JP2006095730A - 樹脂成形体の接合構造および接合方法 - Google Patents

樹脂成形体の接合構造および接合方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006095730A
JP2006095730A JP2004281761A JP2004281761A JP2006095730A JP 2006095730 A JP2006095730 A JP 2006095730A JP 2004281761 A JP2004281761 A JP 2004281761A JP 2004281761 A JP2004281761 A JP 2004281761A JP 2006095730 A JP2006095730 A JP 2006095730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
vertical
area
cross
resin molded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004281761A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4256320B2 (ja
Inventor
Tomoshi Enokida
智志 榎田
Koichi Fujikawa
浩一 藤川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DaikyoNishikawa Corp
Original Assignee
GP Daikyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GP Daikyo Corp filed Critical GP Daikyo Corp
Priority to JP2004281761A priority Critical patent/JP4256320B2/ja
Priority to DE200510046137 priority patent/DE102005046137B4/de
Priority to US11/236,354 priority patent/US20060068161A1/en
Publication of JP2006095730A publication Critical patent/JP2006095730A/ja
Priority to US12/075,539 priority patent/US7799155B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4256320B2 publication Critical patent/JP4256320B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/45—Joining of substantially the whole surface of the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/302—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B29C66/545—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles one hollow-preform being placed inside the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/19—Sheets or webs edge spliced or joined
    • Y10T428/192—Sheets or webs coplanar
    • Y10T428/195—Beveled, stepped, or skived in thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24174—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including sheet or component perpendicular to plane of web or sheet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】 樹脂成形体の接合部に設ける溶着用突起部の形状やサイズを工夫することにより、傾斜部を含めて全接合部にわたる安定した高い接合強度を得る。
【解決手段】 上下の半割体１０，２０の接合部どうしを実質的にその全体にわたって衝合させた状態で、上記両半割体を加圧しながら、振動溶着法にて両者を接合する接合構造であって、上記各半割体の接合部は、加圧方向に対して垂直な垂直部１１及び１３，２１，２３と加圧方向に対して傾斜した傾斜部１２，２２とをそれぞれ有し、両半割体の少なくとも何れか一方の接合部には溶着用突起部１１Ｅ〜１３Ｅ，２１Ｅ〜２３Ｅが設けられており、該突起部の衝合状態における衝合面積について、垂直部での衝合面積が傾斜部での衝合面積よりも狭くなるように設定されている、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、一対の樹脂成形体の接合部どうしを実質的にその全体にわたって衝合させた状態で、上記両樹脂成形体を加圧しながら、振動溶着法にて両者を接合する接合構造および接合方法に関する。
従来、一対の樹脂成形体どうしを接合する方法として、両樹脂成形体の接合部どうしを衝合させ加圧した状態で振動を加えることにより両者を接合する、所謂、振動溶着法は一般に良く知られている。
かかる振動溶着法を用いて樹脂成形体どうしを接合する場合、樹脂成形体の形状が複雑で、その接合部に、加圧方向に対して垂直な部分（垂直部）だけでなく、加圧方向に対して傾斜した部分（傾斜部）が有る場合には、この傾斜部での良好な溶着を安定して行うことが一般に難しい関係上、全接合部にわたって安定した高い接合強度を得ることは、なかなかに困難であることが知られている。
かかる問題に関して、例えば特許文献１，特許文献２には、複雑形状の樹脂成形体を接合するに際して、接合ラインでの傾斜ライン部の接合強度を十分に高めることを企図した樹脂構造体の溶着方法が開示されている。
特開２００２−３６４４６９号公報 特開２００２−３６４４７１号公報
上記従来技術では、加圧方向の溶着代について、傾斜部の溶着代を他の部分の溶着代よりも大きく設定しておき、傾斜部を他の部分に先だって溶着する方法、更には、傾斜部を溶着する工程と全体を溶着する工程とで加圧力を変更し、後者を前者よりも大きく設定して溶着する方法を提案している。
しかしながら、何れの方法においても、全接合部にわたって安定した高い接合強度を得ることは、実際にはなかなかに難しいのが実情である。
そこで、この発明は、樹脂成形体の接合部に設ける溶着用の突起部の形状やサイズを工夫することにより、傾斜部を含めて全接合部にわたる安定した高い接合強度の実現を図ることができる樹脂成形体の接合構造および接合方法を提供することを目的としてなされたものである。
このため、本願発明に係る樹脂成形体の接合構造は、一対の樹脂成形体の接合部どうしを実質的にその全体にわたって衝合させた状態で、上記両樹脂成形体を加圧しながら、振動溶着法にて両者を接合する接合構造であって、上記一対の樹脂成形体の接合部は、上記加圧方向に対して垂直な垂直部と、上記加圧方向に対して傾斜した傾斜部とをそれぞれ有し、上記一対の樹脂成形体の少なくとも何れか一方の接合部には溶着用の突起部が設けられており、該突起部の衝合状態における衝合面積について、上記垂直部での衝合面積が上記傾斜部での衝合面積よりも狭くなるように設定されている、ことを特徴としたものである。
この場合において、上記突起部の垂直部での衝合面積は、該突起部の根元に近いほど大きくなるように設定されていることが好ましい。
また、上記突起部の上記加圧方向の断面形状は、上記傾斜部では実質的に矩形状に、上記垂直部では実質的に三角形状に、該垂直部と傾斜部の間の部分では実質的に台形状に、それぞれ設定されていることが、より好ましい。
更に、上記突起部の溶着代部分の衝合面に直交する方向の断面積について、上記傾斜部における断面積が上記垂直部における断面積以上となるように設定されていることが、更に好ましい。
本願発明に係る樹脂成形体の接合構造によれば、溶着用の突起部の衝合状態における衝合面積について、傾斜部での衝合面積が垂直部での衝合面積よりも大きくなるように設定されているので、衝合状態で両樹脂成形体を加圧しながら振動溶着を行った場合、溶着の少なくとも初期段階においては、傾斜部の溶着面積が垂直部の溶着面積よりも大きくなる。従って、垂直部に比して安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部について、その接合強度を高めることができ、全接合部にわたる安定した高い接合強度の実現を図ることが可能になる。
この場合において、好ましくは、上記突起部の垂直部での衝合面積が該突起部の根元に近いほど大きくなるように設定することにより、上記両樹脂成形体を加圧する加圧力を特に変えることなく、溶着の初期段階では溶着面積が比較的小さくても、溶着の進行に伴って垂直部の溶着面積を大きくすることができ、垂直部の所要接合強度の確保を図ることができる。
また、より好ましくは、上記突起部の加圧方向の断面形状について、傾斜部では、実質的に矩形状に設定したことにより、溶着の進行に拘わらず実質的に溶着面積を一定とすることができ、安定した接合強度が得られる。一方、垂直部では、実質的に三角形状に設定したことにより、溶着の進行に伴って溶着面積を大きくすることができ、加圧力を特に変えることなく、溶着の初期段階では溶着面積が比較的小さくても、溶着の進行に伴って垂直部の溶着面積を大きくすることができ、垂直部の所要接合強度の確保を図ることができる。また、垂直部と傾斜部の間の部分では実質的に台形状に設定したことにより、傾斜部から垂直部に至る接合領域について、溶着面積の急変を緩和することができ、全接合部にわたる安定した高い接合強度の実現を図ることが可能になる。
更に、より好ましくは、上記突起部の溶着代部分の衝合面に直交する方向の断面積について、上記傾斜部における断面積を上記垂直部における断面積以上となるように設定することにより、衝合面に直交する方向において、傾斜部の溶着量を垂直部の溶着量以上とすることができ、垂直部に比して安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部について、その接合強度を高めることができ、衝合面に直交する方向に関して、全接合部にわたる安定した接合強度を得ることが可能になる。
以下、本発明の実施形態をについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る一対の樹脂成形体としての上側半割体および下側半割体の正面説明図である。また、図２は下側半割体の平面説明図である。
図１に示すように、上側及び下側の半割体１０及び２０は共に、左右の下辺部１１，２１と、該下辺部１１，２１と実質的に平行な上辺部１３，２３と、上辺部１３，２３と下辺部１１，２１を接続する斜辺部１２，２２とで、正面視でいわゆる鞍型形状に形成されており、両者１０，２０を上下方向に衝合させて接合することにより、中空部を有する一体の樹脂製品が形成される。つまり、上側半割体１０の下縁部および下側半割体２０の上縁部がそれぞれの接合部を構成している。
尚、上記上側及び下側の半割体１０及び２０は共に、例えば、ガラス強化繊維を配合したポリアミド樹脂を材料に用いて成形されたものである。
上記上側及び下側の半割体１０及び２０を接合する際には、まず、両者１０，２０を図１における上下方向に互いに組み合わせて、その接合部どうしを実質的にその全体にわたって衝合させる。そして、その衝合状態で、図１における矢印Ｆ方向に両半割体１０，２０を加圧しながら、図２に示す往復矢印Ｋの方向において、所定の振動数および振幅の振動を加えることにより、両半割体１０，２０が振動溶着法にて接合される。
上記衝合状態においては、各半割体１０，２０の下辺部１１，２１及び上辺部１３，２３は上記加圧方向（矢印Ｆ参照）に対して実質的に垂直となり、斜辺部１２，２２は加圧方向に対して傾斜している。
上記各半割体１０，２０の下辺部１１，２１の接合部１１ｓ，２１ｓ及び上辺部１３，２３の接合部１３ｓ，２３ｓが本願請求項に記載した「垂直部」に相当し、斜辺部１２，２２の接合部１２ｓ，２２ｓが本願請求項に記載した「傾斜部」に相当している。
各半割体１０及び２０の接合部には、下辺部１１及び２１，斜辺部１２及び２２，上辺部１３及び２３にそれぞれ対応して、溶着用の突起部１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ及び２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅが設けられている。そして、両半割体１０，２０が衝合させられる際には、上側半割体１０の溶着用突起部１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅと下側半割体２０の溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅとが突き合うように衝合される。
尚、上記のような溶着用の突起部は、必ずしも上下の半割体１０及び２０の両方に設ける必要はなく、何れか一方に設けるようにしても良い。
本実施形態では、上記溶着用突起部１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅと溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅの衝合状態における衝合面積について、加圧方向に垂直な垂直部（下辺部１１，２１の接合部１１ｓ，２１ｓ及び上辺部１３，２３の接合部１３ｓ，２３ｓ）での衝合面積が、加圧方向に対して傾斜した傾斜部（斜辺部１２，２２の接合部１２ｓ，２２ｓ）での衝合面積よりも狭くなるように設定されている。
次に、上記各溶着用突起部の加圧方向に沿った断面の断面形状（つまり、加圧方向の断面形状）について説明する。
本実施形態では、上側半割体１０については、垂直部１１ｓ，１３ｓ及び傾斜部１２ｓの何れについても溶着用突起部１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅの加圧方向の断面形状は同一で、例えば上辺部１３の接合部１３ｓの溶着用突起部１３Ｅを例にとって示せば、図３に示すように、溶着代部分１３ｗを含めて略矩形状に設定されている。
一方、下側半割体２０については、垂直部２１ｓ，２３ｓと傾斜部２２ｓとで、溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅの加圧方向の断面形状が異なるように設定されている。
つまり、傾斜部２２ｓの溶着用突起部２２Ｅの加圧方向の断面形状は、図４に示すように、溶着代部分２２ｗを含めて略矩形状に設定されている。これに対して、垂直部２１ｓ，２３ｓの溶着用突起部２１Ｅ，２３Ｅの加圧方向の断面形状は、例えば上辺部２３の接合部２３ｓの溶着用突起部２３Ｅを例にとって示せば、図５に示すように、根元から途中までは略矩形状で、それよりも先端側（つまり溶着代部分２３ｗ）は略三角形状に設定されている。
また、垂直部２１ｓ，２３ｓと傾斜部２２ｓの間の部分では、溶着用突起部２４Ｅの加圧方向の断面形状は、図６に示すように、根元から途中までは略矩形状で、それよりも先端側（つまり溶着代部分２４ｗ）は略台形状に設定されている。
上記上側半割体１０の溶着用突起部１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ及び下側半割体２０の溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅの加圧方向の断面形状を、それぞれ以上のように設定したことにより、溶着用突起部の衝合状態における衝合面積については、傾斜部１２ｓ，２２ｓでの衝合面積が垂直部１１ｓ，２１ｓ及び１３ｓ，２３ｓでの衝合面積よりも大きくなる。
従って、衝合状態で両半割体１０，２０を加圧しながら振動溶着を行った場合、溶着の少なくとも初期段階においては（本実施形態では、溶着代部分の全ての溶着を終えるまで）、傾斜部１２ｓ，２２ｓの溶着面積が垂直部１１ｓ，２１ｓ及び１３ｓ，２３ｓの溶着面積よりも大きくなる。これにより、垂直部１１ｓ，２１ｓ及び１３ｓ，２３ｓに比して、安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部１２ｓ，２２ｓについて、その接合強度を高めることができ、全接合部にわたる安定した高い接合強度の実現を図ることが可能になる。
特に、垂直部２１ｓ，２３ｓの溶着用突起部２１Ｅ，２３Ｅの加圧方向の断面形状を、根元から途中までは略矩形状で、それよりも先端側（つまり溶着代部分２１ｗ，２３ｗ）は略三角形状に設定したことにより、溶着代部分２１ｗ，２３ｗの全ての溶着を終えるまでは、溶着用突起部２１Ｅ，２３Ｅの垂直部２１ｓ，２３ｓでの衝合面積が該突起部２１Ｅ，２３Ｅの根元に近いほど大きくなる。
従って、上記両半割体１０，２０を加圧する加圧力を特に変えることなく、溶着の初期段階では溶着面積が比較的小さくても、溶着の進行に伴って垂直部２１ｓ，２３ｓでの溶着面積を大きくすることができ、垂直部１１ｓ，２１ｓ及び１３ｓ，２３ｓの所要接合強度の確保を図ることができるのである。
また、下側半割体２０の溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅの加圧方向の断面形状について、傾斜部２２ｓでは、実質的に矩形状に設定したことにより、溶着の進行に拘わらず実質的に溶着面積を一定とすることができ、安定した接合強度が得られる。一方、垂直部２１ｓ，２３ｓでは、溶着代部分を実質的に三角形状に設定したことにより、溶着の進行に伴って溶着面積を大きくすることができ、加圧力を特に変えることなく、溶着の初期段階では溶着面積が比較的小さくても、溶着の進行に伴って溶着面積を大きくすることができ、所要接合強度の確保を図ることができる。また、垂直部２１ｓ，２３ｓと傾斜部２２ｓの間の部分では実質的に台形状に設定したことにより、傾斜部２２ｓから垂直部２１ｓ，２３ｓに至る接合領域について、溶着面積の急変を緩和することができ、全接合部にわたる安定した高い接合強度の実現を図ることが可能になる。
図７〜図１４は、下側半割体２０に設けられる溶着用突起部の加圧方向の断面形状について、種々の変形例を示している。図７及び図８に示す溶着用突起部Ｅ７及びＥ８は、何れも矩形状と三角形状の組み合わせであり、図９及び図１０に示す溶着用突起部Ｅ９及びＥ１０は、三角形状の部分に曲線を適用した変形例である。また、図１１の溶着用突起部Ｅ１１は釣り鐘状であり、図１２の溶着用突起部Ｅ１２はその変形例である。更に、図１３及び図１４の溶着用突起部Ｅ１３及びＥ１４は、断面の中央部分に凹状部を設けた変形例である。
本実施形態では、上記下側半割体２０の溶着用突起部２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅは、溶着代部分の衝合面に直交する方向の断面積について、傾斜部２２ｓにおける断面積が垂直部２１ｓ，２３ｓにおける断面積以上となるように設定されている。
このように設定することで、衝合面に直交する方向において、傾斜部２２ｓの溶着量を垂直部２１ｓ，２３ｓの溶着量以上とすることができ、垂直部２２ｓに比して安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部２１ｓ，２３ｓについて、その接合強度を高めることができ、衝合面に直交する方向に関して、全接合部にわたる安定した接合強度を得ることが可能になる。
特に、傾斜部２２ｓにおける断面積を垂直部２１ｓ，２３ｓにおける断面積と略等しくなるように設定することで、両者間での溶着量のバラツキを最小とし、全接合部にわたるより安定した接合強度を得ることが可能になる。
以上のような樹脂成形体の接合構造について、溶着の進行に伴う垂直部および傾斜部の溶着面積や衝合面に直交する方向における加圧力（いわゆる面圧）の変化を調べるシミュレーションを行った。
次に、このシミュレーションについて説明する。
シミュレーションは、傾斜部の溶着用突起部の溶着代部分の加圧方向における断面形状が従来通り矩形状（図４参照）で、垂直部の溶着用突起部の溶着代部分の加圧方向における断面形状を三角形状（図５参照）とした場合、及び釣り鐘状（図１１参照）とした場合について行った。また、垂直部および傾斜部の溶着用突起部の溶着代部分の加圧方向における断面形状が共に矩形状とされた従来の接合構造を比較例とした。
図１５は、本シミュレーションで用いた垂直部の溶着用突起部の溶着代部分のモデルについて、加圧方向における断面形状および寸法を示したものである。すなわち、両モデルについて、溶着代の幅は最大で４．０ｍｍ、高さは２ｍｍである。また、全断面積は、三角形タイプで４ｍｍ２、釣り鐘タイプで４．２８ｍｍ２である。加圧方向に対する傾斜部の傾斜角度は４５度とした。
また、傾斜部の溶着用突起部の溶着代部分のモデル（矩形状）については、溶着代の幅は一定で４．０ｍｍとした。尚、比較例の垂直部および傾斜部についても同様とした。
以上のような溶着代部分に衝合させられる相手方の接合部の溶着代部分のモデルについても、加圧方向における断面形状は全て（垂直部も傾斜部も）矩形状とした。
以上のように設定した接合構造に対し、両モデルの溶着代部分を突き合わせて衝合させた状態で、例えば油圧式または空圧式の加圧装置で加圧し、所定の振動を加えて振動溶着させる場合について、溶着の進行に伴う垂直部および傾斜部の溶着面積や衝合面に直交する方向における加圧力（いわゆる面圧）を調べた。
ここでは、加圧装置の設定加圧力を例えば２ＭＰａとし、０．２５ｍｍ毎の溶着の進行（沈み込み）に対して、溶着面積および面圧などを演算した。また、各溶着代部分のモデルについて、衝合面に直交する方向の溶着部分の断面積（つまり、溶着断面積）も演算した。
垂直部の溶着代部分の加圧方向における断面形状を三角形状（図５参照）としたモデルについての演算結果を表１及び表２に示す。また、表１及び表２にそれぞれ対応したグラフを図１６及び図１７に示す。
表１及び図１６は、上記三角形状モデルの衝合面に平行な方向（いわゆる面平行方向）の溶着面積の溶着進行に伴う変化を示している。
Figure 2006095730
表２及び図１７は、上記三角形状モデルの面圧および衝合面に直交する方向（いわゆる面直方向）の溶着断面積の溶着進行に伴う変化を示している。
Figure 2006095730
図１６において、直線Ｌ１ｋは傾斜部の面平行方向の溶着面積を示し、Ｌ１ｓは垂直部の面平行方向の溶着面積を示している。表１及び図１６から良く分かるように、衝合面に平行な方向（面平行方向）の溶着面積は、傾斜部では一定である。これに対して、垂直部では、溶着の進行（つまり、沈み込み量の増加）に伴って直線的に増加し、溶着代の全高さの溶着を終えた時点で傾斜部での溶着面積に等しくなる。
また、図１７において、直線Ｌ２ｋ及び曲線Ｌ２ｓは傾斜部および垂直部での面直方向の溶着断面積を示し、曲線Ｌ３ｋ及び曲線Ｌ３ｓは傾斜部および垂直部での面圧を示している。また、直線Ｌ４ｋ及び直線Ｌ４ｓは比較例における傾斜部および垂直部での面圧を示している。この比較例は、傾斜部および垂直部の両方について、突起部の加圧方向における断面形状を矩形状としたもので、従来一般的な接合構造である。表２及び図１７から良く分かるように、本発明実施例では、傾斜部および垂直部の面圧が、溶着代の全高さの溶着を終える時点までは、比較例に比して高くなっている。また、本発明実施例では、傾斜部での面直方向の溶着断面積（直線Ｌ２ｋ参照）が垂直部での面直方向の溶着断面積（曲線Ｌ２ｓ参照）よりも大きくなっている。
以上より、垂直部に比して安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部について、その接合強度を高めることができることが分かる。
垂直部の溶着代部分の加圧方向における断面形状を釣り鐘形状（図１１参照）としたモデルについての演算結果を表３及び表４に示す。また、表３及び表４にそれぞれ対応したグラフを図１８及び図１９に示す。
表３及び図１８は、上記釣り鐘状モデルの衝合面に平行な方向（面平行方向）の溶着面積の溶着進行に伴う変化を示している。
Figure 2006095730
表４及び図１９は、上記釣り鐘状モデルの面圧および衝合面に直交する方向（面直方向）の溶着断面積の溶着進行に伴う変化を示している。
Figure 2006095730
図１８において、直線Ｌ５ｋは傾斜部の面平行方向の溶着面積を示し、Ｌ５ｓは垂直部の面平行方向の溶着面積を示している。表３及び図１８から良く分かるように、衝合面に平行な方向（面平行方向）の溶着面積は、傾斜部では一定である。これに対して、垂直部では、溶着の進行（つまり、沈み込み量の増加）に伴って一定の曲線に沿って増加し、沈み込み量が１．５ｍｍに達した時点で傾斜部での溶着面積に等しくなる。
また、図１９において、直線Ｌ６ｋ及び曲線Ｌ６ｓは傾斜部および垂直部での面直方向の溶着断面積を示し、曲線Ｌ７ｋ及び曲線Ｌ７ｓは傾斜部および垂直部での面圧を示している。また、直線Ｌ８ｋ及び直線Ｌ８ｓは比較例における傾斜部および垂直部での面圧を示している。この比較例は、図１７におけるものと同様の従来一般的な接合構造のものである。表４及び図１９から良く分かるように、
本発明実施例では、垂直部の面圧が、溶着代の全高さの溶着を終える時点までは、比較例に比して高くなっており、また、傾斜部の面圧は、沈み込み量が１．５ｍｍに達するまでは比較例よりも大きく、それ以降は比較例と等しくなっている。更に、本発明実施例では、傾斜部での面直方向の溶着断面積（直線Ｌ６ｋ参照）が垂直部での面直方向の溶着断面積（曲線Ｌ６ｓ参照）よりも大きくなっている。
以上より、垂直部に比して安定した高い接合強度を得ることが一般に難しい傾斜部について、その接合強度を高めることができることが分かる。
尚、本発明は、以上の実施形態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、種々の変更や修正を加え得るものであることは言うまでもない。
本発明の実施形態に係る上側および下側の半割体の正面説明図である。 下側半割体の平面説明図である。 上側半割体の溶着用突起部の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の傾斜部における溶着用突起部の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部と傾斜部の間の部分における溶着用突起部の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 上側半割体の垂直部における溶着用突起部の一変形例の加圧方向の断面説明図である。 垂直部における溶着用突起部の溶着代部分のモデルを示す説明図である。 溶着代部分の三角形状モデルの衝合面に平行な方向の溶着面積の溶着進行に伴う変化を示すグラフである。 上記三角形状モデルの面圧および衝合面に直交する方向の溶着断面積の溶着進行に伴う変化を示すグラフである。 溶着代部分の釣り鐘状モデルの衝合面に平行な方向の溶着面積の溶着進行に伴う変化を示すグラフである。 上記釣り鐘状モデルの面圧および衝合面に直交する方向の溶着断面積の溶着進行に伴う変化を示すグラフである。
符号の説明
１０ 上側半割体
１１ 下辺部
１１ｓ，１３ｓ 垂直部
１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ 溶着用突起部
１２ 斜辺部
１２ｓ 傾斜部
１３ 上辺部
１３ｗ 溶着代部分
２０ 下側半割体
２１ 下辺部
２１ｓ，２３ｓ 垂直部
２１Ｅ，２２Ｅ，２３Ｅ，２４Ｅ 溶着用突起部
２２ 斜辺部
２２ｓ 傾斜部
２３ 上辺部
２２ｗ，２３ｗ，２４ｗ 溶着代部分
Ｅ７〜Ｅ１４ 溶着用突起部

Claims (4)

  1. 一対の樹脂成形体の接合部どうしを実質的にその全体にわたって衝合させた状態で、上記両樹脂成形体を加圧しながら、振動溶着法にて両者を接合する接合構造であって、
    上記一対の樹脂成形体の接合部は、上記加圧方向に対して垂直な垂直部と、上記加圧方向に対して傾斜した傾斜部とをそれぞれ有し、
    上記一対の樹脂成形体の少なくとも何れか一方の接合部には溶着用の突起部が設けられており、
    該突起部の衝合状態における衝合面積について、上記垂直部での衝合面積が上記傾斜部での衝合面積よりも狭くなるように設定されている、
    ことを特徴とする樹脂成形体の接合構造。
  2. 上記突起部の垂直部での衝合面積は、該突起部の根元に近いほど大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形体の接合構造。
  3. 上記突起部の上記加圧方向の断面形状は、上記傾斜部では実質的に矩形状に、上記垂直部では実質的に三角形状に、該垂直部と傾斜部の間の部分では実質的に台形状に、それぞれ設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形体の接合構造。
  4. 上記突起部の溶着代部分の衝合面に直交する方向の断面積について、上記傾斜部における断面積が上記垂直部における断面積以上となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の樹脂成形体の接合構造。
JP2004281761A 2004-09-28 2004-09-28 樹脂成形体の接合構造および接合方法 Expired - Fee Related JP4256320B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004281761A JP4256320B2 (ja) 2004-09-28 2004-09-28 樹脂成形体の接合構造および接合方法
DE200510046137 DE102005046137B4 (de) 2004-09-28 2005-09-27 Struktur zum Verbinden von aus Kunstharz geformten Körpern
US11/236,354 US20060068161A1 (en) 2004-09-28 2005-09-27 Structure of joining resin molded bodies
US12/075,539 US7799155B2 (en) 2004-09-28 2008-03-12 Structure of joining resin molded bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004281761A JP4256320B2 (ja) 2004-09-28 2004-09-28 樹脂成形体の接合構造および接合方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006095730A true JP2006095730A (ja) 2006-04-13
JP4256320B2 JP4256320B2 (ja) 2009-04-22

Family

ID=36062392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004281761A Expired - Fee Related JP4256320B2 (ja) 2004-09-28 2004-09-28 樹脂成形体の接合構造および接合方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20060068161A1 (ja)
JP (1) JP4256320B2 (ja)
DE (1) DE102005046137B4 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142987A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Calsonic Kansei Corporation 振動溶着部構造
JP2009126069A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Ito Yoshihiko 振動溶着装置
JP2009241850A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Plast Co Ltd 自動車用内装パネル
JP2010082813A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Toyoda Gosei Co Ltd 溶着部材
JP2019084795A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 連結構造
JP2019209655A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 しげる工業株式会社 車両外装品及びその製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4506203B2 (ja) * 2004-02-27 2010-07-21 株式会社デンソー 樹脂部材の継手構造、レーザ溶着方法及び電気機器の樹脂筐体
US7892471B2 (en) * 2006-12-08 2011-02-22 Millipore Corporation Wireless enabled device
JP4410242B2 (ja) * 2006-12-27 2010-02-03 三菱電機株式会社 電子制御装置及びその製造方法
CN104662267B (zh) * 2012-09-18 2018-04-10 大协西川株式会社 滤油器
JP6341637B2 (ja) * 2013-06-14 2018-06-13 三菱電機株式会社 遠心送風機の製造方法
JP6275669B2 (ja) * 2015-06-11 2018-02-07 児玉化学工業株式会社 樹脂製品
US11433622B2 (en) 2020-04-27 2022-09-06 GM Global Technology Operations LLC Energy director design

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH650894GA3 (ja) * 1982-08-12 1985-08-30 Ebauchesfabrik Eta Ag
JP3249562B2 (ja) * 1991-12-27 2002-01-21 株式会社テネックス 二つの合成樹脂部材の溶着方法
US5397408A (en) * 1994-05-23 1995-03-14 Motorola, Inc. Ultrasonic welding of metallized plastic
JP3211589B2 (ja) * 1994-11-09 2001-09-25 トヨタ自動車株式会社 樹脂製品の振動溶着金型
US6176953B1 (en) * 1998-09-22 2001-01-23 Motorola, Inc. Ultrasonic welding process
US6524675B1 (en) * 1999-05-13 2003-02-25 3M Innovative Properties Company Adhesive-back articles
JP2002070672A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Keihin Corp 車両用吸気マニホールドおよびその製造方法
JP2002364471A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Keihin Corp 車両用吸気マニホールドおよび樹脂製構造体の製造方法
JP2002364469A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Keihin Corp 車両用吸気マニホールドの製造方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142987A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Calsonic Kansei Corporation 振動溶着部構造
JP2008284736A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Calsonic Kansei Corp 振動溶着部構造
US8025946B2 (en) 2007-05-16 2011-09-27 Calsonic Kansei Corporation Vibration-welded structure
EP2065166B1 (en) * 2007-05-16 2015-10-07 Calsonic Kansei Corporation Vibration-welded structure
JP2009126069A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Ito Yoshihiko 振動溶着装置
JP2009241850A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Plast Co Ltd 自動車用内装パネル
JP2010082813A (ja) * 2008-09-29 2010-04-15 Toyoda Gosei Co Ltd 溶着部材
JP2019084795A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 連結構造
US11913491B2 (en) 2017-11-09 2024-02-27 Subaru Corporation Coupling structure
JP2019209655A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 しげる工業株式会社 車両外装品及びその製造方法
JP7049931B2 (ja) 2018-06-08 2022-04-07 しげる工業株式会社 車両外装品及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4256320B2 (ja) 2009-04-22
DE102005046137A1 (de) 2006-04-06
DE102005046137B4 (de) 2008-07-10
US7799155B2 (en) 2010-09-21
US20080156412A1 (en) 2008-07-03
US20060068161A1 (en) 2006-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4256320B2 (ja) 樹脂成形体の接合構造および接合方法
CN105916658B (zh) 热塑性塑料的超声波焊接用的能量导向件接头的设计
KR101967571B1 (ko) 프레스 성형 부품의 접합 구조, 그 접합 구조를 갖는 자동차용 구조 부품 및 접합 부품의 제조 방법
JP4296222B2 (ja) ベルトの継手加工方法
JP2014084056A (ja) スポイラー構造
BRPI0607886A2 (pt) método para produção de uma conexão soldada e método para reparação de uma conexão soldada
JP2012223780A (ja) 超音波金属接合方法及び超音波金属接合装置
JP4274885B2 (ja) 超音波接合装置および超音波接合方法
JPH09314669A (ja) 樹脂部品の接合方法
JP6515654B2 (ja) 重ね継手及びその製造方法、並びにその設計方法
JP4673898B2 (ja) ベルトの継手加工方法
KR101266256B1 (ko) 레이저 접합방법
US6983765B2 (en) Method of producing fluid unit
JP6294756B2 (ja) 成形金型構造及びシール製造方法
JP6984418B2 (ja) ブリスクの製作方法及び装置
ATE337161T1 (de) Verschweisste anordnung eines sichtteils mit einem anderen teil eineskraftfahrzeugs und verfahren
CN107206543B (zh) 超声波焊接方法及利用该方法得到的产品
JP2004009329A (ja) 樹脂部品の接合方法及び接合構造
JP2010014194A (ja) 継手ベルト及びベルトの継手加工方法
JPWO2005077735A1 (ja) シャシフレーム及びシャシフレームの製造方法
JPH02113922A (ja) 部材の接合方法
JPH08216259A (ja) 中空樹脂成形品の製造方法
JP7315782B2 (ja) レーザ溶接プラスチックセグメント
JP2017205796A (ja) 溶接構造物の製造方法及び溶接構造物
JP4029139B2 (ja) ダイアフラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060922

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060922

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20070625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080910

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090129

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees