JP6834697B2

JP6834697B2 - 接合体

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Publication number: JP6834697B2
Application number: JP2017069611A
Authority: JP
Inventors: 俊櫻田; 将也中村; 翔太寺地
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: WO2018179862A1; US11179896B2; JP2018171712A; US20190375165A1

Description

本開示は、複数の部材を振動溶着させることにより形成された接合体に関する。

例えばインテークマニホールドのように、比較的複雑な形状の製品を樹脂によって形成する場合には、予め複数の部材を成形しておき、これらを振動溶着させることによって製品（接合体）を形成するのが一般的である。下記特許文献１に記載のインテークマニホールドは、一部に突条が形成されている２つの分割体を、それぞれの突状の先端同士を突き合わせた状態で振動溶着させた構成となっている。

振動溶着が行われる際には、溶着部分においてバリが生じ、当該バリが次第に成長して行くことが知られている。バリの一部が剥がれて製品の内部又は周囲に落下してしまうことを防止するために、上記のインテークマニホールドには、溶着部分の周囲を覆うようなリブ（カバー壁）が設けられている。このリブは、振動溶着の実施前から、少なくとも一方の分割体に予め形成されていたものである。尚、上記のようなリブは、溶着部分を覆い隠して意匠性を高めるという目的で設けられることもある。

説明の便宜上、以下では、振動溶着される部材の一方を「第１部材」と称し、他方を「第２部材」と称する。また、第１部材のうち第２部材に向けて突出する部分であって、その先端が振動溶着される部分のことを、以下では「第１溶着部」と称する。更に、第２部材のうち第１部材に向けて突出する部分であって、その先端が振動溶着される部分のことを、以下では「第２溶着部」と称する。

下記特許文献１に記載のインテークマニホールドでは、第１溶着部の幅が第２溶着部の幅よりも大きくなっている。このような構成においては、第２溶着部の先端面の全体が、第１溶着部の先端面に対して常に当接している状態を維持しながら、振動溶着を行うことができる。これにより、接合部分の外周部近くにおいて接合不良が生じてしまうようなことが防止される。

特開２００４−３１６４６８号公報

上記特許文献１に記載のインテークマニホールドのリブは、第２部材の方に設けられており、且つ第１溶着部と第２溶着部とを側方から覆うように設けられている。振動溶着が行われているときには、部材の振動により、第１溶着部の側面が上記リブに対して近づいている状態と、上記リブから遠ざかっている状態とが繰り返されることとなる。

製品（接合体）を小型化するためには、第１溶着部とリブとの距離を可能な限り小さくすることが好ましい。しかしながら、当該距離を小さくし過ぎると、振動溶着の際における可動域（つまり振動の振幅）が両者の干渉によって小さくなってしまい、第１部材と第２部材との接合強度が低下してしまう可能性がある。

特に、上記インテークマニホールドでは、（リブを有さない）第１部材に設けられた第１溶着部の幅を大きくした結果、第１溶着部とリブとの距離が当初から小さくなっている。このため、当該距離を更に小さくして製品の小型化を図ることは困難である。

そこで本発明者らは、第１溶着部と第２溶着部とを側方から覆うリブを、幅の狭い第２溶着部を有する第２部材の方に設けるのではなく、幅の広い第１溶着部を有する第１部材の方に設けることについて検討を進めた。このような構成とすれば、振動溶着の際における可動域を十分に確保しながらも、接合体を小型化することができる。

ところが、第１部材と第２部材とが互いに接合されている部分の全てにおいて上記の構成を採用すると、振動溶着の際に生じたバリの一部がリブの外側にはみ出てしまう、という新たな課題が、本発明者らによって見出された。このような現象は、第１部材と第２部材との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して平行となっている領域において特に生じやすい。その理由は、当該領域においてはバリの成長する方向が一定の方向に定まらないので、その成長方向によっては、リブの先端側に形成されている隙間から一部のバリがはみ出てしまうためと考えられる。

本開示は、リブの外側にバリがはみ出てしまう現象を防止することのできる接合体、を提供することを目的とする。

本開示に係る接合体は、第１部材（１００）と第２部材（２００）とを振動溶着させることにより形成された接合体（１０）である。第１部材は、第１部材のうち第２部材側の縁に沿って伸びる第１ベース部（１２０）と、第１ベース部から第２部材側に向けて突出する第１溶着部（１３０）と、を有し、第２部材は、第２部材のうち第１部材側の縁に沿って伸びており、第１ベース部と対向するように配置されている第２ベース部（２２０）と、第２ベース部から第１部材側に向けて突出しており、その先端が第１溶着部の先端に対して振動溶着されている第２溶着部（２３０）と、を有している。第１溶着部の幅は、第２溶着部の幅よりも大きくなっている。第１部材と第２部材とが接合されている部分のうち第１領域（Ｄ１）においては、第１溶着部から離間した位置において、第１ベース部から第２部材側に向けて突出するように第１部材に形成された第１リブ（１４０，１５０）が、第１溶着部と第２溶着部とを側方から覆っている。第１部材と第２部材とが接合されている部分のうち、第１領域とは異なる第２領域（Ｄ２）においては、第２溶着部から離間した位置において、第２ベース部から第１部材側に向けて突出するように第２部材に形成された第２リブ（２４０，２５０）が、第１溶着部と第２溶着部とを側方から覆っている。

このような構成の接合体では、第１溶着部の幅が第２溶着部の幅よりも大きくなっている。このため、振動溶着の際には、第２溶着部の先端面の全体が、第１溶着部の先端面に対して常に当接している状態が維持される。これにより、接合部分の外周部近くにおいて接合不良が生じてしまうようなことが防止される。

第１領域においては、第１溶着部と第２溶着部とを側方から覆うリブは、幅の広い第１溶着部を有する第１部材の方に設けられている。このため、第１溶着部とリブとの距離は小さくなっているのであるが、当該距離は振動によって変化するものではないため、第１溶着部とリブとが干渉してしまうことは無い。従って、接合体を小型化するために、当該距離を更に小さくすることができる。

一方、第２溶着部の幅は狭いので、第１領域においては第２溶着部とリブとの距離が比較的大きくなっている。このため、上記のように第１溶着部とリブとの距離を小さくして全体を小型化した場合であっても、第２溶着部とリブとの距離が小さくなり過ぎることは無い。振動溶着の際における可動域が十分に確保されるので、接合強度の低下を防止しながらも、接合体を小型化することができる。

ところで、振動溶着の際にバリが成長して伸びていく可能性のある範囲は、幅の広い第１溶着部の先端面よりも第２部材側の範囲となる。第１領域においては、リブの先端側に形成された隙間が上記の範囲に含まれている。このため、一部のバリがリブの先端側の隙間に向かって成長し、リブの外側にはみ出てしまう可能性がある。ただし、第１溶着部の先端面に沿ってバリが成長した場合には、当該バリはリブの内面に当たることとなり、リブの外側にはみ出てしまう可能性は低くなる。

一方で、第２領域においては、リブの先端側に形成された隙間は上記の範囲に含まれていない。このため、バリがどのような方向に向かって成長したとしても、リブの外側にバリがはみ出てしまう可能性は無い。

そこで、第１溶着部の先端面に沿ってバリが成長しやすい領域を上記の第１領域とし、バリが成長する方向が一定とはなりにくい領域を上記の第２領域とすれば、接合体の一部を小型化しながらも、リブの外側にバリがはみ出てしまう現象を防止することができる。尚、「第１溶着部の先端面に沿ってバリが成長しやすい領域」とは、例えば、第１部材と第２部材との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して垂直となっているような領域である。また、「バリが成長する方向が一定とはなりにくい領域」とは、例えば、第１部材と第２部材との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して平行となっているような領域である。

本開示によれば、リブの外側にバリがはみ出てしまう現象を防止することのできる接合体、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る接合体の全体構造を側面視で示す図である。図２は、第１実施形態に係る接合体の全体構造を上面視で示す図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。図５は、振動溶着が行われる直前における、図３の断面の状態を示す図である。図６は、振動溶着が行われている途中における、図３の断面の状態を示す図である。図７は、振動溶着が行われる直前における、図４の断面の状態を示す図である。図８は、振動溶着が行われている途中における、図４の断面の状態を示す図である。図９は、図２のＩＸ−ＩＸ断面を示す図である。図１０は、第２実施形態に係る接合体の断面を示す図である。図１１は、第２実施形態に係る接合体の断面を示す図である。図１２は、第３実施形態に係る接合体の全体構造を側面視で示す図である。図１３は、第３実施形態に係る接合体の全体構造を上面視で示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態に係る接合体１０は、車両に設けられるインテークマニホールド（全体は不図示）の一部を構成する部品である。図１及び図２に示されるように、接合体１０は、内部を通る空気の流れを最適化するために、その形状が比較的複雑なものとなっている。このため、接合体１０は、樹脂の射出成形によって予め作成された第１部材１００と第２部材２００とを、振動溶着させることによって形成されている。

接合体１０の材料となる樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリルニトリルスチレン、液晶ポリマー、等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

以下の説明においては、接合体１０の長手方向であって、図１の左側からから右側に向かう方向をｘ方向とし、各図では同方向に沿ってｘ軸を設定する。また、ｘ方向に垂直な方向であって、図１の紙面奥側から手前側に向かう方向をｙ方向とし、各図では同方向に沿ってｙ軸を設定する。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、図１の下方から上方に向かう方向をｚ方向とし、各図では同方向に沿ってｚ軸を設定する。

図２に示されるように、接合体１０のうち第１部材１００と第２部材２００とが接合されている部分は、その全体が環状となるように形成されている。以下では、第１部材１００と第２部材２００とが接合されている部分及びその近傍の領域を、第１領域Ｄ１、第２領域Ｄ２、及び接続領域Ｄ３に分けて説明する。

第１領域Ｄ１とは、接合体１０を第１部材１００から第２部材２００に向かう方向（つまり−ｚ方向）に沿って見た場合において、第１部材１００と第２部材２００との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して垂直となっている領域のことである。本実施形態では、この振動方向はｙ軸に沿った方向となっている。このため、第１領域Ｄ１は、図２において左右方向に沿って伸びるような領域となっており、図２の上下２箇所に存在している。尚、第１領域Ｄ１は、第１部材１００と第２部材２００との接合部分が伸びている方向が、振動方向に対して正確に垂直となっている領域であってもよいのであるが、振動方向に対して概ね垂直となっている領域であってもよい。

第２領域Ｄ２とは、接合体１０を第１部材１００から第２部材２００に向かう方向（つまり−ｚ方向）に沿って見た場合において、第１部材１００と第２部材２００との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して平行となっている領域のことである。このような第２領域Ｄ２は、図２において上下方向に沿って伸びるような領域となっており、図２の左右２箇所に存在している。尚、第２領域Ｄ２は、第１部材１００と第２部材２００との接合部分が伸びている方向が、振動方向に対して正確に平行となっている領域であってもよいのであるが、振動方向に対して概ね平行となっている領域であってもよい。

接続領域Ｄ３とは、第１部材１００と第２部材２００とが接合されている部分のうち、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とを繋いでいる領域のことである。本実施形態では、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とがそれぞれ２つずつ存在しているので、接続領域Ｄ３は計４つ存在している。

図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面が模式的に示されている。同図を参照しながら、第１領域Ｄ１における第１部材１００の形状について説明する。図３に示されるように、第１部材１００のうち第２部材２００側の端部の近傍部分には、第１管壁部１１０と、第１ベース部１２０と、第１溶着部１３０と、一対の第１リブ１４０、１５０と、が形成されている。第１部材１００のうち図３に示される部分は、第２部材２００に対して接続される「継手部分」ともいえるものである。

第１管壁部１１０は、空気が通る流路を内側に形成する壁であって、第１部材１００の大部分を占める部分となっている。

第１ベース部１２０は、第１管壁部１１０のうち最も第２部材２００側の端部から、接合体１０の外側（図３では−ｙ方向側）に向かって突出するように形成された部分である。第１ベース部１２０は、第１部材１００のうち第２部材２００側の縁に沿って（図３ではｘ軸に沿って）伸びるように形成されている。ここでいう「第２部材２００側の縁」とは、第１管壁部１１０のうち第２部材２００側の端部のことである。

第１ベース部１２０のうち−ｙ方向側の端部には、ｚ方向側に向けて突出する第１突出部１６０が形成されている。これにより、第１突出部１６０と第１管壁部１１０との間には、−ｚ方向側に向けて後退するように第１凹部１７０が形成されている。この第１凹部１７０は、後に説明する振動溶着が行われる際において、不図示の溶着装置に第１部材１００を固定するための治具を受け入れる部分となっている。

第１溶着部１３０は、第１ベース部１２０のうち−ｚ方向側の端面１２１から、第２部材２００側（−ｚ方向側）に向けて突出するように形成された部分である。第１溶着部１３０の先端面１３１には、第２部材２００の第２溶着部２３０（後述）が振動溶着により接合されている。図３においては、振動溶着の接合面、すなわち第１溶着部１３０と第２溶着部２３０との概ね境界となる面が、点線ＤＬ１で示されている。

第１リブ１４０は、端面１２１のｙ方向側端部から、第２部材２００側（−ｚ方向側）に向けて突出するように形成された板状の部分である。第１リブ１４０は、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（ｙ方向側）から覆うように形成されている。第１リブ１４０の先端面１４１は、第２部材２００のうちｚ方向側の端面２２１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。第１リブ１４０は、第１溶着部１３０からｙ方向側に離間した位置に形成されている。このため、第１リブ１４０の内側には空間ＳＰ１が形成されている。尚、第１リブ１４０の先端面１４１が端面２２１に当接しているような態様としてもよい。

第１リブ１５０は、端面１２１の−ｙ方向側端部から、第２部材２００側（−ｚ方向側）に向けて突出するように形成された板状の部分である。第１リブ１５０は、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（−ｙ方向側）から覆うように形成されている。第１リブ１５０の先端面１５１は、第２部材２００の端面２２１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。第１リブ１５０は、第１溶着部１３０から−ｙ方向側に離間した位置に形成されている。このため、第１リブ１５０の内側には空間ＳＰ２が形成されている。尚、第１リブ１５０の先端面１５１が端面２２１に当接しているような態様としてもよい。

引き続き図３を参照しながら、第１領域Ｄ１における第２部材２００の形状について説明する。第２部材２００のうち第１部材１００側の端部の近傍部分には、第２管壁部２１０と、第２ベース部２２０と、第２溶着部２３０と、が形成されている。第２部材２００のうち図３に示される部分は、第１部材１００に対して接続される「継手部分」ともいえるものである。

第２管壁部２１０は、空気が通る流路を内側に形成する壁であって、第２部材２００の大部分を占める部分となっている。

第２ベース部２２０は、第２管壁部２１０のうち最も第１部材１００側の端部から、接合体１０の外側（図３では−ｙ方向側）に向かって突出するように形成された部分である。第２ベース部２２０は、先に述べた第１ベース部１２０と対向するように配置されている。第２ベース部２２０は、第２部材２００のうち第１部材１００側の縁に沿って（図３ではｘ軸に沿って）伸びるように形成されている。ここでいう「第１部材１００側の縁」とは、第２管壁部２１０のうち第１部材１００側の端部のことである。

第２ベース部２２０のうちｚ方向側の端面２２１には、第１リブ１４０の先端面１４１、及び第１リブ１５０の先端面１５１のそれぞれが対向している。

第２ベース部２２０のうち−ｙ方向側の端部には、−ｚ方向側に向けて突出する第２突出部２６０が形成されている。これにより、第２突出部２６０と第２管壁部２１０との間には、−ｚ方向側に向けて後退するように第２凹部２７０が形成されている。この第２凹部２７０は、後に説明する振動溶着が行われる際において、不図示の溶着装置に第２部材２００を固定するための治具を受け入れる部分となっている。

第２溶着部２３０は、第２ベース部２２０の端面２２１から、第１部材１００側（ｚ方向側）に向けて突出するように形成された部分である。第２溶着部２３０のうちｚ方向側の端部は、既に述べたように第１溶着部１３０の先端面１３１に対して振動溶着により接合されている。図３の断面における第２溶着部２３０の幅（ｙ軸に沿った寸法）は、同断面における第１溶着部１３０の幅（ｙ軸に沿った寸法）よりも小さくなっている。また、ｙ方向における第２溶着部２３０の中心は、同方向における第１溶着部１３０の中心と概ね一致している。

尚、図２において下方側に示されている第１領域Ｄ１における継ぎ手部分の構造は、以上に説明したものと同様の構造となっている。具体的には、図３に示される構造を左右対称とした構造となっている。このため、その具体的な図示及び説明については省略する。

図４には、図２のＩＶ−ＩＶ断面が模式的に示されている。同図を参照しながら、第２領域Ｄ２における第１部材１００の形状について説明する。第２領域Ｄ２における第１部材１００にも、第１管壁部１１０と、第１ベース部１２０と、第１溶着部１３０と、が形成されている。これらの形状は、第１領域Ｄ１におけるそれぞれの形状（図３）と同じである。ただし、第２領域Ｄ２における第１部材１００には、一対の第１リブ１４０、１５０が形成されていない。

引き続き図４を参照しながら、第２領域Ｄ２における第２部材２００の形状について説明する。第２領域Ｄ２における第２部材２００にも、第２管壁部２１０と、第２ベース部２２０と、第２溶着部２３０と、が形成されている。これらの形状は、第１領域Ｄ１におけるそれぞれの形状（図３）と同じである。また、第２領域Ｄ２における第２部材２００には、これらの他、一対の第２リブ２４０、２５０が形成されている。

第２リブ２４０は、第２ベース部２２０のうち端面２２１の−ｘ方向側端部から、第１部材１００側（ｚ方向側）に向けて突出するように形成された板状の部分である。第２リブ２４０は、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（−ｘ方向側）から覆うように形成されている。第２リブ２４０の先端面２４１は、第１ベース部１２０の端面１２１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。第２リブ２４０は、第２溶着部２３０から−ｘ方向側に離間した位置に形成されている。このため、第２リブ２４０の内側には空間ＳＰ１が形成されている。尚、第２リブ２４０の先端面２４１が端面１２１に当接しているような態様としてもよい。

第２リブ２５０は、第２ベース部２２０のうち端面２２１のｘ方向側端部から、第１部材１００側（ｚ方向側）に向けて突出するように形成された板状の部分である。第２リブ２５０は、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（ｘ方向側）から覆うように形成されている。第２リブ２５０の先端面２５１は、第１ベース部１２０の端面１２１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。第２リブ２５０は、第２溶着部２３０からｘ方向側に離間した位置に形成されている。このため、第２リブ２５０の内側には空間ＳＰ２が形成されている。尚、第２リブ２５０の先端面２５１が端面１２１に当接しているような態様としてもよい。

尚、図２において左側に示されている第２領域Ｄ２における継ぎ手部分の構造は、以上に説明したものと同様の構造となっている。具体的には、図４に示される構造を左右対称とした構造となっている。このため、その具体的な図示及び説明については省略する。

第１部材１００と第２部材２００とが振動溶着によって接合される過程について説明する。先ず、第１領域Ｄ１における接合の過程を、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５に示されるのは、振動溶着が行われる直前における図３の断面の状態である。このとき、第２溶着部２３０は、その先端面２３１を、第１溶着部１３０の先端面１３１に対して当接させた状態となっている。尚、図５のように配置された第１部材１００及び第２部材２００は、溶着装置の治具によって保持されているのであるが、図４においては溶着装置や治具の図示が省略されている。

振動溶着が行われる前においては、ｚ軸に沿った第２溶着部２３０の寸法は、図３に示されるときの寸法よりも大きくなっている。このため、図５に示されるように、第１リブ１４０の先端面１４１と、第２ベース部２２０の端面２２１との間は大きく離間している。同様に、第１リブ１５０の先端面１５１と、第２ベース部２２０の端面２２１との間も大きく離間している。

振動溶着が開始されると、第１部材１００と第２部材２００のうち少なくとも一方に振動が加えられる。当該振動の方向は、既に述べたようにｙ軸に沿った方向となっている。このため、第１部材１００及び第２部材２００のｙ方向に沿った相対的な位置関係は、上記の振動によって周期的に変化することとなる。

このとき、互いに当接した状態で振動している第１溶着部１３０と第２溶着部２３０との間には摩擦熱が生じるので、それぞれの当接部分は摩擦熱によって溶融した状態となる。第２溶着部２３０は、先端部分が溶融した状態で第１溶着部１３０に押し付けられることにより、その長さが次第に短くなって行く。図６には、振動溶着が行われている途中の状態が示されている。第２溶着部２３０が短くなって行くことにより、先端面１４１と端面２２１との距離、及び先端面１５１と端面２２１との距離は、いずれも次第に小さくなって行く。

尚、本実施形態では既に述べたように、第２溶着部２３０の幅が、第１溶着部１３０の幅よりも小さくなっている。このため、振動溶着が行われている間は、第２溶着部２３０の先端面２３１の全体が、第１溶着部１３０の先端面１３１に対して常に当接している状態が維持される。これにより、接合部分の外周部近くにおいて接合不良が生じてしまうようなことが防止される。

振動溶着が行われているときには、摩擦熱によって溶融した樹脂の一部はバリとなって、上記の当接部分から外側に伸びるように成長していく。第１領域Ｄ１においてバリの伸びる方向は、第１部材１００等に加えられる振動の方向（つまりｙ軸に沿った方向）となる。つまり、第１溶着部１３０と第２溶着部２３０との当接部分から、先端面１３１に沿って図６の左右に広がるようにバリが成長していく。

図６では、第１領域Ｄ１の空間ＳＰ１においてバリが成長していく方向が矢印ＡＲ１で示されている。また、第１領域Ｄ１の空間ＳＰ２においてバリが成長していく方向が矢印ＡＲ２で示されている。空間ＳＰ１で成長するバリは、当接部分からｙ方向に沿って伸びた後、第１リブ１４０に当たることによってその向きを変化させる。このため、当該バリは空間ＳＰ１の外側に出ることは無く、空間ＳＰ１に収められることとなる。同様に、空間ＳＰ２で成長するバリは、当接部分から−ｙ方向に沿って伸びた後、第１リブ１５０に当たることによってその向きを変化させる。このため、当該バリは空間ＳＰ２の外側に出ることは無く、空間ＳＰ２に収められることとなる。尚、図３においては、空間ＳＰ１、ＳＰ２に収容されたバリの図示が省略されている。図４、及び後述の図９、１０、１１においても同様である。

尚、第１リブ１４０の先端面１４１と第２部材２００との間に形成された隙間の大きさは、空間ＳＰ１にあるバリが外側にはみ出さない程度の大きさとすることが好ましい。同様に、第１リブ１５０の先端面１５１と第２部材２００との間に形成された隙間の大きさは、空間ＳＰ２にあるバリが外側にはみ出さない程度の大きさとすることが好ましい。

第１溶着部１３０及び第２溶着部２３０は、それぞれの先端を溶融させた状態で互いに押し付けられることにより一体となる。振動が停止されると、摩擦熱によって溶融していた樹脂は固体に戻り、第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とが互いに接合された状態となる。

ところで、第１領域Ｄ１における継ぎ手部分（図３）の厚さ方向における寸法を小さくする場合には、第１溶着部１３０と第１リブ１４０との距離Ｌ１１（図５を参照）、及び第１溶着部１３０と第１リブ１５０との距離Ｌ１２（図５を参照）を更に小さくすることとなる。距離Ｌ１１、Ｌ１２はいずれも、振動によってその大きさが変化するものではない。このため、小型化のために距離Ｌ１１、Ｌ１２を小さくしても、振動の可動域が小さくなってしまうことは無い。

振動溶着が行われているときには、第２溶着部２３０の側面と第１リブ１４０との距離Ｌ２１（図５を参照）が周期的に変動することとなる。換言すれば、第２溶着部２３０の側面が第１リブ１４０に近づいている状態と、第１リブ１４０から遠ざかっている状態とが繰り返されることとなる。同様に、振動溶着が行われているときには、第２溶着部２３０の側面と第１リブ１５０との距離Ｌ２２（図５を参照）が周期的に変動することとなる。換言すれば、第２溶着部２３０の側面が第１リブ１５０に近づいている状態と、第１リブ１５０から遠ざかっている状態とが繰り返されることとなる。

本実施形態では、第１リブ１４０、１５０までの距離が上記のように変動する部分が、幅の狭い第２溶着部２３０となっている。このため、上記の距離Ｌ２１、Ｌ２２は比較的大きくなっている。

接合体１０を小型化するために、上記のように距離Ｌ１１、Ｌ１２を小さくした場合には、これに伴って距離Ｌ２１、２２も小さくなる。しかしながら、距離Ｌ２１、２２は上記のように元々比較的大きかったのであるから、距離Ｌ２１、２２を小さくしながらも、干渉が生じ得ない状態を維持することができる。尚、その際には、干渉が生じないように各部の寸法公差や振動の振幅が考慮されるべきであることは言うまでもない

以上のように第１領域Ｄ１では、振動溶着の際における可動域が十分に確保されるので、接合強度の低下を防止しながらも、継ぎ手部分の幅方向における寸法を小型化することができる。本実施形態のように、接合体１０がインテークマニホールドの一部として用いられる場合には、継ぎ手部分の小型化によって、空気の流路断面積を大きくすることができる。これにより、吸気の圧力損失を低減し、エンジンの出力を向上させることができる。

続いて、第２領域Ｄ２における接合の過程を、図７及び図８を参照しながら説明する。図７に示されるのは、振動溶着が行われる直前における図４の断面の状態である。第１領域Ｄ１の場合（図５）と同様に、第２溶着部２３０は、その先端面２３１を、第１溶着部１３０の先端面１３１に対して当接させた状態となっている。尚、図７においても溶着装置や治具の図示が省略されている。

振動溶着が行われる前においては、ｚ軸に沿った第２溶着部２３０の寸法は、図４に示されるときの寸法よりも大きくなっている。このため、図７に示されるように、第２リブ２４０の先端面２４１と、第１ベース部１２０の端面１２１との間は大きく離間している。同様に、第２リブ２５０の先端面２５１と、第１ベース部１２０の端面１２１との間も大きく離間している。

振動溶着が開始されると、互いに当接した状態で振動している第１溶着部１３０と第２溶着部２３０との間には摩擦熱が生じるので、それぞれの当接部分は摩擦熱によって溶融した状態となる。第２溶着部２３０は、先端部分が溶融した状態で第１溶着部１３０に押し付けられることにより、その長さが次第に短くなって行く。図８には、振動溶着が行われている途中の状態が示されている。第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とが共に溶け合うことで、先端面２４１と端面１２１との距離、及び先端面２５１と端面１２１との距離は、いずれも次第に小さくなって行く。

振動溶着が行われている間は、第２領域Ｄ２においても、第２溶着部２３０の先端面２３１の全体が、第１溶着部１３０の先端面１３１に対して常に当接している状態が維持される。これにより、接合部分の外周部近くにおいて接合不良が生じてしまうようなことが防止される。

振動溶着が行われているときには、摩擦熱によって溶融した樹脂の一部はバリとなって、上記の当接部分から外側に伸びるように成長していく。第２領域Ｄ２における振動の方向は、第１部材１００と第２部材２００との接合部分が伸びている方向と一致している。このような場合、バリの成長する方向は一定の方向に定まらない。バリは、先端面２３１よりも第２部材２００側（つまり−ｚ方向側）の範囲に向かって、ランダムな方向に伸びていく。図８では、第２領域Ｄ２の空間ＳＰ１においてバリが成長していく方向の一例が矢印ＡＲ３で示されている。また、第２領域Ｄ２の空間ＳＰ２においてバリが成長していく方向の一例が矢印ＡＲ４で示されている。

第２領域Ｄ２では、第２リブ２４０、２５０の先端側に形成されている隙間が、バリの成長し得る範囲（つまり先端面２３１よりも−ｚ方向側の範囲）には存在しない。このため、どのような方向にバリが成長したとしても、当該バリが第２リブ２４０、２５０の外側にはみ出てしまうことはない。このため、第２領域Ｄ２においても、全てのバリが空間ＳＰ１、ＳＰ２に収容された状態となる。

尚、第２領域Ｄ２における継ぎ手部分（図４）の厚さ方向における寸法を小さくする場合には、第１溶着部１３０と第２リブ２４０との距離Ｌ３１（図７を参照）、及び第１溶着部１３０と第２リブ２５０との距離Ｌ３２（図７を参照）を、それぞれ小さくすることとなる。ただし、第２領域Ｄ２においては、振動方向が図７の紙面奥行方向（ｙ方向）となっているので、距離Ｌ３１、Ｌ３２を小さくしたとしても、振動の可動域が狭くなってしまうことは無い。

以上のように、本実施形態に係る接合体１０では、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２の配置を工夫することにより、リブの外側にバリがはみ出てしまう現象を防止しながら、接合体１０を小型化することを可能としている。

尚、第１部材１００と第２部材２００との接合面は、その全体が振動の方向と平行な単一の面（ｘｙ平面）に含まれている必要はない。例えば、図１の矢印ＡＲ１０で示されている部分は、ｘｙ平面に対して傾斜した方向に沿って伸びている。ただし、接合体１０を第１部材１００から第２部材２００に向かう方向に沿って見た場合には、当該部分は振動方向（ｙ方向）に対して概ね垂直となっている。このため、当該部分は上記の第１領域Ｄ１に含まれる部分となっている。

図９には、図２のＩＸ−ＩＸ断面が模式的に示されている。同図を参照しながら、接続領域Ｄ３における第１部材１００の形状について説明する。接続領域Ｄ３おける第１部材１００にも、第１管壁部１１０と、第１ベース部１２０と、第１溶着部１３０と、が形成されている。これらの形状は、第１領域Ｄ１におけるそれぞれの形状（図３）と同じである。

接続領域Ｄ３における第１部材１００にも、第１領域Ｄ１の場合と同様に、一対の第１リブ１４０、１５０が形成されている。ただし、その突出量（ｚ軸に沿った寸法）は、第１領域Ｄ１における突出量よりも短くなっている。図９では、第１リブ１４０、１５０のそれぞれの突出量がＨ１として示されている。

引き続き図９を参照しながら、接続領域Ｄ３における第２部材２００の形状について説明する。接続領域Ｄ３における第２部材２００にも、第２管壁部２１０と、第２ベース部２２０と、第２溶着部２３０と、が形成されている。これらの形状は、第２領域Ｄ２におけるそれぞれの形状（図４）と同じである。

接続領域Ｄ３における第２部材２００にも、第２領域Ｄ２における場合と同様に、一対の第２リブ２４０、２５０が形成されている。ただし、その突出量（ｚ軸に沿った寸法）は、第２領域Ｄ２における突出量よりも短くなっている。図９では、第２リブ２４０、２５０のそれぞれの突出量がＨ２として示されている。第２リブ２４０の先端面２４１は、第１リブ１４０の先端面１４１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。第２リブ２５０の先端面２５１は、第１リブ１５０の先端面１５１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。

接続領域Ｄ３においては、第１リブ１４０、１５０の突出量、及び第２リブ２４０、２５０の突出量は、いずれも全体で均一とはなっておらず、場所によって異なっている。具体的には、第１領域Ｄ１側から第２領域Ｄ２側に行くに従って、第１リブ１４０、１５０の突出量Ｈ１は徐々に小さくなっている。接続領域Ｄ３のうち最も第１領域Ｄ１側の部分では、第１リブ１４０、１５０の突出量Ｈ１は最大となっており、図３に示される状態となっている。接続領域Ｄ３のうち最も第２領域Ｄ２側の部分では、第１リブ１４０、１５０の突出量Ｈ１は最小（０）となっており、図４に示される状態となっている。

また、第１領域Ｄ１側から第２領域Ｄ２側に行くに従って、第２リブ２４０、２５０の突出量Ｈ２は徐々に大きくなっている。接続領域Ｄ３のうち最も第１領域Ｄ１側の部分では、第２リブ２４０、２５０の突出量Ｈ２は最小（０）となっており、図３に示される状態となっている。接続領域Ｄ３のうち最も第２領域Ｄ２側の部分では、第２リブ２４０、２５０の突出量Ｈ２は最大となっており、図４に示される状態となっている。

このような構成により、継手構造が互いに異なる第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とが、接続領域Ｄ３を介して滑らかに接続されている。このため、両者が不連続に接続されているような構造に比べると、振動溶着の際に、不連続部分（例えば段差部分）において部材同士が衝突してしまうようなことを防止することができる。

尚、本実施形態における第１領域Ｄ１では、第１溶着部１３０を間に挟むように２つの第１リブ１４０、１５０が形成されているのであるが、第１リブ１４０及び第１リブ１５０のうち一方のみが設けられており、他方が設けられていないような構成としてもよい。例えば、溶着部分で生じているバリを隠して、接合体１０の意匠性を高めることのみを目的とする場合には、外側に第１リブ１５０が設けられる一方、内側には第１リブ１４０が設けられていない構成としてもよい。また、溶着部分で生じているバリが、接合体１０の内側（つまり空気の流路）に落下することの防止のみを目的とする場合には、内側に第１リブ１４０が設けられる一方、外側には第１リブ１５０が設けられていない構成としてもよい。

同様に、本実施形態における第２領域Ｄ２では、第２溶着部２３０を間に挟むように２つの第２リブ２４０、２５０が形成されているのであるが、第２リブ２４０及び第２リブ２５０のうち一方のみが設けられており、他方が設けられていないような構成としてもよい。例えば、溶着部分で生じているバリを隠して、接合体１０の意匠性を高めることのみを目的とする場合には、外側に第２リブ２５０が設けられる一方、内側には第２リブ２４０が設けられていない構成としてもよい。また、溶着部分で生じているバリが、接合体１０の内側（つまり空気の流路）に落下することの防止のみを目的とする場合には、内側に第２リブ２４０が設けられる一方、外側には第２リブ２５０が設けられていない構成としてもよい。

第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図１０に示されるのは、本実施形態における第１領域Ｄ１の継手構造を、図３と同位置における断面として描いたものである。同図に示されるように、本実施形態に係る接合体１０では、第１領域Ｄ１においても第２領域Ｄ２と同様に、第２部材２００には第２リブ２４０、２５０が形成されている。第１領域Ｄ１における第２リブ２４０、２５０の突出量（ｚ軸に沿った寸法）は、第２溶着部２３０の突出量よりも小さい。

第１リブ１４０の先端面１４１は、第２リブ２４０の先端面２４１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。このため、本実施形態における第１リブ１４０も、第１領域Ｄ１では、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（−ｙ方向側）から覆っている。

また、第１リブ１５０の先端面１５１は、第２リブ２５０の先端面２５１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。このため、本実施形態における第１リブ１５０も、第１領域Ｄ１では、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（ｙ方向側）から覆っている。

図１１に示されるのは、本実施形態における第２領域Ｄ２の継手構造を、図４と同位置における断面として描いたものである。同図に示されるように、本実施形態に係る接合体１０では、第２領域Ｄ２においても第１領域Ｄ１と同様に、第１部材１００には第１リブ１４０、１５０が形成されている。第２領域Ｄ２における第１リブ１４０、１５０の突出量（ｚ軸に沿った寸法）は、第１溶着部１３０の突出量よりも小さい。

第２リブ２４０の先端面２４１は、第１リブ１４０の先端面１４１と対向しており、両者の間には僅かな隙間が形成されている。このため、本実施形態における第２リブ２４０も、第２領域Ｄ２では、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（−ｙ方向側）から覆っている。先端面２４１と先端面１４１とが互いに近接した状態で対向しているので、空間ＳＰ１に収容されたバリが外部から視認されなくなっている。

先端面２４１と先端面１４１との間に形成された隙間の大きさは、空間ＳＰ２にあるバリが外側にはみ出さない程度の大きさとすることが好ましい。尚、先端面２４１と先端面１４１とが互いに当接しているような態様としてもよい。

また、第２リブ２５０の先端面２５１は、第１リブ１５０の先端面１５１に当接している。このため、本実施形態における第２リブ２５０も、第２領域Ｄ２では、互いに接合された第１溶着部１３０と第２溶着部２３０とを側方（ｙ方向側）から覆っている。先端面２５１と先端面１５１とが互いに近接した状態で対向しているので、空間ＳＰ２に収容されたバリが外部から視認されなくなっている。

先端面２５１と先端面１５１との間に形成された隙間の大きさは、空間ＳＰ２にあるバリが外側にはみ出さない程度の大きさとすることが好ましい。尚、先端面２５１と先端面１５１とが互いに当接しているような態様としてもよい。

以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。また、上記の構成においては、第１領域Ｄ１における第１リブ１４０、１５０のそれぞれの長さを、第１実施形態の場合に比べて短くすることができる。同様に、第２領域Ｄ２における第２リブ２４０、２５０のそれぞれの長さを、第１実施形態の場合に比べて短くすることができる。これにより、第１リブ１４０、１５０、及び第２リブ２４０、２５０のそれぞれの強度が高くなるという利点も得られる。

図１２及び図１３を参照しながら、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る接合体１０Ａは、その全体が概ね直方体状に形成された容器となっており、その内部には不図示の空間が形成されている。接合体１０Ａも、樹脂の射出成形によって予め作成された第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとを、振動溶着させることによって形成されている。

第１部材１００Ａは、図１２における下方側の端部が接合前には開放されていた容器である。第２部材２００Ａは、図１２における上方側の端部が接合前には開放されていた容器である。第１部材１００Ａ及び第２部材２００Ａは、それぞれの開放端における縁を互いに突き合わせた状態で振動溶着されている。図１２では、第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの間の境界面が点線ＤＬ２で示されている。尚、上記の境界面は、振動溶着の接合面（図３や図４における点線ＤＬ１）とは異なる面である。

図１３では、第１部材１００Ａから第２部材２００Ａに向かう方向（つまり−ｚ方向）に沿って見た場合の、接合体１０Ａが描かれている。振動溶着の際の振動方向は、図１３において矢印ＡＲ５で示された方向となっている。

図１３に示される第１領域Ｄ１では、第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの接合部分が伸びている方向（つまり図１３の上下方向）が、振動溶着の際の振動方向に対して垂直となっている。この第１領域Ｄ１における第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの間の継ぎ手部分の構造は、図３を参照しながら説明したものと同様の構造となっている。すなわち、溶着部分を側方から覆うリブ（第１リブ１４０、１５０）が、幅の広い溶着部（第１溶着部１３０）を有する方の部材側（第１部材１００Ａ側）に設けられた構造となっている。

図１３に示される第２領域Ｄ２では、第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの接合部分が伸びている方向（つまり図１３の左右方向）が、振動溶着の際の振動方向に対して平行となっている。この第２領域Ｄ２における第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの間の継ぎ手部分の構造は、図４を参照しながら説明したものと同様の構造となっている。すなわち、溶着部分を側方から覆うリブ（第２リブ２４０、２５０）が、幅の狭い溶着部（第２溶着部２３０）を有する方の部材側（第２部材２００Ａ側）に設けられた構造となっている。

図１３に示される接続領域Ｄ３は、上記のような第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２とを繋ぐ領域となっている。この接続領域Ｄ３における第１部材１００Ａと第２部材２００Ａとの間の継ぎ手部分の構造は、図９を参照しながら説明したものと同様の構造となっている。すなわち、溶着部分を側方から覆うリブ（第１リブ１４０、１５０、第２リブ２４０、２５０）の高さが、第１領域Ｄ１側から第２領域Ｄ２側に行くに従って次第に変化する構造となっている。

以上のような構成の接合体１０Ａにおいても、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：接合体
１００：第１部材
１２０：第１ベース部
１３０：第１溶着部
１４０，１５０：第１リブ
２００：第２部材
２２０：第２ベース部
２３０：第２溶着部
２４０，２５０：第２リブ
Ｄ１：第１領域
Ｄ２：第２領域

Claims

第１部材（１００）と第２部材（２００）とを振動溶着させることにより形成された接合体（１０）であって、
前記第１部材は、
前記第１部材のうち前記第２部材側の縁に沿って伸びる第１ベース部（１２０）と、
前記第１ベース部から前記第２部材側に向けて突出する第１溶着部（１３０）と、を有し、
前記第２部材は、
前記第２部材のうち前記第１部材側の縁に沿って伸びており、前記第１ベース部と対向するように配置されている第２ベース部（２２０）と、
前記第２ベース部から前記第１部材側に向けて突出しており、その先端が前記第１溶着部の先端に対して振動溶着されている第２溶着部（２３０）と、を有し、
前記第１溶着部の幅は、前記第２溶着部の幅よりも大きくなっており、
前記第１部材と前記第２部材とが接合されている部分のうち第１領域（Ｄ１）においては、
前記第１溶着部から離間した位置において、前記第１ベース部から前記第２部材側に向けて突出するように前記第１部材に形成された第１リブ（１４０，１５０）が、前記第１溶着部と前記第２溶着部とを側方から覆っており、
前記第１部材と前記第２部材とが接合されている部分のうち、前記第１領域とは異なる第２領域（Ｄ２）においては、
前記第２溶着部から離間した位置において、前記第２ベース部から前記第１部材側に向けて突出するように前記第２部材に形成された第２リブ（２４０，２５０）が、前記第１溶着部と前記第２溶着部とを側方から覆っている接合体。
接合体を前記第１部材から前記第２部材に向かう方向に沿って見た場合において、
前記第１領域は、
前記第１部材と前記第２部材との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して垂直となっている領域であり、
前記第２領域は、
前記第１部材と前記第２部材との接合部分が伸びている方向が、振動溶着の際の振動方向に対して平行となっている領域である、請求項１に記載の接合体。
前記第１部材と前記第２部材とが接合されている部分のうち、前記第１領域と前記第２領域とを繋ぐ接続領域（Ｄ３）においては、
前記第１領域側から前記第２領域側に行くに従って、前記第１リブの突出量が徐々に小さくなり、且つ前記第２リブの突出量が徐々に大きくなるように、前記第１リブ及び前記第２リブがそれぞれ形成されている、請求項１又は２に記載の接合体。
前記第１領域においても、前記第２部材には前記第２リブが形成されており、
前記第２領域においても、前記第１部材には前記第１リブが形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接合体。
前記第１リブの先端と前記第２リブの先端とが互いに対向している、請求項４に記載の接合体。
前記第１リブは、前記第１溶着部を間に挟むように２つ設けられており、
前記第２リブは、前記第２溶着部を間に挟むように２つ設けられている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接合体。