CN110366487A - 超声波熔敷用构件和超声波熔敷方法 - Google Patents

超声波熔敷用构件和超声波熔敷方法 Download PDF

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堀苑英毅
石川直元
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Abstract

公开了超声波熔敷用构件及使用其的超声波熔敷方法，该超声波熔敷用构件是在第1构件的熔敷对象表面和具有与其平行或嵌合的形状的第2构件的熔敷对象表面的超声波熔敷之前，用于夹持于这些熔敷对象表面之间的、与第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件，特征在于，包含热塑性树脂而成，满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件。超声波熔敷用构件可在至少一部分中包含多个细丝。超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致格子状的织物或编织物的网格，在使超声波熔敷用构件夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，网格的细纱的交叉部可形成超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位以及超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位。

Description

超声波熔敷用构件和超声波熔敷方法
技术领域
本发明涉及超声波熔敷用构件和超声波熔敷方法。更详细而言，本发明涉及与熔敷对象的第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件以及使用其的超声波熔敷方法。
背景技术
作为以热塑性树脂为对象构件的2个构件的熔敷方法，广泛地使用通过赋予超声波振动来进行熔敷的超声波熔敷法。此时，通常已知的方法是：在作为熔敷对象的热塑性树脂的任一者中，预先一体地将肋成型，利用该肋形状作为施加超声波振动时的熔敷起点。
但是，作为用于在作为熔敷对象的热塑性树脂的构件的任一者中预先一体地将肋状突起成型的方法，限于注塑成型等成型法，在熔敷对象的构件的表面形状复杂的情况下，非常难以附加肋状突起。
另外，近年来，在包括航空器和船舶等运输设备等要求高度的机械强度的技术领域中，正在盛行具有碳纤维等纤维和树脂的多层结构的复合材料等的开发。这种复合材料的树脂层通常薄，因此如果利用注塑成型来形成肋状突起，则树脂层剥离，纤维起毛，因此存在实质上不可能形成肋状突起的缺点。
在日本特开平8-150669号公报(日本特许第3536385号)中，作为避免了肋状突起的形成的超声波熔敷手段，公开了图1所示那样的超声波熔敷用网状物和使用其的超声波熔敷方法(专利文献1)。图中，1为超声波熔敷用网状物，2表示形成网状物的细丝。在对象的熔敷构件间插入超声波熔敷用网状物进行超声波熔敷，即使是不可能利用注塑成型形成肋状突起的对象构件，也能具有高自由度地进行熔敷。但是，该超声波熔敷用网状物以细丝的断面的长径为网状物厚度方向、且使全部细丝在熔敷构件的表面一致的方式构成。这种超声波熔敷用网状物的生产率低，因此制造成本变高。进而，由于网状物的结构为平面的，因此空气被困于熔敷部中，孔隙变得容易残留，其结果，产生熔敷强度变低、外观也受损这样的缺点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-150669号公报(日本特许第3536385号)
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于以上所说明的各种缺点，本发明要解决的课题在于，提供不需要预先设置肋状突起、制造容易且孔隙不易残留于熔敷部、可确保足够的熔敷强度的超声波熔敷用构件及使用其的超声波熔敷方法。
用于解决课题的手段
本发明人进行了专心研究，结果发现，通过使用与熔敷对象的2个构件独立的超声波熔敷用构件，使该超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位在至少一部分中非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放，并且将接合部位与非接合部位的面积比调整在规定范围内，从而可解决上述课题。
即，解决上述课题的本发明的构成为以下那样。
[1].超声波熔敷用构件，其是在包含热塑性树脂而成的第1构件的熔敷对象表面和具有与其平行或嵌合的形状的包含热塑性树脂而成的第2构件的熔敷对象表面的超声波熔敷之前，用于夹持于这些熔敷对象表面之间的、与第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件，其中，
该超声波熔敷用构件包含热塑性树脂而成，
超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位和/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位在至少一部分中非连续性地存在的方式形成，
并且，超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的全部对超声波熔敷用构件的外部开放的方式形成，
并且，在使超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，相对于超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1，和/或相对于超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1。
[2].上述[1]项中所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中包含多个细丝而成。
[3].上述[2]项中所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致格子状的织物或编织物的网格，在使超声波熔敷用构件夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，网格的细纱的交叉部形成超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位以及超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位。
[4].上述[1]～[3]项的任一项所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致等间隔或不规则地布置的多个点状。
[5].上述[1]～[4]项的任一项所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件中包含的热塑性树脂选自由PP、PA6、PA66、PC、PS、PVC、聚酯、ABS、PPS、PEEK和PEKK组成的组。
[6].超声波熔敷方法，其是包括如下工序的超声波熔敷方法：
在包含热塑性树脂而成的第1构件的熔敷对象表面和具有与其平行或嵌合的形状的包含热塑性树脂而成的第2构件的熔敷对象表面之间夹持与第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件的工序，和
对超声波熔敷用构件施加超声波振动，使第1构件和第2构件熔敷的工序；其中，
该超声波熔敷用构件包含热塑性树脂而成，
在第1构件的熔敷对象表面与第2构件的熔敷对象表面之间夹持超声波熔敷用构件的工序中，
以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位和/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位在至少一部分中非连续性地存在的方式配置超声波熔敷用构件，
并且，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的全部对超声波熔敷用构件的外部开放的方式配置超声波熔敷用构件，
并且以相对于超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1，和/或相对于超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1的方式配置超声波熔敷用构件。
[7].上述[6]项中所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中包含多个细丝而成。
[8].上述[7]项中所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致格子状的织物或编织物的网格，在使超声波熔敷用构件夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，网格的细纱的交叉部形成超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位以及超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位。
[9].上述[6]～[8]项的任一项所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致等间隔地布置的多个点状。
[10].上述[6]～[9]项的任一项所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件中包含的热塑性树脂选自由PP、PA6、PA66、PC、PS、PVC、聚酯、ABS、PPS、PEEK和PEKK组成的组。
发明效果
本发明的超声波熔敷用构件是与作为熔敷对象构件的第1构件和第2构件独立地处理的构件，因此没有必须预先设置用于熔敷的肋状突起。
而且，该超声波熔敷用构件在2个熔敷对象构件间的方向的厚度的设计约束少(特别是在采用了网格的情况下)，另外，能减小超声波熔敷用构件的体积，因此制造效率高，可抑制制造时间和成本。
进而，该超声波熔敷用构件通过使超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位(熔敷的起点)在至少一部分中非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放，并且将接合部位与非接合部位的面积比调整在规定范围内，从而孔隙不易残留于熔敷部，接合部可得到高的气密性，因此可确保足够的熔敷强度。
这些效果在使用了上述超声波熔敷方法时也可同样地得到。
附图说明
图1是例示基于以往技术的专利文献1的超声波熔敷用网状物的图。
图2是本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件的立体图(a)和夹持于熔敷对象构件间的该超声波熔敷用构件的断面图(b)。
图3是本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件的立体图(a)和夹持于熔敷对象构件间的该超声波熔敷用构件的断面图(b)。
图4是本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件的立体图。
图5是本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件(超声波熔敷用网格)的平面图和部分放大断面图。
图6是使本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件(超声波熔敷用网格)夹持于熔敷对象构件间的断面图。
具体实施方式
参照图2，对本发明的一实施方式涉及的超声波熔敷用构件进行说明。
图2(a)中，5为具有扁平的大致长方体形状的轮廓、由热塑性树脂形成的超声波熔敷用构件。6为在超声波熔敷用构件5的一表面上以断面成为大致半圆形的方式跨越多列地大致平行地穿过的凹部。7为该表面的超声波熔敷用构件的各凹部间表面。8为超声波熔敷用构件5的大致平面状的另外表面。凹部6的每个以大致等间隔且具有构件厚度的大致一半以上的深度的方式形成于从该表面的一端至另一端。
在此，凹部间表面7的合计面积优选小于该表面轮廓上的凹部6引起的横跨面积(某凹部间表面7和相邻的凹部间表面7之间的横跨面积)的合计。通过这样设置，在超声波熔敷用构件5的该表面与熔敷对象构件相接时，变得容易使非接合部位的合计面积大于接合部位的合计面积，其结果，可进行节约资源和节约成本的熔敷并确保熔敷强度。
如图2(b)所示，使超声波熔敷用构件5夹持于由热塑性树脂形成的第1构件3的熔敷对象表面3s与由热塑性树脂形成的第2构件4的熔敷对象表面4s之间，在该状态下从超声波熔敷用喇叭(未图示)施加超声波振动，从而可进行熔敷。通常，作为熔敷对象的两构件具有相互大致平行或嵌合的形状，因此在本图中，示出熔敷对象表面3s和熔敷对象表面4s相互大致平行的情形。在这样使超声波熔敷用构件5夹持于熔敷对象表面3s和熔敷对象表面4s之间的状态下，凹部6不与熔敷对象表面3s相接，构成非接合部位6’。另外，凹部间表面7与熔敷对象表面3s相接，构成接合部位7(只要熔敷对象表面3s和熔敷对象表面4s平行且超声波熔敷用构件5具有长方体的轮廓，则可将凹部间表面7近似为接合部位7)。而超声波熔敷用构件5的另一表面8与熔敷对象表面4s整体地相接，构成接合部位(接合面)8。
作为超声波熔敷用构件5的原材料的热塑性树脂优选与第1构件3的热塑性树脂和/或第2构件4的热塑性树脂相同。或者，作为超声波熔敷用构件5的原材料的热塑性树脂优选具有比第1构件3的热塑性树脂和/或第2构件4的热塑性树脂低的熔点。作为这种热塑性树脂的具体例，不应特别限定，可举出PP、PA6、PA66、PC、PS、PVC、聚酯、ABS、PPS、PEEK和PEKK等。从应对熔敷对象表面的起伏变化的观点出发，超声波熔敷用构件5优选作为整体具有规定的柔软性。
在此，超声波熔敷用构件5与熔敷对象表面3s的接合部位7的每个以被非接合部位6’的每个相隔开的形式非连续地形成(以下称作“非连续形成要件”)。
超声波熔敷用构件5与熔敷对象表面3s的非接合部位6’的全部由于凹部6的各个形成于从超声波熔敷用构件5的表面的一端至另一端，因而对超声波熔敷用构件5的外部开放(以下称作“外部开放要件”)。
以相对于超声波熔敷用构件5与熔敷对象表面3s的非接合部位6’的合计面积A的、超声波熔敷用构件5与熔敷对象表面3s的接合部位7的合计面积B的比率小于1、优选小于0.8、进一步优选小于0.5的方式形成(以下称作“接合部位减小要件”)。予以说明，近似地，合计面积B以凹部间表面7的面积的合计计算，合计面积A以从在超声波熔敷用构件5中穿过凹部6以前的该面的面积减去了合计面积B的值计算。
换言之，该结构只要满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件，就可减小超声波熔敷用构件的体积，因此，在设计上具有大的灵活性，制造效率高，可抑制制造时间和成本。进而，该超声波熔敷用构件使超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位(熔敷的起点)非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放。此外，该超声波熔敷用构件通过以成为小于1、优选小于0.8、进一步优选小于0.5的方式调整接合部位与非接合部位的面积比，从而孔隙不易残留于熔敷部(在熔敷层内部难以形成空气滞留)，接合部可得到高的气密性，因此可确保充分的熔敷强度。
予以说明，超声波熔敷用构件5不必须为平坦的大致长方体形状的轮廓，可根据熔敷对象构件的形状改变成任意的形状。凹部6的断面形状可设为大致矩形或可设为大致三角形来替代大致半圆形。另外，凹部6的各个的间隔、其深度只要满足上述3个要件就不特别限定。从材料成本的降低、节约资源的观点出发，只要可确保所期望的熔敷强度，凹部6的各个的间隔越小越优选，其深度越大越优选。例如，凹部6的各个的平均深度相对于超声波熔敷用构件5的厚度更优选为2/3以上。
另外，作为替代的实施方式，在超声波熔敷用构件5的一表面上，除了凹部6以外，可以以与其大致垂直地交叉的形式，以断面成为大致半圆形的方式进一步设置跨越多列大致平行地穿过的凹部。该情形的新设置的交叉列的凹部和与该凹部间表面的形状·排列相关的设计范围可与上述同样地设定。
另外，作为进一步替代的实施方式，在超声波熔敷用构件5的另一表面8上也可以同样地形成凹部和凹部间表面。
利用这些构造，可进一步推进材料成本的降低、制造的效率化。
接着，参照图3对本发明的另一实施方式涉及的超声波熔敷用构件进行说明。
图3(a)中，12为断面大致矩形的、在某一方向上延伸的、扁平长方体的超声波熔敷用构件片，由热塑性树脂形成。13是超声波熔敷用构件片12的一个表面，14是超声波熔敷用构件片12的另一个表面。超声波熔敷用构件11是具有基本上相同形状的多个超声波熔敷用构件片12在同一平面上大致等间隔地大致平行地配置的集合体。
在此，超声波熔敷用构件片12的表面13(或表面14)的合计面积优选小于相邻的表面13(或表面14)间的横跨面积。通过这样设置，在超声波熔敷用构件片12(即超声波熔敷用构件11)的表面13(或表面14)与熔敷对象构件相接时，变得容易使非接合部位的合计面积大于接合部位的合计面积，其结果，可进行节约资源和节约成本的熔敷并确保熔敷强度。
如图3(b)所示，使超声波熔敷用构件11(超声波熔敷用构件片12的集合体)夹持于由热塑性树脂形成的第1构件9的熔敷对象表面9s与由热塑性树脂形成的第2构件10的熔敷对象表面10s之间，在该状态下从超声波熔敷用喇叭(未图示)施加超声波振动，从而可进行熔敷。实际上，作为熔敷对象的两构件具有相互大致平行或嵌合的形状，因此在本图中，示出熔敷对象表面9s和熔敷对象表面10s相互大致平行的情形。在这样使超声波熔敷用构件11夹持于熔敷对象表面9s和熔敷对象表面10s之间的状态下，不存在超声波熔敷用构件片12的部位构成非接合部位13’和非接合部位14’。另外，表面13和表面14各自与熔敷对象表面9s和熔敷对象表面10s相接，成为接合部位13和接合部位14(只要熔敷对象表面9s和熔敷对象表面10s平行且超声波熔敷用构件片12的每个具有相等的厚度，则可将表面13和表面14分别近似为接合部位13和接合部位14)。
与上述实施方式同样，作为超声波熔敷用构件11的原材料的热塑性树脂优选与第1构件9的热塑性树脂和/或第2构件10的热塑性树脂相同。或者，作为超声波熔敷用构件11的原材料的热塑性树脂优选具有比第1构件9的热塑性树脂和/或第2构件10的热塑性树脂低的熔点。作为这种热塑性树脂的具体例，不特别限定，可使用与上述实施方式同样的热塑性树脂。从应对熔敷对象表面的起伏变化的观点出发，超声波熔敷用构件片12优选作为整体具有规定的柔软性。
在此，超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面9s的接合部位13的每个以被非接合部位13’的每个相隔开的形式非连续地形成(满足“非连续形成要件”)。进而，超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面10s的接合部位14的每个以被非接合部位14’的每个相隔开的形式非连续地形成(在此也满足“非连续形成要件”)。
超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面9s的非接合部位13’的全部由于在超声波熔敷用构件片12的各个之间形成于从一端至另一端，因而对超声波熔敷用构件11的外部开放(满足“外部开放要件”)。超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面10s的非接合部位14’的全部由于在超声波熔敷用构件片12的各个之间形成于从一端至另一端，因而对超声波熔敷用构件11的外部开放(在此也满足“外部开放要件”)。
以相对于超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面9s的非接合部位13’的合计面积A的、超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面9s的接合部位13的合计面积B的比率小于1、优选小于0.8、进一步优选小于0.5的方式形成(满足“接合部位减小要件”)。
另外，以相对于超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面10s的非接合部位14’的合计面积A的、超声波熔敷用构件片12与熔敷对象表面10s的接合部位14的合计面积B’的比率小于1、优选小于0.8、进一步优选小于0.5的方式形成(满足“接合部位减小要件”)。
予以说明，近似地，合计面积B(或B’)以表面13(或表面14)的面积的合计计算，合计面积A(或A’)以从关于超声波熔敷用构件片12的整体直线地形成的最外廓部(作为集合体的超声波熔敷用构件11的轮廓)的相当于表面13的面的面积或相当于表面14的面的面积减去了合计面积B(或B’)的值计算。
与上述实施方式同样，该结构只要满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件，就可减小超声波熔敷用构件的体积，因此，在设计上具有大的灵活性，制造效率高，可抑制制造时间和成本。进而，该超声波熔敷用构件使超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位(熔敷的起点)非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放。此外，该超声波熔敷用构件通过以成为小于1、优选小于0.8、进一步优选小于0.5的方式调整接合部位与非接合部位的面积比，从而孔隙不易残留于熔敷部(在熔敷构件内部难以形成空气滞留)，接合部可得到高的气密性，因此可确保充分的熔敷强度。
予以说明，超声波熔敷用构件片12不必须为断面大致矩形的扁平长方体，可根据熔敷对象构件的形状改变成任意的形状。另外，超声波熔敷用构件片12的各排列和间隔只要满足上述3个要件就不特别限定。
另外，作为替代的实施方式，可以在熔敷对象的一部分中，如上述那样大致平行地配置超声波熔敷用构件片12，在熔敷对象的另一部分中在与其不同的方向上大致平行地配置超声波熔敷用构件片12。另外，可将图2涉及的实施方式与图3涉及的实施方式组合。由此，可以以熔敷对象构件合为复杂的立体形状的方式进行更灵活的熔敷设计，此外，可进一步推进材料成本的降低、制造的效率化。
接着，参照图4对本发明的再一个实施方式涉及的超声波熔敷用构件进行说明。
图4中，16为断面大致矩形的扁平长方体的超声波熔敷用构件片，由热塑性树脂形成。17是超声波熔敷用构件片16的一个表面，18是超声波熔敷用构件片16的另一个表面。超声波熔敷用构件15是具有基本上相同形状的多个超声波熔敷用构件片16以大致等间隔地构成交叉的多个列的方式在同一平面上配置的集合体。在此，超声波熔敷用构件片16的表面17(或表面18)的合计面积A优选小于从由表面17(或表面18)整体的外侧轮廓所形成的面积B减去了合计面积A的面积。通过这样设置，超声波熔敷用构件片16(即超声波熔敷用构件15)的表面17(或表面18)与熔敷对象构件相接时，变得容易使非接合部位的合计面积大于接合部位的合计面积，其结果，可进行节约资源和节约成本的熔敷并确保熔敷强度。
虽然未图示，但通过使超声波熔敷用构件15(超声波熔敷用构件片16的集合体)夹持于由热塑性树脂形成的第1构件的熔敷对象表面与由热塑性树脂形成的第2构件的熔敷对象表面之间，在该状态下从超声波熔敷用喇叭施加超声波振动，从而可进行熔敷。在这样使超声波熔敷用构件15夹持于两个熔敷对象表面之间的状态下，不存在超声波熔敷用构件片16的部位构成非接合部位。另外，表面17和表面18分别与熔敷对象表面相接，成为接合部位。(只要两个熔敷对象表面平行且超声波熔敷用构件片16的每个具有相等的厚度，则表面17和表面18分别近似于接合部位)。
与上述实施方式同样，作为超声波熔敷用构件15的原材料的热塑性树脂优选与作为熔敷对象的第1构件的热塑性树脂和/或第2构件的热塑性树脂相同。或者，作为超声波熔敷用构件15的原材料的热塑性树脂优选具有比第1构件的热塑性树脂和/或第2构件的热塑性树脂低的熔点。作为这种热塑性树脂的具体例，不特别限定，可使用与目前所述的实施方式同样的热塑性树脂。
在此，对于作为熔敷对象的第1构件和第2构件的每个，超声波熔敷用构件片16与熔敷对象表面的接合部位的每个以被非接合部位的每个相隔开的形式非连续地形成(满足“非连续形成要件”)。
对于作为熔敷对象的第1构件和第2构件的每个，超声波熔敷用构件片16与熔敷对象表面的非接合部位的全部对超声波熔敷用构件15的外部开放(满足“外部开放要件”)。
对于作为熔敷对象的第1构件和第2构件的每个，以相对于超声波熔敷用构件片16与熔敷对象表面的非接合部位的合计面积A的、超声波熔敷用构件片16与熔敷对象表面的接合部位的合计面积B的比率小于1、优选小于0.8、更优选小于0.5、进一步优选小于0.4、最优选小于0.3的方式形成(满足“接合部位减小要件”)。予以说明，近似地，合计面积B以表面17(或表面18)的面积的合计计算，合计面积A以从关于超声波熔敷用构件片16的整体直线地形成的最外廓部(作为集合体的超声波熔敷用构件15的轮廓)的相当于表面17的面的面积或相当于表面18的面的面积减去了合计面积B的值计算。
与目前所述的实施方式同样，该结构只要满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件，就可减小超声波熔敷用构件的体积，因此，在设计上具有大的灵活性，制造效率高，可抑制制造时间和成本。进而，该超声波熔敷用构件使超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位(熔敷的起点)非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放。此外，该超声波熔敷用构件通过以成为小于1、优选小于0.8、更优选小于0.5、进一步优选小于0.4、最优选小于0.3的方式调整接合部位与非接合部位的面积比，从而孔隙不易残留于熔敷部(在熔敷构件内部难以形成空气滞留)，接合部可得到高的气密性，因此可确保充分的熔敷强度。
予以说明，超声波熔敷用构件片16不必须为断面大致矩形的扁平长方体，可根据熔敷对象构件的形状改变成任意的形状。例如，超声波熔敷用构件片16也可以为扁平的大致圆柱形。另外，超声波熔敷用构件片16的各排列和间隔只要满足上述3个要件就不特别限定。例如，超声波熔敷用构件片16可以不规则地排列。
另外，作为替代的实施方式，可以将图4涉及的实施方式与图2涉及的实施方式和/或图3涉及的实施方式组合。由此，可以以熔敷对象构件合为复杂的立体形状的方式进行更灵活的熔敷设计，此外，可进一步推进材料成本的降低、制造的效率化。
接着，参照图5和图6，对本发明的一实施方式涉及的网格样式的超声波熔敷用构件进行说明(例示织物)。
图5是超声波熔敷用网格的平面图和部分放大断面。图中，19表示超声波熔敷用网格，20为与构成超声波熔敷用网格19的织物的大致直角地交叉地织成的细纱(断面大致圆形的经纱和纬纱)，21为细纱的外径，22为构成织物的相邻细纱条的间隔：网格的所谓“开口”。细纱20的外径21不特别限定，例如可以为0.1～1mm左右，更优选为0.15～0.6mm的范围。网格的开口22不特别限定，例如可以为0.1～2mm左右，更优选为0.2～1.2mm的范围。
如从图5的部分放大断面所理解的那样，超声波熔敷用网格19的织物通过在基本上一个平面上将经纱和纬纱以大致直角地交叉的方式编织，经纱和纬纱的每个分别在相邻的交叉点之间成为波动的状态。若综合地观察由该经纱和纬纱形成的织物结构，则在各交叉点形成凸部，在各交叉点的区间形成凹部。通过具有这样的立体结构，在超声波熔敷用网格19的一个面或其背面与熔敷对象构件相接时，变得容易使非接合部位的合计面积远大于接合部位的合计面积，其结果，可进行节约资源和节约成本的熔敷并确保熔敷强度。
如图6所示，使超声波熔敷用网格19夹持于由热塑性树脂形成的第1构件23的熔敷对象表面23s与由热塑性树脂形成的第2构件24的熔敷对象表面24s之间，在该状态下从超声波熔敷用喇叭(未图示)施加超声波振动，从而可进行熔敷。实际上，作为熔敷对象的两构件具有相互大致平行或嵌合的形状，因此在本图中，示出熔敷对象表面23s和熔敷对象表面24s相互大致平行的情形。在这样使超声波熔敷用网格19夹持于熔敷对象表面23s和熔敷对象表面24s之间的状态下，不存在超声波熔敷用网格19的细纱20的部位构成非接合部位25’或非接合部位26’。另外，超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面23s和熔敷对象表面24s相接，成为接合部位25和接合部位26。
与上述实施方式同样，作为超声波熔敷用网格19的原材料的热塑性树脂优选与作为熔敷对象的第1构件23的热塑性树脂和/或第2构件24的热塑性树脂相同。或者，作为超声波熔敷用网格19的原材料的热塑性树脂优选具有比第1构件23的热塑性树脂和/或第2构件24的热塑性树脂低的熔点。作为这种热塑性树脂的具体例，不特别限定，可使用与上述实施方式同样的热塑性树脂。从应对熔敷对象表面的起伏变化的观点出发，超声波熔敷用网格19优选作为整体具有规定的柔软性。
在此，超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面23s的接合部位25的每个以被非接合部位25’的每个相隔开的形式非连续地形成(满足“非连续形成要件”)。进而，超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面24s的接合部位26的每个以被非接合部位26’的每个相隔开的形式非连续地形成(在此也满足“非连续形成要件”)。
超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面23s的非接合部位25’的全部由于超声波熔敷用网格19为立体的网格结构而对超声波熔敷用网格19的外部开放(满足“外部开放要件”)。超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面24s的非接合部位26’的全部由于超声波熔敷用网格19为立体的网格结构而对超声波熔敷用网格19的外部开放(在此也满足“外部开放要件”)。
由于细纱20具有大致圆形断面，因此相对于超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面23s的非接合部位25’的合计面积的、超声波熔敷用网格19的细纱20与熔敷对象表面23s的接合部位25的合计面积的比率一看就是大大地小于1的值，而不需要计算·测定(理论上，细纱20仅在被编织的各交点与熔敷对象表面相接，因此满足“接合部位减小要件”)。
与上述实施方式同样，该结构只要满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件，就可减小超声波熔敷用构件的体积，因此，在设计上具有大的灵活性，制造效率高，可抑制制造时间和成本。进而，该超声波熔敷用构件使超声波熔敷用构件与熔敷对象表面的接合部位(熔敷的起点)非连续地存在，使非接合部位以确保空气通路的方式对外部开放。此外，该超声波熔敷用构件通过使接合部位与非接合部位的面积比大大地小于1，从而孔隙不易残留于熔敷部(在熔敷构件内部难以形成空气滞留)，接合部可得到高的气密性，因此可确保充分的熔敷强度。
予以说明，超声波熔敷用网格19的细纱20的织法只要满足上述3个要件就不限于图示的平织，例如也可以为斜织(斜纹织)或缎织。也可以使用编织物替代织物。另外，超声波熔敷用网格19的经纱20的细纱条间的间隔与纬纱20的细纱条间的间隔不必相同(即，一个方向的网格的开口和与其交叉的方向的网格的开口不必相同)。从在熔敷对象面内进行均匀的熔敷的观点出发，超声波熔敷用网格19的经纱20的细纱条间的间隔和纬纱20的细纱条间的间隔最优选各自为恒定且相同的平织。经纱的原材料和纬纱的原材料可以相同也可以不同，从制造效率这方面考虑，通常使用相同的原材料。
另外，作为替代的实施方式，可以将图5、6涉及的实施方式与图2涉及的实施方式和/或图3涉及的实施方式和/或图4涉及的实施方式进行组合。由此，可以以熔敷对象构件合为复杂的立体形状的方式进行更灵活的熔敷设计，此外，可进一步推进材料成本的降低、制造的效率化。
作为超声波熔敷用喇叭和超声波熔敷的条件，没有特别限定，可根据使用的熔敷对象构件和本发明涉及的超声波熔敷用构件的形状·原材料从公知的那些中选择。
本发明涉及的超声波熔敷用构件可得到足够的熔敷强度并避免熔敷层中的孔隙的残留，因此，特别地，也可合适地用于具有碳纤维等纤维和薄树脂的多层结构的复合材料、或具有复杂形状的外表面的熔敷对象构件的超声波熔敷。
实施例
以下，作为本发明涉及的超声波熔敷用构件的典型例，对图5～6所示的实施方式的超声波熔敷用网格，实际地进行熔敷，进行了拉伸剪切强度的测定和熔敷部的断面观察。
本发明包含由所附的权利要求书所限定的所有实施方式，且不应受以下的实施例限定地解释。
在作为熔敷对象构件的一对热塑性树脂板之间夹持超声波熔敷用网格，进行这些熔敷对象构件的超声波熔敷。使用具有20mm×250mm的平面喇叭、输出功率3000W的超声波熔敷机。熔敷面积设为25mm×12.7mm。
[实施例1]
作为熔敷对象构件的一对热塑性树脂板，使用了PEEK树脂制的平板。
作为超声波熔敷用网格，使用了相同PEEK树脂制的、开口作为整体为均匀的平织网格且细纱外径为0.2mm、开口为0.3mm的超声波熔敷用网格。
使用这些材料进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
[实施例2]
除了使用细纱外径0.4mm、开口0.45mm的超声波熔敷用网格以外，与实施例1同样地进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
[实施例3]
除了使用细纱外径0.5mm、开口1.0mm的超声波熔敷用网格以外，与实施例1同样地进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
[实施例4]
作为熔敷对象构件的一对热塑性树脂板，使用了PP树脂制的平板。
作为超声波熔敷用网格，使用了相同PP树脂制的、开口作为整体为均匀的平织网格且细纱外径为0.215mm、开口为0.297mm的超声波熔敷用网格。
使用这些材料进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
[比较例1]
除了代替超声波熔敷用网格使用了PEEK树脂制的具有均匀厚度的膜(厚度0.1mm)以外，与实施例1同样地进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
[比较例2]
除了代替超声波熔敷用网格，使用了对PEEK树脂制的具有均匀厚度的片材(厚度0.2mm)实施冲压加工、模仿专利文献1(日本特开平8-150669号公报(日本特许第3536385号))的网状的片材以外，与实施例1同样地进行超声波熔敷，进行熔敷部的断面观察。
对于上述的各实施例和比较例，在以下的表1中示出与一者的熔敷对象面相关的接合部位的合计面积/非接合部位的合计面积的比率、以及熔敷断面的外观评价的结果。
在此，将熔敷断面没有观察到孔隙(熔敷时混入的气泡)的情形评价为“○”，将观察到孔隙的情形评价为“×”。
表1
如从表1可知的那样，在使用了满足上述的非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件的全部的、本发明涉及的实施例1～4的超声波熔敷用构件的情况下，没有观察到孔隙。
与此相对地，在使用了没有满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件中的任一者的比较例1的膜的情况下，以及在使用了没有满足外部开放条件和接合部位减小要件的比较例2的片材的情况下，观察到由熔敷时混入的气泡引起的孔隙。
[实施例5]
作为熔敷对象构件的一对热塑性树脂板，使用了将PEEK树脂作为基体的碳纤维复合材料。作为超声波熔敷用网格，使用了PEEK树脂制的、开口作为整体为均匀的平织网格且细纱外径为0.5mm、开口为1.0mm的超声波熔敷用网格。使用这些材料进行超声波熔敷，进行拉伸剪切强度的测定。
[比较例3]
除了代替超声波熔敷用网格使用了PEEK树脂制的具有均匀厚度的膜(厚度0.1mm)以外，与实施例5同样地进行超声波熔敷，进行拉伸剪切强度的测定。
[比较例4]
除了代替超声波熔敷用网格，使用了对PEEK树脂制的具有均匀厚度的片材(厚度0.2mm)实施冲压加工、模仿专利文献1(日本特开平8-150669号公报(日本特许第3536385号)的网状的片材以外，与实施例5同样地进行超声波熔敷，进行拉伸剪切强度的测定。
对于上述的实施例5以及比较例3和4，在以下的表2中示出与一者的熔敷对象面相关的接合部位的合计面积/非接合部位的合计面积的比率、以及拉伸剪切强度的测定结果。
表2
如从表2可知的那样，在使用了满足上述的非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件的全部的、本发明涉及的实施例5的超声波熔敷用构件的情况下，具有足够实用的剪切强度。与此相对地，在使用了没有满足非连续形成要件、外部开放要件和接合部位减小要件中的任一者的比较例3的膜的情况下以及在使用了没有满足外部开放条件和接合部位减小要件的比较例4的片材的情况下，显示了低水准的剪切强度或没有接合。

Claims (10)

1.超声波熔敷用构件，其是在包含热塑性树脂而成的第1构件的熔敷对象表面和具有与其平行或嵌合的形状的包含热塑性树脂而成的第2构件的熔敷对象表面的超声波熔敷之前，用于夹持于这些熔敷对象表面之间的、与第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件，其中，
该超声波熔敷用构件包含热塑性树脂而成，
超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位和/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位在至少一部分中非连续性地存在的方式形成，
并且，超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的全部对超声波熔敷用构件的外部开放的方式形成，
并且，在使超声波熔敷用构件在夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，相对于超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1，和/或相对于超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1。
2.权利要求1所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中包含多个细丝而成。
3.权利要求2所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致格子状的织物或编织物的网格，在使超声波熔敷用构件夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，网格的细纱的交叉部形成超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位以及超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位。
4.权利要求1～3的任一项所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致等间隔或不规则地布置的多个点状。
5.权利要求1～4的任一项所述的超声波熔敷用构件，其特征在于，超声波熔敷用构件中包含的热塑性树脂选自由PP、PA6、PA66、PC、PS、PVC、聚酯、ABS、PPS、PEEK和PEKK组成的组。
6.超声波熔敷方法，其是包括如下工序的超声波熔敷方法：
在包含热塑性树脂而成的第1构件的熔敷对象表面和具有与其平行或嵌合的形状的包含热塑性树脂而成的第2构件的熔敷对象表面之间夹持与第1构件和第2构件独立的超声波熔敷用构件的工序，和
对超声波熔敷用构件施加超声波振动，使第1构件和第2构件熔敷的工序；其中，
该超声波熔敷用构件包含热塑性树脂而成，
在第1构件的熔敷对象表面与第2构件的熔敷对象表面之间夹持超声波熔敷用构件的工序中，
以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位和/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位在至少一部分中非连续性地存在的方式配置超声波熔敷用构件，
并且，以超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位/或超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的全部对超声波熔敷用构件的外部开放的方式配置超声波熔敷用构件，
并且以相对于超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1，和/或相对于超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的非接合部位的合计面积的、超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位的合计面积的比率小于1的方式配置超声波熔敷用构件。
7.权利要求6所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中包含多个细丝而成。
8.权利要求7所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致格子状的织物或编织物的网格，在使超声波熔敷用构件夹持于第1构件的熔敷对象表面和第2构件的熔敷对象表面之间时，网格的细纱的交叉部形成超声波熔敷用构件与第1构件的熔敷对象表面的接合部位以及超声波熔敷用构件与第2构件的熔敷对象表面的接合部位。
9.权利要求6～8的任一项所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件在至少一部分中为大致等间隔地布置的多个点状。
10.权利要求6～9的任一项所述的超声波熔敷方法，其特征在于，超声波熔敷用构件中包含的热塑性树脂选自由PP、PA6、PA66、PC、PS、PVC、聚酯、ABS、PPS、PEEK和PEKK组成的组。
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