JP6815647B2 - 金属樹脂接合体の製造方法 - Google Patents
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Description
<第1実施形態の構成>
図1は本発明の第1実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法に適用される金属樹脂接合装置の構成を示す斜視図である。図2は金属樹脂接合装置の構成を示す側面図である。図3(a)は図2に示す枠内の電極部及び電極押圧部の構成を示す一部断面図、(b)は電極部の中心電極及び外周電極の正面図である。
電極押圧部23は、先端に中心電極24aが固定された棒状の電極ホルダ23aと、この電極ホルダ23aが進退自在に挿通される円筒状のピストン23cとを備える。ピストン23cの基端部には、外周溝に嵌合されたOリングによるパッキン23bが配設されている。また、電極押圧部23は、電極ホルダ24dの後に固定されたピストントップ23eと、このピストントップ23eが進退自在に挿通される円筒状のピストン23g,23gとを備える。各ピストン23g,23gの基端部には、外周溝に嵌合されたOリングによるパッキン23b,23bが配設されている。
次に、第1実施形態の樹脂板12にボルト11を接合して金属樹脂接合体を製造する動作を、図5及び図6を参照して説明する。
以上説明したように、第1実施形態は、平面から突出部が突出する形状の金属製の小物部品としてのボルト11を、熱可塑性の樹脂材である樹脂板12に接合する金属樹脂接合体の製造方法であり、次のような特徴を有する。
第1実施形態の変形例1の特徴は、図8に示すように、ボルト11G1〜11G7の頭部座面部11cに突起手段(後述)を設け、樹脂板12の溶融時に当接面積を増やした点にある。図8の(a1)〜(g1)はボルト11の縦方向の断面図であり、(a2)〜(g2)はボルト11の頭部座面部11cの平面図である。
第1実施形態の変形例2の特徴は次のようにした点にある。
即ち、図9(a)に示すように、ボルト11G10の頭部座面部11cの周縁部に沿って突起手段としての逆楔形状凸部T10を設けた点にある。この逆楔形状凸部T10は、頭部座面部11cの周縁部に、ネジ部11bの突出方向と同方向に周回して破線で示す凸部T10aを設け、この凸部T10aを全周に渡り外周側から押圧してネジ部11b側に所定角度で曲げ傾斜させて形成してある。なお、逆楔形状凸部T10は、請求項記載の第1逆楔形状凸部を構成する。
なお、逆楔形状凸部T10、逆楔形状凸部T11及び楔形状凸部T12は、鍛造や鋳造等で設けることが可能である。
本発明の第2実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法が、第1実施形態と異なる点は、図11に示すように、樹脂板12にボルト11の頭部11aの平面(頭部平面ともいう)11dを接合するようにした点にある。なお、平面11dは、ボルト11の頭部11aを上にして立てた際の頭部11aの上面のことである。第2実施形態で適用される金属樹脂接合装置20は、第1実施形態のものと同様である。
以上説明したように、第2実施形態は、ボルト11の頭部平面11dを樹脂板12に接合する金属樹脂接合体の製造方法であり、次のような特徴を有する。
第2実施形態の変形例1の特徴は、図12に示すように、ボルト11H1〜11H7の平面11dに突起手段を設け、樹脂板12の溶融時に当接面積を増やした点にある。図12の(a1)〜(g1)はボルトの平面11dの平面図であり、(a2)〜(g2)はボルトの縦方向の断面図である。
第2実施形態の変形例2の特徴は、突起手段として、上述した図9(a)〜(c)に示した逆楔形状凸部T10,T11及び楔形状凸部T12を、図13(a)〜(c)に示すように、ボルト11H10〜11H12の頭部平面11dに設けた点にある。
図15(a)は本発明の第3実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法に適用される金属樹脂接合装置20Aの構成を示す断面図である。この金属樹脂接合装置20Aが第1実施形態の金属樹脂接合装置20と異なる点は、中心電極24aに、ボルト11のネジ部11bが挿入可能な開口穴24a1を形成したことにある。開口穴24a1は、中心電極24aの端面から開口{図15(b)参照}して奥行き方向に円柱形状の空洞となっており、ネジ部11bの全てが挿入可能な深さと内径を有している。
図16は本発明の第4実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法を説明するための金属樹脂接合装置20及びフランジ付ナット41が組合された樹脂板12の構成を示す断面図である。
フランジ付ナット41は、図17(a)に示すように、貫通するネジ穴41aを有する筒状のナット部(雌ネジ部)41bが、概略長方形の平板で環状(平板環状)のフランジ部41cに穴が連通する状態に一体に固定されて成る。ナット部41bが突き出た側のフランジ部41cの面をフランジ表面とし、この逆側のフランジ部41cの面をフランジ裏面とする。なお、フランジ部41cは、請求項記載の接合部を構成する。
以上説明したように、第4実施形態は、フランジ付ナット41を樹脂板12に接合する金属樹脂接合体の製造方法であり、次のような特徴を有する。
第4実施形態の変形例1の特徴は、図18に示すように、フランジ付ナット41G1〜41G7のフランジ表面に突起手段を設け、樹脂板12の溶融時に当接面積を増やした点にある。図18の(a1)〜(g1)はフランジ付ナット41のフランジ表面の平面図であり、(a2)〜(g2)はフランジ付ナット41の縦方向の断面図である。
フランジ付ナット41G1は、ナット部41bを図16に示すように樹脂板12の貫通孔12aに挿通してセットした際に、各凸部K1のみが樹脂板12に当接する。
本発明の第5実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法が、第4実施形態と異なる点は、図19に示すように、樹脂板12にフランジ付ナット41のフランジ裏面を接合するようにした点にある。
以上説明したように、第5実施形態は、フランジ付ナット41のフランジ裏面を樹脂板12に接合する金属樹脂接合体の製造方法であり、次のような特徴を有する。
第5実施形態の変形例1の特徴は、図20に示すように、フランジ付ナット41H1〜41H7のフランジ裏面に突起手段を設け、樹脂板12の溶融時に当接面積を増やした点にある。図20の(a1)〜(g1)はフランジ付ナットの縦方向の断面図であり、(a2)〜(g2)はフランジ付ナットのフランジ裏面の平面図である。
図21は本発明の第6実施形態に係る金属樹脂接合体の製造方法を説明するための金属樹脂接合装置20A{図15(a)参照}及びフランジ付ナット41が組合された樹脂板12の構成を示す断面図である。
上述の図5(a)に示したように、受圧部35の端面に樹脂板12をセットし、この樹脂板12にボルト11をセットしていた。そして、図5(b)に示したように、中心電極24a及び外周電極24bをボルト11の頭部11aに当接していた。この様態を次のようにしてもよい。
11a 頭部(接合部)
11b ネジ部(雄ネジ部)
11c 頭部座面部
11d 頭部の平面
T1 凸部(突起手段)
T2 周回凸部(突起手段)
T3 先鋭凸部(突起手段)
T4 先鋭周回凸部(突起手段)
T5 角状凸部(突起手段)
T6 連続角状凸部(突起手段)
T7 連続先鋭凸部(突起手段)
T10,T11 逆楔形状凸部(突起手段)
T12 楔形状凸部(突起手段)
12 樹脂板
12b 樹脂溶融部
20,20A,20B 金属樹脂接合装置
24a 中心電極
24a1 開口穴
24b 外周電極
24b1 平面
35 受圧部
35a 受圧部の穴
41,41G1〜41G7,41H1〜41H7, フランジ付ナット
41a ネジ穴
41b ナット部(雌ネジ部)
41c フランジ部(接合部)
K1 凸部
K2 周回凸部
K3 先鋭凸部
K4 先鋭周回凸部
K5 角状凸部
K6 連続角状凸部
K7 連続先鋭凸部
i1 電流
Claims (10)
- 接合部から突出部が突出する形状の金属製の小物部品を、熱可塑性の樹脂材に接合する金属樹脂接合体の製造方法において、
前記小物部品に当接される中心電極と、この中心電極を環状に囲むように前記小物部品に当接され、当該中心電極との間に当該小物部品を介して電流が流される外周電極とを備える金属樹脂接合装置を用い、
前記小物部品の接合部の一面側が前記樹脂材に当接され、当該接合部の他面側が前記中心電極及び前記外周電極に当接された状態で、当該中心電極及び当該外周電極間に当該小物部品を介して電流を流し、この電流により小物部品に生じる抵抗発熱で当該樹脂材を溶融するステップと、
前記樹脂材の溶融部分を固化させて前記小物部品を前記樹脂材に接合するステップと、
前記小物部品の突出部が前記樹脂材に形成された貫通孔に挿通されて当該樹脂材に前記接合部が当接され、この当接面と反対側の接合部の面が前記中心電極及び前記外周電極に当接された状態で、当該中心電極と当該外周電極間に当該小物部品を介して電流を流し、この電流により当該接合部に生じる抵抗発熱で前記樹脂材を溶融するステップと、
前記樹脂材の溶融部分を固化させて前記小物部品を前記樹脂材に接合するステップと
を実行することを特徴とする金属樹脂接合体の製造方法。 - 接合部から突出部が突出する形状の金属製の小物部品を、熱可塑性の樹脂材に接合する金属樹脂接合体の製造方法において、
前記小物部品に当接される中心電極と、この中心電極を環状に囲むように前記小物部品に当接され、当該中心電極との間に当該小物部品を介して電流が流される外周電極とを備える金属樹脂接合装置を用い、
前記金属樹脂接合装置は、前記中心電極の端面から開口して奥行き方向に空洞となり、前記突出部を挿入可能な深さと内径を有する開口穴を備え、
前記小物部品の接合部の一面側が前記樹脂材に当接され、当該接合部の他面側が前記中心電極及び前記外周電極に当接された状態で、当該中心電極及び当該外周電極間に当該小物部品を介して電流を流し、この電流により小物部品に生じる抵抗発熱で当該樹脂材を溶融するステップと、
前記樹脂材の溶融部分を固化させて前記小物部品を前記樹脂材に接合するステップと、
前記接合部の突出部と反対側の面が前記樹脂材に当接され、前記開口穴に前記突出部が挿入されて当該接合部の突出部側の面に前記中心電極及び前記外周電極が当接された状態で、当該中心電極と当該外周電極間に前記小物部品を介して電流を流し、この電流により当該接合部に生じる抵抗発熱で前記樹脂材を溶融するステップと、
前記樹脂材の溶融部分を固化させて前記小物部品を前記樹脂材に接合するステップと
を実行することを特徴とする金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記接合部の突出部側の面及び当該接合部の突出部と反対側の面のうち少なくとも前記樹脂材に当接する方に、前記樹脂材に向かって突出する突起手段が形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記突起手段は、前記突出部の軸の周回方向に沿って離間状に複数設けられている
ことを特徴とする請求項3に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記突起手段は、前記突出部の軸を周回する形状で突出し、この突出部分が前記突出部側に傾斜した第1逆楔形状凸部の形状を成す
ことを特徴とする請求項3に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記突起手段は、前記突出部の軸を周回する形状で突出し、この突出部分の断面形状が基端側よりも先端側が幅広となった第2逆楔形状凸部の形状を成す
ことを特徴とする請求項3に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記突起手段は、前記突出部の軸を周回する形状で突出し、この突出部分の断面形状が先細った楔形状凸部の形状を成す
ことを特徴とする請求項3に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記小物部品は、頭部と当該頭部から突出する雄ネジ部とを有するボルトであり、
前記接合部は、前記頭部であり、
前記突出部は、前記雄ネジ部である
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記小物部品は、筒状の雌ネジ部と当該雌ネジ部の一端から径方向に延出するフランジ部とを有するナットであり、
前記接合部は、前記フランジ部であり、
前記突出部は、前記雌ネジ部である
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の金属樹脂接合体の製造方法。 - 前記熱可塑性の樹脂材に代えて熱硬化性の樹脂材に前記小物部品を接合する場合において、当該熱硬化性の樹脂材に熱で溶融するプラスチック製のワッシャを介在させて前記小物部品の接合部を当接する
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の金属樹脂接合体の製造方法。
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