図面 (/)

技術 合成樹脂成形品の後加工方法およびそのための装置

出願人 株式会社ニッキ
発明者 斉藤享板橋隆行
出願日 2001年2月1日 (20年7ヶ月経過) 出願番号 2001-025284
公開日 2002年8月14日 (19年0ヶ月経過) 公開番号 2002-225143
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形材料の処理、取扱一般 プラスチック等のライニング、接合
主要キーワード 開口端周囲 胴体表面 先端口径 後加工装置 合成樹脂量 熱風溶接 ボールプラグ 熱的悪影響
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年8月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

合成樹脂成形品の穴の封止溶接を周囲に熱的悪影響を与えることなく適確に行なう。

解決手段

発生手段Aで発生させた空気流を制御手段Bで所要の圧力・流量に調整し、これを加熱手段Cで加熱して吹出手段Dから吹出させる。この加熱空気低圧・小流量としてその一部を遮蔽手段Eの通孔9を通過させて成形品21の溶融すべき突起23にのみ吹付け、残りは遮蔽手段Eで外側方へそらせて突起23の周囲に直接吹付けさせないことにより、周囲に熱的悪影響を与えることを防止しながら突起23が生成する溶融合成樹脂によって孔22の封止(或いは溶接)を行なわせるようにした。

概要

背景

例えばガソリンエンジン燃料を供給する気化器胴体合成樹脂で作る場合、その内部に設けられる燃料通路やそこへ空気を導入する空気通路の多くは金型に設けた棒部材によって胴体鋳造と同時に形成され、従って胴体表面に開口した穴が作られる。この穴を燃料や空気の通路として機能させるため胴体表面への開口端部を封止する必要がある個所に対して、金属製のボールプラグ圧入するか或いは合成樹脂性プラグ超音波溶着する、という手段で封止している。

また、穴が小径、一般には1mm以下であってプラグを使用しにくい場合においては、穴の開口端周囲環状突起を設けてこれを熱風溶融し開口端部に流入させることによって封止することが一部で行なわれている。

一方、二つの成形品を重ね合わせて熱風、高周波超音波振動などによる溶接を行なうことによりこれらを接合する技術は周知であり、熱風溶接は一般にホットジェットガンを用いて溶接個所熱ガス吹付けることによって行なわれている。

概要

合成樹脂成形品の穴の封止や溶接を周囲に熱的悪影響を与えることなく適確に行なう。

発生手段Aで発生させた空気流を制御手段Bで所要の圧力・流量に調整し、これを加熱手段Cで加熱して吹出手段Dから吹出させる。この加熱空気低圧・小流量としてその一部を遮蔽手段Eの通孔9を通過させて成形品21の溶融すべき突起23にのみ吹付け、残りは遮蔽手段Eで外側方へそらせて突起23の周囲に直接吹付けさせないことにより、周囲に熱的悪影響を与えることを防止しながら突起23が生成する溶融合成樹脂によって孔22の封止(或いは溶接)を行なわせるようにした。

目的

本発明は合成樹脂成形品の一部分を熱風により加熱溶融して溶封や溶接を行なう場合、殊に溶融すべき合成樹脂量が多いと周囲に熱的悪影響を与えることを避けられず、従って反対に熱的悪影響を与える前に熱風吹付けを停止すると溶封や溶接が不完全なものになる、という前記課題を解決するためになされたものであって、成形品表面の溶封や溶接に必要な部分のみを正確に加熱溶融してその周囲に熱的悪影響を与えることなく信頼性ある溶封、溶接個所が作られるようにすることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

成形品の表面の一部分を加熱溶融して後加工する方法であって、後加工に要する溶融合成樹脂の生成部分を前記成形品の表面に設けておくこと、および加熱空気吹出させるノズルの前方に通孔付き遮蔽部材を配置すること、そして、前記生成部分を前記通孔を挟んで前記ノズルと向かい合わせ、低圧・小流量の加熱空気を前記ノズルから吹出させてその一部を前記通孔を通過させることにより前記生成部分に吹付け溶融させ、それ以外の加熱空気は前記遮蔽部材で遮断して前記生成部分以外の成形品表面に吹付けさせない、ことを特徴とする合成樹脂成形品の後加工方法。

請求項2

前記生成部分が前記成形品に形成されて表面に開口した穴の開口端周囲に設けた突起であり、前記通孔を通過した加熱空気によって前記突起が溶融して前記穴に流入し封止させる請求項1に記載した合成樹脂成形品の後加工方法。

請求項3

前記生成部分が重ね合わせた二つの成形品の重ね合わせ端縁に沿って設けた突起と開先とからなり、前記通孔を通過した加熱空気によって前記突起が溶融して前記開先に流入し前記二つの成形品を溶接により接合させる請求項1に記載した合成樹脂成形品の後加工方法。

請求項4

空気流の発生手段と、前記発生手段で発生した空気流を所要の圧力・流量に調整する制御手段と、調整された空気流を合成樹脂溶融温度よりも高温に加熱する加熱手段と、加熱された空気を絞って吹出させる吹出手段と、吹出された加熱空気の一部を通過させ残りを遮断する遮蔽手段とを具え、前記遮蔽手段を通過した加熱空気を成形品の溶融合成樹脂生成部分に吹付けるようにしたことを特徴とする合成樹脂成形品の後加工装置

請求項5

前記溶融合成樹脂生成部分と前記吹出手段、前記遮蔽手段との各間隔の少なくともいずれかが可変である請求項4に記載した合成樹脂成形品の後加工装置。

請求項6

前記制御手段がソニックノズルである請求項4に記載した合成樹脂成形品の後加工装置。

請求項7

前記吹出手段が前記加熱手段の先端に設けたノズルである請求項4または5に記載した合成樹脂成形品の後加工装置。

技術分野

0001

本発明は合成樹脂、特に熱可塑性合成樹脂成形品後加工方法、詳しくは成形品製品として完成させるためにその一部分を加熱溶融して溶封溶接を行なう方法およびその装置に関するものである。

背景技術

0002

例えばガソリンエンジン燃料を供給する気化器胴体を合成樹脂で作る場合、その内部に設けられる燃料通路やそこへ空気を導入する空気通路の多くは金型に設けた棒部材によって胴体鋳造と同時に形成され、従って胴体表面に開口した穴が作られる。この穴を燃料や空気の通路として機能させるため胴体表面への開口端部を封止する必要がある個所に対して、金属製のボールプラグ圧入するか或いは合成樹脂性プラグ超音波溶着する、という手段で封止している。

0003

また、穴が小径、一般には1mm以下であってプラグを使用しにくい場合においては、穴の開口端周囲環状突起を設けてこれを熱風溶融し開口端部に流入させることによって封止することが一部で行なわれている。

0004

一方、二つの成形品を重ね合わせて熱風、高周波超音波振動などによる溶接を行なうことによりこれらを接合する技術は周知であり、熱風溶接は一般にホットジェットガンを用いて溶接個所熱ガス吹付けることによって行なわれている。

発明が解決しようとする課題

0005

前記の穴の開口端部をプラグで封止する方法は、きわめて小形の別部品を準備してこれを穴に嵌込むという手順を要し製品の製造価格を割高にする原因となるばかりか、殊に金属製のボールプラグは硬質異種材料を圧入するためにクリープを発生したり、熱膨張係数差異によって耐圧性気密性に対する高い信頼性を得にくい、という問題がある。

0006

そこで、プラグに代えて熱風で溶融封止することが考えられる。しかし、前記の1mm程度以下の穴に対しては、封止に要する合成樹脂はごく少量であるので、熱風を単に吹付けるだけで周囲に熱的悪影響を殆んど与えることなくきわめて短時間で環状突起を溶融し封止することができるが、大径の穴に対しては封止に用いられる環状突起の容積が大きいために溶融して封止に至らせる迄に前記に比べてかなり長い時間を要し、熱風の温度や流量を調整しても周囲に熱変形物性変化更には溶融などの悪影響を与えることを避けられない。

0007

また、二つの成形品を熱風溶接する場合、高い接合強度が要求されるものについては重ね合わせ部分の合成樹脂を大量に溶融する必要があり、そのために溶接個所の周囲に前記同様の熱的悪影響を与えることを避けられない。

0008

本発明は合成樹脂成形品の一部分を熱風により加熱溶融して溶封や溶接を行なう場合、殊に溶融すべき合成樹脂量が多いと周囲に熱的悪影響を与えることを避けられず、従って反対に熱的悪影響を与える前に熱風吹付けを停止すると溶封や溶接が不完全なものになる、という前記課題を解決するためになされたものであって、成形品表面の溶封や溶接に必要な部分のみを正確に加熱溶融してその周囲に熱的悪影響を与えることなく信頼性ある溶封、溶接個所が作られるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

成形品の表面の一部分を加熱溶融して後加工する従来の技術がもっている前記課題を解決するために、本発明は後加工に要する溶融合成樹脂の生成部分を成形品の表面に設けておくこと、および加熱空気吹出させるノズルの前方に通孔付き遮蔽部材を配置すること;そして生成部分を通孔を挟んでノズルと向かい合わせ、低圧・小流量の加熱空気をノズルから吹出させてその一部を通孔を通過させることにより生成部分に吹付けて溶融させ、それ以外の加熱空気は遮蔽部材で遮断して生成部分以外の成形品表面に吹付けさせない;という手段を採った。

0010

より具体的には、生成部分が成形品に形成されて表面に開口した穴の開口端周囲に設けた突起であり、通孔を通過した加熱空気によって突起が溶融して穴に流入することによって穴を封止させるか、または生成部分が重ね合わせた二つの成形品の重ね合わせ端縁に沿って設けた突起と開先とからなり、通孔を通過した加熱空気によって突起が溶融して開先に流入し二つの成形品を溶接により接合させるものである。

0011

更に、前記課題を解決するために、本発明は空気流の発生手段と、発生手段で発生した空気流を所要の圧力・流量に調整する制御手段と、調整された空気流を合成樹脂の溶融温度よりも高温に加熱する加熱手段と、加熱された空気を絞って吹出させる吹出手段と、吹出された加熱空気の一部を通過させ残りを遮断する遮蔽手段とを具え、遮蔽手段を通過した加熱空気を成形品の溶融合成樹脂生成部分に吹付けるようにする、という手段を採った。

0012

加熱空気を遮蔽部材によって溶融合成樹脂生成部分以外の成形品表面に吹付けさせないことにより、直接吹付けによる熱変形、物性変化更に溶融などの熱的悪影響を周囲に与える心配がなくなる。また、低圧・小流量の加熱空気を溶融合成樹脂生成部分にのみ吹付けることによって集中的に加熱できるとともに、その周囲に熱的悪影響を殆んど与えないばかりか、穴封止の場合は穴の開口端を塞ごうとしている溶融合成樹脂の層を破壊することなく確実な封止を行なわせ、また溶接の場合は溶融合成樹脂を開先にこれより流出させることなく充満させて良好な溶接を行なわせ、従って信頼性ある溶封、溶接個所を作るという目的を達成させることができるものである。

0013

尚、前記の後者手段において、成形品の溶融合成樹脂生成部分と吹出し手段、遮蔽部材との各間隔の少なくともいずれかを可変とすることは、生成部分の大きさに応じて加熱空気を適確に吹付けさせるうえで好適である。また、ソニックノズルを制御手段に用いると、簡単な構造で空気を安定した小流量に調整することができ、更にノズルを吹出手段に用いて加熱手段の先端に設けると、構成を簡略化することができる。

0014

尚また、溶融合成樹脂生成部分に吹付ける加熱空気は低圧・小流量、従ってまた低速度としたうえで合成樹脂を分解しない程度でなるべく高温度のものを吹付け、短時間で所要の溶融を終わらせることが良好な加工部分を得るために好ましい。そのために、ノズルから吹出す加熱空気は合成樹脂の溶融温度よりも約10〜350(℃)、好ましくは約100〜300(℃)高い温度であって、圧力は0.01〜0.5気圧程度、流量は1×10〜2×105(cc/min)程度とするのが好適である。

0015

更に、実際の後加工作業にあたって、穴を封止するため開口端周囲に設けた突起の最大径または二つの成形品を溶接するためそれらの重ね合わせ端縁に設けた突起および開先の最大合計幅よりも遮蔽部材の通孔が大きくないようにすること、ノズル先端と通孔との間隔および突起頂端と通孔との間隔をそれぞれ充分小さくすること、が加熱空気を少ない無駄で効率よく溶融合成樹脂生成部分に吹付けさせるうえで好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0016

図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図1熱可塑性合成樹脂の成形品21に形成されて表面に開口した穴22の開口端部を封止する場合を示しており、穴22の開口端を囲んだ環状の突起23が成形品21の成形の際に作られている。尚、この突起23は穴22を必要な強度を有する厚さで塞ぐことができる壁を形成する容積をもつものとされている。

0017

空気流の発生手段Aはファン1であり、その吐出管路2は途中に制御手段Bであるソニックノズル3を有して加熱手段Cである加熱器4に接続されている。加熱器4は円筒形の本体5に電気抵抗熱を発生するニクロム線螺旋巻きしてなる発熱体6を内蔵させたものであり、本体5は吐出管路2の接続端と反対側の端部に吹出手段Dであるノズル7を突出させて有している。また、ノズル7の前方には遮蔽手段Eである平板状の遮蔽部材8が配置され、遮蔽部材8は通孔9を有している。尚、加熱手段Cは電気抵抗熱に限らず、電磁誘導加熱など適宜の電気的方式で空気を加熱するものを適用することができる。

0018

通孔8は成形品21の突起23の最大径と等しいかまたはこれよりも小さい径とされている。また、ノズル7の先端と通孔9との間隔は充分に小さいものとされ、ノズル7から吹出した加熱空気が大きく拡がる前に通孔9を通過させて遮蔽部材8により遮断される空気量をなるべく少量にとどめ、効率よく利用するようにしている。また、通孔9と突起23の頂端との間隔も充分に小さいものとされ、通孔9を通過した空気が大きく拡がって突起23の外側方領域に直接吹付けられて成形品21が熱的悪影響を受ける、という不都合を生じないようにしている。具体的にはノズル7の先端口径と通孔9との寸法関係にもよるが、これらの間隔を0.5〜10(mm)とするのが標準的な目安である。また、通孔9と突起23の最大径との寸法関係にもよるが、通孔9を穴22の径と突起23の最大径との中間の径とした場合、これらの間隔を0.1〜5(mm)とするのが標準的な目安である。

0019

そして、ノズル7,通孔9,穴22を同一中心軸線上に置いてファン1を運転し、その吐出空気をソニックノズル3によって所定の圧力、流量に調整して加熱器4に送入し、所定温度に加熱して先端のノズル7で絞って吹出させると、加熱空気は次第に拡がりながら流れてその中心部分が通孔9を通過し外周部分が遮蔽部材8に衝突して外側方へそらされる。通孔9を通過した加熱空気は拡がりながら流れて突起23に衝突し加熱する。突起23を加熱する空気流の輪郭二点鎖線LAで示されている。

0020

加熱空気の中心部分は穴22に流入して突起23を内側から加熱する。また、加熱空気は突起23の頂端面に衝突し外側周面に殆んど衝らないように調整しておくことにより、加熱空気は突起23を集中的に加熱し且つ突起23に衝突した後は外側方へ逃げるのでその周囲の成形品21表面に直接吹付けられるということがない。

0021

ソニックノズル3によって低圧・小流量に調整した空気を加熱器4で合成樹脂の溶融温度よりもかなり高い温度に加熱してノズル7から吹出させることにより、突起23は短時間で加熱されて溶融し、生成した溶融合成樹脂は穴22の開口端に流入してこれを塞ぐ壁を形成するようになる。その際に、低圧・小流量の加熱空気は粘性表面張力とによって形成される壁である溶融合成樹脂の層を突き破り破壊する流速をもたず、従って突起23の溶融に伴う壁の生長と完成を阻害しない。突起23のほぼ全部が溶融したとき、穴22の開口端部は所定厚さの壁24で塞がれ完全に封止される。

0022

図2は熱可塑性合成樹脂の二つの成形品31,33の端縁を重ね合わせて溶接により接合する場合を示しており、一方の成形品31の表面には端縁に沿って延びる帯状の突起32が成形品31の成形の際に作られている。また、もう一方の成形品33には端縁に沿って延び表面に開放したレ形の開先34が成形品33の成形の際に作られている。尚、突起32と開先34とは互いにほぼ等しい容積をもつものとされている。

0023

空気流の発生手段Aは空気圧縮機11および蓄圧器12であり、蓄圧器12から延びる吐出管路13は途中に制御手段Bである手動流量調節弁14を有して加熱手段Cである加熱器4に接続されている。この加熱器4は図1に示した実施の形態のものと同じであって、発熱体6を内蔵させた円筒形の本体5の先端に吹出手段Dであるノズル7を突出させて有している。また、遮蔽手段Eである平板状であって通孔9を有する遮蔽部材8がノズル7の前方に配置されていることも図1に示した実施の形態と同じである。

0024

通孔8は突起32と開先34との最大合計幅と等しいかまたはこれよりも小さい径とされ、またノズル7の先端と通孔9との間隔および通孔9と突起32との間隔はそれぞれ充分に小さい間隔とされるものであり、ノズル7から吹出した加熱空気が効率よく利用されるとともに、成形品31,33の溶接個所の周囲が熱的悪影響を受けることのないように考慮している。

0025

そして、ノズル7,通孔9,成形品31,33の重ね合わせ面を同一中心軸線上に置いて蓄圧器12から送出される空気を流量調節弁14によって所定の圧力・流量に調整して加熱器4に送入し、所定温度に加熱して先端のノズル7から吹出させると、加熱空気は次第に拡がりながら流れてその中心部分が通孔9を通過し外周部分が遮蔽部材8に衝突して外側方へそらされる。通孔9を通過した加熱空気は拡がりながら流れて突起32と開先34とに衝突しこれらを加熱する。この空気流の輪郭は二点鎖線LBで示されている。

0026

突起32に衝突した加熱空気は外側方へ逃げ、開先34に衝突した加熱空気は傾斜面に沿って外側上方へ逃げるので、周囲の成形品31,33表面に直接吹付けられるということがない。そして、加熱空気は前記実施の形態と同様に合成樹脂の溶融温度よりもかなり高い温度とすることにより、突起32および開先34を短時間で溶融させるようになり、突起32が生成した溶融合成樹脂は開先34に流入しその溶融部分一体化して開先34を次第に埋めるようになる。また、加熱空気は低圧・小流量であるために開先34に流入した溶融合成樹脂を成形品33の表面へ押し出す流速をもたず、溶接肉の成長と完成を阻害しないとともに、流入した溶融合成樹脂の溶融状態を維持する。突起32のほぼ全部が溶融したとき、開先34は溶融合成樹脂が充填され、これが溶接肉35となって二つの成形品31,33が溶接されることとなる。

0027

一個所で溶接を終わったとき、成形品31,33を移動するか、または加熱器4,遮蔽部材8を移動して隣接個所を溶接することを順次繰り返して全体の溶接を完了する。尚、開先34はV形またはU形として二つの成形品31,33のそれぞれに開先34に沿う突起32を設けたものであってもよく、この場合はそれぞれの突起32を小さくして更に短時間で溶融し溶接を行なうことができる。

0028

前記図1図2に示した二つの実施の形態において、成形品21,31,33の溶融合成樹脂生成部分、殊に突起23,32の頂端とノズル7の先端と遮蔽部材8との各間隔を一定に固定して同一寸法の特定成形品の後加工を行なわせることができる。しかし、ノズル7,遮蔽部材8,成形品21,31,33の少なくとも一つの位置を可変とし、これにより突起23,33の頂端とノズル7の先端との間隔、突起23,33の頂端と遮蔽部材8との間隔の少なくともいずれか、従ってまたノズル7の先端と遮蔽部材8との間隔を可変とした場合は、溶融合成樹脂生成部分の大きさが異なるものに対して加熱空気を適確に吹付けることができ、更にノズル7から吹出した加熱空気の拡がりが圧力や流量によって異なるものとなっても適確な吹付けができるように対応させることが可能である。

発明の効果

0029

以上のように、本発明によると、合成樹脂成形品の特定個所にのみ加熱空気を吹付けてその周囲に熱的悪影響を与える心配なく溶融し、所要の後加工を適確に行なって信頼性ある溶封、溶接個所を作ることができる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の実施の形態を示す配置図
図2本発明の異なる実施の形態を示す配置図。

--

0031

3ソニックノズル, 7ノズル, 8遮蔽部材, 9通孔, 21,31,33成形品, 22 穴, 23,32突起, 34開先, A発生手段, B 制御手段, C 加熱手段, D吹出手段, E遮蔽手段,

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ