JP6379993B2 - 樹脂溶着構造体とその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、空洞のある中空部品を含む樹脂溶着構造体とその製造方法に関するものである。
一般に、二以上の樹脂部品を接合する方法として、振動溶着技術による接合方法が知られている。振動溶着は、二つの部品を相対的に加圧振動させることによって接合面に摩擦熱を発生させ、接合面を局所的に溶融させて部品を溶着する技術である。一方で、この溶着方法では、接合の際に溶融した樹脂があふれ出して接合部付近でバリとなることがある。特に、金属製ナットがインサート成形された熱可塑性樹脂部品と別の樹脂部品を振動溶着させる際には、振動溶着で発生する溶融樹脂（バリ）がナットの内側に流れ込む問題がある。
一方、振動溶着による構造体製造方法においては、下記の特許文献１のように、接合箇所に専用の接合キャップ等の治具を設けることで、バリの形状を曲面状に補正する技術が知られている。この場合、内部に発生するバリなどにおいては、治具を設けることができず、バリの補正が困難であった。
また、下記の特許文献２のように、接合箇所の周囲に、あらかじめ溶融した樹脂があふれるための溝部を設けておく技術が知られている。この場合、専用の溝を設けるスペースが必要となり、構造体の大きさが大きくなる傾向がある。
特開２０１２−２３２５０７号公報 特開平９−１７４６９７号公報
本発明の目的は、振動溶着における不要なバリの発生を効果的に低減する樹脂溶着構造体とその製造方法を提供することにある。
本発明にかかる溶着構造体は、内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の少なくとも一端側にある第一の樹脂部品と、前記中空部品の外周にある第二の樹脂部品と、前記中空部品の外周側面にあって、前記中空部品の外周形状に対応する開口部を有する多孔質部材とを備え、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とが熱可塑性樹脂であって、前記中空部品の前記一端は、前記第二の樹脂部品からある距離だけ突出しており、前記第一の樹脂部品は前記多孔質部材の外周形状におおむね対応する形状の窪みを有し、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着してなる。なお、中空部品としてはナットや円筒形状の金属または樹脂などの部品がある。ここで、第一の樹脂部品が多孔質部材の外周形状に対応する形状の窪みを有するというのは、外周形状と窪みの形状とが一致しているという意味ではなく、両者の嵌め合いが可能な程度に近い形状を有しているという意味である。また、その他の部品、部材同士の形状も、出来上がった溶着構造体の一体性が維持できる程度に一致していれば良いものである。
また、本発明にかかる溶着構造体は、内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の少なくとも一端側にある第一の樹脂部品と、前記中空部品の外周にある第二の樹脂部品と、少なくとも前記中空部品の外周側面の一部と上端の一部とを覆う多孔質部材とを備え、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とが熱可塑性樹脂であって、前記中空部品の前記一端は、前記第二の樹脂部品からある距離だけ突出しており、前記第一の樹脂部品は前記多孔質部材の外周形状に対応する形状の窪みを有し、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着してなっても良い。
また、前記多孔質部材の厚みは前記突出部の高さよりも大きく、前記第一の樹脂部品に設けた前記窪みの深さは、前記中空部品の前記突出部の高さよりも大きく、前記多孔質部材の厚さよりも小さくてもよい。窪みの深さを突出部の高さよりも大きくすることで、窪みの上面と突出部の上面とが振動溶着の少なくとも当初においては接触することがないので、この部分での溶着を避けるか、あるいは弱くして、バリの発生を抑制することができる。
また、前記多孔質部材は、少なくとも一部に外周から中心方向への切欠きを有していてもよい。
また、前記中空部品は、前記第二の樹脂部品と接する外周面の少なくとも一部に突起部を有していてもよい。中空部品と第二の樹脂部品との結合を強くするためである。
また、本発明にかかる溶着構造体を製造する方法は、内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の一端側に対応することになる位置に窪みを設けた第一の樹脂部品とを用意するステップと、前記中空部品の一端をある距離だけ突出させて前記中空部品を埋め込んだ第二の樹脂部品を用意するステップと、前記中空部品の外周に、前記中空部品の外周形状に対応する開口部を有し、前記第一の樹脂部品の前記窪みに対応した外周形状を有する多孔質部材を配置するステップと、前記中空部品の前記一端に前記窪みを合わせて置かれた前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着するステップとを有するものであってもよい。
また、本発明にかかる溶着構造体を製造する方法は、内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の一端側に対応することになる位置に窪みを設けた第一の樹脂部品とを用意するステップと、前記中空部品の一端をある距離だけ突出させて前記中空部品を埋め込んだ第二の樹脂部品を用意するステップと、前記中空部品の一端をある距離だけ突出させて前記中空部品を埋め込んだ第二の樹脂部品を用意するステップと、前記中空部品の外周に、前記中空部品の外周側面と上端との一部を覆う多孔質部材とを備え、前記中空部品の前記一端に前記窪みを合わせて置かれた前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着するステップとを有するものであってもよい。
本発明によれば、不要なバリの発生を効果的に低減した溶着構造体を提供することができる。
第１の実施形態における溶着構造体製造方法を示す分解断面図である。 第１の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。 第１の実施形態における熱可塑性樹脂部品の成型方法を示す断面図である。 従来の実施形態における溶着構造体製造方法を示す分解断面図である。 従来の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。 第１の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の使用形態を示す断面図である。 第１の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の使用形態の一例を示す斜視図である。 第２の実施形態における溶着構造体の製造方法を示す分解断面図である。 第２の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。 第３の実施形態における溶着構造体の製造方法を示す分解断面図である。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細かつ具体的に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における溶着構造体の製造方法を示す分解断面図である。本実施例においては、第一の熱可塑性樹脂部品２及び熱可塑性樹脂部品４に、金属製のナット１を埋め込んだ第二の熱可塑性樹脂部品３を振動溶着することにより固定する。その際、第一の熱可塑性樹脂部品２と第二の熱可塑性樹脂部品３の間に多孔質部材５を配置する。バリの発生を効果的に抑制しながら、溶着構造体を製造する。
まず図１を用いて、本実施例の溶着構造体の製造方法に用いる部品について説明する。本実施例に用いる金属製のナット１は、内部を空洞が貫通した中空形状となっており、その空洞の壁面にはねじ１１が切ってある。そしてこのナット１は、この空洞を塞がない状態で、ブロック状の第二の熱可塑性樹脂部品３に埋め込んである。この第二の熱可塑性樹脂部品３は、ナット１の外周部分の一部もしくは全部を覆っており、その上端はナット１の上端部よりも、図１中の下方向に若干下がっている。つまり、ナット１の上端部は、第二の熱可塑性樹脂部品３の上端部よりも突出した、突出部１５を有している。このような突出部１５があることにより、振動溶着を行った際に溶融した樹脂がナット１の内部の空洞に流れ込みにくくなる。つまり、バリがナット１の内部の空洞内に発生しにくくなるという効果が期待できる。
また、この第二の熱可塑性樹脂部品３の下端は、図１においては、ナット１の下端面と比較して少し引っ込んだ位置で平面を形成しているが、同一平面とすることや、少し出っ張った平面とすることもできる。したがって、ナット１の下端部１３は、第二の熱可塑性樹脂部品３と比較し、図中の下方向に突出した形状、または同一平面を形成する形状、もしくは引っ込んだ形状とすることができる。このナット１は、第二の熱可塑性樹脂部品３から、図中の下方向へ抜けることのないように、外周上の上下方向の一部に突起部１２を有している。突起部１２は、ナット１の下端部１３よりも外周方向に広がった形状になっている。なお、突起部１２は、外周の上下方向に複数設けてもよく、または、突起形状の代わりに、ナット１の外周が下端から上端に向けて広がる段差や傾斜を設けたものとすることもできる。また、これらの段差や傾斜は、ナット１の外周上の周方向に一周分設けることもできるし、一部に設けることもできる。外周を覆う第二の熱可塑性樹脂部品３の上端面は、ナット１の上方に設けた第一の熱可塑性樹脂部品２の平面と面で接することができるように、また下端面も同様に熱可塑性樹脂部品４の平面と面で接することができるように、平面部分を有している。
図１に示す通り、金属製のナット１の上部の突出部１５の外周には、不織布またはスポンジ状の発泡体等でできた多孔質部材５を設けている。なお、この多孔質部材５としては、具体的にはＰＰ、ＰＡ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶなどを用いることができる。また、第一の熱可塑性樹脂部品２や第二の熱可塑性樹脂部品３と同様の材料を使用することもできる。この多孔質部材５は、本実施形態においては円筒形状をしている。またその大きさは、内周がナット１の突出部１５の外周の大きさと対応しており、外周は熱可塑性樹脂部品の窪みの大きさと対応している。また、その厚さは、突出部１５の長さと対応している。したがって、この多孔質部材５は、ナット１の突出部１５へ装着すると、その突出部１５の外周をすべて覆うこととなる。ただし、この多孔質部材５は、圧縮や引張りによって、ある程度形状の変形が可能であることが望ましく、これにより多孔質部材５が変形することで、若干の寸法誤差は吸収される。またこの多孔質部材５は、このように圧縮や引張りによって、ある程度変形したのち、その圧縮や引張りを解除することである程度形状が回復することが望ましい。また、多孔質部材５は、独立気泡を有していても良いが、連続気泡を多く有していることがより望ましい。連続気泡を多く有している方が、後述する溶着工程において発生する溶融した樹脂が多孔質部材５の孔に流れ込みやすくなり、外側から多孔質部材５を大きく圧縮することを防ぐことができるためである。なお、本実施例においては、多孔質部材５の形状は中央に突出部１５の外周形状に対応した開口部を有する円盤形状であるが、その外周形状は楕円形状や多角形状であってもよく、複数の部材の集合体で形成されていても良い。
図１に示す通り、金属製のナット１及び多孔質部材５の上部には、ナット１を設置するための第一の熱可塑性樹脂部品２がある。第一の熱可塑性樹脂部品２には多孔質部材５の外周と対応する大きさの内周を持つ窪み２１が設けてあり、後述する振動溶着工程において、多孔質部材５を完全に潰さない状態で第一の熱可塑性樹脂部品２及び第二の熱可塑性樹脂部品３を接合することができる。なお、窪み２１の深さは、ナット１の突出部１５が熱溶着樹脂部品３から突出する分の長さと同等以上となることが好ましい。また、多孔質部材５は圧縮により変形可能であることが好ましい。これにより、多孔質部材５の厚さは窪み２１の深さと同等とすることもでき、多少大きくすることもできる。多孔質部材５を窪み２１の深さよりも大きくした場合、多孔質部材５が熱溶着樹脂部品２及び３にしっかりと抑え込まれるため、振動溶着における振動などの影響で多孔質部材５の位置がずれにくくなる。さらに、これと同様に、窪み２１の外周を多孔質部材５の外周よりも小さくすることもできる。
図１に示す通り、金属製のナット１の下部には熱可塑性樹脂部品４がある。この熱可塑性樹脂部品４は下側からナット１及び第二の熱可塑性樹脂部品３を支える役割を担っている。熱可塑性樹脂部品４は、ナット１の第二の熱可塑性樹脂部品３から突出した下端部１３に相当する部分に、振動方向に振動可能な程度の隙間を有したナット通し孔４１を設けている。これにより、熱可塑性樹脂部品４はナット１の下端部１３を避けて、第二の熱可塑性樹脂部品３と平面で接触できる。なお、装着した熱可塑性樹脂部品４の下端面に対し、ナット１の下端面は、同一平面を形成することもできるし、また、熱可塑性樹脂部品４の下端面よりも出っ張った形状、あるいは凹んだ形状でも構わない。
なお、第一の熱可塑性樹脂部品２、第二の熱可塑性樹脂部品３、及び熱可塑性樹脂部品４は、熱可塑性であると同時に、炭素繊維強化性樹脂（ＣＦＲＰ）またはグラスファイバー強化性樹脂などとすることで、本実施例によって製造される溶着構造体を軽量で耐久性に優れたものとすることができる。
次に図２を用いて、本実施例の溶着構造体の製造方法について説明する。図２は第１の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。まず、図２に示す通り、第一の熱可塑性樹脂部品２と第二の熱可塑性樹脂部品３と多孔質部材５とを密着して設置する。さらに第二の熱可塑性樹脂部品３と熱可塑性樹脂部品４とを密着させる。そして、第一の熱可塑性樹脂部品２、第二の熱可塑性樹脂部品３、及び熱可塑性樹脂部品４の接合面に対して垂直方向（図２における上下方向）に図示しない専用の治具によって加圧する。この状態でさらに、第一の熱可塑性樹脂部品２、第二の熱可塑性樹脂部品３、及び熱可塑性樹脂部品４の接合面に対して水平方向（図２における水平方向）に周期的な振動を一定時間与える。このとき、図２における上下方向のいずれか一方を固定し、他方を振動させることもできるし、両方を振動させることもできる。また、振動溶着工程は、第一の熱可塑性樹脂部品２、第二の熱可塑性樹脂部品３、及び熱可塑性樹脂部品４を一度に溶着することもできるし、第一の熱可塑性樹脂部品２と第二の熱可塑性樹脂部品３を溶着する過程と、第二の熱可塑性樹脂部品３と熱可塑性樹脂部品４を溶着する過程との二つの過程を設けることによって溶着することもできる。これらの工程により、第一の熱可塑性樹脂部品２及び第二の熱可塑性樹脂部品３の溶着部７と、第二の熱可塑性樹脂部品３及び熱可塑性樹脂部品４の溶着部８がそれぞれ摩擦により発熱し溶融する。そして、その後振動を停止して冷却することで溶融した樹脂が固化し結合する。なお、加圧及び加振は、専用の装置を用いても良いが、公知の振動溶着機を用いて行うこともできる。また、振動溶着に用いる振動にも様々な振動を用いることができる。例えば３００Ｈｚ程度以下の比較的低い周波数の振動を用いても良いし、１５ｋＨｚ程度以上の比較的高い周波数を用いても良い。
なお、図３によって、上記溶着構造体に用いる第二の熱可塑性樹脂部品３の成型方法の一例について説明する。図３は、第１の実施形態における、第二の熱可塑性樹脂部品３の成型方法を示す断面図である。まず、第二の熱可塑性樹脂部品３の内部に埋め込むナット１を、金型９ａに設置する。次に、多孔質部材５をナット１の一端を塞ぐ位置に設置し、金型９ｂで抑え込む。金型９ａ及び金型９ｂによって形成される空間９３は、第二の熱可塑性樹脂部品３の形状を成している。このとき、多孔質部材５は、金型９ｂに設けられた窪み９１に収まる。なお、窪み９１の深さは、多孔質部材５及びナット１の突出部１５と同等としても良いが、若干の余裕を設けた深さにすることもできる。これにより、多孔質部材５が樹脂の流れ込みによって変形することを抑制することができる。この状態で、金型９ａ及び９ｂに設けられた空間９３に、図示しない射出口から、熱可塑性樹脂の溶融した樹脂を射出して、第二の熱可塑性樹脂部品３を形成する。これにより、多孔質部材５は、溶融した樹脂と接する端面が接着するが、内部に設けられた孔部の大半は、第二の熱可塑性樹脂部品３の射出後も、樹脂が流れ込んで埋まることなく保持される。そして、第二の熱可塑性樹脂部品３が固化したのちに、金型９ａ及び９ｂを除去することで、第二の熱可塑性樹脂部品３がナット１及び多孔質部材５と一体に成形される。なお、図３に示すように、多孔質部材５は金型９ａ及び９ｂの除去後も、第二の熱可塑性樹脂部品３と接着した端面は離れず、多孔質部材５は多孔質部材５の第二の熱可塑性樹脂部品３からの突出部１５を覆った形を保持する。
なお、第二の熱可塑性樹脂部品３は、このように製造することが望ましいが、これに限られることなく、その他の方法で製造することも可能である。例えば、多孔質部材５は、第二の熱可塑性樹脂部品３の成型時に設けるのではなく、金型９ａ及び９ｂの除去後に、ナット１の突出部１５を覆うように設けても良い。その場合は、金型９ｂの窪み９１の形状をナット１の突出部１５の形状と対応した形状に変更し、多孔質部材５がなくても突出部１５が形成されるようにすることができる。
上記の方法によれば、第二の熱可塑性樹脂部品３の成型時に、ナット１を埋め込むと同時に多孔質部材５を第二の熱可塑性樹脂部品３に固定することができるため、生産効率が向上する。また、このように、あらかじめ第二の熱可塑性樹脂部品３の成型時に、多孔質部材５をナット１に接着しておくことで、前述した振動溶着工程において多孔質部材５が溶融した樹脂に押し出されて位置がずれることを防止することができる。ただし、本製造方法は第二の熱可塑性樹脂部品３の成型方法の一例であって、他の方法により多孔質部材５を第二の熱可塑性樹脂部品３以外の部品に接着しておいたり、接着せずに振動溶着することもできる。
ここで、図４及び図５によって、振動溶着の際に発生するバリ３１について説明する。図４は、従来の実施方法により振動溶着を行う際の構成図である。本実施例にかかる構成図である図１と比較し、多孔質部材５がなく、また、第二の熱可塑性樹脂部品３の上部に備えられた第一の熱可塑性樹脂部品２ａには多孔質部材５が収まるための窪みが構成されていない。さらに、図５は、従来の実施形態において、溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。この図５に示すように、従来の溶着構造体製造方法においては、振動溶着の際、溶着部７の周囲の樹脂が過剰に溶融し、ナット１内部の空洞や外部に溢れ出して冷却され、バリ３１となることがある。外部に発生したバリについては、比較的簡単に除去できるが、ナット１内部の空洞に発生したバリ３１については、除去が比較的困難となる。また、このバリ３１は振動溶着後にナット１にボルト６を通す際に障害となる。
一方、図１〜図３で示す通り、本実施例においてはナット１の空洞開口部には多孔質部材５が配置されている。そのため、振動溶着の際、溶融した樹脂が多孔質部材５の孔に流れ込み、ナット１の内部の空洞に流れ込むのを防止する。したがって、ナット１の内部の空洞にバリが入り込むのを抑制することができる。なお、樹脂を吸収した多孔質部材５は冷却後に冷えて固まり、上記の振動溶着方法によって製造される溶着構造体の一部となる。
図６は、本実施例により製造した溶着構造体の使用態様の一例である。この図６に示すように、本実施例により製造した溶着構造体のナット１の内部の空洞には、バリ３１が発生していない。したがって、ボルト６を障害なく挿入することができる。
図７には、本実施例に記載の方法で製造した溶着構造体の使用例の一つを示す。図７は自動車の内部に使用される樹脂製の骨組みに使用した例である。ここでは、図中下部に設けられたロアメンバ１００の両端部に、本実施例に記載の方法で製造した溶着構造体を用いている、ロアメンバ１００は、下方側が開口した略Ｕ字状の断面形状を有する部材であり、上記実施例１における、第一の熱可塑性樹脂部品２及び熱可塑性樹脂部品４に相当する部分は、共にロアメンバ１００の一部となっている。また、図７に示す通り、このロアメンバ１００の両端部に、固定対象となる同じく略Ｕ字状の断面を有したサイドメンバ１１０を備えている。サイドメンバ１１０には、ボルトが通る孔が備えてあり、この孔をロアメンバ１００のナットのねじ孔に合わせ、図示しないボルトによって固定することができる。このように、樹脂部品の固定部などには本発明による方法で製造した溶着構造体を用いることで強度を上げることができるため有用である。ここで、熱可塑性樹脂材としては炭素繊維やグラスファイバーで強化したＰＰ、ＰＡ、ＰＣ等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、第２の実施形態による溶着構造体の製造方法を示す分解断面図である。また、図９は第２の実施形態により製造した溶着構造体の断面図である。本実施形態は、第１の実施形態（図１〜図２）の変形例であるため、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図８に示す通り、本実施形態における多孔質部材５の厚さは、ナット１の突出部１５の高さよりも大きい。また、本実施形態における第一の熱可塑性樹脂部品２ｂの窪みの深さは、ナット１の突出部１５の高さよりも大きく、多孔質部材５ｂの厚さよりも小さくなっている。したがって、溶着時において、多孔質部材５ｂを圧縮するが、ナット１の突出部１５は、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３が接触及び溶着する際の障害とはならない。ナット１の外周の外側に位置する多孔質部材１５は、振動溶着工程において、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３によってある程度圧縮されるものの、その内部に設けた空間や気泡は、一部が潰れずに残ることとなる。この圧縮により、多孔質部材５ｂはナット１と第一の熱可塑性樹脂部品２ｂにしっかりと抑え込まれ、位置がずれにくくなる。また、このように多孔質部材５ｂが適度に圧縮されることで、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂに窪み２１ｂを設ける際の深さ方向の誤差を吸収することが期待できる。また、本実施形態においては、多孔質部材５ｂの高さをナット１の突出部１５の高さよりも大きくしているが、これを同じにし、さらに第一の熱可塑性樹脂部品２ｂに設ける窪み２１の深さを、これらの長さよりも大きく設けることができる。その場合、多孔質部材５及びナット１の上端面と、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂに設ける窪み２１の底面との間には若干の隙間が設けられる。したがって、振動溶着工程において、第一の熱可塑性樹脂部品２の窪み２１内部で部材同士の摩擦による熱の発生を抑制でき、不要な樹脂の溶融やバリの発生などを防止することができる。なお、このとき、多孔質部材５ｂは、ナット１の突出部１５のうち、少なくともの外周側面の一部と上端の一部とを覆っていればよい。したがって、多孔質部材５ｂの形状は、ナット１の外周とほぼ同じ径の窪みを設け、その窪みにナット１の突出部１５を納めるような形状でも良いし、さらに、ナット１ｂのねじ孔に対応した孔を貫通して設けていても良い。
次に図９を用いて、本実施例の溶着構造体の製造方法について説明する。図９は第２の実施形態における溶着構造体製造方法によって製造した溶着構造体の断面図である。まず、図９に示す通り、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３と多孔質部材５ｂとを密着して設置する。なお、このとき、多孔質部材５ｂは、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３とによって圧縮されるため、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３とが密着するのを妨げない。そして、第二の熱可塑性樹脂部品３と熱可塑性樹脂部品４とを密着させる。さらに、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂ、第二の熱可塑性樹脂部品３、及び熱可塑性樹脂部品４の接合面に対して垂直方向（図９における上下方向）に図示しない専用の治具によって、さらに加圧する。この状態で、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂ、第二の熱可塑性樹脂部品３、熱可塑性樹脂部品４の接合面に対して水平方向（図９における水平方向）に周期的な振動を一定時間与える。このとき、図９における上下方向のいずれか一方を固定し、他方を振動させることもできるし、両方を振動させることもできる。また、振動溶着工程は、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂ、第二の熱可塑性樹脂部品３、熱可塑性樹脂部品４を一度に溶着することもできるし、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂと第二の熱可塑性樹脂部品３を溶着する過程と、第二の熱可塑性樹脂部品３と熱可塑性樹脂部品４を溶着する過程との二つの過程を設けることによって溶着することもできる。これらの工程により、第一の熱可塑性樹脂部品２ｂ及び３の溶着部７と、第二の熱可塑性樹脂部品３及び熱可塑性樹脂部品４の溶着部８がそれぞれ摩擦により発熱し溶融する。そして、その後振動を停止して冷却することで溶融した樹脂が固化し結合する。
［第３の実施形態］
第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。図１０は、第２の実施形態による溶着構造体の製造方法を示す分解断面図である。本実施形態は、第１の実施形態（図１〜図２）の変形例であるため、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図１０に示す通り、本実施形態における多孔質部材５ｃは、ナット１の突出部１５の外周に加え、上端部も覆う形状となっている。ただし、多孔質部材５ｃの上面にはナット１の内径にほぼ対応する円形の開口部５ｄが設けられている。この開口部があることにより、ナット１の上端はふさがれていない。なお、開口部の大きさはナット１の内径よりかなり大きくても良く、また小さくても良い。多孔質部材５ｃをこのような形状とすることで、ナット１の上端部が第一の熱可塑性樹脂部品２と接触するのを防ぐことができる。これにより、振動溶着工程において、第一の熱可塑性樹脂部品２とナット１との摩擦による発熱を防ぐことができ、この発熱による第一の熱可塑性樹脂部品２の不要な溶融とバリの発生を防止できる。
［その他の態様］
前述した実施形態の説明は、本発明にかかる溶着構造体製造方法及び溶着構造体を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は前記した実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、前述した多孔質部材５の形状は切欠きを設ける以外にも、例えば外郭部に径方向へ向かう突起部等を設けることで、より強固に第二の熱可塑性樹脂部品３に固定することもできる。
また、多孔質部材５の外周の大きさは、第一の熱可塑性樹脂部品２に設けた窪み２１の内周よりもある程度大きくても良い。
他にも、前述した実施形態においてはいずれも第二の熱可塑性樹脂部品３に一つのナット１を埋め込んでいるが、例えば複数のナットを埋め込むことで、複数のねじ孔を設けた溶着構造体を製造することもできる。
さらに、前述した実施例ではいずれも第二の熱可塑性樹脂部品３にナット１を埋め込んでいるが、例えばナット以外の、内部に空間を有する形状の部品を埋め込んだ部品を用いることでも、本発明を実施することができる。
１ ナット
２ 熱可塑性樹脂部品
２ａ 熱可塑性樹脂部品
２ｂ 熱可塑性樹脂部品
３ 熱可塑性樹脂部品
４ 熱可塑性樹脂部品
５ 多孔質部材
５ｂ 多孔質部材
５ｃ 多孔質部材
５ｄ 開口部
６ ボルト
７ 溶着部
８ 溶着部
９ａ 金型
９ｂ 金型
１１ ねじ
１２ 突起部
１３ 下端部
１５ 突出部
２１ 窪み
２１ｂ 窪み
３１ バリ
４１ ナット通し孔
９１ 窪み部
９３ 空間
１００ ロアメンバ
１０１ 固定部
１０２ 固定部
１１０ サイドメンバ

Claims (8)

  1. 内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の少なくとも一端側にある第一の樹脂部品と、前記中空部品の外周にある第二の樹脂部品と、前記中空部品の側面外周にあって、前記中空部品の外周形状に対応する開口部を有する多孔質部材とを備えた溶着構造体において、
    前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とが熱可塑性樹脂であって、前記中空部品の前記一端は、前記第二の樹脂部品からある距離だけ突出した突出部を有し、前記第一の樹脂部品は前記多孔質部材の外周形状に対応する形状の窪みを有し、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着してなる溶着構造体。
  2. 内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の少なくとも一端側にある第一の樹脂部品と、前記中空部品の外周にある第二の樹脂部品と、少なくとも前記中空部品の外周側面の一部と上端の一部とを覆う多孔質部材とを備えた構造体において、
    前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とが熱可塑性樹脂であって、前記中空部品の前記一端は、前記第二の樹脂部品からある距離だけ突出した突出部を有し、前記第一の樹脂部品は前記多孔質部材の外周形状に対応する形状の窪みを有し、前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着してなる溶着構造体。
  3. 前記多孔質部材の厚みは前記中空部品の前記突出部の高さよりも大きく、前記第一の樹脂部品に設けた前記窪みの深さは、前記中空部品の前記突出部の高さよりも大きく、前記多孔質部材の厚さよりも小さい請求項１に記載の溶着構造体。
  4. 前記多孔質部材は、少なくとも一部に外周から中心方向への切欠きを有する、請求項１乃至３のいずれか１項記載の溶着構造体。
  5. 前記中空部品は、前記第二の樹脂部品と接する外周面の少なくとも一部に突起部を有する、請求項１乃至４のいずれか１項記載の溶着構造体。
  6. 前記中空部品はナットである、請求項１乃至５のいずれか１項記載の溶着構造体。
  7. 内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の一端側に対応することになる位置に窪みを設けた第一の樹脂部品とを用意するステップと、
    前記中空部品の一端をある距離だけ突出させて前記中空部品を埋め込んだ第二の樹脂部品を用意するステップと、
    前記中空部品の外周に、前記中空部品の外周形状に対応する開口部を有し、前記第一の樹脂部品の前記窪みに対応した外周形状を有する多孔質部材を配置するステップと、
    前記中空部品の前記一端に前記窪みを合わせて置かれた前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着するステップと
    を有する溶着構造体製造方法。
  8. 内部を貫通する空洞を有する中空部品と、前記中空部品の前記空洞の一端側に対応することになる位置に窪みを設けた第一の樹脂部品とを用意するステップと、
    前記中空部品の一端をある距離だけ突出させて前記中空部品を埋め込んだ第二の樹脂部品を用意するステップと、
    前記中空部品の外周に、前記中空部品の外周側面と上端との一部を覆う多孔質部材とを備え、
    前記中空部品の前記一端に前記窪みを合わせて置かれた前記第一の樹脂部品と前記第二の樹脂部品とを振動溶着するステップと
    を有する溶着構造体製造方法。
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