JP2013194744A

JP2013194744A - 部材の結合構造

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Publication number: JP2013194744A
Application number: JP2012058969A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawauchi; 浩志川内
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】専用の保護材を用いることなく熱カシメ部を保護することが可能な部材の結合構造を提供する。
【解決手段】本体部１１と、ボス部２０と、を備える第１部材１０と、ボス挿通孔６０が貫通形成された第２部材５０と、を備え、本体部１１には、複数のリブ３０が形成され、第２部材５０には、複数のリブ３０の一部である被挿通部３１がそれぞれ挿通される複数のリブ挿通孔７０が貫通形成され、被挿通部３１の突出端部３２の一部及びボス部２０の突出端部２１の双方を熱カシメすることで、第２部材５０におけるボス挿通孔６０の孔縁６１に係止され、第２部材５０に対して第１部材１０を結合するための熱カシメ部４０が形成され、熱カシメ部４０は、その表面４０Ａが、被挿通部３１の突出端部３２において熱カシメされていない非カシメ部３３の表面３３Ａよりも、第２部材５０に近い位置に配される形で形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、部材の結合構造に関する。

従来、２つの部材を結合する結合構造として、熱カシメによる結合構造が知られている（特許文献１）。下記特許文献１においては、一方の部材に形成されたボスを、他方の部材に形成された挿通孔に挿通させた後、熱カシメ用の治具によって、ボスの先端を加熱、溶融させている。これにより、ボスの先端部が溶融されることで熱カシメ部が形成され、２つの部材が結合される。

特開２０１１−２１４６５１号公報

上記構成においては、熱カシメ部を外力から保護することが求められる。仮に、熱カシメ部に他部材が当接するなどして、熱カシメ部が破損すると、２つの部材の結合力が低下してしまうためである。このため、一般的に、保護材（例えば、フェルトなどの緩衝材）を熱カシメ部に貼り付け、熱カシメ部を保護することが行われている。しかしながら、このような保護材を貼り付ける構成では、貼り付けに係る工数の増加や、保護材の分だけ部品点数が増加するという問題点がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、専用の保護材を用いることなく熱カシメ部を保護することが可能な部材の結合構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の部材の結合構造は、本体部と、前記本体部から突出されたボス部と、を備える第１部材と、前記ボス部が挿通されるボス挿通孔が貫通形成された第２部材と、を備えた部材の結合構造であって、前記本体部には、前記第２部材側に突出されるとともに前記ボス部から放射状に延びる形で複数のリブが形成され、前記第２部材には、前記ボス挿通孔から放射状に延び、前記複数のリブの一部である被挿通部がそれぞれ挿通される複数のリブ挿通孔が貫通形成され、前記複数のリブの各々は、前記第２部材における前記第１部材側の面に当接される被当接部を有しており、前記ボス部の突出端部は、前記ボス挿通孔を通じて、前記第２部材における前記第１部材とは反対側に突出されるとともに、前記被挿通部の突出端部は、前記リブ挿通孔を通じて、前記第２部材における前記第１部材とは反対側に突出され、前記被挿通部の前記突出端部の一部及び前記ボス部の前記突出端部の双方を熱カシメすることで、前記第２部材における前記ボス挿通孔の孔縁に係止され、前記第２部材に対して前記第１部材を結合するための熱カシメ部が形成され、前記熱カシメ部は、その表面が、前記被挿通部の前記突出端部において熱カシメされていない部分の表面よりも、前記第２部材に近い位置に配される形で形成されていることに特徴を有する。

本発明によれば、熱カシメ部の表面が、被挿通部の突出端部における熱カシメされていない部分（非カシメ部）の表面よりも、第２部材に近い位置に配される構成となっている。言い換えると、被挿通部の非カシメ部が熱カシメ部よりも外部側に突出される形で配されている。このような構成とすれば、被挿通部の非カシメ部によって、熱カシメ部を保護することができる。具体的には、仮に、熱カシメ部の表面に向かって、他の部材が接近してきた場合、熱カシメ部よりも手前側にある被挿通部の非カシメ部に接触することとなり、熱カシメ部に接触する事態が回避される。

このように、本発明は、リブの一部によって、熱カシメ部を保護することができるため、熱カシメ部を保護するための保護材を貼り付ける必要がない。また、熱カシメ部は、被挿通部の突出端部における一部、及びボス部の双方を熱カシメすることで形成されている。これにより、例えば、ボス部のみを熱カシメすることで熱カシメ部を形成する構成と比べて、熱カシメ部の面積を大きくすることができ、熱カシメ部の締結力をより高くすることができる。

本発明によれば、専用の保護材を用いることなく熱カシメ部を保護することが可能な部材の結合構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る部材の結合構造を示す斜視図図１の部材の結合構造を示す断面図（図３のＡ−Ａ線で切断した図に対応）図１の部材の結合構造を示す平面図第１部材と第２部材とを示す分解斜視図図４の状態からボス部をボス挿通孔に挿通した状態を示す斜視図ボス部をボス挿通孔に挿通した状態を示す断面図（図５のＢ−Ｂ線で切断した図に対応）図６の状態からボス部及び被挿通部を熱カシメした状態を示す断面図他の実施形態を示す断面図

本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。図１は、本実施形態の部材の結合構造を示す斜視図である。図２は、本実施形態の部材の結合構造を示す断面図である。本実施形態では、第１部材１０と第２部材５０の結合構造を例示する。このような第１部材１０及び第２部材５０は、例えば、車両用ドアトリムなどの車両用内装材を構成するものとされる。

第１部材１０は、例えば、熱可塑性樹脂材料によって構成されており、板状をなす本体部１１と、本体部１１から第２部材５０側に突出されたボス部２０と、を備えている。ボス部２０は、図４に示すように略円筒状をなしている。本体部１１には、第２部材５０側に突出されるとともにボス部２０から放射状に延びる形で複数のリブ３０が形成されている。本実施形態では、４つのリブ３０が、ボス部２０を中心とした周方向において９０度間隔で配列されており、十字状をなしている。

ボス部２０及びリブ３０は、本体部１１と一体的に成形されている。つまり、ボス部２０及びリブ３０は、熱可塑性樹脂材料から構成されている。リブ３０は、板状をなしており、その底面が本体部１１の表面１１Ａと連結され、その側面がボス部２０の外周面と連結されている。これにより、リブ３０によってボス部２０が補強されている。

リブ３０は、図４に示すように、第１部材１０側の面のうち、ボス部２０から遠い側が相対的に低い（本体部１１に近い）段差形状をなしている。具体的には、リブ３０においてボス部２０に近い側の部分は、図５及び図６に示すように、第２部材５０に形成されたリブ挿通孔７０に挿通される被挿通部３１とされる。

これに対して、リブ３０においてボス部２０から遠い側の部分は、被当接部３５とされる。この被当接部３５は、図６に示すように、リブ挿通孔７０に被挿通部３１を挿通させた状態では、第２部材５０における第１部材１０との対向面５０Ａ（第１部材側の面）に当接される部分とされる。つまり、被当接部３５における第２部材５０との当接面３５Ａは、第２部材５０を支持する支持面とされる。

第２部材５０は、図４に示すように、板状をなしている。第２部材５０には、ボス部２０が挿通されるボス挿通孔６０が貫通形成されている。ボス挿通孔６０は、円形状をなしている。

第２部材５０には、ボス挿通孔６０から放射状に延びるリブ挿通孔７０が貫通形成されている。リブ挿通孔７０は、延設方向に長い方形状をなしており、リブ３０の被挿通部３１が挿通されている。本実施形態では、４つのリブ３０に対応する形で、４つのリブ挿通孔７０が、ボス挿通孔６０を中心とした周方向において、９０度間隔で配列されている。また、リブ挿通孔７０の各々は、ボス挿通孔６０と連通されている。

本実施形態では、ボス挿通孔６０にボス部２０を挿通させ、各リブ挿通孔７０に各リブ３０の被挿通部３１を挿通させた後、被挿通部３１の一部及びボス部２０の双方を熱カシメすることで、熱カシメ部４０が形成されている（図１及び図２参照）。

より具体的には、熱カシメ部４０は、図５及び図６に示すように、ボス挿通孔６０を通じて第２部材５０における第１部材１０とは反対側（図６の上側）に突出されたボス部２０の突出端部２１と、リブ挿通孔７０を通じて、第２部材５０における第１部材１０とは反対側に突出された被挿通部３１の突出端部３２の一部を熱カシメすることで形成されている。

熱カシメ部４０は、図２及び図３に示すように、例えば、平面視略円形状をなしている。熱カシメ部４０の周端部が、ボス挿通孔６０の孔縁６１に対して係止することで、第２部材５０に対して、第１部材１０が結合される構成となっている。なお、熱カシメ部４０の表面４０Ａは、その中心部及び周端部が他の部分より相対的に低い形状をなしているが、この形状に限定されるものではなく、形状は適宜変更可能である。

熱カシメ部４０の表面４０Ａは、被挿通部３１の突出端部３２において熱カシメされていない部分（非カシメ部３３）の表面３３Ａ（突出端面）よりも、低い位置（第２部材５０に近い位置）に配されている。また、図３の平面視にて示すように、熱カシメ部４０は、各リブ３０の非カシメ部３３によって、周囲から囲まれている。

次に、本実施形態における熱カシメ部４０の形成方法について説明をする。まず、ボス部２０が上方に突出する形で第１部材１０を台座（図示しない）に載置し、その上方に第２部材５０を設置する。この時、図５及び図６に示すように、ボス挿通孔６０にボス部２０を、各リブ挿通孔７０に各被挿通部３１をそれぞれ挿通させる。これにより、ボス部２０の突出端部２１及び各被挿通部３１の突出端部３２が、第２部材５０に対して、第１部材１０とは反対側に突出する。

これと同時に、各リブ３０の各被当接部３５が第２部材５０の対向面５０Ａにそれぞれ当接した状態となる。これにより、第１部材１０によって第２部材５０が支持される形となる。なお、各リブ挿通孔７０に各被挿通部３１が挿通されることで、第１部材１０に対して、第２部材５０がボス部２０を中心として回動する事態が規制される。このように、各リブ３０は、第１部材１０と第２部材５０の位置関係を規定する機能を担っている。

次に、図７に示すように、超音波ホーン７１の軸線とボス部２０の軸線が一致するように、超音波ホーン７１を配置し、超音波ホーン７１の先端部を、各被挿通部３１の突出端部３２の一部及びボス部２０の突出端部２１に押し当てる。なお、超音波ホーン７１の先端部は、略円筒状をなし、その直径は、ボス部２０の直径よりも大きいものとされる。

これにより、各被挿通部３１の突出端部３２の一部及びボス部２０の突出端部２１が超音波振動によって溶融されつつ、超音波ホーン７１によって第２部材５０側に押し潰されることで、熱カシメ部４０が形成される。なお、超音波ホーン７１によって溶融される前の状態では、図６に示すように、ボス部２０の突出高さは、例えば、被挿通部３１の突出高さよりも大きいものとされる。ボス部２０の高さ、ひいては体積を大きくすることで、熱カシメ部４０の面積を確保することができる。

以上のように、熱カシメ部４０が形成されることで、図２に示すように、熱カシメ部４０の周端部が、ボス挿通孔６０の孔縁６１に対して、本体部１１とは反対側から係止する。この結果、第２部材５０に対して、第１部材１０が結合される。また、各被挿通部３１の突出端部３２の一部及びボス部２０の突出端部２１の双方を溶融させて押し潰すことで、熱カシメ部４０は、その表面４０Ａ（突出端面）が、非カシメ部３３の表面３３Ａよりも低い位置（第２部材５０に近い位置）に配される形で形成される。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の部材の結合構造は、本体部１１と、本体部１１から突出されたボス部２０と、を備える第１部材１０と、ボス部２０が挿通されるボス挿通孔６０が貫通形成された第２部材５０と、を備えた部材の結合構造であって、本体部１１には、第２部材５０側に突出されるとともにボス部２０から放射状に延びる形で複数のリブ３０が形成され、第２部材５０には、ボス挿通孔６０から放射状に延び、複数のリブ３０の一部である被挿通部３１がそれぞれ挿通される複数のリブ挿通孔７０が貫通形成され、複数のリブ３０の各々は、第２部材５０における対向面５０Ａに当接される被当接部３５を有しており、ボス部２０の突出端部２１は、ボス挿通孔６０を通じて、第２部材５０における第１部材１０とは反対側に突出されるとともに、被挿通部３１の突出端部３２は、リブ挿通孔７０を通じて、第２部材５０における第１部材１０とは反対側に突出され、被挿通部３１の突出端部３２の一部及びボス部２０の突出端部２１の双方を熱カシメすることで、第２部材５０におけるボス挿通孔６０の孔縁６１に係止され、第２部材５０に対して第１部材１０を結合するための熱カシメ部４０が形成され、熱カシメ部４０は、その表面４０Ａが、被挿通部３１の突出端部３２において熱カシメされていない非カシメ部３３の表面３３Ａよりも、第２部材５０に近い位置に配される形で形成されている。

本実施形態によれば、熱カシメ部４０の表面４０Ａが、被挿通部３１の突出端部３２における非カシメ部３３の表面３３Ａよりも、第２部材５０に近い位置に配される構成となっている。言い換えると、非カシメ部３３が熱カシメ部４０よりも外部側（図２では上側）に突出される形で配されている。このような構成とすれば、被挿通部３１の非カシメ部３３によって、熱カシメ部４０を保護することができる。具体的には、仮に、熱カシメ部４０の表面４０Ａに向かって、他の部材が接近してきた場合、熱カシメ部４０よりも手前側にある被挿通部３１の非カシメ部３３に接触することとなり、熱カシメ部４０に接触する事態が回避される。

これについて詳しく説明するために、例えば、図２に示すように、熱カシメ部４０を覆う形でパネル部材Ｐ（例えば、車両用ドアパネルなど）が配されている構成を例示する。このような構成において、例えば、第１部材１０及び第２部材５０がパネル部材Ｐ側に押圧された場合には、パネル部材Ｐに設けられた部材（例えば、図２に示す延設部７２など）が、熱カシメ部４０に当たる事態が懸念される。本実施形態では、このような延設部７２は、熱カシメ部４０よりも手前側に配される非カシメ部３３に当接することとなり、熱カシメ部４０に当接する事態が回避される。

このように、本実施形態においては、リブ３０の一部によって、熱カシメ部４０を保護することができるため、熱カシメ部４０を保護するための保護材を貼り付ける必要がない。また、熱カシメ部４０は、被挿通部３１の突出端部３２における一部、及びボス部２０の双方を熱カシメすることで形成されている。これにより、例えば、ボス部２０のみを熱カシメすることで熱カシメ部を形成する構成と比べて、熱カシメ部４０の体積、ひいては面積を大きくすることができ、熱カシメ部４０の締結力をより高くすることができる。

また、熱カシメ部４０を保護する構成としては、例えば、第２部材５０における熱カシメ部４０の周囲に保護用のリブを形成する構成も考えられる。しかしながら、このような構成では、ボス部２０を第１部材１０に、第２部材５０に保護リブをそれぞれ形成する必要が生じる。この点、本実施形態では、ボス部２０と被挿通部３１とを第１部材１０側に一体的に形成すればよいため、より容易に成形することができる。

また、本実施形態によれば、第２部材５０には、リブ挿通孔７０を形成するだけでよく、保護用のリブを形成する必要がない。このため、第２部材５０が、保護用のリブを形成することが比較的困難なもの（リブと本体部を一体的に形成することが困難なもの、例えば、スタンピング成形などで成形されるケナフボードなど）である場合において特に好適である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、第１部材１０及び第２部材５０が、車両用内装材を構成するものとしたが、これに限定されない。本発明は、ボス部を熱カシメすることで２つの部材を結合する構成のものについて適用することができる。

（２）上記実施形態では、第１部材１０に４本のリブ３０が形成された構成を例示したが、これに限定されない。リブ３０の本数は適宜変更可能であり、２本以上であればよい。例えば、図８に示すように、放射状に３本のリブ３０が形成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、超音波ホーン７１を用いて、熱カシメ部４０を形成する方法を例示したが、熱カシメ部４０の形成手段は、適宜変更可能である。ここで言う、熱カシメ部４０とは、熱によって、ボス部２０及び被挿通部３１の一部を溶融、軟化させつつ、第２部材５０側に押し潰すことで形成されたもののことを言う。例えば、熱カシメ部４０の形成手段としては、上述した超音波ホーン７１を用いるものの他、加熱された熱カシメ用チップなどを用いて行うものなどを例示することができる。

（４）ボス部２０及びリブ３０の形状は、上記実施形態で例示した形状に限定されず適宜変更可能である。

（５）ボス部２０及びリブ３０の材質は、上記実施形態で例示したものに限定されず適宜変更可能であり、熱によって軟化するものであればよい。

１０…第１部材、１１…本体部、２０…ボス部、２１…ボス部の突出端部、３０…リブ、３１…被挿通部、３２…被挿通部の突出端部、３３…非カシメ部（被挿通部の突出端部において熱カシメされていない部分）、３３Ａ…非カシメ部の表面（被挿通部の突出端部において熱カシメされていない部分の表面）、３５…被当接部、４０…熱カシメ部、４０Ａ…熱カシメ部の表面、５０…第２部材、５０Ａ…第２部材の対向面（第２部材における第１部材側の面）、６０…ボス挿通孔、６１…第２部材におけるボス挿通孔の孔縁、７０…リブ挿通孔

Claims

本体部と、前記本体部から突出されたボス部と、を備える第１部材と、
前記ボス部が挿通されるボス挿通孔が貫通形成された第２部材と、を備えた部材の結合構造であって、
前記本体部には、前記第２部材側に突出されるとともに前記ボス部から放射状に延びる形で複数のリブが形成され、
前記第２部材には、前記ボス挿通孔から放射状に延び、前記複数のリブの一部である被挿通部がそれぞれ挿通される複数のリブ挿通孔が貫通形成され、
前記複数のリブの各々は、前記第２部材における前記第１部材側の面に当接される被当接部を有しており、
前記ボス部の突出端部は、前記ボス挿通孔を通じて、前記第２部材における前記第１部材とは反対側に突出されるとともに、前記被挿通部の突出端部は、前記リブ挿通孔を通じて、前記第２部材における前記第１部材とは反対側に突出され、
前記被挿通部の前記突出端部の一部及び前記ボス部の前記突出端部の双方を熱カシメすることで、前記第２部材における前記ボス挿通孔の孔縁に係止され、前記第２部材に対して前記第１部材を結合するための熱カシメ部が形成され、
前記熱カシメ部は、その表面が、前記被挿通部の前記突出端部において熱カシメされていない部分の表面よりも、前記第２部材に近い位置に配される形で形成されている部材の結合構造。