JP2015093482A - Bonding method of carbon fiber-reinforced thermoplastic resin member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法に関する。 The present invention relates to a method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members.
従来、炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材を接合する方法として、抵抗発熱体の電気抵抗による発熱を利用して溶着させる抵抗溶着が知られている。例えば、特許文献1では、絶縁層を設けた抵抗発熱体を一対の接合物の間に配置し、当該抵抗発熱体に通電して接合を行っている。通電は、抵抗発熱体を一対の接合物の間からはみ出させ、当該はみ出し部分を端子として利用して行っている。
Conventionally, as a method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin composites, resistance welding is known in which welding is performed using heat generated by the electrical resistance of a resistance heating element. For example, in
しかしながら、特許文献1では、前述のように、抵抗発熱体を一対の接合物の間からはみ出しさせ、このはみ出し部分を端子として利用して通電しているため、抵抗発熱体をはみ出させることが困難な位置や、接合物の形状が複雑になった場合などには、溶接が困難になる。特に、炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の場合、射出成形等により形状の自由度が高く、任意の形状に対応可能であるので、接合対象部材の形状に関わらず接合できることの要請は高い。
However, in
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、溶接位置や接合物の形状に関わらず、簡易に炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材を接合する接合方法を得ることが目的である。 The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to obtain a joining method for simply joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members regardless of the welding position and the shape of the joined article.
本発明に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂を主材料とする第1部材と第2部材とを重ね合わせた接合部に、導電性針を貫通させ、 前記導電性針に通電し、前記第1部材と第2部材を加熱して溶着するものである。 The method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members according to the present invention allows a conductive needle to pass through a joint portion in which a first member and a second member mainly made of carbon fiber reinforced thermoplastic resin are overlapped, The conductive needle is energized, and the first member and the second member are heated and welded.
本発明に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法では、接合対象となる第1部材と第2部材との接合部に導電性針を貫通させ、貫通させた導電性針に通電する。導電性針は、接合部を貫通できればよく、第1部材及び第2部材の位置や形状に関わらず、容易に打ち込むことができる。このようにして打ち込んだ導電性針に通電することにより、接合部の導電性針近傍が加熱され、溶融して接合される。 In the method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members according to the present invention, a conductive needle is passed through the joint portion between the first member and the second member to be joined, and the conductive needle passed therethrough is energized. The conductive needle only needs to be able to penetrate the joint, and can be easily driven regardless of the position and shape of the first member and the second member. By energizing the conductive needle thus driven, the vicinity of the conductive needle at the joint is heated and melted and joined.
請求項1に記載の本発明に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法によれば、溶接位置や接合物の形状に関わらず、簡易に炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材を接合することができる。 According to the joining method of the carbon fiber reinforced thermoplastic resin member according to the first aspect of the present invention, the carbon fiber reinforced thermoplastic resin member can be easily joined regardless of the welding position or the shape of the joined article. .
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法について図1〜図2を用いて説明する。
[First Embodiment]
A method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(A)には、本実施形態に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法で接合される第1部材20と第2部材22の一部が示されている。第1部材20と第2部材22は、板状とされ、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRP)で形成されている。本実施形態では、第1部材20と第2部材22が板状の場合を例に説明するが、接合対象となる部材は必ずしも板状である必要はない。
FIG. 1A shows a part of the
第1部材20と第2部材22とを接合する手順は、以下の通りである。
The procedure for joining the
まず、第1部材20と第2部材22を重ね合わせ、両者が重なり合う接合部24を形成する。そして、接合部24内で両者を溶着させる位置に、予め導電性針28を打ち込む。このとき、導電性針28が第1部材20と第2部材22を貫通し、端部28A、28Bは接合部24の外表面に露出するように配置する。すなわち、端部28A、28Bは、接合部24の外表面と面一に配置するか、もしくは、接合部24から突出するように配置する。端部28A、28Bは、通電の際の端子として利用される。導電性針28の長さは、第1部材20と第2部材22を合わせた厚み以上の長さに設定されている。
First, the
導電性針28としては、導電性の部材が用いられるが、金属製が好ましく、例えば、鋼材、銅材、鉄材等を用いることができる。また、導電性針28の打ち込み態様としては、図1(A)に示すように、端部28A、28Bも含めて直線状になるように配置してもよいし、端部28A、28Bを板面に沿って折り曲げてもよい。端部28A、28Bを板面に沿って折り曲げることにより、導電性針28を確実に接合部24の外表面から露出させることができる。また、図2に示すように、コ字状(U字状)の導電性針28−Uを使用し、1本の導電性針で、接合部24の2箇所を貫通するように打ち込んでもよい。導電性針をこのような形状にすることにより、より広範囲を効率よく加熱することができ、溶着範囲を広げることができる。
As the
次に、抵抗溶接機12の電極14A、14Bを端部28A、28Bへ接触させ、接合部24を挟み込んで加圧する。そして、電極14A、14Bの間に電圧を印加する。これにより、第1部材20、第2部材22の広範囲に電流が拡散することなく、安定して導電性針28を介して電極14A、14Bの間に電流が流れる。そして、導電性針28の電気抵抗により、導電性針28の周囲において第1部材20及び第2部材22が加熱され、溶融して互いに溶着される。なお、加熱の温度及び時間、加圧の大きさ及び時間は、第1部材20及び第2部材22の融点、厚み、必要な接合強度に応じて適宜設定される。
Next, the
本実施形態では、第1部材20と第2部材22の接合部24に導電性針28を打ち込み、その両端を通電の際の端子として用いる。したがって、第1部材20と第2部材22の形状や溶接位置に関わらず、容易に接合部24に通電を行うことができる。これにより、第1部材20と第2部材22とを簡単に溶着接合することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、抵抗溶接機12として、既存の鋼板スポット溶接用のものを用いることができる。したがって、特別な装置を必要とせず、既存の設備、生産ラインを用いて、容易に、第1部材20と第2部材22とを接合することができる。
Moreover, in this embodiment, the existing one for steel plate spot welding can be used as the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3(A)には、本実施形態で用いる抵抗溶接機30が示されている。抵抗溶接機30の一方の電極32Aには、先端に導電性穿孔針34が形成されている。導電性穿孔針34は、先端が先細りの針形状とされている。他方の電極32Bには、針受孔36が形成されている。針受孔36は、導電性穿孔針34を嵌め込み可能な形状とされている。
FIG. 3A shows a
第1部材20と第2部材22とを接合する手順は、以下の通りである。
The procedure for joining the
まず、第1部材20と第2部材22を重ね合わせ、両者が重なり合う接合部24を形成する。そして接合部24内で両者を溶着させる位置を、抵抗溶接機30の電極32A、電極32Bで挟み込んで加圧し、導電性穿孔針34を接合部24に打ち込んで貫通させ、導電性穿孔針34の先端を針受孔36に挿入する(図3(B)参照)。この状態で、抵抗溶接機30の電極32A、32B間で電流を流す。すると、導電性穿孔針34の周囲において第1部材20及び第2部材22が加熱され溶融する。所定時間経過後、導電性穿孔針34を接合部24から抜き出す。これにより、第1部材20及び第2部材22は、導電性穿孔針34が打ち込まれていた部分及びその周囲が互いに溶着される。なお、第1実施形態と同様に、加熱の温度及び時間、加圧の大きさ及び時間は、第1部材20及び第2部材22の融点、厚み、必要な接合強度に応じて適宜設定される。
First, the
本実施形態では、第1部材20と第2部材22の接合部24に、抵抗溶接機30の電極32Aに形成された導電性穿孔針34を打ち込んで、通電させる。したがって、第1部材20と第2部材22の形状や溶接位置に関わらず、容易に接合部24に通電を行うことができる。これにより、第1部材20と第2部材22とを溶着により簡単に接合することができる。また、本実施形態では、予め導電性針を打ち込んでおく必要がないので、接合工程を簡易にすることができる。
In the present embodiment, the
なお、本発明に係る炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材を使用した自動車の組み立て、製造工程や、航空機の組み立て、製造工程等に好適に用いることができる。 In addition, the joining method of the carbon fiber reinforced thermoplastic resin member according to the present invention can be suitably used for automobile assembly, manufacturing process, aircraft assembly, manufacturing process and the like using the carbon fiber reinforced thermoplastic resin member. .
20 第1部材
22 第2部材
24 接合部
28 導電性針
34 導電性穿孔針
20
Claims (1)
前記導電性針に通電し、前記第1部材と第2部材を加熱して溶着する、炭素繊維強化熱可塑性樹脂部材の接合方法。 Conductive needles are passed through the joint where the first member and the second member made of carbon fiber reinforced thermoplastic resin as a main material are overlapped,
A method for joining carbon fiber reinforced thermoplastic resin members, wherein the conductive needle is energized and the first member and the second member are heated and welded.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013236167A JP2015093482A (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Bonding method of carbon fiber-reinforced thermoplastic resin member |
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JP2013236167A JP2015093482A (en) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Bonding method of carbon fiber-reinforced thermoplastic resin member |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018181073A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | トヨタテクノクラフト株式会社 | Joining system and joining method |
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2013
- 2013-11-14 JP JP2013236167A patent/JP2015093482A/en active Pending
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WO2018181073A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | トヨタテクノクラフト株式会社 | Joining system and joining method |
US11787126B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-10-17 | Toyota Customizing & Development Co., Ltd. | Bonding system and bonding method |
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