JP2010208173A - 熱カシメ構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】熱可塑性樹脂製のカシメ部材のカシメ本体の厚さが薄板からなる場合であっても、カシメ部材の意匠面に凹凸形状を生じず、被カシメ部材のカシメ部材と反対側の面にバリを生じない、外観品質を向上させた熱カシメ構造体を提供する。
【解決手段】被カシメ部材１２に形成された環状凸部１２ｃの内周面１２ｄによって、加熱により軟化したカシメ用ボス１１ｂの突出部１１ｃの側方への流動を堰き止める。これにより、熱カシメ時のカシメホーンＨａの外周からの樹脂のハミ出しが抑えられてバリの発生を抑制することができる。また、バリの発生が抑制されることによって、突出部１１ｃの樹脂量を拡大部１１ｄの樹脂量に対して多くする必要性が低下し、突出部１１ｃの突出長さｈ１をより短くすることができる。突出部１１ｃの突出長さが短いほど、カシメ部材１１の材料収縮が小さくなるため、カシメ部材１１の意匠面１３に凹所（ヒケ）が形成され難くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製の部材と他の部材とが熱カシメにより結合された熱カシメ構造体に関し、詳しくは熱可塑性樹脂製の部材のカシメ本体が薄板からなる熱カシメ構造体に関するものである。
熱可塑性樹脂製の部材と他の部材との結合方法の一つに熱カシメがある。図７〜１０に従来の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図を示す。
図７に示す従来の熱カシメ構造体７０は、カシメ部材７１に被カシメ部材７２を結合して形成される構造体である。熱カシメ方法は次のとおりである。まず、カシメ部材７１の板状のカシメ本体７１ａの意匠面７３と反対側の面から突設した円筒状のカシメ用ボス７１ｂ（カシメ用突起）を、被カシメ部材７２に設けられたボス挿入孔７２ａ（突起挿入孔）に挿入する。次に、カシメ用ボス７１ｂのボス挿入孔７２ａから突出した突出部７１ｃをカシメホーンＨａで加熱加圧して、突出部７１ｃをボス挿入孔７２ａの孔径よりも大径な拡大部７１ｄに変形する。
カシメ本体７１ａの厚さｔ７は、一般に２〜３ｍｍ、熱カシメ前の突出部７１ｃの突出長さｈ７は、一般に１０〜１５ｍｍ、熱カシメ後の拡大部７１ｄの高さｉ７は、一般に２〜３ｍｍである。拡大部７１ｄの寸法はカシメ部材７１と被カシメ部材７２との結合強度を勘案して適宜設計され、拡大部７１ｄの樹脂量に応じて突出部７１ｃの突出長さｈ７が決定されている。
図８に示す従来の熱カシメ構造体８０は、樹脂量の低減による軽量化とコストダウンを目的として、図７に示した熱カシメ構造体７０のカシメ本体７１ａの厚さｔ７を薄くした構造体である。カシメ本体８１ａの厚さｔ８は、一般に１〜１．８ｍｍであり、上述の熱カシメ構造体７０のカシメ本体７１ａの厚さｔ７よりも薄くなっている。しかし、カシメ部材８１と被カシメ部材８２の結合に要求される結合強度は、上述の熱カシメ構造体７０と変わらないため、突出部８１ｃの突出長さｈ８、及び拡大部８１ｄの高さｉ８は、上述の熱カシメ構造体７０の突出長さｈ７及び高さｉ７と同じ値となっている。
図９に示す従来の熱カシメ構造体９０は、カシメ部材９１に被カシメ部材９２を結合して形成される構造体である。熱カシメ方法は次のとおりである。まず、カシメ部材９１の板状のカシメ本体９１ａの意匠面９３と反対側の面から突設した板状のカシメ用リブ９１ｂ（カシメ用突起）を、被カシメ部材９２に設けられたリブ挿入孔９２ａ（突起挿入孔）に挿入する。次に、カシメ用リブ９１ｂのリブ挿入孔９２ａから突出した突出部９１ｃをカシメホーンＨｂで加熱加圧して、突出部９１ｃをリブ挿入孔９２ａの孔径よりも大径な拡大部９１ｄに変形する。
カシメ本体９１ａの厚さｔ９、及びカシメ用リブ９１ｂの厚さｔ９は、一般に２〜３ｍｍ、熱カシメ前の突出部９１ｃの突出長さｈ９は一般に１０〜１５ｍｍ、熱カシメ後の拡大部９１ｄの高さｉ９は一般に２〜３ｍｍである。拡大部９１ｄの寸法はカシメ部材９１と被カシメ部材９２との結合強度を勘案して適宜設計され、拡大部９１ｄの樹脂量に応じて突出部９１ｃの突出長さｈ９が決定されている。
図１０に示す従来の熱カシメ構造体１００は、樹脂量の低減による軽量化とコストダウンを目的として、図９に示した熱カシメ構造体９０のカシメ本体９１ａ及びカシメ用リブ９１ｂの厚さｔ９を薄くした構造体である。カシメ本体１０１ａ及びカシメ用リブ１０１ｂの厚さｔ１０は一般に１〜１．８ｍｍであり、上述のカシメ本体９１ａ及びカシメ用リブ９１ｂの厚さｔ９よりも薄くなっている。しかし、カシメ部材１０１と被カシメ部材１０２の結合に要求される結合強度は、上述の熱カシメ構造体９０と変わらないため、拡大部１０１ｄの高さｉ１０は、上述の拡大部９１ｄの高さｉ９と等しく、拡大部１０１ｄ及び拡大部９１ｄの樹脂量は等しい。これにより、突出部１０１ｃの突出長さｈ１０は、上述の突出部９１ｃの突出長さｈ９よりも長くなっている。
しかしながら、図７に示した従来の熱カシメ構造体７０においては、拡大部７１ｄの寸法を確保するために、突出部７１ｃの樹脂量を拡大部７１ｄの樹脂量よりも多くしている。このため、熱カシメ時にカシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａに収まりきらなかった樹脂がカシメホーンＨａの外周から外にはみ出すことによりハミ出し部Ｊ（バリ）が形成されていた。ハミ出し部Ｊ（バリ）の形成は、従来の熱カシメ構造体７０、８０、９０及び１００に共通の課題であった。
また、図８に示したカシメ本体が薄板からなる従来の熱カシメ構造体８０においては、薄板からなるカシメ本体８１ａに対して突出長さが長いカシメ用ボス８１ｂを突設しているために、カシメ部材８１の材料収縮によってカシメ部材８１の意匠面８３に、意匠性が損なわれる凹所Ｋ（ヒケ）が形成されるという課題があった。
また、図１０に示したカシメ本体が薄板からなる従来の熱カシメ構造体１００においては、カシメホーンＨｂを突出部１０１ｃの頭部に押し付ける際に、突出部１０１ｃの厚さｔ１０が薄く突出長さｈ１０が長いことによって突出部１０１ｃの座屈が発生し易く、熱カシメ作業が困難になるという課題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂製のカシメ部材のカシメ本体の厚さが１〜１．８ｍｍの薄板からなる場合であっても、カシメ部材の意匠面に凹凸形状を生じさせず、被カシメ部材のカシメ部材と反対側の面にバリを生じさせないようにすることにより、外観品質を向上させると共に、熱カシメ時のカシメ用突起の座屈を防止することにより、良好な熱カシメ作業性を確保し得る熱カシメ構造体を提供することを目的とする。
そこで、本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、熱カシメ時のカシメホーンの外周からの樹脂のハミ出しを抑えることにより、カシメ用突起の突出長さを短くすることができるとの発想に至り、本発明を完成するに至った。
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
（１）本発明の熱カシメ構造体は、厚さ１〜１．８ｍｍの板状のカシメ本体と、該カシメ本体の一方の面から突設したカシメ用突起と、からなる熱可塑性樹脂製のカシメ部材と、前記カシメ用突起が挿入される突起挿入孔を有する被カシメ部材とからなり、前記カシメ用突起を前記突起挿入孔に挿入した後、該カシメ用突起の該突起挿入孔から突出した突出部をカシメホーンで加熱加圧することにより該突出部を軟化して、該突出部を該突起挿入孔の孔径よりも大径な拡大部に変形することにより前記カシメ部材に前記被カシメ部材を結合して形成される熱カシメ構造体であって、前記被カシメ部材は、該被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に、前記突起挿入孔を中心とする環状の内周面を有すると共に、加熱することにより軟化した前記突出部の側方への流動を該内周面で堰き止める樹脂堰止部を備え、前記内周面の径は、前記突起挿入孔の孔径よりも大径であり、該内周面の高さは、前記拡大部の高さよりも低いことを特徴とする。
この構成によると、樹脂堰止部の内周面によって、加熱により軟化したカシメ用突起の突出部の側方への流動を堰き止めるため、熱カシメ時のカシメホーンの外周からの樹脂のハミ出しを抑えてバリの発生を抑制することができる。これにより、熱カシメ構造体の外観品質を向上させることができる。
また、バリの発生が抑制されることによって、突出部の樹脂量を拡大部の樹脂量に対して多くする必要性が低下し、カシメ用突起の突出長さをより短くすることが可能となる。カシメ用突起の突出長さが短いほど、カシメ部材の材料収縮が小さくなるため、カシメ本体が薄板からなる場合であっても、カシメ部材のカシメ用突起と反対側の面（一般には意匠面）に凹所（ヒケ）が形成され難くなる。これにより、熱カシメ構造体の外観品質を向上させることができる。
また、カシメ用突起の突出長さが短いほど、カシメホーンをカシメ用突起の突出部の頭部に押し付ける際に、カシメ用突起の突出部に座屈が生じにくくなり、良好な熱カシメ作業性を確保することができる。
ところで、カシメ用突起の突出部を加熱加圧ことによって形成した拡大部の形状は、一般に拡大部の中央部の高さ（肉厚）が外周部の高さ（肉厚）よりもが高く（厚く）、上方に凸な形状として形成される。これは、拡大部の外周部の高さを高くすることが、カシメ部材と被カシメ部材との結合強度の向上に寄与しないことを考慮したためである。したがって、樹脂の側方への流動を堰き止めることを目的とする樹脂堰止部の内周面の高を、拡大部の高さよりも高くする必要はない。より具体的には、内周面の高を、拡大部の高さの２分の１よりも高くする必要はない。内周面の高さを、所望の堰き止め効果が得られる範囲内で極力低く設定することにより樹脂堰止部の形成手間が省力化される。
（２）本発明の熱カシメ構造体において、好ましくは、前記樹脂堰止部は、前記被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に突設された環状の凸部である。
この構成によると、樹脂堰止部を環状の凸部として形成するため、被カシメ部材の板厚に影響されずに樹脂堰止部を形成することが可能である。
（３）本発明の熱カシメ構造体において、好ましくは、前記樹脂堰止部は、前記被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に凹設された凹部である。
この構成によると、樹脂堰止部を凹部として形成するため、樹脂堰止部を環状の凸部として形成する場合よりも、樹脂堰止部の構造が単純であり、樹脂堰止部の形成効率が良好である。また、同一の板厚の被カシメ部材を同一の結合強度でカシメ部材に結合する場合においては、樹脂堰止部を凹部として形成する方が、樹脂堰止部を凸部として形成する場合よりも、カシメ用突起の突出長さをより短くすることが可能となる。したがって、カシメ部材のカシメ用突起と反対側の面に凹所（ヒケ）がより形成され難くなる。
（４）本発明の熱カシメ構造体において、好ましくは、前記カシメ用突起が中空又は中実の柱状のボスからなる。
この構成によると、上述の（１）の作用効果と同様に、ボス（カシメ用突起）の突出部の樹脂量を拡大部の樹脂量に対して多くする必要性が低下し、ボスの突出長さをより短くすることが可能となる。これにより、カシメ部材のボスと反対側の面に凹所（ヒケ）が形成され難くなり、熱カシメ構造体の外観品質を向上させることができる。
（５）本発明の熱カシメ構造体において、好ましくは、前記カシメ用突起が板状のリブからなる。
この構成によると、上述の（１）の作用効果と同様に、リブ（カシメ用突起）の突出長さが短いほど、カシメホーンをリブの突出部の頭部に押し付ける際に、リブの突出部に座屈が生じにくくなり、良好な熱カシメ作業性を確保することができる。
本発明の熱カシメ構造体によれば、熱可塑性樹脂製のカシメ部材のカシメ本体の厚さが１〜１．８ｍｍの薄板からなる場合であっても、カシメ部材の意匠面に凹凸形状を生じさせず、被カシメ部材のカシメ部材と反対側の面にバリを生じさせないようにすることにより、外観品質を向上させると共に、熱カシメ時のカシメ用突起の座屈を防止することにより、良好な熱カシメ作業性を確保することができる。
第１実施形態における熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断した断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ線で切断した断面図を示している。 第２実施形態における熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図を示している。 第３実施形態における熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。 第４実施形態における熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線で切断した断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ線で切断した断面図を示している。 第５実施形態における熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、本発明の熱カシメ構造体が用いられている車両用ドアの斜視図である。 図５におけるＥ−Ｅ線で切断した断面図であって、（ａ）は第１実施形態及び第３実施形態の熱カシメ構造体が用いられているドアトリムの構造、（ｂ）は第２実施形態及び第４実施形態の熱カシメ構造体が用いられているドアトリムの構造を示している。 カシメ用突起がボスからなる従来の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図を示している。 カシメ用突起がボスからなり、かつカシメ本体が薄板からなる従来の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）熱カシメ後の状況を説明する断面図を示している。 カシメ用突起がリブからなる従来の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図を示している。 カシメ用突起がリブからなり、かつカシメ本体が薄板からなる従来の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図であって、（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、（ｂ）熱カシメ後の状況を説明する断面図を示している。
以下、本発明の熱カシメ構造体の実施形態について図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
図１に本実施形態の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図を示す。図１（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、図１（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線で切断した断面図、図１（ｄ）は図１（ｂ）におけるＡ−Ａ線で切断した断面図を示している。
図１（ａ）及び（ｃ）に示すとおり、熱カシメ構造体１０の熱カシメ前の構造は、カシメ部材１１のカシメ用ボス１１ｂ（カシメ用突起）を、被カシメ部材１２に設けられたボス挿入孔１２ｂ（突起挿入孔）に挿入した構造となっている。
カシメ部材１１は熱可塑性樹脂製であり、板状のカシメ本体１１ａと、カシメ本体１１ａの意匠面１３と反対側の面から突設した円筒状のカシメ用ボス１１ｂ（カシメ用突起）とからなる。カシメ本体１１ａ及びカシメ用ボス１１ｂは射出成形により一体成形されている。カシメ本体１１ａの厚さｔ１は１〜１．８ｍｍ、カシメ用ボス１１ｂの肉厚ｕ１は０．６〜０．９ｍｍである。
被カシメ部材１２は、カシメ用ボス１１ｂの挿通が可能な円形のボス挿入孔１２ｂ（突起挿入孔）が形成された板状の被カシメ本体１２ａと、被カシメ本体１２ａのカシメ部材１１と反対側の面に形成された環状凸部１２ｃ（樹脂堰止部）とからなる。被カシメ本体１２ａ及び環状凸部１２ｃは射出成形により一体成形されている。
環状凸部１２ｃは、ボス挿入孔１２ｂを中心とする環状の内周面１２ｄと、平滑な上面１２ｅとを有し、上面１２ｅに垂直な方向の断面形状は矩形である。内周面１２ｄの形状は、ボス挿入孔１２ｂの孔形状と相似形状の円形であり、内周面１２ｄの直径はボス挿入孔１２ｂの孔径よりも大径である。内周面の高さｅ１は０．５〜１ｍｍである。
カシメ部材１１は図示しない固定治具によって固定されており、被カシメ部材１２のボス挿入孔１２ｂをカシメ用ボス１１ｂに嵌合して、カシメ本体１１ａと被カシメ本体１２ａとがほぼ密着した状態にある。この状態において、カシメ用ボス１１ｂのボス挿入孔１２ｂから突出した部分が後述するカシメホーンＨａによって加熱加圧される突出部１１ｃである。突出部１１ｃの突出長さｈ１は５〜１０ｍｍである。
カシメホーンＨａは金属製であり、カシメホーンＨａの下面（図１（ａ）の下方の面）が加熱加圧によりカシメ用ボス１１ｂを変形させる成形凹面Ｈａａとなっている。すなわち、カシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａの形状によって、カシメ用ボス１１ｂの突出部１１ｃの熱カシメ後の形状が決定される。カシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａの平面形状は内周面１２ｄの形状と相似形状の円形であり、成形凹面Ｈａａの外周の直径は、内周面１２ｄの直径と同程度か若干大きく設定されている。
次に、熱カシメ方法について説明する。カシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａの温度を、熱によりカシメ用ボス１１ｂの突出部１１ｃを軟化することが可能な所定の温度まで高めた後、成形凹面Ｈａａを突出部１１ｃの頭部に押し付けて加圧する。
成形凹面Ｈａａによる突出部１１ｃの加圧が進行するにつれて、突出部１１ｃが変形し、突出部１１ｃの突出長さｈ１が短くなると共に、突出部１１ｃの肉厚ｕ１が増加する。更に突出部１１ｃの変形が進むと、軟化した突出部１１ｃの樹脂が側方に流動して、この樹脂が環状凸部１２ｃの内周面１２ｄまで到達し、この樹脂の側方への流動が内周面１２ｄで堰き止められる。
カシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａの外周が、被カシメ部材１２の環状凸部１２ｃの上面１２ｅと接触する又は極近接する位置まで、カシメホーンＨａを被カシメ部材１２に近づけることによって、軟化した突出部１１ｃの変形が完了し、図１（ｂ）に示す拡大部１１ｄが形成される。
拡大部１１ｄは上方に凸な断面形状を呈している。拡大部１１ｄはカシメ用ボス１１ｂの外周の延長線上付近で最も高くなっており、拡大部１１ｄの中心部及び外周部は、この高さよりも低い。拡大部１１ｄの高さｉ１は２〜３ｍｍであり、内周面１２ｄの高さｅ１の２倍以上である。拡大部１１ｄはボス挿入孔１２ｂの孔径よりも大径であるため、拡大部１１ｄのアンカー効果によってカシメ部材１１に被カシメ部材１２が強固に結合される。
その後、カシメホーンＨａを拡大部１１ｄから引き離すことによって熱カシメが完了し、図１（ｂ）に示す熱カシメ構造体１０が形成される。
このような本実施形態の構成によると、環状凸部１２ｃの内周面１２ｄによって、加熱により軟化したカシメ用ボス１１ｂの突出部１１ｃの側方への流動を堰き止めるため、熱カシメ時のカシメホーンＨａの成形凹面Ｈａａの外周からの樹脂のハミ出しを抑えてバリの発生を抑制することができる。これにより、熱カシメ構造体１０の外観品質を向上させることができる。
また、バリの発生が抑制されることによって、突出部１１ｃの樹脂量を拡大部１１ｄの樹脂量に対して多くする必要性が低下し、突出部１１ｃの突出長さｈ１をより短くすることが可能となる。突出部１１ｃの突出長さが短いほど、カシメ部材１１の材料収縮が小さくなるため、カシメ本体１１ａが厚さｔ１が１〜１．８ｍｍの薄板からなる場合であっても、カシメ部材１１の意匠面１３に凹所（ヒケ）が形成され難くなる。これにより、熱カシメ構造体の外観品質を向上させることができる。
なお、本発明者の研究結果によると、本実施形態と同様の板厚１〜１．８ｍｍのカシメ本体に長さ１５ｍｍ程度のカシメ用ボスを突設すると、カシメ部材の意匠面に凹所（ヒケ）が形成されることが確認されている。
＜第２実施形態＞
本実施形態は、第１実施形態におけるカシメ用ボス１１ｂの突出長さ、及び樹脂堰止部（第１実施形態では環状凸部１２ｃ）の構造を変更した実施形態である。その他の構造については第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
図２に本実施形態の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図を示す。図２（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、図２（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図、図２（ｄ）は図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ線で切断した断面図を示している。
カシメ本体２１ａの厚さｔ２は、第１実施形態のカシメ本体１１ａの厚さｔ１と同じく１〜１．８ｍｍ、カシメ用ボス２１ｂの肉厚ｕ２は、第１実施形態のカシメ用ボス１１ｂの肉厚ｕ１と同じく０．６〜０．９ｍｍである。
被カシメ部材２２は、カシメ用ボス２１ｂの挿通が可能な円形のボス挿入孔２２ｂ（突起挿入孔）が形成された板状の被カシメ本体２２ａと、被カシメ本体２２ａのカシメ部材２１と反対側の面（以下、被カシメ本体２２ａの上面と呼ぶ）に凹設された凹部２２ｃ（樹脂堰止部）とからなる。被カシメ本体２２ａ及び凹部２２ｃは射出成形により一体成形されている。
凹部２２ｃは、ボス挿入孔２２ｂを中心とする環状の内周面２２ｄを有し、内周面２２ｄの上端（凹部２２ｃの上端）は、被カシメ本体２２ａの上面に位置している。凹部２２ｃの被カシメ本体２２ａの上面に垂直な方向の断面形状は矩形である。内周面２２ｄの形状は、ボス挿入孔２２ｂの孔形状と相似形状の円形であり、内周面２２ｄの直径はボス挿入孔２２ｂの孔径よりも大径である。内周面の高さｅ２は、第１実施形態の内周面の高さｅ１と同じく０．５〜１ｍｍである。
カシメ部材２１は図示しない固定治具によって固定されており、被カシメ部材２２のボス挿入孔２２ｂをカシメ用ボス２１ｂに嵌合して、カシメ本体２１ａと被カシメ本体２２ａとがほぼ密着した状態にある。この状態において、カシメ用ボス２１ｂのボス挿入孔２２ｂから突出した突出部２１ｃの突出長さｈ２は、第１実施形態の突出部１１ｃの突出長さｈ１と同じく５〜１０ｍｍである。
本実施形態の熱カシメ方法は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
熱カシメが完了すると、図２（ｂ）に示すように、カシメ部材２１に被カシメ部材２２が強固に結合された熱カシメ構造体２０が形成される。拡大部２１ｄの高さｉ２は、第１実施形態の拡大部１１ｄの高さｉ１と同じく２〜３ｍｍであり、内周面２２ｄの高さｅ２の２倍以上である。
このような本実施形態の構成によると、樹脂堰止部を凹部２２ｃとして形成しているため、カシメ用ボス２１ｂの突出長さを、第１実施形態のカシメ用ボス１１ｂの突出長さより短くしても、同一の結合強度が得られる。したがって、第１実施形態よりも更に、カシメ部材２１の意匠面２３に凹所（ヒケ）が形成され難くなる。これにより、熱カシメ構造体の外観品質をより向上させることができる。本実施形態のその他の作用効果については、第１実施形態と同様である。
＜第３実施形態＞
図３に本実施形態の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図を示す。図３（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、図３（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図、図３（ｄ）は図３（ｂ）におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図を示している。
図３（ａ）及び（ｃ）に示すとおり、熱カシメ構造体３０の熱カシメ前の構造は、カシメ部材３１のカシメ用リブ３１ｂ（カシメ用突起）を、被カシメ部材３２に設けられたリブ挿入孔３２ｂ（突起挿入孔）に挿入した構造となっている。
カシメ部材３１は熱可塑性樹脂製であり、板状のカシメ本体３１ａと、カシメ本体３１ａの意匠面３３と反対側の面からカシメ本体３１ａから断面Ｌ字状に突設した板状のカシメ用リブ３１ｂ（カシメ用突起）とからなる。カシメ用リブ３１ｂの意匠面３３に平行な方向の断面形状は矩形である。カシメ本体３１ａ及びカシメ用リブ３１ｂは射出成形により一体成形されている。カシメ本体３１ａ及びカシメ用リブ３１ｂの厚さは等しく、この厚さｔ３は１〜１．８ｍｍである。
被カシメ部材３２は、カシメ用リブ３１ｂの挿通が可能な矩形のリブ挿入孔３２ｂ（突起挿入孔）が形成された板状の被カシメ本体３２ａと、被カシメ本体３２ａのカシメ部材３１と反対側の面に形成された環状凸部３２ｃ（樹脂堰止部）とからなる。被カシメ本体３２ａ及び環状凸部３２ｃは射出成形により一体成形されている。
環状凸部３２ｃは、リブ挿入孔３２ｂを中心とする環状の内周面３２ｄと、平滑な上面３２ｅとを有し、上面３２ｅに垂直な方向の断面形状は矩形である。内周面３２ｄの形状は、リブ挿入孔３２ｂの孔形状と略相似形状の矩形であり、内周面３２ｄで囲まれた範囲の縦横寸法はリブ挿入孔３２ｂの孔寸法よりも大きい。内周面の高さｅ３は０．５〜１ｍｍである。
カシメ部材３１は図示しない固定治具によって固定されており、被カシメ部材３２のリブ挿入孔３２ｂをカシメ用リブ３１ｂに嵌合して、カシメ本体３１ａと被カシメ本体３２ａとが所定の間隔に保たれた状態にある。この状態において、カシメ用リブ３１ｂのリブ挿入孔３２ｂから突出した部分が後述するカシメホーンＨｂによって加熱加圧される突出部３１ｃである。突出部３１ｃの突出長さｈ３は５〜１０ｍｍである。
カシメホーンＨｂは金属製であり、カシメホーンＨｂの下面（図３（ａ）の下方の面）が加熱加圧によりカシメ用リブ３１ｂを変形させる成形凹面Ｈｂｂとなっている。すなわち、カシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂの形状によって、カシメ用リブ３１ｂの突出部３１ｃの熱カシメ後の形状が決定される。カシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂの平面形状は内周面３２ｄの形状と略相似形状の矩形であり、成形凹面Ｈｂｂの外周の寸法は、内周面３２ｄで囲まれた範囲の縦横寸法と同程度か若干大きく設定されている。
次に、熱カシメ方法について説明する。カシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂの温度を、熱によりカシメ用リブ３１ｂの突出部３１ｃを軟化することが可能な所定の温度まで高めた後、成形凹面Ｈｂｂを突出部３１ｃの頭部に押し付けて加圧する。
成形凹面Ｈｂｂによる突出部３１ｃの加圧が進行するにつれて、突出部３１ｃが変形し、突出部３１ｃの突出長さｈ３が短くなると共に、突出部３１ｃの厚さｔ３が増加する。更に突出部３１ｃの変形が進むと、軟化した突出部３１ｃの樹脂が側方に流動して、この樹脂が環状凸部３２ｃの内周面３２ｄまで到達し、この樹脂の側方への流動が内周面３２ｄで堰き止められる。
カシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂの外周が、被カシメ部材３２の環状凸部３２ｃの上面３２ｅと接触する又は極近接する位置まで、カシメホーンＨｂを被カシメ部材３２に近づけることによって、軟化した突出部３１ｃの変形が完了し、図３（ｂ）に示す拡大部３１ｄが形成される。
拡大部３１ｄは上方に凸な断面形状を呈しており、拡大部３１ｄの中心部付近の高さが最も高い。拡大部３１ｄの高さｉ３は２〜３ｍｍであり、内周面３２ｄの高さｅ３の２倍以上である。拡大部３１ｄはリブ挿入孔３２ｂの孔寸法よりも大きいため、拡大部３１ｄのアンカー効果によってカシメ部材３１に被カシメ部材３２が強固に結合される。
その後、カシメホーンＨｂを拡大部３１ｄから引き離すことによって熱カシメが完了し、図３（ｂ）に示す熱カシメ構造体３０が形成される。
このような本実施形態の構成によると、環状凸部３２ｃの内周面３２ｄによって、加熱により軟化したカシメ用リブ３１ｂの突出部３１ｃの側方への流動を堰き止めるため、熱カシメ時のカシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂの外周からの樹脂のハミ出しを抑えてバリの発生を抑制することができる。これにより、熱カシメ構造体３０の外観品質を向上させることができる。
また、バリの発生が抑制されることによって、突出部３１ｃの樹脂量を拡大部３１ｄの樹脂量に対して多くする必要性が低下し、突出部３１ｃの突出長さｈ３をより短くすることが可能となる。突出部３１ｃの突出長さが短いほど、カシメホーンＨｂの成形凹面Ｈｂｂを突出部３１ｃの頭部に押し付ける際に、突出部３１ｃに座屈が生じにくくなり、良好な熱カシメ作業性を確保することができる。
＜第４実施形態＞
本実施形態は、第３実施形態におけるカシメ用リブ３１ｂの突出長さ、及び樹脂堰止部（第３実施形態では環状凸部３２ｃ）の構造を変更した実施形態である。その他の構造については第３実施形態と同一であるため説明を省略する。
図４に本実施形態の熱カシメ構造体の構造を説明する説明図を示す。図４（ａ）は熱カシメ前の状況を説明する断面図、図４（ｂ）は熱カシメ後の状況を説明する断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＤ−Ｄ線で切断した断面図、図４（ｄ）は図４（ｂ）におけるＤ−Ｄ線で切断した断面図を示している。
カシメ本体４１ａ及びカシメ用リブ４１ｂの厚さｔ４は、第３実施形態のカシメ本体３１ａ及びカシメ用リブ３１ｂの厚さｔ３と同じく１〜１．８ｍｍである。
被カシメ部材４２は、カシメ用リブ４１ｂの挿通が可能な矩形のリブ挿入孔４２ｂ（突起挿入孔）が形成された板状の被カシメ本体４２ａと、被カシメ本体４２ａのカシメ部材４１と反対側の面（以下、被カシメ本体４２ａの上面と呼ぶ）に凹設された凹部４２ｃ（樹脂堰止部）とからなる。被カシメ本体４２ａ及び凹部４２ｃは射出成形により一体成形されている。
凹部４２ｃは、リブ挿入孔４２ｂを中心とする環状の内周面４２ｄを有し、内周面４２ｄの上端（凹部４２ｃの上端）は、被カシメ本体４２ａの上面に位置している。凹部４２ｃの被カシメ本体４２ａの上面に垂直な方向の断面形状は矩形である。内周面４２ｄの形状は、リブ挿入孔４２ｂの孔形状と略相似形状の矩形であり、内周面４２ｄで囲まれた範囲の縦横寸法はリブ挿入孔４２ｂの孔寸法よりも大きい。内周面の高さｅ４は、第３実施形態の内周面の高さｅ３と同じく０．５〜１ｍｍである。
カシメ部材４１は図示しない固定治具によって固定されており、被カシメ部材４２のリブ挿入孔４２ｂをカシメ用リブ４１ｂに嵌合して、カシメ本体４１ａと被カシメ本体４２ａとが所定の間隔に保たれた状態にある。この状態において、カシメ用リブ４１ｂのリブ挿入孔４２ｂから突出した突出部４１ｃの突出長さｈ４は、第３実施形態の突出部３１ｃの突出長さｈ３と同じく５〜１０ｍｍである。
本実施形態の熱カシメ方法は、第３実施形態と同様であるため説明を省略する。
熱カシメが完了すると、図４（ｂ）に示すように、カシメ部材４１に被カシメ部材４２が強固に結合された熱カシメ構造体４０が形成される。拡大部４１ｄの高さｉ４は、第３実施形態の拡大部３１ｄの高さｉ３と同じく２〜３ｍｍであり、内周面４２ｄの高さｅ４の２倍以上である。
本実施形態の作用効果は、第３実施形態と同様である。
＜第５実施形態＞
本実施形態は、上述した第１〜４実施形態を、車両用ドアの内装品であるドアトリムに適用した実施形態である。
図５に第１〜４実施形態の熱カシメ構造体が用いられている車両用ドアの斜視図を示す。ドア５０は、主に、アウタドアパネル５１と、インナドアパネル５２と、ドアトリム６０とからなる。
アウタドアパネル５１は金属製であり、車室外に配置される。インナドアパネル５２は金属製であり、車室内に配置される。アウタドアパネル５１とインナドアパネル５２とは溶接等により相互に結合され一体化されている。インナドアパネル５２の車室内側にはドアトリム６０が取り付けられている。
ドアトリム６０は、熱可塑性樹脂製のドアトリム本体６１と、ドアトリム本体６１を基材として、ドアトリム本体６１に取り付けられる樹脂製又は金属製の各種内装品（一部の部品のみ図示）とからなる。
また、ドアトリム本体６１には、上方から下方に向かって順に、装飾部６１ａ、アームレスト部６１ｂ、収納部６１ｃが射出成形により一体的に配置されている。
装飾部６１ａは、搭乗者の肘の高さよりも上方に配置されている。装飾部６１ａには、例えば、ドアを施錠するロックレバーやドアを開放するためのドアレバーが配置される。ドアトリム本体６１の装飾部６１ａの車室内側には、熱可塑性樹脂製の装飾品６２が熱カシメにより取り付けられている。装飾品６２はドアトリム６０の意匠性を高めるために配置される内装品であり、ドアトリム本体６１とは異なる外観の素材からなる。
収納部６１ｃは、搭乗者の腰の高さよりも下方に配置されている。収納部６１ｃは、例えば、雑誌や飲料用容器の収納スペースとして活用される。収納部６１ｃの収納用開口部は、ドアトリム本体６１に形成された開口部であり、収納部６１ｃの車室内側の壁（収納部外壁）は、ドアトリム本体６１を車室内側に張り出すことによって収納スペースが確保できるように形成されている。ドアトリム本体６１の収納部６１ｃの車室外側には、収納部６１ｃの車室内側の壁（収納部外壁）と対向するように、熱可塑性樹脂製の収納部内壁６３が熱カシメにより取り付けられている。
図６に、図５におけるＥ−Ｅ線で切断した断面図を示す。図６（ａ）は第１実施形態及び第３実施形態の熱カシメ構造体が用いられているドアトリムの構造、図６（ｂ）は第２実施形態及び第４実施形態の熱カシメ構造体が用いられているドアトリムの構造を示している。
まず、第３実施形態で示した熱カシメ構造体３０が用いられている装飾部６１ａの構造等について説明する。
図６（ａ）に示すとおり、ドアトリム本体６１の装飾部６１ａは車両の前後方向に向かって延びており、ドアトリム本体６１を意匠面から車室外側に向かって凹ませた断面コの字状の凹部として形成されている。この凹部は、装飾品６２の取り付けにより車室内から視認できない部分になるため意匠面とはなっていない。
装飾部６１ａの断面コの字状の凹部の両偶角部には、車両の前後方向に向かって所定の間隔で配置された図示しない矩形の孔が形成されている。この矩形の孔は、第３実施形態で示したリブ挿入孔３２ｂ（突起挿入孔）に相当する。
装飾品６２は断面コの字状の細長部材であり、装飾部６１ａの断面コの字状の凹部に嵌合可能な大きさに形成されている。装飾品６２のウェブ部のフランジ部と反対側の面は意匠面である。
装飾品６２の両フランジ部の先端側には、車両の前後方向に向かって所定の間隔で配置された図示しない矩形の柱が形成されている。この矩形の柱は、第３実施形態で示したカシメ用リブ３１ｂ（カシメ用突起）に相当する。
装飾品６２の意匠面を車室内側に向けた状態で、装飾品６２を装飾部６１ａの断面コの字状の凹部に嵌め込み、装飾品６２の意匠面と、装飾部６１ａの上下のドアトリム本体６１の意匠面とをほぼ同一の面上に揃える。
この状態において、上述の装飾部６１ａに配置された矩形の孔（第３実施形態で示したリブ挿入孔３２ｂに相当）に、上述の装飾品６２に配置された矩形の柱（第３実施形態で示したカシメ用リブ３１ｂ）が挿通しており、この部分を熱カシメすることによって熱カシメ構造体３０が形成され、装飾部６１ａへの装飾品６２の取り付けが完了する。
次に、第１実施形態で示した熱カシメ構造体１０が用いられている収納部６１ｃの構造等について説明する。
収納部６１ｃの収納スペースを取り囲むように、ドアトリム本体６１の車室外側の面に複数本の図示しない円形の柱が形成されている。この円形の柱は、第１実施形態で示したカシメ用ボス１１ｂ（カシメ用突起）に相当する。
収納部内壁６３は、凹部と、凹部の上端を取り囲む鍔部と、からなる皿状部材であり、この凹部が収納スペースとなる。収納部内壁６３の鍔部には、収納スペースを取り囲むように、所定の間隔で配置された図示しない円形の孔が形成されている。この円形の孔は、第１実施形態で示したボス挿入孔１２ｂ（突起挿入孔）に相当する。
収納部内壁６３の凹部を車室外側に向けた状態で、上述の収納部６１ｃの収納スペースを取り囲むように配置された円形の柱（第１実施形態で示したカシメ用ボス１１ｂ）に、上述の収納部内壁６３に配置された円形の孔（第１実施形態で示したボス挿入孔１２ｂに相当）を挿通する。その後、この部分を熱カシメすることによって熱カシメ構造体１０が形成され、収納部６１ｃへの収納部内壁６３の取り付けが完了する。
図６（ｂ）は第２実施形態及び第４実施形態の熱カシメ構造体が用いられているドアトリムの構造を示しており、図６（ａ）で示した熱カシメ構造体１０を熱カシメ構造体２０に、図６（ａ）で示した熱カシメ構造体３０を熱カシメ構造体４０に、それぞれ変更した実施形態である。
図６（ｂ）における装飾部６１ａへの装飾品６２の取り付け方法、及び収納部６１ｃへの収納部内壁６３の取り付け方法等については、図６（ａ）と同様であるため説明を省略する。
本実施形態の作用効果は、第１〜４実施形態の作用効果と同様である。
なお、本発明の熱カシメ構造体は上述した第１〜５の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
例えば、第１〜５実施形態において、被カシメ部材は、樹脂のほか、金属、ガラス、木材等の各種材料により形成することができる。
また、第１〜５実施形態において、樹脂堰止部の内周面を被カシメ部材の上面に対して垂直に形成しているが、内周面を被カシメ部材の上面に対して斜めに形成してもよい。
また、第１，２，５実施形態において、カシメ用ボスとして円筒状（中空）のボスを用いた実施形態を示しているが、カシメ用ボスは中実のボスであってもよい。また、カシメ用ボスの断面形状も、円形に限らず、矩形、十字形、三角形等の各種断面形状とすることができる。
また、第３，４，５実施形態において、カシメ本体の板厚とカシメ用リブの板厚を同一の板厚としているが、カシメ本体の板厚とカシメ用リブの板厚が異なる板厚であってもよい。
また、第５実施形態において、第１〜４実施形態で示した熱カシメ構造体を車両用ドアの内装品であるドアトリムに適用した実施形態について示したが、第１〜４実施形態で示した熱カシメ構造体は、車両用内装品に限らず、熱可塑性樹脂製部品の熱カシメを行う各種製品に適用することが可能である。
１０ … 熱カシメ構造体 １１ … カシメ部材
１１ａ … カシメ本体 １１ｂ … カシメ用ボス（カシメ用突起）
１１ｃ … 突出部 １１ｄ … 拡大部
１２ … 被カシメ部材 １２ａ … 被カシメ本体
１２ｂ … ボス挿入孔（突起挿入孔） １２ｃ … 環状凸部（樹脂堰止部）
１２ｄ … 内周面 １２ｅ … 上面
１３ … 意匠面
２０ … 熱カシメ構造体 ２１ … カシメ部材
２１ａ … カシメ本体 ２１ｂ … カシメ用ボス（カシメ用突起）
２１ｃ … 突出部 ２１ｄ … 拡大部
２２ … 被カシメ部材 ２２ａ … 被カシメ本体
２２ｂ … ボス挿入孔（突起挿入孔） ２２ｃ … 凹部（樹脂堰止部）
２２ｄ … 内周面 ２３ … 意匠面
３０ … 熱カシメ構造体 ３１ … カシメ部材
３１ａ … カシメ本体 ３１ｂ … カシメ用リブ（カシメ用突起）
３１ｃ … 突出部 ３１ｄ … 拡大部
３２ … 被カシメ部材 ３２ａ … 被カシメ本体
３２ｂ … リブ挿入孔（突起挿入孔） ３２ｃ … 環状凸部（樹脂堰止部）
３２ｄ … 内周面 ３２ｅ … 上面
３３ … 意匠面
４０ … 熱カシメ構造体 ４１ … カシメ部材
４１ａ … カシメ本体 ４１ｂ … カシメ用リブ（カシメ用突起）
４１ｃ … 突出部 ４１ｄ … 拡大部
４２ … 被カシメ部材 ４２ａ … 被カシメ本体
４２ｂ … リブ挿入孔（突起挿入孔） ４２ｃ … 凹部（樹脂堰止部）
４２ｄ … 内周面 ４３ … 意匠面
５０ … ドア ５１ … アウタドアパネル
５２ … インナドアパネル ６０ … ドアトリム
６１ … ドアトリム本体 ６１ａ … 装飾部
６１ｂ … アームレスト部 ６１ｃ … 収納部
６２ … 装飾品 ６３ … 収納部内壁
Ｈａ … カシメホーン Ｈａａ … 成形凹面
Ｈｂ … カシメホーン Ｈｂｂ … 成形凹面
Ｊ … ハミ出し部（バリ） Ｋ … 凹所（ヒケ）

Claims (5)

  1. 厚さ１〜１．８ｍｍの板状のカシメ本体と、該カシメ本体の一方の面から突設したカシメ用突起と、からなる熱可塑性樹脂製のカシメ部材と、
    前記カシメ用突起が挿入される突起挿入孔を有する被カシメ部材とからなり、
    前記カシメ用突起を前記突起挿入孔に挿入した後、該カシメ用突起の該突起挿入孔から突出した突出部をカシメホーンで加熱加圧することにより該突出部を軟化して、該突出部を該突起挿入孔の孔径よりも大径な拡大部に変形することにより前記カシメ部材に前記被カシメ部材を結合して形成される熱カシメ構造体であって、
    前記被カシメ部材は、該被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に、前記突起挿入孔を中心とする環状の内周面を有すると共に、加熱することにより軟化した前記突出部の側方への流動を該内周面で堰き止める樹脂堰止部を備え、
    前記内周面の径は、前記突起挿入孔の孔径よりも大径であり、該内周面の高さは、前記拡大部の高さよりも低いことを特徴とする熱カシメ構造体。
  2. 前記樹脂堰止部は、前記被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に突設された環状の凸部である請求項１に記載の熱カシメ構造体。
  3. 前記樹脂堰止部は、前記被カシメ部材の前記カシメ部材と反対側の面に凹設された凹部である請求項１に記載の熱カシメ構造体。
  4. 前記カシメ用突起が中空又は中実の柱状のボスからなる請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の熱カシメ構造体。
  5. 前記カシメ用突起が板状のリブからなる請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の熱カシメ構造体。
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