JP4425519B2 - アルミ板の基材への接合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車内装品等の基材への加飾用等のためのアルミ板の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インストルメントパネル等の自動車内装品において、その一部分にアルミ板を接合してアルミ加飾を施すことが行われている。
【０００３】
このアルミ板の接合構造として、自動車内装品の表面の一部に凹所を形成し、この凹所にアルミ板を嵌め込み、凹所の底面とアルミ板の裏面との間を両面テープ又は接着剤で接合するものがある。
【０００４】
この両面テープ又は接着剤を使用する接合構造によると、凹所にアルミ板を隙間無く嵌め込むことが可能になるものの、接着剤の劣化等によりアルミ板の剥がれ等が発生する恐れがあり、接合の信頼性に欠けるという問題点がある。
【０００５】
また、他のアルミ板の接合構造として、アルミ板の両端を約９０°折り曲げて接合用の足を形成し、この足を自動車内装品の表面の凹所の底に設けられた貫通孔に通し、自動車内装品の裏面に突出した前記足の先端を更に折り曲げてカシメ部を形成して接合するものがある。
【０００６】
このカシメ部を形成する接合構造によると、アルミ板の両端を折り曲げて取付用足を形成し、更にカシメを行うため、接合の信頼性が高いものの、アルミ板の両端の角にアール部が形成され、このアール部により自動車内装品の表面の凹所の両端に隙間が発生するという問題点がある。また、アルミ板の両端に折り曲げ部を設ける為、アルミ板の形状に対する制限が大きいという問題点もある。例えば、アルミ板の両端を斜めにカットするなどの形状変更に対応し難くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、基材への接合時の外見形状に優れるともに、接合の信頼性も高い、アルミ板の基材への接合構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項１に記載の本発明は、基材と、表面に加飾が直接、施され、前記基材に接合されるアルミ板と、前記アルミ板の背面に立設される取付用足部材と、前記基材に設けられ、前記取付用足部材を通すための孔と、前記孔を通過した前記取付用足部材を前記基材に固定するための固定手段と、前記基材に設けられ、前記アルミ板が嵌まるための凹所と、を備え、前記取付用足部材は、前記アルミ板に対して振動溶着部を介して固定される、アルミ板の基材への接合構造である。
【０００９】
上記の構成によれば、取付用足部材がアルミ板の裏面に振動溶着部を介して立設されているため、基材の孔を通された取付用足部材に対する固定手段によって、アルミ板が基材に強固に接合される。アルミ板そのものには折り曲げ部がないため、基材の表面に接合されたアルミ板と基材との間に隙間が生じることがない。また、振動溶着部はアルミ板の表面に直接、施された加飾への影響を殆ど生じないため、アルミ板の表面性状も見栄え良く保たれる。振動溶着部は、例えば、アルミ板と取付用足部材の一方を押圧治具に固定し、他方を振動治具に固定し、押圧治具を振動治具に向けて押圧状態にしたまま、振動治具をアルミ板に対して平行な方向に振動させ、アルミ板と取付用足部材との間の振動摩擦により両者を接合することにより形成される。通電接合による抵抗溶接の場合には、アルミ板と取付用足部材との接合部を高温の発熱により溶解して接合するため、溶解の際の熱的影響を受けてアルミ板の状態変化を引き起し、アルミ板の表面状態が劣化する可能性がある。振動溶着部は、例えば１０ＫＨｚ以上の超音波振動を使用すると、局所溶着となるため、熱的影響は表面まで及ばず、アルミ板の表面状態は劣化しない。また、前記基材には加飾が施された前記アルミ板が嵌まる凹所が形成されるので、基材とアルミ板とは、表面段差を生じることなく、見栄え良く固定される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記取付用足部材は前記アルミ板と同じアルミ材である。上記の構成によれば、前記取付用足部材が前記アルミ板と同じアルミ材であるため、振動溶着部が強固に、且つ一層局所的に、形成される。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記取付用足部材は板材であって、この板材の一方側を前記アルミ板の裏面へ当接するように折り曲げた部分に振動溶着部を形成するとともに、前記板材の他方側を折り曲げて前記固定手段を形成する。上記の構成によれば、取付用足部材の一方側を折り曲げてアルミ板に当接させるため、振動溶着部が強固に形成され、前記板材の他方側を折り曲げてカシメ部を形成するという簡単な加工によりアルミ板を基材に強固に接合することができる。
請求項４の発明は、請求項３において、前記凹所には、前記板材の前記アルミ板の裏面へ当接するように折り曲げた部分を収容する第２凹所が形成される、ことを特徴とする。上記の構成によれば、前記板材の前記アルミ板の裏面へ当接するように折り曲げた部分が前記第２凹所に入るため、前記アルミ板は前記基材の凹所に嵌まる。
請求項５の発明は、請求項３又は４において、前記板材の他方側の折り曲げ方向は、前記板材の一方側の折り曲げ方向と同じ側である、ことを特徴とする。上記の構成によれば、カシメ加工時に、振動溶着部を引き剥がす方向の力が作用しない。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１又は２において、前記取付用足部材は円柱であって、この円柱の一方の端に前記アルミ板の裏面への振動溶着部を形成するとともに、前記円柱の他方側にネジを形成し、前記固定手段を前記ネジにネジ込まれるナットとするものである。上記の構成によると、他方側にネジが形成された円柱をアルミ板に振動溶着部を介して溶着することで、基材に接合できるアルミ板を簡単に形成することができる。この場合、円柱をアルミ板と同じくアルミで形成することが好ましい。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記基材は、少なくとも前記アルミ板が接合される部分が、合成樹脂で形成された自動車内装品である。上記の構成によれば、自動車内装品の樹脂製の基材に対して、アルミ板を強固に接合することができると共に、接合状態のアルミ板の外観形状を優れたものにすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態の一例を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るアルミ板と取付用足の溶着状態を示す斜視図であり、図２は、図１の２−２線断面に相当し、基材への接合状態を示す断面図である。
【００１５】
図１，２において、１０は、基材、１１は、アルミ板、１２は、取付用足部材、１３は、基材１０の表面側に設けられた凹所、１４は、基材１０の凹所１３の底に設けられた孔、１５は、アルミ板１１と取付用足部材１２との間の振動溶着部、１６は、取付用足部材１２の固定手段としてのカシメ部である。
【００１６】
基材１０は、自動車内装品の目立つ所に位置する部分であって、通常合成樹脂の成形品として形成されている。この基材１０には、アルミ板１１がきっちりと嵌まる凹所１３が形成されている。また、この凹所１３の底に、板状の取付用足部材１２が通る長方形断面の孔１４が形成されている。さらに、取付用足部材１２の折り曲げによる当接部１２ａが収まるように、凹所１３の孔１４の回りに第２凹所１３ａが形成されている。凹所１３、孔１４及び第２凹所１３ａは、金型形状により、基材１０の成型時に同時に形成される。
【００１７】
アルミ板１１は、適宜の加飾が施された板材である。図示例では、基材１０のコーナーに貼り付けられるように断面がＬ字型の押し出しチャネルとなっている。アルミの材質は、適宜の強度と硬度を有し、適宜の加飾が施されるものであれば何でも良い。このアルミ板１１は、基材１０の凹所１３にきっちり嵌まる寸法に予め加工されている。
【００１８】
第１実施形態における取付用足部材１２は、板材である。板材（取付用足部材）１２の一方側が９０°折り曲げられ、アルミ板１１の裏面に対する当接部１２ａとなっている。板材１２の他方側は、基材１０への接合前はストレートに伸びたカシメ可能部１２ｂとなっている。このような板材による取付用足部材１２は、板材を折り曲げるだけで、当接部１２ａとカシメ可能部１２ｂとの両方が形成できるので、加工し易い。
【００１９】
また、板材１２は、アルミ板１１と同じようなアルミ板であることが好ましい。以下に述べる振動溶着部１５が、容易に形成されるからである。
【００２０】
第１実施形態における振動溶着部１５は、板材１２の当接部１２ａと、アルミ板１１の裏面との間に形成される。図１において、アルミ板１１を図示されない押圧治具に固定し、取付用足部材１２を図示されない振動治具に固定し、押圧治具を振動治具に向けて所定の押圧力で押し付けながら、振動治具をアルミ板１１と平行な方向に１０ＫＨｚ以上の例えば３６ＫＨｚの超音波で振動させる。すると、振動摩擦により、板材１２の当接部１２ａがアルミ板１１の裏面に溶着され、振動溶着部１５が形成される。
【００２１】
振動溶着部１５は、振動モードに１０ＫＨｚ以上（より好ましくは２０ＫＨｚ以上、更に好ましくは３０ＫＨｚ以上）の超音波振動を選択することにより、更に取付用足部材１２とアルミ板１１とを同材質とすることにより、局所的な溶着が可能になる。そのため、表面に適宜の加飾が直接、施されたアルミ板１１に振動溶着の熱影響等が及ぶ可能性が殆どない。
【００２２】
上述した振動溶着部１５により一体となった、取付用足部材１２付きのアルミ板１１の基材１０への接合状態が図２に示される。
【００２３】
取付用足部材１２のカシメ可能部１２ｂがストレートとなった二点鎖線の状態で、アルミ板１１を基材１０の凹所１３に嵌める。すると、取付用足部材１２のカシメ可能部１２ｂは、基材１０の孔１４を通って基材１０の裏面に突出する。このとき、取付用足部材１２の当接部１２ａが第２凹所１３ａに入るため、アルミ板１１は基材１０の凹所１３にきっちりと嵌まる。
【００２４】
つぎに、取付用足部材１２のカシメ可能部１２ｂを９０°折り曲げて、カシメ部１６を形成する。カシメ部１６を形成するための折り曲げ方向は、当接部１２ａの折り曲げ方向と同じ側であることが好ましい。カシメ加工時に、振動溶着部１５を引き剥がす方向の力が作用しないからである。
【００２５】
固定手段としてのカシメ部１６により、アルミ板１１は基材１０の側に引き込まれた状態で固定される。アルミ板１１は、振動溶着部１５、及び、取付用足部材１２のカシメ可能部１２ｂにより、強固に基材１０に固定される。また、アルミ板１１は、凹所１３に嵌まる形状であるため、基材１０とアルミ板１１とは、表面段差を生じることなく、見栄え良く固定される。また、振動溶着部１５の熱影響等が少ないため、アルミ板１１の表面側に取付用足部材１２を溶着したことの痕跡が現れないため、アルミ板１１の外観の見栄えが良好に保持される。
【００２６】
つぎに、本発明の他の実施形態を図３及び図４により説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係るアルミ板と取付用足の溶着状態を示す斜視図であり、図４は、図３の４−４線断面に相当し、基材への接合状態を示す断面図である。
【００２７】
図３，４において、２０は、基材、２１は、アルミ板、２２は、取付用足部材、２３は、基材２０の表面側に設けられた凹所、２４は、基材２０の凹所２３の底に設けられた孔、２５は、アルミ板２１と取付用足部材２２との間の振動溶着部、２６は、取付用足部材２２の固定手段としてのナットである。
【００２８】
基材２０は、凹所２３に対する第２凹所がない点、孔２４が後述する取付用足部材２２の円柱に対応して丸孔となっている点を除いて、第１実施形態の基材１０と同様のものである。アルミ板２２も、両端が斜めにカットされている以外は、第１実施形態のアルミ板１１と同様のものである。
【００２９】
第２実施形態の取付用足部材２２は、円柱の外周にネジ２２ａが加工されたものである。円柱（取付用足部材）２２の一方の端が、アルミ板２１の裏面に対する当接部となり、この当接部とアルミ板２１の裏面との間に振動溶着部２５が形成される。この円柱２２は、アルミ板２１と同じようなアルミ材であることが好ましい。以下に述べる振動溶着部２５が、容易に形成されるからである。
【００３０】
第２実施形態における振動溶着部２５は、円柱２２の底の当接部と、アルミ板２１の裏面との間に形成される。図３において、アルミ板２１を図示されない押圧治具に固定し、円柱２２を図示されない振動治具に固定し、押圧治具を振動治具に向けて所定の押圧力で押し付けながら、振動治具をアルミ板２１と平行な方向に１０ＫＨｚ以上の超音波で振動させる。すると、振動摩擦により、円柱２２の一端の当接部がアルミ板２１の裏面に溶着され、振動溶着部２５が形成される。
【００３１】
振動溶着部２５は、振動モードに１０ＫＨｚ以上（より好ましくは２０ＫＨｚ以上、更に好ましくは３０ＫＨｚ以上）の超音波振動を選択することにより、更に取付用足部材２２とアルミ板２１とを同材質とすることにより、局所的な溶着が可能になる。そのため、表面に適宜の加飾が施されたアルミ板２１に振動溶着の熱影響等が及ぶ可能性が殆どない。
【００３２】
上述した振動溶着部２５により一体となった、取付用足部材２２付きのアルミ板２１の基材２０への接合状態が図４に示される。
【００３３】
アルミ板２１を基材２０の凹所２３に嵌める。すると、取付用足部材２２のネジ部２２ｂは、基材２０の孔２４を通って基材２０の裏面に突出する。つぎに、取付用足部材２２のネジ２２ｂにナット２６をねじ込む。固定手段としてのナット２６により、アルミ板２１は基材２０の側に引き込まれた状態で固定される。アルミ板２１は、凹所２３に嵌まる形状であるため、基材２０とアルミ板２１とは、表面段差を生じることなく、見栄え良く固定される。また、振動溶着部２５の熱影響等が少ないため、アルミ板２１の表面側に取付用足部材２２を溶着したことの痕跡が現れず、アルミ板２１の外観の見栄えが良好に保持される。
【００３４】
図５は、第１実施形態又は第２実施形態のアルミ板１１，２１が、自動車内装品としての計器部１０，２０（基材）に接合された状態を示す。この計器部１０，２０は、インストルメントパネルの一部として樹脂で成形されている。計器部１０，２０の中央にナビゲーションシステム用のモニターが挿入される四角穴が形成されている。この四角穴の四辺のうちの上辺のコーナーに加飾用のアルミ板１１，２１が接合されている。
【００３５】
接合に際しては、アルミ板１１，２１を所定場所に嵌め込み、図２のように、取付用足部材１２のカシメ可能部１２ｂを折り曲げるか、図４のように、取付用足部材２２のネジ２２ａにナット２６をネジ込むことにより、アルミ板１１，２１を計器部１０，２０（基材）の一部として強固に接合することができる。そのため、長年の使用を経て、アルミ板１１，２１が剥がれたり浮き上がったするということがない。また、アルミ板１１，２１と計器部１０，２０（基材）との接合に際して、段差部が生じず、さらにアルミ板１１，２１の表面への取付用足部材１２の振動溶着の影響が及んでいないため、アルミ板１１，２１の外観の見栄えが優れたものになる。
【００３６】
なお、以上説明した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
（１）取付用足部材１２，２２に対する固定手段は、カシメやボルト締め以外に、取付用足部材１２，２２に設けられた孔にテーパピンを押し込むこと、取付用足部材１２，２２を引き込んで固定したりり、取付用足部材１２，２２にスナップリングを嵌めて固定するものであってもよい。
【００３７】
（参考例）
（２）アルミ板１１，２１は基材１０，２０の凹所に嵌め込むものに限らず、フラットな基材１０，２０の上に貼り付け状に接合されるものも考えられる。
【００３８】
【発明の効果】
上述した請求項１〜５の発明は、基材に対して、アルミ板を強固に接合することができると共に、接合状態のアルミ板の外観形状を優れたものにすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアルミ板と取付用足の溶着状態を示す斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面に相当し、基材への接合状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るアルミ板と取付用足の溶着状態を示す斜視図である。
【図４】図３の４−４線断面に相当し、基材への接合状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るアルミ板がインストルメントパネルの計器部の一部の加飾用として接合された状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０ 基材
１１，２１ アルミ板
１２ 取付用足部材（板材）
２２ 取付用足部材（円柱）
１３，２３ 凹所
１４，２４ 孔
１５，２５ 振動溶着部
１６ カシメ部（固定手段）
２６ ナット（固定手段）

Claims (7)

1. 基材と、
   表面に加飾が直接、施され、前記基材に接合されるアルミ板と、
   前記アルミ板の背面に立設される取付用足部材と、
   前記基材に設けられ、前記取付用足部材を通すための孔と、
   前記孔を通過した前記取付用足部材を前記基材に固定するための固定手段と、
   前記基材に設けられ、前記アルミ板が嵌まるための凹所と、
   を備え、
   前記取付用足部材は、前記アルミ板に対して振動溶着部を介して固定される、
   アルミ板の基材への接合構造。
2. 前記取付用足部材は前記アルミ板と同じアルミ材である、
   請求項１に記載のアルミ板の基材への接合構造。
3. 前記取付用足部材は板材であって、この板材の一方側を前記アルミ板の裏面へ当接するように折り曲げた部分に上記の振動溶着部を形成するとともに、前記板材の他方側を折り曲げて前記固定手段を形成する、
   請求項１又は２に記載のアルミ板の基材への接合構造。
4. 前記凹所には、前記板材の前記アルミ板の裏面へ当接するように折り曲げた部分を収容する第２凹所が形成される、
   請求項３に記載のアルミ板の基材への接合構造。
5. 前記板材の他方側の折り曲げ方向は、前記板材の一方側の折り曲げ方向と同じ側である、請求項３又は４に記載のアルミ板の基材への接合構造。
6. 前記取付用足部材は円柱であって、この円柱の一方の端に前記アルミ板の裏面への振動溶着部を形成するとともに、前記円柱の他方側にネジを形成し、前記固定手段を前記ネジにネジ込まれるナットとする、
   請求項１又は２に記載のアルミ板の基材への接合方法。
7. 前記基材は、少なくとも前記アルミ板が接合される部分が、合成樹脂で形成された自動車内装品である、
   請求項１〜６のいずれかに記載のアルミ板の基材への接合構造。

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