JPH0423627B2 - - Google Patents

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JPH0423627B2
JPH0423627B2 JP59193506A JP19350684A JPH0423627B2 JP H0423627 B2 JPH0423627 B2 JP H0423627B2 JP 59193506 A JP59193506 A JP 59193506A JP 19350684 A JP19350684 A JP 19350684A JP H0423627 B2 JPH0423627 B2 JP H0423627B2
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Minoru Kirigakubo
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性合成樹脂部材の接合方法に関
し、一層詳細には接合時に超音波振動が供与され
る連結部材を用いて熱可塑性合成樹脂部材と金属
または合成樹脂からなる他の部材とを超音波加熱
溶着により接合する方法に関する。
従来、自動車等において、熱可塑性合成樹脂か
らなるケースやパネル等にボルトにより種々の部
品を取り付ける場合には、熱可塑性合成樹脂部材
の取付けボス部にタツピングスクリユーによりね
じ穴を形成し、これにボルトをドライバーにより
ねじ込む方法が採用されてきた。
ところが、このような従来の接合方法では、取
付ボス部におけるねじ穴の径やピツチにその形成
過程において必然的にばらつきが生じ、このため
に所定のねじによる緊締が困難となり、結局、接
合作業の自動化が図れず、これに対処するために
人力に依存すれば当該作業に多大の労力と時間と
を要するという問題点があつた。しかも、ねじ穴
にばらつきが有る取付ボス部に自動締付装置によ
り無理にボルトを締め付けると、ボス割れや締め
付けのトルク不足が発生して製品が不良となる難
点もある。また、前記接合方法の他に接着剤また
はかしめ等によるものがあるが、これらの場合に
は接合後の取り外しが困難であることからケー
ス、パネル等の内部に配設されたメンテナンスを
必要とする部品の交換が出来なくなり、しかも接
合部材の材質がある程度限定されるという欠点が
あつた。
さらにまた、特に、前記自動車用パネルの如く
常時振動に遭遇する部材に螺入するボルトはその
振動により弛緩され易く、従つて、時間の経過と
共に接合が開放されてしまう不都合が存在してい
る。
そこで、本発明者等は鋭意考究並びに工夫を重
ねた結果、接合時に超音波振動が伝達される連結
部材を用いて熱可塑性合成樹脂部材との他の部材
とを超音波加熱溶着により結合すれば、位置決め
等を精度よくする必要もなく二以上の部材の結合
が可能となり、いのために接合作業の自動化が図
れ、しかも強度も高く接合することが出来、製品
の不良率も減少すると共にメンテナンスも容易に
行うことが可能な熱可塑性合成樹脂部材の接合方
法が得られ、前記の不都合が一掃されることが判
つた。
従つて、本発明の目的は接合作業の自動化と接
合強度の向上が図れしかも維持管理の容易な熱可
塑性合成樹脂部材の接合方法を提供するにある。
前記の目的を達成するために、本発明は複数の
少なくともいずれか一方が熱可塑性合成樹脂から
なる部材を重ね合わせた後、この熱可塑性合成樹
脂部材に先端部が先鋭な連結部材を当接し、この
連結部材に超音波振動を伝達しつつ押圧し、該連
結部材が当接する前記熱可塑性合成樹脂部材を加
熱溶融して前記連結部材を前記の両部材間に亘つ
て植設することにより前記両部材を接合すること
を特徴とする。
次に、本発明に係る熱可塑性合成樹脂部材の接
合方法を実施するためのプロセスについて添付の
図面を参照して以下詳細に説明する。
第１図において、参照符号１０は熱可塑性合成
樹脂からなる円柱状の接合部材を示し、参照符号
１２は熱可塑性合成樹脂からなる板体状の接合部
材を示し、さらに、参照符号１４は連結部材とし
てのスクリユーを示す。超音波加熱溶着装置（超
音波プラスチツクウエルダー）のホーン１６は、
この場合、前記スクリユー１４の上方に位置し、
前記ホーン１６により前記接合部材１０と接合部
材１２とは接合時に超音波振動が伝達される前記
スクリユー１４を用いて超音波加熱溶着により接
合される。
次に、前記スクリユー１４に超音波振動を伝達
する装置について第２図を参照して説明する。
第２図において、参照符号１８は超音波振動発
振機を示し、参照符号２０は前記超音波発振機１
８の出力側に接続される変換器を示す。前記変換
器２０の下端部にはコーン２２が連結接続され、
コーン２２の下端部にさらに前記ホーン１６が連
結される。従つて、超音波加熱溶着装置は、先
ず、超音波発振機１８によつて発生した電気エネ
ルギを変換器２０により超音波機械的振動エネル
ギに変換してこて振動エネルギをコーン２２に伝
達する。次いで、コーン２２およびこれに接続さ
れたホーン１６がその振動振幅をさらに拡大して
ホーン先端１６ａを図中の矢印Ａ方向に超音波振
動させるものである。
このような超音波加熱溶着装置を用いて、前記
の熱可塑性合成樹脂からなる二つの接合部材１
０，１２を接合する工程を次に説明する。
第３図に示すように、先ず、第１の接合部材１
０と第２の接合部材１２の接合面を重ね合わせ
る。次に、第２接合部材１２の接合面と反対側に
スクリユー１４を配置し、このスクリユー１４に
前記の超音波加熱溶着装置のホーン１６を当接す
る。このような状態において超音波発振機１８を
付勢し、前記ホーン１６に20KHz程度の超音波振
動を生起させると、前記ホーン１６に当接するス
クリユー１４はそれ自身が20KHzの振動によつ
て、図中、上下に微細に振動する。これにより、
スクリユー１４の先端とこれが当接する第２接合
部材１２との間には振動によつて生じる衝撃力に
より摩擦が発生し、この摩擦によつて熱が生じ
る。前記熱は第２接合部材１２を加熱して当該当
接部位を溶融する。従つて、前記ホーン１６に押
圧力を付加すれば、前記スクリユー１４は第２接
合部材１２内に溶融した合成樹脂材を排除しなが
ら侵入することになる。そして、前記ホーン１６
に押圧力をさらに付加すれば、今度は、スクリユ
ー１４の先端は第１接合部材１０に当接し、前記
第２接合部材１２と同様に、その超音波振動によ
る摩擦熱によつて第１接合部材１０の当接部位を
溶融して当該第１接合部材１０内に侵入すること
になる。前記スクリユー１４が所定深さまで侵入
し、すなわち、植え込まれると、超音波発振機１
８を滅勢し、スクリユー１４に対する超音波振動
の伝達を停止する。次いで、第１接合部材１０お
よび第２接合部材１２を自然に若しくは強制的に
冷却してやれば、前記第１接合部材１０と第２接
合部材１２の溶融部分が固化するため前記スクリ
ユー１４は、第４図に示すように、そのねじ部１
４ａが第１接合部材１０と第２接合部材１２の内
部に侵入したまま固まるために第２接合部材１０
と第２接合部材１２との接合が達成されることに
なる。
しかして、前記の方法によれば、スクリユー１
４はそれ自身が接合部材１０，１２内に侵入する
ため接合部材１０，１２には前記スクリユー１４
に対応するねじ穴等は全く不要であり、このた
め、スクリユー１４と接合部材１０，１２との位
置合わせ等は必要なくなる。この結果、位置合わ
せの精度が要求されないため作業能率は著しく向
上する。そして、前記の位置合わせが不要となつ
たことから接合作業の自動化が可能となる。
また、従来のようなかしめ法と比べ外観も良好
であり、しかも、前記スクリユー１４は二つの接
合部材１０，１２間に亘つて緊締作用を営むため
に前記両接合部材１０，１２は高強度に接合され
る。
なお、前記実施例では連結部材にスクリユー１
４を用いたが、このスクリユー１４に代えて、第
５図に示すように、錐体状の先端部２６ａを有し
た金属鋲２６を用いてもよいことは謂うまでもな
い。
第６図に本発明に係る接合方法の第２の実施例
を示す。なお、以下の実施例において、前記実施
例と同一の参照符号は同一の構成要素を示すもの
とする。
この実施例では、第２接合部材１２Ａに、予
め、スクリユー１４のねじ部１４ａの外径より若
干大きい直径を有する連結孔２８を形成してい
る。この場合、スクリユー１４によつて加熱溶融
されるのは第１接合部材１０だけになるため第２
接合部材１２Ａは、特に、熱可塑性合成樹脂であ
る必要はなく金属であつてもよい。そこで、ホー
ン１６により超音波振動が連結部材１４に与えら
れるとその先端部は第１接合部材１０を溶融す
る。このようにして溶融された樹脂材は前記孔２
８内に侵入しその孔２８を連結部材１４と共に閉
塞する。この結果、第２接合部材１２Ａと第１接
合部材１０との間で堅牢な接合が達成される。
第７図は本発明に係る接合方法の第３の実施例
を示す。
この実施例では第１接合部材１０Ａおよび第２
接合部材１２Ａの双方に夫々連結孔３０および２
８を形成すると共に、特に、第１接合部材１０Ａ
の連結孔３０はスクリユー１４のねじ部１４ａの
外径より若干小さい直径を有した孔に形成されて
いる。この場合には第１接合部材１０Ａに対して
スクリユー１４が侵入し易くなるので超音波エネ
ルギの消費量が減少するという利点がある。
第８図に本発明に係る熱可塑性合成樹脂部材の
接合方法の第４の実施例を示す。
この実施例では前記実施例と異なり第２接合部
材１０Ｂに板体が選択されている。この場合に
は、第９図に示すように、摩擦熱によつて溶融し
た合成樹脂材がスクリユー１４のねじ部１４ａの
先端を包み込むようにして第１接合部材１０Ｂの
裏面に凸状にはみ出すため第１接合部材１０Ｂの
スクリユー１４が侵入したことによる剛性および
強度の低下を防ぐという利点がある。
以上説明したように、本発明によれば、接合時
に超音波振動が伝達される連結部材を用いて熱可
塑性合成樹脂部材と金属または樹脂からなる他の
部材とを超音波加熱溶着により接合するようにし
たもので、位置決め等がラフであつてもパネル等
の部品の結合が容易に達成され、この結果、作業
能率が向上し且つ自動化が可能となるという効果
が得られる。また、実質的にボルト等の連結部材
による結合となるため、従来のようなしかめによ
る方法と比べ、外観が良好となる利点もある。さ
らに、前記連結部材が二つの接合部材間に亘つて
緊締作用を営むため高強度の接合状態が得られる
という利点もある。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説
明したが、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨と逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る熱可塑性合成樹脂部材の
接合方法の第１実施例を示す概略構成斜視図、第
２図は超音波加熱溶着装置の正面図、第３図は第
１図に示した実施例の作用状態を示す斜視図、第
４図は第１図に示した実施例の接合状態を示す断
面図、第５図は第１図に示した実施例の連結部材
の変更例を示す断面図、第６図は本発明に係る接
合方法の第２実施例を示す概略構成斜視図、第７
図は本発明に係る接合方法の第３実施例を示す概
略構成斜視図、第８図は本発明に係る接合方法の
第４実施例を示す概略構成斜視図、第９図は第８
図に示した実施例の接合状態を示す断面図であ
る。 １０，１０Ａ，１０Ｂ……第１接合部材、１
２，１２Ａ……第２接合部材、１４……スクリユ
ー、１６……ホーン、１８……超音波発振機、２
０……変換器、２２……コーン、２６……金属
鋲、２８，３０……連結孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の少なくともいずれか一方が熱可塑性合
    成樹脂からなる部材を重ね合わせた後、この熱可
    塑性合成樹脂部材に先端部が先鋭な連結部材を当
    接し、この連結部材に超音波振動を伝達しつつ押
    圧し、該連結部材が当接する前記熱可塑性合成樹
    脂部材を加熱溶融して前記連結部材を前記の両部
    材間に亘つて植設することにより前記両部材を接
    合することを特徴とする熱可塑性合成樹脂部材の
    接合方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    連結部材はスクリユーまたは金属鋲を用いる熱可
    塑性合成樹脂部材の接合方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
    法において、他方の部材は金属からなり、この部
    材には、予め、連結部材の植設部分の外径より若
    干大きい直径を有する孔を形成しておき、この孔
    を貫通して一方の熱可塑性合成樹脂部材に連結部
    材を当接して超音波振動を付与し、前記熱可塑性
    樹脂を溶融することにより金属部材と熱可塑性合
    成樹脂部材とを接合する熱可塑性合成樹脂部材の
    接合方法。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
    法において、両部材は熱可塑性合成樹脂からな
    り、この両部材には、予め、連結部材の植設部分
    の外径より若干小きい直径を有する孔を形成し、
    前記孔に連結部材の先端部を嵌合して超音波振動
    を与え熱可塑性樹脂を溶融して両部材を接合する
    熱可塑性合成樹脂部材の接合方法。
JP59193506A 1984-09-15 1984-09-15 熱可塑性合成樹脂部材の接合方法 Granted JPS6183022A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59193506A JPS6183022A (ja) 1984-09-15 1984-09-15 熱可塑性合成樹脂部材の接合方法

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JP59193506A JPS6183022A (ja) 1984-09-15 1984-09-15 熱可塑性合成樹脂部材の接合方法

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