JP2001293784A - 溶着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶着強度を向上させるとともに、溶着の信頼性
を向上させる 【解決手段】受け部材１及び押え部材２が、モール本体
１００及びリテーナ１０２の表面に対してそれぞれ線接
触するように構成した。押圧の力が溶着部分に集中する
ようにできるため、溶着部分を確実に均一に加圧でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の樹脂製サ
イドモールに樹脂製クリップ座を溶着する場合などに利
用できる溶着方法に関し、詳しくは被溶着物と本体を部
分的に溶融させ、その状態で加圧して溶着する溶着方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のサイドモールは一般に軟質樹脂
から形成され、自動車製造ラインのほぼ最終工程で車体
に組み付けられる。このサイドモールを車体に組み付け
る方法としては、両面テープなどで貼着する方法、ある
いはモール本体の裏面側にクリップを保持し、そのクリ
ップを介して車体に固定する方法などが知られている。

【０００３】ところでサイドモールは長尺状であるため
に、クリップを介して車体に組み付ける場合において
は、複数のクリップをモール本体の裏面側に間隔を隔て
て固定する必要がある。そこでモール本体の裏面側に長
手方向に間隔を隔ててクリップ座を形成し、そのクリッ
プ座にクリップを保持することが行われている。

【０００４】ところがモール本体の裏面側にクリップ座
を一体的に形成すると、クリップ座がアンダーカットと
なるために金型にスライドコアが必要となり、金型費用
が嵩むとともに成形工数が多大となる。またクリップ座
の位置においてモール本体の表面にヒケが生じ、外観意
匠性が低下するという不具合もある。そこで特開昭６０
−１３５３５０号公報などには、モール本体とクリップ
座とをインテグラルヒンジを介して一体的に成形し、そ
の後インテグラルヒンジで折り曲げてクリップ座とモー
ル本体とを固着する方法が開示されている。このように
すれば、外観意匠性の低下が防止され、アンダーカット
部をなくすことができるので成形工数を低減することが
できる。

【０００５】クリップ座とモール本体とを固着するに
は、両者を熱可塑性樹脂から形成し、溶着によって接合
する方法が簡便である。そこでクリップ座とモール本体
の間にワイヤ状の発熱体を介在させ、通電により発熱体
を発熱させるとともにクリップ座とモール本体とを互い
に近接する方向へ加圧して溶着し、冷却固化後に発熱体
を抜き取る溶着方法が開発され、実用化されている。

【０００６】この溶着方法では、例えば図７に示すよう
に、モール本体１００の表面形状に沿う形状の受け部材
２００の上にモール本体１００を載置し、インテグラル
ヒンジ１０１でクリップ座１０２を折り曲げ、クリップ
座１０２とモール本体１００との間にワイヤ状の発熱体
３００を挟む。そして押え部材２０１で発熱体３００の
位置のクリップ座１０２の裏面側を押圧し、発熱体３０
０に通電して加熱する。押え部材２０１の先端はゴム製
であり、クリップ座１０２の裏面形状に追従して押圧す
ることができる。これによりクリップ座１０２とモール
本体１００は発熱体３００に接触する部分から溶融し、
溶融樹脂は押圧の力によって押し潰されて一体化する。
そして冷却により溶融部が固化した後、発熱体３００を
紙面に垂直方向に引いて抜き取ることにより、クリップ
座１０２がモール本体１００の裏面側に固着したモール
を製造することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記した溶着
方法では、各部の形状のばらつきや、成形時の歪み、受
け部材２００へ載置する際の位置ずれなどによって、押
え部材２０１で押圧した時にモール本体１００やクリッ
プ座１０２に変形が生じる場合があり、歪んだ状態で溶
着される場合があった。このようになると、押え部材２
０１の押圧力が不均一に伝わるため溶着強度にばらつき
が生じ、信頼性が不足するという問題がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、溶着時に被溶着物と本体の溶着部分を確実
に均一に加圧できるようにすることによって、溶着強度
を向上させるとともに溶着の信頼性を向上させることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の溶着方法の特徴は、熱可塑性樹脂製の本体の裏面側
に被溶着物を配置し、本体の裏面及び被溶着物の表面の
少なくとも一方を加熱手段によって加熱溶融するととも
に受け部材と押え部材とで本体と被溶着物を互いに近接
する方向へ押圧して溶着する方法において、受け部材及
び押え部材は本体及び被溶着物の表面に対してそれぞれ
線接触するように構成されたことにある。

【００１０】加熱手段は受け部材及び押え部材との間に
配置された線状発熱体であり、受け部材及び押え部材と
本体及び被溶着物との接触線と線状発熱体とは同一平面
内にあることが望ましい。

【００１１】そして、受け部材及び押え部材による押圧
方向は前記同一平面内にあるとともに接触線上における
本体及び被溶着物の表面の接線に対して直角方向である
ことがさらに望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の溶着方法では、受け部材
及び押え部材は本体及び被溶着物の表面に対してそれぞ
れ線接触する。したがって押圧の力が線接触している部
分に集中するので、成形時の歪み、受け部材へ載置する
際の位置ずれなどが生じている場合であっても、線接触
している部分を受け部材と押え部材とで強い力で挟持す
ることができる。したがって線接触している部分に対応
する本体及び被溶着物の表面を溶融させることにより、
溶融部分を均一に且つ確実に溶着することができ、溶着
強度が向上するとともに信頼性が向上する。

【００１３】本体と被溶着物とは、熱可塑性で互いに溶
着可能であれば各種材質から形成されたものを用いるこ
とができる。また別体であってもよいし、インテグラル
ヒンジなどによって一体化されたものを用いることもで
きる。

【００１４】受け部材及び押え部材を本体及び被溶着物
の表面に対してそれぞれ線接触させるには、受け部材が
本体又は被溶着物に接触する表面を円弧状あるいは角状
とするとともに、押え部材が本体又は被溶着物に接触す
る表面を円弧状あるいは角状とすればよい。なお受け部
材及び押え部材は、本体及び被溶着物のどちらに接触し
てもよい。

【００１５】加熱手段としては特に制限されず、熱板加
熱、高周波加熱あるいはヒーターなどで本体及び被溶着
物の表面を加熱し、直ちに受け部材と押え部材で挟持し
て加圧することで溶着することができる。また線状発熱
体を受け部材と押え部材の間に介在させ、線状発熱体に
通電して加熱することで溶融させることも好ましい。

【００１６】この線状発熱体としては、通電によるジュ
ール熱で発熱するものであればよく、各種金属線を用い
ることができる。また中実であってもよいし、中空のパ
イプ状であってもよい。中空のパイプ状とすれば、内部
に空気などの冷媒を通すことにより冷却効率を高めるこ
とができる。

【００１７】線状発熱体を用いる場合には、受け部材及
び押え部材と本体及び被溶着物との接触線と線状発熱体
とは同一平面内にあることが望ましい。例えば受け部材
で本体を受け、押え部材で被溶着物を押圧する場合、受
け部材と本体との接触線と、押え部材と被溶着物との接
触線とが平行になるようにし、かつ両接触線で形成され
る平面内に線状発熱体を配置することが望ましい。この
ように構成することにより、押え部材による押圧の力が
線状発熱体の両側に一層集中するので、線状発熱体のジ
ュール熱によって溶融された部分が効果的に押しつぶさ
れ、高い溶着強度が発現される。

【００１８】また、受け部材及び押え部材による押圧ベ
クトルが前記同一平面内にあるとともに、接触線上にお
ける本体及び被溶着物の表面の接線に対して直角方向で
あることがさらに望ましい。これにより押え部材による
押圧の力が分散することなく線状発熱体の両側に集中す
るので、線状発熱体によって溶融された部分が一層効果
的に押しつぶされ、さらに高い溶着強度が発現される。

【００１９】なお線状発熱体を用いる場合、線状発熱体
を案内する案内溝などをもつ位置決め部材を配置するこ
とも好ましい。これにより線状発熱体の位置決めを正確
に行うことができ、通電不良などによる溶着不良を防止
できるとともに、上記した同一平面とする場合の効果を
確実に発現させることができる。

【００２０】また押え部材の押圧後は、溶融部を速やか
に冷却して冷却工程に要する時間を短縮することが望ま
れる。冷却が緩やかであると冷却により収縮する樹脂の
絶対量が多くなるためか、本体表面に歪みが生じる場合
がある。したがって溶融部を速やかに冷却することによ
り、本体表面の意匠面の不具合を防止することができ
る。このようにするには、例えば溶融部に冷風を吹き付
けることで行うことができる。この場合には、例えば本
体又は被溶着物の少なくとも一方に溶融部に連通するス
リット又は穴などを形成しておけば、冷風を溶融部に直
接く吹き付けることができ、冷却効率が向上する。また
パイプ状の線状発熱体を用い、内部に冷媒を通過可能と
してもよい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００２２】（実施例１）図１に、本発明の一実施例の
溶着方法を行う自動溶着機の要部を示す。この自動溶着
機は、自動車のサイドモールのモール本体の裏面にボル
ト用のリテーナを溶着するものである。また溶着前のサ
イドモールは、図１に示すように、モール本体１００
と、インテグラルヒンジ１０１を介してモール本体１０
０と一体的に形成された複数のリテーナ１０２とから構
成され、複数のリテーナ１０２はモール本体１００の長
手方向に間隔を隔てて列設されている。そしてリテーナ
１０２の裏面には突条の２本の溶着部１０３，１０４が
互いに間隔を隔てて平行に突出形成され、インテグラル
ヒンジ１０１でそれぞれ曲折された後、溶着部１０３，
１０４がモール本体１００の裏面側に溶着される。

【００２３】この自動溶着機は、モール本体１００を受
ける２本の丸棒状の受け部材１，１’と、押え部材２
と、発熱部材３と、発熱部材３に給電する第１電極４及
び第２電極５と、リテーナ１０２を折り曲げる折り曲げ
部材６とから構成されている。

【００２４】受け部材１，１’は金属丸棒から形成さ
れ、互いに平行になるように両端が固定されている。ま
た押え部材２は図示しない油圧装置に接続され上下動す
るロッド２０と、ロッド２０の下端面に固定された押え
板２１とからなり、押え板２１の下面には２本の突条部
２２，２３が互いに平行に形成されている。突条部２
２，２３の先端は断面円弧状に形成されている。

【００２５】発熱部材３は、ＳＵＳ製のワイヤ状発熱体
３０，３１と、ワイヤ状発熱体３０，３１の一端部どう
しを接続する端子部３２とからなり、ワイヤ状発熱体３
０，３１は互いに間隔を隔てて平行に延びている。そし
て端子部３２の他端には第１電極４が形成され、第１電
極４はワイヤ状発熱体３０，３１と導通されている。

【００２６】また第２電極５は一対の端子５０と端子５
１を備え、端子５０と端子５１は互いに間隔を隔てて平
行に下方へ突出している。そして端子５０及び端子５１
は、共に上下動するロッド５２に固定されている。

【００２７】折り曲げ部材６は、揺動板６０と、揺動板
６０に回動自在に枢支された３つのローラ６１と、揺動
板に固定された歯車６２とから構成され、揺動板６０は
歯車６２を介して図示しない基体に揺動自在に保持され
ている。そして歯車６２は、歯付きベルト６３を介して
モータ６４に連結され、モータ６４の駆動により揺動板
６０が矢印Ａ方向に揺動するように構成されている。

【００２８】上記した自動溶着機では、以下のようにし
て溶着が行われる。先ず複数のリテーナ１０２を一体的
にもつモール本体１００が、その裏面を上方として受け
部材１，１’上に載置される。するとワイヤ状発熱体３
０，３１が、モール本体１００の裏面の所定位置に配置
される。

【００２９】次にモータ６４が駆動されると、揺動板６
０が揺動して一端が円弧状に上昇移動し、ローラ６１が
リテーナ１０２の表面に当接した後、揺動板６０のさら
なる揺動によってリテーナ１０２はヒンジ部１０１で折
り曲げられ、ついには溶着部１０３，１０４がワイヤ状
発熱体３０，３１の表面に当接する。

【００３０】すると押え部材２が下降して、図２に示す
ようにリテーナ１０２を下方へ押圧すると、揺動板６０
が逆方向へ揺動してリテーナ１０２から離れる。続いて
第２電極５が下降し、リテーナ１０２から突出して表出
するワイヤ状発熱体３０，３１に端子５０及び端子５１
がそれぞれ接触する。そして第１電極４と第２電極５と
の間で通電されると、ワイヤ状発熱体３０，３１にはジ
ュール熱が発生し、その熱によって溶着部１０３，１０
４及びモール本体はワイヤ状発熱体３０，３１と接する
部分から溶融する。

【００３１】その状態で押え部材２は受け部材１，１’
に向かって押圧され、溶着部１０３，１０４がモール本
体１００の裏面に溶着接合される。

【００３２】ここで図２に示すように、押え部材２の突
条部２２，２３の先端は断面円弧状となっているため、
突条部２２，２３はリテーナ１０２と線接触している。
また受け部材１，１’の表面も断面円弧状となっている
ため、受け部材１，１’はモール本体１００表面と線接
触している。そして図２に一点鎖線で示すように、突条
部２２とリテーナ１０２との接触部と、受け部材１とモ
ール本体１００との接触部と、ワイヤ状発熱体３０とが
同一平面上に位置するとともに、突条部２３とリテーナ
１０２との接触部と、受け部材１’とモール本体１００
との接触部と、ワイヤ状発熱体３１とが同一平面上に位
置している。

【００３３】したがってモール本体１００及びリテーナ
１０２の形状のばらつきや、成形時の歪み、受け部材
１，１’へ載置する際の位置ずれなどが生じていたとし
ても、押え部材２の押圧の力はリテーナ１０２とモール
本体１００にそれぞれ線状に集中するので、リテーナ１
０２とモール本体１００とを確実に均一に溶着接合する
ことができ、溶着強度がきわめて向上する。

【００３４】溶着部分が冷却固化した後、発熱部材３を
引くことにより、ワイヤ状発熱体３０，３１をリテーナ
１０２とモール本体１００の界面から除去することで、
モール本体１００の裏面にリテーナ１０２が一体的に強
固に接合されたモールが得られる。

【００３５】因みに図７に示した従来の方法で溶着した
場合には引張り強度が１５±５ｋｇｆであったのに対
し、本実施例の方法で溶着したところ引張り強度は２５
±３ｋｇｆとなり、強度の向上とばらつきの縮小が認め
られた。

【００３６】（実施例２）ところで、上記した実施例に
おいては、発熱部材３の配置時に位置ずれが生じる場合
がある。そして発熱部材３の配置の位置ずれが生じる
と、ワイヤ状発熱体３０，３１が突条部２２，２３とリ
ターナ１０２との接触部と、受け部材１，１’とモール
本体１００との接触部とで形成される平面内から外れ、
押圧部材２による押圧の力がワイヤ状発熱体３０，３１
に均一に加わらなくなる場合がある。

【００３７】そこで本実施例では、図３に示すように、
ワイヤ状発熱体３０，３１の先端が配置されるべき部分
に位置決め部材７を配置している。なお図３では、モー
ル本体１００及びリテーナ１０２の図示を省略してい
る。位置決め部材７には、上方ほど幅が広がった案内溝
７０が形成されているので、発熱部材３の配置時にはワ
イヤ状発熱体３０，３１の先端が案内溝７０に案内され
て確実に所定位置となる。これにより押圧部材２による
押圧の力がワイヤ状発熱体３０，３１に確実に均一に加
わるので、溶着強度が一層向上する。また端子５０，５
１がワイヤ状発熱体３０，３１から外れて導通不良とな
り、溶着不良が発生するような不具合も防止される。

【００３８】また本実施例では、溶着部分に送風するノ
ズル８を備えている。このノズル８からの送風を溶融部
に吹き付けることで、冷却を一層促進することができ、
サイクルタイムを短縮することができる。また樹脂収縮
絶対量が少なくなるためと考えられるが、モール本体１
００の意匠表面の歪みが軽減される。

【００３９】なおこのようなノズル８を備える場合に
は、図４に示すようにリテーナ１０２にワイヤ状発熱体
３０，３１が表出するスリット１０５などを形成してお
くことが望ましい。このようにすれば、送風をワイヤ状
発熱体３０，３１及び溶融部に直接吹き付けることがで
き、冷却効率がさらに向上する。

【００４０】（実施例３）また上記実施例の溶着方法で
は、押圧部材２からの押圧によってリテーナ１０２の両
側でモール本体１００に上向きの力が作用する。また樹
脂収縮や残留応力の影響範囲は溶着部を外れた範囲にも
及ぶとも考えられ、溶着後にリテーナ１０２の両側でモ
ール本体１００に反りが生じる場合がある。

【００４１】そこで本実施例では、図５に示すように、
実施例２と同様の位置決め部材７と第２の押え部材９を
設け、位置決め部材７と第２の押え部材９とでリテーナ
１０２の両側でモール本体１００を下方へ押圧するよう
にしている。このようにすることにより、リテーナ１０
２の両側におけるモール本体１００の変形を防止するこ
とができる。なお、この場合の位置決め部材７と第２の
押え部材９による押圧の位置は、リテーナ１０２に近す
ぎてもまた遠すぎても効果が低くなるので、リテーナ１
０２から２０ｍｍ程度離れた位置を押圧することが好ま
しい。

【００４２】（実施例４）本実施例では、図６に示すよ
うに、モール本体１００の断面が湾曲形状をなしてい
る。このような場合には、押圧部材２による押圧の力が
線接触の部分に集中せず分散して、溶着部分への押圧力
が低下してしまう恐れがある。

【００４３】そこで本実施例では、押圧部材１の突条部
２２，２３の突出角度を互いに内向きとなるようにし、
その押圧ベクトルは、接触線上におけるモール本体１０
０及びリテーナ１０２の表面の接線（Ｌ）に対して直角
方向となっている。このように構成することにより、突
条部２２，２３とリテーナ１０２との接触部と、受け部
材１，１’とモール本体１００との接触部と、ワイヤ状
発熱体３０，３１とが同一平面上に位置するとともに、
押圧部材２による押圧ベクトルもその平面上となる。し
たがってモール本体１００の断面形状が湾曲形状をして
いる場合でも、高い溶着強度を確保することができる。

【００４４】

【発明の効果】すなわち本発明の溶着方法によれば、溶
着強度が向上するとともに溶着の信頼性が向上する。ま
た工数の増大もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いた自動溶着機にモール
本体及びリテーナを配置した状態を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例において溶着直前の溶着部分
の状態を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例における溶着機の構成を
示す要部斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施例における溶着機の好まし
い態様を示す要部斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施例に用いた自動溶着機にモ
ール本体及びリテーナを配置して溶着した状態を示す正
面図である。

【図６】本発明の第４の実施例において溶着直後の溶着
部分の状態を示す断面図である。

【図７】従来の溶着方法において溶着機にモール本体及
びリテーナを配置して溶着している状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１’：受け部材 ２：押圧部材
３：発熱部材 ６：折り曲げ部材 ２２，２３：突条部 ３０，３１：ワイヤ状発熱体 １００：モール本体 １０２：リテーナ（被溶着物）

フロントページの続き (72)発明者 沢田 知人 愛知県豊田市梅坪町９丁目30番地の３ 中 部工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D023 AA01 AB01 AC01 AD26 4F211 AD05 AG03 AH23 AH26 AK09 TA01 TC03 TC13 TC14 TD11 TH01 TH02 TH06 TH18 TJ13 TJ14 TJ22 TJ29 TN08 TQ01 TQ04 TQ06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂製の本体の裏面側に被溶着
   物を配置し、該本体の裏面及び該被溶着物の表面の少な
   くとも一方を加熱手段によって加熱溶融するとともに受
   け部材と押え部材とで該本体と該被溶着物を互いに近接
   する方向へ押圧して溶着する方法において、 該受け部材及び該押え部材は該本体及び該被溶着物の表
   面に対してそれぞれ線接触するように構成されたことを
   特徴とする溶着方法。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は前記受け部材及び前記押
   え部材との間に配置された線状発熱体であり、前記受け
   部材及び前記押え部材と前記本体及び前記被溶着物との
   接触線と該線状発熱体とは同一平面内にあることを特徴
   とする請求項１に記載の溶着方法。
3. 【請求項３】 前記受け部材及び前記押え部材による押
   圧ベクトルは前記同一平面内にあるとともに前記接触線
   上における前記本体及び前記被溶着物の表面の接線に対
   して直角方向であることを特徴とする請求項２に記載の
   溶着方法。