面垂直且沿着该表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压力，通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述一对热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，从而将所述一对热塑性树脂件焊接。焊接后的一对热塑性树脂件的位置间隔、位置关系与焊接前相比没有改变，载置于砧座这一侧的热塑性树脂件的表面没有灼烧、变色。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体、超声波焊接装置
本专利技术涉及将进行超声波振动的工具焊头直接压抵在一对热塑性树脂件的表面或者以其他的热塑性树脂件介于其间的方式间接地压抵在一对热塑性树脂件的表面来进行焊接的超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体以及超声波焊接装置，更详细而言，涉及如下的超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体、超声波焊接装置：将一对热塑性树脂件的对接的端面的位置间隔、位置关系在超声波焊接前后保持为相同，并且将一对热塑性树脂件的砧座侧的表面在超声波焊接前后保持为相同状态以使该表面不会因灼烧而发生变色。
技术介绍
带脚轮的手提箱作为出国旅行用手提箱而得以普及，要求该手提箱具有能够容易地在飞机场的行李领取处挑选出的识别性。因此，塑料容器的外形、图案、凹凸、颜色等不同的独特的手提箱在大量售卖。然而，由于手提箱制造商是带着同一品牌铭牌进行售卖的，因此存在作为同一制造商产品的外观和品牌铭牌完全相同的带脚轮的手提箱在飞机场的行李领取处并排运送出的情况。若外观和品牌铭牌都是相同的，则无法识别。如图51所示，若是设计成将品牌铭牌100由不同的两种颜色的热塑性树脂板制作并根据购买者的喜好来选择例如白色板10和红色板11这样的任意两种颜色的组合并粘贴到手提箱200上，则即便是外观完全相同的手提箱200，只要品牌铭牌100的两种颜色的组合和两种颜色的左右的配置不同，能够识别出的可能性也会变高。也可以根据购买者的喜好来选择任意的两种花纹的组合并粘贴到手提箱200上。即便在手提箱200上没有附有识别用的独创印记(originalseal)、独创绑带(originalband)，也能够识别出是自己的手提箱还是别人的手提箱。然而，将带有不同的两种颜色或者两种花纹的热塑性树脂板焊接来漂亮地制作出品牌铭牌并不简单。目前，已知如下情况：在将重叠的塑料的片材、薄板用砧座和工具焊头夹持并使工具焊头进行超声波振动来焊接时，若产生过度的热量则会烧焦(参照专利文献1)。在对载置于砧座上的一对热塑性树脂件以端面对接的状态进行焊接时，例如如图52A、52B所示那样有如下的技术：在砧座70上载置一对热塑性树脂件10、11的下侧表面，在使这一对热塑性树脂件10、11的端面对接的状态下在对接的端面上重叠其他的热塑性树脂件12的下侧表面，将进行超声波振动的工具焊头20从其他的热塑性树脂件12的上侧表面之上沿着图中的上下方向(与热塑性树脂件12的表面垂直的方向)按压来进行焊接。在图53的(a)、(b)、(c)、(d)中示出使一对热塑性树脂件10、11的端面对接并在对接的端面上重叠其他的热塑性树脂件12来进行超声波焊接的工序。需要说明的是，在以下的说明书中，为了便于说明，将热塑性树脂件10作为“白色板”并将热塑性树脂件11作为“红色板”来进行说明，但热塑性树脂件10、11只要是被赋予超声波振动就会发热、熔融的构件即可，硬度、厚度、形状、色彩、花纹、透明度、材质等可以任意。另外，虽然在图53和其他的图中省略了砧座70的图示，但应理解为热塑性树脂件10、11、12载置在砧座70上。在图53的(a)中，在使工具焊头20例如以几十μm的振幅且40kHz的周期进行超声波振动并压抵在其他的热塑性树脂件12的上侧表面时，在比工具焊头20的宽度(H0)稍宽的宽度(W0)的范围整体上施加按压力。于是，向热塑性树脂件10、11、12传播超声波振动能，使热塑性树脂件10、11、12发热而熔融。在图53的(b)中，工具焊头20的按压面陷入热塑性树脂件12的表面而形成凹部12c。并且，在使工具焊头20上升时，如图53的(c)所示，在比工具焊头20的宽度(H0)稍宽的宽度(W0)的范围内如虚线所示那样热塑性树脂件10、11、12彼此熔融并冷却而焊接。在图53的(c)中，示出将热塑性树脂件10、11、12的焊接后的状态以局部剖视的方式表示的图，在图53的(d)中，示出热塑性树脂件10、11、12的焊接后的状态。在图54中，示出焊接作业后的热塑性树脂件10、11、12的立体图。在热塑性树脂件12的表面形成有矩形的凹部12c。在图55中，示出将焊接后的热塑性树脂件10、11、12的表背从图54的状态翻转时的立体图。观察图55可知，一对热塑性树脂件10、11的对接的端面之间(S)的位置间隔不是像焊接前那样均匀的位置间隔(S1)，而是在因焊接而发热的部分的附近扩宽为位置间隔(S2)。若文字部分之间扩宽，则文字部分的位置关系改变，文字走样。另外，就印刷有文字“ABC”的表面(P)的因焊接而发热的部分(G)而言，表面灼烧而发生变色。在图52A、52B的现有的超声波焊接装置中，使工具焊头20进行朝向热塑性树脂件10、11、12的纵向的超声波振动，而以敲击热塑性树脂件10、11、12的重叠的部分整体的方式赋予超声波振动能并同时施加按压力。因此，熔融了的热塑性树脂件10、11、12会挤入到一对热塑性树脂件10、11的对接的端面之间(S)。并且，根据部位的不同，一对热塑性树脂件10、11的对接的端面之间(S)从焊接前的位置间隔(S1)扩宽为位置间隔(S2)而导致位置关系改变，从而存在对接的端面的完成状态变差而无法获得固定水平的完成品质的情况。另外，由于从工具焊头20朝向热塑性树脂件10、11、12的厚度方向输送超声波振动能，因此工具焊头20的按压面的正下方的热塑性树脂件10、11、12重叠的部分整体会发热。因此，若过度赋予超声波振动能，则存在与砧座抵接这一侧的热塑性树脂件10、11的表面(P)因灼烧而变色的情况。如图55所示，若是在热塑性树脂件10、11的表面(P)设有文字“ABC”、或其他的印刷，则完成状态的恶劣程度是显眼的。在先技术文献专利文献专利文献1：日本实开昭55－129607号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的课题在于，提供能够在进行超声波焊接时将一对热塑性树脂件的对接的端面之间的彼此的位置间隔、位置关系在超声波焊接前后保持为相同、并且能够在进行超声波焊接时将一对热塑性树脂件的砧座侧的表面状态在超声波焊接前后保持为相同的热塑性树脂件的超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体和超声波焊接装置。用于解决课题的方案在本专利技术的超声波焊接方法、利用超声波焊接方法焊接而成的结构体和超声波焊接装置中，在砧座上载置一对热塑性树脂件，向一对热塑性树脂件的上侧表面赋予在不与该上侧表面垂直且沿着该表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压力，通过赋予超声波振动能来使一对热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构来将所述一对热塑性树脂件焊接。超声波振动能从工具焊头的按压面向沿着一对热塑性树脂件的表面的方向供给，而不朝向一对热塑性树脂件的厚度方向。因此，与工具焊头的按压面抵接的热塑性树脂件的表面附近会发热，但砧座侧的热塑性树脂件的表面附近的发热少。熔融了的热塑性树脂件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波焊接方法，其特征在于，/n将两个以上的热塑性树脂件载置在砧座上，/n向所述热塑性树脂件的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，/n通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，/n在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，/n将所述热塑性树脂件焊接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180413 JP 2018-0780221.一种超声波焊接方法，其特征在于，
将两个以上的热塑性树脂件载置在砧座上，
向所述热塑性树脂件的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，
将所述热塑性树脂件焊接。


2.一种超声波焊接方法，其特征在于，
将一对热塑性树脂件的端面对接并载置在砧座上，
向所述一对热塑性树脂件的端面对接的部分的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述一对热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，
将所述一对热塑性树脂件对焊。


3.一种超声波焊接方法，其特征在于，
将一对热塑性树脂件的端面对接并载置在砧座上，
在所述一对热塑性树脂件的端面对接的部分上载置其他的热塑性树脂件，
向所述其他的热塑性树脂件的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述其他的热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构来将所述一对热塑性树脂件对焊。


4.一种超声波焊接方法，其特征在于，
在一对被焊接物的端部分别设置热塑性树脂件的嵌合部，
将所述一对被焊接的嵌合部以彼此嵌合的状态载置在砧座上，
向所述一对被焊接物嵌合着的嵌合部的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述一对被焊接物各自的嵌合部的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构，将所述一对被焊接物各自的嵌合部焊接。


5.一种利用超声波焊接方法焊接而成的结构体，其中，
所述超声波焊接方法为如下的方法：
将两个以上的热塑性树脂件载置在砧座上，
向所述热塑性树脂件的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，
将所述热塑性树脂件焊接。


6.一种利用超声波焊接方法焊接而成的结构体，其中，
所述超声波焊接方法为如下的方法：
将一对热塑性树脂件的端面对接并载置在砧座上，
向所述一对热塑性树脂件的端面对接的部分的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述一对热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，形成在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构的结构体，
将所述一对热塑性树脂件对焊。


7.一种利用超声波焊接方法焊接而成的结构体，其中，
所述超声波焊接方法为如下的方法：
将一对热塑性树脂件的端面对接并载置在砧座上，
在所述一对热塑性树脂件的端面对接的部分上载置其他的热塑性树脂件，
向所述其他的热塑性树脂件的上侧表面按压在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述其他的热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构来将所述一对热塑性树脂件对焊。


8.一种利用超声波焊接方法焊接而成的结构体，其中，
所述超声波焊接方法为如下的方法：
在一对被焊接物的端部分别设置热塑性树脂件的嵌合部，
将所述一对被焊接物的嵌合部以彼此嵌合的状态载置在砧座上，
向所述一对被焊接物嵌合着的嵌合部的上侧表面按压并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上进行超声波振动的工具焊头的按压面，
通过赋予所述进行超声波振动的工具焊头的按压力来使所述一对被焊接物各自的嵌合部的上侧表面附近熔融，
在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构，将所述一对被焊接物各自的嵌合部焊接。


9.一种超声波焊接装置，其特征在于，
所述超声波焊接装置构成为，具备：
砧座，其载置两个以上的热塑性树脂件；
工具焊头，其具有向所述两个以上的热塑性树脂件的上侧表面并在不与该上侧表面垂直且沿着该上侧表面的方向上一边进行超声波振动一边进行按压的按压面；
按压机构，其将所述工具焊头的按压面向所述两个以上的热塑性树脂件的上侧表面按压；以及
控制机构，其控制所述工具焊头的超声波振动动作和基于所述按压机构进行的所述工具焊头的按压动作，
所述控制机构进行如下控制：使所述工具焊头在进行超声波振动的状态下赋予对所述一对热塑性树脂件的上侧表面进行按压的按压力，由此，使所述一对热塑性树脂件的上侧表面附近熔融，在非焊接结构部上生成焊接结构部，利用在所述非焊接结构部上重叠有焊接结构部的结构来将所述两个以上的热塑性树脂件焊接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：小栢茂，松岸则彰，
申请(专利权)人：精电舍电子工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP