JP6973049B2 - 熱かしめ構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両用表示装置の部品同士を熱かしめによって固定する熱かしめ構造に関するものである。

従来の熱かしめ構造として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の熱かしめ構造は、例えば、車両用の表示装置に適用されており、文字盤および拡散板が積層された積層体に、樹脂製の加飾リングを固定するために使用されている。

文字盤および拡散板には、貫通孔が設けられている。そして、加飾リングに一体的に設けられたピンが貫通孔に挿通されて、ピンの先端部が加熱加圧によって溶融されることで、径方向に拡がるように変形されて、文字盤および拡散板に対して、加飾リングが固定されるようになっている。

特開２００６−３１３０９５号公報

しかしながら、上記特許文献１の熱かしめ構造では、変形されたピンの先端部は、ドーム状の頭部となって残るので、ドーム状頭部の厚さ分だけ、熱かしめ構造における必要寸法領域として確保せざるを得ない。ドーム状頭部の厚さを薄くしようとして、無理に加圧条件を上げると、ドーム状頭部の破損に至る場合がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、熱かしめ後に形成されるピンの頭部の厚みを、従来構造よりも小さく設定できる熱かしめ構造を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本発明では、第１部材（１４０）と、
第１部材より突出し、先端側に樹脂製部分を有するピン部（１４２）と、
ピン部が挿通される貫通孔（１３２ａ）を有する第２部材（１３０）と、
貫通孔から突出したピン部の先端側に形成され樹脂製部分が熱かしめによって径方向に拡大されて構成された頭部（１４４）と、を備え、
頭部によって、第１部材が第２部材に固定される熱かしめ構造において、
貫通孔の周囲から繋がって、径方向に延びる延長孔（１３２ｂ）と、
ピン部の付け根の周囲でへこみ、延長孔と連通する周溝（１４３）と、が設けられており、
熱かしめ時に溶融したピン部の樹脂製部分が、延長孔および周溝に充填されたことを特徴としている。

この発明によれば、熱かしめする際に、ピン部（１４２）の樹脂製部分における溶融部を、延長孔（１３２ｂ）から周溝（１４３）へ流し込むことができるので、加圧力を無理に高めなくても、ピン部（１４２）の先端側に形成される頭部（１４４）の厚さ寸法を従来構造よりも小さく形成することが可能となる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

表示装置を示す正面図である。 図１におけるII−II部を示す断面図である。 表示板における貫通孔および延長孔を示す正面図である。 加飾リングのピン部が貫通孔に挿通された状態を示す断面図である。 加飾リングのピン部が表示板に熱かしめされた状態を示す断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の熱かしめ構造１０について、図１〜図５を用いて説明する。第１実施形態の熱かしめ構造１０（図５）は、車両用の表示装置１００に適用されている。表示装置１００は、車両走行時における車速、エンジン冷却水温、燃料残存量等をユーザ（視認者）に表示するものとなっている。表示装置１００は、車両のインストルメントパネルのユーザ側の面に設けられている。

表示装置１００は、図１、図２に示すように、ケース１１０、基板１２０、表示板１３０、加飾リング１４０、表示器１５０、見返し板１６０、およびフロントカバー１７０等を備えている。本熱かしめ構造１０は、ここでは、表示装置１００の表示部を形成する表示板１３０および加飾リング１４０において、加飾リング１４０を、表示板１３０に固定するものとなっている。加飾リング１４０は、本発明の第１部材に対応し、表示板１３０は、本発明の第２部材に対応する。

ケース１１０は、以下説明する各部材を収容、あるいは保持するための筐体であり、第１ケース部１１１、および第２ケース部１１２等から形成されている。

第１ケース部１１１は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料により形成されている。第１ケース部１１１は、視認側の端部で表示板１３０等を保持している。

第２ケース部１１２は、第１ケース部１１１と同様に、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料により形成された有底容器となっている。第２ケース部１１２は、第１ケース部１１１に対して、視認側とは反対側に配置されて、第１ケース部１１１に組付けられている。以下、視認側とは反対側を反視認側と呼ぶことにする。第２ケース部１１２は、基板１２０等を内部に収容することで、反視認側からの基板１２０への塵および埃等の付着を防止している。

基板１２０は、例えば、ガラスエポキシ基板等から成り、表示装置１００の電気回路部（制御部）を形成している。基板１２０は、第１ケース部１１１と、第２ケース部１１２との間に配置されている。基板１２０（制御部）は、後述する水温計１３３、燃料計１３４、および表示器１５０等の作動状態を制御するようになっている。

表示板１３０は、例えば、透光性材（例えば、透明なポリカーボネート樹脂等）から形成された薄い板部材である。表示板１３０は、視認側から見たときのケース１１０のアウトラインに沿うように形成されており、第１ケース部１１１の視認側に配置されている。

表示板１３０の所定領域（例えば、中央領域）には、透光性が維持されており、表示器１５０によって形成される画像（車速、エンジン回転数等を示す表示画像）が透過して視認される透明部１３１が形成されている。表示板１３０の透明部１３１を除く領域には、遮光性の印刷塗装（例えば黒色塗装）が施されている。

そして、表示板１３０の透明部１３１と隣接する位置には、指針式の水温計１３３、および燃料計１３４が設けられている。水温計１３３、および燃料計１３４の指針は、基板１２０における制御部によって、回動状態が制御されるようになっている。

加飾リング１４０は、表示板１３０の視認側で、透明部１３１に対応する領域に配置されて、表示器１５０による表示画像の外周部分を加飾するためのリング部材となっている。加飾リング１４０（本体部１４１）の表面は、例えば、金属色のメッキが施されて、ユーザに対して表示画像の領域を立体的に見せるようにすると共に、表示画像の外周側の見栄えを向上させるようになっている。加飾リング１４０は、熱かしめによって表示板１３０に固定されている。この熱かしめの詳細構造については、後述する。

表示器１５０は、デジタル画像によって表示画像を形成するものであり、表示部１５１、およびバックライト１５２を有している。表示部１５１は、例えば、薄膜状のトランジスタを利用したＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶ディスプレイが使用されている。表示部１５１は、表示板１３０の反視認側で、透明部１３１に対応する位置に配置されている。

バックライト１５２は、発光ダイオードのような発光体および拡散板を有しており、表示部１５１の反視認側に配置されて、表示部１５１をムラなく照明するようになっている。バックライト１５２から放出される光（発光）と、表示部１５１における表示面の各画素部の開閉作動によって各種画像が表示面に発光表示（形成）されるようになっている。表示部１５１の表示状態（表示内容）、およびバックライト１５２の発光状態は、基板１２０に設けられた制御部によって制御されるようになっている。

尚、表示器１５０としては、ＴＦＴの液晶ディスプレイを用いたものに限らず、バックライトを不要とした有機ＥＬディスプレイ等、他の型式のディスプレイを用いたものとしてもよい。

見返し板１６０は、樹脂材から形成されており、表示板１３０における表示画像、水温計１３３、および燃料計１３４等が表示される領域がユーザに視認されるようにする筒状の部材となっている。見返し板１６０の筒状の壁は、表示板１３０から視認側に延びるように形成されている。

フロントカバー１７０は、透明あるいは半透明（スモーク調）の樹脂製の板部材であり、見返し板１６０の視認側端部に固定されている。

次に、表示板１３０に対して固定される加飾リング１４０の熱かしめ構造１０の詳細について、図３〜図５を加えて説明する。

図３に示すように、表示板１３０には、加飾リング１４０に設けられたピン部１４２用のピン孔１３２が設けられている。ここで、ピン部１４２は、加飾リング１４０（本体部１４１）の反視認側の面で周方向に概ね等間隔となるように加飾リング１４０の端部より起立状に突出して複数設けられている。よって、表示板１３０には、このピン部１４２に対応するように、ピン孔１３２も複数設けられている。ピン孔１３２は、貫通孔１３２ａおよび延長孔１３２ｂを有している。

貫通孔１３２ａは、ピン部１４２が挿通される孔であり、円形孔を基に形成されている。貫通孔１３２ａの内径は、ピン部１４２が挿通可能な範囲で、ピン部１４２の外径よりも僅かに大きく設定されている。よって、ピン部１４２が貫通孔１３２ａに挿通されたときに、貫通孔１３２ａの内周面と、ピン部１４２の外周面とによって、表示板１３０に対する加飾リング１４０の位置決めが成されるようになっている。

延長孔１３２ｂは、貫通孔１３２ａの周囲から繋がって、所定の幅を持って貫通孔１３２ａの径方向外側に延びる孔となっている。延長孔１３２ｂは、貫通孔１３２ａの周囲に複数設けられている。ここでは、延長孔１３２ｂは、貫通孔１３２ａの周方向に等間隔となるように４つ設けられたものとなっている。４つの延長孔１３２ｂによって、ピン孔１３２全体は、十字孔を形成している。延長孔１３２ｂの先端側の位置は、対応する加飾リング１４０の本体部１４１における反視認側の面の領域をはみ出さない位置となっている。尚、延長孔１３２ｂの設定数は、４つに限定されるものではなく、種々設定可能である。

次に、図４に示すように、加飾リング１４０の本体部１４１における反視認側の面には、一体的に形成されたピン部１４２が設けられている。ピン部１４２は、断面が円形で本体部１４１から反視認側に延びる棒状の部材として形成されている。そして、ピン部１４２の付け根部には、ピン部１４２の周囲で（周方向に繋がるように）本体部１４１側にへこむ周溝１４３が設けられている。

ピン部１４２が貫通孔１３２ａに挿通された状態で、周溝１４３の径方向外側の溝面の位置（半径位置）は、上記の延長孔１３２ｂの先端部の位置と、ピン部１４２の外周の位置との間になるように設定されている。周溝１４３の延長孔１３２ｂと重なる領域は、延長孔１３２ｂと連通している。尚、周溝１４３の径方向外側の溝面の位置は、延長孔１３２ｂの先端部の位置よりも径方向の外側に位置するようにしてもよい。

ピン部１４２が貫通孔１３２ａに挿通された状態で、表示板１３０から突出するピン部１４２の体積は、延長孔１３２ｂによって形成される空間の体積と、周溝１４３によって形成される空間の体積と、熱かしめ後に形成されるピン先端側の頭部１４４（図５）の体積と、の和となるように予め設定されている。

熱かしめを実施するにあたっては、図４に示すように、ピン部１４２が貫通孔１３２ａに挿通された後、ピン部１４２の先端部は、熱かしめ用の冶具によって、所定の温度に加熱されると共に、本体部１４１側に向かう所定の圧力が加えられる。加熱によってピン部１４２の先端部（ピン部１４２の一部）は、溶融（軟化）し、加圧力によって、延長孔１３２ｂから周溝１４３内に流れ込むようにして、周溝１４３および延長孔１３２ｂに充填されていく。充填された部分は、図５中のドッドのハッチングにて示す充填部１４５となる。

更に、加圧が継続される中で、ピン部１４２の先端部は、径方向の外側に拡大されるようにつぶされていき、円形で扁平な頭部１４４として形成される。頭部の外径は、延長孔１３２ｂの先端位置よりも、径方向の外側に位置するように形成される。本実施形態では頭部１４４の厚さは、０．３ｍｍ程度に薄く形成される。尚、頭部１４４の外径は、延長孔１３２ｂの先端位置よりも径方向の内側に位置するようにしてもよい。頭部１４４が形成されることで、加飾リング１４０は、表示板１３０に固定される。

以上のように、本実施形態によれば、熱かしめする際に、ピン部１４２の先端部における溶融部を、延長孔１３２ｂから周溝１４３へ流し込むことができるので、加圧力を無理に高めなくても、ピン部１４２に形成される頭部１４４の厚さ寸法を従来構造よりも小さく形成することが可能となる。尚、従来構造の頭部の厚さは、１ｍｍ程度であった。

また、貫通孔１３２ａおよび周溝１４３に流れ込んで、これらに充填された溶融樹脂は固化した状態では頭部１４４に繋がった状態となる。このため、加飾リング１４０と表示板１３０との結合強度が、貫通孔１３２ａおよび周溝１４３に流れ込んで固化した樹脂分によって強固となる。

また、延長孔１３２ｂは、貫通孔１３２ａの周囲に複数設けられている。これにより、熱かしめ時に溶融したピン部１４２の一部を延長孔１３２ｂおよび周溝１４３に流し込む際に、周方向に均等に流し込むことができる。

また、貫通孔１３２ａの内周面と、ピン部１４２の外周面とによって、表示板１３０（第２部材）に対する加飾リング１４０（第１部材）の位置決めがなされるようになっている。これにより、加飾リング１４０を表示板１３０に組付けする際に、特別な位置決め冶具等を用いなくても、表示板１３０に対する加飾リング１４０の位置決めが可能となる。

また、本実施形態では、熱かしめ構造における第１部材は、表示装置１００における表示部を加飾する加飾リング１４０とし、第２部材は、表示部を形成する表示板１３０としており、加飾リング１４０と、表示板１３０との好適な熱かしめが可能となる。

また、表示板１３０の頭部１４４が形成される側に、表示用の表示器１５０が設けられている。この場合、熱かしめによる頭部１４４の厚さ寸法を従来構造よりも小さくすることができるため、表示板１３０と表示器１５０との隙間をより小さく設定することが可能となり、表示板１３０を介して表示される画像の鮮明度を上げることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、加飾リング１４０の本体部１４１とピン部１４２とは樹脂により一体構造とされているが、例えば本体部１４１を金属製とし、この金属製本体部に樹脂製のピン部を固定した構成であってもよい。例えば、この金属製本体部の上下方向に貫通孔を形成し、この貫通孔の上部から貫通孔を通して樹脂製のピン部を貫通孔の下部から突出させ、ピン部の貫通孔上部から露出する部分を抜け止め固定することで、金属製本体部と樹脂製ピン部との組合せ構成を実現可能となる。

また、本体部とピン部とを金属製で一体化し、このピン部の先端に樹脂部分を成形することで、ピン部の先端部に樹脂製部分を設けることが可能である。

また、上記実施形態では、本発明の熱かしめ構造を、車両用の表示装置における表示板１３０に加飾リング１４０を固定するためのものとして適用したが、これに限定されることなく、種々の部品同士の固定に適用することが可能である。

１０ 熱かしめ構造
１００ 表示装置
１３０ 表示板（第２部材）
１３２ａ 貫通孔
１３２ｂ 延長孔
１４０ 加飾リング（第１部材）
１４２ ピン部
１４３ 周溝
１４４ 頭部
１５０ 表示器

Claims (6)

1. 第１部材（１４０）と、
   前記第１部材より突出し、先端側に樹脂製部分を有するピン部（１４２）と、
   前記ピン部が挿通される貫通孔（１３２ａ）を有する第２部材（１３０）と、
   前記貫通孔から突出した前記ピン部の先端側に形成され前記樹脂製部分が熱かしめによって径方向に拡大されて構成された頭部（１４４）と、を備え、
   前記頭部によって、前記第１部材が前記第２部材に固定される熱かしめ構造において、
   前記貫通孔の周囲から繋がって、径方向に延びる延長孔（１３２ｂ）と、
   前記ピン部の付け根の周囲でへこみ、前記延長孔と連通する周溝（１４３）と、が設けられており、
   前記熱かしめ時に溶融した前記ピン部の前記樹脂製部分が、前記延長孔および前記周溝に充填された熱かしめ構造。
2. 前記熱かしめ時に溶融した前記ピン部の前記樹脂製部分が、前記延長孔および前記周溝に充填された状態で前記頭部に繋がっている請求項１に記載の熱かしめ構造。
3. 前記延長孔は、前記貫通孔の周囲に複数設けられた請求項１または請求項２に記載の熱かしめ構造。
4. 前記貫通孔の内周面と、前記ピン部の外周面とによって、前記第２部材に対する前記第１部材の位置決めがなされている請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の熱かしめ構造。
5. 前記第１部材は、表示装置（１００）における表示部を加飾する加飾リングであり、
   前記第２部材は、前記表示部を形成する表示板である請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の熱かしめ構造。
6. 前記表示板の前記頭部が形成される側に、表示用の画像表示器（１５０）が設けられた請求項５に記載の熱かしめ構造。

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