JP2006187881A - Transmission device of rotatory power to spin welding pin and spin welding pin - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転する部材同士の摩擦熱により熱可塑性樹脂製の部材同士を溶着するスピン溶着に使用するスピン溶着用ピンへの回転力伝達装置及びスピン溶着用ピンに関する。 The present invention relates to a device for transmitting a rotational force to a spin welding pin used for spin welding for welding thermoplastic resin members by frictional heat between rotating members and a spin welding pin.
プラスチック部材同士の接合方法として、固定した熱可塑性樹脂製の基材に対し、熱可塑性樹脂製のピンを回転させながら当接し、回転による摩擦熱により両者を溶着するスピン溶着が公知である(公知例としては特許文献1)。この種の溶着方法においては、部材の面同士を当接して溶着する他、厚みのある基材内に高速回転するピンを圧入、進入させて溶融させた基材とピンの外壁を互いに不規則な形状に変形させて入り組ませて固着することも提案されている(公知例としては特許文献2)。
As a method for joining plastic members, spin welding is known in which a thermoplastic resin pin is brought into contact with a fixed thermoplastic resin substrate while rotating, and both are welded by frictional heat generated by rotation (known) As an example, Patent Document 1). In this type of welding method, the surfaces of the members are in contact with each other and welded, and a pin that rotates at a high speed is pressed into a thick base material, and the base material and the outer wall of the pin are irregularly connected to each other. It has also been proposed to be deformed into a complicated shape, and to be intricately fixed (
以上のスピン溶着方法は接着剤を用いないでプラスチック部材同士を接合できるので、接着剤による接着箇所の白化による見栄えの悪さや工程増を回避することができる有用な手段であり、特に後者の従来技術においては回転による摩擦熱により溶融したピンの外周箇所の樹脂が遠心力により綿飴状に拡散して変形し、これが基材の溶融した樹脂を巻き込んで互いに不規則な形状として入り組んだ状態となる現象を生じる。そこで、この段階で固化することにより、溶融して化学的に渾然一体となった溶着状態というよりは、むしろ両者が入り組んで物理的に嵌め合った状態での接合が実現されることとなる。よって、従来相容性の問題で接合が難しかった熱可塑性樹脂同士や、ポリプロピレンも強固に接合することが可能となる効果を奏する。
ところで、前記のスピン溶着方法において、ピンに回転を与える手段としては、電動ドリルやドライバー等の回転工具の先端にピンを係止して回転させることが行われていた。しかしながら、剛性のある部材内にドリル歯やネジを進入させる場合と異なり、スピン溶着においては基材もピンも共に溶融により軟化しているので基材によりピンを支えることが期待できず、回転工具の先端に単にピンを係止しただけでは回転するピンが基材内でぶれて正確な位置決めが行えないおそれがあった。 By the way, in the above-described spin welding method, as a means for imparting rotation to the pin, the pin is locked to the tip of a rotary tool such as an electric drill or a driver and rotated. However, unlike the case where drill teeth or screws are inserted into a rigid member, since both the base material and the pin are softened by melting in spin welding, it cannot be expected to support the pin by the base material, and the rotary tool If the pin is simply locked to the tip, the rotating pin may scatter in the base material, and accurate positioning may not be performed.
前記の場合において、公知のチャックを使用してピンを回転工具の先端に強固に固定することは容易に想到し得る事項である。しかしながら、チャックによる固定を外すに際してはピン側にも相対的な力が加わり、溶融した樹脂同士が固化していない状態で固定を解除するとピンが傾いたりずれたりするおそれがあり、完全に固化するまで待たなければならない不便さがあった。又、前記の後者の従来技術においては溶融させた基材とピンの外壁が互いに不規則な形状として入り組んだ時点で部品の回転を瞬時に停止することが望ましいが、その場合に回転工具側の傾きや移動等につられてピンが傾いたりずれたりすることを防止するために、直ちにピンから回転工具を引き離すことが必要となる。しかしながら、前記のようにチャックによる固定は直ちに外すことができなかった。 In the above case, it is an easily conceivable matter to firmly fix the pin to the tip of the rotary tool using a known chuck. However, when the fixing by the chuck is released, a relative force is also applied to the pin side, and if the fixing is released in a state where the molten resins are not solidified, the pin may be tilted or shifted, and the pin is completely solidified. There was an inconvenience that had to wait until. In the latter prior art, it is desirable to stop the rotation of the component instantaneously when the melted base material and the outer wall of the pin are involved in an irregular shape. In order to prevent the pin from tilting or shifting due to tilt or movement, it is necessary to immediately pull the rotary tool away from the pin. However, as described above, the fixing by the chuck could not be removed immediately.
この発明は以上の従来技術の問題点を解消したスピン溶着用ピンへの回転力伝達装置を提供することを目的として創作されたものである。即ち、この発明のスピン溶着用ピンへの回転力伝達装置は熱可塑性樹脂製の基材に対し高速回転させながら圧入することにより、回転による摩擦熱により両者を溶融して固着するスピン溶着用の熱可塑性樹脂製のピンに回転工具からの回転力を伝達する装置にして、ピン頭部の被係止部に係止可能な回転軸上のビットと、上記ビットにピンを一時的に保持する手段と、回転状態のまま上記保持を解除可能な手段を有することを特徴とする。 The present invention was created for the purpose of providing a device for transmitting a rotational force to a spin welding pin that has solved the above-mentioned problems of the prior art. That is, the rotational force transmission device to the spin welding pin of the present invention is a spin welding device that melts and fixes both by the frictional heat of rotation by press-fitting into a thermoplastic resin base material while rotating at high speed. A device for transmitting the rotational force from the rotary tool to the pin made of thermoplastic resin, and temporarily holding the pin on the bit on the rotating shaft that can be locked to the locked portion of the pin head and the bit. And means capable of releasing the holding while being rotated.
又、ここでは第2発明として前記の第1発明において、回転軸先端に固定されるビットと、頭部が上記ビットに係止されたピンの胴部を掴持する掴持部材を有し、上記掴持部材は回転軸の軸線方向に摺動自在に外挿される基部先端に掴持離脱及び掴持方向に拡縮する複数本の掴持爪を突設すると共に上記掴持爪に対し掴持方向の附勢力を与えた構成からなり、摺動する掴持部材は前進方向においては掴持爪の先端が上記ビット先端より前方に位置してピンの胴部を掴持し、後進方向においては掴持爪の先端裏側がビット外周を乗り越えることにより附勢力に抗して掴持離脱方向に押し開かれながらビット先端より後方に退避するスピン溶着用ピンへの回転力伝達装置も開示する。 Further, here, as the second invention, in the first invention, there is a bit fixed to the tip of the rotating shaft, and a gripping member for gripping the body of the pin whose head is locked to the bit, The gripping member is provided with a plurality of gripping claws protruding from the base portion slidably inserted in the axial direction of the rotating shaft and extending and contracting in the gripping direction, and is gripped by the gripping claws. The sliding gripping member grips the body of the pin with the tip of the gripping claw positioned in front of the tip of the bit in the forward direction, and in the backward direction. Also disclosed is a device for transmitting a rotational force to a spin welding pin that retreats backward from the tip of the bit while being pushed open in the gripping and releasing direction against the urging force when the back side of the tip of the gripping claw passes over the outer periphery of the bit.
又、ここでは第3発明として前記の第1発明において、ビットをピン頭部の外形に対応する係止穴部を有するボックスビットとし、上記係止穴部内にピン頭部表面に密接する吸着パッドを設け、上記吸着パッドには空気の吸引の他、噴出も行うノズル孔を設けたスピン溶着用ピンへの回転力伝達装置も開示する。 Further, here, in the first invention as the third invention, the bit is a box bit having a locking hole corresponding to the outer shape of the pin head, and the suction pad is in close contact with the surface of the pin head in the locking hole In addition, a device for transmitting a rotational force to a spin welding pin in which the suction pad is provided with a nozzle hole that performs not only air suction but also ejection is also disclosed.
以上の構成よりなるこの発明によれば、ピンは回転軸上のビットに保持されるので、回転するピンは回転工具により支えられて基材内でぶれることがなく正確な位置決めが実現される。又、上記保持は回転状態のまま解除できるので、溶融させた基材とピンの外壁が互いに不規則な形状として入り組んだ時点で回転工具による保持を解除すれば、回転工具の慣性につられることなくピンの回転は瞬時に停止し、慣性による部品の回転が徐々に低下する過程で溶融した樹脂が徐々に硬化し、互いに不規則な形状として入り組んだ状態となった樹脂が破壊されることが防止される。 According to the present invention configured as described above, since the pin is held by the bit on the rotating shaft, the rotating pin is supported by the rotating tool and is not displaced in the base material, thereby achieving accurate positioning. In addition, since the above holding can be released in the rotating state, if the holding by the rotating tool is released when the melted base material and the outer wall of the pin are in an irregular shape, the rotating tool can be brought into inertia. The rotation of the pin stops instantaneously, and the molten resin gradually cures in the process of gradually decreasing the rotation of the part due to inertia, and the resin that is in an irregular shape with each other may be destroyed. Is prevented.
又、第2発明によれば、ピンが基材内に所定量進行すれば基材又は基材に重ねて取り付けられる部材の表面に掴持部材の掴持爪先端が当接して回転軸上を後進し、掴持爪の先端裏側がビット外周を乗り越えることにより附勢力に抗して掴持離脱方向に押し開かれながらビット先端より後方に退避するので、ピンの掴持が自動的に解除される効果を生じる。 Further, according to the second invention, when the pin advances a predetermined amount in the base material, the tip of the gripping claw of the gripping member comes into contact with the surface of the base material or the member to be attached to the base material, and the shaft is rotated. Backward, the back side of the tip of the gripping claw moves over the outer periphery of the bit, so that the pin is automatically released from the tip of the bit while being pushed open in the direction of gripping release against the urging force. Produces an effect.
又、第3発明によれば、ピンは吸着によりビットに保持され、吸着を停止することにより保持は直ちに解除される。そして、この場合に吸着パッド内のノズルから空気を噴出することにより上記の解除がより迅速に行われる他、噴出した空気により溶融したピンの冷却、固化が促進される効果も生じることとなる。 According to the third aspect, the pin is held by the bit by suction, and the holding is immediately released by stopping the suction. In this case, the above-described release is performed more quickly by ejecting air from the nozzles in the suction pad, and there is also an effect of promoting the cooling and solidification of the pin melted by the ejected air.
図1乃至図8は第2発明の回転力伝達装置1の実施例を示す図である。図中符合1は回転軸であり、ここでは一端に設けたプラグ部3を電動ドリルやドライバー等の回転工具のソケットDに嵌入、係止することにより回転工具から回転力が与えられる。図中符合10は上記の回転軸1の前方に固定されるビットであり、ここではピン30の頭部31の外形に対応する係止穴部11を有するボックスビットが採用される。一方、回転軸1先端には軸線方向に穿設された孔4にガイド軸5が嵌入され、ピン30をビット10の係止穴部11に嵌入、係止した際に、ピン頭部31から軸線方向に設けたガイド孔32に上記ガイド軸先端が摺嵌されることにより、ピンの中心を回転軸の中心位置に規制して回転時のピンのぶれを防止する。
1 to 8 are views showing an embodiment of the rotational
図中符合20はビット10に嵌入、係止されたピン30が脱落しないように掴持するための掴持部材であり、ブッシュ23を介して回転軸2の軸線方向に摺動自在に外挿される。上記掴持部材20は基部21の先端にピン30の掴持離脱及び掴持方向に拡縮する複数本(ここでは2本の場合を図示)の掴持爪22を突設すると共に上記掴持爪に対し掴持方向の附勢力を与えた構成からなり、この実施例においてはプラスチック等の弾性素材により掴持部材を一体成型することにより、掴持爪に対し掴持方向の附勢力を与える手段としている(特に、図5及び図6参照)。掴持爪22はビット10に嵌入、係止されたピン30の胴部を掴持できるように先端において回転軸2の軸線方向に向かってく字状に屈曲される。
In the figure,
図1乃至図3は回転力伝達装置1の作用を示す図である。図1はピン30を上記装置に保持した状態を示すものであり、ピンの頭部31はビット10の係止穴部11に嵌入、係止されると共にガイド軸5がガイド孔32に摺嵌される。この段階において掴持部材20を最前方に前進させることによりビット10前方に突出した掴持爪22の先端が附勢力によりピン30の胴部を掴持する。
1 to 3 are diagrams illustrating the operation of the rotational
次に、ピン30が基材内に所定量進行すれば基材又は基材に重ねて取り付けられる部材の表面Pに掴持部材20の掴持爪22先端が当接して回転軸2上を後進し、掴持爪の先端裏側がビット10の外周を乗り越えることにより附勢力に抗して掴持離脱方向に押し開かれながらビット先端より後方に退避する(図2参照)。この場合、掴持部材20の掴持爪22先端は裏側がビット10の外周に凹設された環状溝12に落ち込むことにより、退避位置で停止する(図3参照)。又、回転軸2上には、掴持部材20の掴持爪22が上記の環状溝12を乗り越えてそれ以上後進することを阻止するために、ブッシュ23が所定量後進した位置で当接するストッパー6が固定される。
Next, when the
図9乃至図12は前記の第2発明の回転力伝達装置1に適したピンの一例を示す図である。このピン30は熱可塑性樹脂により成型されるものであり、胴部に対し膨径した頭部31外周は回転力伝達装置1のビット10の係止穴部11に対応した係止形状(ここでは六角形状を採用している)に構成され、更にガイド軸5が摺嵌されるべきガイド孔32が軸線方向に穿設される。又、ピン30の先端33はスピン溶着時に位置決め効果を得られるように円錐状に構成される。尚、上記のピン30には胴部に外嵌されるワッシャー34が用意され、回転力伝達装置へ保持される際に上記ワッシャーが掴持部材20の掴持爪22先端と基材又は基材に重ねて取り付けられる部材の表面P間に介在されることにより、回転する掴持爪先端が基材又は基材に重ねて取り付けられる部材の表面に直接接触することを防止する。
9 to 12 are views showing an example of a pin suitable for the rotational
図13及び14はピンの異なる実施例を示す図である。このピン40は前記の実施例と同様の頭部41、ガイド溝41、ワッシャー(図示せず)を有する構成からなり、先端には軸線方向に孔43が設けられる。上記の孔43にはスピン溶着時に溶融した基材の一部が進入することが期待でき、それにより直進性が向上してぶれが防止される効果を生じることとなる。
13 and 14 show different embodiments of the pins. The
図15及び図16は第3発明の回転力伝達装置50の実施例を示す図である。図中符合51は回転軸であり、ここでは一端に設けたプラグ部52を電動ドリルやドライバー等の回転工具のソケット(図示せず)に嵌入、係止することにより回転工具から回転力が与えられる。図中符合52は上記の回転軸51の前方に固定されるビットであり、ここではピン70の頭部71の外形に対応する係止穴部53を有するボックスビットが採用される。上記の係止穴部53内にはピン頭部71の表面72に密接する吸着パッド54が設けられる。上記吸着パッド54はエラストマー等の弾性素材によりピン頭部71の表面72に沿った形状に構成されるものであり、ビット52へのピンの嵌入、係止時にピン頭部が当接する位置に配されると共に中央にノズル55が設けられる。
15 and 16 are views showing an embodiment of the rotational
一方、回転軸51には前記のノズル55と挿通する空気回路部材60及び61が回転自在に外嵌され、ノズル55に対する給排気を行う。
On the other hand,
図15はピン70を回転力伝達装置50に保持した状態を示すものであり、ピンの頭部71はビット70の係止穴部53に嵌入、係止されると共に吸着パッド54による吸着によりビットに保持される。
FIG. 15 shows a state in which the
図16はピン70の回転力伝達装置50への保持を解除した状態を示す図である。吸着パッド54による吸着を解除するにはノズル55からの負圧を解消すれば足りるが、ここでは更にノズルから空気を噴出することによりより迅速な吸着の解除を図っている。又、この場合、噴出した空気により溶融したピンの冷却、固化が促進される複合効果も生じることとなる。
FIG. 16 is a view showing a state in which the holding of the
図17乃至図20は前記の第3発明の回転力伝達装置50に適したピンの一例を示す図である。このピン70は熱可塑性樹脂により成型されるものであり、胴部に対し膨径した頭部71外周は回転力伝達装置50のビット52の係止穴部53に対応した係止形状(ここでは六角形状を採用している)に構成され、更に頭部表面72は吸着パッド54の吸着作用を高めるために球面状に構成される。一方、ピン70の先端には軸線方向に孔73が設けられる。上記の孔73にはスピン溶着時に溶融した基材の一部が進入することが期待でき、それにより直進性が向上してぶれが防止される効果を生じることとなる。
17 to 20 are views showing an example of a pin suitable for the rotational
1 第2発明の回転力伝達装置
2 回転軸
10 ビット
20 掴持部材
22 掴持爪
30 ピン
50 第3発明の回転力伝達装置
51 回転軸
52 ビット
54 吸着パッド
55 ノズル
70 ピン
DESCRIPTION OF
Claims (8)
In a pin made of thermoplastic resin for spin welding that is melted and fixed by frictional heat due to rotation by press-fitting into a thermoplastic resin base while rotating at high speed, an axial hole is formed at the tip of the pin. A pin for spin welding characterized by providing a pin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004382015A JP2006187881A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Transmission device of rotatory power to spin welding pin and spin welding pin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004382015A JP2006187881A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Transmission device of rotatory power to spin welding pin and spin welding pin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006187881A true JP2006187881A (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=36795510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004382015A Pending JP2006187881A (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Transmission device of rotatory power to spin welding pin and spin welding pin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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2004
- 2004-12-28 JP JP2004382015A patent/JP2006187881A/en active Pending
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