JP2023111424A - Method for manufacturing structure body - Google Patents

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浩平 戸崎
Kohei Tozaki
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Kyoraku Co Ltd
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Kyoraku Co Ltd
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Abstract

To suppress occurrence of an appearance defect in a structure body that is an object to be processed.SOLUTION: There is provided a method for manufacturing a structure body, which comprises an ultrasonic welding process. The structure body comprises first and second members, in which the first member is a member made of solid resin, and the second member is a member made of foamed resin. In the ultrasonic welding process, a horn is pressed against the first member arranged so as to be in contact with the second member to ultrasonically weld the first and second members, in which the horn has a spike portion and a base portion, in which the spike portion is formed to taper in a direction in which the horn is pressed against the first member, and provided on a tip side of the base portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a structure manufacturing method.

特許文献1には、金属製部材を拡径するように変形させることで金属製部材同士を連結する方法が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a method of connecting metal members by deforming the metal members so as to expand the diameter of the metal members.

特開2007-275932号公報JP-A-2007-275932

樹脂製部材を特許文献1のように形状変形させると破損してしまうため、樹脂製部材同士を連結する場合には、例えば、ホットメルト接着剤を用いる方法が考えられる。しかし、ホットメルト接着剤を用いる方法では、流動性を有する接着剤を適切に扱う必要がある。すなわち、当該方法では、非連結箇所にはみ出さないように樹脂製部材の所望の位置に接着剤を塗布する必要があり、樹脂製部材同士を連結する工程の負担が増加する、という課題がある。 If the resin member is deformed as in Patent Document 1, it will be damaged. Therefore, when connecting the resin members, for example, a method using a hot-melt adhesive is conceivable. However, in the method using a hot-melt adhesive, it is necessary to properly handle the fluid adhesive. That is, in this method, it is necessary to apply the adhesive to the desired position of the resin members so that the adhesive does not protrude into the non-connected portions, and there is a problem that the burden of the process of connecting the resin members increases. .

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂で構成された部材同士を連結する作業負担を抑制することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the work load of connecting members made of resin.

本発明によれば、超音波溶着工程を備える、構造体の製造方法であって、前記構造体は、第1及び第2部材を備え、第1部材は、中実の樹脂で構成された部材であり、第2部材は、発泡樹脂で構成された部材であり、前記超音波溶着工程では、ホーンを、第2部材に接触するように配置された第1部材に押し付けて、第1及び第2部材を超音波溶着し、前記ホーンは、スパイク部と、基部とを有し、前記スパイク部は、前記ホーンを第1部材に押し付ける方向において、先細るように形成され、且つ、前記基部の先端側に設けられている、方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a structure manufacturing method including an ultrasonic welding step, wherein the structure includes first and second members, and the first member is a member made of solid resin. and the second member is a member made of foamed resin, and in the ultrasonic welding step, the horn is pressed against the first member arranged so as to be in contact with the second member to form the first and second Two members are ultrasonically welded together, the horn has a spike portion and a base portion, the spike portion is formed to taper in a direction in which the horn is pressed against the first member, and the base portion A method is provided that is provided distally.

本発明では、ホーンを第2部材に接触するように配置された第1部材に押し付けることで第1及び第2部材を超音波溶着して第1及び第2部材を連結することができ、第1及び第2部材を連結する作業負担を抑制することができる。 In the present invention, the first and second members can be ultrasonically welded to connect the first and second members by pressing the horn against the first member arranged so as to contact the second member; Work load for connecting the first and second members can be suppressed.

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、第1部材は、薄肉部と肉厚部とを有し、前記薄肉部は、前記肉厚部に接続され、且つ、前記肉厚部よりも厚みが薄く、前記超音波溶着工程では、前記ホーンが前記薄肉部に押し付けられる、方法が提供される。
好ましくは、第1部材は、凹部を有し、前記凹部は、底面と、内面とを有し、前記底面は、前記薄肉部に形成され、前記内面は、前記底面に立設するように形成され、且つ、前記内面には、傾斜面が形成され、前記傾斜面は、前記肉厚部側から前記底面側にかけて傾斜している、方法が提供される。
好ましくは、前記ホーンは、少なくとも3つ以上の前記スパイク部を有し、前記スパイク部は、同心円上に位置するように配置されている、方法が提供される。
Various embodiments of the present invention are illustrated below. The embodiments shown below can be combined with each other.
Preferably, the first member has a thin wall portion and a thick wall portion, the thin wall portion is connected to the thick wall portion and is thinner than the thick wall portion, and the ultrasonic welding step , the horn is pressed against the thinned portion.
Preferably, the first member has a recess, the recess has a bottom surface and an inner surface, the bottom surface is formed in the thin portion, and the inner surface is formed to stand on the bottom surface. and a slanted surface is formed on the inner surface, and the slanted surface is slanted from the thick portion side to the bottom surface side.
Preferably, the horn has at least three or more spikes, and the spikes are concentrically arranged.

図1は、実施形態に係る超音波溶着装置100の概要構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic welding device 100 according to an embodiment. 図2Aは、ホーン1の振動伝達部2の斜視図である。図2Bは、図2Aに示す振動伝達部2の正面図である。図2Cは、図2Aに示す振動伝達部2の底面図である。2A is a perspective view of the vibration transmitting portion 2 of the horn 1. FIG. FIG. 2B is a front view of the vibration transmitting section 2 shown in FIG. 2A. FIG. 2C is a bottom view of the vibration transmitting portion 2 shown in FIG. 2A. 図3は、構造体10(超音波溶着を完了した状態の構造体)の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the structure 10 (the structure after ultrasonic welding has been completed). 図4Aは、図3に示す領域Aの拡大図である。図4Bは、図4Aに示す破線B-Bにおける断面図である。4A is an enlarged view of area A shown in FIG. 3. FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view along dashed line BB shown in FIG. 4A. 図5は、第1部材11(超音波溶着をする前の状態の第1部材)の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the first member 11 (the first member before ultrasonic welding). 図6は、実施形態に係る構造体10の製造方法の配置工程が完了した状態を示す断面図である。図6では、配置台8を図示省略している。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the placement step of the manufacturing method of the structure 10 according to the embodiment is completed. In FIG. 6, the placement table 8 is omitted from the illustration. 図7は、実施形態に係る構造体10の製造方法の超音波溶着工程において、ホーン1を第1部材11に接触させた後にホーン1を第1部材11に押し込み、第2部材12が厚み方向に圧縮された状態を示している。FIG. 7 shows that in the ultrasonic welding step of the method for manufacturing the structure 10 according to the embodiment, the horn 1 is pushed into the first member 11 after the horn 1 is brought into contact with the first member 11, and the second member 12 is pushed in the thickness direction. It shows a compressed state. 図8は、超音波溶着工程において、スパイク部2bが根元部2b1まで第1部材11に突き刺さっている状態を示している。FIG. 8 shows a state in which the spike portion 2b penetrates the first member 11 up to the root portion 2b1 in the ultrasonic welding process. 図9は、実施形態に係る構造体10の製造方法の後退工程において、図8に示すホーン1を第1部材11から後退させた状態を示している。FIG. 9 shows a state in which the horn 1 shown in FIG. 8 is retracted from the first member 11 in the retraction step of the manufacturing method of the structure 10 according to the embodiment. 図10Aは、変形例に係る振動伝達部2の斜視図である。図10Bは、図10Aに示す振動伝達部2の側面図である。図10Cは、10Aに示す振動伝達部2の正面図である。FIG. 10A is a perspective view of a vibration transmitting portion 2 according to a modification. 10B is a side view of the vibration transmitting portion 2 shown in FIG. 10A. FIG. 10C is a front view of the vibration transmitting portion 2 shown in 10A.

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。 Embodiments of the present invention will be described below. Various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.

1.超音波溶着装置100の構成説明
図1に示すように、超音波溶着装置100は、振動伝達部2及び連結部3を有するホーン1と、振動子4と、発振器5と、ケーブル6と、加圧機構7と、配置台8と、保持部9とを備えている。なお、超音波溶着装置100は、発振器5や加圧機構7を制御する制御装置(不図示)も備えている。超音波溶着装置100は、第1及び第2部材11,12を超音波溶着することで、図3に示すような構造体10を製造することができる。なお、第1部材11は、中実の樹脂で構成された部材であり、第2部材12は、発泡樹脂で構成された部材である。
1. Description of Configuration of Ultrasonic Welding Apparatus 100 As shown in FIG. A pressure mechanism 7 , a placement table 8 , and a holding portion 9 are provided. The ultrasonic welding apparatus 100 also includes a control device (not shown) that controls the oscillator 5 and the pressure mechanism 7 . The ultrasonic welding apparatus 100 can ultrasonically weld the first and second members 11 and 12 to manufacture the structure 10 as shown in FIG. The first member 11 is a member made of solid resin, and the second member 12 is a member made of foamed resin.

1-1.ホーン1
ホーン1は、振動子4から伝達された振動を第1及び第2部材11,12に伝達し、第1及び第2部材11,12を溶着するための工具である。ホーン1は、保持部9から突き出すように設けられている。ホーン1の上端部側は、保持部9内において固定されている。ホーン1は、例えば、金属材料から構成される。金属材料には、例えば、アルミニウム、鉄、及びチタン等を採用することができる。
1-1. Horn 1
The horn 1 is a tool for transmitting vibration transmitted from the vibrator 4 to the first and second members 11 and 12 and welding the first and second members 11 and 12 . The horn 1 is provided so as to protrude from the holding portion 9 . The upper end portion side of the horn 1 is fixed within the holding portion 9 . The horn 1 is made of, for example, a metal material. Aluminum, iron, titanium, and the like, for example, can be used as the metal material.

1-1-1.振動伝達部2
図1及び図2A~図2Cに示すように、振動伝達部2は、棒状部材であり、上端部が連結部3に連結している。振動伝達部2は、例えば、NC(numerical control)加工機で金属部材を加工することで製造することができる。振動子4の振動は、連結部3を介して振動伝達部2に伝達される。振動伝達部2は、基部2aと、スパイク部2bとを備えている。振動伝達部2は、複数(実施形態では4つ)のスパイク部2bを備えている。実施形態では、振動伝達部2が、4つのスパイク部2bを備えている例を説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、振動伝達部2が、3つ以上のスパイク部2bを備えることで、スパイク部2bを第1部材11に押し付けたときに、第1部材11の姿勢が傾いてしまうことを抑制することができる。
1-1-1. Vibration transmission part 2
As shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, the vibration transmitting portion 2 is a rod-shaped member, and its upper end is connected to the connecting portion 3. As shown in FIG. The vibration transmission part 2 can be manufactured by processing a metal member with an NC (numerical control) processing machine, for example. Vibration of the vibrator 4 is transmitted to the vibration transmitting section 2 via the connecting section 3 . The vibration transmitting portion 2 includes a base portion 2a and a spike portion 2b. The vibration transmitting portion 2 includes a plurality of (four in the embodiment) spike portions 2b. Although the embodiment describes an example in which the vibration transmitting portion 2 includes four spike portions 2b, the present invention is not limited to this. For example, by providing the vibration transmitting section 2 with three or more spikes 2b, it is possible to suppress the inclination of the first member 11 when the spikes 2b are pressed against the first member 11. can.

<基部2a>
図2Aに示すように、基部2aは、柱状部2a1と、端面部2a2を有する。柱状部2a1は、円柱状に形成されており、その先端側には端面部2a2が形成されている。端面部2a2には、4つのスパイク部2bが設けられており、実施形態では平坦面で構成されている。図2Aに示すように、柱状部2a1の先端の縁部には、環状のテーパー面2a11が形成されている。図2Cに示す柱状部2a1の直径R1(mm)は、具体的には例えば、7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
<Base 2a>
As shown in FIG. 2A, the base portion 2a has a columnar portion 2a1 and an end surface portion 2a2. The columnar portion 2a1 is formed in a cylindrical shape, and an end surface portion 2a2 is formed on the tip side thereof. The end surface portion 2a2 is provided with four spike portions 2b, which are flat surfaces in the embodiment. As shown in FIG. 2A, an annular tapered surface 2a11 is formed on the edge of the tip of the columnar portion 2a1. Specifically, the diameter R1 (mm) of the columnar portion 2a1 shown in FIG. , 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, and may be in the range between any two of the values exemplified herein.

<スパイク部2b>
図2A~図2Cに示すように、スパイク部2bは、ホーン1を第1部材11に押し付ける方向において、先細るように形成されている。スパイク部2bは、基部2aの先端側(端面部2a2)が設けられている。図2Cに示すように、振動伝達部2は、中央に配置されたスパイク部2bと、このスパイク部2bを取り囲むように配置された3つのスパイク部2bとを有する。3つのスパイク部2bは、図2B及び図2Cに示すように、頂部2b2に対応する位置Otが三角形(実施形態では正三角形)をなすように、配置されている。なお、3つのスパイク部2bの頂部2b2に対応する位置Otは、同心円状に配置されている。また、中央のスパイク部2bの頂部2b2に対応する位置Oは、3つのスパイク部2bの位置Otからなる三角形の重心の位置に一致するように配置されている。換言すると、位置Oと各位置Otとの間の長さは等しい。なお、振動伝達部2がスパイク部2bを3つのみ備える形態である場合には、中央に配置されたスパイク部2bを省略するとよい。
<Spike portion 2b>
As shown in FIGS. 2A to 2C, the spike portion 2b is tapered in the direction in which the horn 1 is pressed against the first member 11. As shown in FIGS. The spike portion 2b is provided on the tip side (end face portion 2a2) of the base portion 2a. As shown in FIG. 2C, the vibration transmitting portion 2 has a centrally arranged spike portion 2b and three spike portions 2b arranged so as to surround the spike portion 2b. As shown in FIGS. 2B and 2C, the three spikes 2b are arranged such that the positions Ot corresponding to the tops 2b2 form a triangle (an equilateral triangle in the embodiment). The positions Ot corresponding to the tops 2b2 of the three spikes 2b are arranged concentrically. A position O corresponding to the top 2b2 of the central spike 2b is arranged so as to coincide with the center of gravity of the triangle formed by the positions Ot of the three spikes 2b. In other words, the length between position O and each position Ot is equal. If the vibration transmitting portion 2 has only three spike portions 2b, the central spike portion 2b may be omitted.

図2A及び図2Bに示すように、スパイク部2bは、円錐状に形成されている。スパイク部2bは、根元部2b1と、頂部2b2と、側面部2b3とを有する。図2Bに示すスパイク部2bの高さ幅h(mm)は、具体的には例えば、1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the spike portion 2b is formed in a conical shape. Spike portion 2b has root portion 2b1, top portion 2b2, and side portion 2b3. Specifically, the height width h (mm) of the spike portion 2b shown in FIG. 2B is 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 , 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, and any of the numerical values exemplified here or within a range between the two.

根元部2b1は、端面部2a2に接続されており、円環状に形成されている。ここで、図2Cに示す根元部2b1(スパイク部2b)の幅R2(mm)は、具体的には例えば、1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。 Root portion 2b1 is connected to end face portion 2a2 and is formed in an annular shape. Here, the width R2 (mm) of the root portion 2b1 (spike portion 2b) shown in FIG. .5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, where may be within a range between any two of the numerical values exemplified in .

頂部2b2は、スパイク部2bの先端部に形成されている。図2Bに示す頂部2b2の角度θ(度)は、具体的には例えば、10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85,90,95,100,105,110,115,120であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。なお、頂部2b2の角度θ(度)は、頂部2b2を通る垂直断面でスパイク部2bを見たときにおいて、側面部2b3によって挟まれる角度に対応している。 Top portion 2b2 is formed at the tip of spike portion 2b. Specifically, the angle θ (degrees) of the top portion 2b2 shown in FIG. 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, and may be in the range between any two of the numbers exemplified herein. The angle θ (degrees) of the top portion 2b2 corresponds to the angle between the side portions 2b3 when the spike portion 2b is viewed in a vertical section passing through the top portion 2b2.

側面部2b3は、根元部2b1から頂部2b2にかけて形成されている。側面部2b3は、ホーン1を第1部材11に押し付ける方向において、先細るように形成されており、実施形態では、円錐状に形成されている。 Side portion 2b3 is formed from root portion 2b1 to top portion 2b2. The side surface portion 2b3 is tapered in the direction of pressing the horn 1 against the first member 11, and is conical in the embodiment.

1-1-2.連結部3
連結部3は、振動子4の振動をホーン1に伝達させるにあたってその振動の振幅を拡大する機能を有する。連結部3は棒状部材であり、連結部3の下部が振動伝達部2に設けられ、連結部3の上部が振動子4と共に保持部9内に収容されている。
1-1-2. Connection part 3
The connecting portion 3 has a function of increasing the amplitude of the vibration of the vibrator 4 when transmitting the vibration to the horn 1 . The connecting portion 3 is a rod-shaped member, the lower portion of the connecting portion 3 is provided in the vibration transmitting portion 2 , and the upper portion of the connecting portion 3 is accommodated in the holding portion 9 together with the vibrator 4 .

1-2.振動子4
振動子4は、発振器5から供給される電力によって振動するように構成されている。振動子4は、例えば、電歪型の圧電セラミックス振動子等で構成することができる。
1-2. Vibrator 4
The vibrator 4 is configured to vibrate with power supplied from the oscillator 5 . The vibrator 4 can be composed of, for example, an electrostrictive piezoelectric ceramic vibrator or the like.

1-3.ケーブル6及び発振器5
発振器5は、ケーブル6を介して超音波に係る周波数の電力を振動子4に供給する。
1-3. cable 6 and oscillator 5
The oscillator 5 supplies the vibrator 4 with power of a frequency related to ultrasonic waves through the cable 6 .

1-4.加圧機構7及び保持部9
加圧機構7は、保持部9を予め定められた方向に移動可能に構成されている。加圧機構7は、例えば、モーターや、モーターの動力によって保持部9を移動させる機構等から構成することができる。なお、予め定められた方向は、保持部9側から配置台8側に向かう方向であり、実施形態では鉛直方向である。振動子4やホーン1は、保持部9に直接又は間接的に保持されているため、保持部9が加圧機構7に移動させられることで、ホーン1が保持部9と共に移動する。
1-4. Pressure mechanism 7 and holding part 9
The pressure mechanism 7 is configured to be able to move the holding portion 9 in a predetermined direction. The pressurizing mechanism 7 can be composed of, for example, a motor, a mechanism for moving the holding portion 9 by the power of the motor, or the like. The predetermined direction is the direction from the side of the holding part 9 to the side of the placement table 8, which is the vertical direction in the embodiment. Since the vibrator 4 and the horn 1 are directly or indirectly held by the holding portion 9 , the horn 1 moves together with the holding portion 9 when the holding portion 9 is moved by the pressing mechanism 7 .

1-5.配置台8
配置台8は、第2部材12を配置するための台である。加圧機構7の下端部が配置台8に連結されることで、加圧機構7が固定されているが、加圧機構7はその他の箇所に固定されていてもよい。
1-5. placement table 8
The placement table 8 is a table for placing the second member 12 . The pressure mechanism 7 is fixed by connecting the lower end of the pressure mechanism 7 to the placement table 8, but the pressure mechanism 7 may be fixed to other locations.

2.構造体10の構成説明
図3に示すように、実施形態に係る製造方法で製造される構造体10は、第1及び第2部材11,12を備えている。構造体10は、超音波溶着で第1部材11を第2部材12に溶着させることで、第1部材11を第2部材12に固定して構成される。図4Aに示すように、構造体10には、凹状部11Cが形成されている。凹状部11Cは、超音波溶着時において、ホーン1のスパイク部2bが第1部材11に押し付けられることで形成される。
2. Description of Configuration of Structure 10 As shown in FIG. 3 , the structure 10 manufactured by the manufacturing method according to the embodiment includes first and second members 11 and 12 . The structure 10 is configured by fixing the first member 11 to the second member 12 by welding the first member 11 to the second member 12 by ultrasonic welding. As shown in FIG. 4A, the structure 10 is formed with a concave portion 11C. The concave portion 11C is formed by pressing the spike portion 2b of the horn 1 against the first member 11 during ultrasonic welding.

2-1.第1部材11
第1部材11は、中実の樹脂で構成された部材であり、第1部材11を構成する樹脂は、例えば、ポリプロピレンで構成することができる。なお、第1部材11を構成する樹脂は、ポリプロピレンに限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物で構成することができる。また、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。
2-1. First member 11
The first member 11 is a member made of solid resin, and the resin making up the first member 11 can be made of, for example, polypropylene. In addition, the resin constituting the first member 11 is not limited to polypropylene, and can be composed of, for example, a resin composition containing a thermoplastic resin such as polyolefin. Polyolefins include low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymers and mixtures thereof.

図3に示すように、第1部材11は、本体部11aと、複数(実施形態では3つ)の固定部11bとを有する。なお、実施形態では、複数の固定部11bを備える例を示しているがこれに限定されるものではなく、1つであってもよい。 As shown in FIG. 3, the first member 11 has a body portion 11a and a plurality of (three in the embodiment) fixing portions 11b. In addition, although the example provided with several fixing|fixed part 11b is shown in embodiment, it is not limited to this, One may be sufficient.

2-1-1.本体部11a
本体部11aの形状や機能は、特に限定されるものではないが、実施形態では、本体部11aは、車両のバックドアトリムを構成する部品であるリテーナに対応する部位である。本体部11aは、固定部11bに接続されており、且つ、固定部11bから突き出すように設けられている。
2-1-1. Body portion 11a
The shape and function of the body portion 11a are not particularly limited, but in the embodiment, the body portion 11a is a portion corresponding to a retainer, which is a component that constitutes the back door trim of the vehicle. The body portion 11a is connected to the fixed portion 11b and is provided so as to protrude from the fixed portion 11b.

2-1-2.固定部11b
図4A~図5に示すように、固定部11bは、板状に構成されている。固定部11bは、薄肉部11Aと、肉厚部11Bとを有する。また、固定部11bには、凹部11b1が形成されている。
2-1-2. Fixed portion 11b
As shown in FIGS. 4A to 5, the fixing portion 11b is configured in a plate shape. The fixed portion 11b has a thin portion 11A and a thick portion 11B. A recess 11b1 is formed in the fixed portion 11b.

<薄肉部11A>
図4Bに示すように、薄肉部11Aは、肉厚部11Bに接続されており、且つ、薄肉部11Aの厚みt2は、肉厚部11Bの厚みt1よりも薄い。薄肉部11A及び肉厚部11Bは、第2部材12上に配置されている。なお、実施形態では、薄肉部11Aの全体及び肉厚部11Bの全体が、第2部材12に接触しているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、薄肉部11Aは、超音波溶着装置100で溶着する領域のみが第2部材に接触しており、当該領域以外の領域(他の領域)は、非接触であってもよい。また、肉厚部11Bの一部が、第2部材12に接触していてもよいし、肉厚部11Bの全体が、第2部材12に非接触であってもよい。
<Thin portion 11A>
As shown in FIG. 4B, the thin portion 11A is connected to the thick portion 11B, and the thickness t2 of the thin portion 11A is thinner than the thickness t1 of the thick portion 11B. The thin portion 11A and the thick portion 11B are arranged on the second member 12 . In the embodiment, the entire thin portion 11A and the entire thick portion 11B are in contact with the second member 12, but the present invention is not limited to such a form. For example, the thin portion 11A may be in contact with the second member only in the area to be welded by the ultrasonic welding apparatus 100, and may be non-contact in other areas (other areas). A part of the thick portion 11B may be in contact with the second member 12, or the entire thick portion 11B may be out of contact with the second member 12.

図4Bに示す薄肉部11Aの厚みt2は、図2Bに示すスパイク部2bの高さ幅hよりも、小さいことが好ましい。これにより、ホーン1を薄肉部11Aに押し付けて超音波溶着を実施すると、薄肉部11Aが熱で溶けてスパイク部2bが薄肉部11Aに突き刺さるだけでなく、第2部材12にも突き刺ささる。その結果、薄肉部11Aを構成する樹脂が第2部材12に入り込み、アンカー効果によって第1及び第2部材11,12が強固に溶着する。
図4Bに示す薄肉部11Aの厚みt2(mm)は、具体的には例えば、0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0,2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9,3.0,3.1,3.2,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,4.0,4.1,4.2,4.3,4.4,4.5,4.6,4.7,4.8,4.9,5.0であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
The thickness t2 of the thin portion 11A shown in FIG. 4B is preferably smaller than the height width h of the spike portion 2b shown in FIG. 2B. Thus, when the horn 1 is pressed against the thin portion 11A and ultrasonic welding is performed, the thin portion 11A is melted by heat and the spike portion 2b not only pierces the thin portion 11A but also the second member 12.例文帳に追加As a result, the resin forming the thin portion 11A enters the second member 12, and the first and second members 11 and 12 are strongly welded by the anchor effect.
Specifically, the thickness t2 (mm) of the thin portion 11A shown in FIG. .8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0 , 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3 .3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 , 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, and may be in the range between any two of the values exemplified herein.

実施形態に係る製造方法では、固定部1bには薄肉部11Aが形成されているので、少ない出力且つ短時間で適切な超音波溶着が可能である。加えて、実施形態に係る製造方法では、固定部1bには、薄肉部11Aが部分的に形成されているため、第1部材11の剛性が低下することを抑制することも可能である。 In the manufacturing method according to the embodiment, since the fixed portion 1b is formed with the thin portion 11A, appropriate ultrasonic welding can be performed with a small output and in a short time. In addition, in the manufacturing method according to the embodiment, since the thin portion 11A is partially formed in the fixing portion 1b, it is possible to suppress the rigidity of the first member 11 from decreasing.

<肉厚部11B>
図4A及び図4Bに示すように、肉厚部11Bは、実施形態において、薄肉部11Aを取り囲むように配置されている。肉厚部11Bの厚みt1は、例えば、薄肉部11Aの厚みt2の1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0,2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9,3.0,3.1,3.2,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,4.0,4.1,4.2,4.3,4.4,4.5,4.6,4.7,4.8,4.9,5.0倍であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
<Thick portion 11B>
As shown in FIGS. 4A and 4B, the thick portion 11B is arranged to surround the thin portion 11A in the embodiment. The thickness t1 of the thick portion 11B is, for example, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3. 5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0 times, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.

<凹部11b1>
凹部11b1は、実施形態において円形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えばn角形状(nは3以上の整数)であってもよい。凹部11b1は、内面11b2と、底面11b3と有する。
<Recessed portion 11b1>
Although the concave portion 11b1 is formed in a circular shape in the embodiment, it is not limited to this, and may be, for example, an n-sided shape (where n is an integer of 3 or more). The recess 11b1 has an inner surface 11b2 and a bottom surface 11b3.

図4A及び図4Bに示すように、内面11b2は、底面11b3に立設するように形成されている。また、内面11b2は、円環状に形成されている。更に、内面11b2には、傾斜面Srが形成されている。傾斜面Srは、肉厚部11Bの上面側から底面11b3側にかけて傾斜している。なお、実施形態では、内面11b2の全体に傾斜面Srが形成されているが、これに限定されるものではなく、内面11b2の一部に傾斜面Srが形成されていてもよい。図4Bに示す傾斜面Srの傾斜角度α(度)は、具体的には例えば、20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。なお、例えば内面11b2が90度をなすように底面11b3に接続されている場合、超音波溶着時にホーン1が底面11b3に突き当てられると、内面11b2と底面11b3の接続部位が破損しやすくなる。それに対し、実施形態では、内面11b2には傾斜面Srが形成されているので、超音波溶着時において内面11b2と底面11b3との接続部位の破損を抑制することが抑制される。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the inner surface 11b2 is formed to stand on the bottom surface 11b3. Moreover, the inner surface 11b2 is formed in an annular shape. Further, an inclined surface Sr is formed on the inner surface 11b2. The inclined surface Sr is inclined from the upper surface side of the thick portion 11B to the bottom surface 11b3 side. In addition, although the inclined surface Sr is formed on the entire inner surface 11b2 in the embodiment, it is not limited to this, and the inclined surface Sr may be formed on a part of the inner surface 11b2. Specifically, the inclination angle α (degrees) of the inclined surface Sr shown in FIG. It may be in a range between any two of the numerical values given. For example, when the inner surface 11b2 is connected to the bottom surface 11b3 so as to form an angle of 90 degrees, if the horn 1 hits the bottom surface 11b3 during ultrasonic welding, the connection between the inner surface 11b2 and the bottom surface 11b3 is likely to be damaged. On the other hand, in the embodiment, since the inner surface 11b2 is formed with the inclined surface Sr, it is possible to suppress the breakage of the connecting portion between the inner surface 11b2 and the bottom surface 11b3 during ultrasonic welding.

なお、実施形態では、傾斜面Srは、一定角度をなす面であるものとして説明しているが、これに限定されるものではなく、下に凸をなすように円弧状に形成されていてもよい。このとき、この円弧の半径(mm)は、具体的には例えば、0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。 In the embodiment, the inclined surface Sr is described as being a surface forming a constant angle, but it is not limited to this, and may be formed in an arc shape so as to be convex downward. good. At this time, the radius (mm) of this arc is specifically, for example, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, and may be in the range between any two of the values exemplified herein.

凹部11b1の底面11b3は、薄肉部11Aの上面である。底面11b3は、実施形態において、円形状の平坦面である。底面11b3は、ホーン1のスパイク部2bが押し付けられる。図5に示す底面11b3の径r(mm)は、柱状部2a1の直径R1(mm)+x(mm)とするとよい。ここで、x(mm)は、具体的には例えば、3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。 A bottom surface 11b3 of the recess 11b1 is the top surface of the thin portion 11A. The bottom surface 11b3 is a circular flat surface in the embodiment. The spike portion 2b of the horn 1 is pressed against the bottom surface 11b3. The diameter r (mm) of the bottom surface 11b3 shown in FIG. 5 is preferably equal to the diameter R1 (mm)+x (mm) of the columnar portion 2a1. Here, x (mm) is specifically for example 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.

2-2.第2部材12
第2部材12は、発泡樹脂で構成された部材であり、第2部材12を構成する樹脂は、例えば、ポリプロピレンで構成することができる。発泡樹脂の発泡剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物等を採用することができる。なお、第2部材12を構成する樹脂は、ポリプロピレンに限定されるものではなく、例えば、ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物で構成することができる。また、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。第2部材12を構成する発泡樹脂の発泡倍率(倍)は、具体的には例えば、1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,9.5,10.0であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
2-2. Second member 12
The second member 12 is a member made of foamed resin, and the resin making up the second member 12 can be made of, for example, polypropylene. The foaming agent for the foamed resin is not particularly limited, but for example, a physical foaming agent, a chemical foaming agent, a mixture thereof, or the like can be used. In addition, the resin constituting the second member 12 is not limited to polypropylene, and may be composed of, for example, a resin composition containing a thermoplastic resin such as polyolefin. Polyolefins include low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymers and mixtures thereof. Specifically, the expansion ratio (fold) of the foamed resin forming the second member 12 is, for example, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5. , 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, exemplified here It may be in a range between any two of the numbers given.

図4Bに示す第2部材12の厚みT1は、図2Bに示すスパイク部2bの高さ幅hよりも大きいことが好ましい。これにより、超音波溶着時において、ホーン1を第1部材11に押し込んだときに、スパイク部2bが第2部材12を貫通してしまうことを回避することができる。スパイク部2bの高さ幅hに対する第2部材12の厚みT1の比(T1/h)は、具体的には例えば、1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。また、第2部材12の厚みT1に対する薄肉部11Aの厚みt2は、例えば、2倍以上であり、好ましくは、3倍以上である。 The thickness T1 of the second member 12 shown in FIG. 4B is preferably greater than the height width h of the spike portion 2b shown in FIG. 2B. As a result, it is possible to prevent the spike portion 2b from penetrating the second member 12 when the horn 1 is pushed into the first member 11 during ultrasonic welding. Specifically, the ratio (T1/h) of the thickness T1 of the second member 12 to the height width h of the spike portion 2b is 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6. , 1.7, 1.8, 1.9, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here. Further, the thickness t2 of the thin portion 11A is, for example, twice or more, preferably three times or more, the thickness T1 of the second member 12. As shown in FIG.

3.構造体の製造方法
本方法は、配置工程と、超音波溶着工程とを備える。以下、各工程について説明する。
3. Method for manufacturing a structure The method includes an arrangement step and an ultrasonic welding step. Each step will be described below.

2-1.配置工程
配置工程では、第2部材12を配置台8に配置する。その後に、図6に示すように、第2部材12上に第1部材11を配置する。なお、実施形態では、超音波溶着装置100のホーン1が上下方向に可動し、水平面に平行に配置台8及び第2部材12が配置されるものとして説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、ホーン1が左右方向に可動し、水平面に直交する面に平行に配置台8及び第2部材12が配置されていてもよい。この場合には、第2部材12を配置台8に固定する手段や、第1部材11を第2部材12に固定する手段を備えていることが好ましい。
2-1. Placement Step In the placement step, the second member 12 is placed on the placement table 8 . After that, as shown in FIG. 6, the first member 11 is arranged on the second member 12 . In the embodiment, the horn 1 of the ultrasonic welding device 100 is movable in the vertical direction, and the placement table 8 and the second member 12 are arranged parallel to the horizontal plane. However, the present invention is limited to this. not a thing For example, the horn 1 may be movable in the horizontal direction, and the placement table 8 and the second member 12 may be arranged parallel to a plane perpendicular to the horizontal plane. In this case, it is preferable to provide means for fixing the second member 12 to the placement table 8 and means for fixing the first member 11 to the second member 12 .

2-2.超音波溶着工程
超音波溶着工程では、発振器5を駆動してホーン1を振動させる。なお、発振器5の駆動開始は、配置工程で実施していておいてもよい。続いて、ホーン1を下方に移動させ、図7に示すように、ホーン1のスパイク部2bを第1部材11の薄肉部11Aに押し付ける。ここで、加圧機構7を制御することで、スパイク部2bが薄肉部11Aを下方に押し込み、発泡樹脂である第2部材12が加圧されて圧縮される。具体的には、図7に示すように、第2部材12の厚みは、配置工程における厚みT1から、超音波溶着工程における厚みT2となる。つまり、圧縮量Dは、厚みT1-厚みT2で表すことができる。なお、第2部材12が圧縮されたときにおいて、第2部材12の全体の厚みが、小さくなる必要はない。例えば、第2部材12のうち薄肉部11Aの下に配置される部分の厚みが、厚みT1から厚みT2となる。
2-2. Ultrasonic Welding Process In the ultrasonic welding process, the oscillator 5 is driven to vibrate the horn 1 . Note that the start of driving the oscillator 5 may be performed in the placement process. Subsequently, the horn 1 is moved downward, and the spike portion 2b of the horn 1 is pressed against the thin portion 11A of the first member 11 as shown in FIG. Here, by controlling the pressurizing mechanism 7, the spike portion 2b presses the thin portion 11A downward, and the second member 12 made of foamed resin is pressurized and compressed. Specifically, as shown in FIG. 7, the thickness of the second member 12 changes from the thickness T1 in the placement step to the thickness T2 in the ultrasonic welding step. That is, the amount of compression D can be expressed as thickness T1-thickness T2. It should be noted that the overall thickness of the second member 12 need not be reduced when the second member 12 is compressed. For example, the thickness of the portion of the second member 12 disposed under the thin portion 11A changes from the thickness T1 to the thickness T2.

圧縮量D(mm)は、具体的には例えば、0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
また、第2部材12の厚みT1に対する圧縮量Dの比(D/T1)は、0.1≦D/T1≦0.5を満たすことが好ましくは、0.2≦D/T1≦0.44の関係を満たすことが更に好ましい。
Specifically, the amount of compression D (mm) is, for example, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, and may be in the range between any two of the numbers exemplified herein.
The ratio (D/T1) of the amount of compression D to the thickness T1 of the second member 12 preferably satisfies 0.1≤D/T1≤0.5, preferably 0.2≤D/T1≤0. It is even more preferable to satisfy the relationship of 44.

超音波溶着工程では、第2部材12が厚みT2へ圧縮されてから、ホーン1が上方に移動して退避するまでは、圧縮量Dが維持されることが好ましいが、これに限定されるものではない。第2部材12が厚みT2へ圧縮されてから、ホーン1が上方に移動して退避するまでの間に、圧縮量Dが小さくなってもよい。 In the ultrasonic welding process, it is preferable that the compression amount D is maintained after the second member 12 is compressed to the thickness T2 until the horn 1 moves upward and retreats, but is limited to this. isn't it. The amount of compression D may decrease during the period from when the second member 12 is compressed to the thickness T2 to when the horn 1 moves upward and retreats.

振動がスパイク部2bから第1及び第2部材11,12に伝達されることで、第1部材11と第2部材12との間に摩擦熱が発生する。これにより、図8に示すように、薄肉部11Aが溶融し、スパイク部2bが薄肉部11A内に進入し、更に、第2部材12に進入して突き刺さる。 Frictional heat is generated between the first member 11 and the second member 12 by transmitting vibration from the spike portion 2b to the first and second members 11 and 12 . As a result, as shown in FIG. 8, the thin portion 11A melts, and the spike portion 2b enters the thin portion 11A and further enters and pierces the second member 12. As shown in FIG.

その後、図9に示すように、ホーン1を上方に移動させて、ホーン1を第1部材11から退避させる。ホーン1を第1部材11から退避させると、第1及び第2部材11,12には、すり鉢状の凹状部11Cが形成されている。実施形態では、第1部材11が3つの固定部11bを有するため、第2部材12を移動させて、2つの固定部11bに対しても、上述した動作を繰り返し実施する。3つの固定部11bの超音波溶着が完了することで、構造体10を製造することができる。 After that, as shown in FIG. 9 , the horn 1 is moved upward to retract the horn 1 from the first member 11 . When the horn 1 is retracted from the first member 11, the first and second members 11 and 12 are formed with a mortar-shaped concave portion 11C. In the embodiment, since the first member 11 has three fixed portions 11b, the second member 12 is moved to repeat the above-described operation for the two fixed portions 11b. The structure 10 can be manufactured by completing the ultrasonic welding of the three fixing portions 11b.

3.実施形態の作用・効果
実施形態に係る製造方法では、ホーン1を第2部材12に接触するように配置された第1部材11に押し付けることで第1及び第2部材11,12を超音波溶着して第1及び第2部材11,12を連結することができる。つまり、ホーン1を第1部材11に押し付けるという簡易な作業によって、第1及び第2部材11,12を連結することができ、第1及び第2部材11,12の連結作業の負担を抑制することができる。
3. Functions and effects of the embodiment In the manufacturing method according to the embodiment, the first and second members 11 and 12 are ultrasonically welded by pressing the horn 1 against the first member 11 arranged so as to be in contact with the second member 12. can be used to connect the first and second members 11 and 12 . That is, the first and second members 11 and 12 can be connected by a simple operation of pressing the horn 1 against the first member 11, and the burden of the connection work of the first and second members 11 and 12 is suppressed. be able to.

実施形態に係る製造方法では、スパイク部2bが薄肉部11Aだけでなく、第2部材12内に進入するように突き刺さり、構造体10には凹状部11Cが形成される。このため、薄肉部11Aを構成する樹脂が第2部材12に入り込み、アンカー効果によって第1及び第2部材11,12が強固に溶着する。 In the manufacturing method according to the embodiment, the spike portion 2b pierces not only the thin portion 11A but also the second member 12 so as to enter the structure 10, thereby forming the concave portion 11C. For this reason, the resin forming the thin portion 11A enters the second member 12, and the first and second members 11 and 12 are strongly welded by the anchor effect.

第1部材11は中実の樹脂部材であるため、発泡樹脂である第2部材12と比較すると、溶融しにくい。このため、第1部材11のうちホーン1を押し付ける箇所の厚みが大きい場合、作業者は、溶着強度を確保しようとして、発振器5の出力を上げ過ぎたり、ホーン1を第1部材11に押し当てる時間を長くし過ぎたりする可能性がある。そうすると、第1部材11よりも溶融しやすい第2部材12が溶融し過ぎてしまい、第2部材12の下面(第1部材11が配置される面とは反対側の面)に外観不良等の不具合が生じてしまう場合がある。このような不具合を回避するために、作業者が、発振器5の出力を下げると、溶着強度がでなくなってしまう場合がある。
実施形態に係る製造方法では、ホーン1を、肉厚部11Bではなく薄肉部11Aに押し付けて超音波溶着を行う。このため、ホーン1が薄肉部11Aに押し付けられると、薄肉部11Aが円滑に溶融して、スパイク部2bが円滑に第2部材12に突き刺さされ、薄肉部11Aと第2部材12とが速やかに超音波溶着される。このため、実施形態に係る製造方法では、発振器5の出力及びホーン1を第1部材11に押し当てる時間を低減することができ、第2部材12の下面に不具合が発生することを抑制することができる。また、実施形態に係る製造方法では、薄肉部11Aが円滑に溶融するため、溶着強度がでなくなってしまうことも抑制することができる。
Since the first member 11 is a solid resin member, it is less likely to melt than the second member 12, which is foamed resin. Therefore, when the thickness of the portion of the first member 11 against which the horn 1 is pressed is large, the operator tends to increase the output of the oscillator 5 too much or press the horn 1 against the first member 11 in an attempt to secure welding strength. It may take too long. As a result, the second member 12, which is easier to melt than the first member 11, melts excessively, and the lower surface of the second member 12 (the surface opposite to the surface on which the first member 11 is arranged) has a poor appearance. Trouble may occur. If the operator lowers the output of the oscillator 5 in order to avoid such a problem, the welding strength may not be obtained.
In the manufacturing method according to the embodiment, ultrasonic welding is performed by pressing the horn 1 against the thin portion 11A instead of the thick portion 11B. Therefore, when the horn 1 is pressed against the thin portion 11A, the thin portion 11A melts smoothly, the spike portion 2b smoothly pierces the second member 12, and the thin portion 11A and the second member 12 are quickly separated. ultrasonically welded. Therefore, in the manufacturing method according to the embodiment, the output of the oscillator 5 and the time for pressing the horn 1 against the first member 11 can be reduced, and the occurrence of defects on the lower surface of the second member 12 can be suppressed. can be done. In addition, in the manufacturing method according to the embodiment, the thin portion 11A melts smoothly, so it is possible to prevent the welding strength from being lost.

実施形態に係る製造方法では、上述のように、超音波溶着時において発振器5の出力を低減することができるので、樹脂の溶け過ぎに起因するバリ発生を抑制することができる。また、実施形態に係る製造方法では、上述のように、超音波溶着時においてホーン1を第1部材11に押し当てる時間を低減することができるので、溶着サイクルを短縮することができる。 In the manufacturing method according to the embodiment, as described above, the output of the oscillator 5 can be reduced during ultrasonic welding, so it is possible to suppress the generation of burrs due to excessive melting of the resin. Further, in the manufacturing method according to the embodiment, as described above, the time for pressing the horn 1 against the first member 11 during ultrasonic welding can be reduced, so the welding cycle can be shortened.

また、第1部材11が薄肉部11A(凹部11b1)を有するため、第1部材が部分的に薄くなった構成となっている。このため、実施形態に係る製造方法では、第1部材11の剛性低下を抑制することができる。また、固定部11bの全体が薄肉部である場合には、第1部材11の剛性低下だけでなく、第1部材11の成形時に反りが生じる可能性がある。実施形態に係る製造方法では、第1部材が部分的に薄くなった構成であり、第1部材11の成形時の反りを抑制することができる。 In addition, since the first member 11 has the thin portion 11A (the concave portion 11b1), the first member is partially thinned. Therefore, in the manufacturing method according to the embodiment, it is possible to suppress a decrease in rigidity of the first member 11 . In addition, if the entire fixed portion 11b is a thin portion, not only the rigidity of the first member 11 is lowered, but also the first member 11 may be warped during molding. In the manufacturing method according to the embodiment, since the first member is partially thinned, warping during molding of the first member 11 can be suppressed.

4.実施例及び比較例
4-1.圧縮量Dについて
圧縮量Dに応じて、構造体10に不具合等が発生するか、また、構造体10の溶着強度が十分に確保できているかを確認した。圧縮量Dは、0.6mm,1.0mm,1.3mm,1.5mmの4パターンで検証した。その他の条件は以下の通りである。
4. Examples and Comparative Examples 4-1. Amount of Compression D It was confirmed whether a defect or the like occurred in the structure 10 according to the amount of compression D, and whether the welding strength of the structure 10 was sufficiently ensured. The amount of compression D was verified with four patterns of 0.6 mm, 1.0 mm, 1.3 mm, and 1.5 mm. Other conditions are as follows.

超音波出力(発振器5の出力):25J
ホーン1の柱状部2a1の直径R1(mm):10mm
ホーン1のスパイク部2bの幅R2:2mm
ホーン1のスパイク部2bの高さ幅h:2mm
底面11b3の径r(mm):20mm
第1部材11の薄肉部11Aの厚みt2:1mm
第2部材12の厚みT1の厚みT1:3mm
Ultrasonic output (output of oscillator 5): 25J
Diameter R1 (mm) of columnar portion 2a1 of horn 1: 10 mm
Width R2 of spike portion 2b of horn 1: 2 mm
Height width h of spike portion 2b of horn 1: 2 mm
Diameter r (mm) of bottom surface 11b3: 20 mm
Thickness t2 of thin portion 11A of first member 11: 1 mm
Thickness T1 of thickness T1 of second member 12: 3 mm

圧縮量Dが0.6mmの場合、1.0mmの場合,及び1.3mmの場合には、外観不良が見られなかった。一方で、圧縮量Dが1.5mmの場合には、10組の第1及び第2部材11,12に対して超音波溶着を実施したところ、8組は良品であったが、2組については第2部材12の光沢が潰れてしまい、外観不良が見られた。圧縮量Dが1.5mmであっても超音波溶着を実施可能であるが、圧縮量Dを大きくすることで外観不良が発生することをより効果的に抑制することができる。
圧縮量Dが1.0mmの場合及び1.3mmの場合について、第2部材12に溶着された第1部材11に対し、引っ張り試験(試験速度50mm/min)を実施した。使用した試験機は、TENSILON万能試験機である。試験の結果、いずれの場合も、第1部材11を第2部材12から剥離させるときの最大点荷重が200N以上であり、十分な溶着強度が確保されていることを確認した。
When the amount of compression D was 0.6 mm, 1.0 mm, and 1.3 mm, no appearance defects were observed. On the other hand, when the amount of compression D was 1.5 mm, ten sets of the first and second members 11 and 12 were ultrasonically welded. In the second member 12, the luster of the second member 12 was lost, and the appearance was poor. Ultrasonic welding can be performed even when the amount of compression D is 1.5 mm, but by increasing the amount of compression D, it is possible to more effectively suppress the occurrence of poor appearance.
A tensile test (test speed: 50 mm/min) was performed on the first member 11 welded to the second member 12 when the amount of compression D was 1.0 mm and 1.3 mm. The testing machine used is a TENSILON universal testing machine. As a result of the test, in both cases, it was confirmed that the maximum point load when separating the first member 11 from the second member 12 was 200 N or more, and sufficient welding strength was secured.

4-2.スパイク部2bを備えないホーン
スパイク部2bを備えないホーンを用いて、第1及び第2部材11,12の超音波溶着を実施した場合に、適切な超音波溶着がなされるかについて確認した。なお、スパイク部2bを備えないホーンでは、その先端部分が、平坦な端面部2a2で構成される。スパイク部2bを備えないホーンで、10組の第1及び第2部材11,12に対して超音波溶着を実施したところ、全ての組の第1及び第2部材11,12において第2部材12が過加熱されて第2部材12の下面が溶融してしまい、第2部材12に外観不良が生じた。
4-2. Horn without spike 2b It was confirmed whether appropriate ultrasonic welding was performed when the first and second members 11 and 12 were ultrasonically welded using a horn without spike 2b. In addition, the tip portion of the horn without the spike portion 2b is composed of the flat end face portion 2a2. Ten pairs of first and second members 11 and 12 were subjected to ultrasonic welding using a horn that did not have spike portion 2b. was overheated and the lower surface of the second member 12 was melted, resulting in a defective appearance of the second member 12 .

5.変形例
実施形態では、ホーン1が円錐状のスパイク部2bを備える形態であったがこれに限定されるものではない。図10A~図10Cに示すように、頂部2b2が直線状に延びるように形成されていてもよい。なお、本変形例では、3つのスパイク部2bが設けられている。
頂部2b2が延びる方向は、基部2aの軸方向に平行な方向に直交している。根元部2b1は、頂部2b2に平行に延びている。側面部2b3は、根元部2b1から頂部2b2にかけて平面状に形成されている。変形例に係るホーン1であっても、実施形態と同様の効果を得ることができる。
5. MODIFIED EXAMPLE In the embodiment, the horn 1 has the conical spike portion 2b, but the present invention is not limited to this. As shown in FIGS. 10A to 10C, the top portion 2b2 may be formed to extend linearly. In addition, in this modified example, three spike portions 2b are provided.
The direction in which top portion 2b2 extends is perpendicular to the direction parallel to the axial direction of base portion 2a. Root portion 2b1 extends parallel to top portion 2b2. Side portion 2b3 is formed in a planar shape from root portion 2b1 to top portion 2b2. Even with the horn 1 according to the modification, the same effect as the embodiment can be obtained.

1 :ホーン
1b :固定部
2 :振動伝達部
2a :基部
2a1 :柱状部
2a11 :テーパー面
2a2 :端面部
2b :スパイク部
2b1 :根元部
2b2 :頂部
2b3 :側面部
3 :連結部
4 :振動子
5 :発振器
6 :ケーブル
7 :加圧機構
8 :配置台
9 :保持部
10 :構造体
11 :第1部材
11A :薄肉部
11B :肉厚部
11C :凹状部
11a :本体部
11b :固定部
11b1 :凹部
11b2 :内面
11b3 :底面
12 :第2部材
100 :超音波溶着装置
D :圧縮量
Sr :傾斜面
T1 :厚み
T2 :厚み
h :高さ幅
r :径
t1 :厚み
t2 :厚み
α :傾斜角度
θ :角度
Reference Signs List 1: Horn 1b: Fixed portion 2: Vibration transmitting portion 2a: Base portion 2a1: Columnar portion 2a11: Tapered surface 2a2: End surface portion 2b: Spike portion 2b1: Root portion 2b2: Top portion 2b3: Side portion 3: Connecting portion 4: Vibrator 5: Oscillator 6: Cable 7: Pressure mechanism 8: Placement table 9: Holding part 10: Structure 11: First member 11A: Thin part 11B: Thick part 11C: Concave part 11a: Body part 11b: Fixing part 11b1 : Recessed portion 11b2 : Inner surface 11b3 : Bottom surface 12 : Second member 100 : Ultrasonic welding device D : Compression amount Sr : Inclined surface T1 : Thickness T2 : Thickness h : Height width r : Diameter t1 : Thickness t2 : Thickness α : Inclination Angle θ : Angle

Claims (4)

超音波溶着工程を備える、構造体の製造方法であって、
前記構造体は、第1及び第2部材を備え、
第1部材は、中実の樹脂で構成された部材であり、
第2部材は、発泡樹脂で構成された部材であり、
前記超音波溶着工程では、ホーンを、第2部材に接触するように配置された第1部材に押し付けて、第1及び第2部材を超音波溶着し、
前記ホーンは、スパイク部と、基部とを有し、
前記スパイク部は、前記ホーンを第1部材に押し付ける方向において、先細るように形成され、且つ、前記基部の先端側に設けられている、方法。
A method for manufacturing a structure, comprising an ultrasonic welding process,
The structure comprises first and second members,
The first member is a member made of solid resin,
The second member is a member made of foamed resin,
In the ultrasonic welding step, the horn is pressed against the first member arranged so as to contact the second member, and the first and second members are ultrasonically welded;
The horn has a spike and a base,
The method, wherein the spike portion is formed so as to taper in a direction in which the horn is pressed against the first member, and is provided on the tip side of the base portion.
請求項1に記載の方法であって、
第1部材は、薄肉部と肉厚部とを有し、
前記薄肉部は、前記肉厚部に接続され、且つ、前記肉厚部よりも厚みが薄く、
前記超音波溶着工程では、前記ホーンが前記薄肉部に押し付けられる、方法。
2. The method of claim 1, wherein
The first member has a thin portion and a thick portion,
the thin portion is connected to the thick portion and is thinner than the thick portion;
The method, wherein the ultrasonic welding step presses the horn against the thinned portion.
請求項2に記載の方法であって、
第1部材は、凹部を有し、
前記凹部は、底面と、内面とを有し、
前記底面は、前記薄肉部に形成され、
前記内面は、前記底面に立設するように形成され、且つ、前記内面には、傾斜面が形成され、
前記傾斜面は、前記肉厚部側から前記底面側にかけて傾斜している、方法。
3. The method of claim 2, wherein
The first member has a recess,
The recess has a bottom surface and an inner surface,
The bottom surface is formed in the thin portion,
The inner surface is formed to stand on the bottom surface, and the inner surface is formed with an inclined surface,
The method, wherein the inclined surface is inclined from the thick portion side to the bottom surface side.
請求項1~請求項3の何れか1つに記載の方法であって、
前記ホーンは、少なくとも3つ以上の前記スパイク部を有し、
前記スパイク部は、同心円上に位置するように配置されている、方法。
The method according to any one of claims 1 to 3,
The horn has at least three or more spikes,
The method according to claim 1, wherein the spikes are arranged to be concentrically arranged.
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