JP3265460B2 - 二部材の結合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二部材の結合方法とそ
の結合装置に関するものであり、特には寸法安定性の悪
い成形品と他部材とを重ね合わせて、この二つの部材に
それぞれ明けられて互いに連通される結合孔にファスナ
を挿通して該ファスナを介して前記二部材が結合される
部材の生産に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来は図６に示すように、射出成形品の
ように閉成される成形空隙内に溶融軟化した樹脂を注入
して成形空隙内の形状を転写して樹脂成形品５０を得る
ことは広く利用されており、この際、他部材４０との連
結用の結合孔５１も一体成形される。そして、該樹脂成
形品５０と他部材４０を重ね合わせて結合する際は該樹
脂成形品５０に他部材４０を重ね合わせて、この二つの
部材５０，４０にそれぞれ明けられて互いに連通される
結合孔５１，４１に膨出頭３１を有するファスナとして
のクリップ３０の係止部３２を挿通して、係止部３２を
膨出頭３１から遠い側の部材とされる成形品５０に明け
られた結合孔５１の縁部に係止し該樹脂成形品５０と膨
出頭３１との間にもう一方の部材４０を挟持することに
より前記二つの部材５０，４０を前記クリップ３０を介
して結合している。

【０００３】この際、クリップ３０の膨出頭３１と対向
して当接される部材４０に明けられる結合孔４１の内径
は結合する二つの部材５０，４０の寸法のバラツキを吸
収できるよう対向するもう一方の部材である樹脂成形品
５０に明けられる結合孔５１の内径より大きくされてお
り、これに伴って、クリップ３０の膨出頭３１の外径は
結合孔４１の内径より適宜大きくされている。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら、結合する二つ
の部材５０，４０のバラツキが大きいと結合孔４１の内
径を大きくし、さらにクリップ３０の膨出頭３１の外径
を大きくする必要が生じるのでクリップ３０の材料費が
高くなるという問題がある。さらにまた、結合する二つ
の部材５０，４０のバラツキが大きいとクリップ３０の
挿入工程を機械化できないので人的作業となる。このた
め、生産能率が低下したり二部材の結合コストが高くな
るという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、寸法安定性の悪い成形品を結合するに当たって二次
加工により二部材を重ね合わせて拘束した後二部材結合
用の孔を二部材に連通させて所用位置に明けることによ
り、二部材に明けられる結合孔の心ずれを防ぐ。これに
より、ファスナの膨出頭の外径の増大を抑え、ファスナ
の材料費の高騰を防ぐと共にファスナによる二部材の結
合を機械化可能にする二部材の結合方法とその結合装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の二部材の結合装
置は、結合する二部材を重ね合わせて所定位置に位置決
めして支持できる支持具と、該支持具上に位置決めされ
て重ね合わされて支持される前記二部材の位置関係を拘
束・解放可能とされる拘束手段と、前記二部材の内の前
記支持具と対向される部材を支持可能とされ該部材との
対向面に孔が開口されたダイス部材と、該ダイス部材と
対向して離間されダイス部材に近接離間自在とされダイ
ス部材に刻設された孔と協働して前記二部材または前記
二部材の内の結合孔が貫設されていない側の部材に貫通
孔を明けるポンチ部材と、前記ダイス部材を前記支持具
に支持される二部材から離反させる手段と、前記ダイス
部材の先端が前記支持具に支持される二部材から離間さ
れた状態で前記ダイス部材と前記ポンチ部材との協働作
用により明けられた前記二部材を貫通する孔または前記
二部材の内の結合孔が貫設されていない側の部材に明け
られ前記結合孔と連通する貫通孔に前記二部材を結合す
るファスナを挿入する手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】上記のように構成した二部材の結合装置は、例
えば、結合孔を除く形状が賦形された成形品の上の所定
位置に他部材を重ね合わせて互いに位置ずれしないよう
に拘束手段により拘束する。前記拘束状態でポンチ部材
をダイス部材に近接させて押圧すると協働作用により二
部材に連通され中心を共有する結合孔が明けられる。次
いで、ダイス部材を二部材から離間させてこの結合孔に
ファスナを挿入すると、該フアスナを介して二部材が結
合される。前記二部材の拘束状態を解放するとフアスナ
を介して結合された二部材が得られる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係わる二部材の結合装置の実
施例を示す要部断面図である。

【０００９】図１において、略Ｃ形とされるフレーム１
の上部水平部１ａの上面に油圧シリンダ５が取付られて
出力軸５ａが上部水平部１ａを貫通して下方に伸ばされ
ている。この出力軸５ａの先端にポンチベース２が連結
され、ポンチベース２の下面に先端部断面が円形とされ
るポンチ部材３，３が先端を下方に向かされて所要数植
設されると共にポンチベース２の上面に所要数のガイド
ピン２ａ，２ａが突設されて上部水平部１ａを貫通して
上方に伸ばされて油圧シリンダ５の作動により出力軸５
ａが伸縮するとポンチベース２がガイドピン２ａの軸方
向に上下動するようにされている。なお、ポンチ部材３
にはポンチ部材３の先端より先端が適宜下方に延出され
軸方向に伸縮自在のコイルスプリング等弾性部材から成
るストリッパ４が周設されている

【００１０】略Ｃ形とされるフレーム１の下部水平部１
ｂの上面にポンチ部材３の軸の軸心延長線上に該軸心と
同心軸とされる軸心を有しポンチ部材３の先端部軸外径
より相似的に所定量大きくされた内径の孔９ａが先端に
刻設されたダイス部材９，９がポンチ部材３の数と同数
植設されている。さらに、この孔９ａは孔９ａの内径よ
り適宜大きい内径の孔９ｂと連通されると共に下部水平
部１ｂに貫通する孔９ａと同内径の孔１ｃと連通して打
ち抜き屑の排出路とされている。

【００１１】また、下部水平部１ｂの下面にエアシリン
ダ１０が取付られて出力軸１０ａが下部水平部１ｂを貫
通して上方に伸ばされている。この出力軸１０ａの先端
に支持具６が連結され、支持具６の下面に所要数のガイ
ドピン６ａ，６ａが突設されて下部水平部１ｂを貫通し
て下方に伸ばされると共に上面適所に被加工品二部材
Ａ，Ｂを位置決めして拘束する手段としての位置決めピ
ン７，８が適数突設され、さらにダイス部材９を収容で
きる段付孔６ｂがダイス部材９の数と同数貫設されてエ
アシリンダ１０の作動により出力軸１０ａが伸縮すると
支持具６がガイドピン６ａの軸方向に上下動するように
されている。

【００１２】また、ベース１２にファスナとしてのクリ
ップ３０を収容できストリッパ４が挿通できるテーパ状
の孔１２ａが軸心を前記ポンチ部材３の軸心と対応され
てポンチ部材３の数と同数貫設され、この孔１２ａの内
面に臨まされて孔１２ａに収容されるクリップ３０の膨
出頭３１を支持できる拡縮自在の一対の爪１３，１３を
備えたエスケーパ１５を孔１２ａの下部に有す移動自在
のファスナ供給装置１１がポンチベース２の可動範囲の
外の適宜場所に待機されている。なお、孔１２ａには図
示しないパーツフィーダからクリップ３０が自動的に供
給されるようになっている。

【００１３】以上の構成において、その作用を図１およ
び図２〜図５の動作説明図も用いて説明する。図１にお
いて、真空成形等の熱成形により成形され外径が所用形
状にトリミングされたポリプロピレン樹脂製の二部材
Ａ，Ｂを重ねて支持具６にセットすると二部材Ａ，Ｂは
拘束手段としての位置決めピン７，８に案内されて二部
材Ａ，Ｂの位置関係が所定の位置関係とされると共に支
持具６の所定位置に拘束されて支持される。

【００１４】続いて、図示しない起動スイッチを押す
と、図２に示すように、油圧シリンダ５のヘッド側チャ
ンバに油が供給されて出力軸５ａが下降しポンチベース
２を介してポンチ部材３が下降する。ポンチ部材３の下
降途中でストリッパ４の先端が部材Ａに当接するが油圧
シリンダ５の推力に抗しきれずストリッパ４が圧縮弾性
変形してポンチ部材３は下降を続け、ついにはダイス部
材９に刻設された孔９ａと協働して二部材Ａ，Ｂに貫通
孔を明けてポンチ部材３の先端がダイス部材９に刻設さ
れた孔９ａと連通する孔９ｂに臨まされて下降を終え
る。

【００１５】下降を終えると、図示しないバルブが切り
換えられて油圧シリンダ５のロッド側チャンバに油が供
給されて出力軸５ａが上昇しポンチベース２を介してポ
ンチ部材３が上昇する。この際、前述のようにして明け
られた貫通孔の内面とポンチ部材３の先端外周面との摩
擦力により二部材Ａ，Ｂも同調して上昇しようとするが
ストリッパ４の先端が二部材Ａ，Ｂをダイス部材９を含
む支持具６に押し付けているので二部材Ａ，Ｂを上昇さ
せることなくポンチ部材３の先端は二部材Ａ，Ｂの貫通
孔から離脱される。

【００１６】続いて、図３に示すように、エアシリンダ
１０のヘッド側チャンバに圧縮空気が供給されて出力軸
１０ａが上昇し支持具６を介して二部材Ａ，Ｂが上昇し
てダイス部材９から離反される。

【００１７】続いて、図４に示すように、ファスナ供給
装置１１が図示しない搬送手段により搬送され部材Ａと
対向される所定位置で停止される。この際、部材Ａ及び
部材Ｂに明けられた孔の中心軸とファスナ供給装置１１
に装填されたクリップ３０，３０の軸心は略一致され
る。

【００１８】続いて、図５に示すように、再び油圧シリ
ンダ５が作動して前述同様にポンチベース２を介してポ
ンチ部材３が下降する。ポンチ部材３の下降途中でスト
リッパ４の先端がファスナ供給装置１１に装填されたク
リップ３０の膨出頭３１に当接するが油圧シリンダ５の
推力とストリッパ４の弾発力にに抗しきれずクリップ３
０を介して爪１３が軸１４中心にして枢動されてクリッ
プ３０がファスナ供給装置１１から押し出されてクリッ
プ３０の係止部３２先端が部材Ａの結合孔に進入する。
尚もポンチ部材３が下降を続けると係止部３２の先端部
と部材Ａに明けられた孔の縁部との摺接作用により係止
部先端部が互いに接近する方向に弾性変形しながら孔の
中に挿入させられていき、ついには膨出頭３１が部材Ａ
に当接すると係止部３２が部材Ｂの孔を通過して係止部
先端部が復元し部材Ｂの孔の縁部に係止されてポンチ部
材３の下降が停止される。

【００１９】続いて、油圧シリンダ５のロッド側チャン
バに油が供給されて前述同様にポンチベース２を介して
ポンチ部材３が上昇する。ポンチ部材３が上昇端に達す
るとファスナ供給装置１１が部材Ａから離反して元の位
置に戻って孔１２ａに図示しないパーツフィーダからク
リップ３０が自動的に供給されて次のサイクルに備えて
待機する。

【００２０】続いて、エアシリンダ１０のロッド側チャ
ンバに圧縮空気が供給されて出力軸１０ａが下降し支持
具６が下降する途中に前述のように機械的に結合された
二部材Ａ，Ｂが適宜手段により支持具６から取り出され
る。一方、支持具６の下面がフレーム１の下部水平部１
ｂに当接するとその下降を停止して次のサイクルのため
に待機する。

【００２１】なお、本実施例ではクリップ３０をファス
ナ供給装置１１で部材Ａに供給しストリッパ４の先端で
クリップ３０を二部材Ａ，Ｂに挿入させたがこれに限る
ものではない。例えばロボットにクリップ３０を把持可
能な作業ツールを持たせてロボットにクリップ３０の部
材Ａへの供給と二部材Ａ，Ｂに明けられた貫通孔への挿
入をさせても機械的に二部材Ａ，Ｂを結合できる。

【００２２】また、本実施例では二部材Ａ，Ｂに同時に
貫通孔を明けたがこれに限るものではない。例えば部材
Ａにクリップ３０の膨出頭３１の外径より小さい孔が予
め明けられていても良い。この際は前述の本発明による
装置の作用により部材Ｂに部材Ａに予め明けられた孔の
投影面上に貫通孔が明けられて前述同様にクリップ３０
を介して二部材Ａ，Ｂが結合される。

【００２３】また、本実施例では二部材が真空成形品と
されたがこれに限るものではない。熱可塑性樹脂製板材
を冷間または温間でプレス成形するスタンピング成形
品，溶融軟化した熱可塑性樹脂塊をプレス成形するホッ
トフロー成形品等寸法安定性の悪い成形品や射出成形品
等寸法安定性は良いが雰囲気温度差による膨張収縮差の
大きい樹脂成形品でも良い。

【００２４】また、本実施例ではポンチ部材とダイス部
材の協働作用により二部材に孔を明けたがこれに限るも
のではない。例えばポンチ部材に代えて駆動手段にドリ
ル等の回転により孔明けができる工具を取り付けて孔明
けしてもよいことは言うまでもない。この際も、前述同
様にダイス部材を部材Ｂから離間させた後に結合孔に ク
リップ３０の係止部３２，３２を挿通すると前述同様に
二部材を結合できる。

【００２５】また、本実施例ではファスナとしてクリッ
プを使用したがこれに限るものではない。タッピングス
クリュー等の螺子や鳩目等を使用しても良い。（この際
はそれぞれのファスナに応じた工具を使用する必要があ
る）

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる二
部材の結合装置によれば、結合する二部材を重ね合わせ
て拘束し拘束状態で二部材結合用の孔を二部材同時に明
けるので二部材に明けられる結合孔は互いに心ずれが生
じない。さらに、二部材拘束状態で二部材結合用の孔に
フアスナを挿入するのでフアスナの挿入工程が機械化可
能になる。これにより、寸法安定性の悪い成形品でもフ
ァスナによる結合の機械化が実現し、人間を煩わしい作
業から解放し安価な結合品を能率良く提供できる等の優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による二部材の結合装置の実施例を示
す要部断面図である。

【図２】 本発明による二部材の結合装置により孔明け
動作を示す要部断面図である。

【図３】 本発明による二部材の結合装置により支持具
上昇動作を示す要部断である。

【図４】 本発明による二部材の結合装置によりフアス
ナ供給動作を示す要部断面図である。

【図５】 本発明による二部材の結合装置によりフアス
ナ挿入動作を示す要部断面図である。

【図６】 従来の結合方法により結合された二部材の要
部断面図である。

【符号の説明】

１ フレーム １ａ 上部水平
部 １ｂ 下部水平部 ２ ポンチ
ベース ３ ポンチ部材 ４ ストリッ
パ ５ 油圧シリンダ ６ 支持具 ７ 位置決めピン ８ 位置決め
ピン ９ ダイス部材 ９ａ 孔 １０ エアシリンダ １１ ファス
ナ供給装置 １２ ベース １３ 爪 １４ 軸 １５ エスケ
ーパ Ａ 部材 Ｂ 部材 ３０ クリップ ３１ 膨出頭 ３２ 係止部 ４０ 他部材 ５０ 樹脂成形品

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合する二部材を重ね合わせて所定位置
   に位置決めして支持できる支持具と、該支持具上に位置
   決めされて重ね合わされて支持される前記二部材の位置
   関係を拘束・解放可能とされる拘束手段と、前記二部材
   の内の前記支持具と対向される部材を支持可能とされ該
   部材との対向面に孔が開口されたダイス部材と、該ダイ
   ス部材と対向して離間されダイス部材に近接離間自在と
   されダイス部材に刻設された孔と協働して前記二部材ま
   たは前記二部材の内の結合孔が貫設されていない側の部
   材に貫通孔を明けるポンチ部材と、前記ダイス部材を前
   記支持具に支持される二部材から離反させる手段と、前
   記ダイス部材の先端が前記支持具に支持される二部材か
   ら離間された状態で前記ダイス部材と前記ポンチ部材と
   の協働作用により明けられた前記二部材を貫通する孔ま
   たは前記二部材の内の結合孔が貫設されていない側の部
   材に明けられ前記結合孔と連通する貫通孔に前記二部材
   を結合するファスナを挿入する手段とを備えたことを特
   徴とする二部材の結合装置