JP2020069797A - 樹脂成形品の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる樹脂成形品の接合方法を提供する。【解決手段】合成樹脂からなり接合面を有する複数の部分成形体を前記接合面で接合して内圧を保持可能な樹脂成形品を接合する接合方法であって、一次成形された前記部分成形体を成形用金型にインサートして型締めし、前記接合面が対向当接した状態で前記接合面の外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して前記接合面に前記溶融樹脂を溶融固化させる。【選択図】図６

Description

本発明は、樹脂成形品の接合方法に関する。

樹脂半割体を突き合わせて形成した接合部を有し、この接合部が当該半割体を突き合わせて接触させた内側の半割体接触部分と、半割体材料が接触しない外側の半割体非接触部分からなり、この半割体非接触部分において当該中空体の外面の少なくとも一部が、上記樹脂半割体の少なくとも一方に形成された鍔部により形成されており、そして当該半割体非接触部分に２次樹脂が充填されている樹脂成形中空体が知られている（特許文献１）。

一方の第１半中空成形品を成形するための第１の金型と、他方の第２半中空成形品を成形するための第２の金型と、前記第１、２の金型内にそれぞれ軸方向に移動自在に設けられているキャビテイ部材とを使用し、一次成形で、前記第１、２の金型により一対の半中空成形品を、それぞれの接合端部の外周部にフランジ部を有するように成形し、そして、第２の金型を、１次成形で成形された他方の第２半中空成形品が残った状態で、第１の金型の方へ移動させて、他方の第２半中空成形品を第１の金型内に残っている一方の第１半中空成形品に整合させて、型締めし、二次成形で、型締めすることにより、一対の第１、２半中空成形品の、突き合わされたフランジ部の外側部と、キャビテイ部材とにより形成される射出空間に溶融樹脂を射出して、一対の第１、２半中空成形品のフランジ部を互いに溶着あるいは締め付けて中空成形品を得る合成樹脂中空成形品の成形方法も知られている（特許文献２）。

特開平１０−３１５２６６３号公報 特許第２９８２０３３号公報

本発明は、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる樹脂成形品の接合方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の樹脂成形品の接合方法は、
合成樹脂からなり接合面を有する複数の部分成形体を前記接合面で接合して内圧を保持可能な樹脂成形品を接合する接合方法であって、
一次成形された前記部分成形体を成形用金型にインサートして型締めし、前記接合面が対向当接した状態で前記接合面の外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して前記接合面に前記溶融樹脂を溶融固化させる、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記接合面の外周側面は、型締め方向と交差する外側方向に突出する凸条を有し、前記部分成形体が前記接合面で対向当接した際に、それぞれの前記部分成形体の前記凸条の間に凹条が形成され、前記溶融樹脂は前記凹条に充填されるとともに前記凸条を覆う、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記凹条は、前記接合面の外周側面の型締め方向と交差する外側方向に向かって開口幅が狭くなるように形成されている、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記接合面の外周側面は、型締め方向に突出する凸条を有し、前記部分成形体が前記接合面で対向当接した際に、それぞれの前記部分成形体の前記凸条が合わさって環状体が形成され、前記溶融樹脂は前記環状体を覆うように充填される、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記部分成形体は前記成形用金型にインサートして型締めする前に、前記接合面にシール材が配設されている、
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記シール材は前記接合面を圧接シールする環状弾性体であり、前記部分成形体の前記接合面に設けられた凹溝に配設される、
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記シール材は液状封止材であって、前記部分成形体の前記接合面に塗工される、
ことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記シール材は接着剤であり、前記部分成形体の前記接合面に塗工される、
ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記接合面の外周側面を全周に亘って覆うように前記溶融樹脂を注入するゲート口は、前記接合面の外周側面の接線方向に対して４５度以下の角度で傾斜して配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂の樹脂温度を高くする、
ことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記成形金型の金型温度を高くする、
ことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂の射出速度を速くする、
ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂を射出した後の保圧を高くする、
ことを特徴とする

請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法において、
前記合成樹脂が、結晶性ガラス繊維強化ポリアミド樹脂である、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、接合面の溶融結合と溶融樹脂の収縮締め込みで所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、接合面の溶融結合領域を増大させて所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、接合面の溶融結合と溶融樹脂の収縮締め込みで所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合強度を向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合面のシール性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合面のシール性を向上させ、接合強度が低下することを抑制することができる。

請求項７に記載の発明によれば、液状封止材が塗工されていない場合に比べて、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合面のシール性をより向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、接着剤が塗工されていない場合に比べて、複数の部分成形体を接合面で接合して所定の内圧を保持可能な樹脂成形品の接合面のシール性を向上させるとともに、接合面の接合強度をより増大させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、接合面の外周側面に溶融樹脂をスムーズに流動させ、接合面からの樹脂漏れを防止することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、接合面の外周側面に射出された溶融樹脂の温度低下を抑制することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、接合面の外周側面に射出された溶融樹脂の温度低下を抑制することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、接合面の外周側面に射出された溶融樹脂の温度低下を抑制することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、接合面の外周側面に射出された溶融樹脂と接合面の溶融結合を増大させることができる。

請求項１４記載の発明によれば、樹脂成形品の耐圧強度を向上させることができる。

二つの部分成形体を接合面で接合した樹脂成形品を一部断面で示す斜視図である。 部分成形体の射出成形を示し、（ａ）は第１の部分成形体の射出成形時の断面図、（ｂ）は第２の部分成形体の射出成形時の断面図である。 第１の部分成形体と第２の部分成形体を鍔部で突き合わせた状態を示す断面模式図である。 本実施形態に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図である。 成形金型におけるスプルーランナーとゲートの配置を示す断面模式図である。 （ａ）は樹脂成形品を一部断面で示す図、（ｂ）は接合帯の作用を説明する接合部の拡大断面模式図である。 実施例に係る樹脂成形品の各部の寸法を示す断面図である。 実施例における成形条件と耐圧強度の関係を示し、（ａ）は樹脂温度と耐圧強度、（ｂ）は射出速度と耐圧強度、（ｃ）は保圧と耐圧強度の関係を示す図である。 比較例に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図である。 二つの部分成形体を接合面にシール材を配設して接合した樹脂成形品を一部断面で示す斜視図である 第２実施形態における部分成形体の射出成形を示し、（ａ）は第１の部分成形体の射出成形時の断面図、（ｂ）は第２の部分成形体の射出成形時の断面図である。 第２実施形態における第１の部分成形体と第２の部分成形体を鍔部で突き合わせた状態を示す断面模式図である。 第２実施形態に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図である。 （ａ）は樹脂成形品を一部断面で示す図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は接合帯の作用を説明する接合部の拡大断面模式図である。

「第１実施形態」
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）部分成形体の成形
図１は二つの部分成形体を接合面で接合した樹脂成形品を一部断面で示す斜視図、図２は部分成形体の射出成形を示し、（ａ）は第１の部分成形体の射出成形時の断面図、（ｂ）は第２の部分成形体の射出成形時の断面図、図３は第１の部分成形体と第２の部分成形体を鍔部で突き合わせた状態を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る樹脂成形品の接合方法により製造される樹脂成形品の構成と接合強度について説明する。

（１．１）樹脂成形品
樹脂成形品１は、接合面の一例としての鍔部１１を有する第１の部分成形体１０と、接合面の一例としての鍔部２１を有する第２の部分成形体２０が、それぞれの鍔部１１、２１で付き合わされた状態で外周側面に接合帯３となる樹脂を二次成形して接合された中空体である。
樹脂成形品１は、第１の部分成形体１０の上部に貫通孔１３ａが形成された膨出部１３を有し、外部から膨出部１３を介して液体が注入された場合は、注入された液体による所定の内圧を保持可能となっている。

第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の成形に用いられる合成樹脂としては、ポリアミド樹脂が挙げられる。具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。更には、ガラス繊維やカーボン繊維等で強化したものでも良く、ガラス繊維が２０％ないし４０％充填された結晶性ガラス繊維強化ナイロン６６がより好ましい。

このような樹脂成形品１は、その用途は特に限定されないが、使用する結晶性ガラス繊維強化ナイロン６６（ＰＡ６６−Ｇ３０）の優れた射出成形性、耐熱性、強靱性、耐クリープ特性などを利用して、温水洗浄装置の熱交換タンクとして利用される。特に、熱交換タンクとして利用される場合には、第１の部分成形体１０と第２の部分成形体２０が鍔部１１、２１で接合された中空体に温水が充満した状態で加圧されることから、接合面の接合強度として耐水圧１．３ＭＰａ以上を有することが好ましい。

（１．２）部分成形体
第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、成形材料としてＰＡ６６−Ｇ３０を用いて射出成形により製造されるが、係る射出成形には既知の射出成形機であればいずれも使用可能であり、特に制限されるものではない。
成形金型３０、４０は、ＰＬをパーティングライン面とする固定側型３１、４１と可動側型３２、４２とからなり、固定側型３１、４１と可動側型３２、４２との間に樹脂が充填されるキャビティＣ１、Ｃ２が形成されている。尚、図２（ａ）、（ｂ）においては、通常の成形金型に備えられている固定側の固定側取付板、ランナーストリッパープレート、樹脂が供給されるロケートリング等、及び可動側の可動側取付板、エジェクタ機構等は省略して不図示としている。

固定側型３１、４１と可動側型３２、４２が型締めされて形成されたキャビティＣ１、Ｃ２にはゲートＧから溶融樹脂が充填される。ＰＡ６６−Ｇ３０の融点は約２６５℃であるので、成形材料をおよそ２８０〜３２０℃に加熱して溶融させて、所定の金型温度（１００℃以下、７０〜９０℃）に加熱された成形金型３０、４０に充填する（射出工程）。その際、成形材料を所定の射出速度Ｖ＝１０ｍｍ／ｓｅｃ〜３０ｍｍ／ｓｅｃで注入してキャビティＣ１、Ｃ２の隅々までに充填できるようにする。

その後、成形材料は徐々に固化していくため、固化に伴って成形材料が体積収縮する。そのため、体積収縮した分の成形材料を補填する必要があり、ゲートＧから成形材料を一定の保圧Ｐ＝５ＭＰａで注入し続ける（保圧工程）。尚、第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の肉厚やスプルーランナー部（不図示）の太さによって、注入する圧力と時間を適宜調整する。
その後、固定側型３１、４１と可動側型３２、４２との型開きを行い、エジェクタ機構（不図示）でキャビティＣ１、Ｃ２内の第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０を押圧して可動側型３２、４２上の成形体を取り出す。

このようにして成形された第１の部分成形体１０の鍔部１１、第２の部分成形体２０の鍔部２１には、図３に示すように、型締め方向と交差する外側方向に突出する凸条１２、２２が形成され、互いに鍔部１１、２１で突き合わされたときに、それぞれの凸条１２、２２の間に凹条２が形成されるようになっている。
凹条２は、図３（ｂ）に示すように、鍔部１１、２１の外周側面の付き合わせ方向と交差する外側方向に向かって開口幅が狭くなるように形成されている（図３（ｂ）においてＡ１＜Ａ２）。

（２）部分成形体の接合
図４は本実施形態に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図、図５は成形金型におけるスプルーランナーとゲートの配置を示す断面模式図、図９は比較例に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図である。
先ず、鍔部の外周方向に突出する凸条を有しない比較例に係る樹脂成形品１００の接合方法及びこれに用いる成形金型について説明する。

比較例に係る樹脂成形品１００は、図９に示すように、成形された第１の部分成形体１１０の鍔部１１１、第２の部分成形体１２０の鍔部１２１には、型締め方向に窪んだ凹条１１１ａ、１２１ａが形成され、互いに鍔部１１１、１２１で突き合わされたときに、外部と繋がる空間Ｒが形成されるようになっている。
そして、第１の部分成形体１１０及び第２の部分成形体１２０を成形金型にインサートして型締めすると、接合面としての鍔部１１１、１２１には、空間Ｒとスプルーランナーとを連通する連通部１００ａが形成される。

このように、成形金型内で第１の部分成形体１１０と第２の部分成形体１２０を付き合わせた状態で第１の部分成形体１１０及び第２の部分成形体１２０と同種の溶融樹脂（ＰＡ６６−Ｇ３０）を所定の射出速度で射出すると、溶融樹脂は凹条１１１ａ、１２１ａが形成された空間Ｒに充填されて一定の保圧下で鍔部１１１、１２１と溶融固化（溶着）する。

射出する樹脂の樹脂温度は、溶着強度を上げるために、樹脂が熱分解しない範囲内で極力高く設定される。具体的には、ＰＡ６６−Ｇ３０の融点は約２６５℃であるので、およそ２８０〜３２０℃に設定される。また、金型温度、射出速度、保圧は、第１の部分成形体１１０及び第２の部分成形体１２０の一次成形と同一条件下、具体的には金型温度７０〜９０℃、射出速度１０ｍｍ／ｓｅｃ〜３０ｍｍ／ｓｅｃ、保圧５ＭＰａで成形される。

このようにして、鍔部１１１、１２１が接合された樹脂成形品１００は、内部に温水が充満した状態で加圧された場合、接合面の境界面から剥離する虞がある。
空間Ｒに溶融樹脂を充填する際に、成形金型にインサートされた第１の部分成形体１１０、第２の部分成形体１２０の鍔部１１１、１２１の温度は金型温度よりも低く、ゲートから注入された溶融樹脂が空間Ｒ内を周方向に流動するときに温度低下が発生して鍔部１１１、１２１と充分に溶け合わない虞があった。
また、空間Ｒにおける凹条１１１ａ、１２１ａの寸法を大きくして接合面積を増加させても、大幅な強度向上は得られず、生産性が低下して経済的に不利益となる虞があった。

（２．１）成形金型
本実施形態における樹脂成形品１は、一次成形された第１の部分成形体１０と第２の部分成形体２０を成形金型２００にインサートして型締めし、接合面としての鍔部１１、２１が対向当接した状態で鍔部１１、２１の外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して接合面に溶融樹脂を溶融固化（溶着）させる。

本実施形態に係る樹脂成形品１は、図４に示すように、成形された第１の部分成形体１０の鍔部１１、第２の部分成形体２０の鍔部２１には、型締め方向と交差する外側方向に突出する凸条１２、２２が形成され、互いに鍔部１１、２１で突き合わされたときに、それぞれの凸条１２、２２の間に凹条２が形成されるようになっている。
凹条２は、鍔部１１、１２の外周側面の型締め方向と交差する外側方向に向かって開口幅が狭くなるように形成されている（図３（ｂ）参照）。

第１の部分成形体１０をインサートする固定側型２１０には、鍔部１１、２１が対向当接した状態で鍔部１１、２１の外周側面を全周に亘って覆うキャビティＣ３の一部と、溶融樹脂が最初に流入するスプルー２１１が形成されている。
第２の部分成形体２０をインサートする可動側型２２０には、キャビティＣ３に溶融樹脂を導くスプルーランナー２２１とキャビティＣ３に溶融樹脂を充填するゲート２２２が形成されている。スプルーランナー２２１は、図５に示すように、キャビティＣ３に対して、周方向に全周を４分割する９０度間隔で溶融樹脂の流動長さが等距離になるように４箇所配置されている。それぞれのスプルーランナー２２１の先端には、ゲート２２２がキャビティＣ３の接線方向に対して４５度以下の角度（図５中 Θ参照）で傾斜して配置されている。

（２．２）成形条件
このように構成される成形金型２００は、通常、成形材料が一次成形と同種のＰＡ６６−Ｇ３０である場合、金型温度Ｔは１００℃以下で７０〜９０℃の範囲に設定されるが、本実施形態においては、金型温度Ｔは、金型温度調節機構（不図示）によって１２０〜１３０℃の高温に設定される。
成形金型２００の金型温度Ｔを、例えば１２０℃に設定することで、成形金型２００内に充填された成形材料のキャビティＣ３内での急激な温度低下とこれに伴う粘度上昇を抑制して、充填された樹脂とインサートされた第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の鍔部１１、２１とが溶け合いやすくなり、固化時に接合強度を向上させることができる。

成形材料の樹脂温度は、第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０を成形する一次成形に比べて高く設定される。具体的には、成形装置（不図示）のシリンダ温度を樹脂が熱分解をしない範囲内で３２０〜３６０℃に設定する。
これにより、成形金型２００内に充填された成形材料のキャビティＣ３内での温度低下とこれに伴う粘度上昇を抑制して、充填される溶融樹脂とインサートされた第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の鍔部１１、２１との溶け合いを向上させることができる。

成形材料の射出速度は、第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０を成形する一次成形に比べて速く設定される。具体的には、一次成形の射出速度１０〜３０ｍｍ／ｓｅｃよりも速い３５〜８０ｍｍ／ｓｅｃに設定する。
これにより、成形金型２００内に充填された成形材料のキャビティＣ３内で流動速度を速くして温度低下を抑制し、充填される溶融樹脂とインサートされた第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の鍔部１１、２１との溶け合いを向上させることができる。

このように設定された成形条件で一次成形と同種のＰＡ６６−Ｇ３０をキャビティＣ３内に充填するとともに、ゲート２２２から成形材料を一次成形に比べて高い保圧（８〜１５ＭＰａ）で注入し続ける。ここで、保圧は、過度に高くすると、接合面となる鍔部１１、２１の当接部から樹脂成形品１の内部に漏出する虞があるが、本実施形態においては、ゲート２２２がキャビティＣ３の接線方向に対して４５度以下の角度（図５中 Θ参照）で傾斜して配置されているために、樹脂漏れを防止しながら、保圧を高く設定することができる。

本実施形態に係る金型には、キャビティＣ３に対して溶融樹脂を導くスプルーランナー２２１が、周方向に全周を４分割する９０度間隔で溶融樹脂の流動長さが等距離になるように配置されているためにキャビティＣ２内に充填される溶融樹脂の樹脂温度のバラツキが抑制される。また、それぞれのスプルーランナー２２１に形成されたゲート２２２は、キャビティＣ３の接線方向に対して４５度以下の角度で傾斜して配置されているために、キャビティＣ３内での溶融樹脂の流動速度の低下を抑制することができる。

このようにしてキャビティＣ３内に充填された溶融樹脂は、キャビティＣ３内を周方向に流動しながら鍔部１１、２１の外周側面に形成された凹条２に充填されるとともに凸条１２、２２を覆う。そして、キャビティＣ３内に充填された溶融樹脂は、保圧状態で鍔部１１、２１と接触することで、鍔部１１、２１の凹条２の内面２ａ、凸条１２、２２の外側面１２ａ、２２ａ、凸条１２、２２の側面１２ｂ、２２ｂ、及び鍔部１１、２１の外側面１１ａ、２１ａと溶け合って、固化すると鍔部１１、２１と一体化して鍔部１１、２１が接合される。
その後、固定側型２１０と可動側型２２０との型開きを行い、エジェクタ機構（不図示）で樹脂成形品１を押圧して可動側型２２０上の樹脂成形品１を取り出す。

（２．３）接合部の作用
図６（ａ）は樹脂成形品１を一部断面で示す図、（ｂ）は接合帯の作用を説明する接合部の拡大断面模式図である。
樹脂成形品１の接合部は、図６に示すように、第１の部分成形体１０の鍔部１１と第２の部分成形体２０の鍔部２１が鉤状に突き合わされた外周側面に二次射出して形成された接合帯３を有している。
接合帯３は、鍔部１１、２１と接触する領域が鍔部１１、２１の表面領域と溶け合って固化している。

鍔部１１、２１の凹条２の内面２ａ、凸条１２、２２の外側面１２ａ、２２ａ、及び鍔部１１、２１の外側面１１ａ、２１ａと接合帯３が溶け合っている領域（図中×で示す領域）は、鍔部１１、２１と接合帯３が溶け合って結合する結合力と、接合帯３が周方向に収縮して鍔部１１、２１を締め込む締め込み力（図６（ｂ）中 実線矢印Ｒ１参照）とが作用することで接合強度を保持している。

そして、凸条１２、２２の側面１２ｂ、２２ｂと接合帯３が溶け合っている領域（図中斜め線で示す領域）は、鍔部１１、２１と接合帯３が溶け合って結合する結合力と、接合帯３が厚み方向（第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０の当接方向：図６（ｂ）中 破線矢印Ｒ２参照）に収縮して鍔部１１、２１を締め込む締め込み力とが作用することで接合強度を保持している。

また、鍔部１１、２１の凹条２の側面２ｂ（凸条１２、２２の内側側面）と接合帯３が溶け合っている領域（図６（ｂ）中 網点で示す領域）は、鍔部１１、２１と接合帯３が溶け合って結合する結合力が作用することで接合強度を保持している。
特に、凹条２は外側方向に向かって開口幅が狭くなるように形成されているために、凹条２の側面２ｂは、開口幅がストレートで形成されている場合に比べて、接合帯３の溶け合う長さが長くなり接合強度が増大する。

「実施例」
図７は実施例に係る樹脂成形品１の各部の寸法を示す断面図である。
本実施例においては、第１の部分成形体１０及び第２の部分成形体２０を合成樹脂材料として結晶性ガラス繊維強化ナイロン６６（旭化成株式会社製の商品名「レオナ１３００Ｇ」）を用いて一次成形した。
それぞれの代表寸法は、図７に示すとおりであり、基本肉厚は３ｍｍ、鍔部１１、２１の肉厚も３ｍｍとなるように成形した。

このような第１の部分成形体１０及び第２の部分成形体２０を金型温度１２０℃に設定した成形金型２００にインサートして型締めし、接合面としての鍔部１１、２１が対向当接した状態で鍔部１１、２１の外周側面を全周に亘って覆うように一次成形と同種の合成樹脂である「レオナ１３００Ｇ」を注入して接合面に溶融樹脂を溶融固化させた。
耐圧強度は、第１の部分成形体１０と第２の部分成形体２０を溶着した樹脂成形品１内に水を満たした状態で、貫通孔１３ａが形成された膨出部１３から水を加圧注入し、破壊時の圧力を測定することにより求めた。

図８に実施例における成形条件と耐圧強度［ＭＰａ］の関係を示す。
図８（ａ）に示すように、一次成形よりも高い樹脂温度３２０〜３６０℃で二次成形した樹脂成形品１は、接合面の耐圧強度はいずれも１．３ＭＰａを超える１．５ＭＰａ〜２．３ＭＰａであった。
図８（ｂ）に示すように、一次成形よりも射出速度を速く３５〜８０ｍｍ／ｓｅｃに設定して二次成形した樹脂成形品１は、接合面の耐圧強度はいずれも１．３ＭＰａを超える１．５ＭＰａ〜２．３ＭＰａであった。
図８（ｃ）に示すように、一次成形よりも保圧を高く８〜１５ＭＰａに設定して二次成形した樹脂成形品１は、接合面の耐圧強度はいずれも１．３ＭＰａを超える１．５ＭＰａ〜２．３ＭＰａであった。

このように、結晶性ガラス繊維強化ナイロン６６を成形材料として一次成形された第１の部分成形体１０、第２の部分成形体２０を成形金型２００にインサートして型締めし、接合面となる鍔部１１、２１が対向当接した状態で接合面の外周側面の凸条１２、２２及び凸条１２、２２の間に形成される凹条２を覆うように全周に亘って溶融樹脂を注入して溶融固化（溶着）させることで、接合面の溶融結合及び溶融樹脂の収縮締め込みによって所定の内圧を保持可能な樹脂成形品１の接合強度を向上させることができる。

「第２実施形態」
図１０は二つの部分成形体を接合面にシール材を配設して接合した樹脂成形品１Ａを一部断面で示す斜視図、図１１は部分成形体の射出成形を示し、（ａ）は第１の部分成形体１０Ａの射出成形時の断面図、（ｂ）は第２の部分成形体２０Ａの射出成形時の断面図、図１２は第１の部分成形体と第２の部分成形体を鍔部で突き合わせた状態を示す断面模式図、図１３は本実施形態に係る接合方法及びこれに用いる成形金型を説明する説明図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る樹脂成形品の接合方法により製造される樹脂成形品について説明する。

（１）部分成形体の成形
本実施形態に係る樹脂成形品の接合方法は、一次成形された第１の部分成形体１０Ａ、第２の部分成形体２０Ａの接合面としての鍔部１１Ａ、２１Ａが対向当接した状態で鍔部１１Ａ、２１Ａの外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して鍔部１１Ａ、２１Ａに溶融樹脂を溶融固化（溶着）させる点は同様であり、鍔部１１Ａ、２１Ａにシール材Ｓを配設して成形金型２００Ａにインサートして型締めする点で、第１実施形態に係る樹脂成形品の接合方法と異なっている。従って、第１実施形態に係る樹脂成形品の接合方法と共通の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（１．１）樹脂成形品
樹脂成形品１Ａは、接合面の一例としての鍔部１１Ａを有する第１の部分成形体１０Ａと、接合面の一例としての鍔部２１Ａを有する第２の部分成形体２０Ａが、鍔部１１Ａ、２１Ａにシール材Ｓを配設して、それぞれの鍔部１１Ａ、２１Ａで付き合わされた状態で外周側面に接合帯３Ａとなる樹脂を二次成形して接合された中空体である。
樹脂成形品１Ａは、第１の部分成形体１０Ａの上部に貫通孔１３ａが形成された膨出部１３を有し、外部から膨出部１３を介して液体が注入された場合は、注入された液体による所定の内圧を保持可能となっている。

（１．２）部分成形体
第１の部分成形体１０Ａ、第２の部分成形体２０Ａは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、成形材料としてＰＡ６６−Ｇ３０を用いて射出成形により製造される。
成形金型３０Ａ、４０Ａは、ＰＬをパーティングライン面とする固定側型３１Ａ、４１Ａと可動側型３２Ａ、４２Ａとからなり、固定側型３１Ａ、４１Ａと可動側型３２Ａ、４２Ａとの間に樹脂が充填されるキャビティＣ１、Ｃ２が形成されている。

固定側型３１Ａ、４１Ａと可動側型３２Ａ、４２Ａが型締めされて形成されたキャビティＣ１、Ｃ２にはゲートＧから溶融樹脂が充填される。ＰＡ６６−Ｇ３０の融点は約２６５℃であるので、成形材料をおよそ２８０〜３２０℃に加熱して溶融させて、所定の金型温度（１００℃以下、７０〜９０℃）に加熱された成形金型３０Ａ、４０Ａに所定の射出速度Ｖ＝１０ｍｍ／ｓｅｃ〜３０ｍｍ／ｓｅｃで充填する（射出工程）。

その後、ゲートＧから成形材料を一定の保圧Ｐ＝５ＭＰａで注入し続ける保圧工程を経て固定側型３１Ａ、４１Ａと可動側型３２Ａ、４２Ａとの型開きを行い、エジェクタ機構（不図示）でキャビティＣ１、Ｃ２内の第１の部分成形体１０Ａ、第２の部分成形体２０Ａを押圧して可動側型３２Ａ、４２Ａ上の成形体を取り出す。

このようにして成形された第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａ、第２の部分成形体２０Ａの鍔部２１Ａには、図１２に示すように、型締め方向に突出する凸条１２Ａ、２２Ａが形成され、互いに鍔部１１Ａ、２１Ａで突き合わされたときに、凸条１２Ａ、２２Ａが合わさって環状体２３が形成されるようになっている。
また、第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａには凹溝１４が形成され、シール材Ｓが配設されるようになっている。

（２）部分成形体の接合
本実施形態における樹脂成形品１Ａは、一次成形された第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａに形成された凹溝１４にシール材Ｓを配設して第２の部分成形体２０Ａを成形金型３００にインサートして型締めし、接合面としての鍔部１１Ａ、２１Ａが対向当接した状態で鍔部１１Ａ、２１Ａの外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して接合面に溶融樹脂を溶融固化（溶着）させる。

本実施形態に係る樹脂成形品１Ａは、図１２（ｂ）に示すように、成形された第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａには凹溝１４が形成され、凹溝１４には型締め前に事前にシール材Ｓが配設される。
シール材Ｓとしては、対向当接した鍔部１１Ａ、２１Ａを圧接シールする環状弾性体を用いている。詳しくは、シール材Ｓとしてゴム製のＯリングＳ１を採用している。圧縮されない状態で、ＯリングＳ１の断面は略真円形状となっている。

ＯリングＳ１は、第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａと第２の部分成形体２０Ａの鍔部２１Ａとの間で挟持され、対向当接した鍔部１１Ａ、２１Ａにより圧縮される。ＯリングＳ１は、弾性変形した状態では、少なくとも鍔部１１Ａ、２１Ａに接触して、鍔部１１Ａ、２１Ａには、ＯリングＳ１の弾性変形による反力が作用している。これにより、樹脂成形品１Ａに外部から膨出部１３を介して液体が注入された場合は、鍔部１１Ａ、２１Ａによる接合面のシール性を向上させ、注入された液体による所定の内圧を保持可能となっている。

シール材Ｓとしては、図１２（ｃ）に示すように、液状封止剤Ｓ２を用いることもできる。液状封止剤Ｓ２としては、液状またはゲル状のシーリング材で構成される。鍔部１１Ａに形成された凹溝１４に液状又はゲル状の液状封止剤Ｓ２を塗工し、その後、第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａと第２の部分成形体２０Ａの鍔部２１Ａとの間に塗工されたシール材Ｓを乾燥、加熱、化学反応等により硬化させる。凹溝１４に塗工された液状封止剤Ｓ２は、一部が対向当接した鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面１１Ａａ、２１Ａａにも入り込み、鍔部１１Ａ、２１Ａによる接合面のシール性をより向上させることができる。

また、シール材Ｓとして、図１２（ｄ）に示すように、接着剤Ｓ３を用いることもできる。接着剤Ｓ３としては、二液混合型のアクリル系接着剤等が挙げられる。
なお、シール材Ｓとして接着剤Ｓ３を塗工する場合、第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａに凹溝１４を形成する必要はなく、平面であることが望ましい。シール材Ｓとして接着剤Ｓ３を用いる場合、接着剤Ｓ３を鍔部１１Ａの接合面１１Ａａの全面に塗工した後、型締めにより第２の部分成形体２０Ａの鍔部２１Ａの接合面２１Ａａと圧着させる。

図１３に示すように、成形金型２００Ａが型締めされた状態では、第１の部分成形体１０Ａと第２の部分成形体２０Ａが互いに鍔部１１Ａ、２１Ａで突き合わされて鍔部１１Ａ、２１Ａの外周側面には環状体２３が形成される。そして、第１の部分成形体１０をインサートする固定側型２１０Ａには、鍔部１１Ａ、２１Ａが対向当接した状態で鍔部１１Ａ、２１Ａの外周側面を全周に亘って覆うキャビティＣ３Ａと、溶融樹脂が最初に流入するスプルー２１１が形成されている。

第２の部分成形体２０Ａをインサートする可動側型２２０Ａには、キャビティＣ３Ａに溶融樹脂を導くスプルーランナー２２１とキャビティＣ３Ａに溶融樹脂を充填するゲート２２２が形成されている。スプルーランナー２２１は、図５に示すように、キャビティＣ３Ａに対して、周方向に全周を４分割する９０度間隔で溶融樹脂の流動長さが等距離になるように４箇所配置されている。それぞれのスプルーランナー２２１の先端には、ゲート２２２がキャビティＣ３Ａの接線方向に対して４５度以下の角度（図５中 Θ参照）で傾斜して配置されている。

このように構成される成形金型２００Ａに対して、第１実施形態に係る樹脂成形品の接合方法で設定された同様の成形条件で、一次成形と同種のＰＡ６６−Ｇ３０をキャビティＣ３Ａ内に充填する。キャビティＣ３Ａ内に充填された溶融樹脂は、キャビティＣ３Ａ内を周方向に流動しながら鍔部１１Ａ、２１Ａの外周側面に形成された環状体２３を覆う。

そして、キャビティＣ３Ａ内に充填された溶融樹脂は、保圧状態で鍔部１１Ａ、２１Ａと接触することで、鍔部１１Ａ、２１Ａの凸条１２Ａ、２２Ａで形成された環状体２３の外側面２３ａ（図１２（ａ）参照）、第１の部分成形体１０Ａと第２の部分成形体２０Ａの本体部１０Ａａ、２０Ａａと溶け合って固化すると、鍔部１１Ａと鍔部２１Ａとの間にシール材Ｓが配設された状態で鍔部１１Ａ、２１Ａと一体化して鍔部１１Ａ、２１Ａが接合される。
その後、固定側型２１０Ａと可動側型２２０Ａとの型開きを行い、エジェクタ機構（不図示）で樹脂成形品１を押圧して可動側型２２０上の樹脂成形品１Ａを取り出す。

このように、一次成形された第１の部分成形体１０Ａと第２の部分成形体２０Ａの接合面にシール材Ｓを配設して成形金型２００Ａにインサートして型締めし、接合面が対向当接した状態で接合面の外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して溶融固化させることで、所定の内圧を保持可能な樹脂成形品１Ａの接合面のシール性を向上させることができる。

（３）接合部の作用
図１４（ａ）は樹脂成形品１Ａを一部断面で示す図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は接合帯３Ａの作用を説明する接合部の拡大断面模式図である。
樹脂成形品１の接合部は、図１４に示すように、第１の部分成形体１０Ａの鍔部１１Ａと第２の部分成形体２０Ａの鍔部２１Ａが鉤状に突き合わされた外周側面に二次射出して形成された接合帯３Ａを有している。
接合帯３Ａは、鍔部１１Ａ、２１Ａと接触する領域が鍔部１１Ａ、２１Ａの表面領域と溶け合って固化している。また、接合帯３Ａは、第１の部分成形体１０Ａ及び第２の部分成形体２０Ａの本体部１０Ａａ、２０Ａａと接触する領域が本体部１０Ａａ、２０Ａａの表面領域と溶け合って固化している。

鍔部１１Ａ、２１Ａの凸条１２Ａ、２２Ａの外側面１２Ａａ、２２Ａａ、及び本体部１０Ａａ、２０Ａａと接合帯３Ａが溶け合っている領域（図中×で示す領域）は、鍔部１１Ａ、２１Ａと接合帯３Ａが溶け合って結合する結合力と、接合帯３Ａが周方向に収縮して鍔部１１Ａ、２１Ａを締め込む締め込み力（図１４（ｂ）中 矢印Ｒ１参照）とが作用することで接合強度を保持している。

そして、凸条１２Ａ、２２Ａの側面１２Ａｂ、２２Ａｂと接合帯３Ａが溶け合っている領域（図中斜め線で示す領域）は、鍔部１１Ａ、２１Ａと接合帯３Ａが溶け合って結合する結合力と、接合帯３Ａが厚み方向（第１の部分成形体１０Ａ、第２の部分成形体２０Ａの当接方向：図１４（ｂ）中 矢印Ｒ２参照）に収縮して鍔部１１Ａ、２１Ａを締め込む締め込み力とが作用することで接合強度を保持している。

また、図１４（ｂ）に示すように、鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面にはシール材ＳとしてのＯリングＳ１が挟み込まれているために、鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面１１Ａａ、２１Ａａに進入する高圧の液体をＯリングＳ１でシールして高圧の液体が鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面に進入して接合強度が低下することを抑制することができる。
また、図１４（ｃ）に示すように、シール材Ｓとして、液状封止剤Ｓ２を用いた場合には、凹溝１４に充填された液状封止剤Ｓ２が鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面１１Ａａ、２１Ａａにも入り込み、鍔部１１Ａ、２１Ａによる当接面のシール性をより向上させることができる。
さらに、図１４（ｄ）に示すように、シール材Ｓとして接着剤Ｓ３を用いた場合、鍔部１１Ａ、２１Ａの接合面１１Ａａ、２１Ａａそのものを接着して、鍔部１１Ａ、２１Ａによる接合面のシール性をより向上させるとともに、鍔部１１Ａ、２１Ａによる接合面の接合強度をより増大させることができる。

本実施形態においては、第１の部分成形体１０Ａ及び第２の部分成形体２０Ａが、互いに鍔部１１Ａ、２１Ａで突き合わされる部分成形体において、鍔部１１Ａ、２１Ａにシール材Ｓを配設して、それぞれの鍔部１１Ａ、２１Ａで付き合わされた状態で外周側面に接合帯３Ａとなる樹脂を二次成形して接合する接合方法について説明したが、部分成形体としては、第１実施形態において説明した第１の部分成形体１０の鍔部１１、第２の部分成形体２０の鍔部２１に、型締め方向と交差する外側方向に突出する凸条１２、２２が形成され、互いに鍔部１１、２１で突き合わされたときに、それぞれの凸条１２、２２の間に凹条２が形成される部分成形体であってもよい。

１、１Ａ、１００・・・樹脂成形品
１０、１０Ａ、１１０・・・第１の部分成形体
２０、２０Ａ、１２０・・・第２の部分成形体
１１、１１Ａ、２１、２１Ａ、１１１、１２１・・・鍔部
１２、１２Ａ、２２、２２Ａ・・・凸条
１４・・・凹溝
２３・・・環状体
２・・・凹条
３、３Ａ・・・接合帯
３０、３０Ａ、４０、４０Ａ、２００、２００Ａ・・・成形金型
３１、４１、２１０、２１０Ａ・・・固定側型
２２１・・・スプルーランナー
Ｇ、２２２・・・ゲート
３２、３２Ａ、４２、４２Ａ、２２０、２２０Ａ・・・可動側型
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ３Ａ・・・キャビティ
Ｓ・・・シール材

Claims (14)

1. 合成樹脂からなり接合面を有する複数の部分成形体を前記接合面で接合して内圧を保持可能な樹脂成形品を接合する接合方法であって、
   一次成形された前記部分成形体を成形用金型にインサートして型締めし、前記接合面が対向当接した状態で前記接合面の外周側面を全周に亘って覆うように溶融樹脂を注入して前記接合面に前記溶融樹脂を溶融固化させる、
   ことを特徴とする樹脂成形品の接合方法。
2. 前記接合面の外周側面は、型締め方向と交差する外側方向に突出する凸条を有し、前記部分成形体が前記接合面で対向当接した際に、それぞれの前記部分成形体の前記凸条の間に凹条が形成され、前記溶融樹脂は前記凹条に充填されるとともに前記凸条を覆う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の接合方法。
3. 前記凹条は、前記接合面の外周側面の型締め方向と交差する外側方向に向かって開口幅が狭くなるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形品の接合方法。
4. 前記接合面の外周側面は、型締め方向に突出する凸条を有し、前記部分成形体が前記接合面で対向当接した際に、それぞれの前記部分成形体の前記凸条が合わさって環状体が形成され、前記溶融樹脂は前記環状体を覆うように充填される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の接合方法。
5. 前記部分成形体は前記成形用金型にインサートして型締めする前に、前記接合面にシール材が配設されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
6. 前記シール材は前記接合面を圧接シールする環状弾性体であり、前記部分成形体の前記接合面に設けられた凹溝に配設される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法。
7. 前記シール材は液状封止材であって、前記部分成形体の前記接合面に塗工される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法。
8. 前記シール材は接着剤であり、前記部分成形体の前記接合面に塗工される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品の接合方法。
9. 前記接合面の外周側面を全周に亘って覆うように前記溶融樹脂を注入するゲート口は、前記接合面の外周側面の接線方向に対して４５度以下の角度で傾斜して配置されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
10. 前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂の樹脂温度を高くする、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
11. 前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記成形金型の金型温度を高くする、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
12. 前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂の射出速度を速くする、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
13. 前記合成樹脂を用いて前記部分成形体を一次成形する場合に比べて前記溶融樹脂を射出した後の保圧を高くする、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。
14. 前記合成樹脂が、結晶性ガラス繊維強化ポリアミド樹脂である、
    ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の樹脂成形品の接合方法。

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