JP3496270B2 - 樹脂製部品 - Google Patents

樹脂製部品

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂製部品に関し、特
に少くとも二つの樹脂成形部品を振動溶着によって接合
して成る樹脂製部品に係る。
【0002】
【従来の技術】種々の部品の接合技術の一手段として被
接合部材の接合面を衝合して加圧し、この状態で機械的
に相対運動を行ない、接触面に発生する摩擦熱によって
被接合部材を接合する技術が摩擦圧接として知られてい
る。特に樹脂製部品を製造する際には金型のみでは成形
できない場合があるので、接合技術が必要となり、上記
の摩擦圧接技術が利用される。
【0003】このような樹脂製部品の接合技術として、
例えば実公平5−18132号公報には、2個の分割体
がそれぞれ形成された後分割ラインで振動溶着されて一
体化された樹脂製パイプが開示されている。尚、この振
動溶着という語は、同公報に「2つの素材の相互の分割
面を圧縮状態で高速で擦り合わせ、この際の発熱によっ
て溶融接着させる一種の摩擦溶着のことをいう。」と記
載されているように、摩擦溶着(摩擦圧接)を意味して
おり、斯界において一般的に用いられているので、本願
においても振動溶着を用いることとする。
【0004】上記公報に記載の樹脂製パイプは、「従来
のように分割ラインがパイプの開口部に表出すると、分
割ラインは無端のループ状とはならないことから、分割
ラインを無端のループ状として、開口部の近傍に溶着部
分が表出しないようにした」ことが特徴とされている。
【0005】また、上記公報には、本願の図6及び図7
に示したように、被接合部材の接合端部の構造が開示さ
れ、「上側溶着フランジ20からは下方へ向つて突出す
る第1突条部21が設けられ、下側溶着フランジ15に
は互いに平行な2本の溝部16と、2本の溝部16の間
で上側へ突出する第2突条部17とが設けられている。
そして振動溶着時には第1突条部21と第2突条部17
が圧接され、振動溶着される。このとき溶着により生じ
た溶着バリは溝部16内に吸収され外部に表出するのが
防止されている。」旨記載されている。尚、図6及び図
7は説明の便宜上上記公報の図をそのまま引用したもの
であり、両図には以下に説明する本願の実施例と同一の
符号が存在するが、本願の実施例の符号とは無関係であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
接合端部の構造によれば、接合端部における第1突条部
21、並びに第2突条部17及び溝部16(及びこれを
構成する壁部)は何れも被接合部材の下側ピース1及び
上側ピース2を成形する際の型抜き方向に形成されてい
る。このように、被接合部材の形状が、接合方向と同方
向にのみ型抜きすることによって成形し得る形状であれ
ば、上記の接合端部の構造とすることが可能である。
【0007】然し乍ら、接合方向と型抜き方向が異なる
被接合部材には上記の接合構造を適用することはできな
い。また、接合端部の構造を上記のようにすれば、被接
合部材を所定の形状に形成することができず、例えば図
5に点描で示す部分の所謂アンダーカット部UCに樹脂
材料が残置されることになる。
【0008】そこで、本発明は被接合部材たる少くとも
二つの樹脂成形部品の各々に接合端部を形成し、これら
の接合端部を相互に圧接して振動溶着する樹脂製部品に
おいて、樹脂成形部品を夫々所定の形状に形成すると共
に、振動溶着時のバリの露出を防止しつつ接合し得るよ
うにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は少くとも第1及び第2の樹脂
成形部品の各々に接合端部を形成し、該接合端部を相互
に圧接して振動溶着する樹脂製部品において、前記第1
の樹脂成形部品の接合端部の側端部及び中間部から夫々
前記第2の樹脂製部品との接合方向に延出する第1のリ
ブ及び第2のリブを形成し、前記第2の樹脂成形部品の
接合端部に、前記第1の樹脂成形部品との接合方向及び
該接合方向に対して直交する方向に開放する段部であっ
て、前記第1及び第2の樹脂成形部品の接合時に前記第
1の樹脂成形部品に当接する接合面と、前記第2のリブ
に対峙する側面を有する段部を形成し、該段部の側面と
前記第2のリブの側面との間及び前記第2のリブの側面
と前記第1のリブの側面との間の前記段部の接合面上に
空間を形成するように配置し、前記段部の接合面と前記
第2のリブの先端面とを圧接して振動溶着することとし
たものである。
【0010】また、上記請求項1に係る発明において、
請求項2に係る発明のように、前記第1のリブ及び前記
第2のリブの各々の先端面が前記段部の接合面に当接す
るように配置し、前記第1の樹脂成形部品及び前記第2
の樹脂成形部品を振動溶着することとしてもよい。
【0011】あるいは、請求項3に係る発明のように、
前記第2のリブの先端面のみが前記段部の接合面に当接
し、前記第1のリブの内側面が前記第2の樹脂成形部品
の接合端部の側面に当接するように配置し、前記第1の
樹脂成形部品及び前記第2の樹脂成形部品を振動溶着す
ることとしてもよい。
【0012】
【作用】請求項1に係る樹脂製部品においては、先ず第
1及び第2の樹脂成形部品が成形される。このとき、第
1の樹脂成形部品の接合端部には、側端部及び中間部か
ら夫々接合方向に延出する第1のリブ及び第2のリブが
形成され、第2の樹脂成形部品の接合端部には、接合方
向及び該接合方向に対して直交する方向に開放する段部
が形成される。従って、第2の樹脂成形部品は接合方向
に対して直交する方向に型抜きすることができる。そし
て、第1及び第2の樹脂成形部品が、前者の第2のリブ
の先端面と後者の段部の接合面が圧接された状態で、相
対的に駆動(振動)され、振動溶着される。この振動溶
着時に第2のリブの先端面と段部の接合面から発生する
バリは、第2のリブの側面と第1のリブの側面との間
空間及び第2のリブの側面と段部の側面との間の空間
収容され、第1及び第2の樹脂成形部品の接合端部の外
側及び内側の何れにもバリが露出することはない。
【0013】請求項2に係る発明においては、第1のリ
ブ及び第2のリブの各々の先端面が、段部の接合面に当
接したときに振動溶着が終了するように制御される。
【0014】また、請求項3に係る発明においては、第
2のリブの先端面のみが段部の接合面に当接し、接合端
部の内側面が段部の側面に当接した状態で振動溶着され
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図5は本発明の一実施例に係る樹脂製部品を示す
もので、具体的には内燃機関の吸気系に用いられるイン
テークマニホールドである。このインテークマニホール
ドは容器状の第1の樹脂成形部品1(以下、第1の部品
1という)と、管状の第2の樹脂成形部品2(以下、第
2の部品2という)が接合されて成る。
【0016】第1の部品1は、図3に示すように開口1
a,1bを有し、開口1a回りに接合端部10が形成さ
れている。この第1の部品1は、熱可塑性樹脂の射出成
形によって製造され、白抜矢印の方向(図3の上下方
向)に型抜きが行なわれる。そして、開口1aの端部に
接合端部10が厚肉形成され、第1のリブ11及び第2
のリブ12が型抜き方向に延出形成されている。この成
型時の状態では、第2のリブ12の先端面は第1のリブ
11の先端面より突出している。
【0017】また、第2の部品2は、図4に示すように
管状部2pと蓋体部2sから成り、開口2a,2bを有
し、蓋体部2sの周縁部に接合端部20が形成されてい
る。第2の部品2も第1の部品1と同様に、熱可塑性樹
脂の射出成形によって製造され、白抜矢印の方向(図4
の左右方向)に型抜きが行なわれる。第2の部品2の接
合端部20には、接合方向(図4の上下方向)及びこれ
に直交する方向に開放する段部21が形成されている。
即ち、図4に示すように、左右の白抜矢印方向の型抜き
によって接合面21aと側面21bが形成され、段部2
1となる。尚、図4に示す白抜の破線矢印(上下方向)
は本実施例の型抜き方向と対比して示したもので、図4
の上下方向に型抜きが行われた場合には、図5に点描で
示したアンダーカット部UCに樹脂材料が残置されるこ
とになる。
【0018】上記のように成形された第1及び第2の部
品1,2は、第2のリブ12の先端面と段部21の接合
面21aが衝合されて圧接される。この圧接状態で第1
及び第2の部品1,2が相対的に高速で振動され、第2
のリブ12の先端面と段部21の接合面21aとの間に
摩擦熱が発生し、この熱によって両者が溶融して接合さ
れる。
【0019】この振動溶着時に、第2のリブ12の先端
面と段部21の接合面21aからバリが発生するが、図
1に拡大して示すように、このバリは第2のリブ12の
側面と段部21の側面21bとの間の空間、及び第2の
リブ12の側面と第1のリブ11の側面との間の空間に
収容され、第1のリブ11の外側(即ち、接合端部10
の外側)及び接合端部10の内側の何れにもバリが露出
することはない。尚、図1において、破線で示す第2の
リブ12の先端部12aは、接合時にバリとなって消失
した部分であるが、バリの図示は省略している。
【0020】上記の実施例においては、接合端部10の
底面10a及び第1のリブ11の先端面が、夫々接合端
部20の上端面21c及び段部21の接合面21aに当
接したときに振動溶着が終了するように制御される。而
して、本実施例によれば、第1及び第2の部品1,2の
振動溶着時に半径方向に多少のズレが生じても両部品を
確実に接合することができる。
【0021】これに対し、図2に接合部の他の実施例と
して示したように、第1のリブ11を更に延出し、その
先端部分の内側面11aが段部21の外周端面に当接す
ると共に、接合端部10の内側面10bが段部21の側
面21bに当接した状態で振動溶着することとしてもよ
い。而して、本実施例によれば、振動溶着作動の終了位
置に多少のズレが生じても、バリが接合端部の外側に露
出することなく第1及び第2の部品1,2を確実に接合
することができる。
【0022】尚、図示は省略するが、図1及び図2を組
み合わせて、第1のリブ11側を図1の構造とし、段部
21の側面21b側を図2の構造としてもよく、あるい
は前者を図2の構造とし、後者を図1の構造としてもよ
い。
【0023】上記実施例は何れもインテークマニホール
ドに適用したものであるが、これに限らず、他の吸気系
部品、他のエンジン部品、他の中空樹脂部品等、種々の
樹脂製部品に適用することがきる。
【0024】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、請求項1に係る樹脂製部
品においては、第1の樹脂成形部品の接合端部に、側端
部及び中間部から夫々接合方向に延出する第1のリブ及
び第2のリブが形成され、第2の樹脂成形部品の接合端
部に、接合方向及び該接合方向に対して直交する方向に
開放する段部が形成される構成であるので、第2の樹脂
成形部品は接合方向に対して直交する方向に型抜きする
ことができる。そして、振動溶着時に第2のリブの先端
面と段部の接合面から発生するバリが、第2のリブの側
面と第1のリブの側面との間の空間及び第2のリブの側
面と段部の側面との間の空間に収容され、第1及び第2
の樹脂成形部品の接合端部の外側及び内側の何れにも露
出することなく、適切に第1及び第2の樹脂成形部品を
接合することができる。
【0025】請求項2に係る発明においては、第1のリ
ブ及び第2のリブの各々の先端面が段部の接合面に当接
したときに振動溶着が終了するように制御すれば、第1
及び第2の樹脂成形部品の振動溶着時に半径方向に多少
のズレが生じても、両部品を確実に接合することができ
る。
【0026】また、請求項3に係る発明においては、第
2のリブの先端面のみが段部の接合面に当接し、接合端
部の内側面が段部の側面に当接した状態で振動溶着され
るように構成されているので、振動溶着作動の終了位置
に多少のズレが生じても、バリが接合端部の外側に露出
することなく第1及び第2の樹脂成形部品を確実に接合
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂製部品の一実施例における接合端
部の構造を示す拡大断面図である。
【図2】本発明の樹脂製部品の他の実施例における接合
端部の構造を示す拡大断面図である。
【図3】本発明の一実施例における第1の樹脂成形部品
の断面図である。
【図4】本発明の一実施例における第2の樹脂成形部品
の断面図である。
【図5】本発明の樹脂製部品の一実施例に係るインテー
クマニホールドの断面図である。
【図6】従来の樹脂製パイプの接合構造を示す断面図で
ある。
【図7】従来の樹脂製パイプにおける接合端部の拡大断
面図である。
【符号の説明】
1 第1の樹脂成形部品 2 第2の樹脂成形部品 10 接合端部 11 第1のリブ 12 第2のリブ 20 接合端部 21 段部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 65/00 - 65/82

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少くとも第1及び第2の樹脂成形部品の
    各々に接合端部を形成し、該接合端部を相互に圧接して
    振動溶着する樹脂製部品において、前記第1の樹脂成形
    部品の接合端部の側端部及び中間部から夫々前記第2の
    樹脂製部品との接合方向に延出する第1のリブ及び第2
    のリブを形成し、前記第2の樹脂成形部品の接合端部
    に、前記第1の樹脂成形部品との接合方向及び該接合方
    向に対して直交する方向に開放する段部であって、前記
    第1及び第2の樹脂成形部品の接合時に前記第1の樹脂
    成形部品に当接する接合面と、 前記第2のリブに対峙する側面を有する段部を形成し、
    段部の側面と前記第2のリブの側面との間及び前記第
    2のリブの側面と前記第1のリブの側面との間の前記段
    部の接合面上に空間を形成するように配置し、前記段部
    の接合面と前記第2のリブの先端面とを圧接して振動溶
    着することを特徴とする樹脂製部品。
  2. 【請求項2】 前記第1のリブ及び前記第2のリブの各
    々の先端面が前記段部の接合面に当接するように配置
    し、前記第1の樹脂成形部品及び前記第2の樹脂成形部
    品を振動溶着することを特徴とする請求項1記載の樹脂
    製部品。
  3. 【請求項3】 前記第2のリブの先端面のみが前記段部
    の接合面に当接し、前記第1のリブの内側面が前記第2
    の樹脂成形部品の接合端部の側面に当接するように配置
    し、前記第1の樹脂成形部品及び前記第2の樹脂成形部
    品を振動溶着することを特徴とする請求項1記載の樹脂
    製部品。
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