JP3173380B2 - 部材相互の射出成形による接続装置 - Google Patents

部材相互の射出成形による接続装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、厚板の部材相互
またはそれらの部材の板面に片体などを接続する場合に
用いることができる部材相互の射出成形による接続装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】合成樹脂を固着部材として部材相互を接
合する方法としては、予め成形したリベットやねじビス
以外に、硬化剤を混練して適度な粘稠状態に調整した樹
脂を接続部の固着孔に流し込み、その固着孔内での樹脂
の硬化により部材相互を締着する方法と、加熱溶融した
樹脂を固着孔に充填し、その固着孔内での樹脂の冷却固
化により部材相互を締着する方法とが知られている。こ
れらの接続方法では、かしめなどの後加工が不要となる
が下記のごとき課題を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】粘稠状態の樹脂の流し
込みによる部材の締着には、エポキシ樹脂が広く用いら
れているが、そこに採用されている樹脂の殆どは硬化に
より収縮を起こす。また溶融樹脂の充填の場合にも、冷
却固化に至る間の収縮防止はなされておらず、充填した
まま放置されることから収縮を起こす。
【0004】この樹脂の収縮のうち、軸方向の収縮は部
材相互の締着力を増すことになるので特に問題視されな
いが、半径方向の収縮は成形された固着部材と固着孔と
の隙間の発生原因となる。固定部材がリベット状の場
合、隙間により固着部材の外周面と固着孔の内周面との
密着が損なわれると、両部材の接合部に作用する応力が
リベット両端部の密着部分に集中する。このためリベッ
ト頭部を肉厚に成形して長期にわたり応力に耐えるよう
にする必要がある。しかし充填や流し込みではリベット
頭部を厚肉に成形することはできない。
【0005】また固定部材がねじビス状の場合には、固
着孔の内周面に予め形成した雌ねじと、その雌ねじによ
り形成された固着部材外周の雄ねじとが、収縮により生
じた隙間によって離れ、ねじの噛み合いに緩みが生ず
る。このため震動により固定部材が抜け易く、その状態
では長期にわたり締着を維持することはできない。
【0006】この発明は、上記溶融樹脂による部材相互
の接続の課題を解決するものであって、その目的は、射
出成形を採用することによって、固着孔に充填した溶融
樹脂の冷却固化に伴う収縮を防止し、固着孔をキャビテ
ィとして成形されたリベット,ねじビスなどの固着部材
による部材相互の固着を堅牢に行い得る新たな部材相互
の射出成形による接続装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、接続部に積重により一連の固着孔となる所要形状の
孔を穿設した主部材と接続部材とを、その接続部を重ね
て載置する機台上の設置治具と、その接続部を載置する
設置治具の頂端面に設けられて、両接続部の各孔を一連
の固着孔となす位置決めピンと、先端面がフラットで面
内に所要数のノズル口を有する加熱筒先端のノズル部材
を下向きに、かつノズル口が固着孔の開口端にノズルタ
ッチして、接続部を押圧した状態で固着孔に樹脂の固着
部材を射出成形する設置治具上方の昇降自在な射出装置
と、ノズル口と固着孔の開口端との相互位置を一致させ
る機台上の設置治具移動装置とからなる、というもので
ある。
【0008】またこの発明の上記ノズル部材は、先端面
がフラットで面内周辺に所要数のノズル口を有し、それ
らノズル口の樹脂路は加熱筒先端部の樹脂路から分岐さ
れ、かつノズル部材中央に各樹脂路を加熱するカートリ
ッジヒータを備える、というものでもある。
【0009】上記構成の接続装置では、主部材と接続部
材との接続部を重ねて設置治具の上に載置し、その接続
部を射出装置の降下によるノズルタッチにより押圧した
状態で、接続部の固着孔に溶融樹脂を射出充填するだけ
で、そこに成形された固着部材により部材相互の接続を
確実に行うことができる。また溶融樹脂と接続部との温
度差から固着孔内の樹脂は短時間で冷却固化するので、
通常の射出成形のような冷却手段を要せず、保圧により
樹脂の収縮も防止できるため、固着孔により成形された
固着部材をもって部材相互を堅牢に接続することができ
る。
【0010】この固着部材の成形に用いる樹脂として
は、機械的強度、耐熱性等に優れたポリアセタール、ポ
リアミド等の汎用エンジニアリングプラスチックが好ま
しく、これらの樹脂は射出充填後の保圧によって、固着
孔での冷却固化に伴う収縮が防止される。このため樹脂
の収縮が原因とされる固着孔と固着部材との間隙や固着
部材自体に生ずるひけなどの発生はなく、固着孔におけ
る部材とリベット或いはねじビス等に成形された固着部
材との結び付きが、これまでよりも一層緊密となって、
震動によっても緩みが起こらず、長く堅牢性を維持す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、図3に示す金属
カバーなどの主部材1の端部に、接続部2aが二股の金
具などの接続部材2を射出成形により接続する場合の略
示説明図である。この主部材1と接続部材2の接続部1
a,2aには複数の孔が位置を合わせてそれぞれ穿設し
てある。接続部1aの孔は貫通孔3であるが、接続部材
側の孔は上側については、後記する固着部材の締着頭部
を成形するために皿孔4に形成してあり、他側は貫通孔
3よりも大径の盲孔4aに形成してある。
【0012】接続は先ず上記主部材1の端部に接続部材
2の接続部2aを嵌め込み、貫通孔3を皿孔4と盲孔4
aとの間に位置を合わせて接続部1a,2aを重ね、接
続部相互の積重により一連の固着孔5となす。その状態
を保って接続部1a,2aを設置治具10の平坦な上面
に載置する。この設置治具10の上方には射出装置(図
は省略)が加熱筒先端のノズル部材11を下向きにして
昇降自在に設けてある。なお各孔の位置を合わせは設置
治具10に載置した後に行ってもよい。
【0013】上記ノズル部材11の先端面はフラットに
形成されて面内には、図では省略したが、上記固着孔5
と同数のノズル口を同一間隔にて有する。このノズル口
はピンゲートに形成され、また樹脂路12は加熱筒先端
部の樹脂路から分岐されて、同時に溶融樹脂を複数の固
着孔5に射出充填できるようにしてある。
【0014】このノズル口の真下に上記固着孔5が位置
するように載置して任意の手段により固定したのち、射
出装置を降下してノズル部材11のフラットな先端面を
接続部材2の上部の接続部2aにノズルタッチさせる。
これにより接続部1a,2aは設置治具10とノズル部
材11とにより挟持されて、固着孔5の上方の開口端に
ノズル口が当設される。さらにノズルタッチ力により接
続部を圧迫すると周囲に樹脂が漏れ出る隙間のない一連
の固着孔5が形成される。
【0015】上記ノズル部材11のノズルタッチを完了
したのち、溶融樹脂13をノズル口から固着孔5に射出
充填する。この固着孔内の溶融樹脂は室温の主部材1と
接続部材2の両方に熱を奪われて冷却固化する。この冷
却固化に伴う樹脂の収縮を防止するために、通常の射出
成形と同様に充填完了後も所定の射出圧力を維持して保
圧を行う。この保圧により樹脂は固着孔5をキャビティ
として該固着孔5と同一断面形状のリベット状の固着部
材14に成形され、この固着部材14により主部材1と
接続部材2の両方が一体的に接続される。
【0016】また成形された固着部材14は、保圧によ
り収縮が補われるので、これまでのような収縮による隙
間を形成することなく固着孔5の壁面と密着して、両方
の接続部1a,2aを緊密なものとなす。このような固
着部材14の成形後、上記射出装置は元の位置に上昇移
動して次の接続作業のために待機する。
【0017】図4から図7は、パイプの両側部のジョイ
ントプレートを、図8以下に示すように主部材1とし、
その両面に取付ける補強片を接続部材2として、溶融樹
脂の射出充填による部材相互の接続を行う装置の具体的
な構造を示すものである。この接続装置は機台15のテ
ーブル上に、油圧シリンダ16によりテーブル上面を摺
動移動する移動台17を備え、その移動台17の上に上
記設置治具10を設けて、主部材1と接続部材2の設置
治具装置を構成しており、その設置治具装の上方に射出
装置18がフレーム19に立設した左右一対の昇降用シ
リンダ20により支えられて、加熱筒21の先端のノズ
ル部材11を下向きに昇降自在に設けられている。
【0018】上記設置治具10は、上記接続部材2とと
もに主部材1の接続部分を載置可能な頂端面を有する一
対の角柱体からなり、その頂端面には部材相互が有する
ジョイント用の長孔6に収まる位置決めピン22が突設
してある。この設置治具10の一方は台座23をもって
上記移動台17に固定されているが、他方は図6及び図
7に示すように、移動台17上に両側をガイド部材24
に嵌合して摺動自在に設けたブロック状のスライダー2
5の上に取付けてある。
【0019】このスライダー25には、移動台17の端
部の軸受板26に挿通支持してナット27により固定し
たねじ軸28が外側面から内部に螺合してあり、このね
じ軸28の回動によりスライダー25が移動台17上に
固定されている台座23の上の設置治具10に対し移動
して、一対の設置治具10,10の間隔29を調整でき
るようにしてある。この間隔調整に際するスライダー2
5の移動量は、該スライダー25の前側面に取付けた指
針30と、図では省略されているが上記ガイド部材24
の上面に刻設した位置スケールとによって読み取ること
ができるようにしてある。
【0020】またスライダー25の前側面にはパイプ3
2の一対の支持板31が分割して取付けてあり、後側面
にはパイプ32の前後位置を決めるシリンダ33の支持
アーム34が後方に長く設けてある。
【0021】上記ノズル部材11は図11及び図12に
示すように、先端面がフラットで面内周辺に4個(図で
は2個)のピンゲートによるノズル口を有する。また各
ノズル口の上記樹脂路12は加熱筒21の先端部の樹脂
路36から分岐されて、ノズル部材11の中央に設けた
カートリッジヒータ37により加熱できるようにしてあ
る。
【0022】このようなノズル部材11は、射出装置1
8の降下により、設置部材10の頂面に載置して、図1
の場合と同様に積重により貫通孔による一連の固着孔5
となした接続部上に、ノズル先端面をノズルタッチさせ
ることで、同時に4個所の固着孔5の下方の開口端を設
置治具10により閉鎖して、溶融樹脂13をノズル口か
ら固着孔5に射出充填することができ、さらに充填完了
後も所定の射出圧力を維持して保圧を行うことができ
る。
【0023】これにより固着孔5の充填樹脂は、該固着
孔5をキャビティとして同一断面形状のリベット状の固
着部材14に成形され、この固着部材14により主部材
1と接続部材2の両方は4個所にて一体的に接続され
る。また4個の固着部材14の同時成形においても、保
圧により樹脂の収縮が補われるので、各固着部材14は
収縮による隙間を形成することなく固着孔5の壁面と密
着する。
【0024】上記パイプ32の両側のジョイントプレー
トによる主部材1に、補強片による接続部材2を接続す
るこの実施形態では、片側の接続作業を行った後に、移
動台17を上記油圧シリンダ16の作動により移動し
て、他側の設置治具10とノズル部材11の位置合わせ
を行う。この位置合わせは上記移動台17の油圧シリン
ダ16の反対側面に対設した長さ調節が自在なストッパ
ーロッド35と、そのストッパーロッド35の先端が臨
む移動台側部に穿設した横孔35aとをもって行われ、
ストッパーロッド35が横孔35aの内壁面に接した位
置が、設置治具10のノズル部材11に対する次の位置
となる。
【0025】このようにして位置決めを行ったのち、再
び射出装置18を降下することで、前記と同様な工程で
他側の接続部を4個所の固着部材14により接続するこ
とができる。したがって接続部が複数個所でも、主部材
1と被接合部材2の設置治具10への積重載置と位置決
め、射出装置18の降下によるノズルタッチ、ノズルタ
ッチにより形成された固着孔5への溶融樹脂13の射出
充填及び保圧によって部材相互の接続を連続的に行い得
る。またノズル口にピンゲートを採用することによっ
て、固着部材14の露出端面の後加工が省略される。
【0026】上記実施形態はパイプ両側のジョイントプ
レートに補強片を接続する装置の場合であるが、機台上
の設置治具の構成によって種々の部材相互の接続も可能
となるので、この発明の装置は説明中に記載された特定
の物の接続に制限されるものてはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の接続装置における設置治具とノズ
ル部材とによる主部材と接続部材の挟持状態を示す縦断
面図である。
【図2】 溶融樹脂を固着孔に射出充填した際の縦断面
図である。
【図3】 接続を行う主部材と接続部材の斜視図であ
る。
【図4】 この発明に係る接続装置の一実施形態の正面
図である。
【図5】 同上の側面図である。
【図6】 設置治具装置の正面図である。
【図7】 同上の側面図である。
【図8】 同上の平面図である。
【図9】 主部材と接続部材の載置状態を示す設置治具
の平面図である。
【図10】 ノズル部材をノズルタッチさせて主部材と
接続部材を設置治具とにより挟持した状態を示す縦断面
図である。
【図11】 挟持状態において溶融樹脂を固着孔に射出
充填した際の縦断面図である。
【符号の説明】
1 主部材 1a 主部材の接続部 2 接続部材 2a 接続部材の接続部 3 主部材側の貫通孔 4 接続部材側の皿孔 4a 接続部材側の盲孔 5 固着孔 10 設置治具 11 ノズル部材 12 樹脂路 13 溶融樹脂 14 固着部材 15 機台 16 油圧シリンダ 17 移動台 18 射出装置 21 加熱筒 25 スライダー 35 ストッパーロッド 35a 横孔 36 加熱筒側の樹脂路 37 カートリッジヒータ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 65/00 - 65/82 B29C 45/00 - 45/84

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接続部に積重により一連の固着孔となる
    所要形状の孔を穿設した主部材と接続部材とを、その接
    続部を重ねて載置する機台上の設置治具と、その接続部
    を載置する設置治具の頂端面に設けられて、両接続部の
    各孔を一連の固着孔となす位置決めピンと、先端面がフ
    ラットで面内に所要数のノズル口を有する加熱筒先端の
    ノズル部材を下向きに、かつノズル口が固着孔の開口端
    にノズルタッチして、接続部を押圧した状態で固着孔に
    樹脂の固着部材を射出成形する設置治具上方の昇降自在
    な射出装置と、ノズル口と固着孔の開口端との相互位置
    を一致させる機台上の設置治具移動装置とからなること
    を特徴とする部材相互の射出成形による接続装置。
  2. 【請求項2】 ノズル部材は先端面がフラットで面内周
    辺に所要数のノズル口を有し、それらノズル口の樹脂路
    は加熱筒先端部の樹脂路から分岐され、かつノズル部材
    中央に各樹脂路を加熱するカートリッジヒータを備える
    ことを特徴とする請求項1記載の部材相互の射出成形に
    よる接続装置。
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