JP5837448B2 - 金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法 - Google Patents

金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法 Download PDF

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Description

本発明は、金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法に関する。
従来、積層された複数の金属製板材を溶接する方法として、片側抵抗スポット溶接方法が知られている（例えば、特許文献１）。
前記片側抵抗スポット溶接方法は、積層された複数の金属製板材の溶接部に溶接電極を圧接すると共に、該溶接電極が圧接されている面と同一の面で該金属製板材にアース電極を接触させて、両電極間に通電する方法である。このようにすると、前記両電極間に通電するときの抵抗により、前記複数の金属製板材が該両電極間で発熱し溶融することにより、該複数の金属製板材を溶接することができる。
特開２０１１−１９４４６５号公報
しかしながら、前記従来の方法で金属製板材と熱可塑性樹脂製板材とを接合しようとすると、溶融した該金属製板材と該熱可塑性樹脂製板材とを溶接することができないという不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消して、片側抵抗スポット溶接方法に用いる装置により、金属製板材と熱可塑性樹脂製板材とを接合することができる方法を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明は、金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法において、該金属製板材に貫通孔を形成する工程と、該金属製板材の該貫通孔が開口する面に該熱可塑性樹脂製板材を当接して積層する工程と、積層された該金属製板材の該熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面に第１の電極と該第１の電極と通電される第２の電極とを圧接すると共に、該熱可塑性樹脂製板材の該金属製板材に当接する面と反対側の面に支持部材を圧接して、積層された該金属製板材及び該熱可塑性樹脂製板材を該第１の電極及び該第２の電極と該支持部材とにより挟持する工程と、該第１の電極と該第２の電極との間に通電して該金属製板材を発熱させ、該熱可塑性樹脂製板材に伝熱させることにより、該熱可塑性樹脂製板材を溶融させて溶融樹脂を生成させる工程と、該溶融樹脂を該貫通孔の該熱可塑性樹脂製板材に接する側から流入させ、他方の側に流出させて固化させることにより該貫通孔より大きな抜け止め部を形成して該金属製板材と該熱可塑性樹脂製板材とを接合する工程とを備え、該溶融樹脂を該貫通孔の該熱可塑性樹脂製板材に接する側から流入させ、他方の側に流出させて固化させるときに、該金属製板材の該熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面の該貫通孔の開口部に、該貫通孔から流出する該溶融樹脂を収容する凹部と該凹部に連通する通気孔とを備える抜け止め部形成部材を配設し、該溶融樹脂を該凹部に収容して固化させることにより該抜け止め部を形成することを特徴とする。
本発明の方法では、まず、前記該金属製板材に貫通孔を形成し、該金属製板材の該貫通孔が開口する面に、前記熱可塑性樹脂製板材を当接して積層する。次に、積層された前記金属製板材の該熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面に第１の電極と該第１の電極と通電される第２の電極とを圧接する。
一方、前記熱可塑性樹脂製板材の前記金属製板材に当接する面と反対側の面には支持部材を圧接する。この結果、積層された前記金属製板材及び前記熱可塑性樹脂製板材が、前記第１、第２の電極と前記支持部材とにより挟持される。
次に、前記第１、第２の電極間に通電して前記金属製板材を発熱させ、前記熱可塑性樹脂製板材に伝熱させる。そして、前記熱可塑性樹脂製板材を溶融させ、溶融樹脂を生成させる。
このとき、積層された前記金属製板材及び前記熱可塑性樹脂製板材は、前記第１、第２の電極と前記支持部材とにより挟持されており、該熱可塑性樹脂製板材は該金属製板材に押圧されている。そこで、前記溶融樹脂は、前記押圧により前記金属製板材が前記熱可塑性樹脂製板材に当接する側の面から前記貫通孔に流入し、他方の側に流出する。
そして、前記他方の側に流出した前記溶融樹脂が固化することにより、前記貫通孔より大きな抜け止め部が形成される。この結果、前記貫通孔に流入した樹脂と、前記抜け止め部とにより、前記金属製板材と前記熱可塑性樹脂製板材とを接合することができる。
従って、本発明によれば、従来の片側抵抗スポット溶接方法に用いる装置により、金属製板材と熱可塑性樹脂製板材とを接合することができる。
また、本発明においては、前記金属製板材の前記熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面の前記貫通孔の開口部に、前記貫通孔から流出する前記溶融樹脂を収容する凹部と該凹部に連通する通気孔とを備える抜け止め部形成部材を配設し、前記溶融樹脂を該凹部に収容して固化させることにより前記抜け止め部を形成する。
これにより、前記抜け止め部形成部材は、前記貫通孔から流出する前記溶融樹脂を前記凹部に収容し、該凹部の内部で固化させることができ、前記抜け止め部を容易に形成することができる。また、抜け止め部形成部材は、前記凹部に連通する通気孔を備えているので、該凹部の内部の空気は前記溶融樹脂が該凹部に流入するに従って該通気孔から外部に排気され、該溶融樹脂の流入の妨げとなることがない。
従って、前記抜け止め部形成部材を用いることにより、前記金属製板材と前記熱可塑性樹脂製板材とを容易且つ確実に接合することができる。
本発明の第１の実施形態の方法を示す説明的断面図。 本発明の第２の実施形態の方法を示す説明的断面図。
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
次に、図１を参照して、本実施形態の方法の第１の態様を示す。
本実施形態の方法の第１の態様では、まず、図１（ａ）に示すように、接合しようとする部分に貫通孔１が形成された金属製板材２を用意する。
次に、図１（ｂ）に示すように、貫通孔１が形成された金属製板材２に、熱可塑性樹脂製板材３を積層する。そして、金属製板材２の熱可塑性樹脂製板材３に当接する面と反対側の面に溶接電極４と、溶接電極４との間で通電されるアース電極５とを所定の間隔を存して圧接する。
ここで、アース電極５は、溶接電極４との間に貫通孔１を挟むように配設される。従って、アース電極５は、貫通孔１の数に応じて複数設けられていてもよい。図１（ｂ）は２個の貫通孔１に対し、２個のアース電極５を設けた例を示している。
また、熱可塑性樹脂製板材３の金属製板材２に当接する面と反対側の面には、支持部材６が圧接される。この結果、積層された金属製板材２及び熱可塑性樹脂製板材３は、溶接電極４及びアース電極５と、支持部材６とにより挟持される。
次に、溶接電極４とアース電極５との間に通電すると、金属製板材２の溶接電極４とアース電極５とに挟まれた部分、即ち貫通孔１の周囲が抵抗により発熱し、該発熱が熱可塑性樹脂製板材３に伝熱される。この結果、熱可塑性樹脂製板材３の貫通孔１に対向する部分が前記伝熱により加熱されて溶融して、溶融樹脂が生成される。
このとき、金属製板材２及び熱可塑性樹脂製板材３は、溶接電極４及びアース電極５と、支持部材６とにより挟持されているので、熱可塑性樹脂製板材３は金属製板材２に押圧されている。そこで、前記溶融樹脂は、図１（ｂ）に矢示するように、前記押圧により金属製板材２が熱可塑性樹脂製板材３に当接する側の面から貫通孔１に流入し、他方の側に流出する。
次に、図１（ｃ）に示すように、貫通孔１の他方の側に流出した前記溶融樹脂が固化することにより、貫通孔１より大きな抜け止め部７が形成される。この結果、貫通孔１に流入した樹脂と抜け止め部７とにより、金属製板材２と熱可塑性樹脂製板材３とが接合されることとなり、従来の片側抵抗スポット溶接方法に用いるものと同一の装置により金属製板材２と熱可塑性樹脂製板材３とを接合することができる。
次に、図２を参照して、本実施形態の方法の第２の態様を示す。
図２（ａ）に示すように本実施形態の方法の第２の態様では、図１に示す第１の態様において、金属製板材２の熱可塑性樹脂製板材３に当接する面と反対側の面の貫通孔１の開口部に、抜け止め部形成部材８が配設される。抜け止め部形成部材８は、貫通孔１から流出する前記溶融樹脂を収容する凹部９と、凹部９に連通する通気孔１０とを備えている。
このようにするときには、図１に示す第１の態様と全く同一にして溶融樹脂が生成され、該溶融樹脂は、金属製板材２が熱可塑性樹脂製板材３に当接する側の面から貫通孔１に流入し、他方の側に流出する。このとき、前記溶融樹脂が流出する側には、抜け止め部形成部材８が配設されているので、前記溶融樹脂は、凹部９に流入して収容され、凹部９内で固化する。
前記溶融樹脂が凹部９に流入する際、凹部９内には空気が存在しているが、抜け止め部形成部材８は、凹部９に連通する通気孔１０を備えているので、凹部９内の空気は前記溶融樹脂が凹部９に流入するに従って通気孔１０から外部に排気される。従って、凹部９内の空気は、前記溶融樹脂の流入の妨げとなることがない。
この結果、図２（ｂ）に示すように、凹部９の形状に対応する形状の抜け止め部７が形成される。従って、抜け止め部形成部材８を用いることにより、金属製板材２と熱可塑性樹脂製板材３とを容易且つ確実に接合することができ、抜け止め部７の外観形状も優れたものとすることができる。
１…貫通孔、 ２…金属製板材、 ３…熱可塑性樹脂製板材、 ４…溶接電極、 ５…アース電極、 ６…支持部材、 ７…抜け止め部、 ８…抜け止め部形成部材、 ９…凹部、 １０…通気孔。

Claims (1)

  1. 金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法において、
    該金属製板材に貫通孔を形成する工程と、
    該金属製板材の該貫通孔が開口する面に該熱可塑性樹脂製板材を当接して積層する工程と、
    積層された該金属製板材の該熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面に第１の電極と該第１の電極と通電される第２の電極とを圧接すると共に、該熱可塑性樹脂製板材の該金属製板材に当接する面と反対側の面に支持部材を圧接して、積層された該金属製板材及び該熱可塑性樹脂製板材を該第１の電極及び該第２の電極と該支持部材とにより挟持する工程と、
    該第１の電極と該第２の電極との間に通電して該金属製板材を発熱させ、該熱可塑性樹脂製板材に伝熱させることにより、該熱可塑性樹脂製板材を溶融させて溶融樹脂を生成させる工程と、
    該溶融樹脂を該貫通孔の該熱可塑性樹脂製板材に接する側から流入させ、他方の側に流出させて固化させることにより該貫通孔より大きな抜け止め部を形成して該金属製板材と該熱可塑性樹脂製板材とを接合する工程とを備え、
    該溶融樹脂を該貫通孔の該熱可塑性樹脂製板材に接する側から流入させ、他方の側に流出させて固化させるときに、該金属製板材の該熱可塑性樹脂製板材に当接する面と反対側の面の該貫通孔の開口部に、該貫通孔から流出する該溶融樹脂を収容する凹部と該凹部に連通する通気孔とを備える抜け止め部形成部材を配設し、該溶融樹脂を該凹部に収容して固化させることにより該抜け止め部を形成することを特徴とする金属製板材と熱可塑性樹脂製板材との接合方法。
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