JP2000071335A - 熱可塑性樹脂成形品の接合方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂成形品の接合方法

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敏記 宮地
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武春 菅
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気抵抗線溶着法を利用して熱可塑性樹脂成
形品どうしを接合するに際して、接合部分の材料樹脂を
適正に溶融させることにより、この接合部分の十分に高
い強度及び気密性を確保する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂成形品どうしを接合するに
際し、両成形品の接合面２,１２間に電気抵抗線２０を
挟み、第１の所定圧力で加圧するとともに電気抵抗線に
所定値の電流を所定時間だけ通電することにより、上記
両成形品の接合面どうしを所定間隔に保った状態で、上
記電気抵抗線に発生した熱エネルギにより該電気抵抗線
の周囲の樹脂を溶融させる一次工程と、該一次工程終了
後に、上記電気抵抗線への通電を停止するとともに第２
の所定圧力を加えて溶融樹脂Ｋを圧着させる二次工程と
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂成形
品の接合方法、特に、接合されるべき両成形品の接合面
間に介装した電気抵抗線の通電発熱による電気抵抗線溶
着法を利用した接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂成形品の接合方法と
しては、単に接合面に接着剤を塗布して接着接合する方
法のほか、超音波や振動あるいは高周波電磁誘導や電気
抵抗線等を利用する方法などが知られている。これらの
方法のうちで、接着剤を用いた接合方法は、手間と時間
が掛かる（具体的には、特に、接着剤の塗布作業に手間
が掛かり、また、この接着剤の乾燥と加圧保持に時間が
掛かる）上、接合強度も比較的低いため、ある程度以上
の強度及び気密性が求められる製品(特に量産品)に対し
てはほとんど用いられていないのが実情である。また、
超音波や振動あるいは高周波電磁誘導を利用した接合方
法の場合には、設備費が掛かり過ぎることに加えて、製
品形状にかなりの制約を受けるので製品設計の自由度を
十分に確保し難いという問題がある。
【０００３】例えば、周知のように、内燃機関（エンジ
ン）のシリンダヘッドには各気筒の燃焼室に吸気エアを
供給するためにインテークマニホールドが接続されてい
るが、このインテークマニホールドとして、吸気供給源
に連通する所謂サージタンクとエンジンの各気筒に接続
される複数（気筒数に等しい数）のパイプ材とを備えた
ものが知られている。かかるインテークマニホールド
は、吸気系の中でもかなりの大型の部品であるので、エ
ンジン周りのより一層の軽量化のために、従来の軽合金
（例えばアルミニウム合金等）に替えて、合成樹脂で形
成することが考えられている。
【０００４】上記インテークマニホールドの場合、排気
系に比べて温度条件が低い吸気系であり、合成樹脂（特
に繊維等で強化されたタイプの合成樹脂）の適用は十分
に可能である。そして、このようなインテークマニホー
ルドを合成樹脂で製造する場合、一定温度以下の領域で
安定した強度及び剛性を維持できる熱可塑性の樹脂を材
料に用いて上側(アッパ)及び下側(ロワー)の半割体をそ
れぞれ成形し、両者を振動溶着で接合する方法が一般に
採用される。
【０００５】ところが、エンジンルームの省スペース化
に伴なって、インテークマニホールド及びその取付構造
についても、パイプ材の長さを所要の一定長さ以上に確
保した上で、あるいは、更に、良好な吸気特性を確保す
るために各パイプ材の長さをできるだけ等しくなるよう
に設定した上で、より一層コンパクトにすることが求め
られており、このためには、パイプ材の形状も、比較的
直線的な直管から、所定の曲率で曲げられた曲がり管、
更には、単純な曲げだけでなくこれに捩りを加えた３次
元的な曲がり等の複雑な形状の管にするなどの工夫が求
められる。また更に、複数のパイプ材とサージタンクと
の接続部分についても、サージタンクの小型化と相俟っ
てできるだけ狭いスペースに集約することが求められ、
この点からも、パイプ材の曲がり形状が複雑にならざる
を得ない。すなわち、このような場合には、製品形状に
ついて十分な設計自由度を確保することが必要である。
【０００６】従って、かかるインテークマニホールドを
合成樹脂で製造するような場合には、一定以上の接合強
度及び気密性と量産時の生産効率を確保するとともに、
製品形状の設計自由度を高める観点から、上記振動溶着
に代えて、電気抵抗線の通電により生じた熱エネルギを
利用して接合を行う電気抵抗線溶着法による接合方法を
採用することが好ましい。
【０００７】この電気抵抗線溶着法による接合は、より
詳しく説明すれば、例えば、特開昭５８−５９０５０号
公報，特開昭５９−１１８４２６号公報，特開昭６２−
２６７１２５号公報，特開昭６２−２８８０２９号公
報，特開平０６−６４０４３号公報，特開平１０−１６
０６１号公報あるいは特開平１０−４４２４６号公報等
に開示されているように、被接合部品の接合面間に電気
抵抗線を挟んで加圧しながら通電することにより、該電
気抵抗線の周囲の樹脂を熱エネルギで溶融させ圧着させ
るもので、電気抵抗線の形状を接合面の形状に適合する
ように形作ることにより、比較的容易に製品形状の複雑
化に対応することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来公報に開示さ
れた電気抵抗溶着による接合方法は、いずれも比較的容
易に溶融し得る樹脂を材料に用いたものであるが、通電
しながら最終加圧まで行われるので、通電及び加圧条件
の設定が一般に難しく、特に、一定以上の高強度および
高気密性を有し溶融しにくい材料に対して、そのままで
は適用し難い。すなわち、通電及び加圧条件によって
は、接合部分の材料樹脂を十分に溶融させることが難し
いか、逆に、樹脂を過度に加熱する結果、材料樹脂を分
解してしまったり、あるいは不要にガスを発生させてし
まうこととなり、接合部分について高い強度と気密性と
を安定して得ることが難しいという問題があった。
【０００９】この発明は、上記技術的課題に鑑みてなさ
れたもので、電気抵抗線溶着法を利用して熱可塑性樹脂
成形品どうしを接合するに際して、接合部分の材料樹脂
を適正に溶融させることにより、この接合部分の十分に
高い強度及び気密性を確保することができる熱可塑性樹
脂成形品の接合方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本願の請求項
１に係る発明（第１の発明）は、熱可塑性樹脂成形品ど
うしを接合するに際し、両成形品の接合面間に電気抵抗
線を挟んで加圧するとともに該電気抵抗線に通電し発熱
させることにより、この電気抵抗線の周囲の樹脂を溶融
圧着させて上記両成形品を接合する接合方法であって、
上記両成形品の接合面間に電気抵抗線を挟み、第１の所
定圧力で加圧するとともに上記電気抵抗線に所定値の電
流を所定時間だけ通電することにより、上記両成形品の
接合面どうしを所定間隔に保った状態で、上記電気抵抗
線に発生した熱エネルギにより該電気抵抗線の周囲の樹
脂を溶融させる一次工程と、該一次工程終了後に、上記
電気抵抗線への通電を停止するとともに第２の所定圧力
を加えて溶融樹脂を圧着させる二次工程と、を備えたこ
とを特徴としたものである。
【００１１】また、本願の請求項２に係る発明（第２の
発明）は、上記第１の発明において、上記一次工程にお
いてのみ上記両成形品の接合面どうしを所定間隔に保つ
間隙手段が設けられていることを特徴としたものであ
る。
【００１２】更に、本願の請求項３に係る発明（第３の
発明）は、上記第２の発明において、上記間隙手段が所
定厚さのスペーサであり、該スペーサは、上記一次工程
においては両成形品の間に介装される一方、上記二次工
程においては上記成形品間から除去されることを特徴と
したものである。
【００１３】また更に、本願の請求項４に係る発明（第
４の発明）は、上記第２の発明において、上記間隙手段
が上記両成形品の少なくともいずれか一方に一体形成さ
れており、上記二次工程において第２の所定圧力の作用
で上記間隙手段が変形させられることにより、上記両成
形品の接合面間が狭められることを特徴としたものであ
る。
【００１４】また更に、本願の請求項５に係る発明（第
５の発明）は、上記第１〜第４の発明のいずれか一にお
いて、上記成形品のいずれか一方が少なくとも接合面に
孔部を有し、他方の成形品は上記孔部と組み合わされる
環状の接合部を備えていることを特徴としたものであ
る。
【００１５】また更に、本願の請求項６に係る発明（第
６の発明）は、上記第５の発明において、上記成形品の
いずれか一方が少なくとも接合面に開口部を有する中空
体であり、他方の成形品はその接続部が上記開口部と組
み合わされる管状体であることを特徴としたものであ
る。
【００１６】
【発明の実態の形態】以下、本発明の実施形態を、例え
ば、合成樹脂製インテークマニホールドの各部品どうし
の接合に適用した場合を例にとって、添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１及び図２は、本実施の形態
に係る合成樹脂製インテーク・マニホールドＭをそれぞ
れ異なる方向から見て示した斜視図である。また、図３
は、図１及び図２における矢印Ｙ３の方向から見て示し
た側面説明図である。
【００１７】上記インテーク・マニホールドＭは、入口
管Ｍｉを介して吸気供給源に連通する吸気容積部として
のサージタンクＭｔと、複数（エンジンの気筒数と等し
い数：本実施の形態では４つ）の出口管Ｍａ〜Ｍｄとを
備えている。このインテークマニホールドＭは、上記サ
ージタンクＭｔと各出口管Ｍａ−Ｍｄとをそれぞれ射出
成形によって樹脂成形し、その後に両者を相互に組み付
け接合して得られたものである。
【００１８】上記入口管Ｍｉは、具体的には図示しなか
ったが、エアクリーナ等の吸気系における上流側の機器
に接続されており、車外から取り入れられこれら上流側
機器を通過して流入してきたエアをサージタンクＭｔ内
に導くものである。また、上記各出口管Ｍａ〜Ｍｄは、
一端（下流端部）が取付部材としてのポートフランジＭ
ｆを介してエンジン（不図示）の各気筒に接続される一
方、他端（上流端部）が上記サージタンクＭｔに接続さ
れている。上記ポートフランジＭｆにはエンジンの各気
筒に対応した開口部Ｈａ１〜Ｈｄ１が形成されており、
出口管Ｍａ〜Ｍｄの各通路の開口が上記開口部Ｈａ１〜
Ｈｄ１に合致するように、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの下流端
部がポートフランジＭｆの背面側にそれぞれ組み付けら
れている。
【００１９】上記サージタンクＭｔは、図６及び図７に
示すように、上側半割体Ｍｔ１と下側半割体Ｍｔ２とで
構成され、この下側半割体Ｍｔ２には、４つの開口部Ｈ
ａ２−Ｈｄ２が形成されている。そして、出口管Ｍａ〜
Ｍｄの各通路の開口が上記開口部Ｈａ２−Ｈｄ２に合致
するように、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの上流端部がサージタ
ンクＭｔの下面側（つまり、下側半割体Ｍｔ２の下面
側）にそれぞれ組み付けられるようになっている。
【００２０】サージタンクＭｔは、より好ましくは、相
対的に回転動作可能な一対の回転式射出成形用金型を用
いて、所謂ダイロータリ・インジェクション（ＤＲＩ）
法により、一つの成形型にて上下の半割体をそれぞれ成
形するとともに、その成形型内で両者を衝合させて接合
することにより、成形型の１回の回転動作毎に、上記両
半割体どうしが接合されてなる中空体の完成部品（サー
ジタンクＭｔ）として得られるものである。また、各出
口管Ｍａ〜Ｍｄも、それぞれが一対の半割体を組み合わ
せて構成されており、より好ましくは、上記ＤＲＩ法に
よって成形型の１回の回転動作毎に半割体どうしが接合
されてなる中空体の完成部品（出口管）として得られる
ものである。なお、このＤＲＩ法で用いられる成形型
は、具体的には図示しなかったが、互いに開閉可能に組
み合わされものであって、一方の型が他方に対して所定
角度回転可能とされ、各型面に上記所定角度毎の回転方
向に雄／雌／雌の繰り返し順序で、少なくとも一つの雄
型成形部と二つの雌型成形部からなる成形部を設けたも
のである。
【００２１】上記上下の半割体どうしの衝合部分は、例
えばサージタンクＭｔの場合を例にとって説明すれば、
図８に示すように、上側半割体Ｍｔ１と下側半割体Ｍｔ
２との衝合面の外周に沿って、好ましくは各半割体Ｍｔ
１,Ｍｔ２の壁部で形成された閉断面の溝状の内部通路
Ｍｐが設けられており、この内部通路Ｍｐ内に、上下の
半割体Ｍｔ１,Ｍｔ２どうしを互いに衝合させた後に両
者を相互に接合するための樹脂（二次樹脂）が充填され
るようになっている。
【００２２】上記内部通路Ｍｐは、上述のように各半割
体Ｍｔ１,Ｍｔ２の壁部で閉断面状に形成しても良い
し、この代わりに、半割体どうしを衝合させた時点では
内部通路の一部が開口しており、それを所定の金型にセ
ットすることにより、上記開口が金型の型面で塞がれて
閉断面を形成するようにしても良い。尚、具体的には図
示しなかったが、上記各出口管Ｍａ〜Ｍｄについても、
上記サージタンクＭｔの場合と同様に、半割体どうしの
衝合部分に内部通路が設けられ、この内部通路内に二次
樹脂を充填することにより、両半割体どうしが相互に接
合されるようになっている。
【００２３】以上のようにしてＤＲＩ法で完成部品とし
て得られたサージタンクＭｔに対して、同じくＤＲＩ法
で完成部品として得られた各出口管Ｍａ〜Ｍｄが、図５
に示すようにそれぞれ組み付けられ、その上流端部が上
記ポートフランジＭｆに、また、下流端部が下側半割体
Ｍｔ２に、各々接合されるようになっている。尚、これ
ら出口管Ｍａ〜Ｍｄの各端部のサージタンクＭｔへの接
合方法の詳細については後述する。
【００２４】上記各出口管Ｍａ〜Ｍｄは、より好ましく
は、曲がり管で形成され、図４に模式的に示すように、
その軸線（図３及び図４では、出口管Ｍａ，Ｍｂの軸線
Ｌａ，Ｌｂのみ図示している。尚、出口管Ｍｃ，Ｍｄの
形状は、出口管Ｍｂ，Ｍａにそれぞれ左右対称形に設定
されている。）の両端部分どうしが、側面視において当
該出口管の曲がり方向について略１８０度以上の所定角
度α（本実施の形態では、α＝略２７０度）を成してい
る。従って、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの長さを一定以上に確
保した上で、あるいは、良好な吸気特性を確保するため
に各出口管Ｍａ〜Ｍｄの長さをできるだけ等しくなるよ
うに設定した上で、インテークマニホールドＭおよびそ
の取付構造をより一層コンパクトにすることができるの
である。
【００２５】また、上記ポートフランジＭｆは、より好
ましくは、サージタンクＭｔに(具体的には、サージタ
ンクＭｔの上側半割体Ｍｔ１に)の成形時に、該サージ
タンクＭｔに対して一体成形されている。このように、
各出口管Ｍａ〜Ｍｄの一端をエンジンの各気筒に接続さ
せる取付部材であるポートフランジＭｆを上記サージタ
ンクＭｔの射出成形時に該サージタンクＭｔに対して一
体成形するようにしたので、部品点数を削減して生産性
をより一層向上させることができる。
【００２６】本実施の形態では、上記サージタンクＭｔ
及び各出口管Ｍａ〜Ｍｄは、より好ましくは、熱可塑性
樹脂材料であるポリアミド樹脂、特に６ナイロン樹脂で
ガラス強化繊維を略３０重量％添加したものを材料とし
て用いた。尚、これ以外にも、例えば、ポリエチレン樹
脂、ポロプロピレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタ
クリル樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＴＰ
Ｏ樹脂等の単体もしくは、補強材(ガラス繊維、カーボ
ン繊維等)を含むものを、材料として用いることが出来
る。
【００２７】次に、上記インテークマニホールドＭの各
出口管Ｍａ〜Ｍｄの各端部をサージタンクＭｔ側に接合
する接合方法について説明する。まず、サージタンクＭ
ｔの下側半割体Ｍｔ２に出口管Ｍａ〜Ｍｄの上流側端部
を接合する接合方法を、例えば、出口管Ｍｂの上流側端
部をサージタンクＭｔの開口部Ｈｂ２に対して接合する
場合を主として例にとって説明する。図９および図１０
は上記サージタンクＭｔの底面及びそこに設けられた開
口部Ｈａ２〜Ｈｄ２を示している。尚、これらの図では
ポートフランジＭｆの図示は省略されている。
【００２８】サージタンクＭｔの各出口管（ここでは出
口管Ｍｂを例に取って説明する）に対する接合部（開口
部Ｈｂ２の周辺部分）には、出口管Ｍｂの管軸のラジア
ル方向のズレを規制するために環状のパイプ位置決めリ
ブ３が接合面２の外周に沿って設けられ、また、図１１
及び図１２に詳しく示すように、この接合面２の内周に
沿って（つまり開口部Ｈｂ２に沿って）出口管Ｍｂを当
て止めてその軸方向の位置決めを行う環状のストッパ部
４が設けられている。このストッパ部４の近傍(外周側)
には、後で詳しく述べるように、出口管Ｍｂを圧着して
接合する際に発生し得る余分の溶融樹脂を溜めるための
環状の樹脂溜り溝５が設けられている。なお、本実施の
形態では,上記パイプ位置決めリブ３の内周は約５２
［ｍｍ］であった。また、上記ストッパ部４の接合面２
からの高さを約０.４［ｍｍ］に設定した。
【００２９】更に、上記パイプ位置決めリブ３の内側の
付け根部分には、後述する電気抵抗線のラジアル方向の
位置決めを行うために突起状の抵抗線位置決めリブ６
が、上記パイプ位置決めリブ３の内周に沿って複数（本
実施の形態では、例えば７個）設けられている。また、
更に、パイプ位置決めリブ３の円周方向における所定の
１箇所には、後で詳しく述べるように、電気抵抗線の端
子接続部に対応して、好ましくは接合面２と面一になる
ように段下げされた凹部８が形成され、この凹部８内に
は、溶融樹脂量を補うための接合補助用樹脂リブ７が設
けられている。尚、サージタンクＭｔの他の出口管Ｍ
ａ，Ｍｃ及びＭｄに対する各接合部（各開口部Ｈａ２，
Ｈｃ２及びＨｄ２の周辺部分）についても、上記開口部
Ｈｂ２の場合と同様に形成されている。
【００３０】一方、図１３〜図１５に示すように、各出
口管（ここでは出口管Ｍｂを例に取って説明する）の上
流側端部は、管端を拡径してフランジ状に形成され、そ
の接合面１２の円周方向における所定の１箇所には、電
気抵抗線の端子接続部に対応した（換言すれば、サージ
タンクＭｔ側のパイプ位置決めリブ３に形成した凹部８
に対応した）突起部１７が設けられている。そして、出
口管Ｍａ〜Ｍｄの各通路の開口が上記開口部Ｈａ２−Ｈ
ｄ２に合致するように、かつ、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの突
起部１７がサージタンクＭｔ側の各凹部７に嵌合するよ
うに、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの上流端部がサージタンクＭ
ｔの下面側（つまり、下側半割体Ｍｔ２の下面側）にそ
れぞれ組み付けられた上で接合されるようになってい
る。
【００３１】図１６は、出口管Ｍｂ,Ｍｃの各上流側端
部が接合された状態でのサージタンクＭｔの底面を示し
ている。また、図２１〜図２３に接合部Ａ（図１６にお
けるＹａ‐Ｙａ断面）,図２４〜図２６に接合部Ｂ（図
１６におけるＹｂ‐Ｙｂ断面）,図２７〜図２９に接合
部Ｃ（図１６におけるＹｃ‐Ｙｃ断面）における出口管
ＭｂのサージタンクＭｔに対する接合（溶融圧着）工程
をそれぞれ示す。更に、図３０〜図３２は、上記接合部
Ｃを図１６における白抜き矢印Ｙｄ方向から見た接合工
程を示している。
【００３２】図１７は、上記出口管Ｍｂの上流側端部を
サージタンクＭｔに接合する際に用いられる電気抵抗線
２０の正面説明図である。この図に示すように、電気抵
抗線２０は、その全体形状が略円形（発熱部分は円形）
の環状に形成され、その端子接続部２０ａ，２０ａの部
分のみが開かれており、これら一対の端子接続部２０
ａ,２０ａの先端部分が更に湾曲状に拡開されている。
すなわち、上記電気抵抗線２０は、全体としては略Ω形
の正面形状を有している。本実施の形態では、上記電気
抵抗線２０の材質として、鉄−クロム合金を用いた。こ
れ以外にも、例えば、鉄、ニッケル−クロム合金、鉄−
ニッケル合金等を用いることができる。接合部の溶着状
態については上記各材質による大きな差は認められなか
ったが、鉄は錆の問題があるので除外し、錆のテストに
合格しかつコスト的に安価な鉄−クロム合金(１種)を採
用した。
【００３３】尚、電気抵抗線の形状としては、図１７に
示したもの以外にも、例えば、図１８〜図２０に示すよ
うなものを用いることができる。図１８に示した電気抵
抗線２１では、一対の端子接続部２１ａ,２１ａが直線
的に延びている。また、図１９に示した電気抵抗線２２
の場合には、一対の端子接続部２２ａのうちの片側のみ
が所定角度で斜め方向に開かれている。更に、図２０に
示した電気抵抗線２３の場合には、一対の端子接続部２
３ａのうちの片側のみが、一端斜め方向に延びた後、折
り返されている。
【００３４】エンジン吸気系における主要部品の一つで
あるインテークマニホールドＭの場合には、製品仕様
上、基本的な強度および耐震性ならびに気密性などにつ
いて高い特性が求められる。そして、サージタンクＭｔ
と出口管Ｍａ〜Ｍｄを接合する際に用いられる電気抵抗
線２０の線径や形状が、両者の接合部の強度および気密
性の良否に大きな影響を及ぼすことが分かった。
【００３５】そこで、電気抵抗線２０の線径を定めるた
めの実験を行ったところ、該電気抵抗線２０の材質を上
記鉄−クロム合金とし、ピッチ径を例えば約５０［ｍ
ｍ］程度とした場合、例えばφ１.０mmの線径のもので
は、比較的（線径がより太いものと比較して）抵抗値が
高いため、電流値がある程度低くても短時間の間に発熱
させることができるが、線径が小さくて接着面積が狭く
なるので、十分な強度を得ることが難しく、高い電流値
で長時間にわたって通電させたとしても、材料樹脂が分
解して炭のようになってしまい、所要の強度は勿論のこ
と、気密性も得られないことが分かった。
【００３６】一方、線径が太すぎて例えばφ２.５［ｍ
ｍ］を越える場合には、抵抗値が低いので、電流値をあ
る程度高くしても発熱させるのに長時間を要し実用性が
低く、また、周囲の材料樹脂を適正な温度まで安定して
高めることが難しいことが分かった。以上より、電気抵
抗線２０の線径としては、線径＝φ１.５〜２.５［ｍ
ｍ］が適正であり、特に、線径＝φ２.０［ｍｍ］に設
定すれば、最も良い結果が得られることが分かった。
【００３７】電気抵抗線２０の導体抵抗値（Ｒｅ）［Ω
／ｍ］は、次式によって算出できる。 Ｒｅ＝ρ／Ａ … ここに、ρは電気抵抗線の材質に固有の体積抵抗率［μ
Ωｍ］（μ＝１０-6）、Ａは電気抵抗線の横断面積［ｍ
2］である。
【００３８】上記電気抵抗線の材料として好ましい鋼種
（ニッケル−クロム合金，鉄−ニッケル合金および鉄−
クロム合金（１種および２種）等）の体積抵抗率ρの値
の範囲は、１.０１（ニッケル−クロム合金）〜１.４２
（鉄−クロム合金（１種））である。これらの値を上記
式に代入して計算することにより、体積抵抗率ρの好
ましい範囲として、ρ＝０.３２〜０.４５［Ω／ｍ］が
得られる。以上より、電気抵抗線２０としては、線径＝
φ１.５〜２.５［ｍｍ］で、導体抵抗値が０.３２〜０.
４５［Ω／ｍ］の特性を有するものが好適である。特
に、材質が鉄−クロム合金（１種）のものがコスト的に
好ましい。
【００３９】次に、出口管Ｍｂの上流側端部をサージタ
ンクＭｔに接合する接合方法の詳細を説明する。サージ
タンクＭｔを、例えば図１で示された状態とは上下逆に
し、その底面が上方を向くように保持する。そして、ま
ず、その接合部に上記電気抵抗線２０を装着する。この
とき、図２１に示されるように、電気抵抗線２０の外径
側の下部が上記各抵抗線位置決めリブ６によってガイド
され、正確に位置決めされるように上記電気抵抗線２０
を装着する。なお、本実施の形態では、電気抵抗線２０
のピッチ径は約５０［ｍｍ］、また、線径を２［ｍｍ］
とした。
【００４０】また、このとき、図２４,図２７および図
３０に示されるように、電気抵抗線２０の一対の端子接
続部２０ａが、上記パイプ位置決めリブ３に設けた凹部
８から外部に突出し、かつ、接合補助用樹脂リブ７が両
端子接続部２０ａの間に位置するように、円周方向の位
置決めを行う。このように、電気抵抗線２０を装着した
後、出口管Ｍｂの上流側端部を、その接合面１２が、上
記電気抵抗線２０を挟んだ状態で、サージタンクＭｔ側
の接合面２に対向するように組み付ける。このとき、出
口管Ｍｂの突起部１７が、サージタンクＭｔ側の上記凹
部８に嵌合するように、出口管Ｍｂの円周方向の位置決
めを行う。
【００４１】そして、電気抵抗線２０の両端子接続部２
０ａを、電源部を含む所定の通電装置(不図示)に接続す
る。また、出口管Ｍｂの上流側端部をその背面から所望
の力で下方に向かって（つまり、サージタンクＭｔ側に
向かって）加圧する加圧装置（不図示）をセットする。
尚、この加圧装置は、より好ましくは、設定によってそ
の加圧力を可変制御できるものである。以上により、セ
ット工程が完了する（図２１,図２４,図２７及び図３０
参照）。
【００４２】次に、上記両接合面２,１２間に電気抵抗
線２０を挟んだ状態で、上記加圧装置(不図示)を駆動し
て両接合面２,１２間に第１の所定圧力を作用させて加
圧する。その後、または、この加圧開始とともに、上記
通電装置（不図示）を駆動して電気抵抗線２０に所定値
の電流を所定時間だけ通電する。以上により、一次工程
が終了する。この一次工程により、図２２,図２５及び
図２８に示されるように、電気抵抗線２０に発生した熱
エネルギで該電気抵抗線２０の周囲の材料樹脂が溶融
（溶融樹脂：Ｋ）される。このとき、通電中において、
出口管Ｍｂの接合面１２がサージタンクＭｔ側の上記ス
トッパ部４に当接することなく、接合面２,１２どうし
が所定の間隔（より好ましくは,電気抵抗線２０線径の
約３５〜６５％の距離）を保持できるように、加圧条件
（第１の所定圧力）および通電条件が設定されている。
【００４３】このように、第１の所定圧力で加圧すると
ともに上記電気抵抗線２０に所定値の電流を所定時間だ
け通電する一次工程では、上記両成形品の接合面２,１
２どうしを所定の間隔に保った状態で、電気抵抗線２０
に発生した熱エネルギにより該電気抵抗線２０の周囲の
樹脂を溶融させるので、電気抵抗線２０の温度を過度に
上昇させることなく（つまり,材料樹脂の分解や不要な
ガス発生を招くことなく）、この電気抵抗線２０の周囲
の樹脂に対して熱エネルギの伝達を確実に行って十分な
溶融状態を得ることができるのである。
【００４４】上記１次工程を終えると、上記通電装置
（不図示）をＯＦＦして電気抵抗線２０への通電を停止
し、その後、またはこの通電停止とともに加圧装置(不
図示)により第２の所定圧力を作用させる。そして、出
口管Ｍｂの接合面１２がサージタンクＭｔ側の上記スト
ッパ部４に当接するまで（つまり,最終押圧位置まで）
加圧して、出口管Ｍｂの接合面１２をサージタンクＭｔ
側の接合面２に対して圧着接合する（図２３,図２６,図
２９及び図３２参照）。以上により、２次工程が終了す
る。
【００４５】このとき、電気抵抗線２０への通電停止
後,できるだけ素早く上記第２の所定圧力を作用させる
ことが好ましい。また、圧着接合時に余分の溶融樹脂
Ｋ'が発生した場合には、この余剰の溶融樹脂Ｋ'は、サ
ージタンクＭｔ側のストッパ部４の外周側(つまり,接合
面２の内周側)に設けられた環状の樹脂溜まり溝５内に
流れ込んで溜められるようになっている。これにより、
余分の溶融樹脂Ｋ'が接合面２,１２間に過剰に溢れて接
合結果に悪影響を及ぼすことを有効に防止できるのであ
る。
【００４６】以上のように、一次工程終了後に、上記電
気抵抗線２０への通電を停止するとともに第２の所定圧
力を加えて溶融樹脂を圧着させる二次工程を行うので、
接合部分の材料樹脂どうしを確実に圧着させることがで
きる。すなわち、本実施の形態によれば、両接合面２,
１２間への加圧力の作用を一次工程と二次工程とに分け
て行う二段加圧とすることにより、一次工程においては
接合面２,１２どうしを所定間隔に保った状態で電気抵
抗線２０の通電・加熱を行うことが可能となり、一方、
二次工程においては接合面２,１２どうしを最終接合位
置まで圧着させて両成形品の圧着を確実に行わせること
が可能になる。この結果、従来、電気抵抗線を通電・加
熱させながら１ストロークの加圧工程（一段加圧）で接
合面どうしを最終接合位置まで圧着させていた場合に比
べて、接合部分の材料樹脂を適正に溶融させて確実な圧
着を行うことができ、成形品どうしの接合部に十分に高
い接合強度および気密性を付与することができるのであ
る。
【００４７】次に、サージタンクＭｔの上側半割体Ｍｔ
１に一体的に形成されたポートフランジＭｆに出口管Ｍ
ａ〜Ｍｄの下流側端部を接合する接合方法を、例えば、
出口管Ｍｂの下流側端部をポートフランジＭｆの開口部
Ｈｂ１に対して接合する場合を主として例にとって説明
する。図３３はインテークマニホールドＭのポートフラ
ンジＭｆ側からの正面図を示している。尚、これらの図
では各出口管Ｍａ〜Ｍｄの主要部分の図示は省略されて
いる。また、図３４〜図３６に出口管Ｍｂのポートフラ
ンジＭｆの開口部Ｈｂ1に対する接合部（図３３におけ
るＹｆ‐Ｙｆ断面）における接合（溶融圧着）工程を、
更に、図３７〜図３９にその接合部の部分拡大断面図を
それぞれ示す。
【００４８】これらの図に示すように、ポートフランジ
Ｍｆの各出口管（ここでは出口管Ｍｂを例に取って説明
する）に対する接合面３２（開口部Ｈｂ１の背面におけ
る周辺部分）はフラットな平面状に形成され、出口管Ｍ
ｂを圧着接合する際には、該出口管Ｍｂのフランジ４１
を当て止めることによってその軸方向の位置決めが行わ
れる。また、出口管Ｍｂの下流側端部の先端部分を開口
部Ｈｂ1に嵌合することによってその管軸のラジアル方
向のズレが規制される。
【００４９】更に、上記出口管Ｍｂのフランジ４１の付
け根部分には、電気抵抗線２５のラジアル方向の位置決
めを行うために突起状の抵抗線位置決めリブ４６が、例
えば円周等配状に複数設けられている。また更に、具体
的には図示しなかったが、上記フランジ４１の円周方向
における所定の１箇所には、電気抵抗線２５の端子接続
部に対応して、好ましくは接合面４２と面一になるよう
に段下げされた凹部が形成され、この凹部内には、溶融
樹脂量を補うための接合補助用樹脂リブが設けられてい
る。
【００５０】一方、ポートフランジＭｆ側には、その接
合面３２の円周方向における所定の１箇所に、電気抵抗
線２５の端子接続部に対応した（換言すれば、出口管Ｍ
ｂ側に形成した凹部に対応した）突起部が設けられてい
る。そして、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの上記突起部（不図
示）がポートフランジＭｆ側の各凹部（不図示）に組み
合わされるように、各出口管Ｍａ〜Ｍｄの下流端部がポ
ートフランジＭｆの各開口部Ｈａ１〜Ｈｄ１にそれぞれ
嵌合された上で接合されるようになっている。
【００５１】上記出口管Ｍｂの下流側端部をポートフラ
ンジＭｆに接合する際に用いられる電気抵抗線２５は、
具体的には図示しなかったが、フランジ４１よりも末端
側のパイプ形状に対応して（換言すれば、開口部Ｈｂ1
の孔形状に対応して）、その全体形状が略長円形の環状
に形成され、その端子接続部分のみが開かれている。ま
た、上記電気抵抗線２５の材質としては、出口管Ｍｂの
上流側端部の場合と同様に、例えば鉄−クロム合金（１
種）を用いた。更に、電気抵抗線２５の線径としては、
前述の理由により、線径＝φ１.５〜２.５［ｍｍ］と
し、より好ましくは、線径＝φ２.０［ｍｍ］に設定し
た。
【００５２】次に、出口管Ｍｂの下流側端部をポートフ
ランジＭｆに接合する接合方法を説明するが、この接合
方法は、出口管Ｍｂの上流側端部をサージタンクＭｔに
接合する場合と基本的に同様である。すなわち、電気抵
抗線２５をその内径側が上記各抵抗線位置決めリブ４６
によってガイドされ、正確に位置決めされた状態で、出
口管Ｍｂの下流側端部の端末パイプ部分をポートフラン
ジＭｆの開口部Ｈｂ1に嵌合する。これにより、両接合
面３２，４２が上記電気抵抗線２５を挟んだ状態で互い
に対向することになる。尚、出口管Ｍｂの円周方向の位
置決めについては、上流側の場合と同様である。
【００５３】そして、電気抵抗線２５の両端子接続部
（不図示）を、前述のように、電源部を含む所定の通電
装置(不図示)に接続する。また、上流側端部の接合の場
合と同様の加圧装置（不図示）をセットする。これによ
り、セット工程が完了する（図３４及び図３７参照）。
【００５４】次に、上記両接合面３２,４２間に電気抵
抗線２５を挟んだ状態で、上記加圧装置(不図示)を駆動
して両接合面３２,４２間に第１の所定圧力を作用させ
て加圧する。その後、または、この加圧開始とともに、
上記通電装置（不図示）を駆動して電気抵抗線２０に所
定値の電流を所定時間だけ通電する。以上により,１次
工程が終了する。これにより、図３５及び図３８に示さ
れるように、電気抵抗線２５に発生した熱エネルギで該
電気抵抗線２５の周囲の材料樹脂が溶融（溶融樹脂：
Ｋ）される。
【００５５】このとき、通電中において、出口管Ｍｂの
フランジ４１がポートフランジＭｆの背面側に当接する
ことなく、接合面３２,４２どうしが所定の間隔（より
好ましくは、電気抵抗線２５線径の約３５〜６５％の距
離）を保持できるように、加圧条件（第１の所定圧力）
および通電条件が設定されている。従って、この場合に
も、一次工程において、出口管Ｍｂの上流側(サージタ
ンクＭｔとの接合)における場合と同様の効果を奏する
ことができる。
【００５６】上記１次工程を終えると、上記通電装置
（不図示）をＯＦＦして電気抵抗線２５への通電を停止
し、その後、またはこの通電停止とともに加圧装置(不
図示)により第２の所定圧力を作用させる。そして、出
口管Ｍｂのフランジ４１がポートフランジＭｆの背面に
当接するまで（つまり,最終押圧位置まで）加圧して、
出口管Ｍｂの接合面４２をポートフランジＭｆ側の接合
面３２に対して圧着接合する（図３６及び図３９参
照）。以上により、２次工程が終了する。
【００５７】すなわち、この出口管Ｍｂの下流側での接
合においても、二段加圧としたことにより、その上流側
での接合(サージタンクＭｔとの接合)と同様の効果を奏
することができ、従来、電気抵抗線を通電・加熱させな
がら１ストロークの加圧工程（一段加圧）で接合面どう
しを最終接合位置まで圧着させていた場合に比べて、接
合部分の材料樹脂を適正に溶融させて確実な圧着を行う
ことができ、成形品どうしの接合部に十分に高い接合強
度および気密性を付与することができるのである。
【００５８】図４０〜図４２は、本発明方法の第２の実
施の形態を示している。尚、以下の説明において上述の
図１〜図３９で示した実施の形態（以下、これを第１の
実施の形態という。）における場合と同様の構成を備え
同様の作用をなすものについては、同一の符号を付し、
それ以上の説明は省略する。上記図４０〜図４２は、第
１の実施の形態における図２１〜図２３に対応してお
り、出口管Ｍｂの上流側端部をサージタンクＭｔに対し
て接合する場合を例にとって示したものである。
【００５９】この第２の実施の形態では、接合の一次工
程においてのみ上記両成形部品Ｍｂ,Ｍｔの接合面２,１
２どうしを所定間隔に保つ間隙手段が設けられている。
すなわち、出口管Ｍｂの上流側端部には、接合面１２の
上側において外方へ張り出す鍔部１３が形成されてい
る。該鍔部１３は、より好ましくは、突起部１７の配設
位置を除いて略環状に形成され、出口管Ｍｂをサージタ
ンクＭｔに組み付けた際には、該サージタンクＭｔ側の
パイプ位置決めリブ３と対向するようになっている。
尚、上記つば部１３は、必ずしも環状でなくても良く、
円周等配状に複数設けられても良い。
【００６０】そして、一次工程においては、サージタン
クＭｔ側のパイプ位置決めリブ３の上面に所定厚さのス
ペーサ１０が配置される（図４０参照）。該スペーサ１
０は、より好ましくは二つ割構造で、組み合わせ状態で
は、パイプ位置決めリブ３の凹部８に対応する部分を除
いて全体として略環状をなすように形成されている。こ
の状態で、接合面２,１２間に第１の所定圧力を加える
とともに、電気抵抗線２０に所定値の電流を所定時間だ
け通電する。これにより、電気抵抗線の周囲の樹脂が溶
融し出口管Ｍｂが下降するので、パイプ位置決めリブ３
の上面とつば部１３の下面との間隔が狭められるが、両
者間には上記スペーサ１０が介在しており、出口管Ｍｂ
の下降動作は、鍔部１３がスペーサ１０に当接した時点
で確実に停止する（図４１参照）。この状態で、両接合
面２,１２間に所定の間隔（より好ましくは、電気抵抗
線２０の線径の約３５〜６５％の距離）が保持されるよ
うに、スペーサ１０の厚さが設定されている。
【００６１】以上の一次工程が終了すると、上記スペー
サ１０を鍔部１３とパイプ位置決めリブ３との間から抜
脱して除去する。スペーサ１０は二つ割構造であるの
で、容易に鍔部１３とパイプ位置決めリブ３の間から抜
き取ることができる。そして、二次工程が実行され、出
口管Ｍｂは接合面１２がサージタンクＭｔのストッパ部
４に当接するまで圧着される（図４２参照）。
【００６２】以上、説明したように、この第２の実施の
形態によれば、基本的には、上述の第１の実施の形態と
同様の効果を奏することができ、しかも、その上、上記
一次工程においてのみ上記両成形品の接合面２,１２ど
うしを所定間隔に保つ間隙手段が設けられているので、
一次工程において上記接合面どうしを確実に所定間隔に
維持することができるのである。特に、上記間隙手段
が、具体的には、所定厚さのスペーサ１０であり、該ス
ペーサ１０は、上記一次工程においては両成形品の間に
介装される一方、上記二次工程においては上記成形品間
から除去されるので、一次工程において上記接合面２,
１２どうしを正確に所定間隔に維持することができる。
【００６３】図４３〜図４５は、本発明方法の第３の実
施の形態を示している。これら図４３〜図４５は、第１
の実施の形態における図２１〜図２３及び第２の実施の
形態における図４０〜図４２に対応しており、出口管Ｍ
ｂの上流側端部をサージタンクＭｔに対して接合する場
合を例にとって示したものである。
【００６４】この第３の実施の形態では、接合の一次工
程においてのみ上記両成形部品Ｍｂ,Ｍｔの接合面２,１
２どうしを所定間隔に保つ間隙手段が、両成形部品Ｍ
ｂ，Ｍｔの少なくともいずれか一方（本実施の形態では
出口管Ｍｂ側）に一体形成されている。すなわち、出口
管Ｍｂの上流側端部には、接合面１２の上側において外
方へ張り出す所定の曲げ剛性を備えた張り出し部１９が
出口管Ｍｂに一体形成されている。該張り出し部１９
は、より好ましくは、突起部１７の配設位置を除いて略
環状に形成され、出口管ＭｂをサージタンクＭｔに組み
付けた際には、該サージタンクＭｔ側のパイプ位置決め
リブ３と対向するようになっている。尚、上記張り出し
部１９は、必ずしも環状でなくても良く、円周等配状に
複数設けられても良い。
【００６５】サージタンクＭｔ側に電気抵抗線２０を装
着し、この電気抵抗線２０を挟んで接合面２,１２どう
しが対向するように出口管Ｍｂをセット（図４３参照）
した後、一次工程において、接合面２,１２間に第１の
所定圧力を加えるとともに、電気抵抗線２０に所定値の
電流を所定時間だけ通電する。これにより、電気抵抗線
の周囲の樹脂が溶融し出口管Ｍｂが下降するが、一定量
降下すると、パイプ位置決めリブ３の上面に張り出し部
１９の先端部１９ａが突き当たって、出口管Ｍｂのそれ
以上の下降動作は阻止される（図４４参照）。この状態
で、両接合面２,１２間に所定の間隔（より好ましく
は、電気抵抗線２０の線径の約３５〜６５％の距離）が
保持されるように、第１の所定圧力及び張り出し部１９
の上下方向位置や曲げ剛性などが設定されている。
【００６６】以上の一次工程が終了すると、二次工程が
実行され、電気抵抗線への通電が停止されるとともに、
接合面２,１２間に第２の所定圧力が加えられる。これ
により、上記張り出し部１９が変形し若しくは折れて出
口管Ｍｂが更に下降し、両接合面２,１２間が狭められ
る。そして、出口管Ｍｂは接合面１２がサージタンクＭ
ｔのストッパ部４に当接する最終圧着位置まで圧着され
る（図４５参照）ようになっている。
【００６７】以上、説明したように、この第３の実施の
形態によれば、基本的には、上述の第１の実施の形態と
同様の効果を奏することができ、しかも、その上、上記
第２の実施の形態と同様に、一次工程においてのみ上記
両成形品の接合面２,１２どうしを所定間隔に保つ間隙
手段が設けられているので、一次工程において上記接合
面どうしを確実に所定間隔に維持することができるので
ある。特に、上記間隙手段が、具体的には、上記両成形
品の少なくともいずれか一方に一体形成された張り出し
部１９であり、上記二次工程において第２の所定圧力の
作用でこの張り出し部１９が変形させられることによ
り、上記両成形品の接合面間が狭められるので、成形品
とは別体の間隙手段を設ける必要が無く、また、一次工
程終了後に間隙手段を除去する手間も無くすることがで
きる。
【００６８】以上のような熱可塑性樹脂成形品どうしの
接合方法について、電気抵抗線の形状・寸法及び通電条
件ならびに一次工程／二次工程における加圧条件などに
ついて、好適な値またはその範囲を設定するとともに、
これらの設定値が接合結果に及ぼす影響等について調べ
る各種の試験を行った。本試験では、接合部として２.
４［ｋｇｆ／ｍｍ］以上の溶着強度が確保できること、
及び１.０［ｋｇｆ／ｃｍ2］のエア圧を内圧として加え
た際に漏れの無いことを、基本的な良否の判定基準とし
た。
【００６９】以下、これらの試験について説明する。図
４６は、これらの試験を実施するに際して、電気抵抗線
の形状・寸法および接合部へのセット状態ををモデル化
して示した説明図である。また、図４７は接合部の形状
および加圧条件などをモデル化して示した説明図であ
る。本実験では、電気抵抗線の発熱部分の形状を円形と
し、そのピッチ径Ｄｐを４９［ｍｍ］,線径ｄを２［ｍ
ｍ］とした。上記電気抵抗線の発熱部分の形状およびピ
ッチ径は、上述の各実施の形態における出口管Ｍｂの上
流側の接合部に対応したものである。また、その線径を
２［ｍｍ］とした理由は、前述の通りである。
【００７０】また、接合部の溶着強度は、接合部を電気
抵抗線に沿って１０［ｍｍ］の長さで切断して試験片を
製作し、この試験片に対し引張試験を実施して強度の評
価を行った。そして、単位長さ［ｍｍ］当たりの引張強
度を算出して、これを接合部の溶着強度とした。この溶
着強度の評価は、１つの試験項目に対して５本の試験片
を用意して引張試験を行い（サンプル数：５）、その平
均値を算出して、当該試験項目における溶着強度とし
た。
【００７１】図４９は、本実施の形態に係る電気抵抗線
（鉄−クロム合金；線径２.０［ｍｍ］）に３０［Ａ
（アンペア）］の電流を通電させた際の通電時間と電気
抵抗線の温度との関係を示すグラフである。電気抵抗線
周囲の材料樹脂を溶解するための熱エネルギー発生条件
（つまり、電気抵抗線の温度）としては、電流値と時間
が関係する。この場合、樹脂溶融温度（本実施の形態
（３０％のガラス強化繊維を含有したポリアミド樹脂）
では、約２２０℃）以上で、かつ樹脂分解温度（本実施
の形態では、約３２０℃）を超えない範囲で熱エネルギ
ーを発生させる必要がある。
【００７２】また、樹脂分解温度にできるだけ近い温度
まで加熱するほうが、より高い接合強度が得られること
が分かった。しかし、設定電流値をより高くすれば、急
激な発熱により短時間で樹脂融点に達し、材料樹脂をよ
り短時間で溶解させることができるのであるが、直ぐに
樹脂分解温度に達してしまい、温度の調整や管理が非常
に難しいものとなる。逆に、設定電流値を低くすると、
樹脂融点に達するのに時間がかかり過ぎて効率が悪くな
り、更に、樹脂を溶解させるために長時間通電加熱する
と、接合面全体が軟化して形状変化を招き、本体そのも
のが変形してしまう惧れがある。
【００７３】電気抵抗線の電流値と通電時間とを変化さ
せて、周囲の材料樹脂の溶融状態を調べる実験を行った
ところ、電流値が２５［Ａ］未満では、１２０秒間通電
させても十分な溶融状態が得られなかった。一方、電流
値が３５［Ａ］を越えると、通電時間が２０〜２５秒と
かなり短くても、抵抗線周囲の材料樹脂が炭化ぎみとな
り、接合強度も十分でなかった。これに対して、電流値
が３０［Ａ］の場合には、４５〜５５秒の通電時間で良
好な溶融状態が得られ、接合強度も十分であった。この
場合、通電時間５０秒で最も良好な結果が得られた。
【００７４】図４８は、一次工程における加熱時間(つ
まり、電気抵抗線への通電時間)と接合部の溶着強度と
の関係を示すグラフである。このグラフの実験は、電流
値が３０［Ａ］、一次工程／二次工程による２段階の加
圧でその加圧力がともに２３６［kgf］の条件で行った
ものである。この図４８のグラフより、電流値が３０
［Ａ］の場合には、通電時間が３０秒では所要の溶着強
度を得ることができず、また、通電時間が５０秒の場合
と５５秒の場合とでは、得られる溶着強度に余り大きな
差は認められなかった。
【００７５】以上より、樹脂溶融に対する通電条件とし
て、以下の数値範囲が好適である。 ・電流 ＝２５〜３５［Ａ（アンペア）］ ・通電時間＝４５〜５５［秒］ また、電流値が３０［アンペア］で、通電時間が５０
［秒］の通電条件が、最適であった。前述の各実施の形
態においては、この通電条件を採用した。
【００７６】図５０は、一次工程での電気抵抗線への通
電を停止した後、二次工程において加圧力を作用させ、
その加圧力を解除するまでの時間（以下、これを冷却時
間という）と接合強度との関係を示すグラフである。こ
のグラフの実験は、電流値が３０［Ａ］で通電時間が５
０秒、一次工程／二次工程による２段階の加圧でその加
圧力がともに２３６［kgf］の条件で行ったものであ
る。この実験結果から良くわかるように、冷却時間を６
０秒から１２０秒に変化させても、接合強度には余り大
きな差は認められなかった。そこで、前述の各実施の形
態では、工程時間短縮のためにこの加圧力保持時間は６
０秒とした。
【００７７】図５１は、電気抵抗線の端子接続部の寸法
・形状および接合部への電気抵抗線のセット状態が接合
部のシール特性に及ぼす影響を示すグラフである。この
グラフの実験は、電流値が３０［Ａ］で通電時間が５０
秒／冷却時間が６０秒、一次工程／二次工程による２段
階の加圧でその加圧力がともに２３６［kgf］の条件で
行ったものである。また、この実験では、一対のキャッ
プ状の成形品どうしを本実施の形態に係る接合方法で接
合し、その中空内部に１［ｋｇｆ］のエア圧を加えた状
態で接合部からのエアの漏洩の有無を確かめた。
【００７８】成形品どうしの接合部で特にシール性の問
題が発生し易いのは、電気抵抗線が平行になる端子接続
部分である。というのは、電気抵抗線が平行に並ぶ端子
接続部分では、他の部分に比べて樹脂温度が容易に上昇
し、樹脂溶融時にガスが発生し易くなる。このため、圧
着時にこのガス(気泡)を巻き込んで接合部のシール特性
が悪影響を受けるからである。これに対して、端子接続
部の間隔を広く設定することも考えられるが、逆に樹脂
を十分に溶融させることができない場合が生じ、その調
整及び管理が非常に困難であった。特に、従来の１スト
ロークの加圧（一段加圧）による方法では、本来的に溶
融状態の管理が難しいので、とりわけ問題が顕著に生
じ、安定した結果を得ることができなかった。
【００７９】そこで、この実験においては、電気抵抗線
の端子接続部が形成する開口部について、その最適条件
を求めるべく、端子接続部の間隔Ｓｅ（図４６参照）を
約０.２〜２.５［ｍｍ］の範囲で、また、端子接続部の
埋め込み量Ｑｅを約−１.２〜２.５［ｍｍ］の範囲で、
それぞれ変化させて接合部のシール特性を調べた。尚、
この端子接続部の埋め込み量Ｑｅは、端子接続部におけ
る曲げＲ部の根元から成形品の外周までの距離（換言す
れば、接続端子部の埋め込み部分における直線部の長
さ）を示すものである。この埋め込み量Ｑがマイナス
（−）の値となるのは、電気抵抗線の接合部へのセット
に偏りが生じて、曲げＲ部が外部にはみ出した場合であ
る。
【００８０】図５１のグラフから良く分かるように、端
子接続部の埋め込み量：Ｑｅ>１.０［ｍｍ］で、かつ、
端子接続部の間隔：Ｓｅ＝１.０〜２.５［ｍｍ］の範囲
であれば、漏れの無い良好なシール特性が確実に得られ
る。本実施の形態では、端子接続部の埋め込み量：Ｑｅ
>１.０［ｍｍ］で、かつ、端子接続部の間隔：Ｓｅ＝
２.０［ｍｍ］に設定した。本実施の形態では、成形品
の接合面に抵抗線位置決めリブ（第１に実施の形態にお
いては、符号６で表示）が設けられており、電気抵抗線
の位置決めを正確に行うことができるので、電気抵抗線
の成形精度を適正に維持しさえすれば、蒸気の条件は比
較的容易に達成することができる。
【００８１】尚、電気抵抗線を接合面に装着する際、上
記位置決めリブで正確な位置決めが行われることによ
り、より好ましくは、電気抵抗線の外周部と接合面の外
周部分の縦壁（第１の実施の形態においては、パイプ位
置決めリブ３の内周壁面）との間に若干の（例えば、
０.５〜１.０［ｍｍ］程度の）隙間が設けられるように
なっている。このように電気抵抗線の外周側に隙間を設
けることにより、この部分についても接合面として樹脂
溶融による有効な接合強度を確保し易くなり、より高い
接合強度を得ることが可能になる。もちろん、余り高い
強度を必要としない接合には、かかる隙間を無理に設け
る必要は無い。
【００８２】図５２は、一段加圧と二段加圧それぞれに
おける接合部の溶着強度を比較して示すグラフである。
棒グラフＡ〜Ｄは一段加圧で、加圧力［ｋｇｆ］を異な
らせた各場合（Ａ：３９／Ｂ：７８／Ｃ：１５６／Ｄ：
２３６［ｋｇｆ］）を示している。また、棒グラフＥ〜
Ｇは二段加圧で、スペーサ厚さＴｓ［ｍｍ］（図４７参
照）を異ならせた場合（Ｅ：０.５／Ｆ：０.８／Ｇ：
１.３［ｍｍ］）を示している。尚、この二段加圧によ
る接合は、電流値が３０［Ａ］で通電時間が５０秒／冷
却時間が６０秒、一次工程／二次工程による２段階の加
圧でその加圧力がともに２３６［kgf］の条件で行った
ものである。
【００８３】図５２のグラフから良く分かるように、二
段加圧とすることにより、スペーサ厚さＴｓの設定値に
かかわらず、従来の一段加圧（１ストロークでの加圧）
の場合に比べて接合部の溶着強度を高めることができ
る。また、スペーサ厚さＴｓが厚いほど、高い溶着強度
が得られることが分かった。
【００８４】図５３は二段加圧における加圧力と接合部
の溶着強度との関係を示すグラフである。このグラフの
実験は、いずれも二段加圧における第１の加圧力(一次
工程)と第２の加圧力(二次工程)を等しく設定したもの
である。このグラフから分かるように、二段加圧の場合
には、加圧力が低くても目標とした溶着強度（２.４
［ｋｇｆ／ｍｍ］）を得ることが可能である。前述の各
実施の形態においては、この加圧力を２３６［ｋｇｆ］
に設定した。
【００８５】図５４は、二段加圧による接合において二
次工程での圧着位置(最終圧着位置)を規定するストッパ
部の高さＨｓ［ｍｍ］（図４７参照）と接合部の溶着強
度との関係を示すグラフである。このグラフから分かる
ように、接合部に設けられるストッパ部の高さＨｓは低
いほうが、より高い接合部の溶着強度が得られる。前述
の各実施の形態においては、このストッパ部の高さをＨ
ｓ＝０.４［ｍｍ］に設定した。
【００８６】尚、上記実施の態様は、本発明方法を合成
樹脂製インテークマニホールドを製造する場合における
サージタンクＭｔと出口管Ｍｂ,Ｍｃ及びＭａ,Ｍｄとの
接合に適用したものであったが、本発明は、かかる製造
法に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂で形成され
た他の種々の成形品どうしを接合する場合に対しても、
有効に適用することができる。
【００８７】例えば、サージタンクと出口管との組み合
わせでなくても、一般的に、両成形品のいずれか一方が
少なくとも接合面に孔部を有し、他方の成形品は上記孔
部と組み合わされる環状の接合部を備えているだけであ
っても良い。この場合には、発熱部分が環状を成す電気
抵抗線を用いることにより、比較的簡単かつ確実に両成
形品どうしを接合することができる。
【００８８】また、両成形品のいずれか一方が少なくと
も接合面に開口部を有する中空体であり、他方の成形品
はその接続部が上記開口部と組み合わされる管状体であ
っても良く、この場合には、かかる中空体と管状体とを
接合するに際して、成形品どうしの接合部に十分に高い
接合強度および気密性を付与することができる。
【００８９】また、本発明は、以上の実施態様に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であること
は言うまでもない。
【００９０】
【発明の効果】本願の第１の発明に係る熱可塑性樹脂成
形品の接合方法によれば、上記両成形品の接合面間に電
気抵抗線を挟み、第１の所定圧力で加圧するとともに上
記電気抵抗線に所定値の電流を所定時間だけ通電する一
次工程では、上記両成形品の接合面どうしを所定の間隔
に保った状態で、電気抵抗線に発生した熱エネルギによ
り該電気抵抗線の周囲の樹脂を溶融させるので、電気抵
抗線の温度を過度に上昇させることなく（つまり、材料
樹脂の分解や不要なガス発生を招くことなく）、この電
気抵抗線の周囲の樹脂に対して熱エネルギの伝達を確実
に行って十分な溶融状態を得ることが可能になる。そし
て、この一次工程終了後に、上記電気抵抗線への通電を
停止するとともに第２の所定圧力を加えて溶融樹脂を圧
着させる二次工程を行うので、接合部分の材料樹脂どう
しを確実に圧着させることができる。すなわち、本発明
方法によれば、両接合面間への加圧力の作用を一次工程
と二次工程とに分けて行う二段加圧とすることにより,
一次工程においては接合面どうしを所定間隔に保った状
態で電気抵抗線の通電・加熱を行うことが可能となり、
一方、二次工程においては接合面どうしを最終接合位置
まで圧着させて両成形品の圧着を確実に行わせることが
可能になる。この結果、従来、電気抵抗線を通電・加熱
させながら１ストロークの加圧工程（一段加圧）で接合
面どうしを最終接合位置まで圧着させていた場合に比べ
て、接合部分の材料樹脂を適正に溶融させて確実な圧着
を行うことができ、成形品どうしの接合部に十分に高い
接合強度および気密性を付与することができるようにな
る。
【００９１】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記一次工程においてのみ上記両成形品の接
合面どうしを所定間隔に保つ間隙手段が設けられている
ので、一次工程において上記接合面どうしを確実に所定
間隔に維持することができる。
【００９２】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には、上記第２の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記間隙手段が、具体的には、所定厚さのス
ペーサであり、該スペーサは、上記一次工程においては
両成形品の間に介装される一方、上記二次工程において
は上記成形品間から除去されるので、一次工程において
上記接合面どうしを正確に所定間隔に維持することがで
きる。
【００９３】また更に、本願の第４の発明によれば、基
本的には、上記第２の発明と同様の効果を奏することが
できる。特に、上記間隙手段が、具体的には、上記両成
形品の少なくともいずれか一方に一体形成されており、
上記二次工程において第２の所定圧力の作用で上記間隙
手段が変形させられることにより、上記両成形品の接合
面間が狭められるので、成形品とは別体の間隙手段を設
ける必要が無く、また、一次工程終了後に間隙手段を除
去する手間も無くすることができる。
【００９４】また更に、本願の第５の発明によれば、基
本的には、上記第１〜第４の発明のいずれか一と同様の
効果を奏することができる。特に、上記成形品のいずれ
か一方が少なくとも接合面に孔部を有し、他方の成形品
は上記孔部と組み合わされる環状の接合部を備えている
ので、発熱部分が環状を成す電気抵抗線を用いることに
より、比較的簡単かつ確実に両成形品どうしを接合する
ことができる。
【００９５】また更に、本願の第６の発明によれば、基
本的には、上記第５の発明と同様の効果を奏することが
できる。特に、上記成形品のいずれか一方が少なくとも
接合面に開口部を有する中空体であり、他方の成形品は
その接続部が上記開口部と組み合わされる管状体である
ので、中空体と管状体とを接合するに際して、成形品ど
うしの接合部に十分に高い接合強度および気密性を付与
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るインテーク
マニホールドの全体斜視図である。
【図２】 図１とは異なる方向から見て示した上記イン
テークマニホールドの全体斜視図である。
【図３】 図１または図２における矢印Ｙ３方向から見
て示した上記インテークマニホールドの側面説明図であ
る。
【図４】 上記インテークマニホールドの出口管の軸線
の両端部分が側面視において成す角度を模式的に示す説
明図である。
【図５】 上記インテークマニホールドの分解斜視図で
ある。
【図６】 上記インテークマニホールドのサージタンク
の分解斜視図である。
【図７】 図６とは異なる方向から見て示した上記サー
ジタンクの斜視図である。
【図８】 上記インテークマニホールドの部分縦断面説
明図である。
【図９】 上記サージタンクの底面説明図である。
【図１０】 図９におけるＹ１０−Ｙ１０線に沿った縦
断面説明図である。
【図１１】 図１０におけるＹ１１部分を拡大して示す
縦断面説明図である。
【図１２】 図１０におけるＹ１２部分を拡大して示す
縦断面説明図である。
【図１３】 上記サージタンクに接合される出口管の上
流側端部を示す縦断面説明図である。
【図１４】 図１３におけるＹ１４−Ｙ１４線に沿った
縦断面説明図である。
【図１５】 図１３におけるＹ１５部分を拡大して示す
縦断面説明図である。
【図１６】 上記サージタンクの出口管接合状態におけ
る底面説明図である。
【図１７】 本実施の形態に係る電気抵抗線の正面説明
図である。
【図１８】 電気抵抗線の変形例を示す正面説明図であ
る。
【図１９】 電気抵抗線の他の変形例を示す正面説明図
である。
【図２０】 電気抵抗線の更に他の変形例を示す正面説
明図である。
【図２１】 上記インテークマニホールドのサージタン
クと出口管との接合部Ａ（図１６におけるＹａ−Ｙａ線
で切断して示される部分）におけるセット状態を示す縦
断面説明図である。
【図２２】 上記接合部Ａにおける一次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図２３】 上記接合部Ａにおける二次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図２４】 上記インテークマニホールドのサージタン
クと出口管との接合部Ｂ（図１６におけるＹｂ−Ｙｂ線
で切断して示される部分）におけるセット状態を示す縦
断面説明図である。
【図２５】 上記接合部Ｂにおける一次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図２６】 上記接合部Ｂにおける二次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図２７】 上記インテークマニホールドのサージタン
クと出口管との接合部Ｃ（図１６におけるＹｃ−Ｙｃ線
で切断して示される部分）におけるセット状態を示す縦
断面説明図である。
【図２８】 上記接合部Ｃにおける一次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図２９】 上記接合部Ｃにおける二次工程終了状態を
示す縦断面説明図である。
【図３０】 上記インテークマニホールドのサージタン
クと出口管との接合部Ｃ（図１６におけるＹｃ−Ｙｃ線
で切断して示される部分）におけるセット状態を矢印Ｙ
ｄ方向から見て示した説明図である。
【図３１】 上記接合部Ｃにおける一次工程終了状態を
矢印Ｙｄ方向から見て示した説明図である。
【図３２】 上記接合部Ｃにおける二次工程終了状態を
矢印Ｙｄ方向から見て示した説明図である。
【図３３】 上記サージタンクのポートフランジ側から
見て示した正面説明図である。
【図３４】 上記インテークマニホールドのポートフラ
ンジと出口管との接合部（図３３におけるＹｆ−Ｙｆ線
で切断して示される部分）におけるセット状態を示す縦
断面説明図である。
【図３５】 上記ポートフランジと出口管との接合部に
おける一次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図３６】 上記ポートフランジと出口管との接合部に
おける二次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図３７】 上記インテークマニホールドのポートフラ
ンジと出口管との接合部（図３３におけるＹｆ−Ｙｆ線
で切断して示される部分）の要部におけるセット状態を
拡大して示す縦断面説明図である。
【図３８】 上記ポートフランジと出口管との接合部の
要部における一次工程終了状態を拡大して示す縦断面説
明図である。
【図３９】 上記ポートフランジと出口管との接合部の
要部における二次工程終了状態を拡大して示す縦断面説
明図である。
【図４０】 本発明の第２の実施の形態に係るインテー
クマニホールドのサージタンクと出口管との接合部にお
けるセット状態を示す縦断面説明図である。
【図４１】 上記第２の実施の形態に係る接合部におけ
る一次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図４２】 上記第２の実施の形態に係る接合部におけ
る二次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図４３】 本発明の第３の実施の形態に係るインテー
クマニホールドのサージタンクと出口管との接合部にお
けるセット状態を示す縦断面説明図である。
【図４４】 上記第３の実施の形態に係る接合部におけ
る一次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図４５】 上記第３の実施の形態に係る接合部におけ
る二次工程終了状態を示す縦断面説明図である。
【図４６】 本発明方法に係る各種試験に用いた電気抵
抗線の形状・寸法および接合部へのセット状態をモデル
化して示した平面説明図である。
【図４７】 本発明方法に係る各種試験における接合部
の加圧状態をモデル化して示した説明図である。
【図４８】 一次工程における加熱時間と接合部の溶着
強度との関係を示すグラフである。
【図４９】 一次工程における電気抵抗線への通電時間
と該電気抵抗線の温度との関係を示すグラフである。
【図５０】 冷却時間と接合部の溶着強度との関係を示
すグラフである。
【図５１】 電気抵抗線の端子接続部の形状・寸法およ
び接合部へのセット状態が接合部のシール特性に及ぼす
影響を示すグラフである。
【図５２】 一段加圧と二段加圧それぞれにおける接合
部の溶着強度を比較して示すグラフである。
【図５３】 二段加圧における加圧力と接合部の溶着強
度との関係を示すグラフである。
【図５４】 ストッパ部の高さと接合部の溶着強度との
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２,１２,３２,４２…接合面 １０…スペーサ １９…張り出し部 ２０,２１,２２,２３,２５…電気抵抗線 Ｋ…溶融樹脂 Ｍ…インテークマニホールド Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ…出口管 Ｍｆ…ポートフランジ Ｍｔ…サージタンク Ｈａ１,Ｈｂ１,Ｈｃ１,Ｈｄ１…ポートフランジの開口
部 Ｈａ２,Ｈｂ２,Ｈｃ２,Ｈｄ２…サージタンク底面の開
口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 武春 広島県東広島市八本松町大字原175番地の １ 大協株式会社内 (72)発明者 保見 信幸 広島県東広島市八本松町大字原175番地の １ 大協株式会社内 Ｆターム(参考） 4F211 AH17 AR16 TA01 TA13 TC14 TD03 TN08 TN31 TQ01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂成形品どうしを接合するに
    際し、両成形品の接合面間に電気抵抗線を挟んで加圧す
    るとともに該電気抵抗線に通電し発熱させることによ
    り、この電気抵抗線の周囲の樹脂を溶融圧着させて上記
    両成形品を接合する接合方法であって、 上記両成形品の接合面間に電気抵抗線を挟み、第１の所
    定圧力で加圧するとともに上記電気抵抗線に所定値の電
    流を所定時間だけ通電することにより、上記両成形品の
    接合面どうしを所定間隔に保った状態で、上記電気抵抗
    線に発生した熱エネルギにより該電気抵抗線の周囲の樹
    脂を溶融させる一次工程と、 該一次工程終了後に、上記電気抵抗線への通電を停止す
    るとともに第２の所定圧力を加えて溶融樹脂を圧着させ
    る二次工程と、 を備えたことを特徴とする熱可塑性樹脂成形品の接合方
    法。
  2. 【請求項２】 上記一次工程においてのみ上記両成形品
    の接合面どうしを所定間隔に保つ間隙手段が設けられて
    いることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂成形
    品の接合方法。
  3. 【請求項３】 上記間隙手段が所定厚さのスペーサであ
    り、該スペーサは、上記一次工程においては両成形品の
    間に介装される一方、上記二次工程においては上記成形
    品間から除去されることを特徴とする請求項２記載の熱
    可塑性樹脂成形品の接合方法。
  4. 【請求項４】 上記間隙手段が上記両成形品の少なくと
    もいずれか一方に一体形成されており、上記二次工程に
    おいて第２の所定圧力の作用で上記間隙手段が変形させ
    られることにより、上記両成形品の接合面間が狭められ
    ることを特徴とする請求項２記載の熱可塑性樹脂成形品
    の接合方法。
  5. 【請求項５】 上記成形品のいずれか一方が少なくとも
    接合面に孔部を有し、他方の成形品は上記孔部と組み合
    わされる環状の接合部を備えていることを特徴とする請
    求項１〜請求項４のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂成
    形品の接合方法。
  6. 【請求項６】 上記成形品のいずれか一方が少なくとも
    接合面に開口部を有する中空体であり、他方の成形品は
    その接続部が上記開口部と組み合わされる管状体である
    ことを特徴とする請求項５記載の熱可塑性樹脂成形品の
    成形方法。
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