JPH02248236A - プラスチック接合スタッド - Google Patents
プラスチック接合スタッドInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はプラスチック接合方法及び接合スタッドに関
し、更に詳しくはプラスチック製の接合材と対象母材と
の相対的な回転摩擦による発熱を利用して接合材と対象
母材とを融着接合する方法とそれに使用する接合スタッ
ドに関するものである。
し、更に詳しくはプラスチック製の接合材と対象母材と
の相対的な回転摩擦による発熱を利用して接合材と対象
母材とを融着接合する方法とそれに使用する接合スタッ
ドに関するものである。
［従来の技術］
従来より、プラスデック材の接合は、同種または異種プ
ラスチックの対象母材に対して接着剤を用いる方法、高
周波または超音波による融着を利用する方法、或いは熱
風で融着する方法などが知られている。
ラスチックの対象母材に対して接着剤を用いる方法、高
周波または超音波による融着を利用する方法、或いは熱
風で融着する方法などが知られている。
接着剤を用いる方法では、接合すべき両者のプラスチッ
クの材質に応じた種類の接着剤を選ぶ必要があり、また
溶剤の気化や重合反応の完了に時間がかかり、強い接合
強度を得るには使用材料の材質の選定や施工に専門知識
が不可欠であり、施工後の養生期間も長くとる必要があ
る。
クの材質に応じた種類の接着剤を選ぶ必要があり、また
溶剤の気化や重合反応の完了に時間がかかり、強い接合
強度を得るには使用材料の材質の選定や施工に専門知識
が不可欠であり、施工後の養生期間も長くとる必要があ
る。
また高周波や超音波による融着を利用する方法では、融
着部位にエネルギーを集中させるために特殊な治具或は
接合部の事前成形加工が必要であり、またエネルギー照
射のための装置構成も大がかりであって熟練を要し、接
合でき・る対象の形状や部位が限られている。
着部位にエネルギーを集中させるために特殊な治具或は
接合部の事前成形加工が必要であり、またエネルギー照
射のための装置構成も大がかりであって熟練を要し、接
合でき・る対象の形状や部位が限られている。
更に熱風で融着する方法では接着部位以外にも熱風が当
るので変形が生じやすい欠点がある。
るので変形が生じやすい欠点がある。
［発明が解決しようとする課題］
この発明は、前述の従来技術の状況に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、対象母材と摩擦発
熱で溶融しあうものであればどんな材質のプラスチック
の接合材を用いても充分高い接合構造強度を得ることが
でき、溶融部の広がりを必要最小限に抑えて、接合施工
作業も容易で能率的に行え、しかも簡単な回転ハンドツ
ールによって対象母材の片側から接合材の溶着施工がで
きるプラスチック接合方法およびそわに用いる接合スタ
ッドを提供することである。
のであり、その目的とするところは、対象母材と摩擦発
熱で溶融しあうものであればどんな材質のプラスチック
の接合材を用いても充分高い接合構造強度を得ることが
でき、溶融部の広がりを必要最小限に抑えて、接合施工
作業も容易で能率的に行え、しかも簡単な回転ハンドツ
ールによって対象母材の片側から接合材の溶着施工がで
きるプラスチック接合方法およびそわに用いる接合スタ
ッドを提供することである。
［課題を解決するための手段］
すなわち、請求項１に記載の発明に係るプラスチック接
合方法においては、プラスチック製の接合材と対象母材
との接合に際して、前記接合材を前記対象母材と相対的
に自転させると共に、前記対象母材に対して前記接合材
を押当て、回転摩擦による発熱で前記接合材を前記対象
母材と融着接合するものである。
合方法においては、プラスチック製の接合材と対象母材
との接合に際して、前記接合材を前記対象母材と相対的
に自転させると共に、前記対象母材に対して前記接合材
を押当て、回転摩擦による発熱で前記接合材を前記対象
母材と融着接合するものである。
この場合、前記融着接合の態様は大別して二つあり、一
つには接合材の先端面を回転摩擦により融着させる方式
であり、もう一つには接合材の周面を回転摩擦により融
着させる方式である。もちろんこの両者が同時に起きる
場合もある。
つには接合材の先端面を回転摩擦により融着させる方式
であり、もう一つには接合材の周面を回転摩擦により融
着させる方式である。もちろんこの両者が同時に起きる
場合もある。
請求項４に記載の発明に係るプラスチック接合方法では
、前記対象母材とそれに隣接するプラスチック部材とに
対して共通の前記接合材を同様に自転させ、前記対象母
材と隣接部材の両方共に同一の前記接合材と摩擦融着さ
せて前記対象母材と隣接部材とを前記接合材により一体
に接合するものである。
、前記対象母材とそれに隣接するプラスチック部材とに
対して共通の前記接合材を同様に自転させ、前記対象母
材と隣接部材の両方共に同一の前記接合材と摩擦融着さ
せて前記対象母材と隣接部材とを前記接合材により一体
に接合するものである。
請求項５に記載の発明に係るプラスチック接合方法では
、自転する接合部と対象母材どの回転摩擦部位に溶融が
生じたのちに、前記接合材の自転を停止させると共に、
例えばノズルによる空気の吸引または空気か水の吹き出
し・などによって該部位の表面に冷却流体の流れを生ゼ
しぬることにより前記溶融部位を固化させる。
、自転する接合部と対象母材どの回転摩擦部位に溶融が
生じたのちに、前記接合材の自転を停止させると共に、
例えばノズルによる空気の吸引または空気か水の吹き出
し・などによって該部位の表面に冷却流体の流れを生ゼ
しぬることにより前記溶融部位を固化させる。
請求項６に記載の発明に係るプラスチック接合用の接合
スタッドは前述の方法発明の実施に直接使用されるもの
であり、尾端部に回転工具の回転駆動力を受取るための
回転伝達構造を有し、対象母材との相対的な回転摩擦に
よる発熱で溶融する熱可塑性プラスチック製のほぼ柱状
の本体を備えている。
スタッドは前述の方法発明の実施に直接使用されるもの
であり、尾端部に回転工具の回転駆動力を受取るための
回転伝達構造を有し、対象母材との相対的な回転摩擦に
よる発熱で溶融する熱可塑性プラスチック製のほぼ柱状
の本体を備えている。
請求項７に記載の発明に係る接合スタッドでは前記ほぼ
柱状の本体が円形先細りのテーパー形状を有し、また請
求項７に記載の発明に係る接合スタッドでは本体の先端
面に前記回転による対象母材への食い込み用の刃が設け
られている。
柱状の本体が円形先細りのテーパー形状を有し、また請
求項７に記載の発明に係る接合スタッドでは本体の先端
面に前記回転による対象母材への食い込み用の刃が設け
られている。
［作用］
請求項１に記載の発明に係るプラスチック接合方法にお
いて、プラスチック製の接合材を対象母材と相対的に自
転させて、前記対象母材に対して前記接合材を押当てる
と、この押当部位に回転摩擦が生じ、相対回転速度と押
当力に応じた摩擦による発熱で前記接合材と前記対象母
材とが溶融しはじめ、これに相対回転による溶融プラス
チック同士の掻き混ぜ効果が加わって、両者の溶融部の
組織がからみあった状態となる。そこで接合材の自転を
止めると溶融部は冷えて固まり、両者は強固に融着接合
される。
いて、プラスチック製の接合材を対象母材と相対的に自
転させて、前記対象母材に対して前記接合材を押当てる
と、この押当部位に回転摩擦が生じ、相対回転速度と押
当力に応じた摩擦による発熱で前記接合材と前記対象母
材とが溶融しはじめ、これに相対回転による溶融プラス
チック同士の掻き混ぜ効果が加わって、両者の溶融部の
組織がからみあった状態となる。そこで接合材の自転を
止めると溶融部は冷えて固まり、両者は強固に融着接合
される。
このように、本発明では摩擦溶融と相対回転による攪拌
との相乗作用によって接合を行うので、融点温度が大き
く掛は離れていないかぎり、殆どの種類の熱可塑性プラ
スデック同士の接合において高い強度の接合が達成でき
る。例えば対象母材が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
の場合、溶融樹脂中での摩擦によって強化繊維が接合材
側の溶融部位にもからみ合い、冷却固化後の接合強度が
充分なものとなる。
との相乗作用によって接合を行うので、融点温度が大き
く掛は離れていないかぎり、殆どの種類の熱可塑性プラ
スデック同士の接合において高い強度の接合が達成でき
る。例えば対象母材が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
の場合、溶融樹脂中での摩擦によって強化繊維が接合材
側の溶融部位にもからみ合い、冷却固化後の接合強度が
充分なものとなる。
また本発明における接合施工作業は接合材を自転させて
対象母材に押し付け、摩擦部位に溶融が生じたら自転を
止めるだけであるから熟練を要することなく電動ドリル
のような回転ハンドツールで容易に能率的に行え、しか
も対象母材の片側のみから接合材の溶着施工ができるの
で反対側の構造によって施工が制限を受けることもない
。
対象母材に押し付け、摩擦部位に溶融が生じたら自転を
止めるだけであるから熟練を要することなく電動ドリル
のような回転ハンドツールで容易に能率的に行え、しか
も対象母材の片側のみから接合材の溶着施工ができるの
で反対側の構造によって施工が制限を受けることもない
。
請求項４に記載の発明に係るプラスチック接合方法は、
前記対象母材が隣接するプラスチック部材を含む場合を
扱っている。この場合、前記接合材を同様に自転させ、
前記対象母材と隣接部材の両方共に同一の前記接合材と
摩擦させる。これにより共通の接合材どの共通の摩擦溶
融部位が前記対象母材と隣接部材どの間に形成され、三
者の溶融樹脂の掻き混ぜにより一体的な強固な接合が達
成される。この方法には、例えば対象母材の上にシート
状の隣接部材が重１２っている場合、自転する接合材に
より両名を貫き通して接合材周面での相互の攪拌融着に
よりリベット状に一体に接合したり、通常の金属材の溶
接のように母材同士を突合せまたは隅肉継手構造にて隣
接させた場合、これら継手部に自転する接合材を押当て
ながら摩擦溶融させて溶接することなどが包含される。
前記対象母材が隣接するプラスチック部材を含む場合を
扱っている。この場合、前記接合材を同様に自転させ、
前記対象母材と隣接部材の両方共に同一の前記接合材と
摩擦させる。これにより共通の接合材どの共通の摩擦溶
融部位が前記対象母材と隣接部材どの間に形成され、三
者の溶融樹脂の掻き混ぜにより一体的な強固な接合が達
成される。この方法には、例えば対象母材の上にシート
状の隣接部材が重１２っている場合、自転する接合材に
より両名を貫き通して接合材周面での相互の攪拌融着に
よりリベット状に一体に接合したり、通常の金属材の溶
接のように母材同士を突合せまたは隅肉継手構造にて隣
接させた場合、これら継手部に自転する接合材を押当て
ながら摩擦溶融させて溶接することなどが包含される。
請求項５に記載の発明に係るプラスチック接合方法は、
請求項１に記載の発明の摩擦溶着の終期に対する工程を
規定するものである。ここでは、自転する接合材と対象
母材との回転摩擦部位に溶融が生じたのちに、前記接合
材の自転を停止させると共に、例えばノズルによる空気
の吸引または空気か水の吹き出しなどによって該部位の
表面に冷却流体の流れを生ぜしめ、そねによって前記溶
融部位を強制冷却で早期に固化させる。こねにより、同
種接合材を多数の個所に接合する繰り返し工程において
、施工作業のスピードアップに貢献できることになる。
請求項１に記載の発明の摩擦溶着の終期に対する工程を
規定するものである。ここでは、自転する接合材と対象
母材との回転摩擦部位に溶融が生じたのちに、前記接合
材の自転を停止させると共に、例えばノズルによる空気
の吸引または空気か水の吹き出しなどによって該部位の
表面に冷却流体の流れを生ぜしめ、そねによって前記溶
融部位を強制冷却で早期に固化させる。こねにより、同
種接合材を多数の個所に接合する繰り返し工程において
、施工作業のスピードアップに貢献できることになる。
請求項６に記載の発明に係るプラスデック接合用の接合
スタッドは前述の方法発明の実施に直接使用される接合
材である。この接合スタッドは対象母材との相対的な回
転摩擦による発熱で溶融する熱可塑性プラスチック製の
ほぼ柱状の本体を備えており、尾端部の回転伝達構造、
例えば自転軸と同軸の角穴などの非円形穴に回転工具の
回転軸の非円形端部を受は入れるようになっている。
スタッドは前述の方法発明の実施に直接使用される接合
材である。この接合スタッドは対象母材との相対的な回
転摩擦による発熱で溶融する熱可塑性プラスチック製の
ほぼ柱状の本体を備えており、尾端部の回転伝達構造、
例えば自転軸と同軸の角穴などの非円形穴に回転工具の
回転軸の非円形端部を受は入れるようになっている。
勿論、前記尾端部の回転伝達構造はこれとは逆に回転工
具のチャックによって掴まれる軸端形状であってもよい
。この接合スタッドは回転工具からの回転駆動力を尾端
部に受取って自転し、これを対象母材に押付けることで
対象母材との相対的な回転摩擦を生じて発熱し、摩擦部
位において溶融する。
具のチャックによって掴まれる軸端形状であってもよい
。この接合スタッドは回転工具からの回転駆動力を尾端
部に受取って自転し、これを対象母材に押付けることで
対象母材との相対的な回転摩擦を生じて発熱し、摩擦部
位において溶融する。
好ましくは前記回転伝達構造は、使用する回転工具の主
軸とワンタッチで着脱できる単純な非円形ソケットまた
は掴み軸とする。
軸とワンタッチで着脱できる単純な非円形ソケットまた
は掴み軸とする。
請求項７に記載の発明に係る接合スタッドは前記ほぼ柱
状の本体が円形先細りのテーパー形状を有するものであ
り、従って対象母材に予め先導穴を穿設しておいて、こ
の先導穴に先細りテーパー状のスタッドを自転させなが
ら、スタッド周面が先導穴の内壁面を押広げ気味となる
ように圧入すると、スタッド周面での摩擦部位全域に亙
る効果的な発熱と溶融樹脂の攪拌とが起こり、これによ
り心ずれのない強力な埋め込みスタッドの取付けが達成
できる。
状の本体が円形先細りのテーパー形状を有するものであ
り、従って対象母材に予め先導穴を穿設しておいて、こ
の先導穴に先細りテーパー状のスタッドを自転させなが
ら、スタッド周面が先導穴の内壁面を押広げ気味となる
ように圧入すると、スタッド周面での摩擦部位全域に亙
る効果的な発熱と溶融樹脂の攪拌とが起こり、これによ
り心ずれのない強力な埋め込みスタッドの取付けが達成
できる。
また請求項７に記載の発明に係る接合スタッドでは本体
の先端面に前記回転による対象母材への食い込み用の刃
が設けられているから、スタッド先端面の前記刃で対象
母材の狙った個所にドリリングしながら、位置ずれなく
スタッドの取付けを果たすことが可能である。
の先端面に前記回転による対象母材への食い込み用の刃
が設けられているから、スタッド先端面の前記刃で対象
母材の狙った個所にドリリングしながら、位置ずれなく
スタッドの取付けを果たすことが可能である。
この発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の通りで
ある。
ある。
［実施例］
第１図には、プラスチックパネル１にプラスチックスタ
ッド２を本発明に従って接合する様子が示されている。
ッド２を本発明に従って接合する様子が示されている。
スタッド２はポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなり
、尾端に軸心と同軸の角穴３を穿ったほぼ柱状のもので
ある。このスタッド２は、電動回転ハンドツールである
工具４の回転軸端にあるチャック５に尾端からワンタッ
チで挿し込まれ、工具回転軸先端の角頭（図示せず）と
前記角穴３とがソケット連結されて工具４の回転駆動を
受けるようになっている。尚、６は工具４の回転をオン
・オフ並びに回転数調整するための操作ノブ、７はスタ
ッド２に設けられている線通しである。
、尾端に軸心と同軸の角穴３を穿ったほぼ柱状のもので
ある。このスタッド２は、電動回転ハンドツールである
工具４の回転軸端にあるチャック５に尾端からワンタッ
チで挿し込まれ、工具回転軸先端の角頭（図示せず）と
前記角穴３とがソケット連結されて工具４の回転駆動を
受けるようになっている。尚、６は工具４の回転をオン
・オフ並びに回転数調整するための操作ノブ、７はスタ
ッド２に設けられている線通しである。
第２図（ａ） （ｂ） （ｃ）に前記と同様の接合スタ
ッド２２の接合部分の様子が模式的に拡大されて示され
ている。第２図（ａ）において、工具回転軸２６の先端
には中心に角頭２７と周囲に複数の保持ばね片２８が設
けられている。スタッド２２は尾端に角穴２３を有する
円柱状の熱可塑性プラスチックからなり、工具回転軸先
端にその尾端から挿込んだときに角穴２３内に回転軸の
角頭２７を受は入れて回転伝達結合部を構成し、また保
持ばね２８で挟持されて脱落しないようになっている。
ッド２２の接合部分の様子が模式的に拡大されて示され
ている。第２図（ａ）において、工具回転軸２６の先端
には中心に角頭２７と周囲に複数の保持ばね片２８が設
けられている。スタッド２２は尾端に角穴２３を有する
円柱状の熱可塑性プラスチックからなり、工具回転軸先
端にその尾端から挿込んだときに角穴２３内に回転軸の
角頭２７を受は入れて回転伝達結合部を構成し、また保
持ばね２８で挟持されて脱落しないようになっている。
この状態で工具回転軸２６を矢印のように回転させて対
象母材であるプラスチックパネル２１の目標個所に押付
ける。この場合、スタッド２２を目標個所に正確に押付
けるためにスタッド２２の尖端面を図示のように円錐凸
形に形成しておいたり、パネル２１の目標個所にポンチ
穴程度の窪み２５を予め形成しておいたりしてもよい。
象母材であるプラスチックパネル２１の目標個所に押付
ける。この場合、スタッド２２を目標個所に正確に押付
けるためにスタッド２２の尖端面を図示のように円錐凸
形に形成しておいたり、パネル２１の目標個所にポンチ
穴程度の窪み２５を予め形成しておいたりしてもよい。
この押付けによりでスタッド２２の先端部でパネル２１
の表面との回転摩擦が生じ、それによる発熱で第２図（
ｂ）に示すように摩擦部位に溶融が起きてスタッドとパ
ネルの樹脂同士が回転により攪拌され、両者の混合樹脂
のビード２９が形成される。この状態で回転＠２６の回
転を止め、ビード２９が冷え゛〔固まった時点で工具回
転軸２６を上へ持ち上げれば、第２図（Ｃ）に示すよう
にパネル２１上にスタッド２２を接合した状態になる。
の表面との回転摩擦が生じ、それによる発熱で第２図（
ｂ）に示すように摩擦部位に溶融が起きてスタッドとパ
ネルの樹脂同士が回転により攪拌され、両者の混合樹脂
のビード２９が形成される。この状態で回転＠２６の回
転を止め、ビード２９が冷え゛〔固まった時点で工具回
転軸２６を上へ持ち上げれば、第２図（Ｃ）に示すよう
にパネル２１上にスタッド２２を接合した状態になる。
尚、この例のスタッド２２は角穴２３を有するものであ
るが、これは第２図（ｄ）に示すように角頭２３ａを有
するスタッド２２ａでもよく、この場合は工具軸先端の
回転伝達構造を対応して雌型構成にすればよい。またス
タッドの外形は円柱状のものに限られるわけではなく、
第２（ｅ）図に示すように角柱状のスタッド２２ｂとし
てもよい。尚、第２（Ｃ）図で２３ｂはスタッド端面に
穿たれた雌ねじ孔であり、この雌ねじ孔２３ｂの代りに
雄ねじを突設してもよい。この場合のスタッド２２ｂの
回転駆動は、第２（ａ）図に示したようなと似たような
構成の工具軸でスタッド２２ｂの本体外周面を掴んで行
なλる。また２４はスタッド２２ｂに設けられた線材通
し孔（線材保持輪）であり、当然のことながらその配蓋
位置はスタッドの回転駆動の邪魔にならない位置に定め
られている。
るが、これは第２図（ｄ）に示すように角頭２３ａを有
するスタッド２２ａでもよく、この場合は工具軸先端の
回転伝達構造を対応して雌型構成にすればよい。またス
タッドの外形は円柱状のものに限られるわけではなく、
第２（ｅ）図に示すように角柱状のスタッド２２ｂとし
てもよい。尚、第２（Ｃ）図で２３ｂはスタッド端面に
穿たれた雌ねじ孔であり、この雌ねじ孔２３ｂの代りに
雄ねじを突設してもよい。この場合のスタッド２２ｂの
回転駆動は、第２（ａ）図に示したようなと似たような
構成の工具軸でスタッド２２ｂの本体外周面を掴んで行
なλる。また２４はスタッド２２ｂに設けられた線材通
し孔（線材保持輪）であり、当然のことながらその配蓋
位置はスタッドの回転駆動の邪魔にならない位置に定め
られている。
第３図は別の実施例を示すものであり、ここで用いる接
合材３２は先端に金属性のドリルビット３０を埋込んだ
先細りテーパー形状のプラスデック円錐体である。この
円錐接合材３２は尾端に角穴３３を有し、前述と同様な
回転工具を用いて施工に利用される。即ち、第３図（ｂ
） に示すように対象母材３１に被覆プラスチック板３
４を止着する場合、プラスデック板３４の上から回転工
具で回転されている円錐接合材３２を押し当て、回転さ
せながらさらに押込むと、先端のドリルビット３０によ
るドリリングで接合材３２がプラスチック板３４を貫い
て母材パネル３１内に侵入すると共に、接合材３２の円
Ｓｉｉ面でプラスチック板３４および母材パネル３１と
の回転摩擦を生じ、この摩擦による発熱で摩擦部位が溶
融すると同時に回転による溶融樹脂の攪拌が行なわれる
。従って接合材３２が所定深さまで侵入して摩擦による
樹脂の攪拌がなされたのちに接合材３２の回転を停止さ
せ、溶融樹脂の冷却固化を待ってからプラスチック板表
面の不要なビード３９を削り取ると、第３図（Ｃ）に示
すように母材パネル３１と被覆プラスチック板３４との
接合材３２による接合が完了する。尚、この場合、母材
パネル３１とプラスチック板３４との接合予定個所に円
錐状などの先導穴を開けておくことは好ましいことであ
り、これによって接合材３２の先端のドリルビット３０
がなくても接合を果たすことができることもある。
合材３２は先端に金属性のドリルビット３０を埋込んだ
先細りテーパー形状のプラスデック円錐体である。この
円錐接合材３２は尾端に角穴３３を有し、前述と同様な
回転工具を用いて施工に利用される。即ち、第３図（ｂ
） に示すように対象母材３１に被覆プラスチック板３
４を止着する場合、プラスデック板３４の上から回転工
具で回転されている円錐接合材３２を押し当て、回転さ
せながらさらに押込むと、先端のドリルビット３０によ
るドリリングで接合材３２がプラスチック板３４を貫い
て母材パネル３１内に侵入すると共に、接合材３２の円
Ｓｉｉ面でプラスチック板３４および母材パネル３１と
の回転摩擦を生じ、この摩擦による発熱で摩擦部位が溶
融すると同時に回転による溶融樹脂の攪拌が行なわれる
。従って接合材３２が所定深さまで侵入して摩擦による
樹脂の攪拌がなされたのちに接合材３２の回転を停止さ
せ、溶融樹脂の冷却固化を待ってからプラスチック板表
面の不要なビード３９を削り取ると、第３図（Ｃ）に示
すように母材パネル３１と被覆プラスチック板３４との
接合材３２による接合が完了する。尚、この場合、母材
パネル３１とプラスチック板３４との接合予定個所に円
錐状などの先導穴を開けておくことは好ましいことであ
り、これによって接合材３２の先端のドリルビット３０
がなくても接合を果たすことができることもある。
第４図はプラスチック母材４１の表面に金属板４４を重
ね、これをプラスチックリベット４２で止着する場合の
実施例である。この場合、接合材としてのプラスチック
リベツ１４２は第４図（ａ）に示すように大径頭部４５
を有する頭付リベットであり、頭部４５の頂面には角穴
４３が設けられている。一方、金属板４４の止着予定個
所には第４図（ｂ） に示すようにリベット４２の胴部
より大径の貫通孔４６が穿たれ、またプラスチック母材
４１の対応部分には適当な深さの円形窪み４７が設けら
れている。母材４１に金属板４４を正しく重ね、そのと
きの窪み４７の底から金属板４４の表面までの深さ寸法
より若干長い胴部のリベット４２を用意する。このリベ
ット４２を貫通孔４６に挿込み、頭部４５の上から工具
回転軸先端の角頭を角孔４３に嵌め、工具回転軸によっ
てリベット４２を回転させつつ上から押し付けると、リ
ベット４２の先端部分とプラスチック母材４１の窪み４
７の底面との相対回転摩擦が生じる。こねにより摩擦部
位に発熱が起き、第４図（Ｃ）に示すように両者の樹脂
が溶融攪拌されて窪み４７内に充満する。リベット４２
の頭部４５の下面が金属板４４の表面に接したときにリ
ベット４２の回転を止め、そのまま少しの間だけ押し付
は状態を保持すると、窪み４７内の溶融樹脂４９が冷え
て固まり、リベット４２による金属板４４の止着が果た
される。
ね、これをプラスチックリベット４２で止着する場合の
実施例である。この場合、接合材としてのプラスチック
リベツ１４２は第４図（ａ）に示すように大径頭部４５
を有する頭付リベットであり、頭部４５の頂面には角穴
４３が設けられている。一方、金属板４４の止着予定個
所には第４図（ｂ） に示すようにリベット４２の胴部
より大径の貫通孔４６が穿たれ、またプラスチック母材
４１の対応部分には適当な深さの円形窪み４７が設けら
れている。母材４１に金属板４４を正しく重ね、そのと
きの窪み４７の底から金属板４４の表面までの深さ寸法
より若干長い胴部のリベット４２を用意する。このリベ
ット４２を貫通孔４６に挿込み、頭部４５の上から工具
回転軸先端の角頭を角孔４３に嵌め、工具回転軸によっ
てリベット４２を回転させつつ上から押し付けると、リ
ベット４２の先端部分とプラスチック母材４１の窪み４
７の底面との相対回転摩擦が生じる。こねにより摩擦部
位に発熱が起き、第４図（Ｃ）に示すように両者の樹脂
が溶融攪拌されて窪み４７内に充満する。リベット４２
の頭部４５の下面が金属板４４の表面に接したときにリ
ベット４２の回転を止め、そのまま少しの間だけ押し付
は状態を保持すると、窪み４７内の溶融樹脂４９が冷え
て固まり、リベット４２による金属板４４の止着が果た
される。
第５図はカップ状のプラスチック部品５２をプラスチッ
クパネル５１に接合する場合の実施例である。第５図（
ａ）に示すようなカップ状のプラスデック部品５２は、
第５図（ｂ） に示すように先端に吸盤５５を装着した
工具回転軸５６による押付けによってパネル上で回転さ
れる。これにより第５図（Ｃ）に示すようにカップ状部
品５２の底面とパネル５１の表面との間で回転摩擦によ
る溶融攪拌接合が行なわれる。
クパネル５１に接合する場合の実施例である。第５図（
ａ）に示すようなカップ状のプラスデック部品５２は、
第５図（ｂ） に示すように先端に吸盤５５を装着した
工具回転軸５６による押付けによってパネル上で回転さ
れる。これにより第５図（Ｃ）に示すようにカップ状部
品５２の底面とパネル５１の表面との間で回転摩擦によ
る溶融攪拌接合が行なわれる。
第６図はプラスチック板同士の隅肉部の接合の例を示し
ている。第６図（ａ）において横板６１ａと縦板６１ｂ
とは共にプラスチック材であり、両者間の隅肉継手部に
は継手長さ方向に飛び飛びに接合材６２が没入融着され
ている。この接合材６２としては前述の第３図に示した
円錐接合材３２を用いることができる。所要の間隔で、
或は隙間なく接合材６２を没入融着させた後、第６図（
ｂ）に示すように隅肉部を切削しておくとよいや第７図
はプラスチック板７１ａと７１ｂとの突合せ継手部を接
合材７２によって接合する場合の実施例である。第７図
においてプラスチック板７Ｉａ、７１ｈは突合せ継手を
形成し、継手表面には必要に応じて開先溝が形成される
。接合材７２は継手開先の真上から回転されつつ押当て
られ、所要深さまで押込まれる。この際の三者間の摩擦
で両プラスチック板と接合材とが融着されることは前述
の場合と同様である。
ている。第６図（ａ）において横板６１ａと縦板６１ｂ
とは共にプラスチック材であり、両者間の隅肉継手部に
は継手長さ方向に飛び飛びに接合材６２が没入融着され
ている。この接合材６２としては前述の第３図に示した
円錐接合材３２を用いることができる。所要の間隔で、
或は隙間なく接合材６２を没入融着させた後、第６図（
ｂ）に示すように隅肉部を切削しておくとよいや第７図
はプラスチック板７１ａと７１ｂとの突合せ継手部を接
合材７２によって接合する場合の実施例である。第７図
においてプラスチック板７Ｉａ、７１ｈは突合せ継手を
形成し、継手表面には必要に応じて開先溝が形成される
。接合材７２は継手開先の真上から回転されつつ押当て
られ、所要深さまで押込まれる。この際の三者間の摩擦
で両プラスチック板と接合材とが融着されることは前述
の場合と同様である。
第８図は融着部位の強制冷却を行なう場合の例である。
回転工具８０の先端には回転軸端８６の周囲を囲むよう
に非回転のウェアリング（覆い）８２がばね８３を介し
て装着されている。ウェアリング８２はベアリング８４
によって回転軸８６と相対回転及び軸方向スライド可能
であり、図示のように母材１の表面上において接合作業
中のスタッド２の周囲を取り囲むものである。ウェアリ
ング８２には先端に通気孔８７が複数段けられ、また図
示しない吸気ポンプに通じたデユープ８９がボート８８
を介してウェアリング内部空間に連通されている。この
ようなウェアリング８２を装備した回転工具８０によっ
てスタッド２を母材１に接合する場合、接合作業中に前
記溶融が生じて充分な攪拌がなされた時期を見計らって
回転＠８６の回転を停止させると共に吸気ポンプを作動
させると、矢印で示したような空気の吸引により融着部
位表面に冷却風の流れを生じ、強制空冷によって融着部
位が速く固化してスタッド２の取り付は作業に要する時
間を短縮化できるようになる。
に非回転のウェアリング（覆い）８２がばね８３を介し
て装着されている。ウェアリング８２はベアリング８４
によって回転軸８６と相対回転及び軸方向スライド可能
であり、図示のように母材１の表面上において接合作業
中のスタッド２の周囲を取り囲むものである。ウェアリ
ング８２には先端に通気孔８７が複数段けられ、また図
示しない吸気ポンプに通じたデユープ８９がボート８８
を介してウェアリング内部空間に連通されている。この
ようなウェアリング８２を装備した回転工具８０によっ
てスタッド２を母材１に接合する場合、接合作業中に前
記溶融が生じて充分な攪拌がなされた時期を見計らって
回転＠８６の回転を停止させると共に吸気ポンプを作動
させると、矢印で示したような空気の吸引により融着部
位表面に冷却風の流れを生じ、強制空冷によって融着部
位が速く固化してスタッド２の取り付は作業に要する時
間を短縮化できるようになる。
尚、以上の各実施例では回転工具として手持ちのハンド
ツールを用いる場合を主に例示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、現場作業以外の工場内作業に
おいて据置型の回転工具または自動機械によって接合作
業を行なう場合も包含するものである。
ツールを用いる場合を主に例示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、現場作業以外の工場内作業に
おいて据置型の回転工具または自動機械によって接合作
業を行なう場合も包含するものである。
［発明の効果コ
以上に述べたように、本発明によれば、プラスチック材
同士の摩擦発熱による溶融と回転による溶融部の攪拌と
によって接合を行なわせるものであるから、対象母材と
摩擦発熱で溶融しあうものであればどんな材質のプラス
チックの接合材を用いても充分高い接合構造強度を得る
ことができ、接合施工作業も簡単な回転ハンドツールに
よって対象母材の片側から容易且つ能率的に行えるもの
である。
同士の摩擦発熱による溶融と回転による溶融部の攪拌と
によって接合を行なわせるものであるから、対象母材と
摩擦発熱で溶融しあうものであればどんな材質のプラス
チックの接合材を用いても充分高い接合構造強度を得る
ことができ、接合施工作業も簡単な回転ハンドツールに
よって対象母材の片側から容易且つ能率的に行えるもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図（ａ）
（ｂ） （ｃ） （ｄ） （ｅ）は接合部位の具体的
な実施例を示す工程説明図、第３図（ａ） （ｂ） （
ｃ）は接合部位の別の具体的な実施例を示す工程説明図
、第４図（ａ） （ｂ） （ｃ）は接合部位のさらに別
の具体的な実施例を示す工程説明図、第５図（ａ） （
ｂ） （ｅ）は接合部位の更に別の具体的な実施例を示
す工程説明図、第６図（ａ） （ｂ）は隅肉継手の接合
を行なう実施例を示す斜視図、第７図は突合せ継手の接
合を行なう実施例を示す説明図、第８図は強制空冷方式
の接合工具の要部を示す構成説明図である。 （主要部分の符号の説明） １ニブラスチツクパネル（対象母材）、２：接合スタッ
ド（接合材）、３：角穴、４：回転工具。
（ｂ） （ｃ） （ｄ） （ｅ）は接合部位の具体的
な実施例を示す工程説明図、第３図（ａ） （ｂ） （
ｃ）は接合部位の別の具体的な実施例を示す工程説明図
、第４図（ａ） （ｂ） （ｃ）は接合部位のさらに別
の具体的な実施例を示す工程説明図、第５図（ａ） （
ｂ） （ｅ）は接合部位の更に別の具体的な実施例を示
す工程説明図、第６図（ａ） （ｂ）は隅肉継手の接合
を行なう実施例を示す斜視図、第７図は突合せ継手の接
合を行なう実施例を示す説明図、第８図は強制空冷方式
の接合工具の要部を示す構成説明図である。 （主要部分の符号の説明） １ニブラスチツクパネル（対象母材）、２：接合スタッ
ド（接合材）、３：角穴、４：回転工具。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プラスチック製の接合材と対象母材との接合に際し
て、前記接合材を前記対象母材と相対的に自転させると
共に、前記対象母材に対して前記接合材を押当て、回転
摩擦による発熱で前記接合材を前記対象母材と融着接合
することを特徴とするプラスチック接合方法。 ２、接合材の先端面を回転摩擦により融着させる請求項
１に記載のプラスチック接合方法。 ３、接合材の周面を回転摩擦により融着させる請求項１
に記載のプラスチック接合方法。 ４、前記対象母材が隣接部材を含み、前記対象母材と隣
接部材の両方共に同一の前記接合材と摩擦融着させて前
記対象母材と隣接部材とを前記接合材により一体に接合
することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック接
合方法。 ５、接合材と対象母材との回転摩擦部位に溶融が生じた
のちに前記自転を停止させると共に該部位の表面に冷却
流体の流れを生ぜしめて固化させる請求項１に記載のプ
ラスチック接合方法。 ６、尾端部に回転工具の回転駆動力を受取るための回転
伝達構造を有し、対象母材との相対的な回転摩擦による
発熱で溶融する熱可塑性プラスチック製のほぼ柱状の本
体を備えたことを特徴とするプラスチック接合用の接合
スタッド。 ７、前記ほぼ柱状の本体が円形先細りのテーパー形状を
有する請求項６に記載の接合スタッド。 ８、本体の先端面に前記回転による対象母材への食い込
み用の刃が設けられていることを特徴とする請求項６に
記載の接合スタッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067646A JPH02248236A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | プラスチック接合スタッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067646A JPH02248236A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | プラスチック接合スタッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248236A true JPH02248236A (ja) | 1990-10-04 |
| JPH0536225B2 JPH0536225B2 (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=13350990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1067646A Granted JPH02248236A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | プラスチック接合スタッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02248236A (ja) |
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