JP6601168B2 - 接合体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る接合体の製造方法について図1〜図3を用いて説明する。図2には、本実施形態に係る接合体の製造方法に用いられる超音波ホーン10の一部並びに接合対象の第一部材32及び第二部材34が斜め下方側から見た状態の斜視図で示されている。また、図3には、超音波ホーン10がその軸線に沿って切断された状態の断面図で示されている。図3(A)は、超音波ホーン10の全体図であり、図3(B)は、図3(A)の3B部を拡大して示す部分拡大図である。初めにこの超音波ホーン10について説明する。
図3(A)に示されるように、超音波ホーン10は、棒軸状とされ、先端側に形成された先端軸部12と、先端軸部12の基端側に対して段差状に拡径された(径寸法が先端軸部12の径寸法よりも大きく設定された)拡径部14と、を備えている。なお、本実施形態では、拡径部14には、テーパ状部16が連続して形成されており、このテーパ状部16は、その先端側(図中右側)から基端側(図中左側)へ向けて徐々に拡径されている。また、テーパ状部16の基端(図中左側)には円柱状の大径部18が連続して形成されている。
次に、図2を参照しながら、接合対象(被着体)である第一部材32及び第二部材34について説明する。
次に、図1を参照しながら、第一部材32と第二部材34とを超音波ホーン10を用いて超音波溶着により接合することで第一部材32と第二部材34との接合体30(図1(D)参照)を製造する方法、すなわち接合体30の製造方法について説明する。図1には、本実施形態における接合体30の製造方法の工程が断面図で示されている。
ここで、図1(D)に示される接合体30について説明する。なお、図1(D)に示される第一部材32は、図1(A)等に示される第一部材32と形状が異なっているが、便宜上同一符号を付す。同様に、図1(D)に示される第二部材34は、図1(A)等に示される第二部材34と形状が異なっているが、便宜上同一符号を付す。
次に、本発明の第2の実施形態に係る接合体の製造方法について、図4〜図6を用いて説明する。なお、本実施形態における超音波ホーン10及び第一部材32は、第1の実施形態と同様の構成となっている。また、本実施形態において第1の実施形態と同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図4には、本実施形態に係る接合体の製造方法の第一工程が断面図で示されている。図4(A)には、第一工程の開始時の状態が示され、図4(B)には、第一工程の終了時の状態が示されている。これらの図に示される第二部材42は、パネル状の部材とされ、金属材料(例えば、鋼材やアルミニウム合金材等)により形成されている。
ここで、図5(D)に示される接合体40について説明する。図5(D)に示される第一部材32は、筒状部32Bの外周面の両端側に湾曲状のコーナ部がない点を除いて、第1の実施形態の図1(D)に示される第一部材32と同様の構成とされているので、便宜上同一符号を付す。また、図5(D)に示される第二部材42は、その一部が第一部材32の一般部32Aの一部に重ね合わせられ、貫通孔42Hが形成されている。そして、第二部材42は、貫通孔42Hの内周面が第一部材32の筒状部32Bの外周面と密接し、貫通孔42Hの周囲部が第一部材32における一般部32Aと張出部32Cとの間に挟まれて保持されている。
なお、第1の実施形態の変形例として、その第一工程では、図1に示される第一部材32の一部と第二部材34の全部とが重ね合わせられた状態とされてもよいし、第一部材32の全部と第二部材34の一部とが重ね合わせられた状態とされてもよい。また、第1の実施形態の他の変形例として、その第一工程では、第一部材32の全部と第二部材34の全部とが重ね合わせられた状態とされてもよい。
10X 超音波ホーンの軸線
12 先端軸部
14 拡径部
14A 拡径部の先端面
14B 凹部
30 接合体
32 第一部材
32H 貫通穴
32Z バリの一部
34 第二部材
34H 貫通孔
34X 第二部材における第一部材との重合部
38 隙間
40 接合体
42 第二部材
42H 貫通孔
42X 第二部材における第一部材との重合部
46 ポンチ(孔形成部材)
48 隙間
Claims (5)
- 超音波振動が伝達される超音波ホーンを用いて、第一部材と第二部材とを超音波溶着により接合することで前記第一部材と前記第二部材との接合体を製造する、接合体の製造方法であって、
前記超音波ホーンは、全体として棒軸状とされ、先端側に形成された先端軸部と、前記先端軸部の基端側に対して段差状に拡径された拡径部と、前記拡径部の先端面側において前記先端軸部の外周面の基端に連続して形成されて前記超音波ホーンの軸線周りに設定された凹部と、を備え、
前記第一部材は、繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂材により形成され、
前記第二部材には、前記超音波ホーンの前記先端軸部の外周面との間に隙間を設定可能な大きさの貫通孔が形成されており、
前記第一部材と前記第二部材とが少なくとも一部において重ね合わせられた状態で、かつ前記第二部材における前記第一部材との重合部に前記貫通孔が設定されて前記先端軸部の外周面が前記貫通孔の内周面との間に隙間を形成する位置に配置された状態で、前記先端軸部を前記第一部材に当てて加圧及び加振しながら前記先端軸部により前記第一部材に貫通穴を形成して前記拡径部の先端面側を前記第二部材に当てることで、前記第一部材から生じたバリの一部を前記隙間及び前記凹部に流動させて、当該バリの一部を前記第二部材に溶着させる工程を有する、接合体の製造方法。 - 超音波振動が伝達される超音波ホーンを用いて、第一部材と第二部材とを超音波溶着により接合することで前記第一部材と前記第二部材との接合体を製造する、接合体の製造方法であって、
前記超音波ホーンは、全体として棒軸状とされ、先端側に形成された先端軸部と、前記先端軸部の基端側に対して段差状に拡径された拡径部と、前記拡径部の先端面側において前記先端軸部の外周面の基端に連続して形成されて前記超音波ホーンの軸線周りに設定された凹部と、を備え、
前記第一部材は、繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂材により形成されており、
前記第二部材に、前記超音波ホーンの前記先端軸部の外周面との間に隙間を設定可能な大きさの貫通孔を形成する第一工程と、
前記第一部材と前記第二部材とが少なくとも一部において重ね合わせられた状態で、かつ前記第二部材における前記第一部材との重合部に前記貫通孔が設定されて前記先端軸部の外周面が前記貫通孔の内周面との間に隙間を形成する位置に配置された状態で、前記先端軸部を前記第一部材に当てて加圧及び加振しながら前記先端軸部により前記第一部材に貫通穴を形成して前記拡径部の先端面側を前記第二部材に当てることで、前記第一部材から生じたバリの一部を前記隙間及び前記凹部に流動させて、当該バリの一部を前記第二部材に溶着させる第二工程と、
を有する接合体の製造方法。 - 前記第一工程では、前記第一部材と前記第二部材とが少なくとも一部において重ね合わせられた状態で、前記第二部材における前記第一部材との重合部に前記超音波ホーンの前記先端軸部を当てて加圧及び加振しながら、前記先端軸部により、前記第二部材における前記第一部材との重合部の一部を貫通して前記先端軸部と前記第二部材の前記貫通孔の内周面との間に隙間を形成する、請求項2記載の接合体の製造方法。
- 前記第一工程では、前記超音波ホーンとは別の孔形成部材により、前記第二部材に前記貫通孔を形成する、請求項2記載の接合体の製造方法。
- 前記第二部材は、繊維を含まない非強化熱可塑性樹脂材により形成されている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の接合体の製造方法。
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