JP2009029030A - 樹脂成形品の振動溶着構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶着リブ先端が振動溶着時に発泡層に入り込まないようにして２個の樹脂パネルが強固に一体化された樹脂成形品を得る。
【解決手段】第１樹脂パネル３の外面に薄肉ソリッド層１３を形成し、かつ内部に発泡層１５と、表裏両面の薄肉ソリッド層１３を連結する厚肉ソリッド部１７とを形成する。振動溶着時、厚肉ソリッド部１７を第２樹脂パネル５裏面の溶着リブ１９先端面に対向位置させる。溶着リブ１９先端を、厚肉ソリッド部１７に対応する薄肉ソリッド層１３との圧接振動により薄肉ソリッド層１３を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着させ、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを溶着一体化する。
【選択図】図１
【解決手段】第１樹脂パネル３の外面に薄肉ソリッド層１３を形成し、かつ内部に発泡層１５と、表裏両面の薄肉ソリッド層１３を連結する厚肉ソリッド部１７とを形成する。振動溶着時、厚肉ソリッド部１７を第２樹脂パネル５裏面の溶着リブ１９先端面に対向位置させる。溶着リブ１９先端を、厚肉ソリッド部１７に対応する薄肉ソリッド層１３との圧接振動により薄肉ソリッド層１３を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着させ、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを溶着一体化する。
【選択図】図１
Description
この発明は、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造の改良に関するものである。
特許文献１には、樹脂成形品の振動溶着構造として、自動車のインストルメントパネルに装着されるグローブボックスのリッドが挙げられている。このリッドは、リッドインナパネルとリッドアウタパネルとからなり、リッドインナパネルのリッドアウタパネルとの合わせ面側に複数個の溶着リブを振動方向に延びるように一体に突設し、これら溶着リブ先端面をリッドアウタパネル裏面に圧接させた状態で振動させることにより、リッドインナパネルとリッドアウタパネルとを溶着一体化している。
特開２００４−５８４６８号公報（段落００２８欄、図１，４）
ところで、樹脂成形品においては、外面はソリッド層で堅いが、内部を発泡層にして軽量化を図ることが行われることがある。
振動溶着により２個の樹脂パネルを一体化する際に、一方の樹脂パネルが上述の如く内部に発泡層を有している場合、他方の樹脂パネル裏面に突設された溶着リブ先端面を、上記発泡層を有する一方の樹脂パネル裏面に圧接させた状態で振動溶着させようとすると、発泡層はソリッド層に比べて剛性が低く、かつソリッド層は薄くて面剛性が十分に得られず撓み易いため、薄肉ソリッド層が振動溶着時の圧接力に抗しきれず、溶着リブ先端が薄肉ソリッド層を突き抜けて発泡層に入り込んでしまうことがある。
その状態を図１４に示す。図１４は後述する実施形態１の図１（ｂ），（ｃ）に相当し、図１４中、ａは樹脂成形品の表側を構成する第１樹脂パネルであり、該第１樹脂パネルａ外面には樹脂密度が高くて堅い薄肉ソリッド層ｂが形成されるとともに、内部には該薄肉ソリッド層ｂよりも樹脂密度が低い発泡層ｃが形成されている。ｄは第１樹脂パネルａ表面に被着された不織布からなる表皮である。ｅは樹脂成形品の裏側を構成する第２樹脂パネル裏面に一体に突設された溶着リブであり、該溶着リブｅ先端は振動溶着により溶融して第１樹脂パネルａ裏面に一体に溶着され、かつ薄肉ソリッド層ｂを突き抜けて発泡層ｃに入り込んでいる。ｆは振動溶着時に溶着リブｅ先端及び薄肉ソリッド層ｂが溶融して盛り上がった溶融樹脂部である。ｇは第１樹脂パネルａが裏面を上に向けた状態でセットされる振動溶着治具である。
このように、溶着リブｅ先端が発泡層ｃに入り込むと、薄肉ソリッド層ｂに比べて低剛性の発泡層ｃは溶着リブｅを十分に支えることができず、また、溶着リブｅ先端と第１樹脂パネルａとの溶着強度も低下気味になり、２個の樹脂パネルを振動溶着により強固に一体化させた樹脂成形品を得ることができなくなる。
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶着リブ先端が振動溶着時に発泡層に入り込まないようにして２個の樹脂パネルが強固に一体化された樹脂成形品を得ることである。
上記の目的を達成するため、この発明は、振動溶着箇所の薄肉ソリッド層を補強したことを特徴とする。
具体的には、この発明は、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造を前提とし、次のような解決手段を講じた。
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記第１樹脂パネルは、外面に薄肉ソリッド層が形成され、かつ内部に発泡層と、振動方向に連続又は断続して延び表裏両面の上記薄肉ソリッド層を連結する厚肉ソリッド部とが形成されてなり、上記第２樹脂パネル裏面には、溶着リブが上記厚肉ソリッド部に対応して振動方向に延びるように一体に突設され、振動溶着時、上記厚肉ソリッド部は上記溶着リブ先端面に対向位置し、該溶着リブ先端は、上記厚肉ソリッド部に対応する薄肉ソリッド層との圧接振動により該薄肉ソリッド層を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記前提において、上記第１樹脂パネルは、外面に薄肉ソリッド層と、振動方向に連続又は断続して延びる凹部とが形成され、かつ内部に発泡層が形成されてなり、上記第２樹脂パネル裏面には、溶着リブが上記凹部の縦壁の一部に対応して振動方向に延びるように一体に突設され、振動溶着時、上記凹部の縦壁の一部は上記溶着リブ先端面に対向位置し、該溶着リブ先端は、上記縦壁の一部に対応する薄肉ソリッド層との圧接振動により該薄肉ソリッド層及び縦壁の一部を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、凹部は、振動方向に断続して延び、かつ溶着リブ先端が圧接する縦壁の一部が一直線状に並ぶように振動方向と交差する方向に交互に変位して配置されていることを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、第１樹脂パネル裏面の薄肉ソリッド層が、振動方向に連続又は断続して延びる厚肉ソリッド部により補強されてその面剛性が高くなっている。また、第１樹脂パネルの厚肉ソリッド部形成箇所は、薄肉ソリッド層と厚肉ソリッド部だけで堅くて圧縮荷重に対して強くなっている。このため、振動溶着時に溶着リブ先端面が上記厚肉ソリッド部形成箇所に圧接しても、当該厚肉ソリッド部形成箇所はこの圧接力に十分に抗し得て撓まず、しかも、厚肉ソリッド部形成箇所には発泡層はなく、溶着リブ先端が発泡層に入り込む事態は生じない。
したがって、溶着リブを堅くて圧縮荷重に対して強くなっている厚肉ソリッド部形成箇所で安定支持するとともに、溶着リブと第１樹脂パネルとの溶着強度を高めて、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを振動溶着により強固に一体化させた樹脂成形品を得ることができる。特に、厚肉ソリッド部が振動方向に連続して延びて１個で構成されている場合には、厚肉ソリッド部の第１樹脂パネルに占める量が増大して溶着リブの支持剛性及び溶着強度をさらに高めることができる。
また、厚肉ソリッド部が振動方向に断続して延びて複数個形成されている場合には、連続した厚肉ソリッド部に比べて重量を軽減することができる。この場合、溶着リブ先端は隣り合う厚肉ソリッド部で支えられているため、仮に溶着リブが隣り合う厚肉ソリッド部間で薄肉ソリッド層を突き抜けて発泡層に入り込んだとしても、溶着リブを安定支持することができる。
請求項２に係る発明によれば、第１樹脂パネル外面の薄肉ソリッド層が、振動方向に連続又は断続して延びる凹部の縦壁により補強されてその面剛性が高くなっている。また、第１樹脂パネルの凹部の縦壁を構成する薄肉ソリッド層は、溶着リブの第１樹脂パネルに対する圧接方向に沿っていて圧縮荷重に対して強くなっている。このため、振動溶着時に溶着リブ先端面が上記縦壁の一部に対応する薄肉ソリッド層に圧接しても、当該縦壁の一部はこの圧接力に十分に抗し得て撓まない。
したがって、溶着リブを堅くて圧縮荷重に対して強くなっている凹部の縦壁の一部で安定支持するとともに、溶着リブと第１樹脂パネルとの溶着強度を高めて、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを振動溶着により強固に一体化させた樹脂成形品を得ることができる。また、凹部が形成されていることにより、第１樹脂パネル、ひいては樹脂成形品の重量を軽減することができる。特に、凹部が振動方向に連続して延びて１個で構成されている場合には、凹部が振動方向に断続して延びて複数個形成されている場合に比べて凹部の空間容積が増大し、重量軽減効果が顕著となる。
また、凹部が振動方向に断続して延びて複数個形成されている場合、溶着リブ先端は隣り合う凹部の縦壁で支えられているため、仮に溶着リブが隣り合う凹部間で薄肉ソリッド層を突き抜けて発泡層に入り込んだとしても、溶着リブを安定支持することができる。
請求項３に係る発明によれば、凹部形成領域、つまり圧縮荷重に対して強い縦壁が振動方向と交差する方向に広がって位置しているため、第１樹脂パネル、ひいては樹脂成形品の剛性を高めることができる。
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
図２及び図３は、この発明の実施形態１に係る振動溶着構造が適用された樹脂成形品としての略矩形のパッケージトレイ１を示す。このパッケージトレイ１は、射出成形品である第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とからなり、これら両者を圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化して構成されている。図３中、符号Ｌを付して示す破線は溶着ラインであり、本例では、この溶着ラインＬがパッケージトレイ１の長手方向に沿うように平行に５箇所設けられている。
図２及び図３は、この発明の実施形態１に係る振動溶着構造が適用された樹脂成形品としての略矩形のパッケージトレイ１を示す。このパッケージトレイ１は、射出成形品である第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とからなり、これら両者を圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化して構成されている。図３中、符号Ｌを付して示す破線は溶着ラインであり、本例では、この溶着ラインＬがパッケージトレイ１の長手方向に沿うように平行に５箇所設けられている。
上記第１樹脂パネル３表面には、見栄えを良くする等の観点から不織布からなる表皮７が一体に被着されている（図２参照）とともに、一方の長辺側中央には把持用の凹部９が形成されている。上記第２樹脂パネル５の両短辺側には嵌合凹部１１が形成され、該嵌合凹部１１を例えばハッチバック車の車体後部の荷室のサイドトリムに形成された支持ピンに着脱自在に嵌合させることにより、荷室をパッケージトレイ１で上下に区分するようになっている。なお、図３では、便宜上、表皮７を図示していない。
上記第１樹脂パネル３は、図１（ａ）及び図４に示すように、外面に樹脂密度が高くて堅い薄肉ソリッド層１３が形成され、かつ内部に該薄肉ソリッド層１３よりも樹脂密度が低い発泡層１５が形成されている。また、上記第１樹脂パネル３の内部には、上記薄肉ソリッド層１３と同質の複数個の横断面楕円形の厚肉ソリッド部１７が、表裏両面の上記薄肉ソリッド層１３を連結するように、かつ振動方向（パッケージトレイ１の長手方向）に一直線状に断続して延びるように一体に形成されている。これにより、第１樹脂パネル３裏面の薄肉ソリッド層１３がこれら厚肉ソリッド部１７により補強されて面剛性が高くなっている。これら厚肉ソリッド部１７が形成されている厚肉ソリッド部形成領域が、振動溶着後の上記溶着ラインＬに対応している。図４では溶着ラインＬに相当する箇所を一点鎖線で示している。
上記のように、外面に薄肉ソリッド層１３が形成され、内部に発泡層１５と厚肉ソリッド部１７とが形成された第１樹脂パネル３は、例えば次のようにして成形される。
成形に際し、図５に示すような成形型１０１と、熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン）Ｒと、不織布からなる表皮７とを用意する。上記成形型１０１は、第１樹脂パネル３の表面側を成形する固定型１０３と、該固定型１０３に対向配置され第１樹脂パネル３の裏面側を成形する可動型１０５と、複数個の厚肉ソリッド部１７に対応するように図外の固定側に支持されて上記可動型１０５側に配置された固定ブロック１０７とを備えている。また、上記熱可塑性樹脂Ｒとしては、例えば、化学反応によりガスを発生させる化学的発泡材や二酸化炭素ガス及び窒素ガス等の不活性ガス（物理的発泡材）等の発泡促進物質と、ガラス繊維等の繊維とが混入された熱可塑性樹脂である。
まず、図５（ａ）に示すように、固定型１０３の成形面１０３ａに表皮７をセットして成形型１０１を型閉じし、上述の如き発泡促進物質及びガラス繊維等の繊維が混入された熱可塑性樹脂Ｒ（例えばポリプロピレン樹脂）を成形型１０１のキャビティ１０９内に射出機（図示せず）から射出充填する。可動型１０５の成形面１０５ａは、成形型１０１の型閉じ状態で固定ブロック１０７の先端面１０７ａよりも固定型１０３側に接近位置していて、上記固定ブロック１０７対応箇所には厚肉ソリッド部１７形成用の凹部１１１が形成されている。キャビティ１０９内では、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化進行することにより、成形型１０１の成形面１０３ａ，１０５ａ近傍にスキン層（図示せず）が生成される。このスキン層は未だ完全に固化しきっていない。
次に、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、図５（ｂ）に示すように、可動型１０５をキャビティ１０９の容積が拡大する方向（型開き方向）に後退させる。つまり、可動型１０５を固定型１０３から僅かに離れさせ、キャビティ１０９の容積を例えば２倍もしくはそれ以上に拡大させる。これにより、可動型１０５の成形面１０５ａと固定ブロック１０７の先端面１０７ａとが面一になる。固定ブロック１０７は後退しないので、当該箇所のキャビティ１０９の容積は拡大しない。この段階で、熱可塑性樹脂Ｒは、成形型１０１（固定型１０３、可動型１０５）の成形面１０３ａ，１０５ａ及び固定ブロック１０７の先端面１０７ａと接触する部分が型温の影響により早期に冷却されているため、樹脂密度が高くて空隙がなく堅い薄肉ソリッド層１３となって外面層を構成する。一方、熱可塑性樹脂Ｒの内側部分は型温の影響を受け難く、粘度の高いゲル状態になっている。
したがって、キャビティ１０９の容積拡大により、それまで固定型１０３及び可動型１０５で圧縮されている熱可塑性樹脂Ｒが可動型１０５の成形面１０５ａに引っ張られるとともに、熱可塑性樹脂Ｒ中の化学反応により発生したガスや不活性ガス等により発泡膨張する。この際、熱可塑性樹脂Ｒ中のガラス繊維等の繊維も上記圧縮が軽減されて弾性的に復元し、この弾性復元力（スプリングバック現象）によっても熱可塑性樹脂Ｒが膨張する。
これにより、樹脂密度が高くて空隙がなく堅い薄肉ソリッド層１３が外面に形成されるとともに、内部に多数の空隙（図示せず）を有し上記薄肉ソリッド層１３に比べて樹脂密度が低い発泡層１５が形成された第１樹脂パネル３が成形される。また、この第１樹脂パネル３の内部には、複数個の厚肉ソリッド部１７が表裏両面の上記薄肉ソリッド層１３を連結するように、かつ振動方向（パッケージトレイ１の長手方向）に一直線状に断続して延びるように固定ブロック１０７に対応して一体に形成されている。そして、この第１樹脂パネル３は、発泡層１５がなく樹脂密度が高いソリッド層１３のみからなる場合に比べて軽量化を図ることができる。なお、熱可塑性樹脂Ｒにはガラス繊維等の繊維は必ずしも混入させなくてもよい。また、熱可塑性樹脂Ｒの発泡膨張は、ガラス繊維等の繊維による弾性復元力のみで行ってもよい。
一方、上記第２樹脂パネル５裏面には、５個の溶着リブ１９が上記第１樹脂パネル３の５箇所の厚肉ソリッド部形成領域に対応して振動方向に延びるようにそれぞれ一体に平行突設されている。該溶着リブ１９は、振動溶着時に横ブレしないように両側から複数個の補強リブ２１で安定支持されている（図２参照）。
このように構成された第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを振動溶着する。この時、図１（ａ）に示すように、第１樹脂パネル３を裏面が上を向くように下側の振動溶着治具２３にセットするとともに、第２樹脂パネル５を溶着リブ１９が下を向くように図示しない上側の振動溶着治具にセットし、振動方向に並ぶ複数個の厚肉ソリッド部１７を溶着リブ１９先端面に対向位置させる。この状態から、上側の振動溶着治具を上方から下側の振動溶着治具２３に押し付けて第２樹脂パネル５の溶着リブ１９先端面を第１樹脂パネル３の各厚肉ソリッド部１７に圧接させながら、上側の振動溶着治具をパッケージトレイ１の長手方向に振動させる。
これにより、上記溶着リブ１９先端が、図１（ｂ）に示すように、上記厚肉ソリッド部１７の中央に対応する薄肉ソリッド層１３との圧接振動により該薄肉ソリッド層１３を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着される。隣り合う厚肉ソリッド部１７間においても、図１（ｃ）に示すように、薄肉ソリッド層１３との圧接振動により該薄肉ソリッド層１３を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着される。そして、溶着リブ１９が一直線状に並んだ複数個の厚肉ソリッド部１７の中央を横切るように第１樹脂パネル３裏面に振動溶着されて、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とが溶着一体化する。
図１（ｂ），（ｃ）中、２５は、振動溶着時に溶着リブ１９先端及び薄肉ソリッド層１３が溶融して盛り上がった溶融樹脂部である。
このように、この実施形態１では、第１樹脂パネル３裏面の薄肉ソリッド層１３を、振動方向に断続して延びる複数個の厚肉ソリッド部１７により補強してその面剛性を高めている。また、第１樹脂パネル３の厚肉ソリッド部形成箇所を、薄肉ソリッド層１３と厚肉ソリッド部１７だけにして堅くて圧縮荷重に対して強くしている。これにより、振動溶着時に溶着リブ１９先端面を上記厚肉ソリッド部形成箇所に圧接させても、この圧接力に十分に抗して当該厚肉ソリッド部形成箇所を撓まないようにすることができる。しかも、厚肉ソリッド部形成箇所に発泡層１５がないため、溶着リブ１９先端の発泡層１５への入り込みを解消することができる。
したがって、溶着リブ１９を堅くて圧縮荷重に対して強くなっている厚肉ソリッド部形成箇所で安定支持するとともに、溶着リブ１９と第１樹脂パネル３との溶着強度を高めて、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを振動溶着により強固に一体化させたパッケージトレイ１を得ることができる。
また、この実施形態１では、複数個の厚肉ソリッド部１７を振動方向に断続して延びるように形成しているので、連続した厚肉ソリッド部１７に比べて重量を軽減することができる。この場合、溶着リブ１９先端は隣り合う厚肉ソリッド部１７で支えられているため、仮に溶着リブ１９が隣り合う厚肉ソリッド部１７間で薄肉ソリッド層１３を突き抜けて発泡層１５に入り込んだとしても、溶着リブ１９を安定支持することができる。
（実施形態２）
図６〜図９は、この発明の実施形態２に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１を示す。
図６〜図９は、この発明の実施形態２に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１を示す。
この実施形態２では、パッケージトレイ１が第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを振動溶着により一体化して構成されていること、第１樹脂パネル３表面に不織布からなる表皮７が一体に被着されていること、第１樹脂パネル３外面に薄肉ソリッド層１３が、内部に発泡層１５がそれぞれ形成されていること、及び第２樹脂パネル５裏面に溶着リブ１９が振動方向に延びるように一体に突設されていること等については、実施形態１と同じである。
しかし、この実施形態２では、実施形態１の厚肉ソリッド部１７の代わりに、第１樹脂パネル３外面（裏面）に振動方向に断続して延びる複数個の矩形の凹部２７が形成されていること、これら凹部２７は上記溶着リブ１９先端が圧接する縦壁２７ａの一部が一直線状に並ぶように振動方向と交差する方向に交互に変位して千鳥状に配置されていること、凹部２７底面側を構成する薄肉ソリッド層１３ａがその周りの薄肉ソリッド層１３よりも２倍程厚く、かつ表面側の薄肉ソリッド層１３と一体になって凹部２７底面側のソリッド部分が実質的に厚肉になっていること、及び上記溶着リブ１９は、上記凹部２７の縦壁２７ａの一部に対応して振動方向に延びていることの３点で実施形態１と異なっている。ただし、上記凹部２７は、把持用の凹部９側では千鳥配置ではなく、振動方向に断続して一直線状に延び、かつ縦壁２７ａの一部が一直線状に並んで配置されている。これら凹部２７は、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５との振動溶着によりパッケージトレイ１が形成されると、その内側に位置して外部に現れない。
なお、実施形態１と同じ構成箇所には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この実施形態２では、上述の如く第１樹脂パネル３裏面の凹部２７の縦壁２７ａを構成する薄肉ソリッド層１３は、溶着リブ１９の第１樹脂パネル３に対する圧接方向に沿っていて圧縮荷重に対して強くなっている。
そして、振動溶着時、上記凹部２７の縦壁２７ａの一部は上記溶着リブ１９先端面に対向位置し、該溶着リブ１９先端は、上記縦壁２７ａの一部に対応する薄肉ソリッド層１３との圧接振動により該薄肉ソリッド層１３及び縦壁２７ａの一部を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着される。また、隣り合う凹部２７間においても、薄肉ソリッド層１３との圧接振動により該薄肉ソリッド層１３を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着される。そして、溶着リブ１９が凹部２７の一直線状に並んだ縦壁２７ａを連結するように第１樹脂パネル３裏面に振動溶着されて、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とが溶着一体化している。
図１０は実施形態２の第１樹脂パネル３を成形する成形型１０１を示す。この成形型１０１は、実施形態１の成形型１０１と同様に、固定型１０３、可動型１０５及び固定ブロック１０７を備えているが、この実施形態２では、熱可塑性樹脂Ｒを射出充填する際には、図１０（ａ）に示すように、可動型１０５の成形面１０５ａと固定ブロック１０７の先端面１０７ａとが面一になっており、キャビティ１０９内に射出充填された熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、図１０（ｂ）に示すように、可動型１０５をキャビティ１０９の容積が拡大する方向（型開き方向）に後退させる。このキャビティ１０９の容積拡大により、実施形態１で説明したような原理で、外面に薄肉ソリッド層１３が形成されるとともに、内部に発泡層１５が形成される。また、上記固定ブロック１０７先端が可動型１０５の成形面１０５ａから固定型１０３側に突出した状態となるが、固定ブロック１０７は移動しないので、当該箇所のキャビティ１０９の容積は拡大せず、底面側の薄肉ソリッド層１３ａがその周りの薄肉ソリッド層１３よりも２倍程厚く、かつ表面側の薄肉ソリッド層１３と一体になって底面側のソリッド部分が実質的に厚肉になった凹部２７が形成される。
このように、この実施形態２では、第１樹脂パネル３裏面の薄肉ソリッド層１３を、振動方向に断続して延びる複数個の凹部２７の縦壁２７ａにより補強してその面剛性を高めている。また、第１樹脂パネル３の凹部２７の縦壁２７ａを構成する薄肉ソリッド層１３を、溶着リブ１９の第１樹脂パネル３に対する圧接方向に沿わせ、かつ表面側の薄肉ソリッド層１３に一体に連結させて圧縮荷重に対して強くしている。これにより、振動溶着時に溶着リブ１９先端面を上記縦壁２７ａの一部に対応する薄肉ソリッド層１３に圧接させても、この圧接力に十分に抗して当該縦壁２７ａの一部を撓まないようにすることができる。
したがって、溶着リブ１９を堅くて圧縮荷重に対して強くなっている凹部２７の縦壁２７ａの一部で安定支持するとともに、溶着リブ１９と第１樹脂パネル３との溶着強度を高めて、第１樹脂パネル３と第２樹脂パネル５とを振動溶着により強固に一体化させたパッケージトレイ１を得ることができる。また、第１樹脂パネル３に凹部２７が形成されているので、第１樹脂パネル３、ひいてはパッケージトレイ１の重量を軽減することができる。
また、この実施形態２では、複数個の凹部２７を振動方向に断続して延びるように形成して、溶着リブ１９先端を隣り合う凹部２７の縦壁２７ａで支えているので、仮に溶着リブ１９が隣り合う凹部２７間で薄肉ソリッド層１３を突き抜けて発泡層１５に入り込んだとしても、溶着リブ１９を安定支持することができる。
さらに、この実施形態２では、凹部形成領域、つまり圧縮荷重に対して強い縦壁２７ａが振動方向と交差する方向に広がって位置しているため、第１樹脂パネル３、ひいてはパッケージトレイ１の剛性を高めることができる。
（実施形態３）
図１１は、この発明の実施形態３に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１の図６（ｂ）相当図を示す。
図１１は、この発明の実施形態３に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１の図６（ｂ）相当図を示す。
この実施形態３では、凹部２７の深さが浅く、凹部２７の底面側を構成する薄肉ソリッド層１３ａの厚みがその外周りの薄肉ソリッド層１３と同じになって、凹部２７の底面と表面側の薄肉ソリッド層１３との間に発泡層１５が介在している点が実施形態３と異なっているほかは、実施形態２と同様である。
図１２は実施形態３の第１樹脂パネル３を成形する成形型１０１を示す。この成形型１０１は、固定型１０３と可動型１０５とを備えている点は実施形態１，２の成形型１０１と同様であるが、固定ブロック１０７がない点は実施形態１，２と異なる。そして、上記可動型１０５の成形面１０５ａには、凹部２７成形用の凸部１０５ｂが突設されている。
そして、可動型１０５をキャビティ１０９の容積が拡大する方向（型開き方向）に後退させると、キャビティ１０９全体の容積が等しく拡大し、第１樹脂パネル３外面（表裏両面）全体に厚みの等しい薄肉ソリッド層１３が成形されるとともに、第１樹脂パネル３裏面に凹部２７が形成される。この凹部２７の縦壁２７ａ及び底面側を構成する薄肉ソリッド層１３ａは、その周りの薄肉ソリッド層１３と同じ厚みになっている。また、発泡層１５は第１樹脂パネル３の内部全体に亘って形成されている。
したがって、この実施形態３では、凹部２７が浅く、かつ凹部２７底面側の薄肉ソリッド層１３ａが表面側の薄肉ソリッド層１３と離れてその間に発泡層１５がある分、当該箇所の板厚が実施形態２に比べて厚くなっており、これにより、凹部２７の底面側の薄肉ソリッド層１３ａが実施形態２の厚肉ソリッド部１７に比べて薄くて圧縮荷重に対する強度が若干低下気味になるのを補っている。そのほかは実施形態２と同様の効果を奏することができる。
（実施形態４）
図１３は、この発明の実施形態４に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１の図６（ｂ）相当図を示す。
図１３は、この発明の実施形態４に係る振動溶着構造が適用されたパッケージトレイ１の図６（ｂ）相当図を示す。
この実施形態４では、凹部２７が第１樹脂パネル３表面に形成されている点、及び溶着リブ１９が第１樹脂パネル３裏面に上記凹部２７の縦壁２７ａの一部に対応して振動溶着されている点が実施形態２と異なる。そして、第１樹脂パネル３の成形に際しては、図示しないが、成形型の可動型側に表皮７をセットせず、射出成形後に第１樹脂パネル３の表面側に表皮７を貼り付け、上記凹部２７ａを表皮７で覆って外部に露出しないようにしている。
したがって、この実施形態４では、振動溶着時に溶着リブ１９が圧接する第１樹脂パネル３裏面の溶着箇所は、平坦で、しかも凹部２７底面側の薄肉ソリッド層１３ａが裏面側の薄肉ソリッド層１３と一体になって実質的に厚肉になっているので、溶着リブ１９の圧接力を凹部２７底面側の実質的に厚肉になっている薄肉ソリッド層１３ａで受けて分散することができ、実施形態２に比べて凹部２７の縦壁２７ａに作用する過剰な圧縮荷重の作用を低減して該縦壁２７ａが崩れ難いようにすることができる。
そのほかは、実施形態２と同様の効果を奏することができる。
なお、上記の実施形態１では、厚肉ソリッド部１７を振動方向に断続して延びるように一直線状に配置したが、隣り合う厚肉ソリッド部１７を振動方向と交差する方向に若干変位させて千鳥状に配置したり、あるいは連続した１個の長尺の厚肉ソリッド部１７を振動方向に延びるように一直線状又はジグザグ状に配置してもよい。特に、厚肉ソリッド部１７が振動方向に連続して延びて１個で構成されている場合には、厚肉ソリッド部１７の第１樹脂パネルに占める量が増大して溶着リブ１９の支持剛性及び溶着強度をさらに高めることができる。
また、上記の実施形態２〜４では、振動方向に断続して延びる凹部２７を振動方向と交差する方向に若干変位させて千鳥状に配置したが、凹部２７を振動方向に断続して一直線状に配置したり、あるいは連続した１個の長尺の凹部２７を振動方向に延びるように一直線状又はジグザグ状に配置してもよい。そして、凹部２７が振動方向に連続して延びて１個で構成されている場合には、凹部２７が振動方向に断続して延びて複数個形成されている場合に比べて凹部２７の空間容積が増大し、パッケージトレイ１の重量軽減効果を顕著にすることができる。
さらに、上記の実施形態１では、厚肉ソリッド部１７の形状を横断面楕円形にし、実施形態２〜４では凹部２７の形状を矩形にしたが、その形状は問わず、真円形や三角形等の多角形等であってもよく、さらには、数種類の形状の厚肉ソリッド部１７や凹部２７を混在させてもよい。
さらにまた、上記の各実施形態では、樹脂成形品が自動車用パッケージトレイ１である場合を示したが、グローブボックスのリッドやトランクボード等の他の自動車用樹脂成形品、さらには自動車以外の樹脂成形品にも適用することができるものである。
この発明は、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造について有用である。
１ パッケージトレイ（樹脂成形品）
３ 第１樹脂パネル
５ 第２樹脂パネル
１３ 薄肉ソリッド層
１５ 発泡層
１７ 厚肉ソリッド部
１９ 溶着リブ
２７ 凹部
２７ａ 縦壁
３ 第１樹脂パネル
５ 第２樹脂パネル
１３ 薄肉ソリッド層
１５ 発泡層
１７ 厚肉ソリッド部
１９ 溶着リブ
２７ 凹部
２７ａ 縦壁
Claims (3)
- 第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造であって、
上記第１樹脂パネルは、外面に薄肉ソリッド層が形成され、かつ内部に発泡層と、振動方向に連続又は断続して延び表裏両面の上記薄肉ソリッド層を連結する厚肉ソリッド部とが形成されてなり、
上記第２樹脂パネル裏面には、溶着リブが上記厚肉ソリッド部に対応して振動方向に延びるように一体に突設され、
振動溶着時、上記厚肉ソリッド部は上記溶着リブ先端面に対向位置し、該溶着リブ先端は、上記厚肉ソリッド部に対応する薄肉ソリッド層との圧接振動により該薄肉ソリッド層を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着されていることを特徴とする樹脂成形品の振動溶着構造。 - 第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品の振動溶着構造であって、
上記第１樹脂パネルは、外面に薄肉ソリッド層と、振動方向に連続又は断続して延びる凹部とが形成され、かつ内部に発泡層が形成されてなり、
上記第２樹脂パネル裏面には、溶着リブが上記凹部の縦壁の一部に対応して振動方向に延びるように一体に突設され、
振動溶着時、上記凹部の縦壁の一部は上記溶着リブ先端面に対向位置し、該溶着リブ先端は、上記縦壁の一部に対応する薄肉ソリッド層との圧接振動により該薄肉ソリッド層及び縦壁の一部を溶融させつつ自身も溶融してソリッド部分のみと溶着されていることを特徴とする樹脂成形品の振動溶着構造。 - 請求項２に記載の樹脂成形品の振動溶着構造において、
凹部は、振動方向に断続して延び、かつ溶着リブ先端が圧接する縦壁の一部が一直線状に並ぶように振動方向と交差する方向に交互に変位して配置されていることを特徴とする樹脂成形品の振動溶着構造。
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