JP7694243B2 - Resin structure and method for producing resin structure - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂構造体及び樹脂構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a resin structure and a method for producing a resin structure.
特許文献1には、非晶質性樹脂からなる透過性樹脂部材と、晶質性樹脂からなる吸収性樹脂部材とをレーザ溶着するレーザ溶着方法が開示されている。特許文献1に記載のレーザ溶着方法は、透過性樹脂部材を通して吸収性樹脂部材の表面にレーザ光を照射する。これにより、吸収性樹脂部材の表面がレーザ光を吸収して発熱し、この熱により吸収性樹脂部材と透光性樹脂部材とが溶着される。 Patent Document 1 discloses a laser welding method for laser welding a transparent resin member made of an amorphous resin and an absorbent resin member made of a crystalline resin. The laser welding method described in Patent Document 1 irradiates the surface of the absorbent resin member with laser light through the transparent resin member. As a result, the surface of the absorbent resin member absorbs the laser light and generates heat, and this heat welds the absorbent resin member and the translucent resin member.
ここで、樹脂部材は、結晶性が高いほど結晶融解熱が高くなる傾向にあるため、晶質性樹脂等の結晶性が高い樹脂部材を溶着しようとすると、高熱を発生させる必要がある。そのため、結晶性が高い樹脂部材を溶着する際には、樹脂部材が熱分解温度を超えて劣化したりボイドが発生したりする結果、溶着強度が低下するおそれがある。一方、溶着される樹脂部材として単に結晶性の低い樹脂部材を採用すると、樹脂自体の剛性が確保されないおそれがある。 Here, the higher the crystallinity of a resin member, the higher the heat of crystalline fusion tends to be, so when attempting to weld a highly crystalline resin member, such as a crystalline resin, high heat must be generated. Therefore, when welding a highly crystalline resin member, there is a risk that the resin member may exceed its thermal decomposition temperature and deteriorate, or voids may be generated, resulting in a decrease in weld strength. On the other hand, if a resin member with low crystallinity is simply used as the resin member to be welded, there is a risk that the rigidity of the resin itself may not be ensured.
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、全体の剛性の低下を抑制しつつ溶着強度を向上させることができる樹脂構造体及び樹脂構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a resin structure and a method for manufacturing a resin structure that can improve welding strength while suppressing a decrease in overall rigidity.
本発明は、前記の目的を達成するため、互いに溶着された第1樹脂部材及び第2樹脂部材を備える樹脂構造体であって、前記第1樹脂部材及び前記第2樹脂部材の少なくとも一方は、本体部と、表面部に形成され、前記本体部よりも結晶性の低い低結晶性層とを有し、前記第1樹脂部材と前記第2樹脂部材とは、前記第1樹脂部材及び前記第2樹脂部材の少なくとも一方の前記低結晶性層において、溶着されている、樹脂構造体を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a resin structure comprising a first resin member and a second resin member welded to each other, in which at least one of the first resin member and the second resin member has a main body portion and a low crystallinity layer formed on a surface portion and having a lower crystallinity than the main body portion, and the first resin member and the second resin member are welded to each other at the low crystallinity layer of at least one of the first resin member and the second resin member.
また、本発明は、前記の目的を達成するため、第1樹脂部材と第2樹脂部材とを溶着してなる樹脂構造体の製造方法であって、前記第1樹脂部材及び前記第2樹脂部材の少なくとも一方において、表面部における溶着箇所となる部位に、本体部よりも結晶性が低い低結晶性層を形成する工程と、前記第1樹脂部材と前記第2樹脂部材とを、前記第1樹脂部材及び前記第2樹脂部材の少なくとも一方の前記低結晶性層において、溶着する工程と、を備える、樹脂構造体の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a resin structure by welding a first resin member and a second resin member, the method comprising the steps of: forming a low crystallinity layer having a lower crystallinity than a main body portion at a portion of the surface portion of at least one of the first resin member and the second resin member that will be the welding portion; and welding the first resin member and the second resin member at the low crystallinity layer of at least one of the first resin member and the second resin member.
本発明によれば、全体の剛性の低下を抑制しつつ溶着強度を向上させることができる樹脂構造体及び樹脂構造体の製造方法を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide a resin structure and a method for manufacturing a resin structure that can improve welding strength while suppressing a decrease in overall rigidity.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図8を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 8. Note that the embodiment described below is shown as a preferred specific example for carrying out the present invention, and while there are some parts that specifically exemplify various technical matters that are technically preferable, the technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.
(回転速度センサ1)
本形態においては、樹脂構造体2を回転速度センサ1に適用した例を示す。図1は、本形態の回転速度センサ1の断面図である。図2は、本形態の回転速度センサ1の分解断面図である。
(Rotational speed sensor 1)
In this embodiment, an example is shown in which a
回転速度センサ1は、例えば自動車に搭載された回転体の回転速度を検出するためのセンサである。例えば、回転速度センサ1は、自動車の車輪の回転速度を検出するとともに、ABS(アンチロックブレーキシステム)に用いられるABSセンサとすることができる。また、回転速度センサ1は、ターボチャージャのコンプレッサホイールなど、自動車に搭載された車輪以外の回転体の回転速度を検出する回転速度センサとしてもよい。なお、樹脂構造体2は、回転速度センサ1以外の装置等に適用可能である。一例として、種々の電子部品を収容するハウジング及びカバーとして樹脂構造体2を用いることが可能である。また、樹脂構造体2は、ハウジング及びカバーを構成するものでなくてもよい。
The rotational speed sensor 1 is a sensor for detecting the rotational speed of a rotating body mounted on, for example, an automobile. For example, the rotational speed sensor 1 can be an ABS sensor that detects the rotational speed of the wheels of an automobile and is used in an ABS (antilock braking system). The rotational speed sensor 1 may also be a rotational speed sensor that detects the rotational speed of a rotating body other than the wheels mounted on an automobile, such as a compressor wheel of a turbocharger. The
回転速度センサ1は、互いに溶着された第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22と、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22内に収容された電子部品としてのセンサIC3と、センサIC3に接続されたケーブル4とを備える。
The rotation speed sensor 1 includes a
第1樹脂部材21は、センサIC3を収容するハウジングであり、第2樹脂部材22は、第1樹脂部材21の開口を閉塞するカバーである。第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれは、電気的絶縁性を有する熱可塑性樹脂からなる。例えば、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれは、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のエンジニアリングプラスチック、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等のスーパーエンジニアリングプラスチックなどを用いることができる。また、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックは、ガラス繊維等を補強材として含んでもよい。本形態において、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22は、互いに同種の樹脂材料からなる。なお、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22を構成する樹脂材料としては、互いに溶着可能な異種の樹脂材料の組合せを採用することもできる。
The
第1樹脂部材21は、一方側に開口するとともにセンサIC3を収容する収容部211と、収容部211から外周側に突出した取付部212とを有する。収容部211は、第2樹脂部材22側に向かって開口するカップ状を呈している。取付部212は、ボルト挿通孔212aが形成されており、ボルトを用いて車体等に固定される。
The
第2樹脂部材22は、ケーブル4の外周部に設けられている。第2樹脂部材22は、第2樹脂部材22を成形するための金型にケーブル4を挿入したインサート成形により、ケーブル4と一体に成形される。第2樹脂部材22は、略円筒形状を呈しており、第1樹脂部材21側の端部に、全周が外周側に向かって突出した大径部221を有する。大径部221は、第1樹脂部材21における第2樹脂部材22側の面に当接し、収容部211を閉塞している。そして、大径部221は、第1樹脂部材21における収容部211の開口部の周囲に、全周にわたって溶着されている。
The
第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれは、本体部213,222と、本体部213,222よりも結晶性の低い低結晶性層214,223とを備える。低結晶性層214,223は、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれの表面部に形成されている。ここでいう「表面部」は、第1樹脂部材21又は第2樹脂部材22の表面を構成するとともに所定の厚みを有する第1樹脂部材21又は第2樹脂部材22の部位であり、第1樹脂部材21又は第2樹脂部材22の成形時に金型に接触する部位である。
The
本形態において、本体部213,222は結晶性樹脂である。低結晶性層214,223は、結晶構造を有さない非晶質とまではいかないが、本体部213,222よりも結晶性の低い低結晶性樹脂からなる。本体部213,222及び低結晶性層214,223のそれぞれの結晶性は、例えば結晶化度によって評価することができる。また、結晶性は、例えば結晶融解熱によって評価することも可能である。すなわち、結晶融解熱が高いほど、結晶性が高いものと評価可能である。第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれに、本体部213,222及び低結晶性層214,223を形成する方法については後述する。なお、図1、図2においては、便宜上、低結晶性層214,223の厚みを誇張して表している。また、便宜上、図1、図2においては、低結晶性層214,223の厚みを全体において均一に表しているが、均一でなくてもよい。
In this embodiment, the
本形態において、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とは、レーザ溶着によって互いに固定されている。第1樹脂部材21は、レーザ吸収性を持たせるべく、着色剤が添加された吸収材である。着色剤としては、例えばカーボンブラック等の炭素系材料等を用いることができる。第2樹脂部材22は、レーザ透過性を備えるよう構成された透過材である。なお、第2樹脂部材22は、視覚的に透明でなくてもよく、レーザ溶着時に用いるレーザ光を透過すればよい。詳細は後述するが、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22との溶着部10は、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とのそれぞれの低結晶性層214,223に形成されている。第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とに包囲された領域に、センサIC3が収容されている。
In this embodiment, the
センサIC3は、例えば、GMR(Giant Magneto Resistive effect)素子、AMR(Anisotropic Magneto Resistive)素子、TMR(Tunneling Magneto Resistive)素子、ホール素子等の磁気検出素子を備えている。センサIC3の検出信号は、ケーブル4を通して、車内に配された制御装置等に出力される。
The sensor IC3 is equipped with magnetic detection elements such as a GMR (Giant Magneto Resistive effect) element, an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) element, a TMR (Tunneling Magneto Resistive) element, a Hall element, etc. The detection signal of the sensor IC3 is output to a control device or the like arranged in the vehicle through the
ケーブル4は、センサIC3に接続される一対の電線41と、一対の電線41を一括して覆うシース42とを備える。一対の電線41は、センサIC3の一対の端子31に接続されている。シース42は、絶縁性を有する樹脂等からなる。第2樹脂部材22の前述のインサート成形により、シース42と第2樹脂部材22とが一体化されている。
The
(回転速度センサ1の製造方法)
次に、回転速度センサ1の製造方法につき説明する。
回転速度センサ1の製造方法は、第1樹脂部材21を製造する工程、ケーブル4と一体化されるよう第2樹脂部材22を製造する工程、及び第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とを溶着する工程と、を備える。
(Method of Manufacturing Rotational Speed Sensor 1)
Next, a method for manufacturing the rotation speed sensor 1 will be described.
The manufacturing method of the rotation speed sensor 1 includes a step of manufacturing a
第1樹脂部材21を製造する工程においては、第1樹脂部材21を成形するための金型内に、第1樹脂部材21を構成する高温の溶融樹脂を注入し、溶融樹脂を冷却することにより、第1樹脂部材21が成形される。ここで、第1樹脂部材21を製造するにあたっては、第1樹脂部材21における第2樹脂部材22と溶着される部位が低結晶性層214となるよう工夫されている。かかる工夫としては、第1樹脂部材21における第2樹脂部材22と溶着される部位の近傍に、所定温度以下の低温の冷却水を流すための水穴を、金型に設けることが考えられる。本形態のように、第1樹脂部材21の略全表面に低結晶性層214が形成される場合は、金型におけるキャビティを構成する面全体の温度が所定温度以下の低温となるよう、金型の水穴の位置及び冷却水の温度が設計される。これにより、溶融樹脂における金型に接触する部位、すなわち第1樹脂部材21の表面部となる部位に、結晶性の低い低結晶性層214が形成される。そして、金型から離れた位置にある溶融樹脂は、比較的低速で冷却され、低結晶性層214に比べて結晶性の高い本体部213となる。
In the process of manufacturing the
なお、従来においても、金型内の溶融樹脂を硬化させるべく金型に水穴が設けられているが、第1樹脂部材21の表面に低結晶性層214を形成するためには、所定速度以上の冷却速度で溶融樹脂の表面部を冷却させるべく、金型の水穴の位置及び冷却水の温度を設計する必要がある。すなわち、本形態においては、低結晶性層214を第1樹脂部材21の所望の位置に意図的に形成すべく、従来と比べて第1樹脂部材21の製法を工夫している。低結晶性層214を形成するために必要な冷却速度については、第1樹脂部材21を構成する樹脂材料によって種々異なる。金型内の溶融樹脂の金型付近の冷却速度が速いほど、低結晶性層214が厚く形成される傾向がある。
In addition, even in the conventional method, the mold has water holes to harden the molten resin in the mold. However, in order to form the
第2樹脂部材22を製造する工程においては、第2樹脂部材22の金型内にケーブル4を挿入し、金型内に第2樹脂部材22を構成する高温の溶融樹脂を注入し、冷却することにより、第2樹脂部材22が成形される。第2樹脂部材22を製造する際においては、第2樹脂部材22における第1樹脂部材21と溶着される部位が低結晶性層223となるよう工夫されている。かかる工夫は、第1樹脂部材21において低結晶性層214を形成するための工夫と同様であり、第2樹脂部材22においては、表面部に低結晶性層223が形成され、表面部以外に本体部222が形成される。なお、第2樹脂部材22の表面部のうち、ケーブル4に触れ、成形時に金型に触れない部分は、低結晶性層223が形成されず、結晶性の高い本体部222となる。
In the process of manufacturing the
図3は、第1樹脂部材21の断面を光学顕微鏡で撮影した写真である。図3に示す第1樹脂部材21は、ガラス繊維を含むPA樹脂である。図3の右下には、500μmのスケールを表している。本体部213と低結晶性層214とにおいては、断面を光学顕微鏡で見た場合に、層構造が異なって見える。すなわち、第1樹脂部材21の断面を光学顕微鏡等で観察することにより、第1樹脂部材21に本体部213と低結晶性層214とが形成されているか否かが判断可能である。第2樹脂部材22における本体部222と低結晶性層223とについても同様である。なお、図3においては、第1樹脂部材21の表面位置を分かりやすくすべく、第1樹脂部材21の表面を符号210にて表している。また、図3において、表面210の上側には、第1樹脂部材21の断面撮影時に第1樹脂部材21を載置した台座が表れている。
Figure 3 is a photograph of the cross section of the
図4は、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とを溶着する工程を示す斜視図である。本形態においては、第2樹脂部材22を通して第1樹脂部材21の表面にレーザ光51を当て、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とをレーザ溶着させる。このとき、レーザ光51を発するレーザ装置5を、ケーブル4の周りを1周、又は複数周させながら、ケーブル4の周りの全周にわたって、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とをレーザ溶着する。レーザ装置5としては、CO2レーザ等の気体レーザや、YAGレーザ、Ybファイバーレーザ等の固体レーザ等を用いることができる。なお、図4においては、レーザ光51を当てる予定の箇所を、二点鎖線にて表している。
4 is a perspective view showing a process of welding the
図5乃至図8は、レーザ溶着過程において溶着部10が形成される様子を順次示した模式図である。図5乃至図8においては、便宜上、第1樹脂部材21の本体部213と低結晶性層214との境界、及び第2樹脂部材22の本体部222と低結晶性層223との境界のそれぞれを、破線で表している。図6及び図7においては、レーザ光51照射中の状態を示しており、レーザ光51の照射範囲を二点鎖線で示しており、レーザ光51の照射方向を白抜きの矢印にて表している。
Figures 5 to 8 are schematic diagrams sequentially showing how the welded
図6に示すごとく、第2樹脂部材22を通して第1樹脂部材21の表面にレーザ光51を照射すると、まず、第1樹脂部材21の低結晶性層214がレーザ光51を吸収して発熱し、低結晶性層214に溶融部100が形成される。そして、図6において第1樹脂部材21の溶融部100から出る細矢印にて示すごとく、第1樹脂部材21においてレーザ光51を吸収して生じた熱は、第1樹脂部材21から第2樹脂部材22側に伝達される。この熱伝達により、図7に示すごとく、第2樹脂部材22の低結晶性層223が、第1樹脂部材21の低結晶性層214と共に溶融し、溶融部100が広がる。そして、図8に示すごとく、レーザ光51の照射を終了することにより、発熱が止まって第1樹脂部材21の低結晶性層214と第2樹脂部材22の低結晶性層223との溶融部100が硬化し、溶着部10が形成される。このようにして、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とは、互いの低結晶性層214,223同士において、溶着されている。
As shown in Fig. 6, when the surface of the
溶着部10は、第1樹脂部材21の低結晶性層214と第2樹脂部材22の低結晶性層223との形成範囲に収まるように形成され、第1樹脂部材21の本体部213及び第2樹脂部材22の本体部222には形成されないことが好ましい。なお、溶着部10の一部は、第1樹脂部材21の本体部213と第2樹脂部材22の本体部222との少なくとも一方にはみ出るよう形成されていてもよい。この場合、溶着部10は、その半分以上(より好ましくは8割以上)の体積部分が、第1樹脂部材21の低結晶性層214と第2樹脂部材22の低結晶性層223との形成領域に収まっていることが好ましい。
The welded
第2樹脂部材22の低結晶性層223における溶着部10が形成される箇所の厚みは、第1樹脂部材21の低結晶性層214における溶着部10が形成される箇所の厚みよりも大きいことが好ましい。前述のごとく、第2樹脂部材22の低結晶性層223は、第1樹脂部材21側で発生した熱が伝達されることによって間接的にレーザ光51の熱を受けて溶融するため、レーザ溶着時に第1樹脂部材21の低結晶性層214と比べて溶融し難い。そのため、第2樹脂部材22の低結晶性層223における溶着部10が形成される箇所の厚みを厚く形成することにより、レーザ溶着時に、第2樹脂部材22の低結晶性層223を溶融させやすくなる。なお、これに限られず、例えば第1樹脂部材21の低結晶性層214における溶着部10が形成される箇所の厚みと、第2樹脂部材22の低結晶性層223における溶着部10が形成される箇所の厚みとが同等であってもよい。また、第1樹脂部材21の低結晶性層214における溶着部10が形成される箇所の厚みが、第2樹脂部材22の低結晶性層223における溶着部10が形成される箇所の厚みよりも大きくてもよい。
It is preferable that the thickness of the portion where the welded
(第1の実施の形態の作用及び効果)
本形態において、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれは、本体部213,222と、表面部に形成され、本体部213,222よりも結晶性の低い低結晶性層214,223とを有する。そして、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とは、互いの低結晶性層214,223同士において、溶着されている。このように、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とを、比較的低温で溶融する低結晶性層214,223において溶着することで、溶着の際に必要となる熱を低くすることができる。それゆえ、溶着時、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22が熱分解温度を超えて、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22が劣化したり、溶着部10にボイドが発生したりすることを抑制できる。これにより、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22との溶着強度を向上させることができる。また、溶着時に必要な熱が低下することにより、溶着時に必要となるエネルギー(例えば溶着をレーザ溶着とした場合はレーザ光の照射エネルギー)を低減することができる。さらに、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22に、低結晶性層214,223よりも結晶性の高い本体部213,222を形成することにより、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22を有する樹脂構造体2全体の剛性が低下することを抑制することができる。前述の効果は、第1樹脂部材及び第2樹脂部材の少なくとも一方に本体部及び低結晶性層が形成されており、当該低結晶性層において第1樹脂部材と第2樹脂部材とが溶着されていれば得られる効果である。そして、前述の効果は、本形態のように、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれに、本体部213,222と低結晶性層214,223とが形成されており、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とが互いの低結晶性層214,223同士において溶着されている場合に、より顕著に得られる効果である。
(Functions and Effects of the First Embodiment)
In this embodiment, each of the
また、第1樹脂部材21はレーザ光51を吸収する吸収材からなり、第2樹脂部材22はレーザ光51を透過する透過材からなり、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とはレーザ光51によって互いにレーザ溶着されている。それゆえ、溶着時に発生する熱が広範囲に広がることを抑制することができる。
The
また、吸収材からなる第1樹脂部材21と透過材からなる第2樹脂部材22とは、同種の樹脂材料からなる。すなわち第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とのそれぞれの融点は、同等である。ここで、前述のごとく、レーザ溶着時においては、第1樹脂部材21がレーザ光の照射を受けて発熱することで第1樹脂部材21が溶融し、また、この熱が第2樹脂部材22に伝達することで第2樹脂部材22が溶融する。このようなメカニズムであるため、互いに同じ樹脂材料からなる第1樹脂部材21と第2樹脂部材22との双方を溶融させるためには、第1樹脂部材21に発生させる熱を、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれの融点よりもある程度高くする必要がある。そのため、特に工夫しない場合は、第1樹脂部材21が熱分解温度を超え、劣化したり溶融部にボイドが発生したりするおそれがある。そこで、本形態のように互いに同種の樹脂材料からなる第1樹脂部材21と第2樹脂部材22とのレーザ溶着を、これらの低結晶性層214,223同士において行うことにより、溶着のために必要な熱を低温化することができる。その結果、第1樹脂部材21が劣化したり溶着部10にボイドが発生したりすることを抑制でき、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22との溶着強度を向上させることができる。
The
また、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22からなる樹脂構造体2は、電子部品(本形態においてはセンサIC3)を収容するために用いられる。前述のごとく、本形態によれば溶着時に発生する熱を低減することができるため、樹脂構造体2内に収容された電子部品が溶着時の熱の影響を受けることを抑制することができる。
The
以上のごとく、本形態によれば、全体の剛性の低下を抑制しつつ溶着強度を向上させることができる樹脂構造体及び樹脂構造体の製造方法を提供することができる。 As described above, this embodiment can provide a resin structure and a method for manufacturing a resin structure that can improve the weld strength while suppressing a decrease in the overall rigidity.
[第2の実施の形態]
図9は、本形態における回転速度センサ1の一部を拡大した断面図である。
[Second embodiment]
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the rotation speed sensor 1 in this embodiment.
本形態は、第1の実施の形態に対し、第1樹脂部材21における低結晶性層214の形成箇所と、第2樹脂部材22における低結晶性層223の形成箇所とを変更した形態である。本形態においては、第1樹脂部材21と第2樹脂部材22との溶着部10の近傍にのみ、低結晶性層214,223が形成されている。
This embodiment is an embodiment in which the location where the
本形態の第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22を製造するにあたっては、例えば、第1樹脂部材21を形成する金型及び第2樹脂部材22を形成する金型を工夫することにより、所望の位置に低結晶性層214,223を形成することができる。例えば、金型の水穴を、金型内における低結晶性層214,223が形成される領域の近くのみに形成することで、所望の位置に低結晶性層214,223を形成することができる。
When manufacturing the
本形態のその他の構成は、第1の実施の形態の構成と同様である。
なお、第2の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
The other configurations of this embodiment are similar to those of the first embodiment.
In addition, among the symbols used in the second and subsequent embodiments, the same symbols as those used in the previously described embodiments represent the same components, etc. as those in the previously described embodiments, unless otherwise specified.
(第2の実施の形態の作用及び効果)
本形態においては、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22のそれぞれの溶着部10以外は、比較的結晶性の高い本体部213,222によって構成されているため、第1樹脂部材21及び第2樹脂部材22を有する樹脂構造体2の剛性を高くすることができる。
その他、本形態においても、第1の実施の形態と同様の作用効果を有する。
(Functions and Effects of the Second Embodiment)
In this embodiment, other than the welded
In addition, this embodiment also has the same operational effects as the first embodiment.
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of the embodiment)
Next, the technical ideas grasped from the above-described embodiment will be described by using the reference numerals and the like in the embodiment. However, the reference numerals and the like in the following description do not limit the components in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiment.
[1]互いに溶着された第1樹脂部材(21)及び第2樹脂部材(22)を備える樹脂構造体(2)であって、前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)の少なくとも一方は、本体部(213,222)と、表面部に形成され、前記本体部(213,222)よりも結晶性の低い低結晶性層(214,223)とを有し、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とは、前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)の少なくとも一方の前記低結晶性層(214,223)において、溶着されている、樹脂構造体(2)。 [1] A resin structure (2) comprising a first resin member (21) and a second resin member (22) welded to each other, wherein at least one of the first resin member (21) and the second resin member (22) has a main body portion (213, 222) and a low crystallinity layer (214, 223) formed on a surface portion and having a lower crystallinity than the main body portion (213, 222), and the first resin member (21) and the second resin member (22) are welded to each other at the low crystallinity layer (214, 223) of at least one of the first resin member (21) and the second resin member (22).
[2]前記第1樹脂部材(21)は、レーザ光(51)を吸収する吸収材からなり、前記第2樹脂部材(22)は、前記レーザ光(51)を透過する透過材からなり、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とは、前記レーザ光によって互いにレーザ溶着されている、[1]に記載の樹脂構造体(2)。 [2] The resin structure (2) described in [1], in which the first resin member (21) is made of an absorbent material that absorbs the laser light (51), the second resin member (22) is made of a transparent material that transmits the laser light (51), and the first resin member (21) and the second resin member (22) are laser welded to each other by the laser light.
[3]前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)のうちの少なくとも前記第2樹脂部材(22)が、前記本体部(222)及び前記低結晶性層(223)を有し、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)の前記低結晶性層(223)とが、前記レーザ光(51)によって互いにレーザ溶着されている、[2]に記載の樹脂構造体(2)。 [3] The resin structure (2) described in [2], in which at least the second resin member (22) of the first resin member (21) and the second resin member (22) has the main body portion (222) and the low crystallinity layer (223), and the first resin member (21) and the low crystallinity layer (223) of the second resin member (22) are laser welded to each other by the laser light (51).
[4]前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)は、互いに同種の樹脂材料からなる、[3]に記載の樹脂構造体(2)。 [4] The resin structure (2) described in [3], in which the first resin member (21) and the second resin member (22) are made of the same type of resin material.
[5]前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)のそれぞれは、前記本体部(213,222)及び前記低結晶性層(214,223)を有し、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とは、互いの前記低結晶性層(214,223)同士において、溶着されている、[1]乃至[4]のいずれか1つの樹脂構造体(2)。 [5] The first resin member (21) and the second resin member (22) each have the main body portion (213, 222) and the low crystallinity layer (214, 223), and the first resin member (21) and the second resin member (22) are welded to each other at the low crystallinity layers (214, 223). Any one of the resin structures (2) in [1] to [4].
[6]電子部品(3)を収容するために用いられる、[1]乃至[5]のいずれか1つの樹脂構造体(2)。 [6] A resin structure (2) according to any one of [1] to [5], used to house an electronic component (3).
[7]第1樹脂部材(21)と第2樹脂部材(22)とを溶着してなる樹脂構造体(2)の製造方法であって、前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)の少なくとも一方において、表面部における溶着箇所となる部位に、本体部(213,222)よりも結晶性が低い低結晶性層(214,223)を形成する工程と、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とを、前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)の少なくとも一方の前記低結晶性層(214,223)において、溶着する工程と、を備える、樹脂構造体(2)の製造方法。 [7] A method for producing a resin structure (2) formed by welding a first resin member (21) and a second resin member (22), comprising the steps of: forming a low crystallinity layer (214, 223) having a lower crystallinity than a main body portion (213, 222) at a portion of the surface of at least one of the first resin member (21) and the second resin member (22) that will be the welding portion; and welding the first resin member (21) and the second resin member (22) at the low crystallinity layer (214, 223) of at least one of the first resin member (21) and the second resin member (22).
[8]前記第1樹脂部材(21)は、レーザ光(51)を吸収する吸収材からなり、前記第2樹脂部材(22)は、前記レーザ光(51)を透過する透過材からなり、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とを溶着する工程においては、前記レーザ光(51)によって前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とが互いにレーザ溶着される、[7]に記載の樹脂構造体(2)の製造方法。 [8] The method for producing a resin structure (2) described in [7], in which the first resin member (21) is made of an absorbent material that absorbs the laser light (51), the second resin member (22) is made of a transparent material that transmits the laser light (51), and in the step of welding the first resin member (21) and the second resin member (22), the first resin member (21) and the second resin member (22) are laser-welded to each other by the laser light (51).
[9]前記第1樹脂部材(21)及び前記第2樹脂部材(22)のうちの少なくとも前記第2樹脂部材(22)が、前記本体部(222)及び前記低結晶性層(223)を有し、前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)とを溶着する工程においては、前記レーザ光(51)によって前記第1樹脂部材(21)と前記第2樹脂部材(22)の前記低結晶性層(223)とが互いにレーザ溶着される、[8]に記載の樹脂構造体(2)の製造方法。 [9] The method for producing a resin structure (2) described in [8], wherein at least the second resin member (22) of the first resin member (21) and the second resin member (22) has the main body portion (222) and the low crystallinity layer (223), and in the process of welding the first resin member (21) and the second resin member (22), the first resin member (21) and the low crystallinity layer (223) of the second resin member (22) are laser-welded to each other by the laser light (51).
(付記)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
(Additional Note)
Although the embodiment of the present invention has been described above, the invention according to the claims is not limited to the above embodiment. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiment are essential to the means for solving the problems of the invention. The present invention can be modified appropriately without departing from the spirit of the invention.
例えば、前記各実施の形態において、低結晶性層は、第1樹脂部材と第2樹脂部材との双方に形成されている例を示したが、これに限られず、第1樹脂部材と第2樹脂部材との一方にのみ形成されていてもよい。このとき、前記各実施の形態と同様に、第1樹脂部材が吸収材、第2樹脂部材が透過材によって構成されており、これらがレーザ溶着される場合は、第2樹脂部材に低結晶性層を形成することが好ましい。前述のごとく、第2樹脂部材は第1樹脂部材において発生した熱の伝達を受けて溶融するため、第1樹脂部材よりも第2樹脂部材は高温になり難いところ、第2樹脂部材に低結晶性層を形成することにより、溶着時に第2樹脂部材を溶融させやすくなる。 For example, in each of the above-described embodiments, an example in which the low crystallinity layer is formed on both the first resin member and the second resin member has been shown, but this is not limited thereto, and the low crystallinity layer may be formed on only one of the first resin member and the second resin member. In this case, as in each of the above-described embodiments, when the first resin member is composed of an absorbent material and the second resin member is composed of a transparent material and these are laser welded, it is preferable to form a low crystallinity layer on the second resin member. As described above, the second resin member melts by receiving heat generated in the first resin member, so the second resin member is less likely to become hotter than the first resin member, and by forming a low crystallinity layer on the second resin member, the second resin member is more likely to melt during welding.
また、前記各実施の形態においては、第1樹脂部材と第2樹脂部材とをレーザ溶着により固定する例を示したが、レーザ溶着以外の溶着方法を採用することも可能である。例えば、第1樹脂部材と第2樹脂部材とを、振動溶着、超音波溶着、高周波溶着、熱溶着等によって固定することも可能である。これらの場合でも、第1樹脂部材及び第2樹脂部材の少なくとも一方の低結晶性層において溶着を行うことにより、溶着時に必要となる熱の低温化やエネルギー(例えば振動溶着や超音波溶着の場合は、振動を生じさせるためのエネルギー等)の低減を図ることが可能となる。 In addition, in each of the above-described embodiments, an example has been shown in which the first resin member and the second resin member are fixed by laser welding, but it is also possible to adopt a welding method other than laser welding. For example, the first resin member and the second resin member can be fixed by vibration welding, ultrasonic welding, high frequency welding, heat welding, etc. Even in these cases, by performing welding in the low crystallinity layer of at least one of the first resin member and the second resin member, it is possible to reduce the heat required during welding and the energy (for example, the energy required to generate vibration in the case of vibration welding or ultrasonic welding).
2…樹脂構造体
21…第1樹脂部材
213…本体部
214…低結晶性層
22…第2樹脂部材
222…本体部
223…低結晶性層
3…センサIC
2...
Claims (6)
レーザ光を吸収する吸収材からなる前記第1樹脂部材は、第1本体部と、表面部に形成され、前記第1本体部よりも結晶性の低い第1低結晶性層を有し、
前記レーザ光を透過する透過材からなる前記第2樹脂部材は、第2本体部と、表面部に形成され、前記第2本体部よりも結晶性の低い第2低結晶性層とを有し、
前記第1低結晶性層と前記第2低結晶性層とは、前記レーザ光によって互いにレーザ溶着され、
前記第2低結晶性層の厚みは、前記第1低結晶性層の厚みよりも大きい、
樹脂構造体。 A resin structure including a first resin member and a second resin member welded to each other,
the first resin member made of an absorbent material that absorbs laser light has a first main body portion and a first low crystallinity layer formed on a surface portion and having a lower crystallinity than the first main body portion;
the second resin member made of a transparent material that transmits the laser light has a second main body portion and a second low-crystallinity layer formed on a surface portion and having a lower crystallinity than the second main body portion;
the first low crystallinity layer and the second low crystallinity layer are laser welded to each other by the laser light ;
The thickness of the second low-crystallinity layer is greater than the thickness of the first low-crystallinity layer.
Resin structure.
請求項1に記載の樹脂構造体。 The first resin member and the second resin member are made of the same type of resin material.
The resin structure according to claim 1 .
請求項2に記載の樹脂構造体。The resin structure according to claim 2 .
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の樹脂構造体。 Used to house electronic components,
The resin structure according to any one of claims 1 to 3 .
レーザ光を吸収する吸収材からなる前記第1樹脂部材において、表面部における溶着箇所となる第1部位に、第1本体部よりも結晶性が低い第1低結晶性層を形成する第1工程と、
前記レーザ光を透過する透過材からなる前記第2樹脂部材において、表面部における溶着箇所となる第2部位に、第2本体部よりも結晶性が低い第2低結晶性層を形成する第2工程と、
前記第1低結晶性層と前記第2低結晶性層とを前記レーザ光によって互いにレーザ溶着する第3工程と、を備え、
前記第2低結晶性層の厚みは、前記第1低結晶性層の厚みよりも大きくなるように形成する、
樹脂構造体の製造方法。 A method for producing a resin structure formed by welding a first resin member and a second resin member, comprising the steps of:
a first step of forming a first low-crystallinity layer having a lower crystallinity than a first main body portion in a first portion of a surface portion of the first resin member made of an absorbent material that absorbs laser light , the first low-crystallinity layer having a lower crystallinity than a first main body portion, the first low-crystallinity layer being located at a first portion of a surface portion of the first resin member that is to be welded;
a second step of forming a second low-crystallinity layer having a lower crystallinity than the second body portion in a second portion of the surface portion of the second resin member made of a transparent material that transmits the laser light, the second low-crystallinity layer having a lower crystallinity than the second body portion, the second low-crystallinity layer being a welding location in the surface portion;
a third step of laser welding the first low crystallinity layer and the second low crystallinity layer to each other by the laser light ,
The second low-crystallinity layer is formed to have a thickness greater than a thickness of the first low-crystallinity layer.
A method for producing a resin structure.
前記第2工程は、前記第2部位が前記第2低結晶性層となるように、前記第2部位の近傍に冷却水を流すための水穴が設けられた第2金型を準備し、当該第2金型内に前記第2樹脂部材を構成する溶融樹脂を注入し冷却することにより行われる、
請求項5に記載の樹脂構造体の製造方法。 the first step is performed by preparing a first mold having a water hole for flowing cooling water in the vicinity of the first portion so that the first portion becomes the first low crystallinity layer, injecting a molten resin constituting the first resin member into the first mold, and cooling the molten resin;
The second step is performed by preparing a second mold having a water hole for flowing cooling water in the vicinity of the second portion so that the second portion becomes the second low crystallinity layer, and injecting a molten resin constituting the second resin member into the second mold and cooling the molten resin.
A method for producing the resin structure according to claim 5 .
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