流路形成構造体及び当該流路形成構造体の製造方法
【課題】構造が大型化した場合であっても溶着部の溶着不良の生じにくい流路形成構造体を提供する。
【解決手段】流路形成構造体１を三つ以上の樹脂成形品により構成すると共に、溶着される樹脂成形品の、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積を、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下に抑える。例えば、第一樹脂成形品１０と、第二樹脂成形品２０と、一方の面に第一樹脂成形品１０が振動溶着され、他方の面に第二樹脂成形品２０が振動溶着される第三樹脂成形品３０と、を溶着する場合、第一樹脂成形品１０及び前記第二樹脂成形品２０は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下になるように調整する。
【解決手段】流路形成構造体１を三つ以上の樹脂成形品により構成すると共に、溶着される樹脂成形品の、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積を、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下に抑える。例えば、第一樹脂成形品１０と、第二樹脂成形品２０と、一方の面に第一樹脂成形品１０が振動溶着され、他方の面に第二樹脂成形品２０が振動溶着される第三樹脂成形品３０と、を溶着する場合、第一樹脂成形品１０及び前記第二樹脂成形品２０は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下になるように調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路形成構造体及び当該流路形成構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂成形品を接合する方法として、締結用部品（ボルト、ビス、クリップ等）や接着剤を使用する方法、熱板溶着法、振動溶着法、超音波溶着法、レーザー溶着法等が知られている。
【０００３】
このような種々の方法のうち、例えば、振動溶着法による複数の樹脂成形品の接合（溶着）は、２つの樹脂成形品を互いに当接し且つ加圧しながら相互に振動させることにより、各樹脂成形品の当接面を溶融させて接合する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以上のような摩擦エネルギーを利用する振動溶着法によれば、短時間で樹脂成形品を溶融させることができるため、複数の樹脂成形品を短時間で溶着できる。つまり、振動溶着法は、生産性に優れる溶着方法である。したがって、振動溶着法による複数の樹脂成形品の溶着は、複数の樹脂成形品が接合されて構成される自動車用部品等の樹脂製品の製造工程を中心に、様々な樹脂製品の製造工程で採用されている。
【０００５】
振動溶着法により製造された樹脂製品の一例としては、気体や液体等の流体を通すための流路が樹脂製品の内部に形成された流路形成構造体が挙げられる。
例えば、特許文献２には、複数の樹脂成形品を、レーザー溶着法、振動溶着法により溶着してなる流路形成構造体が開示されている。また、特許文献３には、複数の樹脂成形品を、振動溶着法により溶着してなる吸気構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０５２１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−０７１０７９号公報
【特許文献３】特開２００２−０８９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、振動溶着される複数の樹脂成形品は、予め個別に製造されるが、製造される樹脂成形品の表面には、微小な反りが発生する。樹脂成形品の表面に発生する反りの大きさは、樹脂成形品のサイズが大きくなるほど大きくなる。そして、樹脂成形品の表面のうちの他の樹脂成形品との溶着面に発生する反りが大きくなった場合には、溶着部の一部に隙間ができる等の問題が生じ、溶着部の密着性が低下してしまう。つまり、溶着面において摩擦エネルギーが十分に発生せず、２つの樹脂成形品が溶着される溶着部に溶着不良が生じる場合がある。
【０００８】
流路形成構造体においては、溶着部に溶着不良が生じると、流路を流れる流体の漏れにつながるため、僅かでも溶着部に溶着不良が生じると大きな問題となる。そのため、従来、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積がおよそ３００ｃｍ２以上になるような大きな樹脂成形品を用いて、大型の流路形成構造体を振動溶着法により製造することは困難であった。
【０００９】
従って、本発明は、構造が大型化した場合であっても溶着部での溶着不良の生じにくい流路形成構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、流路形成構造体を三つ以上の樹脂成形品により構成すると共に、溶着される樹脂成形品の、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積を、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下に抑えることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１） 第一樹脂成形品と、第二樹脂成形品と、一方の面に前記第一樹脂成形品が振動溶着され、他方の面に前記第二樹脂成形品が振動溶着される第三樹脂成形品と、前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第一流路と、前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第二流路と、前記第三樹脂成形品に形成され、前記第一流路と前記第二流路とを連結する第三流路とを備え、前記第一樹脂成形品及び前記第二樹脂成形品は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である流路形成構造体。
【００１２】
（２） 前記第三樹脂成形品は、前記一方の面における前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面と、前記他方の面における前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面と、を備える（１）に記載の流路形成構造体。
【００１３】
（３） 前記第一支持面は、前記第一溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記第二支持面は、前記第二溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる（２）に記載の流路形成構造体。
【００１４】
（４） 前記第一樹脂成形品及び／又は前記第二樹脂成形品は、光非透過性樹脂材量からなる（１）から（３）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１５】
（５） 前記樹脂成形品は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂を主成分とする（１）から（４）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１６】
（６） 前記第一樹脂成形品は隔壁部を有し、前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第四流路と、前記第四流路と、前記第二流路とを連結する第五流路と、をさらに備え、前記隔壁部は、前記第一流路と前記第四流路とを仕切るように設けられる（１）から（５）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１７】
（７） （１）から（６）のいずれかに記載の流路形成構造体の製造方法であって、前記第三樹脂成形品の一方の面に前記第一樹脂成形品を配置する第一樹脂成形品配置工程と、前記一方の面に配置された前記第一樹脂成形品を、前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第一流路を形成する第一流路形成工程と、前記第三樹脂成形品の他方の面に前記第二樹脂成形品を配置する第二樹脂成形品配置工程と、前記他方の面に配置された前記第二樹脂成形品を前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第二流路を形成する第二流路形成工程と、を備える流路形成構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、構造が大型化した場合であっても溶着部の溶着不良の生じにくい流路形成接合体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の流路形成構造体１を模式的に示した図であり、図１（ａ）は流路形成構造体１の平面図であり、図１（ｂ）は流路形成構造体１の側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】第一樹脂成形品１０を示す模式図であり、図２（ａ）は第一樹脂成形品の斜視図であり、図２（ｂ）は第一樹脂成形品１０の底面図である。
【図３】第二樹脂成形品２０を示す模式図であり、図３（ａ）は第二樹脂成形品の斜視図であり、図３（ｂ）は第二樹脂成形品の平面図である。
【図４】第三樹脂成形品３０を模式的に示す図であり、図４（ａ）は第三樹脂成形品３０の斜視図であり、図４（ｂ）は第三樹脂成形品３０の平面図であり、図４（ｃ）は第三樹脂成形品３０の底面図である。
【図５】従来の流路形成構造体５を示す模式図であり、図５（ａ）は従来の流路形成構造体の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】図５に示す矩形樹脂成形品５０を示す模式図であり、図６（ａ）は矩形樹脂成形品５０の斜視図であり、図６（ｂ）は矩形樹脂成形品５０の側面図である。
【図７】第二実施形態の流路形成構造体１Ａの模式図であり、図７（ａ）は流路形成構造体１Ａの分解側面図であり、図７（ｂ）は流路形成構造体１Ａの側面図であり、図７（ｃ）は流路の流れ方向の側面断面図である。
【図８】第一実施形態、第二実施形態とは、別形態の流路の流れ方向の断面を示す図である。
【図９】第一実施形態、第二実施形態とは、別形態の流路形成構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２１】
本発明は、複数の樹脂成形品を溶着してなる流路形成構造体である。図１は、本発明の第一実施形態に係る流路形成構造体１を模式的に示した図であり、（ａ）は流路形成構造体１の平面図であり、（ｂ）は流路形成構造体１の側面図であり、（ｃ）は図１（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一実施形態の流路形成構造体１は、第一樹脂成形品１０と、第二樹脂成形品２０と、第三樹脂成形品３０と、これら三つの樹脂成形品により形成される流路４０と、を備える。この流路形成構造体１は、図１（ｂ）に示すように、第三樹脂成形品３０の一方の面である第一面３１に第一樹脂成形品１０が振動溶着されると共に、第三樹脂成形品３０の他方の面である第二面３２に第二樹脂成形品２０が振動溶着されて構成される。
【００２３】
図２は、第一樹脂成形品１０を模式的に示す図であり、（ａ）は第一樹脂成形品の斜視図であり、（ｂ）は第一樹脂成形品１０の底面図である。
図２に示すように、第一樹脂成形品１０は、略直方体状であり、一の面に形成された溝状の第一凹部１１と、この一の面における第一凹部１１が形成されていない領域である第一溶着予定端面１２とを有する。
【００２４】
第一凹部１１は、第一樹脂成形品１０の長手方向に延び、一端は開放され、他端は閉鎖されている。
第一溶着予定端面１２は、振動溶着の際に第三樹脂成形品３０と当接する部位である。つまり、溶着予定端面１２は、第三樹脂成形品３０と溶着する面であり、この溶着する面に対して垂直方向から、第一樹脂成形品１０を視たときの投影面積は、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である。
【００２５】
図３は、第二樹脂成形品２０を模式的に示す図であり、（ａ）は第二樹脂成形品の斜視図であり、（ｂ）は第二樹脂成形品の平面図である。
図３に示すように、第二樹脂成形品２０は、略直方体状であり、一の面に形成された溝状の第二凹部２１と、この一の面における第二凹部２１が形成されていない領域である第二溶着予定端面２２とを有する。
【００２６】
第二凹部２１は、第一樹脂成形品２０の長手方向に延び、一端は開放され、他端は閉鎖されている。
第二溶着予定端面２２は、振動溶着の際に第三樹脂成形品３０と当接する部位である。つまり、溶着予定端面２２は、第三樹脂成形品３０と溶着する面であり、この溶着する面に対して垂直方向から、第一樹脂成形品２０を視たときの投影面積は、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である。
第二樹脂成形品２０の幅Ｗ２（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）は、図１（ａ）に示すように、第二樹脂成形品２０の幅Ｗ１（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）よりも広く構成されている。
【００２７】
図４は、第三樹脂成形品３０を模式的に示す図であり、（ａ）は第三樹脂成形品３０の斜視図であり、（ｂ）は第三樹脂成形品３０の平面図であり、（ｃ）は第三樹脂成形品３０の底面図である。
図４に示すように、第三樹脂成形品３０は板状であり、貫通穴（後述の第三流路４３）と、第一支持面３２１と、第二支持面３１１と、を備える。
【００２８】
貫通穴は、第三樹脂成形品３０を厚さ方向に貫通して形成される。
第一支持面３２１は、図４（ｃ）に示すように、第三樹脂成形品３０の第二面３２に設けられる。この第一支持面３２１は、第一面３１における第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第一溶着面３１２（図４（ｂ）の点線で囲まれた範囲）に対応する位置の少なくとも一部（第一実施形態では第一溶着面３１２に対応する位置の全域）に、第一溶着面３１２に略平行に設けられている。ここで、第一溶着面３１２に対応する位置とは、平面視において第一溶着面３１２と重なり合う位置を示す。
第一支持面３２１は、少なくとも、第一溶着面３１２の長手方向又は幅方向の一端側に対応する位置、及び長手方向又は幅方向の他端側に対応する位置に、それぞれ設けられることが好ましい。
【００２９】
第二支持面３１１は、第三樹脂成形品３０の第一面３１に設けられる。この第二支持面３１１は、第二面３２における第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第二溶着面３２２（図４（ｃ）の点線で囲まれた範囲）に対応する位置の少なくとも一部に第二溶着面３２２に略平行に設けられている。第一実施形態では、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２に対応する位置の内、第一樹脂成形品１０が存在する面を除いた部分に設けられる。つまり、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２の長手方向の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置、第二溶着面３２２の幅方向の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。なお、本実施形態において、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２に対応する位置の面積の５０％以上を占めるように設けられる。
【００３０】
流路４０は、図１（ｃ）に示すように、第一流路４１と、第二流路４２と、第三流路４３と、を備える。
第一流路４１は、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との間に形成される。より具体的には、第一流路４１は、第一樹脂成形品１０の第一凹部１１（図２（ａ）参照）及び第三樹脂成形品３０の第一面３１に囲まれた空間により形成される。
第二流路４２は、第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との間に形成される。より具体的には、第一流路４２は、第二樹脂成形品２０の第二凹部２１（図３（ａ）参照）及び第三樹脂成形品３０の第二面３２に囲まれた空間により形成される。
第三流路４３は、第三樹脂成形品３０の表裏を貫通するように形成される。
【００３１】
次いで、本発明の流路形成構造体１の製造方法について説明する。
第一実施形態の流路形成構造体１の製造方法は、樹脂成形品製造工程と、第一樹脂成形品配置工程と、第一溶着工程と、第二樹脂成形品配置工程と、第二溶着工程と、含んで構成される。
【００３２】
樹脂成形品製造工程では、第一凹部１１を有する第一樹脂成形品１０、第二凹部２１を有する第二樹脂成形品２０、及び貫通穴を有する第三樹脂成形品３０が製造される。第一樹脂成形品１０、第二樹脂成形品２０及び第三樹脂成形品３０は、例えば射出成形により製造される。
【００３３】
これらの樹脂成形品を製造するための樹脂材料の種類は、特に限定されない。樹脂材料に含まれる樹脂は、結晶性熱可塑性樹脂、非晶性熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。従来公知の樹脂の中では、特にポリアリーレンサルファイド系樹脂（特にポリフェニレンサルファイド樹脂）の使用が好ましい。ここで、ポリアリーレンサルファイド樹脂としては、例えば、特開２００９−１７８９６７号公報に記載のポリアリーレンサルファイド樹脂及びポリアリーレンサルファイド樹脂の変性物が挙げられる。また、樹脂材料は、複数の樹脂が含まれる樹脂組成物であってもよい。また、樹脂材料は、核剤、カーボンブラック、無機焼成顔料等の顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤及び難燃剤等の添加剤が添加された樹脂組成物であってもよい。
【００３４】
第一樹脂成形品配置工程では、第三樹脂成形品３０の第一面３１に第一樹脂成形品１０が配置される。より具体的には、第一樹脂成形品３０は、第一凹部１１の閉鎖端側の位置が第三樹脂成形品３０の貫通穴の位置に一致するように、かつ、第一溶着予定端面１２の位置が第一溶着面３１２の位置に一致するように配置される。
【００３５】
第一溶着工程では、第一面３１に配置された第一樹脂成形品１０が第三樹脂成形品３０の第一面３１に振動溶着される。これにより、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とが接合されて第一流路４１が形成される。
【００３６】
なお、振動溶着は、具体的には、以下の手順で行う。
まず、第一樹脂成形品１０を第三樹脂成形品３０の第一面３１上に配置されるように、第一樹脂成形品１０及び第三樹脂成形品３０を治具で固定する。ここで、第一樹脂成形品１０については、第一樹脂成形品１０の上面（第一溶着予定端面１２と反対側に位置する面）全体を治具で抑える。また、第三樹脂成形品３０については、第一支持面３２１（図４（ｃ）に網掛線で示した範囲）を治具で抑える。
ついで、従来公知の振動溶着装置を用いて、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とが振動により、当接面で擦れ合うようにして、当接面に熱を与える。この熱により、第一樹脂成形品１０及び第三樹脂成形品３０の当接面付近を溶融させる。そして、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とを突き当てるようにして、当接面に圧力を加えて、これらの溶融部分を潰しながら、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とを振動溶着する。
【００３７】
第二樹脂成形品配置工程では、第三樹脂成形品３０の第二面３２に第二樹脂成形品２０が配置される。より具体的には、第二樹脂成形品２０は、第二凹部２１の閉鎖端側の位置が第三樹脂成形品３０の貫通穴の位置に一致するように、かつ、第二溶着予定端面２２の位置が第二溶着面３２２の位置に一致するように配置される。
【００３８】
第二溶着工程では、第三樹脂成形品３０の第二面３２に配置された第二樹脂成形品２０が第三樹脂成形品３０に振動溶着される。これにより、第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０とが接合されて第二流路４２が形成される。
【００３９】
第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との振動溶着では、まず、第二樹脂成形品２０を第三樹脂成形品３０の第二面３２の下に配置されるように、第二樹脂成形品２０及び第三樹脂成形品３０を治具で固定する。ここで、第二樹脂成形品２０については、第二樹脂成形品２０の下面（第二溶着予定端面２２と反対側に位置する面）全体を治具で抑える。また、第三樹脂成形品３０については、第二支持面３１１（図４（ｂ）に網掛線で示した範囲）を治具で抑える。以降については、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との振動溶着と同様の方法で、当接面に熱を与え加圧することで行う。
【００４０】
本発明の流路形成構造体によれば、以下の効果が奏される。
先ず、従来の流路形成構造体の問題点について説明する。図５は、従来の流路形成構造体５を模式的に示す図であり、（ａ）は従来の流路形成構造体の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。図５に示すように、従来の流路形成構造体５は、矩形樹脂成形品５０と板状樹脂成形品６０とからなる。図５に示すように、従来の流路形成構造体５は、板状樹脂成形品６０の一方の面に矩形樹脂成形品５０を配置して、振動溶着してなる。振動溶着の結果、図５（ｂ）に示すように、従来の流路形成接合体５の内部には流路７０が形成される。
【００４１】
図６は、矩形樹脂成形品５０を模式的に示す図であり、（ａ）は矩形樹脂成形品５０の斜視図であり、（ｂ）は矩形樹脂成形品５０の側面図である。図６に示すように、矩形樹脂成形品５０は、溝状の凹部５１と溶着予定端面５２とを備える。
矩形樹脂成形品５０は、溶着面に対して垂直方向から矩形樹脂成形品５０を視たときの投影面積が３００ｃｍ２を超えると反りが大きくなる。反りとは図６（ｂ）に示すような、弓なり状の変形である。反り量Δｚを、図６（ｂ）に示すように、矩形樹脂成形品５０を溶着予定端面５２が水平面と接するように配置したときに、水平面からのズレの量として定義する。反りが大きくなる、とは、反り量Δｚがおよそ１ｍｍを超えることを指す。
【００４２】
反り量Δｚがおよそ１ｍｍを超えると、溶着予定端面５２と板状樹脂成形品６０の一方の面との当接面での、振動溶着時における擦れ合いが不十分になりやすい。当接面での擦れ合いが不十分になると、当接面付近での矩形樹脂成形品５０及び板状樹脂成形品６０の溶融が不十分になり又は溶融ムラが生じ、溶着部に隙間ができる等の溶着不良が生じる。溶着不良が生じると、流路を通過する流体の漏れにつながる。
このため、従来の方法では、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積が３００ｃｍ２を超えてしまうような、長い又は大きい流路が形成された流路形成構造体の製造は困難である。
【００４３】
これに対して、本発明の流路形成構造体１は、第三樹脂成形品３０の第一面３１に形成される第一流路４１と、第二面３２に形成される第二流路４２とを、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第二面３２とを貫通する第三流路４３で連結し流路４０とする。その結果、本発明では、大きい又は長い流路を形成するに当たって、大きな２つの樹脂成形品を振動溶着する必要が無くなる。つまり、本発明によれば、三つの樹脂成形品を振動溶着して流路形成構造体１を構成することで、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を３００ｍｍ２以下に抑えつつ、大きい又は長い流路が形成できる。したがって、本発明の流路形成構造体１は、振動溶着時に上記のような溶着不良が起こりにくい。特に、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を２５０ｍｍ２以下に調整することで、溶着不良の問題をさらに抑えやすくなる。
【００４４】
第三樹脂成形品３０は、第一面３１における第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面３２１を、第二面３２に有する。溶着面に略平行な第一支持面３２１を治具で保持しながら、振動溶着を行うことで、振動溶着時に溶着面に対して均一に圧力を加えやすくなる。均一に圧力を加えながら溶着面を擦り合わせて、溶着面に熱を加えることで、溶着面付近を均一に溶融させやすくなり、溶着ムラ等の溶着不良の問題をさらに抑えることができる。
【００４５】
第三樹脂成形品３０は、第二面３２における第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面３１１を、第一面３１に有する。第二支持面３１１は、第一支持面３２１と同様の効果を奏する。つまり、第三樹脂成形品３０と第二樹脂成形品２０との溶着不良の問題をさらに抑えることができる。
【００４６】
第二樹脂成形品２０の幅Ｗ２（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）は、第二樹脂成形品２０の幅Ｗ１（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）よりも広く構成されている。
このため、第一支持面３２１は、第一溶着面３１２の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。このため、振動溶着時に第一溶着面の両端に対応する位置を治具で保持できる。その結果、振動溶着時に均一な圧力を溶着面にさらに加えやすくなり、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着不良の問題を充分に抑えることができる。
【００４７】
第二支持面３１１は、第二溶着面３２２の長手方向の一端側に対応する位置及び長手方向の他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。このように第二支持面３１１が設けられることで、第二支持面３１１は、上記第一支持面３２１と同様の効果を奏する。つまり、第三樹脂成形品３０と第二樹脂成形品２０との溶着不良の問題を充分に抑えることができる。
特に、上記のような支持面が、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積の５０％以上を占めるように設けることで、振動溶着時に樹脂成形品をさらに保持しやすくなり、溶着不良の問題がさらに生じにくくなる。
【００４８】
流路形成構造体の製造方法としては、一般的に、振動溶着法、レーザー溶着法、熱板溶着法、電磁誘導加熱溶着法、ダイ・スライド・インジェクション（ＤＳＩ）が採用される。本発明のような流路形成構造体を製造するのに適した成形方法は、振動溶着法、レーザー溶着法である。樹脂成形品が光非透過性樹脂材料からなる場合、レーザー溶着法を採用することができない。
したがって、従来の方法では、光非透過性樹脂材料からなる樹脂成形品であり、長い又は大きい流路が形成された流路形成構造体を製造することは極めて困難であったが、本発明によれば、光非透過性樹脂材料からなる樹脂成形品を用いても、溶着不良のほとんど生じない流路形成構造体になる。光非透過性樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂を主成分として含む樹脂材料や着色された樹脂材料が挙げられる。
【００４９】
樹脂材料に主成分として含まれる樹脂としては、各樹脂成形品は剛性に非常に優れる等の理由から、ポリアリーレンサルファイド系樹脂（特にポリフェニレンサルファイド樹脂）の使用が特に好ましいが、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂等の他の樹脂を主成分としても、本発明を好ましく実施することができる。
【００５０】
本発明の流路形成構造体１の製造方法によれば、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第一樹脂成形品１０との間に形成した第一流路４１と、第三樹脂成形品３０の第二面３２と第二樹脂成形品２０との間に形成した第二流路４２とを、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第二面３２とを貫くように形成された第三流路４３で繋ぐことで、長い又は大きい流路を持つ流路形成構造体を、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を一定以下に抑えつつ製造することができる。溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積が一定以下に抑えられるため、溶着不良の問題が生じにくい。
【００５１】
次に、本発明の流路形成構造体の第二実施形態につき、図７を参照しながら説明する。図７は第二実施形態の流路形成構造体１Ａを模式的に示した図であり、（ａ）は流路形成構造体１Ａの分解側面図であり、（ｂ）は流路形成構造体１Ａの側面図であり、（ｃ）は流路の流れ方向の側面断面図である。なお、第二実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００５２】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａは、主として、第一樹脂成形品１０Ａが隔壁部１３Ａ、溝状の第三凹部１４Ａを有する構成、第二樹脂成形品２０Ａの溝状の第二凹部２１Ａは両端が閉鎖される構成、溝状の第三凹部１４Ａと第三樹脂成形品３０Ａとで形成される第四流路４４Ａ、第四流路４４Ａと第二流路４２Ａとを連結する第五流路４５Ａを備える構成において第一実施形態と異なる。
【００５３】
上記のように、第一樹脂成形品１０Ａ、第二樹脂成形品２０Ａの形状が異なる結果、第三樹脂成形品３０Ａにおける、第一溶着面、第二溶着面、第一支持面、第二支持面等の位置も異なるが、上記第一実施形態で説明した方法と同様の方法でこれらの位置を決めることができる。
【００５４】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａは、第一実施形態の流路形成構造体１と同様の方法で製造することができる。
【００５５】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａによれば、上述した第一実施形態の流路形成構造体１の効果を奏する他、以下効果を奏する。
【００５６】
隔壁部１３Ａを設けることで、第一樹脂成形品１０Ａと第三樹脂成形品３０Ａとの間に、２つの流路（第一流路４１Ａと第四流路４４Ａ）を形成することができる。このように樹脂成形品間に２流路形成すると、樹脂成形品間に１流路しか形成せずに同様の流路形成構造体を製造する場合と比較して、流路間の距離を狭めることができる。つまり、本実施形態においては、第一流路４１Ａの位置と第四流路４４Ａの位置とを近づけることができる。その結果、流路形成構造体をより小型化することができる。
【００５７】
以上、本発明の流路形成構造体及びその製造方法の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、第一実施形態及び第二実施形態では、直方体状の樹脂成形品に溝状の凹部を形成したが、板状の樹脂成形品に溝状の凹部を形成してもよく、また、直方体状の樹脂成形品、板状の樹脂成形品のいずれにも溝状の凹部を形成してもよい。即ち、図８に示すように、流路の流体が流れる方向の断面図は、図８（ａ）、（ｂ）のいずれであってもよい。
【００５８】
また、第一実施形態及び第二実施形態では、直方体状の樹脂成形品と板状の樹脂成形品との間に形成される各流路及び板状の樹脂成形品の第一面と第二面とを貫通する流路は、直線状であるが、折曲がる流路を形成するようにしてもよい。
【００５９】
また、第一実施形態及び第二実施形態において、流路の内部に開閉可能な遮断弁を設けてもよい。第二実施形態の流路形成構造体１Ａに開閉可能な遮断弁２３Ａを設ける場合を例に、図９を用いて説明する。図９（ａ）に示すように開閉可能な遮断弁２３Ａを設けることで、流路を流れる流体の流れを自由に止めることができる。
また、樹脂成形品に開閉可能な蓋部を設け、蓋部を開いたときに形成される開口と流路とが連結されるようにしてもよい。蓋部を設け、ホース等を蓋部に接続することで、流路に流れる流体を外部へ排出したり、流路に流れる流体に他の流体を合流させたりすることができる。
特に、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、第二流路に遮断弁２３Ａを設けるとともに、第二樹脂成形品に二つの開閉可能な蓋部２４Ａを設けることで、流路の流れのパターンを変えることができる。具体的に説明すると、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、開閉可能な蓋部２４Ａは、遮断弁２３Ａで分割される第二流路内の２つの空間にそれぞれ連結するように設けられる。例えば、遮断弁２３Ａを閉じ、蓋部２４Ａを開くことで、図９（ｂ）に示すような２つの連通した流路を、流路形成構造体に形成することができる。また、遮断弁２３Ａを開け、蓋部２４Ａを閉じることで、図９（ｃ）に示すような１つの連通した流路を流路形成構造体に形成することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 流路形成構造体
１０ 第一樹脂成形品
１１ 溝状の第一凹部
１２ 第一溶着予定端面
２０ 第二樹脂成形品
２１ 溝状の第二凹部
２２ 第二溶着予定端面
３０ 第三樹脂成形品
３１ 第一面
３１１ 第二支持面
３２ 第二面
３２１ 第一支持面
４０ 連通流路
４１ 第一流路
４２ 第二流路
４３ 第三流路
４４ 第四流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路形成構造体及び当該流路形成構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂成形品を接合する方法として、締結用部品（ボルト、ビス、クリップ等）や接着剤を使用する方法、熱板溶着法、振動溶着法、超音波溶着法、レーザー溶着法等が知られている。
【０００３】
このような種々の方法のうち、例えば、振動溶着法による複数の樹脂成形品の接合（溶着）は、２つの樹脂成形品を互いに当接し且つ加圧しながら相互に振動させることにより、各樹脂成形品の当接面を溶融させて接合する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以上のような摩擦エネルギーを利用する振動溶着法によれば、短時間で樹脂成形品を溶融させることができるため、複数の樹脂成形品を短時間で溶着できる。つまり、振動溶着法は、生産性に優れる溶着方法である。したがって、振動溶着法による複数の樹脂成形品の溶着は、複数の樹脂成形品が接合されて構成される自動車用部品等の樹脂製品の製造工程を中心に、様々な樹脂製品の製造工程で採用されている。
【０００５】
振動溶着法により製造された樹脂製品の一例としては、気体や液体等の流体を通すための流路が樹脂製品の内部に形成された流路形成構造体が挙げられる。
例えば、特許文献２には、複数の樹脂成形品を、レーザー溶着法、振動溶着法により溶着してなる流路形成構造体が開示されている。また、特許文献３には、複数の樹脂成形品を、振動溶着法により溶着してなる吸気構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０５２１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−０７１０７９号公報
【特許文献３】特開２００２−０８９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、振動溶着される複数の樹脂成形品は、予め個別に製造されるが、製造される樹脂成形品の表面には、微小な反りが発生する。樹脂成形品の表面に発生する反りの大きさは、樹脂成形品のサイズが大きくなるほど大きくなる。そして、樹脂成形品の表面のうちの他の樹脂成形品との溶着面に発生する反りが大きくなった場合には、溶着部の一部に隙間ができる等の問題が生じ、溶着部の密着性が低下してしまう。つまり、溶着面において摩擦エネルギーが十分に発生せず、２つの樹脂成形品が溶着される溶着部に溶着不良が生じる場合がある。
【０００８】
流路形成構造体においては、溶着部に溶着不良が生じると、流路を流れる流体の漏れにつながるため、僅かでも溶着部に溶着不良が生じると大きな問題となる。そのため、従来、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積がおよそ３００ｃｍ２以上になるような大きな樹脂成形品を用いて、大型の流路形成構造体を振動溶着法により製造することは困難であった。
【０００９】
従って、本発明は、構造が大型化した場合であっても溶着部での溶着不良の生じにくい流路形成構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、流路形成構造体を三つ以上の樹脂成形品により構成すると共に、溶着される樹脂成形品の、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積を、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下に抑えることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１） 第一樹脂成形品と、第二樹脂成形品と、一方の面に前記第一樹脂成形品が振動溶着され、他方の面に前記第二樹脂成形品が振動溶着される第三樹脂成形品と、前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第一流路と、前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第二流路と、前記第三樹脂成形品に形成され、前記第一流路と前記第二流路とを連結する第三流路とを備え、前記第一樹脂成形品及び前記第二樹脂成形品は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である流路形成構造体。
【００１２】
（２） 前記第三樹脂成形品は、前記一方の面における前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面と、前記他方の面における前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面と、を備える（１）に記載の流路形成構造体。
【００１３】
（３） 前記第一支持面は、前記第一溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記第二支持面は、前記第二溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる（２）に記載の流路形成構造体。
【００１４】
（４） 前記第一樹脂成形品及び／又は前記第二樹脂成形品は、光非透過性樹脂材量からなる（１）から（３）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１５】
（５） 前記樹脂成形品は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂を主成分とする（１）から（４）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１６】
（６） 前記第一樹脂成形品は隔壁部を有し、前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第四流路と、前記第四流路と、前記第二流路とを連結する第五流路と、をさらに備え、前記隔壁部は、前記第一流路と前記第四流路とを仕切るように設けられる（１）から（５）のいずれかに記載の流路形成構造体。
【００１７】
（７） （１）から（６）のいずれかに記載の流路形成構造体の製造方法であって、前記第三樹脂成形品の一方の面に前記第一樹脂成形品を配置する第一樹脂成形品配置工程と、前記一方の面に配置された前記第一樹脂成形品を、前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第一流路を形成する第一流路形成工程と、前記第三樹脂成形品の他方の面に前記第二樹脂成形品を配置する第二樹脂成形品配置工程と、前記他方の面に配置された前記第二樹脂成形品を前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第二流路を形成する第二流路形成工程と、を備える流路形成構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、構造が大型化した場合であっても溶着部の溶着不良の生じにくい流路形成接合体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の流路形成構造体１を模式的に示した図であり、図１（ａ）は流路形成構造体１の平面図であり、図１（ｂ）は流路形成構造体１の側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】第一樹脂成形品１０を示す模式図であり、図２（ａ）は第一樹脂成形品の斜視図であり、図２（ｂ）は第一樹脂成形品１０の底面図である。
【図３】第二樹脂成形品２０を示す模式図であり、図３（ａ）は第二樹脂成形品の斜視図であり、図３（ｂ）は第二樹脂成形品の平面図である。
【図４】第三樹脂成形品３０を模式的に示す図であり、図４（ａ）は第三樹脂成形品３０の斜視図であり、図４（ｂ）は第三樹脂成形品３０の平面図であり、図４（ｃ）は第三樹脂成形品３０の底面図である。
【図５】従来の流路形成構造体５を示す模式図であり、図５（ａ）は従来の流路形成構造体の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】図５に示す矩形樹脂成形品５０を示す模式図であり、図６（ａ）は矩形樹脂成形品５０の斜視図であり、図６（ｂ）は矩形樹脂成形品５０の側面図である。
【図７】第二実施形態の流路形成構造体１Ａの模式図であり、図７（ａ）は流路形成構造体１Ａの分解側面図であり、図７（ｂ）は流路形成構造体１Ａの側面図であり、図７（ｃ）は流路の流れ方向の側面断面図である。
【図８】第一実施形態、第二実施形態とは、別形態の流路の流れ方向の断面を示す図である。
【図９】第一実施形態、第二実施形態とは、別形態の流路形成構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２１】
本発明は、複数の樹脂成形品を溶着してなる流路形成構造体である。図１は、本発明の第一実施形態に係る流路形成構造体１を模式的に示した図であり、（ａ）は流路形成構造体１の平面図であり、（ｂ）は流路形成構造体１の側面図であり、（ｃ）は図１（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第一実施形態の流路形成構造体１は、第一樹脂成形品１０と、第二樹脂成形品２０と、第三樹脂成形品３０と、これら三つの樹脂成形品により形成される流路４０と、を備える。この流路形成構造体１は、図１（ｂ）に示すように、第三樹脂成形品３０の一方の面である第一面３１に第一樹脂成形品１０が振動溶着されると共に、第三樹脂成形品３０の他方の面である第二面３２に第二樹脂成形品２０が振動溶着されて構成される。
【００２３】
図２は、第一樹脂成形品１０を模式的に示す図であり、（ａ）は第一樹脂成形品の斜視図であり、（ｂ）は第一樹脂成形品１０の底面図である。
図２に示すように、第一樹脂成形品１０は、略直方体状であり、一の面に形成された溝状の第一凹部１１と、この一の面における第一凹部１１が形成されていない領域である第一溶着予定端面１２とを有する。
【００２４】
第一凹部１１は、第一樹脂成形品１０の長手方向に延び、一端は開放され、他端は閉鎖されている。
第一溶着予定端面１２は、振動溶着の際に第三樹脂成形品３０と当接する部位である。つまり、溶着予定端面１２は、第三樹脂成形品３０と溶着する面であり、この溶着する面に対して垂直方向から、第一樹脂成形品１０を視たときの投影面積は、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である。
【００２５】
図３は、第二樹脂成形品２０を模式的に示す図であり、（ａ）は第二樹脂成形品の斜視図であり、（ｂ）は第二樹脂成形品の平面図である。
図３に示すように、第二樹脂成形品２０は、略直方体状であり、一の面に形成された溝状の第二凹部２１と、この一の面における第二凹部２１が形成されていない領域である第二溶着予定端面２２とを有する。
【００２６】
第二凹部２１は、第一樹脂成形品２０の長手方向に延び、一端は開放され、他端は閉鎖されている。
第二溶着予定端面２２は、振動溶着の際に第三樹脂成形品３０と当接する部位である。つまり、溶着予定端面２２は、第三樹脂成形品３０と溶着する面であり、この溶着する面に対して垂直方向から、第一樹脂成形品２０を視たときの投影面積は、５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である。
第二樹脂成形品２０の幅Ｗ２（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）は、図１（ａ）に示すように、第二樹脂成形品２０の幅Ｗ１（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）よりも広く構成されている。
【００２７】
図４は、第三樹脂成形品３０を模式的に示す図であり、（ａ）は第三樹脂成形品３０の斜視図であり、（ｂ）は第三樹脂成形品３０の平面図であり、（ｃ）は第三樹脂成形品３０の底面図である。
図４に示すように、第三樹脂成形品３０は板状であり、貫通穴（後述の第三流路４３）と、第一支持面３２１と、第二支持面３１１と、を備える。
【００２８】
貫通穴は、第三樹脂成形品３０を厚さ方向に貫通して形成される。
第一支持面３２１は、図４（ｃ）に示すように、第三樹脂成形品３０の第二面３２に設けられる。この第一支持面３２１は、第一面３１における第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第一溶着面３１２（図４（ｂ）の点線で囲まれた範囲）に対応する位置の少なくとも一部（第一実施形態では第一溶着面３１２に対応する位置の全域）に、第一溶着面３１２に略平行に設けられている。ここで、第一溶着面３１２に対応する位置とは、平面視において第一溶着面３１２と重なり合う位置を示す。
第一支持面３２１は、少なくとも、第一溶着面３１２の長手方向又は幅方向の一端側に対応する位置、及び長手方向又は幅方向の他端側に対応する位置に、それぞれ設けられることが好ましい。
【００２９】
第二支持面３１１は、第三樹脂成形品３０の第一面３１に設けられる。この第二支持面３１１は、第二面３２における第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第二溶着面３２２（図４（ｃ）の点線で囲まれた範囲）に対応する位置の少なくとも一部に第二溶着面３２２に略平行に設けられている。第一実施形態では、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２に対応する位置の内、第一樹脂成形品１０が存在する面を除いた部分に設けられる。つまり、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２の長手方向の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置、第二溶着面３２２の幅方向の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。なお、本実施形態において、第二支持面３１１は、第二溶着面３２２に対応する位置の面積の５０％以上を占めるように設けられる。
【００３０】
流路４０は、図１（ｃ）に示すように、第一流路４１と、第二流路４２と、第三流路４３と、を備える。
第一流路４１は、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との間に形成される。より具体的には、第一流路４１は、第一樹脂成形品１０の第一凹部１１（図２（ａ）参照）及び第三樹脂成形品３０の第一面３１に囲まれた空間により形成される。
第二流路４２は、第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との間に形成される。より具体的には、第一流路４２は、第二樹脂成形品２０の第二凹部２１（図３（ａ）参照）及び第三樹脂成形品３０の第二面３２に囲まれた空間により形成される。
第三流路４３は、第三樹脂成形品３０の表裏を貫通するように形成される。
【００３１】
次いで、本発明の流路形成構造体１の製造方法について説明する。
第一実施形態の流路形成構造体１の製造方法は、樹脂成形品製造工程と、第一樹脂成形品配置工程と、第一溶着工程と、第二樹脂成形品配置工程と、第二溶着工程と、含んで構成される。
【００３２】
樹脂成形品製造工程では、第一凹部１１を有する第一樹脂成形品１０、第二凹部２１を有する第二樹脂成形品２０、及び貫通穴を有する第三樹脂成形品３０が製造される。第一樹脂成形品１０、第二樹脂成形品２０及び第三樹脂成形品３０は、例えば射出成形により製造される。
【００３３】
これらの樹脂成形品を製造するための樹脂材料の種類は、特に限定されない。樹脂材料に含まれる樹脂は、結晶性熱可塑性樹脂、非晶性熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。従来公知の樹脂の中では、特にポリアリーレンサルファイド系樹脂（特にポリフェニレンサルファイド樹脂）の使用が好ましい。ここで、ポリアリーレンサルファイド樹脂としては、例えば、特開２００９−１７８９６７号公報に記載のポリアリーレンサルファイド樹脂及びポリアリーレンサルファイド樹脂の変性物が挙げられる。また、樹脂材料は、複数の樹脂が含まれる樹脂組成物であってもよい。また、樹脂材料は、核剤、カーボンブラック、無機焼成顔料等の顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤及び難燃剤等の添加剤が添加された樹脂組成物であってもよい。
【００３４】
第一樹脂成形品配置工程では、第三樹脂成形品３０の第一面３１に第一樹脂成形品１０が配置される。より具体的には、第一樹脂成形品３０は、第一凹部１１の閉鎖端側の位置が第三樹脂成形品３０の貫通穴の位置に一致するように、かつ、第一溶着予定端面１２の位置が第一溶着面３１２の位置に一致するように配置される。
【００３５】
第一溶着工程では、第一面３１に配置された第一樹脂成形品１０が第三樹脂成形品３０の第一面３１に振動溶着される。これにより、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とが接合されて第一流路４１が形成される。
【００３６】
なお、振動溶着は、具体的には、以下の手順で行う。
まず、第一樹脂成形品１０を第三樹脂成形品３０の第一面３１上に配置されるように、第一樹脂成形品１０及び第三樹脂成形品３０を治具で固定する。ここで、第一樹脂成形品１０については、第一樹脂成形品１０の上面（第一溶着予定端面１２と反対側に位置する面）全体を治具で抑える。また、第三樹脂成形品３０については、第一支持面３２１（図４（ｃ）に網掛線で示した範囲）を治具で抑える。
ついで、従来公知の振動溶着装置を用いて、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とが振動により、当接面で擦れ合うようにして、当接面に熱を与える。この熱により、第一樹脂成形品１０及び第三樹脂成形品３０の当接面付近を溶融させる。そして、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とを突き当てるようにして、当接面に圧力を加えて、これらの溶融部分を潰しながら、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０とを振動溶着する。
【００３７】
第二樹脂成形品配置工程では、第三樹脂成形品３０の第二面３２に第二樹脂成形品２０が配置される。より具体的には、第二樹脂成形品２０は、第二凹部２１の閉鎖端側の位置が第三樹脂成形品３０の貫通穴の位置に一致するように、かつ、第二溶着予定端面２２の位置が第二溶着面３２２の位置に一致するように配置される。
【００３８】
第二溶着工程では、第三樹脂成形品３０の第二面３２に配置された第二樹脂成形品２０が第三樹脂成形品３０に振動溶着される。これにより、第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０とが接合されて第二流路４２が形成される。
【００３９】
第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との振動溶着では、まず、第二樹脂成形品２０を第三樹脂成形品３０の第二面３２の下に配置されるように、第二樹脂成形品２０及び第三樹脂成形品３０を治具で固定する。ここで、第二樹脂成形品２０については、第二樹脂成形品２０の下面（第二溶着予定端面２２と反対側に位置する面）全体を治具で抑える。また、第三樹脂成形品３０については、第二支持面３１１（図４（ｂ）に網掛線で示した範囲）を治具で抑える。以降については、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との振動溶着と同様の方法で、当接面に熱を与え加圧することで行う。
【００４０】
本発明の流路形成構造体によれば、以下の効果が奏される。
先ず、従来の流路形成構造体の問題点について説明する。図５は、従来の流路形成構造体５を模式的に示す図であり、（ａ）は従来の流路形成構造体の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。図５に示すように、従来の流路形成構造体５は、矩形樹脂成形品５０と板状樹脂成形品６０とからなる。図５に示すように、従来の流路形成構造体５は、板状樹脂成形品６０の一方の面に矩形樹脂成形品５０を配置して、振動溶着してなる。振動溶着の結果、図５（ｂ）に示すように、従来の流路形成接合体５の内部には流路７０が形成される。
【００４１】
図６は、矩形樹脂成形品５０を模式的に示す図であり、（ａ）は矩形樹脂成形品５０の斜視図であり、（ｂ）は矩形樹脂成形品５０の側面図である。図６に示すように、矩形樹脂成形品５０は、溝状の凹部５１と溶着予定端面５２とを備える。
矩形樹脂成形品５０は、溶着面に対して垂直方向から矩形樹脂成形品５０を視たときの投影面積が３００ｃｍ２を超えると反りが大きくなる。反りとは図６（ｂ）に示すような、弓なり状の変形である。反り量Δｚを、図６（ｂ）に示すように、矩形樹脂成形品５０を溶着予定端面５２が水平面と接するように配置したときに、水平面からのズレの量として定義する。反りが大きくなる、とは、反り量Δｚがおよそ１ｍｍを超えることを指す。
【００４２】
反り量Δｚがおよそ１ｍｍを超えると、溶着予定端面５２と板状樹脂成形品６０の一方の面との当接面での、振動溶着時における擦れ合いが不十分になりやすい。当接面での擦れ合いが不十分になると、当接面付近での矩形樹脂成形品５０及び板状樹脂成形品６０の溶融が不十分になり又は溶融ムラが生じ、溶着部に隙間ができる等の溶着不良が生じる。溶着不良が生じると、流路を通過する流体の漏れにつながる。
このため、従来の方法では、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積が３００ｃｍ２を超えてしまうような、長い又は大きい流路が形成された流路形成構造体の製造は困難である。
【００４３】
これに対して、本発明の流路形成構造体１は、第三樹脂成形品３０の第一面３１に形成される第一流路４１と、第二面３２に形成される第二流路４２とを、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第二面３２とを貫通する第三流路４３で連結し流路４０とする。その結果、本発明では、大きい又は長い流路を形成するに当たって、大きな２つの樹脂成形品を振動溶着する必要が無くなる。つまり、本発明によれば、三つの樹脂成形品を振動溶着して流路形成構造体１を構成することで、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を３００ｍｍ２以下に抑えつつ、大きい又は長い流路が形成できる。したがって、本発明の流路形成構造体１は、振動溶着時に上記のような溶着不良が起こりにくい。特に、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を２５０ｍｍ２以下に調整することで、溶着不良の問題をさらに抑えやすくなる。
【００４４】
第三樹脂成形品３０は、第一面３１における第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面３２１を、第二面３２に有する。溶着面に略平行な第一支持面３２１を治具で保持しながら、振動溶着を行うことで、振動溶着時に溶着面に対して均一に圧力を加えやすくなる。均一に圧力を加えながら溶着面を擦り合わせて、溶着面に熱を加えることで、溶着面付近を均一に溶融させやすくなり、溶着ムラ等の溶着不良の問題をさらに抑えることができる。
【００４５】
第三樹脂成形品３０は、第二面３２における第二樹脂成形品２０と第三樹脂成形品３０との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面３１１を、第一面３１に有する。第二支持面３１１は、第一支持面３２１と同様の効果を奏する。つまり、第三樹脂成形品３０と第二樹脂成形品２０との溶着不良の問題をさらに抑えることができる。
【００４６】
第二樹脂成形品２０の幅Ｗ２（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）は、第二樹脂成形品２０の幅Ｗ１（一の面における長手方向に直交する方向の長さ）よりも広く構成されている。
このため、第一支持面３２１は、第一溶着面３１２の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。このため、振動溶着時に第一溶着面の両端に対応する位置を治具で保持できる。その結果、振動溶着時に均一な圧力を溶着面にさらに加えやすくなり、第一樹脂成形品１０と第三樹脂成形品３０との溶着不良の問題を充分に抑えることができる。
【００４７】
第二支持面３１１は、第二溶着面３２２の長手方向の一端側に対応する位置及び長手方向の他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる。このように第二支持面３１１が設けられることで、第二支持面３１１は、上記第一支持面３２１と同様の効果を奏する。つまり、第三樹脂成形品３０と第二樹脂成形品２０との溶着不良の問題を充分に抑えることができる。
特に、上記のような支持面が、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積の５０％以上を占めるように設けることで、振動溶着時に樹脂成形品をさらに保持しやすくなり、溶着不良の問題がさらに生じにくくなる。
【００４８】
流路形成構造体の製造方法としては、一般的に、振動溶着法、レーザー溶着法、熱板溶着法、電磁誘導加熱溶着法、ダイ・スライド・インジェクション（ＤＳＩ）が採用される。本発明のような流路形成構造体を製造するのに適した成形方法は、振動溶着法、レーザー溶着法である。樹脂成形品が光非透過性樹脂材料からなる場合、レーザー溶着法を採用することができない。
したがって、従来の方法では、光非透過性樹脂材料からなる樹脂成形品であり、長い又は大きい流路が形成された流路形成構造体を製造することは極めて困難であったが、本発明によれば、光非透過性樹脂材料からなる樹脂成形品を用いても、溶着不良のほとんど生じない流路形成構造体になる。光非透過性樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂を主成分として含む樹脂材料や着色された樹脂材料が挙げられる。
【００４９】
樹脂材料に主成分として含まれる樹脂としては、各樹脂成形品は剛性に非常に優れる等の理由から、ポリアリーレンサルファイド系樹脂（特にポリフェニレンサルファイド樹脂）の使用が特に好ましいが、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂等の他の樹脂を主成分としても、本発明を好ましく実施することができる。
【００５０】
本発明の流路形成構造体１の製造方法によれば、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第一樹脂成形品１０との間に形成した第一流路４１と、第三樹脂成形品３０の第二面３２と第二樹脂成形品２０との間に形成した第二流路４２とを、第三樹脂成形品３０の第一面３１と第二面３２とを貫くように形成された第三流路４３で繋ぐことで、長い又は大きい流路を持つ流路形成構造体を、溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積を一定以下に抑えつつ製造することができる。溶着面に対して垂直方向から樹脂成形品を視たときの投影面積が一定以下に抑えられるため、溶着不良の問題が生じにくい。
【００５１】
次に、本発明の流路形成構造体の第二実施形態につき、図７を参照しながら説明する。図７は第二実施形態の流路形成構造体１Ａを模式的に示した図であり、（ａ）は流路形成構造体１Ａの分解側面図であり、（ｂ）は流路形成構造体１Ａの側面図であり、（ｃ）は流路の流れ方向の側面断面図である。なお、第二実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００５２】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａは、主として、第一樹脂成形品１０Ａが隔壁部１３Ａ、溝状の第三凹部１４Ａを有する構成、第二樹脂成形品２０Ａの溝状の第二凹部２１Ａは両端が閉鎖される構成、溝状の第三凹部１４Ａと第三樹脂成形品３０Ａとで形成される第四流路４４Ａ、第四流路４４Ａと第二流路４２Ａとを連結する第五流路４５Ａを備える構成において第一実施形態と異なる。
【００５３】
上記のように、第一樹脂成形品１０Ａ、第二樹脂成形品２０Ａの形状が異なる結果、第三樹脂成形品３０Ａにおける、第一溶着面、第二溶着面、第一支持面、第二支持面等の位置も異なるが、上記第一実施形態で説明した方法と同様の方法でこれらの位置を決めることができる。
【００５４】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａは、第一実施形態の流路形成構造体１と同様の方法で製造することができる。
【００５５】
第二実施形態の流路形成構造体１Ａによれば、上述した第一実施形態の流路形成構造体１の効果を奏する他、以下効果を奏する。
【００５６】
隔壁部１３Ａを設けることで、第一樹脂成形品１０Ａと第三樹脂成形品３０Ａとの間に、２つの流路（第一流路４１Ａと第四流路４４Ａ）を形成することができる。このように樹脂成形品間に２流路形成すると、樹脂成形品間に１流路しか形成せずに同様の流路形成構造体を製造する場合と比較して、流路間の距離を狭めることができる。つまり、本実施形態においては、第一流路４１Ａの位置と第四流路４４Ａの位置とを近づけることができる。その結果、流路形成構造体をより小型化することができる。
【００５７】
以上、本発明の流路形成構造体及びその製造方法の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、第一実施形態及び第二実施形態では、直方体状の樹脂成形品に溝状の凹部を形成したが、板状の樹脂成形品に溝状の凹部を形成してもよく、また、直方体状の樹脂成形品、板状の樹脂成形品のいずれにも溝状の凹部を形成してもよい。即ち、図８に示すように、流路の流体が流れる方向の断面図は、図８（ａ）、（ｂ）のいずれであってもよい。
【００５８】
また、第一実施形態及び第二実施形態では、直方体状の樹脂成形品と板状の樹脂成形品との間に形成される各流路及び板状の樹脂成形品の第一面と第二面とを貫通する流路は、直線状であるが、折曲がる流路を形成するようにしてもよい。
【００５９】
また、第一実施形態及び第二実施形態において、流路の内部に開閉可能な遮断弁を設けてもよい。第二実施形態の流路形成構造体１Ａに開閉可能な遮断弁２３Ａを設ける場合を例に、図９を用いて説明する。図９（ａ）に示すように開閉可能な遮断弁２３Ａを設けることで、流路を流れる流体の流れを自由に止めることができる。
また、樹脂成形品に開閉可能な蓋部を設け、蓋部を開いたときに形成される開口と流路とが連結されるようにしてもよい。蓋部を設け、ホース等を蓋部に接続することで、流路に流れる流体を外部へ排出したり、流路に流れる流体に他の流体を合流させたりすることができる。
特に、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、第二流路に遮断弁２３Ａを設けるとともに、第二樹脂成形品に二つの開閉可能な蓋部２４Ａを設けることで、流路の流れのパターンを変えることができる。具体的に説明すると、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、開閉可能な蓋部２４Ａは、遮断弁２３Ａで分割される第二流路内の２つの空間にそれぞれ連結するように設けられる。例えば、遮断弁２３Ａを閉じ、蓋部２４Ａを開くことで、図９（ｂ）に示すような２つの連通した流路を、流路形成構造体に形成することができる。また、遮断弁２３Ａを開け、蓋部２４Ａを閉じることで、図９（ｃ）に示すような１つの連通した流路を流路形成構造体に形成することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 流路形成構造体
１０ 第一樹脂成形品
１１ 溝状の第一凹部
１２ 第一溶着予定端面
２０ 第二樹脂成形品
２１ 溝状の第二凹部
２２ 第二溶着予定端面
３０ 第三樹脂成形品
３１ 第一面
３１１ 第二支持面
３２ 第二面
３２１ 第一支持面
４０ 連通流路
４１ 第一流路
４２ 第二流路
４３ 第三流路
４４ 第四流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一樹脂成形品と、
第二樹脂成形品と、
一方の面に前記第一樹脂成形品が振動溶着され、他方の面に前記第二樹脂成形品が振動溶着される第三樹脂成形品と、
前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第一流路と、
前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第二流路と、
前記第三樹脂成形品に形成され、前記第一流路と前記第二流路とを連結する第三流路とを備え、
前記第一樹脂成形品及び前記第二樹脂成形品は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である流路形成構造体。
【請求項２】
前記第三樹脂成形品は、前記一方の面における前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面と、
前記他方の面における前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面と、を備える請求項１に記載の流路形成構造体。
【請求項３】
前記第一支持面は、前記第一溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられ、
前記第二支持面は、前記第二溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる請求項２に記載の流路形成構造体。
【請求項４】
前記第一樹脂成形品及び／又は前記第三樹脂成形品は、光非透過性樹脂材量からなる請求項１から３のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項５】
前記樹脂成形品は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂を主成分とする請求項１から４のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項６】
前記第一樹脂成形品は隔壁部を有し、
前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第四流路と、
前記第四流路と、前記第二流路とを連結する第五流路と、をさらに備え、
前記隔壁部は、前記第一流路と前記第四流路とを仕切るように設けられる請求項１から５のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の流路形成構造体の製造方法であって、
前記第三樹脂成形品の一方の面に前記第一樹脂成形品を配置する第一樹脂成形品配置工程と、
前記一方の面に配置された前記第一樹脂成形品を、前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第一流路を形成する第一流路形成工程と、
前記第三樹脂成形品の他方の面に前記第二樹脂成形品を配置する第二樹脂成形品配置工程と、
前記他方の面に配置された前記第二樹脂成形品を前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第二流路を形成する第二流路形成工程と、を備える流路形成構造体の製造方法。
【請求項１】
第一樹脂成形品と、
第二樹脂成形品と、
一方の面に前記第一樹脂成形品が振動溶着され、他方の面に前記第二樹脂成形品が振動溶着される第三樹脂成形品と、
前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第一流路と、
前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第二流路と、
前記第三樹脂成形品に形成され、前記第一流路と前記第二流路とを連結する第三流路とを備え、
前記第一樹脂成形品及び前記第二樹脂成形品は、溶着面に対して垂直方向から視たときの投影面積が５ｃｍ２以上３００ｃｍ２以下である流路形成構造体。
【請求項２】
前記第三樹脂成形品は、前記一方の面における前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第一溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第一溶着面に略平行な第一支持面と、
前記他方の面における前記第二樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との溶着面である第二溶着面に対応する位置の少なくとも一部に設けられ、該第二溶着面に略平行な第二支持面と、を備える請求項１に記載の流路形成構造体。
【請求項３】
前記第一支持面は、前記第一溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられ、
前記第二支持面は、前記第二溶着面の一端側に対応する位置及び他端側に対応する位置にそれぞれ設けられる請求項２に記載の流路形成構造体。
【請求項４】
前記第一樹脂成形品及び／又は前記第三樹脂成形品は、光非透過性樹脂材量からなる請求項１から３のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項５】
前記樹脂成形品は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂を主成分とする請求項１から４のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項６】
前記第一樹脂成形品は隔壁部を有し、
前記第一樹脂成形品と前記第三樹脂成形品との間に形成される第四流路と、
前記第四流路と、前記第二流路とを連結する第五流路と、をさらに備え、
前記隔壁部は、前記第一流路と前記第四流路とを仕切るように設けられる請求項１から５のいずれかに記載の流路形成構造体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の流路形成構造体の製造方法であって、
前記第三樹脂成形品の一方の面に前記第一樹脂成形品を配置する第一樹脂成形品配置工程と、
前記一方の面に配置された前記第一樹脂成形品を、前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第一流路を形成する第一流路形成工程と、
前記第三樹脂成形品の他方の面に前記第二樹脂成形品を配置する第二樹脂成形品配置工程と、
前記他方の面に配置された前記第二樹脂成形品を前記第三樹脂成形品に振動溶着して前記第二流路を形成する第二流路形成工程と、を備える流路形成構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５７６５２（Ｐ２０１２−５７６５２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９８８７２（Ｐ２０１０−１９８８７２）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
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