JP2024002683A - 合成樹脂部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度を高めた、合成樹脂部材の接合構造を提供する。【解決手段】合成樹脂製の、アッパートリム本体３１とトリムブラケット３２との接合構造であって、アッパートリム本体３１には、中空構造の溶着ボス４０Ａが設けられている。溶着ボス４０Ａの先端部は、周方向に３つに分割された分岐片部４２となっている。トリムブラケット３２の接合片部３２ｄには、３つの分岐片部４２のそれぞれに対応して周方向に配置された３つの弧状孔部６０が形成されている。接合片部３２ｄにおける３つの弧状孔部６０に囲まれた部分が内側座面３２ｘとなっている。弧状孔部６０に挿通された分岐片部４２の先端部が、加熱による溶融変形により溶着頭４３として内側座面３２ｘを含む弧状孔部６０の周縁部に溶着されている。【選択図】図４

Description

本発明は、合成樹脂製の２つの部材を溶着により接合する構造に関する。

合成樹脂製の２つの部材を接合するために、第１部材に設けられた溶着ボスを第２部材に形成された貫通孔に挿通し、貫通孔の周縁部に溶着ボスの先端部を溶着させることが知られている。

下記特許文献１には、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、合成樹脂製のドアトリム１をロアトリム２とアッパートリム３とにより構成し、ロアトリム２とアッパートリム３を溶着により接合する構造が開示されている。

ロアトリム２は、意匠面の裏側の上端部に円筒形状の溶着ボス２ａを有している。アッパートリム３はその下端部に接合片部３ａを有し、接合片部３ａには貫通孔３ｂが形成されている。ロアトリム２の溶着ボス２ａをアッパートリム３の貫通孔３ｂに挿通させた後、溶着ボス２ａの先端を溶着ホーンにより加圧加熱して溶融させることにより、溶着頭２ｂ（図８（Ｂ））が形成される。この溶着頭２ｂの周縁部が、接合片部３ａにおける貫通孔３ｂの周縁部に溶着することにより、ロアトリム２とアッパートリム３は接合されている。

特開２０１０－１４３４７９号公報

特許文献１の接合構造では、図８（Ｂ）に示すように、溶着頭２ｂの周縁部のみが接合片部３ａに溶着してロアトリム２とアッパートリム３の接合に寄与しているため、接合強度が弱かった。接合力を高めるために、溶融する溶着ボス２ａの先端側を長く設定すれば、溶着時間が長くかかっていた。

溶着ボス２ａは、ロアトリム２の意匠面にヒケを生じさせないように、円筒形状に形成されている。そのため、溶着ボス２ａの先端側を溶融変形させ溶着頭２ｂを形成するとき、溶着頭２ｂの中心部が溶着ボス２ａの内側に溶け落ちロアトリム２の裏面まで達してしまうことがあった。これにより、意匠面の外観を損ねる恐れがあった。

本発明は上記課題の少なくとも１つを解決するためになされたものであって、本発明の一態様に係る合成樹脂部材の接合構造は、
合成樹脂製の２つの部材を備え、第１部材に設けられた中空構造の溶着ボスが第２部材に形成された貫通孔に挿通され、上記溶着ボスの先端部が上記貫通孔の周縁部に溶着され、上記第１部材と上記第２部材が接合されている合成樹脂部材の接合構造であって、
上記溶着ボスの先端部が、周方向に複数に分割された分岐片部となっており、
上記貫通孔が、複数の上記分岐片部のそれぞれに対応して周方向に配置された複数の弧状孔部として形成され、上記第２部材における複数の上記弧状孔部に囲まれた部分が内側座面となっており、
上記弧状孔部に挿通された上記分岐片部の先端部が上記内側座面を含む上記弧状孔部の周縁部に溶着されていることを特徴とする。

上記構成によれば、第２部材において、内側座面により、溶着ボスの径方向外側だけでなく内側も溶着に供されるため、すなわち溶着頭の周縁部だけでなく中心部も溶着に供されるため、接合強度を高めることができる。ひいては、接合強度を得るために必要な溶着ボスの長さを短くすることができ、溶着時間を短縮できる。
また、内側座面により、溶着ボスの内側の基端側に溶融物が入り込むことを阻止でき、ひいては、第１部材における溶着ボスとは反対側の面の外観に影響が及ぶことを防ぐことができる。

好ましくは、上記第２部材の内側座面に、上記分岐片部の突出方向と同じ方向に突出し溶着に供される副ボスが設けられている。
上記構成によれば、副ボスを設けることにより、接合強度を得るために必要な溶着ボスの長さを短くできるとともに、溶着ホーンに接する部分を多くすることができ、加熱効率を高め溶着時間をより短縮できる。

本発明によれば、接合強度を高めた、合成樹脂部材の接合構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る接合構造を適用するドアトリムを車室外側後方から見た斜視図である。 同接合構造をなす、アッパートリム本体の溶着ボスとトリムブラケットの接合片部とを分離した状態で示す拡大斜視図である。 同溶着ボスの分岐片部が同接合片部の弧状孔部に挿通された状態を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。 図３（Ｂ）のIV－IV線に沿う断面図であって、（Ａ）は溶着前の状態を示し、（Ｂ）は溶着後の状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る接合構造をなす接合片部を示す拡大斜視図である。 同第２実施形態の接合片部の弧状孔部に溶着ボスの分岐片部が挿通された状態を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。 図６（Ｂ）VII－VII線に沿う断面図であって、（Ａ）は溶着前の状態を示し、（Ｂ）は溶着後の状態を示す。 従来の接合構造を適用するドアトリムを示す図であって、（Ａ）は要部分解斜視図、（Ｂ）は図８（Ａ）のVIIIＢ－VIIIＢ線に沿う断面図であって溶着後の状態を示す。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態をなす合成樹脂部材の接合構造について、図１～図４を参照して説明する。この実施形態は、車両のドアトリムにおけるアッパートリム本体とトリムブラケットとの接合構造に、本発明を適用したものである。

図１に示すドアトリム１０は、車両のドアパネル（図示しない）に取り付けられる内装材であって、ロアトリム２０とアッパートリム３０とを備え、車室側が意匠面となっている。アッパートリム３０は、アッパートリム本体３１（第１部材）と、アッパートリム本体３１の上端部の車室外側に接合されるトリムブラケット３２（第２部材）とにより構成されている。

アッパートリム本体３１は、ポリプロピレン（ＰＰ）、フィラー入りポリプロピレン（ＰＰＦ）等の合成樹脂によって射出成形により構成されている。トリムブラケット３２もまた合成樹脂製の射出成形品であり、アッパートリム本体３１と同じ材料で構成されてもよい。

アッパートリム本体３１は、車室外側の裏面の上端部に、トリムブラケット３２との接合に用いられる２種類の溶着ボス４０Ａ，４０Ｂを有している。溶着ボス４０Ａ，４０Ｂは、車両の前後方向に複数（本実施形態では４つ）配置され、それぞれ、車幅方向の車室外側に向かって突出している。

トリムブラケット３２は、車両の前後方向に延びており、上壁部３２ａと、この上壁部３２ａの車室外側から垂下しウエザーストリップＳが装着される外壁部３２ｂと、上壁部３２ａの車室側から垂下する内壁部３２ｃと、を有している。内壁部３２ｃの下端からは、接合片部３２ｄが垂下している。

接合片部３２ｄは、上記アッパートリム本体３１との接合に用いられるものであって、複数の上記溶着ボス４０Ａ，４０Ｂの配置に対応して車両の前後方向に複数（本実施形態では４つ）形成されている。尚、後述するように、これら接合片部３２ｄのうち、溶着ボス４０Ａに対応するものは、溶着ボス４０Ｂに対応するものと比べ、形成される貫通孔の形状を異ならせている。

上記構成のアッパートリム本体３１及びトリムブラケット３２における、溶着ボス４０Ａと接合片部３２ｄとによる接合構造について、図２～図４を参照して説明する。
先ず、溶着ボス４０Ａと接合片部３２ｄについて説明する。

溶着ボス４０Ａは、図２に示すように、細長い中空構造をなしており、平面視において環状に形成されている。
溶着ボス４０Ａの基端側は、円筒部４１となっている。これにより、アッパートリム本体３１における溶着ボス４０Ａとは反対側の意匠面に、ヒケを生じさせないようになっている。

溶着ボス４０Ａの先端側は、円筒部４１の先端から突出し、周方向に等間隔に分割配置された同一形状の３つの分岐片部４２となっている。分岐片部４２の内面４２ａ及び外面４２ｂは、それぞれ円筒部４１の内周面４１ａ及び外周面４１ｂと、面一をなしており曲率が同一である。

溶着ボス４０Ａの周囲には、周方向に等間隔に配置された３つのリブ５１と、これらのリブ５１の間で周方向に等間隔に配置された３つのリブ５２とが設けられている。
リブ５１は、アッパートリム本体３１の裏面と、円筒部４１とを連ねている。リブ５１の車室外側を向く端面５１ａと円筒部４１の先端面４１ｃとは面一に形成されている。

リブ５２は、アッパートリム本体３１の裏面と、円筒部４１と、分岐片部４２とを連ねている。リブ５２の車室外側を向く端面５２ａは、リブ５１の端面５１ａ及び円筒部４１の先端面４１ｃとは、仮想の同一平面をなすように形成されている。リブ５２における分岐片部４２に連なる部分は、先端部が溶着ボス４０Ａの径方向に先細となるくさび状部５２ｂとなっている。

接合片部３２ｄには、上記溶着ボス４０Ａの分岐片部４２を挿通させるための貫通孔として、環状扇形をなす３つの弧状孔部６０が形成されている。３つの弧状孔部６０は、３つの分岐片部４２にそれぞれ対応して周方向に等間隔に配置されている。

弧状孔部６０は、分岐片部４２とくさび状部５２ｂを挿通させることができるように、分岐片部４２の外形よりひと回り大きく形成されている。弧状孔部６０の孔壁における内側円弧面６１及び外側円弧面６２は、弧状孔部６０に分岐片部４２を挿通させたとき、平面視において（図３（Ｂ）参照）、分岐片部４２の内面４２ａ及び外面４２ｂと同心円状に配置されるように形成されている。

接合片部３２ｄにおける３つの弧状孔部６０に囲まれた部分が内側座面３２ｘとなっており、後述するように溶着ボス４０Ａとの溶着による接合に供される。

次に、上記構成の溶着ボス４０Ａと接合片部３２とによる接合構造の形成について説明する。
図３に示すように、溶着ボス４０Ａの３つの分岐片部４２とくさび状部５２ｂを、接合片部３２ｄの３つの弧状孔部６０にそれぞれ挿通させ弧状孔部６０から突出させる。このとき、接合片部３２ｄを、円筒部４１の先端面４１ｃ、及びリブ５１，５２の端面５１ａ，５２ａに当接させることができる。

続いて、図４（Ａ）に示すように、分岐片部４２の先端に溶着ホーン７０を突き当て加熱する。加熱により、図４（Ｂ）に示すように、分岐片部４２の先端部が溶融し、拡径された溶着頭４３が形成される。溶着頭４３は、接合片部３２における弧状孔部６０の周縁部に溶着され、内側座面３２ｘにも溶着される。これにより、溶着ボス４０Ａと接合片部３２とによる接合構造が形成される。

溶着頭４３において、溶着前の溶着ボス４０Ａの径方向外側だけでなく内側も内側座面３２ｘへの溶着に供されている。すなわち、溶着頭４３の周縁部だけでなく中心部も溶着に供されるため、接合強度を高めることができる。ひいては、従来技術に比べ、接合強度を得るために必要な、溶着ボスにおける溶融させる部分の長さを、短くすることができ、溶着時間を短縮できる。

また、内側座面３２ｘにより、溶着ボス４０Ａの円筒部４１の内部基端側に溶融物が入り込むことを阻止できる。ひいては、アッパートリム本体３１における溶着ボス４０Ａとは反対側の意匠面の外観に、悪影響が及ぶことを防止できる。

さらに、アッパートリム本体３１とトリムブラケット３２とを、同一の合成樹脂材料で構成すれば、合成樹脂の相溶性により強固な溶着が可能となる。そのため、溶着ボスの溶融部分の長さを、より短くすることができる。

上記実施形態によれば、接合強度を高めた、アッパートリム本体３１とトリムブラケット３２との接合構造を提供することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態については、上記実施形態と異なる構成だけを説明することとし、同様な構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。

［第２実施形態］
図５～図７は、本発明の第２実施形態を示す。この実施形態においては、接合片部３２ｄの内側座面３２ｘに、溶着に供される副ボスを設けている。

図５、図６に示すように、接合片部３２の内側座面３２ｘには、分岐片部４２の突出方向に突出する副ボス３２ｙが一体に設けられている。副ボス３２ｙは円筒形状をなしており、副ボス３２ｙの内周面３２ｙａ及び外周面３２ｙｂは、平面視において（図６（Ｂ）参照）、弧状孔部６０の内側円弧面６１及び外側円弧面６２と同心円状に配置されている。

副ボス３２ｙの突出高さは、本実施形態では、接合片部３２からの分岐片部４２の突出高さと同じに設定されているが、異ならせてもよい。

上記構成の副ボス３２ｙを有する接合片部３２による接合構造の形成では、接合片部３２ｄの弧状孔部６０から突出させた分岐片部４２の先端と、副ボス３２ｙの先端とに、図７（Ａ）に示すように、溶着ホーン７０を突き当て加熱する。加熱により、図７（Ｂ）に示すように、分岐片部４２の先端部及び副ボス３２ｙの先端部が溶融し、拡径された溶着頭４３が形成され、内側座面３２ｘを含む、弧状孔部６０の周縁部に溶着される。

上記実施形態によれば、溶着に供される副ボス３２ｙを設けることにより、弧状孔部６０の突出部分を短くできるとともに、溶着ホーン７０に接する部分が多くなるため加熱効率が高められる。ひいては、溶着時間をより短縮できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
溶着ホーン７０は、加熱するものを用いたが、超音波振動を利用するものや、その他のものを用いてもよい。
分岐片部４２の数は、３未満でもよく、３より多くてもよく、弧状孔部６０は、分岐片部４２の数に応じて形成すればよい。
上記第２実施形態では、副ボス３２ｙを中空の円筒形状に形成したが、中実の円柱形状や、その他の中実の形状に形成してもよい。

本発明は、合成樹脂製の２つの部材を溶着により接合する構造に適用することができる。

１０ ドアトリム
２０ ロアトリム
３０ アッパートリム
３１ アッパートリム本体（第１部材）
３２ トリムブラケット（第２部材）
３２ａ 上壁部
３２ｂ 外壁部
３２ｃ 内壁部
３２ｄ 接合片部
３２ｘ 内側座面
３２ｙ 副ボス
３２ｙａ 内周面
３２ｙｂ 外周面
４０Ａ，４０Ｂ 溶着ボス
４１ 円筒部
４１ａ 内周面
４１ｂ 外周面
４１ｃ 先端面
４２ 分岐片部
４２ａ 内面
４２ｂ 外面
４３ 溶着頭
５１，５２ リブ
５１ａ，５２ａ 車室外側の端面
５２ｂ くさび状部
６０ 弧状孔部（貫通孔）
６１ 内側円弧面
６３ 外側円弧面
７０ 溶着ホーン
Ｓ ウエザーストリップ

Claims (2)

1. 合成樹脂製の２つの部材を備え、第１部材に設けられた中空構造の溶着ボスが第２部材に形成された貫通孔に挿通され、上記溶着ボスの先端部が上記貫通孔の周縁部に溶着され、上記第１部材と上記第２部材が接合されている合成樹脂部材の接合構造であって、
   上記溶着ボスの先端部が、周方向に複数に分割された分岐片部となっており、
   上記貫通孔が、複数の上記分岐片部のそれぞれに対応して周方向に配置された複数の弧状孔部として形成され、上記第２部材における複数の上記弧状孔部に囲まれた部分が内側座面となっており、
   上記弧状孔部に挿通された上記分岐片部の先端部が上記内側座面を含む上記弧状孔部の周縁部に溶着されていることを特徴とする合成樹脂部材の接合構造。
2. 上記第２部材の内側座面に、上記分岐片部の突出方向と同じ方向に突出し溶着に供される副ボスが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂部材の接合構造。

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