JP2019081301A - Joined body and manufacturing method of joined body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂を母材とする繊維強化樹脂(FRTP)から成る被接合部材同士を超音波接合により接合した接合体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a joined body in which members to be joined made of a fiber reinforced resin (FRTP) having a thermoplastic resin as a base material are joined by ultrasonic bonding and a method of manufacturing the joined body.
従来の被接合部材の接合方法としては、例えば、特許文献1に記載されているものがある。特許文献1に記載の接合方法は、2つの被接合部材(キャビネット片)を超音波接合により接合する方法であって、一方の被接合部材における接合面に、エネルギダイレクタと称される突状リブを連続的に設ける。また、上記の接合方法では、超音波振動が付与されるホーンを備えた超音波接合装置が用いられる。この場合、ホーンは、被接合部材に当接する部分が、接合面の形状(突状リブの配置)に対応した形態である。
As a conventional method of joining members to be joined, there is, for example, one described in
そして、上記の接合方法は、両被接合部材を重ね合わせた状態にし、一方の被接合部材にホーンを押し付けて超音波振動エネルギを印加する。これにより、上記の接合方法では、被接合部材同士の接合面に摩擦熱を発生させて含有樹脂を溶融させ、両被接合部材を接合(溶着)する。この際、上記の接合方法では、突状リブに集中的な伸縮運動を生じさせて樹脂溶融温度まで短時間で発熱させ、効率良く溶着が行われるようにしている。 Then, in the above-described bonding method, the two members to be bonded are put on top of each other, and the horn is pressed against one of the members to be bonded to apply ultrasonic vibration energy. Thereby, in said joining method, frictional heat is generated on the joining surface of to-be-joined members, a contained resin is fuse | melted, and both to-be-joined members are joined (welding). Under the present circumstances, in said joining method, it is made to produce intensive expansion-contraction movement in a projecting rib, to make it heat-generate to resin melting temperature in a short time, and welding is performed efficiently.
上記したような接合方法では、接合面の形状(突状リブの配置)に対応した専用のホーンが必要である。一方、樹脂製被接合部材の接合方法には、単純形状の小型のホーンを備えた超音波接合装置を用いて、被接合部材同士を所定間隔で接合する超音波スポット溶着がある。この超音波スポット溶着は、ホーンの形態が接合面の形状に左右されないので、汎用性に優れている。 In the bonding method as described above, a dedicated horn corresponding to the shape of the bonding surface (arrangement of the projecting ribs) is required. On the other hand, as a method of bonding resin-made members to be joined, there is ultrasonic spot welding in which members to be joined are joined at a predetermined interval using an ultrasonic bonding apparatus provided with a small-sized horn having a simple shape. This ultrasonic spot welding is excellent in versatility because the form of the horn does not depend on the shape of the bonding surface.
しかしながら、上記した超音波スポット溶着に、特許文献1に記載の突状リブを適用しようとすると、被接合部材に対してホーンを押し込んだ際、溶融した樹脂が流出して大量のバリが発生する。このため、バリが障害となってホーンから離れた位置で突状リブが充分に溶融せず、その結果、隣接する溶着部同士の間で、被接合部材間に隙間が生じ、水密性や機械的強度が低下するおそれがあった。
However, when trying to apply the projecting rib described in
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、熱可塑性樹脂を母材とする繊維強化樹脂(FRTP)から成る被接合部材同士を超音波接合により接合した接合体において、一対の被接合部材が隙間無く接合された高品質の接合体を提供することを目的としている。 The present invention is made in view of the above-mentioned conventional situation, and in a joined body in which members to be joined made of fiber reinforced resin (FRTP) having a thermoplastic resin as a base material are joined by ultrasonic bonding, An object of the present invention is to provide a high quality joined body in which a pair of members to be joined are joined without a gap.
本発明に係わる接合体は、熱可塑性樹脂を母材とする繊維強化樹脂から成る被接合部材同士を超音波接合により接合したものである。この接合体は、前記被接合部材同士を局部的に溶着した複数の第1溶着部と、前記第1溶着部同士を結ぶ状態で前記被接合部材同士を溶着した線状の第2溶着部とを備えたことを特徴としている。 The joined body according to the present invention is one in which members to be joined made of a fiber reinforced resin having a thermoplastic resin as a base material are joined by ultrasonic bonding. The joined body includes a plurality of first welded portions obtained by locally welding the members to be joined, and a linear second welded portion obtained by welding the members to be joined in a state of connecting the first welded portions. It is characterized by having.
本発明に係わる接合体の製造方法は、上記の接合体を製造するに際し、超音波接合用のホーンを用いると共に、一方の被接合部材の接合面に、前記第2溶着部を形成するためのリブ状凸部を非連続状態に設ける。そして、上記の製造方法は、一方の被接合部材と他方の被接合部材とを重ね合わせた後、一方の前記被接合部材側からの平面視において、前記リブ状凸部の非連続領域に、超音波振動を付与した前記ホーンを一方の前記被接合部材に押し付けることで、前記第1溶着部とこれに連続する前記第2溶着部を形成して、前記被接合部材同士を接合することを特徴としている。 In the method of manufacturing a joined body according to the present invention, a horn for ultrasonic bonding is used when producing the above-mentioned joined body, and the second welded portion is formed on the joining surface of one of the members to be joined. The rib-like convex portion is provided in a discontinuous state. Then, in the above manufacturing method, after overlapping one bonded member and the other bonded member, in the non-continuous region of the rib-like convex portion in plan view from the one bonded member side, By pressing the horn to which ultrasonic vibration has been applied to one of the members to be joined, the first welded portion and the second welded portion continuous to the first welded portion are formed to join the members to be joined. It is characterized.
本発明に係わる接合体は、上記構成を採用したことから、面状の第1溶着部及び線状の第2溶着部により、一対の被接合部材が隙間無く接合され、水密性や機械的強度の向上などを実現することができる。 Since the joined body according to the present invention adopts the above-mentioned configuration, the pair of members to be joined are joined without a gap by the planar first welded portion and the linear second welded portion, and the water tightness and mechanical strength are obtained. Can be realized.
本発明に係わる接合体の製造方法によれば、被接合部材の厚さ方向においてホーンとリブ状凸部とが重ならない配置であるから、第1溶着部におけるバリの発生が少なくなり、第2溶着部がバリの影響を受けないので、面状の第1溶着部及び線状の第2溶着部により被接合部材同士が確実に接合される。これにより、上記の接合体の製造方法では、一対の被接合部材が隙間無く接合された高品質の接合体を得ることができる。 According to the method of manufacturing a joined body according to the present invention, since the horn and the rib-like convex portion do not overlap in the thickness direction of the members to be joined, generation of burrs in the first welded portion is reduced, and the second Since the welds are not affected by burrs, the members to be joined are securely joined by the planar first welds and the linear second welds. Thereby, in the manufacturing method of said joined body, the high quality joined body to which a pair of to-be-joined member was joined without a clearance gap can be obtained.
〈第1実施形態〉
図1は、本発明に係わる接合体の要部を示す図である。図示の接合体Aは、熱可塑性樹脂を母材とする繊維強化樹脂(FRTP)から成る被接合部材1,2同士を超音波接合により接合したものである。なお、接合体Aは、全体としては様々な形態にすることが可能であるが、理解し易くする都合上、短冊状の被接合部材1,2の要部を例示した。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing the main part of a bonded structure according to the present invention. The illustrated joined body A is one in which members to be joined 1 and 2 made of fiber reinforced resin (FRTP) having a thermoplastic resin as a base material are joined by ultrasonic bonding. In addition, although it is possible to make the joined body A into various forms as a whole, the main part of the strip-shaped to-be-joined
被接合部材1,2の母材である熱可塑性樹脂は、とくに限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリエステル系樹脂などを用いることができる。 The thermoplastic resin which is the base material of the members to be joined 1 and 2 is not particularly limited, and, for example, a polyolefin resin, a polyamide resin, and a polyester resin can be used.
また、被接合部材1,2の強化繊維は、とくに限定されるものではないが、例えば、自動車の構造材用としては、高強度で且つ軽量である炭素繊維若しくは炭素含有繊維が好適である。この場合、被接合部材1,2の材料は、熱可塑性樹脂を母材とする炭素繊維強化樹脂(CFRTP)である。 The reinforcing fibers of the members to be joined 1 and 2 are not particularly limited, but for example, carbon fibers or carbon-containing fibers which are high in strength and light in weight are suitable for use as structural materials for automobiles. In this case, the material of the members to be joined 1 and 2 is a carbon fiber reinforced resin (CFRTP) having a thermoplastic resin as a base material.
上記の接合体Aは、被接合部材1,2同士を局部的に溶着した複数の第1溶着部B1と、第1溶着部B1,B1同士を結ぶ状態で被接合部材1,2同士を溶着した線状の第2溶着部B2とを備えている。図示例の接合体Aは、短冊状の被接合部材1,2の長手方向において、第1溶着部B1を所定間隔で有すると共に、直線状の2本の第2溶着部B2,B2を互いに平行に有している。 The above joined body A welds the members to be joined 1 and 2 with the plurality of first welded portions B1 where the members to be joined 1 and 2 are locally welded and the first welded portions B1 and B1 are connected to each other And a linear second welded portion B2. The joined body A of the illustrated example has the first welded portions B1 at predetermined intervals in the longitudinal direction of the strip-like members to be joined 1 and 2, and the two linear second welded portions B2 and B2 are parallel to each other. Have to.
第2溶着部B2は、その端部が、第1溶着部B1と連続している。なお、第2溶着部B2は、2本以外の数であっても構わないが、2本の場合には、必要最低限の数で両被接合部材1,2の接合状態をより安定させることができる。また、第2溶着部B2は、平行配置に限らず、直線状以外に曲線状などの他の形態にすることも可能である。
The end of the second welded portion B2 is continuous with the first welded portion B1. In addition, although 2nd welding part B2 may be numbers other than two, in the case of two, making the bonded state of both the to-be-joined
さらに、接合体Aは、図1に示す第1溶接部B1と第2溶着部B2の長さLbを10〜150mmとしており、より好ましくは、第1溶接部B1と第2溶着部B2の長さLbを40〜100mmとしている。これは、上記長さLbを10mm未満にすると、実質的に第1溶着部B1のみの接合と大差なく、スポット溶着の利点が発揮し難いからである。また、上記長さLbが150mmを超えると、第2溶着部B2の中央部分における溶着が不充分になるおそれがあるからである。 Furthermore, in the joined body A, the length Lb of the first welded portion B1 and the second welded portion B2 shown in FIG. 1 is 10 to 150 mm, and more preferably, the lengths of the first welded portion B1 and the second welded portion B2 Lb is 40 to 100 mm. This is because, when the length Lb is less than 10 mm, the advantage of spot welding is hardly exhibited substantially without much difference from the bonding of only the first welded portion B1. Moreover, it is because there exists a possibility that welding in the center part of 2nd welding part B2 may become inadequate, when said length Lb exceeds 150 mm.
そこで、接合体Aは、長さLbを10〜150mmとすることで、スポット溶着の利点を発揮し得るものとしたうえで、第2溶着部B2全体を充分に接合することができ、より望ましくは、長さLbを40〜100mmとすることで、より効果的なものとなる。 Therefore, by setting the length Lb to 10 to 150 mm, it is possible to sufficiently join the entire second welded portion B2 after making the advantage of spot welding possible, and it is more preferable. Is more effective by setting the length Lb to 40 to 100 mm.
さらに、接合体Aは、第1溶着部B1が、一方の被接合部材1側に開放された接合工具痕としての凹部3を有しており、一方の被接合部材1側からの平面視において、凹部3と第2溶着部B2とが近接して配置してある。図示例の凹部3は、平面視で円形であり、一方の被接合部材1を貫通し、他方の被接合部材2内で底部を形成している。
Furthermore, in the joined body A, the first welded portion B1 has the
ここで、第1溶着部B1は、後述する製造方法により、凹部3の外周側の領域に形成される。互いに平行な第2溶着部B2は、凹部3の直径Rよりも小さい間隔Sで配置してある。そして、第2溶着部B2は、各端部が、凹部3の外周側の領域に形成された第1溶着部B1に連続している。
Here, the first welded portion B1 is formed in the region on the outer peripheral side of the
上記の接合体Aを構成する一対の被接合部材1,2は、図2及び図3に示すように、一方の被接合部材1が、他方の被接合部材2との接合面(図中で上面)に、第2溶着部B2を形成するためのリブ状凸部4を非連続状態に有しており、図示例では、2本のリブ状凸部4,4を互いに平行に有している。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the pair of
リブ状凸部4は、いわゆるエネルギダイレクタと称されるものであって、後記する製造方法に用いるホーンHに対応する部分を除いて配置してある。これにより、リブ状凸部4は、被接合部材1の全長にわたる直線上において、ホーンHに対応する部分を非連続領域(未形成領域)とした非連続状態である。
The rib-
ここで、先述の凹部3は、ホーンHによる接合工具痕である。互いに平行な2本のリブ状凸部4,4は、凹部3の直径Rよりも小さい間隔Sで配置してあり、図2(A)に示す横断面においては、ホーンHの直径Rh内の領域に配置してある。
Here, the above-mentioned
また、リブ状凸部4は、その高さを0.3〜3mmとしており、より好ましくは、0.5〜1.5mmとしている。リブ状凸部4は、高さが0.3mm未満であると、体積が不充分となってエネルギダイレクタとしての機能が低下する可能性があるからである。さらに、リブ状凸部4の高さが3mmを超えると、被接合部材1,2同士が離れ過ぎると共に、体積が大きくなってバリの発生量が多くなるおそれがあるからである。
Further, the height of the rib-like
そこで、リブ状凸部4は、高さを0.3〜3mmとすることで、エネルギダイレクタとしての機能を発揮させると共に、バリの発生量を低減することができ、より望ましくは、高さを0.5〜1.5mmとすることで、エネルギダイレクタとしての機能をより発揮させると共に、バリの発生量をさらに抑制し得る。
Therefore, by setting the height of the rib-like
さらに、リブ状凸部4は、長手方向に直交する断面が、頂部を先端とする三角形状、一辺を先端とする四角形状、及び円弧中央を先端とする半円形状のうちの少なくとも1つとしている。なお、この実施形態のリブ状凸部4は、断面三角形状であるが、接合時にエネルギを集中させる観点では、他方の被接合部材2に対する接触面積が小さい方が望ましく、また、部分的に断面形状を変えることも構わない。
Furthermore, the rib-like
次に、上記の被接合部材1,2を構成部材とした接合体Aの製造方法を説明する。
接合体Aの製造方法では、超音波接合用のホーンHを用いると共に、先述したように、一方の被接合部材1の接合面に、第2溶着部B2を形成するためのリブ状凸部4を非連続状態に設ける。
Next, a method of manufacturing the joined body A using the above-mentioned members to be joined 1, 2 as constituent members will be described.
In the method of manufacturing the joined body A, the horn H for ultrasonic bonding is used, and as described above, the rib-like
また、上記の製造方法では、ホーンHの外周部とリブ状凸部4の端部とが互いに接する配置にする。つまり、ホーンHとリブ状凸部4は、平面視において、重ならない配置であるが、可能な限りホーンHの外周部にリブ状凸部4の端部を近づけた配置にしてある。
Further, in the above manufacturing method, the outer peripheral portion of the horn H and the end portion of the rib-like
この製造方法に用いる超音波接合装置は、図示を省略したが、スポット溶着を行うものであって、円柱形のホーンHを装着したヘッドを昇降させる機構や、ホーンHに超音波振動を付与するブースタなどを備えており、被接合部材1,2の背面側(ホーンHの反対側)を保持する機構を備えた構成としても良い。
The ultrasonic bonding apparatus used for this manufacturing method is not shown, but performs spot welding, and applies ultrasonic vibration to a mechanism for raising and lowering a head mounted with a cylindrical horn H, and the horn H. It is good also as composition provided with a booster etc. and a mechanism which holds the back side (opposite side of horn H) of
そして、接合体Aの製造方法は、図2に示すように、一方(上側)の被接合部材1と他方(下側)の被接合部材2とを重ね合わせた後、一方の被接合部材1側からの平面視において、リブ状凸部4の非連続領域に、超音波振動を付与したホーンHを一方の被接合部材1に押し付ける。すなわち、被接合部材1,2に超音波振動エネルギを印加する。
Then, as shown in FIG. 2, the method of manufacturing the joined body A is one joined
すると、当該製造方法では、ホーンHの超音波振動エネルギによる摩擦熱で含有樹脂が溶融し、図4に示すように、ホーンHが一方の被接合部材1を貫通して他方の被接合部材2に押し込まれる。これにより、当該製造方法では、両被接合部材1,2の界面において含有樹脂が溶融し、ホーンHの外周側の領域で、面状の溶着部である第1溶着部B1が形成される。
Then, in the manufacturing method, the contained resin is melted by the frictional heat due to the ultrasonic vibrational energy of the horn H, and as shown in FIG. 4, the horn H penetrates one joined
また、当該製造方法では、第1溶着部B1の形成とほぼ同時に、一方の被接合部材1のリブ状凸部4に集中的な伸縮運動を生じさせて樹脂溶融温度まで短時間で発熱させ、線状の溶着部である第2溶着部B2を形成する。
Further, in the manufacturing method, a concentrated expansion and contraction motion is caused in the rib-like
このようにして、接合体Aの製造方法では、第1溶着部B1とこれに連続する第2溶着部B2を形成し、被接合部材1,2同士を溶着接合した接合体Aを得る。このとき、接合体Aでは、第1溶着部B1と第2溶着部B2の端部とが連続すると共に、接合後のホーンHの離脱により、接合工具痕(ホーン痕)である凹部3が形成される。
Thus, in the method of manufacturing the joined body A, the first welded portion B1 and the second welded portion B2 continuous to the first welded portion B1 are formed, and the joined body A in which the
上記のように製造された接合体Aは、第1溶着部B1におけるバリの発生が少なく、第2溶着部B2がバリの影響を受けないので、面状の第1溶着部B1及び線状の第2溶着部B2において被接合部材1,2同士が確実に接合される。
The joined body A manufactured as described above has few occurrences of burrs in the first welded portion B1, and the second welded portion B2 is not affected by the burrs, so the planar first welded portion B1 and the linear welded portion B1 are produced. The to-
これにより、接合体Aは、一対の被接合部材1,2が隙間無く接合された高品質のものとなり、これに伴って、水密性や機械的強度の向上などを実現することができる。また、上記の接合体Aは、その製造において、汎用性の高い超音波スポット溶着と、接合効率の向上を実現するエネルギダイレクタとを採用し得ることが明らかである。 As a result, the joined body A is of high quality in which the pair of members to be joined 1 and 2 are joined without a gap, and along with this, improvement of water tightness and mechanical strength can be realized. Further, it is apparent that the above-mentioned joined body A can adopt ultrasonic spot welding with high versatility and an energy director which realizes improvement of joining efficiency in its production.
また、上記の接合体Aは、第1溶着部B1,B1同士の間に、2本の第2溶着部B2,B2を有するので、一対の被接合部材1,2が、傾くことなく平行に安定して接合された状態になり、水密性や機械的強度のさらなる向上を実現することができる。 Further, since the joined body A has the two second welded portions B2 and B2 between the first welded portions B1 and B1, the pair of members to be joined 1 and 2 are parallel without tilting. It becomes a stably joined state, and further improvement of water tightness and mechanical strength can be realized.
さらに、上記の接合体Aは、第1溶接部B1と第2溶着部B2の長さを10〜150mmとすることで、スポット溶着の利点を発揮し得るものとしたうえで、第2溶着部B2全体をより確実に接合することができる。 Furthermore, the above-mentioned joined body A has the length of the first welded portion B1 and the second welded portion B2 of 10 to 150 mm, so that the advantage of spot welding can be exhibited, and the second welded portion The entire B2 can be joined more reliably.
さらに、上記の接合体Aは、第1溶着部B1が、一方の被接合部材1側に開放された接合工具痕としての凹部3を有するので、凹部3の外周側の領域に広い第1溶着部B1が確保され、機械的強度のさらなる向上などに貢献することができる。なお、接合体Aは、被接合部材1,2の厚さ等に応じて、凹部3が無い構造もあり得るが、いずれの場合でも、一対の被接合部材1,2同士が、互いの接合部分に界面の無い溶着状態となる。
Furthermore, since the first welded portion B1 has the
さらに、上記の接合体Aは、一方の被接合部材1側からの平面視において、凹部3と第2溶着部B2とが近接して配置してあるので、第1溶着部B1と第2溶着部B2の端部とを確実に連続させて、一対の被接合部材1,2を隙間無く接合したものとなり、水密性及び機械的強度のさらなる向上を実現する。
Furthermore, in the above-mentioned joined body A, since the
また、上記の接合体Aを形成する一対の被接合部材1,2は、一方の被接合部材1が、他方の被接合部材2との接合面に、第2溶着部B2を形成するためのリブ状凸部4を非連続状態に有するので、リブ状凸部4がエネルギダイレクタとして機能して、効率の良い接合を行うことができ、接合時間の短縮化などに貢献することができる。
Further, the pair of members to be joined 1 and 2 forming the joined body A is for forming the second welded portion B2 on the joining surface of one member to be joined 1 with the other member to be joined 2. Since the rib-like
さらに、被接合部材1は、リブ状凸部4の高さを0.3〜3mmとしたことにより、エネルギダイレクタとしての機能を充分に発揮させると共に、バリの発生量を少なくすることができる。
Furthermore, by setting the height of the rib-shaped
さらに、被接合部材1は、リブ状凸部4の長手方向に直交する断面を、頂部を先端とする三角形状、一辺を先端とする四角形状、及び円弧中央を先端とする半円形状のうちの少なくとも1つとすることで、エネルギダイレクタとしての機能を充分に発揮させることができる。とくに、リブ状凸部4は、断面三角形状や断面半円形状にすれば、他方の被接合部材2との接触面積が小さくなり、その分、超音波振動エネルギを集中させて、効率の良い接合を行うことが可能である。
Furthermore, the
また、上記接合体Aの製造方法によれば、被接合部材1,2の厚さ方向においてホーンHとリブ状凸部4とが重ならない配置になるので、第1溶着部B1におけるバリの発生が少なくなり、第2溶着部B2がバリの影響を受けないので、第1溶着部B1及び第2溶着部B2において被接合部材同士が確実に接合される。これにより、上記の接合体の製造方法では、一対の被接合部材1,2が隙間無く接合された高品質の接合体Aを得ることができる。
Further, according to the manufacturing method of the joined body A, since the horn H and the rib-like
さらに、上記の製造方法では、ホーンHの外周部とリブ状凸部4の端部とが互いに接する配置にして、面状の第1溶着部B1及び線状の第2溶着部B2を形成する。つまり、上記の製造方法では、平面視において、ホーンHとリブ状凸部4が重ならない配置であるが、可能な限りホーンHの外周部にリブ状凸部4の端部を近づける。これにより、上記の製造方法では、第1溶着部B1と第2溶着部B2の端部とをより確実に一体化することができ、一対の被接合部材1,2同士の間の水密性や、機械的強度のさらなる向上を実現する。
Furthermore, in the above manufacturing method, the planar first welded portion B1 and the linear second welded portion B2 are formed by arranging the outer peripheral portion of the horn H and the end portion of the rib-like
なお、上記の製造方法により接合体Aを製造する際には、リブ状凸部4の複数の非連続領域に個別のホーンHを押し付けて超音波振動を印加することも不可能ではないが、あたかもスポット溶接を行うように、複数の非連続領域に対してホーンHによるスポット溶着を順次行うことができる。
In addition, when manufacturing the joined body A by the above-mentioned manufacturing method, it is not impossible to press the individual horns H on a plurality of discontinuous regions of the rib-like
つまり、上記の製造方法は、従来において問題であったバリの発生を抑制しつつ、スポット溶着の汎用性と、エネルギダイレクタとしてのリブ状凸部4の機能とを両立させることができ、利用価値が極めて高いものである。また、スポット溶着による製造が可能であるから、小型で単純形状のホーンHを採用することができる。
That is, the above-described manufacturing method can achieve both the versatility of spot welding and the function of the rib-like
但し、1箇所の非連続領域にホーンHを押し付けて第1及び第2の溶着部B1,B2を形成すると、被接合部材1,2同士の面内方向(接合面に沿う方向)の動きが不充分になる可能性がある。そこで、接合体Aをスポット溶着で製造する場合には、被接合部材1,2の厚さ方向となる縦の超音波振動をホーンHに付与することがより望ましい。これにより、全ての接合箇所を同じ接合条件にして、安定的に接合することができる。
However, when the first and second welded portions B1 and B2 are formed by pressing the horn H against one discontinuous region, movement of the
図5は、上記実施形態に基づいて製造した接合体Aの平面、縦断面(A,B)及び横断面(1〜7)を示す写真、及び比較例の横断面(1,3〜7)を示す写真である。実施例は、一方の被接合部材1に非連続状態のリブ状凸部4を設けたもので、被接合部材1,2の厚さ方向において、ホーンH(凹部3)とリブ状凸部4が重ならない配置である。他方、比較例は、被接合部材1の全長にわたってリブ状凸部4を設けたもので、被接合部材1,2の厚さ方向において、ホーンH(凹部3)とリブ状凸部4が重なる配置である。
FIG. 5: the photograph which shows the plane of the joined body A manufactured based on the said embodiment, a longitudinal cross-section (A, B), and a cross section (1-7), and the cross section (1, 3-7) of a comparative example It is a photograph showing. In the embodiment, the rib-like
図5の写真から明らかなように、比較例の接合体は、ホーンHの下側にリブ状凸部4があるので、ホーンHの下側で、溶融した樹脂が流出して大量のバリが発生した。このため、比較例では、バリが障害となってホーンから離れた位置でリブ状凸部4の溶融が充分に行われず、とくに横断面(3〜5)に示すように、被接合部材1,2間(突状リブ4間)に隙間が生じた。
As apparent from the photograph of FIG. 5, in the joined body of the comparative example, since the rib-like
これに対して、実施例の接合体Aは、どの横断面(1〜7)においても、被接合部材1,2同士が隙間無く接合され、長手方向全域で接合した状態となった。これにより、実施例の接合体Aは、実施例の接合体Aは、比較例に比べて、水密性が機械的強度に優れることを確認した。
On the other hand, in the joined body A of the example, the
図6は、水漏れ(水密性)の試験結果を示す表である。従来例1は、一方の被接合部材にリブ状凸部が無いものである。従来例2は、ホーンHと1本のリブ状凸部4とが重なる配置にしたものである。従来例3は、ホーンHと2本のリブ状凸部4とが重なる配置にしたものである。実施例は、ホーンと2本の不連続状態のリブ状凸部とが重ならない本発明の接合体の構成である。さらに、比較例は、ホーンの両側連続状体のリブ状凸部を配置したもので、双方が重ならない構成である。
FIG. 6 is a table showing test results of water leak (water tightness). In Conventional Example 1, one of the members to be joined has no rib-like convex portion. In Conventional Example 2, the horn H and one rib-shaped
水漏れ試験は、超音波溶着により各例の接合体を製造した後、両被接合部材1,2の隙間に、注射器で3〜5mLの水を勢いよく注入し、その反対側からの水漏れの有無を確認した。その結果、従来例1〜3及び比較例は、接合強度、被接合部材の傾き及び密着性に関しては一部良好であったが、いすれも水漏れが認められ、総合評価は不良であった。
In the water leak test, after producing the bonded body of each example by ultrasonic welding, 3-5 mL of water is vigorously injected into the gap between both
これに対して、実施例は、接合強度、シール性、被接合部材の傾き及び密着性のいずれも良好であるうえに、水漏れも認められなかった。これにより、実施例は、総合評価が良好であり、従来例1〜3及び比較例に比べて、水密性や機械的強度が明らかに優れていることを確認した。 On the other hand, in the examples, all of the bonding strength, the sealability, the inclination of the members to be joined, and the adhesion were good, and no water leakage was observed. As a result, it was confirmed that the examples were good in the comprehensive evaluation, and that the water tightness and the mechanical strength were clearly superior as compared with the conventional examples 1 to 3 and the comparative example.
なお、本発明に係わる接合体及びその製造方法は、構成の細部が上記実施形態のみに限定されるものではなく、例えば、被接合部材の形態、リブ状凸部の数、形状及び配置、ホーンの形態など、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The details of the configuration of the bonded structure and the method of manufacturing the same according to the present invention are not limited to the above embodiment, and, for example, the form of members to be joined, the number, shape and arrangement of rib-like convex portions, horns It is possible to change suitably in the range which does not deviate from the gist of the present invention, such as the form of.
A 接合体
B1 第1溶着部
B2 第2溶着部
H ホーン
1 一方の被接合部材
2 他方の被接合部材
3 凹部
4 リブ状凸部
A joined body B1 first welded portion B2 second welded
Claims (8)
前記被接合部材同士を局部的に溶着した複数の第1溶着部と、前記第1溶着部同士を結ぶ状態で前記被接合部材同士を溶着した線状の第2溶着部とを備えたことを特徴とする接合体。 A bonded body in which members to be joined made of fiber reinforced resin having a thermoplastic resin as a base material are joined by ultrasonic bonding,
Having a plurality of first welding parts in which the members to be joined are locally welded and a linear second welding part in which the members to be joined are welded in a state in which the first welding parts are connected to each other Characteristic junction body.
一方の被接合部材が、他方の被接合部材との接合面に、前記第2溶着部を形成するためのリブ状凸部を非連続状態に有することを特徴とする被接合部材。 It is a pair of to-be-joined member which comprises the joined body of any one of Claims 1-4, Comprising:
A to-be-joined member characterized by having a rib-like convex part for forming said 2nd welding part in a discontinuous state on the joined surface with one to-be-joined member of another to-be-joined member.
超音波接合用のホーンを用いると共に、一方の被接合部材の接合面に、前記第2溶着部を形成するためのリブ状凸部を非連続状態に設け、
一方の前記被接合部材と他方の被接合部材とを重ね合わせた後、
一方の前記被接合部材側からの平面視において、前記リブ状凸部の非連続領域に、超音波振動を付与した前記ホーンを一方の前記被接合部材に押し付けることで、前記第1溶着部とこれに連続する前記第2溶着部を形成して、前記被接合部材同士を接合することを特徴とする接合体の製造方法。 When manufacturing the joined body of any one of Claims 1-4,
Using a horn for ultrasonic bonding, a rib-like convex portion for forming the second welded portion is provided in a discontinuous state on the bonding surface of one of the members to be bonded,
After overlapping one of the members to be joined and the other member to be joined,
In a plan view from one of the members to be joined, pressing the horn to which ultrasonic vibration is applied to the discontinuous region of the rib-like convex portion against the one member to be joined allows the first welded portion to be formed. A method of manufacturing a joined body, comprising forming the second welded portion continuous to this and joining the members to be joined.
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