(57)【要約】【課題】温度変化が繰り返し作用しても連結状態を良好に維持することのできる連結具を提供する。【解決手段】金属製の接続部材１０と、樹脂製の取付部材２０と、を有し、取付部材２０には、接続部材１０との接続方向Ａに延びる複数の弾性片２６と、面内方向Ｂの弾性片２６の弾性変形を許容する隙間２７とが形成されており、弾性片２６の先端２６ａに接続部材１０が接合されている連結具が提供される。【選択図】図１
2014074437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の接続部材と、
樹脂製の取付部材と、を有し、
前記取付部材には、前記接続部材との接続方向に延びる複数の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間とが形成されており、
前記弾性片の先端に前記接続部材が接合されていることを特徴とする連結具。
【請求項２】
樹脂部分を備え、
前記樹脂部分に請求項１に記載の前記連結具の前記取付部材が取り付けられていることを特徴とする車両用部品。
【請求項３】
複数の樹脂部品を備えた車両用部品の製造方法であって、
複数の前記樹脂部品を組み合わせて固定するときに、請求項１に記載の前記連結具の前記取付部材を前記車両用部品の樹脂部分に取り付けることを特徴とする車両用部品の製造方法。
【請求項４】
複数の前記樹脂部品を組み合わせて固定するときと同時に、前記樹脂部品を組み合わせて固定する工法と同じ工法で、前記連結具の前記取付部材を前記樹脂部品に取り付けることを特徴とする請求項３に記載の車両用部品の製造方法。
【請求項５】
金属部材と樹脂部材とを連結する連結構造であって、
前記樹脂部材と前記金属部材との接続方向に延びる複数の樹脂製の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間と、が形成されており、
前記弾性片の自由端に前記金属部材が接合されていることを特徴とする連結構造。
【請求項６】
金属部材と樹脂部材とを連結する連結方法であって、
前記金属部材との接続方向に延びる複数の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間と、が形成されている前記樹脂部材を用意し、
前記弾性片の自由端に前記金属部材を固定することを特徴とする連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用部品などに用いることのできる連結具、樹脂部材と金属部材の連結構造および連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂部材を金属部材を用いて連結する植え込みボルトが、特許文献１などにより知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭５５−４２００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように金属製の植え込みボルトの植え込み部を直接樹脂部材に埋め込むと、金属製の植え込み部から樹脂が剥離するため、ボルトに受け止めと回転止めを兼ねたローレット加工を行っており、製造コストの上昇とボルト埋め込み深さの増大を招いている。
【０００５】
そこで本発明は、ローレット加工など製造コストの上昇を招くことなく、温度変化が繰り返し作用しても連結状態を安定的に維持できる連結具、それを用いた車両用部品およびその製造方法、金属部材と樹脂部材の連結構造および連結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の連結具は、
金属製の接続部材と、
樹脂製の取付部材と、を有し、
前記取付部材には、前記接続部材との接続方向に延びる複数の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間とが形成されており、
前記弾性片の先端に前記接続部材が接合されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る車両用部品は、
樹脂部分を備え、
前記樹脂部分に前記連結具の前記取付部材が取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る車両用部品の製造方法は、
複数の樹脂部品を備えた車両用部品の製造方法であって、
複数の前記樹脂部品を組み合わせて固定するときに、前記連結具の前記取付部材を前記車両用部品の樹脂部分に取り付けることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明に係る車両用部品の製造方法において、
複数の前記樹脂部品を組み合わせて固定するときと同時に、前記樹脂部品を組み合わせて固定する工法と同じ工法で、前記連結具の前記取付部材を前記樹脂部品に取り付けてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る連結構造は、
金属部材と樹脂部材とを連結する連結構造であって、
前記樹脂部材と前記金属部材との接続方向に延びる複数の樹脂製の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間と、が形成されており、
前記弾性片の自由端に前記金属部材が接合されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る連結方法は、
金属部材と樹脂部材とを連結する連結方法であって、
前記金属部材との接続方向に延びる複数の弾性片と、前記接続方向に直交する面内方向の前記弾性片の弾性変形を許容する隙間と、が形成されている前記樹脂部材を用意し、
前記弾性片の自由端に前記金属部材を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る連結具によれば、弾性片の弾性変形によって金属製の接続部材と樹脂製の取付部材との界面に生じる熱応力を軽減することができ、温度変化が繰り返し作用しても、接続部材と取付部材の連結状態を安定的に維持できる。また、ローレット加工などを施す必要がないので、低コストで連結具を提供できる。
また、この連結具を用いた車両用灯具により、温度変化に対する耐久性を高めることができる。さらに、本発明に係る車両用灯具の製造方法によれば、温度変化に対する耐久性の高い車両用灯具を低コストで提供できる。さらに、本発明に係る連結構造および方法により、温度変化が繰り返し作用しても、金属部材と樹脂部材との連結状態を安定的に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る連結具の断面図である。
【図２】図１に示した連結具の取付部材の上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る連結具の取付方法を示す図である。
【図４】連結具の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図６】車両用灯具の組立工程を示す図である。
【図７】変形例に係る連結具の弾性片を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る連結具の実施形態の一例を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る連結具としての連結具１を示す断面図である。図２は、連結具１の取付部材２０の上面図である。
【００１６】
連結具１は、例えば樹脂部分を含む車両用灯具を、金属製の車体フレームに固定するために使われる。連結具１は、接続部材としての金属製のボルト１０と、樹脂製の取付部材２０とを備えている。
金属製のボルト１０は、頭部１１と、頭部１１と一体的に形成されたねじ部１２と、を備えている。ボルト１０は、ねじ部１２を上方に向けた状態で、頭部１１の接続面１１ａが取付部材２０に接続されている。
【００１７】
樹脂製の取付部材２０は、略板状のベース部２１と、ベース部２１の上面に設けられた接続部２２と、を備えている。接続部２２には、ボルト１０の頭部１１の接続面１１ａと略同じ大きさの面積を有する接続面２３と、この接続面２３を囲んでボルト１０側に延びる側壁２４と、が設けられている。接続面２３と側壁２４の内周面とにより接続部２２の上部に略円柱状の凹部２５が形成されており、ボルト１０の頭部１１の少なくとも一部分はこの凹部２５の中に収められている。これにより、ボルト１０と取付部材２０との接合部分が保護されている。
【００１８】
接続面２３の上面には、接続面２３からボルト１０側へボルト１０との接続方向（図１の矢印Ａ）に延びる複数の弾性片２６が設けられている。複数の弾性片２６は、それぞれがボルト１０との接続方向と直交する面内方向（図１の矢印Ｂ）に弾性変形可能とされている。この弾性片２６の面内方向Ｂの弾性変形を許容するために、それぞれの弾性片２６の間には隙間２７が形成されている。
【００１９】
図２に示したように、本実施形態においては、複数の弾性片２６はそれぞれが円柱状に形成されている。また、複数の弾性片２６は、それぞれが面内方向Ｂに隙間２７を隔てて形成されている。
【００２０】
このような連結具１は、図３のようにして形成することができる。まず、ボルト１０との接続方向Ａに延びる複数の弾性片２６と、面内方向Ｂの弾性片２６の弾性変形を許容する隙間２７と、が形成されている樹脂製の取付部材２０とを用意する。この状態で弾性片２６は、接続面２３との境界が固定端、先端２６ａが自由端となっており、片持ち梁として弾性変形が可能である。次に、弾性片２６の先端２６ａである自由端にボルト１０の頭部１１を接合する。
【００２１】
このとき、弾性片２６の先端２６ａの一部を溶融させ、頭部１１を弾性片２６の溶融した箇所に接触させて、弾性片２６とボルト１０とを接合してもよい（溶着）。あるいは、接着剤を弾性片２６の先端２６ａと頭部１１に塗布して接着によって弾性片２６とボルト１０とを接合してもよい。さらに、ボルト１０の表面に化学処理を施して反応性の官能基を形成し、この官能基に樹脂製の弾性片２６を化学的に結合させてもよい。このなかでも、ボルト１０と弾性片２６とを化学的に結合させると、結合箇所が弾性片２６の弾性変形を妨げにくいので好ましい。
【００２２】
（作用）
図４は、弾性片２６を拡大して示す連結具１の断面図である。
一例として、上述のように形成された連結具１が低温状態から高温状態に曝されたときを考える。このように連結具１が温度変化に曝された場合には、連結具１全体は熱膨張する。このとき、金属製のボルト１０と樹脂製の取付部材２０との間で熱膨張の度合いが異なる。一般に、樹脂の線膨張係数は金属の線膨張係数よりも大きい。このため、樹脂製の取付部材２０は、金属製のボルト１０よりも大きく熱膨張する。
【００２３】
また、取付部材２０の接続面２３は面内方向Ｂに広がる面である。ボルト１０の頭部１１は、この接続面２３に弾性片２６を介して接合されている。このため熱膨張が生じた場合には、ボルト１０の頭部１１の膨張に比較して、取付部材２０の接続面２３はより大きく膨張するため、接続面２３と頭部１１との間で面内方向Ｂにずれが生じる。このずれにより、頭部１１と接続面２３との界面に、面内方向Ｂに熱応力が作用する。
【００２４】
ここで、本実施形態に係る連結具１によれば、ボルト１０と取付部材２０とは、接続方向Ａに延び、かつ、面内方向Ｂに弾性変形可能な弾性片２６により接続されている。このため、上述のように接続面２３と頭部１１との間にずれが生じた場合には、図４に示したように、弾性片２６は面内方向Ｂに弾性変形する。
【００２５】
これにより、接続面２３と頭部１１との間のずれの一部が、弾性片２６の弾性変形として吸収される。この結果、弾性片２６の先端２６ａと頭部１１との接合面に作用する熱応力が軽減される。なお上述の説明では、連結具１が加熱された例を挙げて説明したが、連結具１が冷却される場合も、弾性片２６の弾性変形により熱応力が軽減される。
このように、連結具１に温度変化が繰り返し作用した場合でも、常に弾性片２６の先端２６ａと頭部１１との界面には小さな応力が作用するため、金属製のボルト１０と樹脂製の取付部材２０との接続を安定的に維持することができる。
【００２６】
なお本実施形態とは異なり、ボルト１０と取付部材２０との接合領域のみの接合強度を高めても、結局この領域に強い熱応力が作用してしまう。そこで、本実施形態に係る連結具１によれば、ボルト１０と取付部材２０とを接合する領域を弾性片２６の先端２６ａとし、この領域とは別の領域として、弾性片２６全体が熱応力を吸収する領域として設けられている。
【００２７】
これにより、接合する領域に熱応力が集中することを抑制している。また、樹脂製の弾性片２６を積極的に弾性変形させることにより、熱応力を吸収させ、弾性片２６の先端２６ａに作用する熱応力を軽減している。このように、本実施形態に係る連結具１によれば、連結具１に繰り返し温度変化が作用しても、金属製のボルト１０と取付部材２０との接続を安定的に維持することができる。
【００２８】
またこのように、弾性片２６の先端２６ａとボルト１０との接合によって、ボルト１０と取付部材２０との接続を安定的に維持できるので、ボルトの埋め込み深さを大きく設定する必要がない。また、接続を強化するために特許文献１で行っていたようなローレット加工を施す必要がなく、低コストで連結具１を提供することができる。
【００２９】
（車両用灯具）
次に、車両用部品としての車両用灯具を、上述した連結具１を用いて、車両に取り付けた例を説明する。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る車両用灯具３０の断面模式図である。車両用灯具３０は、前方側（図５の左側）に開口する開口部を備えた樹脂製のハウジング（樹脂部分の一例）３１と、この開口部を覆うようにハウジング３１に取り付けられるアウターカバー３２とを備えている。アウターカバー３２は、透明樹脂で形成されている。ハウジング３１とアウターカバー３２との間には、灯室Ｓが形成されている。
【００３１】
この灯室Ｓ内には、光源３３と、光源３３からの光を前方に反射させるリフレクタ３４と、光源３３およびリフレクタ３４からの光を前方に向かって投影する投影レンズ３５とが配置されている。投影レンズ３５から灯具前方へ向かって出射された光により、灯具前方を照らすことができる。
【００３２】
このような車両用灯具３０において、連結具１はハウジング３１の背面に、ボルト１０を背面側に向けた状態で取り付けられる。樹脂製のハウジング３１に樹脂製の取付部材２０のベース部２１を接触させ、樹脂部材同士を溶着させて、連結具１がハウジング３１に固定されている。
【００３３】
車両用灯具３０は、昼間と夜間、あるいは点灯時と非点灯時で、大きな温度変化に曝される。このような車両用灯具３０に、本実施形態に係る連結具１を用いることで、温度変化によって破損しやすい金属製のボルト１０および樹脂製の取付部材２０との接続を安定的に維持することができる。これにより、温度変化に対する耐久性の高い車両用灯具３０を提供することができる。
【００３４】
（車両用灯具の製造方法）
図６は、車両用灯具３０の組み立て工程を示す図である。一般に車両用灯具３０の製造方法は、樹脂製のアウターカバー３２を、樹脂製のハウジング３１の開口部を閉塞するように取り付ける工程を含む。この工程では、アウターカバー３２の外周の後方端部を、ハウジング３１の外周の前方端部に接触させるように組み合わせた後、互いに摺り合うように振動を与え、振動溶着により互いの接触箇所を固定する。本実施形態に係る車両用灯具の製造方法は、この工程の際に同時に、ハウジング３１とアウターカバー３２とを組み合わせて固定する工法と同じ工法で、連結具１の取付部材２０もハウジング３１の背面に取り付ける。つまり、アウターカバー３２と連結具１とをそれぞれハウジング３１に組み合わせ、振動を加えることにより、ハウジング３１、アウターカバー３２および連結具１とを一体化する。
【００３５】
本実施形態に係る連結具１とは異なり、スタッドボルトを直接樹脂製のハウジングに埋め込む場合には、スタッドボルトを加熱し、ハウジングの一部を溶融させながらスタッドボルトをハウジングに埋め込み、スタッドボルトの一部を固定していた。このような工程においては、ハウジングとアウターカバーとを組み合わせて固定する工程と同時には、スタッドボルトをハウジングに埋め込むことができない。また、スタッドボルトを加熱する工程、および、スタッドボルトを埋め込む工程という専用の工程が必要となり、製造コストが嵩む。さらには、スタッドボルトを埋め込む工程において、埋め込み深さを一意に定めることが難しく、取付誤差が大きくなりやすかった。
【００３６】
しかし、本実施形態に係る車両用灯具３０によれば、連結具１の取付部材２０が樹脂製である。このため、ハウジング３１への取付部材２０の取り付けと、アウターカバー３２のハウジング３１への取り付けとを、同じ振動溶着を用いて行うことができる。このため、アウターカバー３２のハウジング３１への取付工程と同時に連結具１をハウジング３１に取り付けることができ、連結具１を車両用灯具３０へ取り付けるための専用の工程が不要である。これにより、低コストで車両用灯具３０を提供することができる。また、取付部材２０をハウジング３１に固定する際には、振動溶着により取り付けることができるため、小さい取付誤差で固定することができる。
【００３７】
なお本発明の連結具の弾性片は、図１，２に示した形状のものに限られない。図７は、上記実施形態の変形例に係る連結具１の取付部材２０の上面図である。
【００３８】
例えば、図７の（ａ）に示すように、接続面２３Ａに上面視で格子状の隙間２７Ａを形成し、この隙間２７Ａによって複数の弾性片２６Ａそれぞれの面内方向Ｂへの弾性変形を許容するように構成してもよい。
【００３９】
また、図７の（ｂ）に示すように、接続面２３Ｂに上面視で同心円状の隙間２７Ｂと放射状に延びる隙間２７Ｂとを形成し、これらの隙間２７Ｂによって複数の弾性片２６Ｂそれぞれの面内方向Ｂへの弾性変形を許容するように構成してもよい。
【００４０】
あるいは、図７の（ｃ）に示すように、互いに異なる形状の略円柱状の弾性片２６Ｃを形成してもよい。これによっても、それぞれの弾性片２６Ｃの周囲に形成された隙間２７Ｃによって、複数の弾性片２６Ｃそれぞれの面内方向Ｂへの弾性変形が許容される。
【００４１】
図７の（ａ）から図７の（ｃ）に示したように、弾性片２６Ａ〜２６Ｃの周囲を囲むように隙間２７Ａ〜２７Ｃが形成されていることが好ましい。弾性片２６Ａ〜２６Ｃを面内方向Ｂのいずれの方向にも弾性変形を許容することができるためである。また、弾性片が円柱状であると、いずれの方向にも弾性変形しやすいので、好ましい。
【００４２】
なお上述の説明では、連結具１の金属製の接続部材としてボルトを採用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。金属製の接続部材として、ねじ部を持たないピン、釘、フックなど、様々な形状の部材を採用できる。また、接続面２３を円形状、ベース部２１を矩形とした例を挙げて説明したが、本発明はこれらの形状に限られず、これらを適宜の形状とすることができる。
【００４３】
また上述の説明では、車両用灯具３０に連結具１を取り付ける例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。樹脂部分を備えた車両用部品であれば、連結具の樹脂製の取付部材を取り付けることができる。このため、激しい温度変化に曝される虞のある車両用部品において、車両用部品と車両とを連結する連結具１が激しい温度変化に曝されても、金属製の接続部材と樹脂製の取付部材との接続を安定的に維持することができる。
【００４４】
また、連結具１を車両用部品に適用した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限られない。例えば、飛行機、電車、船舶などに用いられる連結具に適用することができる。
【００４５】
また、本発明は、上述した連結具に限るものではない。例えば金属部材と、樹脂部材とを連結する連結構造、および連結方法に適用することができる。この場合にも、樹脂部材に、樹脂部材と金属部材との接続方向に延びる複数の樹脂製の弾性片と、接続方向に直交する面内方向の弾性片の弾性変形を許容する隙間と、を形成しておく。また、この弾性片の自由端に金属部材を接合する。
【００４６】
これにより、金属部材と樹脂部材との連結構造に繰り返し温度変化が作用しても、樹脂部材から金属部材側に延びる弾性片が弾性変形し、金属部材と樹脂部材の界面に作用する熱応力を緩和する。したがって、温度変化に対する耐久性の高い連結構造を提供することができる。
【００４７】
このような連結構造は、例えば、オーブントースターや電子レンジ、電磁調理器、湯沸かし器、コーヒーメーカーなどの加熱調理器、ストーブ、ヒーター、ガスレンジなどの熱を生じる機器、コンピュータ、携帯電話などの高温になりやすい部品を備えた電子機器、などに用いることができる。このように、繰り返し温度変化が作用するような機器に、上述した連結構造および連結方法を適用すると、温度変化に対する耐久性を高めることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：連結具、１０：ボルト、１１：頭部、１２：ねじ部、２０：取付部材、２１：ベース部、２２：接続部、２３：接続面、２４：側壁、２５：凹部、２６：弾性片、２７：隙間、３０：車両用灯具、３１：ハウジング、３２：アウターカバー、３３：光源、３４：リフレクタ、３５：投影レンズ
【図１】
2014074437.tif 000003
【図２】
2014074437.tif 000004
【図３】
2014074437.tif 000005
【図４】
2014074437.tif 000006
【図５】
2014074437.tif 000007
【図６】
2014074437.tif 000008
【図７】
2014074437.tif 000009