JP2002067159A - 樹脂製品のかしめ方法およびその装置 - Google Patents

樹脂製品のかしめ方法およびその装置

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caulking
heating
resin
mold
boss
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English (en)
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Noriaki Matsugishi
則彰 松岸
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Seidensha Electronics Co Ltd
Original Assignee
Seidensha Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボスの内部まで加熱され軟化されるようにし
て、十分に高い強度の「かしめ」が実現できるようにす
る。 【解決手段】 かしめ用金型３の下に、ボス１ａを有す
る樹脂製の第１の部材１と第２の部材２とが重ねられて
配置される。ボス１ａの周囲にはヒータ４が配置され、
その外側には熱閉じ込め用のカバー５が配置されてい
る。かしめ用金型３の側部にはかしめ部に冷却用のエア
を吹き付けるためのエアブロア６が用意される。かしめ
を行うに先立ってヒータ４に対する通電が開始される。
これによりボス１ａの上部の全体が加熱されその部分の
全体が軟化する（ａ）。その状態でかしめ用金型３が降
下し、かしめを行う（ｂ）。かしめ用金型３が上昇しエ
アブロア６より冷却用のエアが吹き付けられる（ｃ）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製品に形成さ
れたボスなどのかしめ方法とそのための装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】二つの樹脂製品などを結合する手段とし
て「かしめ」は広く利用されている。図８は、従来のか
しめ方法を説明するための断面図である（以下、これを
第１の従来例という）。図８に示すように、ボス１０１
ａを有する熱可塑性樹脂からなる第１の部材１０１は受
け台（図示なし）上に配置される。ボス１０１ａに対応
した貫通孔が開設された第２の部材１０２が、その貫通
孔がボス１０１ａを挿通するようにして第１の部材上に
配置される。ボス１０１ａ上には、ヒータを内蔵した若
しくは自身が発熱体であるかしめ用金型１０３′が設置
されている。かしめ用金型１０３′が十分に加熱された
状態で降下し、ボス１０１ａと接触してその表面を溶融
させ、さらに降下してボス１０１ａを押圧してかしめ
る。
【０００３】図９は、第２の従来例を説明するための断
面図である。この第２の従来例においては、かしめ用金
型１０３は加熱されない。代わりに、エアブロブロア１
０４が設けられており、かしめ作業に当たっては、エア
ブロア１０４より熱風がボス１０１ａに向けて吹き付け
られる。ボス１０１ａの一部が軟化・溶融した時点で熱
風の吹き付けを停止し、かしめ金型１０３を降下させて
かしめを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来例
では、軟化・溶融する樹脂がほぼ表面部分に限定される
ため、すなわち内部が軟化しない状態でかしめが行われ
るため、ボスにクラックが発生しやすいという不都合が
ある外、溶着が不完全になりやすく十分のかしめ強度が
得られないことがある。また、溶融した樹脂がかしめ金
型に付着しやすいため、「糸引き」が発生しやすい。糸
引きが発生すると別途手直しが必要となるため工程が繁
雑化する。あるいは外観上見苦しくなる。
【０００５】また、第２の従来例では、加熱エアの照射
範囲がボスに限定されず広範囲に及ぶため、不所望の個
所に「だれ」が発生してしまうことがある。そして、熱
風の照射側と反対側では十分に加熱されにくいため、温
度むらが発生しやすく、やはり十分のかしめ強度が得ら
れない場合が起こる。したがって、本発明の解決すべき
課題は、仕上がりが奇麗で十分なかしめ強度の得られる
かしめ方法とそのための装置を提供できるようにするこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明によれば、樹脂製のかしめ部を加熱し、かし
め金型をかしめ部に押圧してかしめを行う樹脂製品のか
しめ方法であって、かしめ部の加熱が輻射熱または自身
の発熱を利用して行われることを特徴とする樹脂製品の
かしめ方法、が提供される。そして、好ましくは、前記
かしめ部を加熱する手段は、ヒータ、電磁誘導発熱体、
ランプ若しくは高周波印加手段の中から選択される。
【０００７】また、上述の課題を解決するため、本発明
によれば、樹脂製のかしめ部を取り囲みこれを集中的に
加熱することができる加熱手段と、前記かしめ部を押圧
してこれをかしめるかしめ金型と、を有することを特徴
とする樹脂製品のかしめ装置、が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の
実施例を示す断面図であって、図１（ａ）は、準備作業
が終了した状態、図１（ｂ）は、かしめ動作が完了した
状態、図１（ｃ）は、ワーク搬出前の状態をそれぞれ示
している。図１（ａ）は、受け台（図示なし）上にボス
１ａを有する熱可塑性樹脂からなる第１の部材１と第２
の部材２とが重ねて載置され、ボス１ａがその加熱位置
に位置するように、図外受け台が第１、第２の部材を上
昇させた状態を示している。ボス１ａ上には上下動可能
なかしめ用金型３が設置されており、またボス１ａの周
囲には、モリブデン若しくはステンレスなどからなる金
属ヒータまたはセラミックヒータであるヒータ４が配置
されている。ヒータ４の外側にはヒータの熱を効果的に
ボス１ａに集めるためのカバー５が配置されている。さ
らに、かしめ用金型３の側部にはかしめ金型に冷却用の
エアを吹き付けるためのエアブロア６が用意されてい
る。
【０００９】図２は、第１の実施例の装置の動作を示す
タイムチャートである。図１（ａ）に示すように、第１
の部材１および第２の部材２がかしめステージにセット
された後、時刻ｔ１よりヒータ４に対する通電が開始さ
れ、その温度が急速に上昇する。これに伴ってボス１ａ
が加熱されるが、本発明においては輻射熱が利用されて
おり赤外線照射によってボス内部の温度も上昇する。そ
のため、ボス１ａの露出部の全体が軟化する。時刻ｔ２
に至るとかしめ用金型３が降下を始め、時刻ｔ３にてか
しめ用金型はその最下点に到達する。このときヒータ４
に対する通電が終了する。なお、ヒータ４への通電の終
了はｔ２以降の矢印で示す範囲内であれば特に問題はな
い。ここで、ヒータの加熱開始（ｔ１）からかしめ用金
型３がボスの表面に接触するまでの時間は、１．５〜１
０秒程度に設定される。１．０秒以内ではボスが軟化す
る程度の高温に加熱することが困難なためであり、１０
秒以上とすると樹脂の流動性が高くなりすぎることによ
り高いかしめ強度が得られ難くなる外無駄に電力を消費
することになるからである。
【００１０】かしめ用金型がその最下点に到達した後間
もなく時刻ｔ４にて、エアブロア６よりかしめ金型３に
対して冷却用のエアの吹き付けが始まる〔図１
（ｂ）〕。そして、ｔ５にてかしめ動作を終了してかし
め用金型３は上昇を開始し、エアブロアはエア吹き付け
を終了する。かしめ用金型３は時刻ｔ６にてホームポジ
ションに復帰する〔図１（ｃ）〕。その後、図外受け台
が降下し、第１、第２の部材１、２が搬出される。上記
の実施例では、エアブロア６は固定されていたが、普段
は待避していてエア吹き付け時にのみかしめ用金型上に
引き出されるようにしてもよい。また、かしめ用金型３
に保持されるようににしてもよい。
【００１１】図３（ａ）は、本発明の第２の実施例を示
す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）をＡ−Ａ線
から見た平面図である。図３において、図１に示した第
１の実施例の部分と同等の部分には同一の参照番号が付
せられているので重複する説明は省略する。本実施例の
第１の実施例と相違する点は、第１の実施例ではボスを
加熱するのにヒータが用いられているのに対して、本実
施例においては誘電加熱法が用いられていることとかし
め用金型３の先端部の断面形状が円弧を二つ並べた形状
となっていることである。すなわち、本実施例において
は、ボス１ａを取り囲むように誘電加熱用電極７が設け
られている。図示されていないが、本実施例においても
冷却用のエア吹き付けを行うエアブロアを設けてもよ
い。また、誘電加熱用電極の外周に熱覆い用のカバーを
設けてもよい。かしめ動作を行うのに先立って、誘電加
熱用電極７に高周波発振器（図示なし）より高周波電流
が供給される。これによりボス１ａ自身が発熱し、軟化
する。その後の動作は第１の実施例の場合と同様であ
る。
【００１２】図４（ａ）は、本発明の第３の実施例を示
す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）をＡ−Ａ線
から見た平面図である。図４において、図１に示した第
１の実施例の部分と同等の部分には同一の参照番号が付
せられているので重複する説明は省略する。本実施例の
第１の実施例と相違する点は、ボスを加熱するのに、第
１の実施例では直接電流が供給され自身の抵抗によって
発熱するヒータが用いられているのに対して、本実施例
では電磁誘導によって発熱する加熱体が用いられている
ことである。すなわち、本実施例においては、ボス１ａ
を取り囲むように加熱体８が設けられており、さらにそ
の外側に誘導加熱コイル９が設けられている。図示され
ていないが、本実施例においても冷却用のエア吹き付け
を行うエアブロアを設けてもよい。また、誘導加熱コイ
ルの外周に熱覆い用のカバーを設けてもよい。また、誘
導加熱コイルは、加熱体８の側面外周に設けるのではな
く加熱体の上または下（例えば第１の部材１の下）に設
けてもよく、さらには加熱体８に巻き付けるように設け
てもよい。かしめ動作を行うのに先立って、誘導加熱コ
イル９に高周波発振器（図示なし）より高周波電流が供
給される。これにより強磁性体である加熱体８が電磁誘
導により発熱し、ボス１ａを加熱してこれを軟化させ
る。その後の動作は第１の実施例の場合と同様である。
【００１３】図５は、本発明の第４の実施例を示す断面
図である。図５において、図１に示した第１の実施例の
部分と同等の部分には同一の参照番号が付せられている
ので重複する説明は省略する。本実施例の第１の実施例
と相違する点は、ボスを加熱するのに、第１の実施例で
は直接電流が供給され自身の抵抗によって発熱するヒー
タが用いられているのに対して、本実施例では急速加熱
が可能なハロゲンランプが用いられていることである。
すなわち、本実施例においては、ボス１ａを取り囲むよ
うにハロゲンランプ１０が設置されており、さらにハロ
ゲンランプ１０の光をボス１ａに集中するための反射板
１１が設けられている。図示されていないが、本実施例
においても冷却用のエア吹き付けを行うエアブロアを設
けてもよい。かしめ動作を行うのに先立って、ハロゲン
ランプ１０が点灯される。これによりボス１ａは急速に
かつ均等に加熱され軟化する。その後の動作は第１の実
施例の場合と同様である。
【００１４】図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実
施例の動作を説明するための工程順の断面図である。図
６（ａ）〜（ｄ）において、図１に示した第１の実施例
の部分と同等の部分には同一の参照番号が付せられてい
るので重複する説明は省略する。本実施例の第１の実施
例と相違する点は、ボスを加熱するヒータ４が、かしめ
用金型３のかしめ動作中にかしめ用金型から待避するよ
うに構成されていることである。このように構成されて
いることにより、ヒータ４をよりボス１ａに近接して設
置することが可能になり、より効率的な加熱が可能にな
る。なお、図示されていないが、本実施例においても冷
却用のエア吹き付けを行うエアブロアを設けてもよい。
図６（ａ）は、受け台（図示なし）上にボス１ａを有す
る樹脂製の第１の部材１と第２の部材２とが重ねて載置
され、ボス１ａがその加熱位置に位置するように、図外
受け台が第１、第２の部材を上昇させた状態を示してい
る。
【００１５】図６（ａ）に示す状態にて、ヒータ４に対
する通電が開始され、これに伴ってボス１ａが急速に加
熱され、その軟化が始まる。ボス１ａが十分に軟化した
後、ヒータへの通電が中止され、図６（ｂ）に示すよう
に、ヒータ４は上昇した後水平方向に移動して待避位置
に到達する。次いで、図６（ｃ）に示すように、かしめ
用金型３が降下してかしめ動作を行う。この時点で、エ
アブロアにより冷却用エアを吹き付けるようにしてもよ
い。続いて、図６（ｄ）に示すように、かしめ用金型３
が上昇する。その後、図外受け台が降下し、第１、第２
の部材１、２が搬出され、続いて、ヒータ４が図６
（ａ）に示される位置に戻される。
【００１６】図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第６の実
施例の動作を説明するための工程順の断面図である。図
７において、図１に示した第１の実施例の部分と同等の
部分には同一の参照番号が付せられているので重複する
説明は省略する。本実施例の第１の実施例と相違する点
は、ヒータとかしめ用金具とが同一の支持体に支持さ
れ、交互にボスに対向するように切り替えられることで
ある。すなわち、図７（ａ）に示すように、かしめ用金
型３と、ヒータ４を保持するヒータ保持体１４とは支持
体１２に、ヒンジ１３を中心として回動できるように、
支持されている。なお、図示されていないが、本実施例
においても冷却用のエア吹き付けを行うエアブロアを設
けてもよい。図７（ａ）は、受け台（図示なし）上にボ
ス１ａを有する樹脂製の第１の部材１が置かれ、その上
から第２の部材２が、その貫通孔が第１の部材のボス１
ａを通すようにして、重ねて置かれた状態を示してい
る。
【００１７】かしめを行なうに当たって、図７（ｂ）に
示されるように、支持体１２が降下し、ヒータ保持体１
４がボス１ａ上に被せられ、そして、ヒータ４に対する
通電が開始される。これに伴ってボス１ａが加熱され、
その軟化が始まる。ボス１ａが十分に軟化した後、ヒー
タへの通電が中止され、図７（ｃ）に示すように、支持
体１２が上昇し、さらに支持体１２内の回動装置が作動
してヒータ保持体１４が横向きにすると共にかしめ用金
型３がボス１ａと対向する位置にくるようにする。次い
で、図７（ｄ）に示すように、かしめ用金型３が支持体
１２により降下してかしめ動作を行う。この時点で、エ
アブロアにより冷却用エアを吹き付けるようにしてもよ
い。続いて、図７（ｅ）に示すように、支持体１２が上
昇し、かしめ用金型３が横向きに、ヒータ保持体１４が
下向きになるように、支持体１２内の回動装置により回
動される。
【００１８】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、発明
の要旨を変更しない範囲内において適宜の変更が可能な
ものである。例えば、実施例では、ボスのかしめについ
てのみ説明したが、本発明はリベットに対するかしめに
も適用できるものである。また、かしめ部（ボスあるい
はリベット）以外の例えば第２の部材２などは必ずしも
樹脂製品である必要はない。また、かしめ金型を冷却す
る手段として、エアブロアに代えあるいはこれと併用し
て熱容量の大きい冷却用物体を用意しておきこれをかし
め金型に接触させる手段を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、かしめ
部の加熱・軟化を輻射熱または自身の発熱を利用して行
った後にかしめ用金型にてかしめを行うものであるの
で、以下の効果を享受することができる。 かしめ部の内部まで均等に加熱して内部をも軟化さ
せることができるため、高い強度のかしめを行うことが
できる。 加熱されるのをかしめ部に限定することができ、不
所望の個所に「だれ」が発生するのを防止することがで
きる。 かしめ用金型を加熱するものではないので、「糸引
き」の発生を防止することができ、手直し工程が必要と
なったり外観が見苦しくなったりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す工程順の断面図。
【図２】本発明の第１の実施例の動作を示すタイムチャ
ート。
【図３】本発明の第２の実施例を示す断面図と平面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す断面図と平面図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す断面図。
【図６】本発明の第５の実施例を説明するための工程順
の断面図。
【図７】本発明の第６の実施例を説明するための工程順
の断面図。
【図８】第１の従来例の断面図。
【図９】第２の従来例の断面図。
【符号の説明】
１、１０１ 第１の部材 １ａ、１０１ａ ボス ２ １０２ 第２の部材 ３、１０３、１０３′ かしめ用金型 ４ ヒータ ５ カバー ６ エアブロア ７ 誘電加熱用電極 ８ 加熱体 ９ 誘導加熱コイル １０ ハロゲンランプ １１ 反射板 １２ 支持体 １３ ヒンジ １４ ヒータ保持体 １０４ エアブロア

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂製のかしめ部を加熱し、かしめ金型
    を前記かしめ部に押圧してかしめを行う樹脂製品のかし
    め方法であって、前記かしめ部の加熱が輻射熱または自
    身の発熱を利用して行われることを特徴とする樹脂製品
    のかしめ方法。
  2. 【請求項２】 前記かしめ部を加熱する手段が、ヒー
    タ、電磁誘導発熱体、ランプ、若しくは、前記かしめ部
    に誘電体発熱を生じさせる高周波印加手段であることを
    特徴とする請求項１記載の樹脂製品のかしめ方法。
  3. 【請求項３】 前記かしめ部を加熱する手段による加熱
    動作が、前記かしめ金型が前記かしめ部に接触するより
    も１．５〜１０秒早く開始することを特徴とする請求項
    １または２記載の樹脂製品のかしめ方法。
  4. 【請求項４】 前記かしめ部を加熱する手段による加熱
    動作は、前記かしめ金型によるかしめ動作が終了すると
    同時若しくはそれより早く終了することを特徴とする請
    求項１〜３の何れかに記載の樹脂製品のかしめ方法。
  5. 【請求項５】 前記かしめ部を加熱する手段による加熱
    動作の終了後、冷却手段による前記かしめ金型に対する
    冷却動作が開始されることを特徴とする請求項１〜４の
    何れかに記載の樹脂製品のかしめ方法。
  6. 【請求項６】 前記冷却手段による前記冷却動作がエア
    ブロー乃至冷却用物体の前記かしめ金型への接触である
    ことを特徴とする請求項５記載の樹脂製品のかしめ方
    法。
  7. 【請求項７】 前記かしめ部が樹脂製品のボス若しくは
    樹脂製のリベットであることを特徴とする請求項１〜６
    の何れかに記載の樹脂製品のかしめ方法。
  8. 【請求項８】 樹脂製のかしめ部を取り囲みこれを集中
    的に加熱することができる加熱手段と、前記かしめ部を
    押圧してこれをかしめるかしめ金型と、を有することを
    特徴とする樹脂製品のかしめ装置。
  9. 【請求項９】 前記加熱手段が、ヒータ、電磁誘導発熱
    体、ランプ、若しくは、前記かしめ部に誘電体発熱を生
    じさせる高周波印加手段であることを特徴とする請求項
    ８記載の樹脂製品のかしめ装置。
  10. 【請求項１０】 前記加熱手段の外側には、熱を逃がさ
    ないようにするための若しくは熱を前記かしめ部に誘導
    するための熱覆いまたは反射板が配置されていることを
    特徴とする請求項８または９記載の樹脂製品のかしめ装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記加熱手段の前記かしめ部を囲む部
    分の内径が前記かしめ金型の外形より大きいことを特徴
    とする請求項８〜１０の何れかに記載の樹脂製品のかし
    め装置。
  12. 【請求項１２】 前記加熱手段が前記かしめ金型の動作
    を阻害しないように待避が可能であることを特徴とする
    請求項８〜１０の何れかに記載の樹脂製品のかしめ装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記加熱手段と前記かしめ金型とが同
    一支持体によって支持されており、何れか一方が前記か
    しめ部と対向できるように切り替えが可能であることを
    特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の樹脂製品の
    かしめ装置。
  14. 【請求項１４】 前記かしめ金型の前記かしめ部と接触
    する部分の断面形状は、円弧状若しくは円弧が二つ並べ
    られた形状であることを特徴とする請求項８〜１３の何
    れかに記載の樹脂製品のかしめ装置。
  15. 【請求項１５】 前記かしめ金型を冷却するための冷却
    手段をさらに有することを特徴とする請求項８〜１４の
    何れかに記載の樹脂製品のかしめ装置。
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