JP2020185669A - Manufacturing method of resin bonded body and resin bonded body - Google Patents

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貴久 大西
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貴久 大西
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Abstract

To provide a resin bonded body having high bonding accuracy and high bonding strength.SOLUTION: When joining a first member 31 having a protrusion 51 and a second member 32 comprising a stepped groove 60 having (a) a large width portion 61 on a contact surface side larger than a width of the protrusion 51, (b) a small width portion 62 on a bottom side smaller than the width of the protrusion 51 and (c) a stepped portion 63 that connects the large width portion 61 and the small width portion 62 to form a stepped portion, a manufacturing method of a resin bonded body applies ultrasonic vibration to one of the first member 31 and the second member 32 to melt a portion where the protrusion 51 and the groove 60 are in contact so as to weld the first member 31 and the second member 32 in a state where the protrusion 51 is inserted into the groove 60 to contact a tip portion 53 of the protrusion 51 with the step portion 63.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、熱可塑性樹脂からなる2つの部材を接合させた樹脂接合体の製造方法に関し、また、樹脂接合体に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin bonded body in which two members made of a thermoplastic resin are bonded to each other, and also relates to a resin bonded body.

下記特許文献1には、車両用内装材をダクト部材に対して超音波溶着によって接合する構成が記載されている。超音波溶着によって2つの部材を接合する際には、一般的に、一方の部材にリブを形成し、そのリブの先端を他方の部材に当接させた状態で2部材のいずれかに超音波振動を付与し、その超音波振動によって生じた熱によって当接している箇所の熱可塑性樹脂を溶融させることで、2つの部材を溶着させる。 The following Patent Document 1 describes a configuration in which a vehicle interior material is joined to a duct member by ultrasonic welding. When joining two members by ultrasonic welding, generally, a rib is formed on one member, and the tip of the rib is brought into contact with the other member, and ultrasonic waves are applied to one of the two members. The two members are welded by applying vibration and melting the thermoplastic resin at the portion in contact with the heat generated by the ultrasonic vibration.

特開2019−26193号公報JP-A-2019-26193

上記のリブを当接させる2部材の他方は、平面とされているため、超音波振動を付与すると、その平面に沿った方向にずれが生じやすい。また、第1部材と第2部材との間に溶融させたリブを介在させるため、溶融した熱可塑性樹脂の厚みのばらつき等によって、それら2部材の接合体の接合精度にばらつきが生じる虞がある。また、接合面積が比較的小さいため、接合強度が必要な場合には、超音波溶着を適用できない場合もある。 Since the other of the two members with which the ribs are brought into contact is a flat surface, when ultrasonic vibration is applied, deviation is likely to occur in the direction along the flat surface. Further, since the molten rib is interposed between the first member and the second member, there is a possibility that the joining accuracy of the joined body of these two members may vary due to the variation in the thickness of the molten thermoplastic resin and the like. .. In addition, since the bonding area is relatively small, ultrasonic welding may not be applicable when bonding strength is required.

本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、接合精度が高くかつ接合強度が高い樹脂接合体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a resin bonded body having high bonding accuracy and high bonding strength.

上記課題を解決するために本発明の樹脂接合体の製造方法は、
熱可塑性樹脂によって成形された第1部材および第2部材が超音波溶着によって接合された樹脂接合体の製造方法であって、
前記第1部材は、前記第2部材への接触面に沿って延び、その接触面から突出する突条を備えるものとされ、
前記第2部材は、前記第1部材への接触面に沿って延び、前記突条の幅より大きな接触面側の大幅部と、前記突条の幅より小さな底面側の小幅部と、前記大幅部と前記小幅部とを繋いで段差を形成する段差部と、を有する段付き状の溝を備えるものとされ、
前記突条を前記溝に挿入して前記突条の先端部を前記段差部に接触させた状態で前記第1部材と前記第2部材との一方に超音波振動を付与することによって前記突条と前記溝とが接触する部分を溶融させ、前記第1部材と前記第2部材とを溶着させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method for producing a resin bonded body of the present invention is:
A method for manufacturing a resin bonded body in which a first member and a second member molded from a thermoplastic resin are joined by ultrasonic welding.
The first member is provided with a ridge extending along a contact surface with the second member and projecting from the contact surface.
The second member extends along a contact surface with the first member, and has a large portion on the contact surface side larger than the width of the ridge, a narrow portion on the bottom surface side smaller than the width of the ridge, and the large portion. It is assumed that a stepped groove having a stepped portion for connecting the portion and the narrow portion to form a stepped portion is provided.
The ridge is inserted into the groove and the tip of the ridge is brought into contact with the step portion, and ultrasonic vibration is applied to one of the first member and the second member. It is characterized in that the portion in contact with the groove and the groove is melted, and the first member and the second member are welded together.

この製造方法は、第1部材の突条を第2部材の溝に挿入させた状態で、超音波振動を付与するため、第1部材と第2部材とが接触面に水平な方向にずれることがなく、適切な位置に接合することができ、接合精度の高い樹脂接合体を製造することができる。また、この製造方法は、溝の段差部に突条を当接させた状態で超音波振動を開始するようになっているため、第1部材と第2部材との接触面積を比較的小さくすることができる。それにより、超音波振動を集中させて、効率よく2部材の溶着を行うことができる。さらに、この製造方法においては、突条と段差部とを接触させた状態において、溝の内部には、小幅部によって空洞が形成されており、溶融した熱可塑性樹脂が流入可能となっている。それにより、突条と段差部との間に熱可塑性樹脂が留まることがなく、超音波振動を付与している間、突条と段差部とを接触させて、効率よく2部材の溶着を行うことができる。 In this manufacturing method, ultrasonic vibration is applied in a state where the ridge of the first member is inserted into the groove of the second member, so that the first member and the second member are displaced in a horizontal direction with respect to the contact surface. It is possible to manufacture a resin bonded body with high bonding accuracy because it can be bonded at an appropriate position. Further, in this manufacturing method, ultrasonic vibration is started in a state where the ridge is in contact with the stepped portion of the groove, so that the contact area between the first member and the second member is relatively small. be able to. As a result, the ultrasonic vibration can be concentrated and the two members can be efficiently welded. Further, in this manufacturing method, a cavity is formed in the groove by a narrow portion in a state where the ridge and the step portion are in contact with each other, so that the molten thermoplastic resin can flow into the groove. As a result, the thermoplastic resin does not stay between the ridge and the step portion, and while the ultrasonic vibration is applied, the ridge and the step portion are brought into contact with each other to efficiently weld the two members. be able to.

上記の製造方法において、溶融する前の前記突条の体積と前記溝の容積とが等しいことを特徴とすることもできる。 In the above manufacturing method, it is also possible that the volume of the ridge before melting is equal to the volume of the groove.

この製造方法においては、超音波振動によって突条の一部と溝の一部とがそれぞれ溶融し、その溶融した熱可塑性樹脂と突条とが溝の内部に、完全に収まった時点で、第1部材の接触面と第2部材の接触面とが接することになる。つまり、この製造方法によれば、第1部材と第2部材との間から溶融した熱可塑性樹脂がはみ出したり、溶融した熱可塑性樹脂が溝の内部に行き渡らずに溝の内部に空洞ができたりするような事態の発生を抑えることができる。したがって、この製造方法によれば、第1部材と第2部材とを精度良く、かつ、確実に接合することができる。 In this manufacturing method, when a part of the ridge and a part of the groove are melted by ultrasonic vibration, and the molten thermoplastic resin and the ridge are completely contained in the groove, the first step is made. The contact surface of the first member and the contact surface of the second member come into contact with each other. That is, according to this manufacturing method, the molten thermoplastic resin may protrude from between the first member and the second member, or the molten thermoplastic resin may not spread inside the groove and a cavity may be formed inside the groove. It is possible to suppress the occurrence of such a situation. Therefore, according to this manufacturing method, the first member and the second member can be joined accurately and reliably.

また、上記の製造方法において、前記突条は、前記第1部材の前記接触面に対して垂直に立設するものとされ、前記溝の前記大幅部は、前記第2部材の前記接触面と垂直な一対の内壁面を有する形状とされたことを特徴とすることもできる。 Further, in the above manufacturing method, the ridge is erected perpendicularly to the contact surface of the first member, and the large portion of the groove is with the contact surface of the second member. It can also be characterized by having a shape having a pair of vertical inner walls.

この製造方法は、壁状に形成された突条を一対の内壁面で挟み込んだ状態とするため、超音波溶着時における第1部材と第2部材とのずれを確実に防止することができる。 In this manufacturing method, since the ridges formed in the shape of a wall are sandwiched between a pair of inner wall surfaces, it is possible to reliably prevent the first member and the second member from being displaced during ultrasonic welding.

また、上記の製造方法において、前記突条は、先端に向かうほど幅が小さくなるテーパー部を有し、前記テーパー部は、前記溝における前記段差部の内縁に接するようになっており、前記テーパー部が前記段差部の内縁に接した状態で、超音波振動を付与するようにすることもできる。 Further, in the above manufacturing method, the ridge has a tapered portion whose width becomes smaller toward the tip, and the tapered portion is in contact with the inner edge of the step portion in the groove, and the taper portion. It is also possible to apply ultrasonic vibration in a state where the portion is in contact with the inner edge of the step portion.

この製造方法において、段差部(詳しく言えば、段差部における溝の内側を向く面である段差面)は、例えば、接触面に平行であっても、接触面に対して傾斜していてもよい。ただし、接触面に対して傾斜している場合には、そのなす角度が、テーパー部(詳しく言えば、テーパー部における外側を向く面であるテーパー面)の接触面に対してなす角度より緩ければよい。そして、この製造方法においては、突条と溝とが、2本のライン状の部分のみで接することになる。つまり、この製造方法によれば、超音波振動を付与する前における第1部材と第2部材との接触面積をより小さくすることができ、超音波振動を集中させて、より効率的に2部材の溶着を行うことができる。 In this manufacturing method, the stepped portion (specifically, the stepped surface that faces the inside of the groove in the stepped portion) may be, for example, parallel to the contact surface or inclined with respect to the contact surface. .. However, when it is inclined with respect to the contact surface, the angle formed by the taper portion (specifically, the tapered surface which is the surface facing outward in the tapered portion) is looser than the angle formed with respect to the contact surface. Just do it. Then, in this manufacturing method, the ridge and the groove are in contact with each other only at the two line-shaped portions. That is, according to this manufacturing method, the contact area between the first member and the second member before applying the ultrasonic vibration can be made smaller, and the ultrasonic vibration can be concentrated to make the two members more efficient. Can be welded.

また、上記課題を解決するために本発明の樹脂接合体は、
熱可塑性樹脂によって成形された第1部材および第2部材が超音波溶着によって接合された樹脂接合体であって、
前記第1部材と前記第2部材とが接合された部分である接合部が、
前記第1部材に形成され、前記第1部材と前記第2部材との接合部に沿って延び、前記第2部材に向かって突出した凸部と、
前記第2部材に形成され、前記接合部に沿って延び、相対的に幅が大きくされた開口側の大幅部と相対的に幅が小さくされた底面側の小幅部とを有する段付き状に形成され、前記凸部が挿入された凹部と、
超音波振動によって溶融した熱可塑性樹脂が前記凸部と前記凹部との間に充填されて形成された溶融樹脂形成部と、
を含んで構成されたことを特徴とする。
Further, in order to solve the above problems, the resin bonded body of the present invention can be used.
A resin joint in which the first member and the second member molded from a thermoplastic resin are joined by ultrasonic welding.
The joint portion, which is a portion where the first member and the second member are joined,
A convex portion formed on the first member, extending along a joint portion between the first member and the second member, and projecting toward the second member.
A stepped shape formed on the second member, extending along the joint portion, having a large portion on the opening side having a relatively large width and a narrow portion on the bottom surface side having a relatively small width. A concave portion formed and into which the convex portion is inserted,
A molten resin forming portion formed by filling a thermoplastic resin melted by ultrasonic vibration between the convex portion and the concave portion,
It is characterized in that it is configured to include.

この構成の樹脂接合体は、第1部材と第2部材とが、第1部材に形成された凸部とその凸部が挿入された第2部材の凹部との間において、溶着により接合されている。なお、この構成の樹脂接合体における第1部材の凸部は、前述した突条のうち超音波溶着時に溶融しなかった部分と、第2部材の凹部は、前述した溝の超音波溶着時に溶融しなかった部分と、それぞれ考えることもできる。この構成の樹脂接合体は、第1部材の凸部が第2部材の凹部に挿入された状態で溶着されているため、第1部材と第2部材とのずれが抑えられた接合精度の高いもののなっている。また、凸部と凹部との間で溶着されているため、例えば、凹部を有しない第2部材に対し第1部材を溶着した場合に比較して、溶着面積を大きくすることができ、第1部材と第2部材との接合強度を高めることができる。 In the resin bonded body having this configuration, the first member and the second member are joined by welding between the convex portion formed on the first member and the concave portion of the second member into which the convex portion is inserted. There is. The convex portion of the first member in the resin joint having this configuration is the portion of the above-mentioned ridges that did not melt during ultrasonic welding, and the concave portion of the second member melts during ultrasonic welding of the groove described above. You can think of each as the part you did not do. Since the resin bonded body having this configuration is welded with the convex portion of the first member inserted into the concave portion of the second member, the displacement between the first member and the second member is suppressed and the bonding accuracy is high. It has become a thing. Further, since the convex portion and the concave portion are welded, for example, the welding area can be increased as compared with the case where the first member is welded to the second member having no concave portion, and the first The joint strength between the member and the second member can be increased.

また、上記構成において、前記第1部材と前記第2部材との少なくとも一方が、透明性の高い熱可塑性樹脂によって成形されたものとすることができる。 Further, in the above configuration, at least one of the first member and the second member can be made of a highly transparent thermoplastic resin.

第1部材と第2部材との少なくとも一方が透明であるため、それらを接合するとその接合部が見えてしまうこと、例えば、ボス等を用いた場合にはそのボス等が透けて見えてしまうことになる。したがって、透明な第1部材と第2部材との接合に超音波溶着を用いれば、接合した痕跡が目立たないようにすることができる。また、透明であるために、2部材がずれた状態で接合された場合、そのずれも目立ちやすい。したがって、透明な部材を用いた接合体には、上記構成の樹脂接合体が特に有効である。 Since at least one of the first member and the second member is transparent, the joint portion can be seen when they are joined, for example, when a boss or the like is used, the boss or the like can be seen through. become. Therefore, if ultrasonic welding is used to join the transparent first member and the second member, the traces of the joining can be made inconspicuous. Further, since it is transparent, when the two members are joined in a state of being displaced, the deviation is also easily noticeable. Therefore, the resin joint having the above structure is particularly effective for the joint using the transparent member.

本発明によれば、接合精度が高くかつ接合強度が高い樹脂接合体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin bonded body having high bonding accuracy and high bonding strength.

本発明の実施例の樹脂結合体を用いた車両用照明装置を搭載した車両を車室内からの視点において示す図である。It is a figure which shows the vehicle equipped with the vehicle lighting device using the resin composite of the Example of this invention from the viewpoint from the vehicle interior. 図1に示した車両用照明装置の車室内側からの正面図である。It is a front view from the vehicle interior side of the vehicle lighting device shown in FIG. 図2に示した車両用照明装置の車両後方からの視点において示す断面図である。It is sectional drawing which shows from the viewpoint from the vehicle rear of the vehicle lighting device shown in FIG. 図3に示した本実施例の樹脂結合体としてのハウジングの製造方法を示す図であり、2つの部材を溶着する前の状態を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the housing as the resin composite body of this Example shown in FIG. 3, and is the figure which shows the state before welding of two members. 超音波溶着を行っている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which performs ultrasonic welding. 溶着した後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after welding.

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail as embodiments for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples, and can be carried out in various embodiments with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

本発明の実施例の樹脂接合体は、車両に搭載される車両用照明装置10(以下、単に「照明装置10」と呼ぶ場合がある。)に用いられている。その照明装置10を搭載した車両を、図1に、車室内からの視点において示している。照明装置10は、サイドドア12の車室内面を構成する乗物用内装材としてのドアトリム14に設けられている。サイドドア12は、運転席側(車幅方向右側)と助手席側(車幅方向左側)とにそれぞれ設けられ、車両前方側の概して上下方向に延びる回動軸を中心として回動することで、開閉可能な構成とされている。照明装置10は、運転席側のサイドドア12と助手席側のサイドドア12との両者に設けられている。それら2つの照明装置10は、同様の構成であるため、以下の説明においては、運転席側のサイドドア12およびその運転席側のサイドドア12に設けられた照明装置10を代表して説明することとする。 The resin joint of the embodiment of the present invention is used in a vehicle lighting device 10 (hereinafter, may be simply referred to as "lighting device 10") mounted on a vehicle. The vehicle equipped with the lighting device 10 is shown in FIG. 1 from the viewpoint from the vehicle interior. The lighting device 10 is provided on the door trim 14 as an interior material for a vehicle constituting the vehicle interior surface of the side door 12. The side doors 12 are provided on the driver's seat side (right side in the vehicle width direction) and the passenger seat side (left side in the vehicle width direction), respectively, and rotate around a rotation axis generally extending in the vertical direction on the front side of the vehicle. , It is configured to be openable and closable. The lighting device 10 is provided on both the side door 12 on the driver's seat side and the side door 12 on the passenger's seat side. Since these two lighting devices 10 have the same configuration, in the following description, the lighting devices 10 provided on the driver's side side door 12 and the driver's side side door 12 will be described as representatives. I will do it.

ドアトリム14は、サイドドア12の車室内側部分を構成するものであり、ドアインナパネルに対して車室内側から取り付けられるものである。ドアトリム14は、図1に示すように、ウインドウ16の下方に配されており、ロアボード14Aと、アッパボード14Bと、照明装置10とを、含んで構成されている。なお、ロアボード14Aの上端には、アームレスト18が形成されており、照明装置10は、そのアームレスト18の上方に配されている。 The door trim 14 constitutes a portion of the side door 12 on the vehicle interior side, and is attached to the door inner panel from the vehicle interior side. As shown in FIG. 1, the door trim 14 is arranged below the window 16, and includes a lower board 14A, an upper board 14B, and a lighting device 10. An armrest 18 is formed at the upper end of the lower board 14A, and the lighting device 10 is arranged above the armrest 18.

照明装置10は、図2に示すように、点灯・消灯可能な発光部20を2つ備えている。各発光部20は、光源21と、導光棒(導光体)22とを含んで構成される。発光部20は、点灯状態を制御可能なものとなっている。具体的には、光源21が、例えば、照度や光色等を一定範囲で変更可能なLEDを主体として構成されており、点灯・消灯を切り替え可能とされるとともに、点灯時においては、相対的に明るい高照度から暗い低照度の範囲で段階的に照度を変更可能とされている。また、光源21は、それぞれ発光色が赤、緑および青のLED素子を有し、各発光色の混合比により光色を変更することも可能とされている。 As shown in FIG. 2, the lighting device 10 includes two light emitting units 20 that can be turned on and off. Each light emitting unit 20 includes a light source 21 and a light guide rod (light guide body) 22. The light emitting unit 20 is capable of controlling the lighting state. Specifically, the light source 21 is mainly composed of an LED whose illuminance, light color, etc. can be changed within a certain range, and can be switched on and off, and is relative when lit. It is possible to change the illuminance step by step in the range from bright high illuminance to dark low illuminance. Further, the light source 21 has LED elements whose emission colors are red, green, and blue, respectively, and it is possible to change the light color according to the mixing ratio of each emission color.

導光棒22は、長手状の導光材料によって構成されている。導光材料とは、ほぼ透明で光を透過させる合成樹脂材料であり、本実施例では、アクリル樹脂である。導光棒22は、長手方向における一端が光源21と対向した状態で配され、その一端から光源21の光が入射される。そして、導光棒22は、入射された光が、内部で全反射を繰り返して導光されつつ、導光される光の一部が外周面から出射されるように構成されている。 The light guide rod 22 is made of a longitudinal light guide material. The light guide material is a synthetic resin material that is substantially transparent and allows light to pass through, and in this embodiment, it is an acrylic resin. The light guide rod 22 is arranged so that one end in the longitudinal direction faces the light source 21, and the light of the light source 21 is incident from the one end. The light guide rod 22 is configured such that the incident light is guided by repeating total internal reflection inside, and a part of the light to be guided is emitted from the outer peripheral surface.

照明装置10は、各発光部20の導光棒22を内部に収容するハウジング30を備えている。ハウジング30は、図2に示すように、平面視で概して長方形状のものであり、ドアトリム14を構成するロアボード14Aとアッパボード14Bとの間に固定されて、ハウジング30の一面が車室内面の一部を形成している。ハウジング30は、図3に示すように、概して箱状のものであり、車室内側の部分を構成する第1ハウジング部材31と、車室外側の部分を構成する第2ハウジング部材32と、からなる。詳しく言えば、第2ハウジング部材32は、底面部33(車室外側の部分)と、その底面部33の周縁から立設する壁部34と、を有し、概して皿状の部材とされている。一方、第1ハウジング部材31は、皿状に成形された第2ハウジング部材32の開口を塞ぐ蓋状の部材とされている。具体的には、第1ハウジング部材31は、車室内外方向における視点において、第2ハウジング部材32と同じ外形形状のものとされ、周縁において第2ハウジング部材32の壁部34の先端に接合されている。 The lighting device 10 includes a housing 30 that houses the light guide rods 22 of each light emitting unit 20 inside. As shown in FIG. 2, the housing 30 has a generally rectangular shape in a plan view, is fixed between the lower board 14A and the upper board 14B constituting the door trim 14, and one surface of the housing 30 is a vehicle interior surface. It forms a part. As shown in FIG. 3, the housing 30 is generally box-shaped, and is composed of a first housing member 31 forming a portion on the vehicle interior side and a second housing member 32 forming a portion on the outside of the vehicle interior. Become. More specifically, the second housing member 32 has a bottom surface portion 33 (a portion outside the vehicle interior) and a wall portion 34 erected from the peripheral edge of the bottom surface portion 33, and is generally a dish-shaped member. There is. On the other hand, the first housing member 31 is a lid-shaped member that closes the opening of the dish-shaped second housing member 32. Specifically, the first housing member 31 has the same outer shape as the second housing member 32 from the viewpoint in the vehicle interior / exterior direction, and is joined to the tip of the wall portion 34 of the second housing member 32 at the peripheral edge. ing.

まず、第1ハウジング部材31は、透光性の高い合成樹脂(例えば、アクリル、PET、ポリカーボネイト)からなり、発光部20の光を車室内に向かって透過可能なものである。なお、本実施例においては、第1ハウジング部材31は、熱可塑性樹脂であるポリカーボネイトからなる。また、第1ハウジング部材31の車室外側の面には、意匠性を高めるためのフィルム40が貼着されている。一方、第2ハウジング部材32は、熱可塑樹脂であるABS樹脂からなる。そして、第2ハウジング部材32は、底面部33の車室内側の面に、光を鏡面反射する反射層41を有している。その反射層41は、アルミニウム等の金属膜からなり、例えば、蒸着によってABS樹脂からなる基材の表面に成膜されている。なお、上述した2つの発光部20の導光棒22は、第2ハウジング部材32の上端の角部と下端の角部とに沿って、換言すれば、ハウジング30の上端および下端における車室外側に沿って配されている。 First, the first housing member 31 is made of a highly translucent synthetic resin (for example, acrylic, PET, polycarbonate), and is capable of transmitting the light of the light emitting unit 20 toward the vehicle interior. In this embodiment, the first housing member 31 is made of polycarbonate, which is a thermoplastic resin. Further, a film 40 for enhancing the design is attached to the outer surface of the vehicle interior of the first housing member 31. On the other hand, the second housing member 32 is made of ABS resin, which is a thermoplastic resin. The second housing member 32 has a reflective layer 41 that mirror-reflects light on the surface of the bottom surface 33 on the vehicle interior side. The reflective layer 41 is made of a metal film such as aluminum, and is formed on the surface of a base material made of ABS resin by, for example, vapor deposition. The light guide rods 22 of the two light emitting units 20 described above are located along the upper end corners and the lower end corners of the second housing member 32, in other words, outside the passenger compartment at the upper and lower ends of the housing 30. It is arranged along.

そして、これら熱可塑性樹脂からなる第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とは超音波溶着によって接合されてハウジング30が形成されている。つまり、このハウジング30が、本実施例の樹脂接合体とされているのである。次に、その本実施例の樹脂接合体としてのハウジング30の製造方法、具体的に言えば、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との接合方法について、図4〜図6をも参照しつつ、詳しく説明する。 The first housing member 31 and the second housing member 32 made of these thermoplastic resins are joined by ultrasonic welding to form the housing 30. That is, the housing 30 is the resin joint of the present embodiment. Next, also refer to FIGS. 4 to 6 for a method of manufacturing the housing 30 as the resin joint body of the present embodiment, specifically, a method of joining the first housing member 31 and the second housing member 32. While doing so, I will explain in detail.

本実施例の樹脂接合体であるハウジング30は、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との接合部50が、図2に示すように、周縁に沿って配されている。つまり、第1ハウジング部材31においては、周縁部の車室外側面が第2ハウジング部材32に対する接触面31Aとされ、第2ハウジング部材32においては、壁部34の先端面(車室内側を向く面)が第1ハウジング部材31に対する接触面32Aとされている。そして、それら第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とは、接触面31Aと接触面32Aとが接する状態で接合されている。 In the housing 30, which is the resin joint of the present embodiment, the joint portion 50 between the first housing member 31 and the second housing member 32 is arranged along the peripheral edge as shown in FIG. That is, in the first housing member 31, the outer surface of the vehicle interior of the peripheral portion is the contact surface 31A with respect to the second housing member 32, and in the second housing member 32, the tip surface of the wall portion 34 (the surface facing the vehicle interior side). ) Is the contact surface 32A with respect to the first housing member 31. The first housing member 31 and the second housing member 32 are joined in a state where the contact surface 31A and the contact surface 32A are in contact with each other.

まず、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とを、接合する前の形状について説明する。第1ハウジング部材31は、接触面31Aに沿って延び、その接触面31Aから突出する突条51を備えている。その突条51は、図4に示すように、接触面31Aに対して垂直に立設する壁状の立壁部52と、その立壁部52の先端に設けられて先端に向かうほど幅が小さくなるテーパー部(先端部)53と、を有している。なお、テーパー部53の先端、つまり、突条51の先端は、断面形状で、尖った形状となっている。 First, the shape of the first housing member 31 and the second housing member 32 before being joined will be described. The first housing member 31 includes a ridge 51 that extends along the contact surface 31A and projects from the contact surface 31A. As shown in FIG. 4, the ridge 51 is provided at a wall-shaped standing wall portion 52 that stands perpendicular to the contact surface 31A and at the tip of the standing wall portion 52, and the width becomes smaller toward the tip. It has a tapered portion (tip portion) 53. The tip of the tapered portion 53, that is, the tip of the ridge 51 has a cross-sectional shape and a sharp shape.

一方、第2ハウジング部材32は、接触面32Aに沿って延びる溝60を備えている。その溝60は、図4に示すように、上記の突条51の幅よりも大きな幅とされた接触面32A側(開口側)の大幅部61と、上記の突条51の幅よりも小さな幅とされた底面側の小幅部62と、それら大幅部61と小幅部62とを繋いで段差を形成する段差部63と、を有して段付き形状となっている。詳しく言えば、溝60は、接触面32Aに対して垂直に凹む形状、つまり、大幅部61と小幅部62とが、接触面32Aと垂直な一対の内壁面61A,62Aを有する形状とされている。 On the other hand, the second housing member 32 includes a groove 60 extending along the contact surface 32A. As shown in FIG. 4, the groove 60 is smaller than the width of the large portion 61 on the contact surface 32A side (opening side) having a width larger than the width of the ridge 51 and the width of the ridge 51. It has a stepped shape having a narrow portion 62 on the bottom surface side having a width, and a step portion 63 forming a step by connecting the large portion 61 and the narrow portion 62. More specifically, the groove 60 has a shape that is recessed perpendicular to the contact surface 32A, that is, a shape in which the large portion 61 and the narrow portion 62 have a pair of inner wall surfaces 61A and 62A perpendicular to the contact surface 32A. There is.

そして、上記のように成形された第1部材としての第1ハウジング部材31と、第2部材としての第2ハウジング部材32と、を接合する際には、まず、第1ハウジング部材31の突条51が、第2ハウジング部材32の溝60に挿入される。なお、溝60の段差部63(詳しく言えば、段差部63の内側を向く面である段差面63A)は、接触面32Aに対して傾斜しているものの、その傾斜勾配θは、図4に示すように、突条51におけるテーパー部53(詳しく言えば、テーパー部53の外側を向く面であるテーパー面53A)の傾斜勾配θに比較して小さくされている。そのため、突条51を溝60に挿入すると、図5に示すように、それら突条51と溝60とは、テーパー部53が段差部63の内縁に接した状態となる。つまり、突条51と溝60とは、2本のライン状の部分のみで接することになる。 Then, when joining the first housing member 31 as the first member and the second housing member 32 as the second member molded as described above, first, the protrusion of the first housing member 31 is formed. 51 is inserted into the groove 60 of the second housing member 32. Although the stepped portion 63 of the groove 60 (specifically, the stepped surface 63A which is a surface facing the inside of the stepped portion 63) is inclined with respect to the contact surface 32A, the inclination gradient θ 2 is shown in FIG. As shown in the above, the taper portion 53 in the ridge 51 (specifically, the taper surface 53A which is a surface facing the outside of the taper portion 53) is made smaller than the inclination gradient θ 1 . Therefore, when the ridge 51 is inserted into the groove 60, as shown in FIG. 5, the ridge 51 and the groove 60 are in a state where the tapered portion 53 is in contact with the inner edge of the step portion 63. That is, the ridge 51 and the groove 60 are in contact with each other only at the two line-shaped portions.

続いて、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とを接触させた状態で、工具ホーン70を用いて超音波振動が付与される。詳しく言えば、第1ハウジング部材31には、車室内側面から工具ホーン70が接触させられ、その第1ハウジング部材31から第2ハウジング部材32に向かって圧力が付与されるとともに、超音波振動が付与される。その超音波振動が付与され始めると、突条51と溝60との接触部、詳しく言えば、テーパー部53と段差部63との接触部に超音波振動が集中して、熱が発生し、その接触部において、突条51および溝60を形成している熱可塑性樹脂が溶融し始めるのである。 Subsequently, ultrasonic vibration is applied using the tool horn 70 in a state where the first housing member 31 and the second housing member 32 are in contact with each other. More specifically, the tool horn 70 is brought into contact with the first housing member 31 from the side surface of the vehicle interior, pressure is applied from the first housing member 31 toward the second housing member 32, and ultrasonic vibration is generated. Granted. When the ultrasonic vibration starts to be applied, the ultrasonic vibration concentrates on the contact portion between the ridge 51 and the groove 60, specifically, the contact portion between the tapered portion 53 and the step portion 63, and heat is generated. At the contact portion, the thermoplastic resin forming the ridge 51 and the groove 60 begins to melt.

本実施例の製造方法においては、突条51が溝60に挿入された状態で、詳しく言えば、突条51の立壁部52が大幅部61の一対の内壁面61Aに挟まれた状態で、超音波振動が付与されるため、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とは、接触面31A,32Aに沿った方向にずれが生じることがない。つまり、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との接合位置の精度が高く、本実施例の樹脂接合体であるハウジング30は接合精度の高いものとなっている。 In the manufacturing method of this embodiment, the ridge 51 is inserted into the groove 60, and more specifically, the standing wall portion 52 of the ridge 51 is sandwiched between the pair of inner wall surfaces 61A of the large portion 61. Since ultrasonic vibration is applied, the first housing member 31 and the second housing member 32 do not deviate in the directions along the contact surfaces 31A and 32A. That is, the accuracy of the joining position between the first housing member 31 and the second housing member 32 is high, and the housing 30, which is the resin joint body of this embodiment, has high joining accuracy.

また、本実施例においては、前述したように、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とが、2本のライン状の部分のみで接しており、接触面積が比較的小さくされている。そのため、超音波振動を付与し始めた際に、そのライン状の部分に超音波振動を集中させて、超音波エネルギを効率的に使用することができる。さらに、その溶融した熱可塑性樹脂は、溝60の底面側に向かって流れること、つまり、小幅部62に流入することが可能なっている。それにより、テーパー部53と段差部63との間に溶融した熱可塑性樹脂が多く留まることがなく、テーパー部53と段差部63とを確実に接触させて、超音波エネルギをより効率的に使用することができる。以上のことから、本実施例の製造方法によれば、超音波エネルギを効率的に使用して、効率よく溶着による接合を行うことができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the first housing member 31 and the second housing member 32 are in contact with each other only at the two line-shaped portions, and the contact area is relatively small. Therefore, when the ultrasonic vibration is started to be applied, the ultrasonic vibration can be concentrated on the line-shaped portion, and the ultrasonic energy can be used efficiently. Further, the molten thermoplastic resin can flow toward the bottom surface side of the groove 60, that is, can flow into the narrow portion 62. As a result, a large amount of molten thermoplastic resin does not stay between the tapered portion 53 and the stepped portion 63, and the tapered portion 53 and the stepped portion 63 are surely brought into contact with each other to use ultrasonic energy more efficiently. can do. From the above, according to the manufacturing method of the present embodiment, ultrasonic energy can be efficiently used to efficiently perform bonding by welding.

また、本実施例においては、突条51の体積が、溝60の容積と等しくなるように、第1ハウジング部材31および第2ハウジング部材32が成形されている。したがって、図6に示すように、溶融した熱可塑性樹脂と突条51(一部は溶融している)とが、溝60の内部(一部は溶融している)に完全に収まった時点で、第1ハウジング部材31の接触面31Aと第2ハウジング部材32の接触面32Aとが接することになる。つまり、本実施例の製造方法によれば、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との間から溶融した熱可塑性樹脂がはみ出したり、溶融した熱可塑性樹脂が溝60の内部に行き渡らず溝60の内部に空洞ができたりするような事態の発生を抑えることができる。したがって、本実施例の製造方法によれば、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32とを精度良く、かつ、確実に接合することができる。 Further, in this embodiment, the first housing member 31 and the second housing member 32 are formed so that the volume of the ridge 51 is equal to the volume of the groove 60. Therefore, as shown in FIG. 6, when the molten thermoplastic resin and the ridge 51 (partially melted) are completely contained in the inside of the groove 60 (partially melted). , The contact surface 31A of the first housing member 31 and the contact surface 32A of the second housing member 32 come into contact with each other. That is, according to the manufacturing method of the present embodiment, the molten thermoplastic resin protrudes from between the first housing member 31 and the second housing member 32, or the molten thermoplastic resin does not reach the inside of the groove 60 and is grooved. It is possible to suppress the occurrence of a situation in which a cavity is formed inside the 60. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the first housing member 31 and the second housing member 32 can be joined accurately and reliably.

上記の製造方法によって製造されたハウジング30は、図6に示すように、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との接合部50が、第1ハウジング部材31に形成されて接合部50に沿って延び、第2ハウジング部材32に向かって突出した凸部80と、第2ハウジング部材32に形成されて接合部50に沿って延び、相対的に幅が大きくされた開口側の大幅部61と相対的に幅が小さくされた底面側の小幅部62とを有する段付き状に形成されて凸部80が挿入された凹部81と、超音波振動によって溶融した熱可塑性樹脂が凸部80と凹部81との間に充填されて形成された溶融樹脂形成部82と、を含んで構成されたものとなっているのである。ちなみに、凸部80は、突条51の一部が溶融して形成されたものと考えることができ、凹部81は、溝60の一部が溶融して形成されたものと考えることができる。なお、2部材の超音波溶着には、一般的に、2部材の一方に形成されたリブを他方の接合面に当接させた状態で超音波振動を付与する方法が用いられる。本実施例におけるハウジング30は、そのような方法で接合された樹脂接合体に比較して、溶着面積が大きくされており、第1ハウジング部材31と第2ハウジング部材32との接合強度が高いものとなっている。 In the housing 30 manufactured by the above manufacturing method, as shown in FIG. 6, a joint portion 50 between the first housing member 31 and the second housing member 32 is formed in the first housing member 31 and is formed in the joint portion 50. A convex portion 80 extending along and protruding toward the second housing member 32, and a large portion 61 on the opening side formed on the second housing member 32 and extending along the joint portion 50 and having a relatively large width. The concave portion 81 formed in a stepped shape having a narrow portion 62 on the bottom surface side whose width is relatively small and into which the convex portion 80 is inserted, and the thermoplastic resin melted by ultrasonic vibration form the convex portion 80. It is configured to include a molten resin forming portion 82 formed by filling between the recess 81 and the recess 81. Incidentally, the convex portion 80 can be considered to be formed by melting a part of the ridge 51, and the concave portion 81 can be considered to be formed by melting a part of the groove 60. For ultrasonic welding of the two members, a method of applying ultrasonic vibration in a state where the ribs formed on one of the two members are in contact with the joint surface of the other is generally used. The housing 30 in this embodiment has a larger welding area and a higher bonding strength between the first housing member 31 and the second housing member 32 as compared with the resin bonded body bonded by such a method. It has become.

また、ハウジング30は、第1ハウジング部材31が透明性の高い熱可塑性樹脂であるため、接合部50が透けて見えてしまうことになるが、本実施例のハウジング30は、超音波溶着によって凹部81内も熱可塑性樹脂によって充填された状態となっているため、接合した痕跡を目立たないようにすることができる。 Further, in the housing 30, since the first housing member 31 is a highly transparent thermoplastic resin, the joint portion 50 can be seen through, but the housing 30 of this embodiment has a recess due to ultrasonic welding. Since the inside of 81 is also filled with the thermoplastic resin, the traces of joining can be made inconspicuous.

本実施例の樹脂接合体は、車両の内装材(車両用照明装置)に用いられていたが、それに限定されず、熱可塑性樹脂からなる2つの部材の接合体に広く採用可能であり、その樹脂接合体の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる2つの部材を接合して樹脂接合体を製造する際に、広く採用可能である。 The resin joint of this embodiment has been used for the interior material of a vehicle (lighting device for a vehicle), but is not limited to this, and can be widely adopted for a joint of two members made of a thermoplastic resin. The method for producing a resin bonded body can be widely adopted when manufacturing a resin bonded body by joining two members made of a thermoplastic resin.

10…車両用照明装置、30…ハウジング〔樹脂接合部〕、31…第1ハウジング部材〔第1部材〕、31A…接触面、32…第2ハウジング部材〔第2部材〕、32A…接触面、50…接合部、51…突条、52…立壁部、53…テーパー部、60…溝、61…大幅部、61A…内壁面、62…小幅部、63…段差部、70…工具ホーン、80…凸部、81…凹部、82…溶融樹脂形成部 10 ... Vehicle lighting device, 30 ... Housing [resin joint], 31 ... First housing member [first member], 31A ... Contact surface, 32 ... Second housing member [second member], 32A ... Contact surface, 50 ... joint, 51 ... ridge, 52 ... standing wall, 53 ... tapered, 60 ... groove, 61 ... large part, 61A ... inner wall surface, 62 ... narrow part, 63 ... stepped part, 70 ... tool horn, 80 … Convex part, 81… concave part, 82… molten resin forming part

Claims (6)

熱可塑性樹脂によって成形された第1部材および第2部材が超音波溶着によって接合された樹脂接合体の製造方法であって、
前記第1部材は、前記第2部材への接触面に沿って延び、その接触面から突出する突条を備えるものとされ、
前記第2部材は、前記第1部材への接触面に沿って延び、前記突条の幅より大きな接触面側の大幅部と、前記突条の幅より小さな底面側の小幅部と、前記大幅部と前記小幅部とを繋いで段差を形成する段差部と、を有する段付き状の溝を備えるものとされ、
前記突条を前記溝に挿入して前記突条の先端部を前記段差部に接触させた状態で前記第1部材と前記第2部材との一方に超音波振動を付与することによって前記突条と前記溝とが接触する部分を溶融させ、前記第1部材と前記第2部材とを溶着させることを特徴とする樹脂接合体の製造方法。
A method for manufacturing a resin bonded body in which a first member and a second member molded from a thermoplastic resin are joined by ultrasonic welding.
The first member is provided with a ridge extending along a contact surface with the second member and projecting from the contact surface.
The second member extends along a contact surface with the first member, and has a large portion on the contact surface side larger than the width of the ridge, a narrow portion on the bottom surface side smaller than the width of the ridge, and the large portion. It is assumed that a stepped groove having a stepped portion for connecting the portion and the narrow portion to form a stepped portion is provided.
By inserting the ridge into the groove and applying ultrasonic vibration to one of the first member and the second member in a state where the tip portion of the ridge is in contact with the step portion, the ridge is applied. A method for producing a resin bonded body, which comprises melting a portion in contact with the groove and welding the first member and the second member.
溶融する前の前記突条の体積と前記溝の容積とが等しいことを特徴とする請求項1に記載の樹脂接合体の製造方法。 The method for producing a resin bonded body according to claim 1, wherein the volume of the ridge and the volume of the groove before melting are equal to each other. 前記突条は、前記第1部材の前記接触面に対して垂直に立設するものとされ、前記溝の前記大幅部は、前記第2部材の前記接触面と垂直な一対の内壁面を有する形状とされた請求項1または請求項2に記載の樹脂接合体の製造方法。 The ridge is to be erected perpendicular to the contact surface of the first member, and the large portion of the groove has a pair of inner wall surfaces perpendicular to the contact surface of the second member. The method for producing a resin bonded body according to claim 1 or 2, which has a shape. 前記突条は、先端に向かうほど幅が小さくなるテーパー部を有し、前記テーパー部は、前記溝における前記段差部の内縁に接するようになっており、
前記テーパー部が前記段差部の内縁に接した状態で、超音波振動を付与することを特徴とする請求項3に記載の樹脂接合体の製造方法。
The ridge has a tapered portion whose width becomes smaller toward the tip, and the tapered portion is in contact with the inner edge of the step portion in the groove.
The method for manufacturing a resin joint according to claim 3, wherein ultrasonic vibration is applied in a state where the tapered portion is in contact with the inner edge of the step portion.
熱可塑性樹脂によって成形された第1部材および第2部材が超音波溶着によって接合された樹脂接合体であって、
前記第1部材と前記第2部材とが接合された部分である接合部が、
前記第1部材に形成され、前記第1部材と前記第2部材との接合部に沿って延び、前記第2部材に向かって突出した凸部と、
前記第2部材に形成され、前記接合部に沿って延び、相対的に幅が大きくされた開口側の大幅部と相対的に幅が小さくされた底面側の小幅部とを有する段付き状に形成され、前記凸部が挿入された凹部と、
超音波振動によって溶融した熱可塑性樹脂が前記凸部と前記凹部との間に充填されて形成された溶融樹脂形成部と、
を含んで構成されたことを特徴とする樹脂接合体。
A resin joint in which the first member and the second member molded from a thermoplastic resin are joined by ultrasonic welding.
The joint portion, which is a portion where the first member and the second member are joined,
A convex portion formed on the first member, extending along a joint portion between the first member and the second member, and projecting toward the second member.
A stepped shape formed on the second member, extending along the joint portion, having a large portion on the opening side having a relatively large width and a narrow portion on the bottom surface side having a relatively small width. A concave portion formed and into which the convex portion is inserted,
A molten resin forming portion formed by filling a thermoplastic resin melted by ultrasonic vibration between the convex portion and the concave portion,
A resin joint characterized by being composed of.
前記第1部材と前記第2部材との少なくとも一方が、透明性の高い熱可塑性樹脂によって成形されたものである請求項5に記載の樹脂接合体。 The resin joint according to claim 5, wherein at least one of the first member and the second member is formed of a highly transparent thermoplastic resin.
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