JP4853174B2 - 樹脂部材の接合方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂部材の接合方法及びその接合構造に関し、特に第１樹脂部材のスリット孔に第２樹脂部材の接合片を挿入して第２樹脂部材を第１樹脂部材に組付ける際に生じる位置ズレを防止し、第１，第２樹脂部材間の相対位置を適切に保持できるようにしたものに関する。
従来、自動車において、樹脂部材に金属部材を締結する場合、タッピングスクリューやボルト等で締結されるが、熱可塑性を有する樹脂部材の比較的低温で溶融し常温で冷却固化する性質を利用して、樹脂部材を熱によってかしめる接合方法が周知である。
特許文献１に記載の熱かしめ構造体及び熱かしめ接合方法には、鉄板のスリット穴に熱可塑性樹脂部材のかしめ突起を挿入した後、超音波加熱器でかしめ突起の先端側を加熱しながら加圧することで、鉄板に熱可塑性樹脂部材を溶着する技術が開示されている。
このように、異なる材質からなる部材を溶着すると、リサイクル時に鉄板と樹脂部材とを切断しなければならず、リサイクル性が低下する。リサイクル性を高める為には同じ材質の部材同士を溶着した方が望ましく、樹脂部材同士を溶着する接合方法として、第１樹脂部材のスリット孔に第２樹脂部材の接合片を挿入して接合片を第１樹脂部材に溶着する樹脂部材の接合方法が採用されている。
特開２００４−５８３９１号公報
ところで、バンパーフェース（第１樹脂部材）にオーバーフェンダー（第２樹脂部材）を接合する場合、バンパーフェースのスリット孔にオーバーフェンダーの接合片を挿入して接合片を溶着すると、バンパーフェースに対するオーバーフェンダーの組付け時にスリット孔と接合片との間で位置ズレが生じやすく、バンパーフェースとオーバーフェンダーとの相対位置を均一に保持することは困難である。それ故、バンパーフェースとオーバーフェンダーとの接合品質が低下する虞がある。
本発明の目的は、第１樹脂部材と第２樹脂部材との間の相対位置を適切に保持することができ、接合品質を向上させることができる樹脂部材の接合方法とその接合構造を提供することである。
請求項１の樹脂部材の接合方法は、第１孔部と、第１孔部の接合部側の端部に連なり第１孔部よりもスリット長さが短い第２孔部とを有するスリット孔と、前記接合部形成側の面にスリット孔に隣接する当接部と、前記スリット孔の両端側において前記接合部形成側の面と反対側の面に形成されスリット孔に接合片を挿入した際に当接可能な１対の受止め部とを予め形成すると共に、第２樹脂部材の接合片に前記第１孔部に挿入される折り曲げ部と、第１樹脂部材の前記当接部と係合可能な係合部と、前記スリット孔に接合片を挿入した際に第１樹脂部材の前記１対の受止め部に当接可能な１対の受止め部とを予め形成する第１工程と、前記第１樹脂部材のスリット孔の第１孔部に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を挿入して、第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部とを当接させ、当接させた状態で接合片を第２孔部に移行させて接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付ける第２工程と、前記第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部を当接させ且つ接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させた状態で、前記スリット孔から突出する接合片の前記折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部へ折り曲げて、接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部に溶着手段で溶着する第３工程とを備えたことを特徴とする。
尚、第１樹脂部材としてバンパーフェースなどが適用可能であり、第２樹脂部材としてはオーバーフェンダーなどが適用可能である。また、溶着手段には、超音波溶着器や振動溶着器や熱溶着器などが適用可能である。この樹脂部材の接合方法では、先ず第１工程において、第１樹脂部材に、第１孔部と第１孔部の接合部側の端部に連なる第２孔部とを有するスリット孔と、スリット孔に隣接する当接部と、スリット孔に接合片を挿入した際に当接可能な１対の受止め部とを予め形成すると共に、第２樹脂部材の接合片に第１孔部に挿入される折り曲げ部と、第１樹脂部材の当接部と係合可能な係合部と、スリット孔に接合片を挿入した際に第１樹脂部材の１対の受止め部に当接可能な１対の受止め部とを予め形成しておく。次に第２工程において、第１樹脂部材のスリット孔の第１孔部に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を挿入して、第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部とを当接させ、当接させた状態で接合片を第２孔部に移行させて接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付ける。
次に第３工程において、第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部を当接させ且つ接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させた状態で、スリット孔から突出する接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部へ折り曲げて、接合片の折り曲げ部分を第１樹脂部材の接合部に溶着手段で溶着する。すると、接合片の折り曲げ部と第１樹脂部材の接合部が軟化し塑性流動することで接合片の折り曲げ部が第１樹脂部材の接合部に溶着される。このように、第１樹脂部材に対する第２樹脂部材の組付け時に、接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させるので、スリット孔と接合片との間で生じる位置ズレを防止することができ、第１樹脂部材と第２樹脂部材との間の相対位置を適切に保持することができる。
請求項２の樹脂部材の接合方法は、請求項１の発明において、前記接合片は折り曲げ部において折り曲げ方向に弾性変形可能に予め構成され、第２工程において、接合片の弾性変形復元力で接合片の係合部が第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付けされることを特徴とする。
請求項３の樹脂部材の接合方法は、請求項１の発明において、前記溶着手段は、超音波溶着器であることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、第１樹脂部材のスリット孔に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を挿入して第１樹脂部材の1対の受止め部と第２樹脂部材の１対の受止め部を当接させた状態で接合片を第２孔部に移行させて接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させた状態で、スリット孔から突出する接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部へ折り曲げて、接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部に溶着するので、第１樹脂部材に対する第２樹脂部材の組付け時にスリット孔と接合片との間で生じる位置ズレを防止することができ、第１樹脂部材と第２樹脂部材との間の相対位置を適切に保持することができる。それ故、第１樹脂部材と第２樹脂部材との接合品質が向上する。しかも、第１樹脂部材に対する第２樹脂部材の相対位置を保持することができるので組付け性が良い。
請求項２の発明によれば、接合片は折り曲げ部において折り曲げ方向に弾性変形可能に予め構成され、接合片の弾性変形復元力で接合片の係合部が第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付けされるので、第１樹脂部材と第２樹脂部材との間の相対位置を安定的に適切に保持することができる。
請求項３の発明によれば、溶着手段は、超音波溶着器であるので、第１樹脂部材の接合部に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を確実に溶着することができる。
本発明の樹脂部材の接合方法は、第１樹脂部材に第１孔部と第２孔部を有するスリット孔と当接部と１対の受止め部とを予め形成すると共に、第２樹脂部材の接合片に折り曲げ部と係合部と１対の受止め部とを予め形成し、第１樹脂部材のスリット孔の第１孔部に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を挿入して、第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部を当接させた状態で接合片を第２孔部に移行させて接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させた状態で、スリット孔から突出する接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部へ折り曲げて、接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部に溶着手段で溶着するものである。
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、自動車Ｃの前部には、合成樹脂製のバンパーフェース１（これが第１樹脂部材に相当する）がボンネットフード２の前端や左右のフロントフェンダ３の前端に連なる曲面に沿って設けられ、バンパーフェース１の左右両端部には、円弧状の付属部品としての合成樹脂製のオーバーフェンダー２０（これが第２樹脂部材に相当する）が夫々接合されている。
先ず、バンパーフェース１について説明する。
図１、図４、図６、図７に示すように、バンパーフェース１の左右両端部には、車幅方向内側に屈曲する屈曲部１ａと、屈曲部１ａから後方に延びる延出部１ｂが夫々形成されている。延出部１ｂの前端部には、後述するオーバーフェンダー２０の接合片２１を挿入する為の４つのスリット孔１２が、接合片２１に対応する位置に円弧状に夫々配置形成され、延出部１ｂの後端部には３つのボルト穴１１が、後述するオーバーフェンダー２０のボルト穴３２に対応する位置に円弧状に夫々配置形成されている。
図８〜図１１に示すように、スリット孔１２は、前方側の第１孔部１２ａと、この第１孔部１２ａの後端（接合部１３側の端部）に連なり第１孔部１２ａよりも短い上下長（スリット長さ）の第２孔部１２ｂとを有する。第２孔部１２ｂの上下長は、第１孔部１２ａの上下長の約２／３の長さに形成され、第２孔部１２ｂの前後長は、第１孔部１２ａの前後長の約２倍の長さに形成されている。延出部１ｂには、第２孔部１２ｂの車幅方向内側において上側の面（接合部形成側の面）に、スリット孔１２に隣接する当接部１ｃが夫々形成され、第２孔部１２ｂの車幅方向外側において上側と下側の面（接合部形成側の面と反対側の面）に、スリット孔１２にオーバーフェンダー２０の接合片２１を挿入した際に接合片２１に当接可能な１対の受止め部１ｄ，１ｅが夫々形成されている。延出部１ｂにおいて第２孔部１２ｂの後側には、接合部１３が車幅方向内側へ僅かに突出するように設けられている。
次に、オーバーフェンダー２０について説明する。尚、オーバーフェンダー２０はバンパーフェース１において左右両側に設けられるが、ここでは、左側のオーバーフェンダー２０について説明する。
図２〜図７に示すように、オーバーフェンダー２０は円弧状に形成され、このオーバーフェンダー２０は、左側壁部２０ａと後壁部２０ｂと接合片２１とを有する。左側壁部２０ａの前端にはやや右側に屈曲する屈曲部２０ｃが形成され、屈曲部２０ｃの先端は、バンパーフェース１にオーバーフェンダー２０を組付けた状態でバンパーフェース１の屈曲部１ａと当接するように構成されている。
次に、接合片２１について説明する。尚、図８、図９、図１０、図１１に記載の方向を「前後左右」として説明する。
図８、図９に示すように、左側壁部２０ａの上端部と中央部分と下端部において、左側壁部２０ａの前端部の内面には、右方に延びる４つの接合片２１が夫々設けられ、接合片２１は、基部２１ａと折り曲げ部２１ｂとを有する。折り曲げ部２１ｂは、スリット孔１２の第１孔部１２ａに挿入できるように第１孔部１２ａよりも小さな上下長に形成されている。接合片２１は、折り曲げ部２１ｂの左端部分において折り曲げ方向に弾性変形可能に構成されている。
接合片２１において折り曲げ部２１ｂの左端部分の上側には切欠き部３０が形成され、この切欠き部３０の右面には、バンパーフェース１の当接部１ｃと係合可能な係合部２１ｃが形成され、切欠き部３０の左面には受止め部２１ｄが形成されている。基部２１ａの下側の右面にも同様に受止め部２１ｅが形成されており、スリット孔１２の第２孔部１２ｂに接合片２１を挿入した際に、接合片２１の２つ（１対）の受止め部２１ｄ，２１ｅがバンパーフェース１の１対の受止め部１ｄ，１ｅに当接可能に構成されている。
また、折り曲げ部２１ｂの左端部分の上下長は、第２孔部１２ｂの上下長とほぼ同じ寸法に形成されているため、バンパーフェース１のスリット孔１２に接合片２１を挿入した状態で、接合片２１を第２孔部１２ｂ側へ移行させた場合、接合片２１の１対の受止め部２１ｄ，２１ｅがバンパーフェース１の１対の受止め部１ｄ，１ｅに夫々当接し、且つ接合片２１の係合部２１ｃがバンパーフェース１の当接部１ｃと係合するようになっている。
それ故、バンパーフェース１のスリット孔１２に接合片２１を挿入し、バンパーフェース１の１対の受止め部１ｄ，１ｅと接合片２１の1対の受止め部２１ｄ，２１ｅを当接させ且つ接合片２１の係合部２１ｃをバンパーフェース１の当接部１ｃに係合させた状態で、第２孔部１２ｂから車幅方向内側に突出する接合片２１の折り曲げ部２１ｂを、バンパーフェース１の接合部１３へほぼ直角に折り曲げて、接合片２１の折り曲げ部２１ｂをバンパーフェース１の接合部１３に溶着手段としての超音波溶着器４０（図１４参照）で溶着することで、オーバーフェンダー２０の前側部分がバンパーフェース１に接合される。
左側壁部２０ａの上端部と中央部分と下端部分には、右方に凹む３つの凹部２２〜２４が夫々形成され、凹部２２〜２４のボルト穴３２には、ボルト２５〜２７が夫々挿通されてオーバーフェンダー２０がバンパーフェース１と車体に固定される。後壁部２０ｂの上端部には、バンパーフェース１の後端にボルト２９を結合する為のボルト穴２８が形成されており、オーバーフェンダー２０の後側部分がバンパーフェース１と車体にボルト結合される。後壁部２０ｂの右端部の前面には、後壁部２０ｂの全長に亙ってマッドガード４が取付けられている。
次に、樹脂部材の接合方法について、図８〜図１５に基づいて説明する。
先ず、図８に示すように、バンパーフェース１に当接部１ｃと受止め部１ｄ，１ｅとを予め形成すると共に、オーバーフェンダー２０の接合片２１に係合部２１ｃと受止め部２１ｄ，２１ｅとを予め形成しておく。次に、図９、図１０に示すように、バンパーフェース１のスリット孔１２の第１孔部１２ａにオーバーフェンダー２０の接合片２１を挿入し、図１１に示すように、バンパーフェース１の延出部１ｂの右側において、第１孔部１２ａの上下部分に接合片２１の受止め部２１ｄ，２１ｅを当接させた状態で、接合片２１を第２孔部１２ｂへ移行させ、バンパーフェース１の受止め部１ｄ，１ｅとオーバーフェンダー２０の受止め部２１ｄ，２１ｅとを当接させ、接合片２１の弾性変形復元力で接合片２１の係合部２１ｃをバンパーフェース１の当接部１ｃに位置付ける。
次に、図１２、図１３の２点鎖線で示すように、バンパーフェース１の１対の受止め部１ｄ，１ｅと接合片２１の１対の受止め部２１ｄ，２１ｅを当接させ且つ接合片２１の係合部２１ｃをバンパーフェース１の当接部１ｃに係合させた状態で、第２孔部１２ｂから車幅方向内側に突出する接合片２１の折り曲げ部２１ｂを、バンパーフェース１の接合部１３へほぼ直角に折り曲げて、接合片２１の折り曲げ部２１ｂをバンパーフェース１の接合部１３に接触させる。
次に、図１４に示すように、超音波溶着器４０の先端部の溶着ホーンで接合片２１の折り曲げ部２１ｂを押圧し、接合片２１の折り曲げ部２１ｂをバンパーフェース１の接合部１３に溶着する。尚、溶着ホーンはローレットタイプのものが装着され、１ヶ所の溶着に要する超音波の発振時間を約０．７５ｓｅｃに設定して行うものとする。すると、図１５に示すように、接合片２１の折り曲げ部２１ｂとバンパーフェース１の接合部１３が軟化し塑性流動することで接合片２１の折り曲げ部２１ｂがバンパーフェース１の接合部１３に溶着され、優れた接合強度を有する接合部３１を形成する。
次に、以上説明した樹脂部材の接合方法及びその接合構造についての効果について説明する。
このように、バンパーフェース１の１対の受止め部１ｄ，１ｅと接合片２１の１対の受止め部２１ｄ，２１ｅを当接させ且つ接合片２１の係合部２１ｃをバンパーフェース１の当接部１ｃに係合させた状態で、スリット孔１２の第２孔部１２ｂから突出する接合片２１をバンパーフェース１の接合部１３へほぼ直角に折り曲げて、接合片２１の折り曲げ部２１ｂをバンパーフェース１の接合部１３に溶着し、この接合片２１とスリット孔１２が複数組適当間隔をあけて設けられるので、バンパーフェース１に対するオーバーフェンダー２０の組付け時にスリット孔１２と接合片２１との間で生じる位置ズレを防止することができ、バンパーフェース１とオーバーフェンダー２０との間の相対位置を適切（均一）に保持することができる。それ故、バンパーフェース１とオーバーフェンダー２０との接合品質が向上する。しかも、バンパーフェース１に対するオーバーフェンダー２０の相対位置を保持することができるので組付け性が良い。
また、接合片２１は折り曲げ部２１ｂの左端部分において、折り曲げ方向に弾性変形可能に予め構成され、接合片２１の弾性変形復元力で接合片２１の係合部２１ｃがバンパーフェース１の当接部１ｃに係合可能に位置付けされるので、バンパーフェース１とオーバーフェンダー２０との間の相対位置を安定的に適切（均一）に保持することができる。また、超音波溶着器４０で溶着するので、バンパーフェース１にオーバーフェンダー２０を確実に溶着することができる。
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］上記実施例においては、接合片２１の折り曲げ部２１ｂを、バンパーフェース１の接合部１３へ折り曲げた後、超音波溶着器４０の先端部の溶着ホーンで接合片２１の折り曲げ部２１ｂを押圧して溶着したが、予め折り曲げておかずに、溶着ホーンで接合片２１の折り曲げ部２１ｂを押圧して接合片２１の折り曲げ部２１ｂを折り曲げながら溶着してもよい。これによりバンパーフェース１とオーバーフェンダー２０の接合に要する作業時間を短縮することができる。
２］溶着手段としては、超音波溶着器４０以外にも振動溶着器や熱溶着器やスピンウェルド溶着器などが適用可能である。
３〕超音波溶着器４０の溶着ホーンの先端形状は、その先端部に一体形成された複数の角部を備えたものであってもよい。
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
本発明の実施例に係る自動車前部の左側面図である。 オーバーフェンダーの左側面図である。 オーバーフェンダーの背面図である。 図２のIV−IV線断面図である。 図２のV −V 線断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 図２のVII −VII 線断面図である。 組付け前のバンパーフェースとオーバーフェンダーの接合片の断面図である。 組付け時のバンパーフェースとオーバーフェンダーの接合片の断面図である。 図９のX 矢視図である。 図１０において、バンパーフェースの受止め部と接合片の受止め部を当接させ且つ接合片の係合部をバンパーフェースの当接部に係合させた状態を示す図である。 図１１のXII −XII 線断面図である。 図１２のXIII矢視図である。 図１２において、バンパーフェースの接合部と接合片の折り曲げ部との溶着前の状態を示す図である。 図１２において、バンパーフェースの接合部と接合片の折り曲げ部との溶着後の状態を示す図である。
１ バンパーフェース
１ｃ 当接部
１ｄ，１ｅ 受止め部
１２ スリット孔
２０ オーバーフェンダー
２１ 接合片
２１ｃ 係合部
２１ｄ，２１ｅ 受止め部
３１ 接合部
４０ 超音波溶着器

Claims (3)

  1. 第１樹脂部材のスリット孔に第２樹脂部材の接合片を挿入して接合片を第１樹脂部材の接合部に溶着する樹脂部材の接合方法において、
    前記第１樹脂部材に、第１孔部と、第１孔部の接合部側の端部に連なり第１孔部よりもスリット長さが短い第２孔部とを有するスリット孔と、前記接合部形成側の面にスリット孔に隣接する当接部と、前記スリット孔の両端側において前記接合部形成側の面と反対側の面に形成されスリット孔に接合片を挿入した際に当接可能な１対の受止め部とを予め形成すると共に、第２樹脂部材の接合片に前記第１孔部に挿入される折り曲げ部と、第１樹脂部材の前記当接部と係合可能な係合部と、前記スリット孔に接合片を挿入した際に第１樹脂部材の前記１対の受止め部に当接可能な１対の受止め部とを予め形成する第１工程と、
    前記第１樹脂部材のスリット孔の第１孔部に第２樹脂部材の接合片の折り曲げ部を挿入して、第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部とを当接させ、当接させた状態で接合片を第２孔部に移行させて接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付ける第２工程と、
    前記第１樹脂部材の受止め部と第２樹脂部材の受止め部を当接させ且つ接合片の係合部を第１樹脂部材の当接部に係合させた状態で、前記スリット孔から突出する接合片の前記折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部へ折り曲げて、接合片の折り曲げ部を第１樹脂部材の接合部に溶着手段で溶着する第３工程と、
    を備えたことを特徴とする樹脂部材の接合方法。
  2. 前記接合片は折り曲げ部において折り曲げ方向に弾性変形可能に予め構成され、第２工程において、接合片の弾性変形復元力で接合片の係合部が第１樹脂部材の当接部に係合可能に位置付けされることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材の接合方法。
  3. 前記溶着手段は、超音波溶着器であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部材の接合方法。
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