特開 2023-75420 溶着構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023075420

(43)【公開日】2023-05-31

(54)【発明の名称】溶着構造

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20230524BHJP

   F16B 11/00 20060101ALI20230524BHJP

   F16B 5/08 20060101ALI20230524BHJP

   B29C 65/56 20060101ALI20230524BHJP

【ＦＩ】

B29C65/08

F16B11/00 E

F16B5/08 B

B29C65/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021188313

(22)【出願日】2021-11-19

(71)【出願人】

【識別番号】000229955

【氏名又は名称】日本プラスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】右馬 就也

【テーマコード（参考）】

3J001

3J023

4F211

【Ｆターム（参考）】

3J001FA01

3J001JD11

3J001KA12

3J023CA20

3J023DA03

3J023EA03

4F211TA01

4F211TA06

4F211TC23

4F211TD02

4F211TD15

4F211TN22

4F211TN78

(57)【要約】

【課題】低コスト化することができる溶着構造を提供する。
【解決手段】樹脂材料からなる第１部材３と、樹脂材料からなり、第１部材３に溶着される第２部材５とを備えた溶着構造１において、第１部材３に、第２部材５に向けて突出する突部１１を設け、第２部材５に、突部１１が挿入される開口１３を設け、開口１３に、開口１３の縁１５から突部１１の挿入方向に向けて延出され、突部１１との当接により弾性変形可能な変形部１７を設け、変形部１７の先端１９を、開口１３の縁１５より開口１３の内部側に配置した。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂材料からなる第１部材と、
樹脂材料からなり、前記第１部材に溶着される第２部材と、
を備え、
前記第１部材には、前記第２部材に向けて突出する突部が設けられ、
前記第２部材には、前記突部が挿入される開口が設けられ、
前記開口には、前記開口の縁から前記突部の挿入方向に向けて延出され、前記突部との当接により弾性変形可能な変形部が設けられ、
前記変形部の先端は、前記開口の縁より前記開口の内部側に配置されている溶着構造。

【請求項2】

前記突部の先端側には、前記変形部の先端と前記突部の抜け方向に係合可能な係止部が設けられている請求項１に記載の溶着構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶着構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、溶着構造としては、樹脂材料からなる第１部材と、樹脂材料からなり、第１部材に溶着される第２部材とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この溶着構造では、例えば、超音波溶着のように、超音波による振動を利用して、第１部材と第２部材との接合部を溶着させる。

【0003】

このような溶着構造では、第１部材に、第２部材に向けて突出する突部としてのピンが設けられている。第２部材には、ピンが挿入される開口が設けられている。開口は、半円状に形成された部分を対向して配置された一対のブロック部からなる。一対のブロック部は、ピンとの当接によってピンと共に揺動可能なように、蛇腹状の薄肉片持ち部材を介して第２部材に連結されている。

【0004】

このような溶着構造では、ピンを開口に挿入することにより、溶着時における第１部材と第２部材との互いの位置ズレを防止する。溶着時には、ピンと開口との間に発生する振動が、薄肉片持ち部材の変形によって吸収される。このため、溶着時における振動によって、ピンが破損することを防止でき、第１部材と第２部材との位置ズレを防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－１８１９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記特許文献１の溶着構造では、溶着時における振動を吸収する構造が、蛇腹状の薄肉片持ち部材のように、複雑であり、高コスト化していた。

【0007】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、低コスト化することができる溶着構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態に係る溶着構造は、樹脂材料からなる第１部材と、樹脂材料からなり、前記第１部材に溶着される第２部材とを備え、前記第１部材には、前記第２部材に向けて突出する突部が設けられ、前記第２部材には、前記突部が挿入される開口が設けられ、前記開口には、前記開口の縁から前記突部の挿入方向に向けて延出され、前記突部との当接により弾性変形可能な変形部が設けられ、前記変形部の先端は、前記開口の縁より前記開口の内部側に配置されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、低コスト化することができる溶着構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る溶着構造の第１部材の斜視図である。

【図2】本実施形態に係る溶着構造の第１部材の斜視図である。

【図3】本実施形態に係る溶着構造の第２部材の斜視図である。

【図4】本実施形態に係る溶着構造の第２部材の斜視図である。

【図5】本実施形態に係る溶着構造の突部を開口に挿入する前の断面図である。

【図6】本実施形態に係る溶着構造の突部を開口に挿入しているときの断面図である。

【図7】本実施形態に係る溶着構造の突部を開口に挿入したときの断面図である。

【図8】本実施形態に係る溶着構造の振動方向の一側に振動したときの断面図である。

【図9】本実施形態に係る溶着構造の振動方向の他側に振動したときの断面図である。

【図10】本実施形態に係る溶着構造の第１部材と第２部材とを溶着したときの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を用いて本実施形態に係る溶着構造について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0012】

図１～図１０に示すように、本実施形態に係る溶着構造１は、例えば、車体パネルとしての第１部材３と、車両に搭載される搭載部品としての第２部材５との固定に適用される。第１部材３と第２部材５とは、互いに溶着可能な樹脂材料からなる。なお、第１部材３と第２部材５とは、互いに溶着可能な樹脂材料であればよく、同一の樹脂材料でなくてもよい。

【0013】

第１部材３は、例えば、平板状に形成されている。第１部材３の第２部材５と対向する面は、第２部材５に溶着される接合面７となっている。

【0014】

第２部材５は、例えば、筐体状に形成されている。第２部材５の第１部材３と対向する面には、第１部材３の接合面７に溶着される複数の接合部９が、第１部材３側に向けて突出して形成されている。

【0015】

このような第１部材３と第２部材５とは、まず、例えば、超音波溶着装置（不図示）の互いに近接可能で、離間可能な一対の治具台にそれぞれ配置される。次に、一対の治具台を近接するように操作し、第１部材３の接合面７と第２部材５の複数の接合部９とを当接させる。そして、一対の治具台を近接するように操作して、図８，図９で示す加圧方向Ｐに向けて加圧しながら超音波を発生させ、複数の接合部９を接合面７に溶着させる。

【0016】

このような第１部材３と第２部材５との溶着では、超音波によって、第１部材３と第２部材５との間に、例えば、図８，図９で示す振動方向Ｖに高速な振動が発生する。溶着時における振動は、溶着後に、第１部材３と第２部材５との位置ズレを起こすことがあり、取付精度が低下する可能性がある。そこで、第１部材３と第２部材５とには、それぞれ突部１１と開口１３とが設けられている。

【0017】

突部１１は、第１部材３の接合面７から第１部材３と連続する一部材で第２部材５側に向けて突出して形成されている。突部１１は、接合面７に沿って延出する板状に形成されている。なお、突部１１は、板状に限らず、円柱状、角柱状などであってもよい。加えて、突部１１は、１つに限らず、複数設けてもよい。

【0018】

開口１３は、第２部材５の第１部材３と対向する壁部を貫通して形成されている。開口１３は、突部１１を挿入可能なように、一対の長辺部分と一対の短辺部分とを有するように、長方形状に開口されている。開口１３の一対の長辺部分の間は、突部１１の厚さより広くなるように設定されている。なお、開口１３は、長方形状に限らず、突部１１が円柱状、角柱状に形成されている場合には、円形状、正方形状などであってもよい。加えて、突部１１が複数設けられている場合には、突部１１に合わせて、開口１３を複数設けてもよい。

【0019】

このような突部１１と開口１３は、第１部材３と第２部材５とを重ね合わせたときに、突部１１が開口１３に挿入される。突部１１が開口１３に挿入された状態では、突部１１の周囲（ここでは溶着時における振動方向Ｖの両側）に、開口１３の縁１５，１５が配置される。開口１３に挿入された突部１１は、溶着時における振動が発生したとき、振動方向Ｖの両側に位置する開口１３の縁１５，１５に当接する。突部１１と開口１３の縁１５，１５との当接により、溶着後の第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制でき、取付精度を向上することができる。

【0020】

ところで、開口１３の縁１５，１５は、突部１１と当接したときに、溶着時における振動を吸収するように変形することがない。このため、突部１１には、溶着時における高速な振動によって、開口１３の縁１５，１５との当接を繰り返し行うことにより、変形や破損が生じる可能性がある。突部１１に変形や破損が生じると、溶着後の第１部材３と第２部材５との位置ズレが大きくなる可能性がある。そこで、第２部材５には、変形部１７が設けられている。

【0021】

変形部１７は、第２部材５の開口１３の縁１５，１５にそれぞれ設けられている。変形部１７は、開口１３の縁１５から開口１３に対する突部１１の挿入方向に向けて第２部材５と連続する一部材で板状に延出されている。変形部１７は、開口１３の縁１５を基端とし、延出方向の先端１９を自由端とするように、第２部材５に弾性変形可能に設けられている。変形部１７と開口１３が形成された壁部との間に形成される角度θは、直角より大きく設定されている。このため、変形部１７の先端１９は、開口１３を正面から見たときに、開口１３の縁１５より開口１３の内部側に配置されている。変形部１７の弾性変形力は、溶着時の振動によって、変形部１７が弾性変形したときに、突部１１と開口１３の縁１５，１５とが当接しないように設定されている。なお、変形部１７と開口１３が形成された壁部との間に形成される角度θは、例えば、１００°に設定されているが、これに限らず、溶着時の振動、変形部１７の弾性変形力などを考慮し、適宜選択することができる。

【0022】

このような変形部１７は、突部１１が開口１３に挿入された状態で、先端１９が突部１１の外面に対して対向して配置される。なお、変形部１７の先端１９は、突部１１が開口１３に挿入された状態で、突部１１に対して付勢力を付与しながら当接されていてもよい。第１部材３と第２部材５との溶着を開始すると、振動方向Ｖ側に向けて振動が発生し、変形部１７の先端１９と突部１１とが当接する。変形部１７の先端１９と突部１１との当接により、変形部１７が、振動方向Ｖ側に向けて弾性変形し、溶着時における振動を吸収する。このとき、変形部１７の弾性変形力の設定により、変形部１７が弾性変形しても、突部１１が、開口１３の縁１５，１５に当接することがない。このため、変形部１７の弾性変形によって、突部１１にかかる溶着時の振動を吸収することができ、突部１１の変形や破損を防止することができる。従って、溶着後の第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制でき、取付精度を向上することができる。

【0023】

ここで、突部１１の先端側には、変形部１７，１７の先端１９，１９と、開口１３に対する突部１１の抜け方向に係合可能な係止部２１，２１が設けられている。係止部２１，２１は、突部１１の外面から外方に向けて突出し、突部１１の先端側から開口１３側に向けて拡がるように傾斜されている。係止部２１，２１の幅は、一方の変形部１７が弾性変形状態であり、他方の変形部１７が自由状態であるときの変形部１７，１７の先端１９，１９の間より広く設定されている。

【0024】

このような係止部２１は、突部１１を開口１３に挿入するとき、変形部１７と当接し、変形部１７を弾性変形させる。弾性変形された変形部１７は、突部１１が開口１３に完全に挿入されると、係止部２１との当接を終了し、復元される。復元された変形部１７の先端１９は、係止部２１と、開口１３に対する突部１１の抜け方向に対向して配置される。変形部１７の先端１９と係止部２１との係合により、突部１１が開口１３から抜け出すことがなく、溶着前の状態で、第１部材３と第２部材５とを仮固定することができる。このため、溶着前の第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制でき、取付精度を向上することができる。加えて、係止部２１，２１の幅は、一方の変形部１７が弾性変形状態であり、他方の変形部１７が自由状態であるときの変形部１７，１７の先端１９，１９の間より広く設定されている。このため、第１部材３と第２部材５の溶着時に、突部１１が開口１３から抜け出すことがなく、溶着後の第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制でき、取付精度を向上することができる。

【0025】

このような溶着構造１における第１部材３と第２部材５との溶着は、まず、第１部材３と第２部材５とを、超音波溶着装置の一対の治具台にそれぞれ配置する。次に、一対の治具台を近接させ、突部１１を開口１３に挿入し、第１部材３の接合面７と第２部材５の接合部９とを当接させる。そして、一対の治具台を近接させながら加圧し、超音波による振動によって接合部９を接合面７に溶着させ、第１部材３と第２部材５との溶着を完了する。

【0026】

このような溶着構造１では、樹脂材料からなる第１部材３と、樹脂材料からなり、第１部材３に溶着される第２部材５とを備えている。また、第１部材３には、第２部材５に向けて突出する突部１１が設けられている。さらに、第２部材５には、突部１１が挿入される開口１３が設けられている。また、開口１３には、開口１３の縁１５から突部１１の挿入方向に向けて延出され、突部１１との当接により弾性変形可能な変形部１７が設けられている。そして、変形部１７の先端１９は、開口１３の縁１５より開口１３の内部側に配置されている。

【0027】

第１部材３の突部１１は、第２部材５の開口１３に挿入されるので、溶着時における第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制することができ、第１部材３と第２部材５との取付精度を向上することができる。また、開口１３には、開口１３の縁１５から突部１１の挿入方向に向けて延出され、突部１１との当接により弾性変形可能な変形部１７が設けられているので、溶着時における突部１１にかかる振動を変形部１７の弾性変形によって吸収することができる。さらに、変形部１７の先端１９は、開口１３の縁１５より開口１３の内部側に配置されているので、溶着時における突部１１と開口１３の縁１５との干渉を抑制することができる。

【0028】

従って、このような溶着構造１では、簡易な構造の変形部１７で、溶着時における突部１１にかかる振動を吸収し、突部１１の変形や破損を抑制することができ、低コスト化することができる。

【0029】

また、突部１１の先端側には、変形部１７の先端１９と突部１１の抜け方向に係合可能な係止部２１が設けられている。このため、開口１３から突部１１が抜け出ることがなく、第１部材３と第２部材５との位置ズレを抑制することができ、第１部材３と第２部材５との取付精度を向上することができる。

【0030】

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【0031】

例えば、本実施形態においては、変形部が、突部に対して、振動方向の両側のみに配置されているが、これに限らず、変形部を、突部の周囲、すなわち開口の縁の全域に配置してもよい。この場合には、簡易な構造の変形部で、溶着時におけるあらゆる方向の振動に対しても、対応することができる。

【符号の説明】

【0032】

１ 溶着構造
３ 第１部材
５ 第２部材
１１ 突部
１３ 開口
１５ 開口の縁
１７ 変形部
１９ 変形部の先端
２１ 係止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】