JP2006029570A - 合成樹脂部材の接合構造及び接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接着作業が簡単であり、液密性が確実に保たれる合成樹脂部材の接合構造及び接合方法を提供する。
【解決手段】 一方の合成樹脂部材１の開口端部２に他方の合成樹脂部材６の差込端部７嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に周方向に連続する液貯溝４，９を設け、この液貯溝と外部とを結ぶ注入路８を形成し、この注入路から上記液貯溝に溶液型接着剤１０を注入し、この接着剤を嵌め合い公差面に充填して接合させる
【選択図】 図１

Description

本発明は、一方の合成樹脂部材に他方の合成樹脂部材を嵌め込み、これらを接着剤により気液密に接合する構造に関する。

特開２００３−３２２２８８号公報

一般に、合成樹脂部材を互いに気液密に接合する場合、Ｏリングなどのシール部材により密封性を保つようにしているが、シール部材を使用すると部品点数が増し、組立て作業に手間を要するので、接着剤を用いて直接接着するのが有利である。
例えば、特開２００３−３２２２８８号公報には、一方の合成樹脂部材に他方の合成樹脂部材の端部を嵌め込み、この嵌合部にテーパ面を設け、このテーパ面に接着剤を充填してなる接合構造が開示されている。
このような構造は、格別なシール部材を用いないので部品点数が少なく、作業性に優れている。

しかしながら、上記公報に記載の接合構造は、テーパ面に接着剤を充填することから、粘着性を備えた例えばエポキシ系接着剤を用いている。このような粘着性の接着剤は、接合面全体に亘って接着剤を塗布する作業が面倒であり、かつ接着剤が硬化するまで待たなければ接合が終わらないので作業時間がかかる、といった不具合がある。
本発明は、接着作業が簡単であり、気液密性が確実に保たれる合成樹脂部材の接合構造及び接合方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、一方の合成樹脂部材の開口端部に他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に周方向に連続する液貯溝を設け、この液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記液貯部に溶液型接着剤を注入し、この接着剤を嵌め合い公差面に充填して接合させてある合成樹脂部材の接合構造が提供される。
この場合、嵌め合い公差面は溶液型接着剤が毛細管現象によって浸透するに適した隙間を備えていることをいう。
請求項２の発明は、一方の合成樹脂部材の開口端部に、他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に互いに軸方向に離間してそれぞれ周方向に連続する液貯溝を設け、一方の液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記一方の液貯部に溶液型接着剤を注入し、この接着剤を互いに軸方向に離間した上記液貯溝及びこれら液貯溝間に位置する嵌め合い公差面に亘り充填して接合させてあることを特徴とする合成樹脂部材の接合構造が提供される。
本発明の好ましい態様は、開口端部及び差込端部の少なくとも一方に、上記差込端部の差し込み深さを規制する段差を設けた合成樹脂部材の接合構造が提供される。
さらに本発明の好ましい態様は、段差に当接する開口端部及び差込端部の少なくとも一方の先端に面取り面を形成し、この面取り面が液貯溝を構成していることを特徴とする合成樹脂部材の接合構造が提供される。
請求項５の発明は、一方の合成樹脂部材の開口端部に、他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に周方向に連続する液貯溝を設け、この液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記液貯部に溶液型接着剤を注入し、この液貯部に注入された接着剤を毛細管現象により嵌め合い公差面に浸透させて嵌め合い公差面を接合することを特徴とする合成樹脂部材の接合方法が提供される。
そして、好ましい態様は、溶液型接着剤が速乾性であることである。

請求項１の発明によれば、周方向に連なる液貯溝に接着剤が充填されるのでここでシールされて液密が保たれるとともに、この液貯溝に連通する嵌め合い公差面にも接着剤が充填されるから接着面積が大きくなり、両合成樹脂部材が強固に接合されるとともに、この嵌め合い公差面にも接着剤が満たされるのでこの部分でも密封性が確保される。
請求項２の発明によれば、軸方向に離間したそれぞれの液貯溝に接着剤が充填されるとともに、これら液貯溝間の嵌め合い公差面にも接着剤が充填されるから、シール箇所が２箇所になり、接着面積がさらに大きくなり、接着強度が一層強固になり、かつ密封性が保たれる。
請求項３の発明によれば、差込端部の差し込み深さを規制する段差を設けたので、差込端部の位置が決まり、組み付け精度が高くなる。
そして、請求項４の発明によれば、段差に当接する開口端部及び差込端部の少なくとも一方の先端に面取り面を形成し、この面取り面が液貯溝を構成しているので、格別な液貯溝を形成する必要がない。
請求項５の発明によれば、一方の合成樹脂部材の開口端部に他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌めこんだ状態で、外部から注入路を通じて液貯溝に溶液型接着剤を注入すると、この接着剤は液貯溝の全周に亘って充填され、さらにこの接着剤が毛細管現象によって嵌め合い公差面に侵入する。このため、接着剤を注入路より注入するだけで接着剤が液貯溝及び嵌め合い公差面に自動的に侵入するから接着剤の注入が容易である。しかも接着剤は毛細管現象で嵌め合い公差面に浸透してこれらの面を接合するので接着面積が大きくなり、接合強度が大きくなるとともに液密性が確実に保たれる。
接着剤として速乾性の溶液型接着剤を使用すれば、上記毛細管現象で接着剤が回り込むと直ちに接着剤が硬化して両樹脂部材の接着がなされることになり、作業性に優れる。

以下本発明について、図１ないし図２に示す第１の実施例に基づき説明する。
図１は合成樹脂部材を相互に接合した状態の断面図、図２は接合部を拡大した断面図である。
図において、１は一方の合成樹脂部材であり、例えば円筒形をなしている。この合成樹脂部材１は受け口側として内径を大きくした開口端部２を備えており、この開口端部２の奥面に段差３を形成してある。上記開口端部２の先端には内側角部に全周に亘りテーパ状の面取り部４を形成してある。さらにこの開口端面には、外側から面取り部４に至る径方向に延びる注入溝５を形成してある。この注入溝５は本発明の注入路である。
６は他方の合成樹脂部材であり、同じく円筒形をなしている。この樹脂部材６の端部には、上記開口端部２に挿入される差込端部７を形成してある。この差込端部７は外径を小さくし、上記開口端部２に嵌め合い公差で差し込まれるようになっている。差込端部７の根元には段差８を形成してあり、かつ先端には外側角部に全周に亘りテーパ状の面取り部９を形成してある。

このような構成において、他方の合成樹脂部材６の差込端部７を一方の合成樹脂部材１の開口端部２に挿入すると、開口端部２又は差込端部７の先端が段差８もしくは３に当接し、よって両合成樹脂部材１，６の差込深さが位置決めされる。この状態では、開口端部２の先端角部に形成した全周に亘る面取り部４が液貯溝を形成するとともに、差込端部７の先端角部に形成した全周に亘る面取り部９が液貯溝を形成する。すなわち、これら液貯溝４，９は嵌め合い公差で接触している嵌合面を介して軸方向に離間している。
またこの状態では、開口端部２の先端面に形成した注入溝５が、外側から面取り部４（液貯溝）に通じている。
この状態で、注入溝５に溶液型接着剤１０を注入する。
溶液型接着剤１０は、粘着性をもたない、すなわち表面張力の小さな溶液状の接着剤であり、例えば、二塩化メチルを主成分とした速乾性の接着剤が好適し、具体的にはアクリサンデー（商品名：アクリサンデー社）などを使用する。
このような接着剤１０は、注射針などのような注入器１１を用いて注入溝５に注入する。すると、接着剤１０は注入溝５を通じて、一方の液貯溝４（面取り部）に充填される。この液貯溝４は周方向に連通しているので、注入された接着剤１０は液貯溝４の全周に回り込むようにして流れ込む。そして、この液貯溝４に溜まった接着剤１０は嵌め合い公差で接触している嵌合面に、毛細管現象で浸透する。つまり、液貯溝４の接着剤１０は毛細管現象により自動的に嵌合面を濡らし、この嵌合面の隙間を埋める。さらに、嵌合面に浸透してきた接着剤１０は他方の液貯溝９にも流れ込み、この液貯溝９を満たす。
接着剤１０が速乾性の場合、上記のように接着剤１０を行き渡らせた後、数秒待てば接着剤が硬化し、両部材１、６を接合する。

上記実施例においては、接着剤１０が軸方向に離間した２箇所の液貯溝４及び９に充填され、これら液貯溝４及び９は周方向に連続しているので、２個のＯリングを用いたのと同様な密封作用をなす。そして、これら液貯溝４及び９間に位置する嵌め合い公差を有する嵌合面にも接着剤１０が毛細管現象で充填されているから、接合面積が大きく、よって接合強度が大きく、かつこの嵌合面の隙間も接着剤１０で埋められているから気液密が保たれる。
上記液貯溝４及び９は、面取り面を利用して周方向に連なる溝となっているので、加工や成形が容易である。
そして、接着剤１０を注入器１１を用いて注入溝５に注入すれば、接着剤１０が自動的に一方の液貯溝４、及び嵌め合い公差で接触している嵌合面、並びに他方の液貯溝９に流れ込むので、接着剤１０の注入作業が容易である。
しかも、接着剤１０が速乾性の場合、上記のように接着剤１０を行き渡らせた後、数秒待てば接着剤が硬化するので、硬化待機時間が短くてすみ、両合成樹脂部材１、６を短時間に強固の接合させることができる。

図３及び図４に第２の実施例を示す。この実施例は液貯溝が１本の場合であり、一方の合成樹脂部材１の開口端部２は段差３を備えず、しかしながら開口端部２の先端にテーパ状の面取り部４を形成してある。そしてこの開口端面には、外側から面取り部４に至る径方向に延びる注入溝５を形成してある。
他方の合成樹脂部材６の端部には、上記開口端部２に挿入される差込端部７を形成してあり、この差込端部７は外径を小さくし、上記開口端部２に嵌め合い公差で差し込まれるようになっている。この差込端部７の根元には段差８を形成してある。
このような構成において、他方の合成樹脂部材６の差込端部７を一方の合成樹脂部材１の開口端部２に挿入すると、開口端部２の先端が段差８に当接し、両合成樹脂部材１，６の差込深さが位置決めされる。この状態では、開口端部２の先端角部に形成した全周に亘る面取り部４が液貯溝を形成する。またこの状態では、開口端部２の先端面に形成した注入溝５が、外側から面取り部４（液貯溝）に通じている。
この状態で、注入溝５に注入器１１を用いて溶液型接着剤１０、例えばアクリサンデーを注入する。すると、接着剤１０は注入溝５を通じて、液貯溝４（面取り部）に充填される。この液貯溝４は周方向に連通しているので、注入された接着剤１０は液貯溝４の全周に回り込む。そして、この液貯溝４に溜まった接着剤１０は嵌め合い公差で接触している嵌合面に対し、毛細管現象で浸透する。つまり、液貯溝４の接着剤１０は毛細管現象により自動的に嵌合面を濡らし、この嵌合面の隙間を埋める。したがって、接着剤１０が硬化すれば、両部材１、６が接合される。

上記第２の実施例においては、接着剤１０が液貯溝４に充填され、この液貯溝４は周方向に連続しているので、Ｏリングを用いたのと同様な密封作用をなす。そして、この液貯溝４に連続する嵌め合い公差を有する嵌合面にも接着剤１０が毛細管現象で充填されているから、接合面積が大きく、よって接合強度が大きく、かつこの嵌合面の隙間も接着剤１０で埋められているから液密が保たれる。
この場合も、接着剤１０を注入器１１を用いて注入溝５に注入すれば、接着剤１０が自動的に液貯溝４及び嵌め合い公差で接触している嵌合面に流れ込むので、接着剤１０の注入作業が容易である。

上記第１及び第２の実施例では、段差３、８により両合成樹脂部材１，６の嵌合深さを規制するようにしたので、面取り面を液貯溝４、９として活用することができたが、両合成樹脂部材１，６の差込深さを他の手段でおこなえる場合は、図５に示すような第３の実施例のようにしてもよい。
すなわち、第３の実施例の場合、他方の合成樹脂部材６の外周面に１箇所または２箇所の液貯溝２１、２２をそれぞれ全周に亘り形成し、一方の合成樹脂部材１にはいずれかの液貯溝２１，２２に連なる注入孔２３を形成してある。他方の合成樹脂部材６を一方の合成樹脂部材１に差し込んだ場合、これらの面は嵌め合い公差をもって嵌合するようになっている。
この場合も、接着剤１０を、注入器１１を用いて注入孔２３に注入すると、接着剤１０は注入孔２３を通じて、一方の液貯溝２１に充填され、この液貯溝２１を満たす。この液貯溝２１に溜まった接着剤１０は嵌め合い公差で接触している嵌合面に対し、毛細管現象で浸透し嵌合面を自動的に濡らして、この嵌合面の隙間を埋める。さらに、嵌合面に浸透してきた接着剤１０は他方の液貯溝２２にも流れ込み、この液貯溝２２を満たす。
よって、これら液貯溝２１，２２及び嵌め合い公差で接触している嵌合面が接着剤１０で埋められ、強い接合強度を保つとともに、高い精度の液密を保つことになる。
なお、この場合、液貯溝２１，２２は１本であってもよい。また、液貯溝２１，２２は一方の合成樹脂部材１の内周面に形成してもよい。

上記各実施例では、互いに接合される合成樹脂部材１，６が円筒形の場合を説明したが、断面形状は円筒でなくても、四角、その他の異形であってもよく、また合成樹脂部材は中空に限らず、嵌め合い部を有していれば中実であってもよい。

以上説明した通り本発明によれば、合成樹脂部材を、互いの接合強度が大きくかつ高い密封を保って接合することができるとともに、接合作業が容易な接合構造ならびに接合方法を提供することができる。

第１の実施例を示し、合成樹脂部材の接合構造を示す断面図 同実施例の主要部を示す断面図 第２の実施例を示し、合成樹脂部材の接合構造を示す断面図 同実施例の主要部を示す断面図 第３の実施例を示し、合成樹脂部材の接合構造を示す断面図

符号の説明

１…一方の合成樹脂部材
２…開口端部
３…段差
４…面取り面（液貯溝）
５…注入溝
６…他方の合成樹脂部材
７…差込端部
８…段差
９…面取り面（液貯溝）
１０…接着剤

Claims (6)

1. 一方の合成樹脂部材の開口端部に、他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に周方向に連続する液貯溝を設け、この液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記液貯部に溶液型接着剤を注入し、かつこの接着剤を嵌め合い公差面にも充填して接合させてあることを特徴とする合成樹脂部材の接合構造。
2. 一方の合成樹脂部材の開口端部に、他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に互いに軸方向に離間してそれぞれ周方向に連続する液貯溝を設け、一方の液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記一方の液貯部に溶液型接着剤を注入し、この接着剤を互いに軸方向に離間した上記液貯溝及びこれら液貯溝間に位置する嵌め合い公差面に亘り充填して接合させてあることを特徴とする合成樹脂部材の接合構造。
3. 上記開口端部及び差込端部の少なくとも一方に、上記差込端部の差し込み深さを規制する段差を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の合成樹脂部材の接合構造。
4. 上記段差に当接する開口端部及び差込端部の少なくとも一方の先端に面取り面を形成し、この面取り面が液貯溝を構成していることを特徴とする請求項３に記載の合成樹脂部材の接合構造。
5. 一方の合成樹脂部材の開口端部に、他方の合成樹脂部材の差込端部を嵌め合い公差をもって差し込むとともに、上記嵌め合い公差面に周方向に連続する液貯溝を設け、この液貯溝に外部に連なる注入路を形成し、この注入路から上記液貯部に溶液型接着剤を注入し、この液貯部に注入された接着剤を毛細管現象により嵌め合い公差面に浸透させて、上記液貯溝および嵌め合い公差面に接着剤を充填することを特徴とする合成樹脂部材の接合方法。
6. 上記溶液型接着剤が速乾性であることを特徴とする請求項５に記載の合成樹脂部材の接合方法。

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