[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(original seal)、独创绑带(original band)，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。