JP2009137387A - 取付構造及び溶着方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに高い位置決め精度を得ることができ、大きな固着力を得ることができるとともにコスト低減を図ることができる取付構造及び溶着方法を提供する。
【解決手段】 固定部１０は、溶着部１３と保持部１２とを有する第１部材１１と、外環円筒状の第１位置決めリブ１４を有するとともに、内環円筒状の第２位置決めリブ１５を有する第２部材である灯具ボディ本体９と、を備えている。そして、第２位置決めリブ１５に溶着部１３を位置決めして、第１部材１１を回転させながら、溶着部１３を第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内に摩擦溶着させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、灯具等の車両用部品を車体側に固定する取付構造及び溶着方法に関する。
従来の車両用部品の取付構造の一例として、図８に示すように、灯具１０１の灯具ボディ１０２に有する固定部１０３に、金属製のボルトである車体取付用部材１０４が加熱圧入等によって取付けられている。そして、緩衝部材１０５を介して車体取付用部材１０４が車体パネル１０６に挿通されて、車体取付用部材１０４に締込部材１０７を締め込むことで灯具１０１が車体パネル１０６に固定されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来の取付構造として、係止ピンのベースプレートに有する摺接突起をランプボディの被溶着予定面に超音波溶着した灯具が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２８２９０９号公報（図６） 特開平１１−３１００７６号公報（図４、図５）
しかしながら、上記特許文献１に開示された取付構造では、車体取付用部材１０４を固定部１０３に加熱圧入する際、例えば、光学式センサ等を用いて圧入量を測定しているが、圧入量にバラ付きを生じることがあり得る。そして、圧入された車体取付用部材１０４の頭部下端面よりも、固定部１０３の車体パネル１０６側の図中下端面が突出した状態であると、締込部材１０７の締め込み時に車体取付用部材１０４を固定部１０３から引き抜く力が働いて、固定部１０３の圧入部分を破壊することがある。
また、圧入された車体取付用部材１０４の頭部下端面の方が、固定部１０３の車体パネル１０６側の下端面よりも突出した状態であると、車体パネル１０６への取付け後に、灯具１０１が車体パネル１０６の取付面より浮き上がる不具合が生じる。
また、金属製のボルトである車体取付用部材１０４の熱による灯具ボディ１０２への熱の影響を避けるために、車体取付用部材１０４と固定部１０３との間に非接触空間であって、車体取付用部材１０４の進行に伴って、加熱された空気を圧縮しないようにするための奥行き空間が必要である。このため、灯具１０１全体の奥行き寸法が大きくなるとともに、奥行き空間を設けているため、車体取付用部材１０４の固定部１０３への接触面が車体取付用部材１０４の側面だけになって、大きな固着力を得ることが難しい。
また、上記特許文献２に開示された取付構造及び溶着方法では、係止ピンのベースプレートに有する摺接突起をランプボディの被溶着予定面に超音波溶着する際に、位置決めを行う手段がないため、高い位置決め精度を得ることができない。
加えて、上記特許文献１及び上記特許文献２に開示された取付構造及び溶着方法では、溶着を行うための外部装置を必要とするため、低コストで製造することが難しい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに高い位置決め精度を得ることができる取付構造及び溶着方法を提供することにある。また、大きな固着力を得ることができるとともにコスト低減を図ることができる取付構造及び溶着方法を提供することにある。
本発明に係る上記目的は先端に円筒状の溶着部と、後端に該溶着部と一体の保持部とを有する第１部材と、円環状の第１位置決めリブと、該第１位置決めリブの内側に円環状の第２位置決めリブを有する第２部材と、からなる取付構造であって、
前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に位置決めされて、前記第１部材を回転させながら、前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に摩擦溶着されることを特徴とする取付構造により達成される。
上記構成の取付構造によれば、第１部材の溶着部が、第２部材の第１位置決めリブの内周側に挿入されるとともに、第２位置決めリブに圧接されることで位置決めされ、その後第１部材の溶着部が家庭用電気ドリル等の回転駆動手工具で回転されながら第２部材の第１位置決めリブ内に摩擦溶着される。これにより、圧入量にバラ付きが生じ難くなるとともに、確実な位置決めが行われる。また、奥行きを設ける必要がなくなるために大きな固着力を得ることができるとともに、溶着を行うための外部装置を必要とせずに、溶着時の熱を第２部材側に伝え難くすることができる。したがって、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに、高い位置決め精度を得ることができる。また、大きな固着力を得ることができるとともに、溶着用の外部装置が不要なためコスト低減を図ることができる。
また、上記構成の取付構造において、前記溶着部は、中央に円柱溶着部と該円柱溶着部の外周に円筒溶着部を有する凹凸面状であり、前記第１位置決めリブと前記第２位置決めリブとにより前記溶着部に対応した凹凸面状を形成し、前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に挿入され、前記第２位置決めリブに圧接されることで位置決めされることが望ましい。
上記構成の取付構造によれば、円柱溶着部の外周に円筒溶着部を有する凹凸面状の第１部材が、第１位置決めリブと第２位置決めリブとにより第１部材の前記溶着部に対応した凹凸面状が形成されている第２部材に向けて進行され、円筒溶着部が第１位置決めリブ内に挿入されるとともに円柱溶着部が第２位置決めリブ内に挿入され、第１部材が第２位置決めリブに圧接されることで位置決めがなされる。その後、円筒溶着部及び円柱溶着部が回転しながら第１位置決めリブ内に摩擦溶着される。このとき、第１部材の保持部を回転駆動手工具に結合させて、円筒溶着部及び円柱溶着部を第２位置決めリブに圧接させ、電気ドリルのスイッチを入れることで第１部材が回転して第２部材への摩擦溶着が開始される。したがって、第１部材の第２部材への摩擦溶着を極めて簡単に行うことができる。
また、上記構成の取付構造において、前記第１部材または前記第２部材の少なくともいずれか一方に、溶着時に溶融される溶融リブを有していることが望ましい。
上記構成の取付構造によれば、第１部材の円筒溶着部及び円柱溶着部が第２部材の第２位置決めリブに圧接される際に、溶着代としての溶融リブが溶融されて第１部材と第２部材とを摩擦溶着させる。これにより、第１部材の円筒溶着部及び円柱溶着部を過度に溶融させることなく、第２部材に対して位置決めされている第１部材を位置ずれなく溶着させることができる。
また、本発明に係る上記目的は、溶着部と該溶着部と一体の保持部とを有する第１部材を、第１位置決めリブと該第１位置決めリブ内側の第２位置決めリブとを有する第２部材に溶着させる溶着方法であって、
前記溶着部が前記第２位置決めリブに位置決めされる位置決め工程と、前記第１部材を回転させながら前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に摩擦溶着される溶着工程と、を含むことを特徴とする溶着方法により達成される。
上記構成の溶着方法によれば、第１部材の溶着部が第２部材の第２位置決めリブに位置決めされ、該溶着部が回転されながら第２部材の第２位置決めリブに圧接されて摩擦溶着される。これにより、圧入量にバラ付きが生じ難くなるとともに、確実な位置決めが行われる。また、奥行きを設ける必要がなくなるために大きな固着力を得ることができるとともに、溶着を行うための外部装置が不要となる。したがって、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに、高い位置決め精度を得ることができる。また、大きな固着力を得ることができるとともに、溶着用の外部装置が不要なためコスト低減を図ることができる。
本発明に係る取付構造及び溶着方法によれば、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに高い位置決め精度を得ることができ、大きな固着力を得ることができるとともにコスト低減を図ることができる取付構造及び溶着方法を提供できる。
以下、図を参照して本発明の複数の好適な実施形態を説明する。
(第１実施形態)
図１乃至図４は本発明に係る取付構造及び溶着方法の第１実施形態を示すもので、図１は本発明の第１実施形態に係る取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具の断面図、図２は図１の車両用灯具の固定部における第１部材と第２部材との外観斜視図、図３は本発明の第１実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着前の一部破断側面図、図４は本発明の第１実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着後の一部破断側面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態である取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具１は、車両の前照灯として使用されるものである。この車両用灯具１は、前方側が開口された形状で車体に固定される灯具ボディ２と、その前方開口部に取り付けられた透明な樹脂製の前面カバー３とで区画形成された灯室４内に、光源５からの光を前方へ反射させるリフレクタ６を備えている。また、リフレクタ６の前端の外周に配置されたエクステンション７と、光源５から直接前方に出射される光を遮蔽するシェード８とを備えている。
灯具ボディ２は、合成樹脂材料である、例えばポリカーボネート樹脂、ポリカーボネートＡＢＳ樹脂、アクリルニトリルスチレンアクリレート（ＡＳＡ樹脂）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等の高分子材料が好適に用いられて成形されており、取付け面である灯具ボディ本体９の裏面側に固定部１０を有する。
図２に示すように、固定部１０は、保持部１２と溶着部１３とを有する第１部材１１と、第２部材に相当する灯具ボディ本体９側に設けられ、外環円筒状の第１位置決めリブ１４とその内側に内環円筒状の第２位置決めリブ１５とを備えている。
第１部材１１は、灯具ボディ２と同様の樹脂材を用いて成形されており、保持部１２と溶着部１３とが一体成形されている。なお、第１部材１１は、保持部１２とする金属製のボルトと樹脂製の溶着部１３とを一体成形しても良い。
保持部１２は、軸形状に形成されて外周に雄ねじ部１６を有し、この雄ねじ部１６の基部側との反対側の先端部に、例えば六角形の被把持部１７を有する。
図２及び図３に示すように、溶着部１３は、中央部に円柱溶着部１８と、この円柱溶着部１８の外周に円筒形状の円筒溶着部１９を備えている。この円柱溶着部１８と円筒溶着部１９の両端面は、同一面上に配置されている。また、この溶着部１３は、円柱溶着部１８と円筒溶着部１９とで、後述する第１位置決めリブ１４の形状に対応した凹凸形状を成している。
第１位置決めリブ１４は、第１部材１１の円筒溶着部１９の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する外環円筒状に形成されており、灯具ボディ本体９側から第１部材１１に向けて突出している。この第１位置決めリブ１４は、突出先端にいくにしたがって肉厚が薄くなるようにテーパ状に形成されている。
第２位置決めリブ１５は、第１位置決めリブ１４の内径寸法よりも十分に小さい外径寸法を有するとともに、円柱溶着部１８の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法を有する内環円筒状に形成されている。また、この第２位置決めリブ１５は、灯具ボディ本体９側から第１位置決めリブ１４よりも低い高さで突出されている。また、この第２位置決めリブ１５は、第１位置決めリブ１４と同様に突出先端にいくにしたがって肉厚が薄くなるようにテーパ状に形成されている。
また、第１位置決めリブ１４と第２位置決めリブ１５との間の灯具ボディ本体９側に、単一の円環形状であり、断面視三角形の第１溶融リブ２０が第１部材１１に向けて突出形成されている。
また、第２位置決めリブ１５内側の灯具ボディ本体９側に、円環形状であり、断面視三角形の第２溶融リブ２１が第１部材１１に向けて突出形成されている。また、この第２溶融リブ２１の中心位置に円錐形状の第３溶融リブ２２が第１部材１１に向けて突出形成されている。
また、この第１位置決めリブ１４と第２位置決めリブ１５とで、第１部材１１の円柱溶着部１８と円筒溶着部１９の形状に対応した凹凸形状を成している。
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る溶着方法の手順について説明する。
図３に示すように、第１部材１１の円柱溶着部１８は、灯具ボディ本体９側の第２位置決めリブ１５の突出寸法Ｌ１と同一の高さ寸法Ｌ２を有し、第１部材１１の円筒溶着部１９は、灯具ボディ本体９側の第１位置決めリブ１４の突出寸法Ｌ３と同一の高さ寸法Ｌ４を有している。
先ず、第１工程（位置決め工程）では、例えば家庭用の電動ドリル等のチャックで被把持部１７を挟持してから、溶着部１３を第１位置決めリブ１４の内径に合わせながら、第１位置決めリブ１４に向けて押圧進行させる。このとき、第１部材１１の円柱溶着部１８は、第２位置決めリブ１５のテーパ形状に誘導されて芯出しされ、円筒溶着部１９は第１位置決めリブ１４のテーパ形状に誘導されて芯出しされながら進行する。これにより、第１部材１１は灯具ボディ本体９側に位置ずれなく正確に位置決めされる。
次に、第２工程（溶着工程）では、第１部材１１の被把持部１７を把持している前記電動ドリルを、例えば９６０ｒｐｍで駆動させることで第１部材１１を回転させる。なお、電動ドリルに代えて工場設備を用いる場合には、灯具ボディ２を固定側治具に固定させておき、灯具ボディ本体９側の第３溶融リブ２２に、移動側治具に取り付けた第１部材１１の回転中心を合わせて進行させることになる。
図４に示すように、第１部材１１の円柱溶着部１８の端面が第２位置決めリブ１５内で第２溶融リブ２１と第３溶融リブ２２に摺接していることで発生した摩擦熱によって、第２溶融リブ２１及び第３溶融リブ２２の先端部分から溶融し始める。また、同時に、第１部材１１の円筒溶着部１９の端面が第１位置決めリブ１４内の第１溶融リブ２０に摺接していることで発生した摩擦熱によって、第１溶融リブ２０の先端部分から溶融し始める。
そして、第１部材１１の溶着部１３が第１位置決めリブ１４内の所定位置まで進行した段階で、第１位置決めリブ１４の外周部に配置されている、例えば光学的センサ等によって溶着部１３の後端面２３と第１位置決めリブ１４の突出端面２４とが一致した位置Ａを検出したところで、第１部材１１の押圧進行を停止させる。
これにより、第１部材１１は、円柱溶着部１８及び円筒溶着部１９が第２位置決めリブ１５内及び第１位置決めリブ１４内に位置決めされた状態で、円柱溶着部１８の先端面及び側面と、円筒溶着部１９の先端面及び内外側面とが、第１位置決めリブ１４の内周面、第２位置決めリブ１５の内外周面及び灯具ボディ本体９の表面に溶着されることになる。
以上説明したように、第１実施形態の取付構造によれば、第１部材１１の溶着部１３が第２部材である灯具ボディ本体９の第１位置決めリブ１４の内周側に挿入され、溶着部１３が第２位置決めリブ１５に圧接されることで位置決めが行なわれ、その後回転することで、溶着部１３が灯具ボディ本体９の第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内に摩擦溶着される。これにより、圧入量にバラ付きが生じ難くなるとともに、確実な位置決めが行われる。また、奥行きを設ける必要がなくなるために大きな固着力を得ることができるとともに、溶着を行うための外部装置を必要とせずに、溶着時の熱を灯具ボディ本体９側に伝え難くすることができる。したがって、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに高い位置決め精度を得ることができる。また、大きな固着力を得ることができるとともにコスト低減を図ることができる。
また、本実施形態の取付構造によれば、第１部材１１の被把持部１７を電動ドリル等に把持させ、第１部材１１の凹凸状の溶着部１３が 第２部材である灯具ボディ本体９の凹凸状の第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内に挿入されることで位置決めが行なわれる。そして、電動ドリル等を駆動させることで、第１部材１１の溶着部１３が回転することで、灯具ボディ本体９の第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内に極めて簡単に摩擦溶着される。
また、本実施形態の取付構造によれば、第１部材１１の溶着部１３が第２部材である灯具ボディ本体９の第２位置決めリブ１５に圧接されて回転する際に、溶着シロを得るための第１、第２、第３溶融リブ２０，２１，２２が積極的に溶融され、第１部材１１を位置ずれなく溶着することができる。
また、本実施形態の溶着方法によれば、第１部材１１の溶着部１３が第２部材である灯具ボディ本体９の第２位置決めリブ１５内に位置決めされる位置決め工程と、第１部材１１を回転させながら溶着部１３を灯具ボディ本体９の第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内に摩擦溶着される溶着工程とを含んでいる。これにより、圧入量にバラ付きが生じ難くなるとともに、確実な位置決めが行われる。また、奥行きを設ける必要がなくなるために大きな固着力を得ることができるとともに、溶着を行うための外部装置を必要としない。したがって、奥行き寸法を小さくして小型化を図ることができるとともに高い位置決め精度を得ることができる。また、大きな固着力を得ることができるとともにコスト低減を図ることができる。
（第２実施形態）
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の取付構造及び溶着方法に係る第２実施形態について説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具の固定部における第１部材と第２部材との外観斜視図、図６は本発明の第２実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着前の一部破断側面図、図７は本発明の第２実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着後の一部破断側面図である。なお、以下の第２実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
図５に示すように、本発明の第２実施形態である取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具１の固定部３０は、保持部１２と溶着部１３とを有する第１部材１１と、第２部材に相当する灯具ボディ本体９側に外環円筒状の第１位置決めリブ１４とその内側に内環円筒状の第２位置決めリブ１５と、を備えている。これに加えて、第１位置決めリブ１４と第２位置決めリブ１５との間の灯具ボディ本体９側に凸状の円環形状である第１溶融リブ２０と、第１溶融リブ２０の内周側に凹状の円環形状である第１凹溝３１とが形成されている。また、第２位置決めリブ１５の内周の灯具ボディ本体９側に凸状の円環形状である第２溶融リブ２１と、第２溶融リブ２１の外周側に凹状の円環形状である第２凹溝３２と、第２溶融リブ２１の内周側に凹状の円環形状である第３凹溝３３とが形成されている。
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る溶着方法の手順について説明する。
図６に示すように、先ず、第１工程（位置決め工程）では、第１部材１１が第１位置決めリブ１４に向けて進行される。このとき、第１部材１１の円柱溶着部１８が第２位置決めリブ１５のテーパ形状に誘導されて芯出しされ、円筒溶着部１９が第１位置決めリブ１４のテーパ形状に誘導されて芯出しされながら進行される。そして、第２位置決めリブ１５が円柱溶着部１８と円筒溶着部１９間に圧接されることで位置決めされる。これにより、第１部材１１が灯具ボディ本体９側に位置ずれすることなく、正確に位置決めされる。
次に、第２工程（溶着工程）では、第１部材１１の被把持部１７を電動ドリル等で把持して、第１部材１１の溶着部１３を第１位置決めリブ１４内及び第２位置決めリブ１５内で回転させる。
図７に示すように、第１部材１１の円柱溶着部１８の端面が第２位置決めリブ１５内の第２溶融リブ２１に摺接していることで発生した摩擦熱によって、第２溶融リブ２１の先端部分から溶融し始める。また、同時に、第１部材１１の円筒溶着部１９の端面が第１位置決めリブ１４内の第１溶融リブ２０に摺接していることで発生した摩擦熱によって、第１溶融リブ２０の先端部分から溶融し始める。
このとき、第１部材１１の押圧進行に伴い、溶融した第１溶融リブ２０の樹脂材料は、第１凹溝３１内に収容されながら、第１部材１１の円筒溶着部１９の先端面及び内外側面と灯具ボディ本体９の表面とが溶着する。また、同時に溶着を始めた第２溶融リブ２１の樹脂材料は、第２凹溝３２及び第３凹溝３３に収容されながら、第１部材１１の円柱溶着部１８の先端面及び外周面と灯具ボディ本体９の表面とが溶着することになる。
第２実施形態の取付構造及び溶着方法は、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏するため、それらの説明は省略されるが、特に本実施形態によれば、第１溶融リブ２０及び第２溶融リブ２１の溶融樹脂材料を第１、第２、第３凹溝３１，３２，３３に収容することで、第１部材１１の軸方向への位置ずれを確実になくすことができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、車両用灯具は、前照灯に限らずに、後尾灯等、その他の灯具に適用することができる。また、溶融リブの数は、図示した２個または３個に限定されずに、適宜選択設定されるのが好ましい。また、溶融リブの形状も、断面視三角形に代えて、断面視半円形や等脚台形等としても良い。
本発明の第１実施形態に係る取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具の断面図である。 図１の車両用灯具の固定部における第１部材と第２部材との外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着前の一部破断側面図である。 本発明の第１実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着後の一部破断側面図である。 本発明の第２実施形態に係る取付構造及び溶着方法を適用した車両用灯具の固定部における第１部材と第２部材との外観斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着前の一部破断側面図である。 本発明の第２実施形態に係る溶着方法の手順を説明する溶着後の一部破断側面図である。 従来の取付構造及び溶着方法の断面図である。
符号の説明
１ 車両用灯具
９ 灯具ボディ本体（第２部材）
１０ 固定部
１１ 第１部材
１２ 保持部
１３ 溶着部
１４ 第１位置決めリブ
１５ 第２位置決めリブ
２０ 第１溶融リブ（溶融リブ）
２１ 第２溶融リブ（溶融リブ）
２２ 第３溶融リブ（溶融リブ）
３０ 固定部

Claims (4)

  1. 先端に円筒状の溶着部と、後端に該溶着部と一体の保持部とを有する第１部材と、
    円環状の第１位置決めリブと、該第１位置決めリブの内側に円環状の第２位置決めリブを有する第２部材と、からなる取付構造であって、
    前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に位置決めされて、前記第１部材を回転させながら、前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に摩擦溶着されることを特徴とする取付構造。
  2. 前記溶着部は、中央に円柱溶着部と該円柱溶着部の外周に円筒溶着部を有する凹凸面状であり、前記第１位置決めリブと前記第２位置決めリブとにより前記溶着部に対応した凹凸面状を形成し、前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に挿入され、前記第２位置決めリブに圧接されることで位置決めされることを特徴とする請求項１記載の取付構造。
  3. 前記第１部材または前記第２部材の少なくともいずれか一方に、溶着時に溶融する溶融リブを有していることを特徴とする請求項１または２記載の取付構造。
  4. 溶着部と該溶着部と一体の保持部とを有する第１部材を、
    第１位置決めリブと該第１位置決めリブ内側の第２位置決めリブとを有する第２部材に溶着させる溶着方法であって、
    前記溶着部が前記第２位置決めリブに位置決めされる位置決め工程と、
    前記第１部材を回転させながら前記溶着部が前記第１位置決めリブ内に摩擦溶着される溶着工程と、を含むことを特徴とする溶着方法。

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