(57)【要約】【課題】がたつきが生じにくい熱カシメ構造体を提供する。【解決手段】溶着ボス１２を有する第１接合部材１０と挿通孔２１が形成される第２接合部材２０とが接合される熱カシメ構造体１であって、第１接合部材１０は、挿通孔２１に挿通させた溶着ボス１２の先端を熱カシメすることで形成される溶融部１３をさらに有し、第２接合部材２０において、第１接合部材１０に接する面を第１面とし、第１面の反対側の面を第２面としたとき、挿通孔２１は、第１面側に形成された小径部２２と、小径部２２よりも内形が大きく、第２面側に形成された大径部２３と、を有し、溶融部１３は、挿通孔２１内に位置する溶着ボス１２と大径部２３との間の空間Ｓ１内に第１熱カシメ部１４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶着ボスを有する第１接合部材と挿通孔が形成される第２接合部材とが接合される熱カシメ構造体であって、
前記第１接合部材は、前記挿通孔に挿通させた前記溶着ボスの先端を熱カシメすることで形成される溶融部をさらに有し、
前記第２接合部材において、前記第１接合部材に接する面を第１面とし、当該第１面の反対側の面を第２面としたとき、前記挿通孔は、前記第１面側に形成された小孔部と、前記小孔部よりも内形が大きく、前記第２面側に形成された大孔部と、を有し、
前記溶融部は、前記挿通孔内に位置する前記溶着ボスと前記大孔部との間の空間内に熱カシメ部を有する
熱カシメ構造体。
【請求項２】
前記熱カシメ部を第１熱カシメ部としたとき、
前記溶融部は、熱カシメ用工具によって、前記溶着ボスの先端側に形成される第２熱カシメ部をさらに有し、
前記第２熱カシメ部は、前記大孔部の前記第２面における開口縁の内側に形成される
請求項１に記載の熱カシメ構造体。
【請求項３】
前記大孔部は、前記第１面から前記第２面に向かうに連れて内形が次第に大きくなるテーパ孔である
請求項１又は２に記載の熱カシメ構造体。
【請求項４】
前記大孔部の壁面には、凹部及び凸部のうち少なくとも一方が形成される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱カシメ構造体。
【請求項５】
前記大孔部は、前記挿通孔の軸方向における断面形状が非円形である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱カシメ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材を熱カシメによって接合してなる熱カシメ構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２部材を熱カシメによって接合してなる熱カシメ構造体が知られている。例えば、特許文献１に記載の熱カシメ構造体においては、接合対象物（第１接合部材）が有する棒部（溶着ボス）を被接合部材（第２接合部材）に設けられた挿通孔に挿通させた後に、棒部の先端に加熱した熱カシメ用工具を押し付けることで、上述の２部材が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７４１２６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、上記のような熱カシメ構造体では、棒部を挿通孔に挿通させやすくするために、棒部の孔径が挿通孔の孔径よりも小さくされる場合がある。この場合には、熱カシメによって接合された接合対象物の棒部と被接合部材の挿通孔との間に隙間が生じるために、熱カシメによって接合された接合対象物と被接合部材とが、挿通孔の軸方向と直交する方向に相対的に移動するおそれがある。すなわち、熱カシメ後の接合対象物と被接合部材とにがたつきが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、がたつきが生じにくい熱カシメ構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決する熱カシメ構造体は、溶着ボスを有する第１接合部材と挿通孔が形成される第２接合部材とが接合される熱カシメ構造体であって、前記第１接合部材は、前記挿通孔に挿通させた前記溶着ボスの先端を熱カシメすることで形成される溶融部をさらに有し、前記第２接合部材において、前記第１接合部材に接する面を第１面とし、当該第１面の反対側の面を第２面としたとき、前記挿通孔は、前記第１面側に形成された小孔部と、前記小孔部よりも内形が大きく、前記第２面側に形成された大孔部と、を有し、前記溶融部は、前記挿通孔内に位置する前記溶着ボスと前記大孔部との間の空間内に熱カシメ部を有する。
【０００７】
上記構成によれば、溶着ボスと前記大孔部との間の空間に、熱カシメによって軟化した溶着ボスが流れ込むことで溶融部（熱カシメ部）が形成される。すなわち、第１接合部材の溶着ボスと第２接合部材の大孔部との間の空間が熱カシメ部によって満たされる。その結果、第１接合部材と第２接合部材との間に隙間が生じにくくなり、挿通孔の軸方向と直交する方向において、第１接合部材と第２接合部材とが相対的に移動しにくくなる。こうして、この構成の熱カシメ構造体によれば、第１接合部材と第２接合部材とにがたつきが生じることを抑制できる。
【０００８】
上記熱カシメ構造体において、前記熱カシメ部を、前記第１熱カシメ部としたとき、前記溶融部は、熱カシメ用工具によって、前記溶着ボスの先端側に形成される第２熱カシメ部をさらに有し、前記第２熱カシメ部は、前記大孔部の前記第２面における開口縁の内側に形成されることが好ましい。
【０００９】
熱カシメ用工具を溶着ボスの先端に押し付けて第２熱カシメ部を形成するときには、熱カシメ用工具に沿って軟化した溶着ボスが流れることとなる。このため、第２熱カシメ部が大きい場合には当該第２熱カシメ部が小さい場合に比較して、溶着ボスと大孔部との間の隙間に軟化した溶着ボスが流れにくくなる。この点、上記構成によれば、第２熱カシメ部を大孔部の第２面における開口縁の内側に形成するため、第２熱カシメ部を前述の開口縁からはみ出すように形成する場合に比較して、第１熱カシメ部を形成しやすくなる。よって、第１接合部材と第２接合部材とにがたつきが生じることを抑制できる。
【００１０】
上記熱カシメ構造体において、前記大孔部は、前記第１面から前記第２面に向かうに連れて内形が次第に大きくなるテーパ孔であることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、溶着ボスと大孔部との間の空間に、熱カシメによって軟化した溶着ボスが流れ込みやすくなる。すなわち、熱カシメ部（第１熱カシメ部）をより形成しやすくなる。
【００１２】
上記熱カシメ構造体において、前記大孔部の壁面には、凹部及び凸部のうち少なくとも一方が形成されることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、熱カシメ部（第１熱カシメ部）が、大孔部の内壁面に形成された凹部や凸部の形状に合うように形成される。よって、第１の接合部材と第２の接合部材とにがたつきが生じることをより抑制できる。特に、第１の接合部材と第２の接合部材とが挿通孔の軸方向回りに相対回転することを抑制できる。
【００１４】
上記熱カシメ構造体において、前記大孔部は、前記挿通孔の軸方向における断面形状が非円形であることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、熱カシメ部（第１熱カシメ部）が、断面形状が非円形の大孔部の形状に合うように形成される。よって、第１接合部材と第２接合部材とにがたつきが生じることをより抑制できる。特に、第１接合部材と第２接合部材とが挿通孔の軸方向回りに相対回転することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態における熱カシメ構造体の熱カシメ前の断面図。
【図２】上記熱カシメ構造体の熱カシメ後の断面図。
【図３】第１の変形例に係る第１接合部材の斜視図。
【図４】第２の変形例に係る第１接合部材の斜視図。
【図５】第３の変形例に係る第１接合部材の斜視図。
【図６】第４の変形例に係る熱カシメ構造体の熱カシメ前の断面図。
【図７】上記熱カシメ構造体の熱カシメ後の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、熱カシメ構造体の一実施形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、熱カシメ構造体１は、第１接合部材１０と、第２接合部材２０とを含んで構成される。
【００１９】
図１に示すように、第１接合部材１０は、板状の本体部１１と、円柱状の溶着ボス１２とを備える。また、第１接合部材１０は、例えば、熱可塑性樹脂によって形成されている。溶着ボス１２は、本体部１１の板厚方向に突出している。また、本体部１１と溶着ボス１２とは、一体成型されている。
【００２０】
図１に示すように、第２接合部材２０は、板状をなしている。また、第２接合部材２０は、例えば、金属、樹脂又は木材によって形成されている。また、第２接合部材２０には、溶着ボス１２を挿通可能な挿通孔２１が貫通形成されている。すなわち、挿通孔２１の内径は、溶着ボス１２の外径よりも大きくなっている。また、挿通孔２１の板厚、すなわち、挿通孔２１の深さは、溶着ボス１２の長さよりも短くなっている。
【００２１】
また、挿通孔２１は、内径が比較的小さな小孔部の一例としての小径部２２と、内径が比較的大きな大孔部の一例としての大径部２３と、を有している。第２接合部材２０において、第１接合部材１０に接する面を第１面とし、第１面の反対側の面を第２面としたとき、小径部２２は第１面側に設けられ、大径部２３は第２面側に設けられている。また、小径部２２は第１面から第２面に向かう方向に進むに連れて内径が変化しない丸孔であり、大径部２３は第１面から第２面に向かう方向に進むに連れて内径が次第に大きくなるテーパ孔である。大径部２３の最も第１面側の内径は、小径部２２の内径と等しくなっている。また、大径部２３の第２面における内径は、小径部２２の内径と比べて大きくなっている。この点で、本実施形態では、大径部２３の第２面における孔の面積が、小径部２２の孔の面積よりも大きく、大径部２３の内形が小径部２２の内形よりも大きくなっていると言える。
【００２２】
次に、図１に示すように、熱カシメ用工具５０を用いて、第１接合部材１０と第２接合部材２０とを熱カシメするときの作用について説明する。なお、本実施形態において、熱カシメ用工具５０は、ドーム状の空間であるドーム部５１を有するとともに、当該ドーム部５１の開口縁における内径が大径部２３の開口縁２４における内径よりも小さくなっている。
【００２３】
また、図１に示すように、熱カシメ用工具５０のドーム部５１の空間Ｓ２の容積に、挿通孔２１に溶着ボス１２が挿通された第２接合部材２０内に形成される空間Ｓ１の容積を加えた容積は、第２接合部材２０の第２面から突出する溶着ボス１２の体積Ｖ１よりも大きくなっている。ちなみに、上記した空間Ｓ１は、挿通孔２１に溶着ボス１２を挿入することで、大径部２３と溶着ボス１２との間の空間であって、溶着ボス１２の周囲にできる環状の空間である。
【００２４】
まず、図１に示すように、第１接合部材１０の挿通孔２１に第２接合部材の溶着ボス１２を挿通させる。すなわち、第２接合部材２０の第２面において、開口縁２４から溶着ボス１２を突出させる。
【００２５】
そして、図１に示す実線矢印に示すように、開口縁２４から突出した溶着ボス１２の先端に加熱した熱カシメ用工具５０を押し付ける。すると、溶着ボス１２の先端部は、熱カシメ用工具５０によって加熱されることで軟化する。よって、軟化した溶着ボス１２は、熱カシメ用工具５０のドーム部５１に沿って空間Ｓ１へ流動する。
【００２６】
ここで、熱カシメ用工具５０のドーム部５１の開口縁における内径は、大径部２３の開口縁２４における内径よりも小さいため、そうでない場合と比較して、熱カシメ用工具５０のドーム部５１に沿って、溶融されない溶着ボス１２と大径部２３との間の空間、すなわち、空間Ｓ１へと流動しやすい。その後、第２接合部材２０の第２面に熱カシメ用工具５０が当接することで、第２接合部材２０と熱カシメ用工具５０との間の空間、すなわち、熱カシメ空間Ｓ２の多くが軟化した溶着ボス１２で満たされる。
【００２７】
そして、熱カシメ用工具５０を溶着ボス１２から引き離すことで、軟化した溶着ボス１２が固化し、溶融部１３が形成される。すなわち、図２に示すように、溶融部１３は、溶融されない溶着ボス１２の周囲を囲うように、略円錐台形状の第１熱カシメ部１４と、ドーム状の第２熱カシメ部１５とが形成される。
【００２８】
第１熱カシメ部１４は、挿通孔２１内に位置する溶着ボス１２と大径部２３との間の空間、すなわち、空間Ｓ１に形成される。この点で本実施形態の第１熱カシメ部１４は「熱カシメ部」に相当する。一方で、第２熱カシメ部１５は、第２接合部材２０の第２面側に形成される。こうして、溶着ボス１２の先端側に第２熱カシメ部１５が形成され、第２熱カシメ部１５よりも基端側に第１熱カシメ部１４が形成される。
【００２９】
ここで、第２熱カシメ部２０は、熱カシメ用工具５０のドーム部５１に応じた大きさに形成されるため、第２熱カシメ部１５の外径は、大径部２３の開口縁２４の内径よりも小さくなる。その結果、熱カシメ構造体１の平面視において、第２熱カシメ部１５は、大径部２３の第２面側における開口縁２４の内側に形成される。
【００３０】
こうして、本実施形態では、第１熱カシメ部１４と第２熱カシメ部１５とが形成されることで、第１接合部材１０と第２接合部材２０とが接合される。大径部２３の空間Ｓ１には、当該大径部２３の周面に接するように第１熱カシメ部１４が形成されているため、挿通孔２１の軸方向と直交する方向において、第１接合部材１０と第２接合部材２０とが相対的に移動しにくくなる。このため、熱カシメ後に、小孔部２３と溶着ボス１２との間に隙間がある場合であっても、第１接合部材１０と第２接合部材２０とにがたつきが生じることを抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態では、図１及び図２に示すように、第２熱カシメ部１５の体積Ｖ３は、熱カシメ用工具５０のドーム部５１の空間Ｓ２の容積と等しくなっている。一方で、第１熱カシメ部１４の体積Ｖ２は、空間Ｓ１の容積よりも小さくなっている。すなわち、空間Ｓ１には、隙間ができている。言い換えれば、空間Ｓ１以上の軟化した溶着ボス１２が空間Ｓ１に流れ込むことはない。よって、熱カシメする際に軟化した溶着ボス１２が第２接合部材２０の第２面側に溢れ出すことがないため、余剰樹脂部としてのバリが形成されにくい。このため、第２接合部材２０の第２面にバリを形成することを抑制できる。
【００３２】
以上詳述したように、本実施形態によれば以下に示す効果を得る。
（１）溶着ボス１２と大径部２３との間の空間に、熱カシメによって軟化した溶着ボス１２が流れ込むことで第１熱カシメ部１４が形成される。すなわち、第１接合部材１０の溶着ボス１２と第２接合部材２０の大径部２３との間の空間が第１熱カシメ部１４によって満たされる。その結果、第１接合部材１０と第２接合部材２０との間に隙間が生じにくくなり、挿通孔２１の軸方向と直交する方向において、第１接合部材１０と第２接合部材２０とが相対的に移動しにくくなる。こうして、この構成の熱カシメ構造体１によれば、第１接合部材１０と第２接合部材２０とにがたつきが生じることを抑制できる。
（２）第２熱カシメ部１５を大径部２３の第２面における開口縁２４の内側に形成するため、第２熱カシメ部１５を前述の開口縁２４からはみ出すように形成する場合に比較して、第１熱カシメ部１４を形成しやすくなる。よって、第１接合部材１０と第２接合部材２０とにがたつきが生じることを抑制できる。
（３）溶着ボス１２と大径部２３との間の空間に、熱カシメによって軟化した溶着ボス１２が摺動しやすくなる。すなわち、第１熱カシメ部１４をより形成しやすくなる。
（４）溶着ボスの外径を挿通孔の内径以上にして、挿通孔に溶着ボスを圧入すれば、第１接合部材と第２接合部材とのがたつきを抑制できるが、この場合には、挿通孔に溶着ボスを圧入する工程を行う必要がある。本実施形態では、こうした圧入工程を設けることなく、第１接合部材１０と第２接合部材２０とにがたつきが生じることを抑制できる。
【００３３】
なお、上記実施形態は、以下に示すように変更してもよい。
・熱カシメする際、まず溶着ボス１２を加熱してから、熱カシメ用工具５０を押し付けて第１接合部材１０と第２接合部材２０とを接合させてもよい。なお、この場合、レーザーで溶着ボス１２を加熱する。
・挿通孔２１には、小径部２２を設けない構成としてもよい。すなわち、挿通孔２１は、第１面から第２面に向かう方向に進むにつれて次第に大きくなるようにテーパ穴であってもよい。
・熱カシメ用工具５０のドーム部５１の空間Ｓ２の容積に、挿通孔２１に溶着ボス１２が挿通された第２接合部材２０内に形成される空間Ｓ１の容積を加えた容積は、第２接合部材２０の第２面から突出する溶着ボス１２の体積Ｖ１と等しくなるようにしてもよい。なお、この場合、第１熱カシメ部１４は、空間Ｓ２を満たすように形成されている。
・溶着ボス１２及び挿通孔２１は、その断面形状を多角形状としてもよい。例えば、溶着ボス１２及び挿通孔２１の断面形状を四角形とした場合には、挿通孔２１において、小孔部が四角柱状の孔となり、大孔部が第１面から第２面に向かう方向に進むに連れて次第に内形が大きくなる四角錐台状の孔となる。すなわち、大孔部の第２面における内形は小孔部の内形よりも大きくなり、大孔部の内形が小孔部の内形よりも大きくなると言える。
・大径部２３は、第２面に向かう方向に進むに連れて内形が次第に大きくなるように、例えば、Ｒ形状又は段々状の形状などに形成されてもよい。
・大径部２３は、第２面に向かう方向に進むに連れて内形が変化しないように設けてもよい。
・熱カシメ用工具５０のドーム部５１の内径は、大径部２３の開口縁２４の内径と同じでもよい。また、その場合、第２熱カシメ部１５の外径は、大径部２３の開口縁２４の内径と同じでもよい。
・図３に示すように、大径部２２３の壁面には、凹部２２５を形成してもよい。凹部２２５は、挿通孔２２１の軸を挟んで互いに対向する位置に形成される。なお、凹部２２５は、挿通孔２２１の軸を挟んで互いに対向する位置に形成されなくても、大径部２２３の壁面に２カ所形成すればよい。また、凹部２２５は、少なくとも１カ所に形成すればよい。
【００３４】
また、図４に示すように、大径部３２３の壁面には、凸部３２６を形成してもよい。凹部３２６は、上記した凹部２２５と同様に、大径部３２３の壁面に少なくとも１カ所に形成すればよい。そして、大径部２２３、３２３の壁面には、凹部２２５と凸部３２６とを形成してもよい。
【００３５】
これによれば、第１熱カシメ部１４が、大孔部２２３、３２３の内壁面に形成された凹部２２５や凸部３２６の形状に合うように形成される。よって、第１の接合部材１０と第２の接合部材２２０、３２０とにがたつきが生じることをより抑制できる。特に、第１の接合部材１０と第２の接合部材２２０、３２０とが挿通孔２２１、３２１の軸方向回りに相対回転することを抑制できる。
・図５に示すように、大孔部４２３は、挿通孔４２１の軸方向における断面形状を非円形としてもよい。大孔部４２３の断面形状は、例えば、図５に示すＤ形状、多角形又は楕円としてもよい。
【００３６】
これによれば、第１熱カシメ部１４が、断面形状が非円形の大孔部４２３の形状に合うように形成される。よって、第１接合部材１０と第２接合部材４２０とにがたつきが生じることをより抑制できる。特に、第１接合部材１０と第２接合部材４２０とが挿通孔４２１の軸方向回りに相対回転することを抑制できる。
・図６に示すように、ドーム状の空間を有するドーム部５５１の中心に円錐状の突起５５２が設けられた熱カシメ用工具５５０を使用してもよい。この熱カシメ用工具によって熱カシメを行う場合には、突起によって、軟化した溶着ボス５１２が熱カシメ用工具５５０の空間の外側に向かって流動しやすくなる。したがって、軟化した溶着ボス５１２が、挿通孔５２１に位置する溶着ボス５１２と大孔部２３との間の空間に流動しやすくなる。このため、挿通孔２１に位置する溶着ボス５１２と大孔部２１との間の空間Ｓ１に第１熱カシメ部５１４を形成しやすくできる。なお、この場合、図７に示すように、第１熱カシメ部５１４は、空間Ｓ１を満たすように形成されている。
【符号の説明】
【００３７】
１、５０１：熱カシメ構造体
１０、５１０：第１接合部材
１１、５１１：本体部
１２、５１２：溶着ボス
１３、５１３：溶融部
１４、５１４：第１熱カシメ部
１５、５１５：第２熱カシメ部
２０、２２０、３２０、４２０：第２接合部材
２１、２２１、３２１、４２１：挿通孔
２２、４２２：小径部（小孔部の一例）
２３、２２３、３２３、４２３：大径部（大孔部の一例）
２４：開口縁
２２５：凹部
３２６：凸部
５０、５５０：熱カシメ用工具
５１、５５１：ドーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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