(57)【要約】【課題】大きな幅寸法を必要とせず、また、成形に高精度を必要としない樹脂成形体の接合構造を得る。【解決手段】一対の樹脂成形体１，２の一方１には、他方の樹脂成形体２に向かって突き出したリング状の第１凸部６を成形すると共に、他方の樹脂成形体２には第１凸部６が当接し内側に向いた傾斜の第１傾斜部８を成形する。他方の樹脂成形体２には、第１傾斜部８に連接し一方の樹脂成形体１に向かって突き出したリング状の第２凸部１０を第１凸部６よりも外側に成形すると共に、一方の樹脂成形体１には第２凸部１０が当接し外側に向いた傾斜の第２傾斜部１４を第１凸部６に連接して成形する。第１、第２凸部６，１０を第１、第２傾斜部８，１４に当接させて超音波溶着する。第１傾斜部８よりも内側に第１樹脂溜まり１６を、第２傾斜部１４よりも外側に第２樹脂溜まり１８を成形した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の樹脂成形体を超音波溶着により接合する樹脂成形体の接合構造において、
一対の前記樹脂成形体の一方には、他方の前記樹脂成形体に向かって突き出したリング状の第１凸部を成形すると共に、他方の前記樹脂成形体には前記第１凸部が当接し内側に向いた傾斜の第１傾斜部を成形し、
また、他方の前記樹脂成形体には、前記第１傾斜部に連接し一方の前記樹脂成形体に向かって突き出したリング状の第２凸部を前記第１凸部よりも外側に成形すると共に、一方の前記樹脂成形体には前記第２凸部が当接し外側に向いた傾斜の第２傾斜部を前記第１凸部に連接して成形し、
前記第１、第２凸部をそれぞれ前記第１、第２傾斜部に当接させて超音波溶着することを特徴とする樹脂成形体の接合構造。
【請求項２】
更に、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部は点対称の関係に成形したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形体の接合構造。
【請求項３】
かつ、前記第１傾斜部よりも内側に第１樹脂溜まりを成形すると共に、前記第２傾斜部よりも外側に第２樹脂溜まりを成形したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形体の接合構造。
【請求項４】
前記第１凸部の外周と前記第２凸部の内周とは超音波による振動方向に平行で、かつ、前記外周と前記内周との間に小隙間を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の樹脂成形体の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の樹脂成形体を超音波溶着により接合する樹脂成形体の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１にあるように、気密シール用パッキンを用いることなく、機械的強度と気密性とを同時に達成できる樹脂成形体の結合構造が知られている。この樹脂成形体の結合構造では、一対の樹脂成形体の一方に突状部を周回状に成形すると共に、他方に、突状部を隙間をもって嵌入させる凹条部を周回状に成形する。
【０００３】
凹条部の奥部内周側と外周側とに突状部の内周側角と外周側角とがそれぞれ当接する溶着用傾斜部を成形し、内周側角と外周側角及び内周側溶着用傾斜部と外周側溶着用傾斜部は、超音波溶着のために対向させたとき内周側と外周側とで対向距離が異なるように成形し、内周側と外周側とで時間差をもって溶着するように構成している。また、内周側溶着用傾斜部と外周側溶着用傾斜部との間に樹脂溜まりを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９２６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした従来の構造では、突状部の内周側と外周側とにそれぞれ角を成形すると共に、凹条部の奥部内周側と外周側とに溶着用傾斜部を成形しているので、径方向の幅寸法が大きくなり、また、内周側溶着用傾斜部と外周側溶着用傾斜部との間に樹脂溜まりを設けると、更に径方向の幅寸法が大きくなり、樹脂成形体の接合構造を構成するために、径方向の幅寸法が大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、内周側と外周側とで対向距離が異なるように、内周側角と外周側角及び内周側溶着用傾斜部と外周側溶着用傾斜部を成形しなければならず、成形に高精度を必要とするという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、大きな幅寸法を必要とせず、また、成形に高精度を必要としない樹脂成形体の接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
一対の樹脂成形体を超音波溶着により接合する樹脂成形体の接合構造において、
一対の前記樹脂成形体の一方には、他方の前記樹脂成形体に向かって突き出したリング状の第１凸部を成形すると共に、他方の前記樹脂成形体には前記第１凸部が当接し内側に向いた傾斜の第１傾斜部を成形し、
また、他方の前記樹脂成形体には、前記第１傾斜部に連接し一方の前記樹脂成形体に向かって突き出したリング状の第２凸部を前記第１凸部よりも外側に成形すると共に、一方の前記樹脂成形体には前記第２凸部が当接し外側に向いた傾斜の第２傾斜部を前記第１凸部に連接して成形し、
前記第１、第２凸部をそれぞれ前記第１、第２傾斜部に当接させて超音波溶着することを特徴とする樹脂成形体の接合構造がそれである。
【０００９】
更に、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部は点対称の関係に成形した構成としてもよい。かつ、前記第１傾斜部よりも内側に第１樹脂溜まりを成形すると共に、前記第２傾斜部よりも外側に第２樹脂溜まりを成形した構成としてもよい。また、前記第１凸部の外周と前記第２凸部の内周とは超音波による振動方向に平行で、かつ、前記外周と前記内周との間に小隙間を設けた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の樹脂成形体の接合構造は、一方の樹脂成形体に第１凸部及び第１凸部に連接した第２傾斜部を形成し、他方の樹脂成形体に第１傾斜部及び第１傾斜部に連接した第２凸部を成形したので、第１凸部及び第１傾斜部と第２凸部及び第２傾斜部とを、狭い幅寸法の範囲に成形することができ、径方向の幅寸法を小さくできると共に、第１凸部及び第１傾斜部と第２凸部及び第２傾斜部との成形に高精度を必要とすることなく、一対の樹脂成形体を超音波溶着することができるという効果を奏する。
【００１１】
また、第１傾斜部よりも内側に第１樹脂溜まりを成形すると共に、第２傾斜部よりも外側に第２樹脂溜まりを成形することにより、溶融した樹脂の一部が、第１樹脂溜まり及び第２樹脂溜まりにそれぞれ流入して凝固し、空気の巻き込みを抑制でき、強度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態としての樹脂成形体の接合構造の断面図である。
【図２】本実施形態の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１，２は一対の樹脂成形体で、一方の樹脂成形体１に他方の樹脂成形体２を超音波により溶着している。一対の樹脂成形体１，２は結晶性樹脂を用いた射出成形により形成されており、本実施形態では、結晶性樹脂としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が用いられているが、これに限らず、ナイロンやアセタール等でもよい。結晶性樹脂は、耐熱性や強度が優れるが、溶融中でも溶融樹脂が空気に触れるとすぐに再硬化する性質があり、超音波を加えている状態でも溶融している部分と硬化している部分とが発生し、再硬化した部分に加えられた超音波により溶着部が破壊されてしまい、結果的に広く安定した溶着面積の確保が難しい。
【００１４】
一方の樹脂成形体１は、本実施形態では、中空状に成形されており、一方の端には径方向外側に突出した鍔部４が成形されている。鍔部４には他方の樹脂成形体２に向かって突き出したリング状の第１凸部６が成形されている。第１凸部６は、一方の樹脂成形体１の軸方向中心Ｃと同芯上に円形のリング状に成形されており、その断面形状は、図２に示すように、軸方向中心Ｃと平行方向に突き出された略矩形に成形されている。
【００１５】
他方の樹脂成形体２は、一方の樹脂成形体１の中空内に挿入される軸部２ａと、鍔部４に対向する蓋部２ｂとを備えている。他方の樹脂成形体２の蓋部２ｂには、第１凸部６に対向する第１傾斜部８が成形されており、第１傾斜部８は軸方向中心Ｃと同芯上に円形に成形されている。また、第１傾斜部８は内側（軸方向中心Ｃ側）に面して傾斜して成形されている。第１凸部６を第１傾斜部８に当接させた際には、第１凸部６の外側の角が第１傾斜部８に当接するように成形されている。
【００１６】
また、他方の樹脂成形体２には、第１傾斜部８に連接して、第１傾斜部８よりも径方向外側に、一方の樹脂成形体１に向かって突き出したリング状の第２凸部１０が成形されている。第２凸部１０は軸方向中心Ｃと同芯上に円形のリング状に成形されており、その断面形状は、図２に示すように、軸方向中心Ｃと平行方向に突き出された略矩形に成形されている。
【００１７】
第２凸部１０は第１凸部６の直径より大きな直径のリング状に成形されて、第２凸部１０は第１凸部６の径方向外側に成形され、第１凸部６の外周面と第２凸部１０の内周面との間に小隙間１２が設けられるように成形されると共に、外周面と内周面とは軸方向中心Ｃと平行に成形されている。
【００１８】
一方の樹脂成形体１には、第１凸部６に連接して、第２凸部１０に対向する第２傾斜部１４が成形されており、第２傾斜部１４は軸方向中心Ｃと同芯上に円形に成形されている。また、第２傾斜部１４は外側（軸方向中心Ｃと反対側）に面して傾斜して成形されている。第２凸部１０を第２傾斜部１４に当接させた際には、第２凸部１０の内側の角が第２傾斜部１４に当接するように成形されている。
【００１９】
他方の樹脂成形体２では、第１傾斜部８の内側が窪まされて、第１凸部６との間に隙間ができるように成形され、第１樹脂溜まり１６が設けられている。また、一方の樹脂成形体１では、第２傾斜部１４の外側が窪まされて、第２凸部１０との間に隙間ができるように成形され、第２樹脂溜まり１８が設けられている。
【００２０】
超音波溶着は、まず、図２（イ）に示すように、一方の樹脂成形体１の第１凸部６が他方の樹脂成形体２の第１傾斜部８に当接され、また、他方の樹脂成形体２の第２凸部１０が一方の樹脂成形体１の第２傾斜部１４に当接される。
【００２１】
その際、第１傾斜部８に第１凸部６の外側角が当接されるので、第１傾斜部８の傾斜により、軸方向中心Ｃに両樹脂成形体１，２の中心が一致するように案内される。また、第２傾斜部１４に第２凸部１０の内側角が当接されるので、第２傾斜部１４の傾斜により、軸方向中心Ｃに両樹脂成形体１，２の中心が一致するように案内される。これにより、全周にわたって小隙間１２が確保され、第１凸部６の外周と第２凸部１０の内周との接触が回避される。
【００２２】
また、この状態で、第１傾斜部８と第２傾斜部１４とは小隙間１２の中心点Ｐに対して点対称の関係となるようにそれぞれ成形されている。更に、第１凸部６と第２凸部１０とは、図２に示す幅寸法ａの範囲で点対称の関係となるように成形されている。即ち、第１凸部６と第２凸部１０とは第１傾斜部８と第２傾斜部１４とに当接して溶融する箇所が点対称となるように成形されている。
【００２３】
そして、図１に矢印で示すように、他方の樹脂成形体２に図示しないホーンが当てられて、軸方向中心Ｃと平行方向に超音波による振動が付与される。これにより、図２（ロ）にクロスハッチングで示すように、一方の樹脂成形体１の第１凸部６と他方の樹脂成形体２の第１傾斜部８との当接箇所が溶融してシェアジョイントが形成され、溶融した樹脂の一部は第１樹脂溜まり１６に流入する。
【００２４】
また、他方の樹脂成形体２の第２凸部１０と一方の樹脂成形体１の第２傾斜部１４との当接箇所が溶融してシェアジョイントが形成され、溶融した樹脂の一部は第２樹脂溜まり１８に流入する。溶融した樹脂が凝固することにより、２箇所にシェアジョイントが形成されて、一方の樹脂成形体１と他方の樹脂成形体２とが一体的に溶着される。本実施形態では、超音波溶着した状態でも、第１傾斜部８と第２傾斜部１４とは小隙間１２の中心点Ｐに対して点対称の関係となり、また、第１凸部６と第２凸部１０とは、図２に示す幅寸法ａの範囲で中心点Ｐに対して点対称の関係となる。
【００２５】
一方の樹脂成形体１に第１凸部６及び第１凸部６に連接した第２傾斜部１４を成形し、他方の樹脂成形体２に第１傾斜部８及び第１傾斜部８に連接した第２凸部１０を成形したので、第１凸部６及び第１傾斜部８と第２凸部１０及び第２傾斜部１４とを、狭い幅寸法ａの範囲に成形することができ、径方向の幅寸法を小さくできる。しかも、第１凸部６の外周と第２凸部１０の内周との間の小隙間１２の幅も小さくできるので、径方向の幅寸法を更に小さくできる。また、第１凸部６及び第１傾斜部８と第２凸部１０及び第２傾斜部１４との成形に高精度を必要とせず、成形も容易である。
【００２６】
更に、第１凸部６及び第１傾斜部８によるシェアジョイントと、第２凸部１０及び第２傾斜部１４によるシェアジョイントとにより、二重のシェアジョイントが形成されるので、十分な強度を得ることができる。また、シェアジョイントを形成するので、超音波溶着の際の樹脂溶融量が少なく、短時間で溶着が終了するので、超音波付与中の樹脂の再硬化を抑制でき、リング状の溶着を安定して確保できる。しかも、二重のシェアジョイントを同時に形成するので、十分な強度を確保でき、しかも、十分な気密性も確保できる。
【００２７】
一方の樹脂成形体１の第１凸部６と他方の樹脂成形体２の第１傾斜部８とがリング状に溶着し、また、他方の樹脂成形体２の第２凸部１０と一方の樹脂成形体１の第２傾斜部１４とがリング状に溶着する。その際、第１傾斜部８よりも内側に第１樹脂溜まり１６を成形すると共に、第２傾斜部１４よりも外側に第２樹脂溜まり１８を成形したので、しかも、第１凸部６の外周と第２凸部１０の内周との間の小隙間１２は間隔が狭く、樹脂が流入し難いので、溶融した樹脂の一部は、第１樹脂溜まり１６及び第２樹脂溜まり１８にそれぞれ流入して凝固する。よって、溶融箇所への空気の巻き込みを抑制でき、強度を確保できる。
【００２８】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００２９】
１，２…樹脂成形体  ２ａ…軸部
２ｂ…蓋部          ４…鍔部
６…第１凸部        ８…第１傾斜部
１０…第２凸部      １２…小隙間
１４…第２傾斜部    １６…第１樹脂溜まり
１８…第２樹脂溜まり
【図１】
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【図２】
2011016281.tif 000004