(57)【要約】【課題】ガタツキ等を生じることなく強固に締結することができるカシメ締結機構を提供する。【解決手段】  基部材１から突出して形成された熱可塑性の合成樹脂よりなる空洞部１２を有するカシメピン１１に被取付部材２を嵌めた後にカシメピン１１の遊端１３を溶融固化して抜け止め部１４を形成して被取付部材２を基部材１に固定するカシメ締結機構であって、被取付部材２の基部材非当接面２４に面取り部２２を備え、被取付部材２の面取り部２２の角度と略同一角度で基部材１のカシメピン１１を溶融固化して傾斜部１５と横方向部１６からなる抜け止め部１４を形成し、基部材１と被取付部材２を締結する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部材から突出して形成された熱可塑性の合成樹脂よりなるカシメピンを用いて、被取付部材を前記基部材に固定するカシメ締結機構であって、
前記被取付部材は、前記基部材と当接する基部材当接面と、
前記基部材当接面とは反対側の基部材非当接面と、
前記カシメピンが貫通する前記カシメピン嵌め込み部と、
前記基部材非当接面の前記カシメピン嵌め込み部の全周または一部に設けられた面取り部を備え、
前記基部材に形成された前記カシメピンは、前記カシメピンを貫通する若しくは前記カシメピンの前記被取付部材の嵌め込み部側に設けられた空洞部を備え、
前記カシメピンは、前記被取付部材の前記カシメピン嵌め込み部に挿入されると共に、
前記被取付部材の前記面取り部に当接し、且つその先端側が前記被取付部材の前記基部材非当接面から突出する傾斜部と、前記傾斜部に連結し、前記被取付部材の前記基部材非当接面に沿って当接しつつ延在する横方向部を有し、
前記傾斜部及び前記横方向部からなる抜け止め部を形成していることを特徴とするカシメ締結機構。
【請求項２】
前記被取付部材の前記面取り部の角度と前記傾斜部の角度は略同一である請求項１に記載のカシメ締結機構。
【請求項３】
前記抜け止め部は、上方から見た時に、円形に形成される請求項１または請求項２に記載のカシメ締結機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガタツキ等を生じることなく強固に締結することができるカシメ締結機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、熱可塑性の合成樹脂よりなる二つの加工片を組み立てることに関し、第一の加工片から垂直に突出・延在するカシメピンを第二の加工片の孔に貫通させて嵌めた後に、第二の加工片の孔から突出するカシメピンの遊端を超音波振動等で溶融固化して変形させ、抜け止め用頭部を成形することにより第一の加工片と第二の加工片を固定することが従来より広く行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図４に示すように、熱可塑性の合成樹脂よりなる成形基板１０に、成形基板１０から垂直に突出・延在する空洞１２０を有するカシメピン１１０を形成し、これを被取付部材２０のカシメピン嵌め込み部２１０に貫通させて嵌めた後に、カシメピン１１０の遊端１３０を図示しない超音波ホーンで溶融固化して抜け止め用頭部１４０を成形することにより成形基板１０に被取付部材２０を固定する締結機構に関し、被取付部材２０のカシメピン嵌め込み部２１０周辺に連結用凸部２３０を形成し、この連結用凸部２３０を抜け止め用頭部１４０に埋め込んだ状態でカシメ締結する合成樹脂製品のかしめ式締結機構が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
ところが、特許文献１では、カシメ締結を強固に行おうとすると、カシメピンのみならず、第二の加工片までも溶融してしまい外観不良を生ずる。一方、カシメ締結を弱めに行うと締結部にガタツキを生じて締結が不十分になる。
【０００５】
また、特許文献２では、空洞１２０を有するカシメピン１１０を抜け止め用頭部１４０に成形し、且つ連結用凸部２３０をうまく包むためには、カシメ工程の際の超音波ホーンの形状やパワーのＯＮ／ＯＦＦの間隔等の締結力に関する条件の調整が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１３０１３０号公報
【特許文献２】特開平９−３１４６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決して、外観を損なうことなく、しかも強固な締結力を確保でき、さらに作業性を向上させたカシメ締結機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、基部材から突出して形成された熱可塑性の合成樹脂よりなるカシメピンを用いて、被取付部材を前記基部材に固定するカシメ締結機構であって、被取付部材は、基部材と当接する基部材当接面と、基部材当接面とは反対側の基部材非当接面と、カシメピンが貫通するカシメピン嵌め込み部と、基部材非当接面のカシメピン嵌め込み部の全周または一部に設けられた面取り部を備え、基部材に形成されたカシメピンは、カシメピンを貫通する若しくは前記カシメピンの被取付部材の嵌め込み部側に設けられた空洞部を備え、カシメピンは、被取付部材のカシメピン嵌め込み部に挿入されると共に、被取付部材の面取り部に当接し、且つその先端側が被取付部材の基部材非当接面から突出する傾斜部と、傾斜部に連結し、被取付部材の基部材非当接面に沿って当接しつつ延在する横方向部を有し、傾斜部及び横方向部からなる抜け止め部を形成していることを特徴とするカシメ締結機構である。
【０００９】
請求項１の本発明では、被取付部材の側面部側には面取り部を備え、基部材から突出するカシメピンは、被取付部材のカシメピン嵌め込み部に挿入されると共に、カシメピンを溶融固化して変形させ、面取り部に当接し、且つその先端側が被取付部材の基部材非当接面から突出する傾斜部を形成するので、傾斜部により被取付部材の面取り部が塞がれ、面取り部と傾斜部が共に傾斜同士のため、横方向のズレがなく、ガタツキ等を生じることなく基部材と被取付部材を強固に締結に締結することができる。
【００１０】
また、傾斜部に連結し、被取付部材の基部材非当接面に沿って当接しつつ延在する横方向部を有しているので、カシメピンの傾斜部が被取付部材の面取り部を押し付けると共に横方向部が被取付部材を垂直方向から押さえる形になり、基部材と被取付部材との間の締結力をさらに増加させることができる。
【００１１】
さらに、カシメピンは、カシメピンを貫通する若しくはカシメピンの被取付部材の嵌め込み部側に設けられた空洞部を備えているので、傾斜部と横方向部を容易に形成することができる。
【００１２】
請求項２の本発明は、被取付部材の面取り部の角度と傾斜部の角度は略同一であるカシメ締結機構である。請求項２の本発明では、被取付部材の面取り部の角度とカシメピンの傾斜部の角度は略同一であるので、被取付部材の面取り部の角度と略同一角度で基部材のカシメピンを溶融固化して変形させ、傾斜部を形成されることにより抜け止め部を形成するので、溶融固化したカシメピンが被取付部材の面取り部の角度と略同一角度で被取付部材の面取り部を均等に押し付ける形となり、ガタツキ等を生じることなく基部材と被取付部材を強固に締結に締結することができる。
【００１３】
また、カシメピンを溶融するホーンのカシメピンを押し拡げる角度も被取付部材の外側部の面取り部の角度と同じにすればよいので、ホーン設計やホーンの溶融のための温度や圧力等の設定を含む作業性が向上する。
【００１４】
請求項３の本発明は、抜け止め部は、上方から見た時に、円形に形成されるカシメ締結機構である。請求項３の本発明では、抜け止め部は、上方から見た時に、円形に形成されるので、カシメピンの押し拡げが均一な厚さで行われ、その結果、抜け止め部が被取付部材の面取り部や被取付部材表面を均等な力で押し付ける（押圧する）ことになり、ガタツキ等を生じることなく基部材と被取付部材を強固に締結に締結することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、面取りされたカシメピン嵌め込み部を有する被取付部材に、空洞部を有するカシメピンを有する基部材を嵌め込み、基部材のカシメピンを溶融固化し、被取付部材の面取り角度と略同一角度の傾斜部を形成して抜け止め部を形成するので、傾斜部が被取付部材の面取り部の角度と同じ角度で被取付部材の面取り部を押し付ける形となり、ガタツキ等を生じることなく基部材と被取付部材を強固に締結に締結することができる。また、ホーン設計やホーンの溶融のための温度や圧力等の設定を含む作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態のカシメ締結機構の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明のカシメ締結機構の断面図であり、カシメピン１１と抜け止め部１４との関係を示す図である。
【図３】本発明のカシメ機構を形成する工程を示すものであり、（ａ）は基部材１に被取付部材２を嵌め込む前の状態、（ｂ）は基部材１に被取付部材２を嵌め込んだ状態、（ｃ）はカシメピン１１の溶融中、（ｄ）はカシメピン１１の溶融固化後（抜け止め部１４形成後）を示す、いずれも断面図である。
【図４】従来のカシメ締結機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の実施形態のカシメ締結機構の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、カシメピン１１と抜け止め部１４との関係を示す図である。図中１は基部材であり、２は基部材１にカシメ締結される被取付部材である。
【００１８】
基部材１には、空洞１２を有するカシメピン１１が略垂直に突設されており、カシメピン１１を被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１に嵌め込み、基部材１と被取付部材２の基部材当接面２３を当接させる。そして、被取付部材２の基部材非当接面２４から突出するカシメピン１１の遊端１３を溶融固化して傾斜部１５及び横方向部１６からなる抜け止め部１４を形成することにより、被取付部材２を基部材１に固定する。
【００１９】
被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１の基部材非当接面２４には面取り部２２が、後述するカシメ用のホーン３によりカシメピン１１の遊端１３が溶融固化して形成される傾斜部１５に当接する部分に設けられている。
【００２０】
その結果、基部材１のカシメピン１１の遊端１３は、被取付部材２の面取り部２２と略同一の角度で空洞部１２が押し拡げられ、最終的に、基部材１のカシメピン１１は、被取付部材２の面取り部２２と略同一の角度で傾斜部１５が形成され、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１を塞ぐ。
【００２１】
したがって、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１と、基部材１のカシメピン１１との間に横方向の隙間がある場合も、基部材１と被取付部材２間に、ガタツキや横方向のズレを生じることのない強固な締結力を確保することができる。
【００２２】
また、カシメピン１１の遊端１３は、被取付部材２の面取り部２２と略同一の角度の傾斜部１５で被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１を塞ぐと共に、傾斜部１５の先端から被取付部材２の水平方向に一定の厚さの横方向部１６が形成され、抜け止め部１４が完成する。
【００２３】
したがって、溶融固化した傾斜部１５が被取付部材２の面取り部２２の角度と同じ角度で被取付部材２の面取り部２２を押し付けると共に横方向部１６が被取付部材２を垂直方向から押さえる形で抜け止め部１４を形成することになり、基部材１と被取付部材２との間の締結力をさらに増加させることができる。
【００２４】
また、図１（ａ）に示すように、抜け止め部１４は、本発明のカシメ締結機構を上から見た時に、円形に形成されているので、カシメピン１１の空洞部１２の押し拡げが均一に行われ、その結果、抜け止め部１４が被取付部材２の面取り部２２や被取付部材表面に対して均等な力で押し付ける（押圧する）ことになり、ガタツキ等を生じることなく基部材１と被取付部材２を強固に締結に締結することができる。
【００２５】
次に、図３（ａ）から（ｄ）に基づき、本実施形態の具体的なカシメ締結工程を説明する。図３（ａ）は被取付部材２に基部材１を嵌め込む前の状態、（ｂ）は被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１に基部材１のカシメピン１１を嵌め込んだ状態、（ｃ）はカシメピン１１の溶融中、（ｄ）は基部材１のカシメピン１１の溶融固化が完了し、抜け止め部１５が完成した図である。なお、各図は断面図である。
【００２６】
（基部材１）
基部材１とカシメピン１１は、熱可塑性合成樹脂であるＰＥ（ポリエチレン）を用いた一体成形品であり、カシメピン１１の外径は、８．０ｍｍである。また、カシメピン１１の空洞１２の直径は、３ｍｍであり、厚さは２．５ｍｍである。なお、基部材１とカシメピン１１は異なる材料で構成されていてもよい。
【００２７】
（被取付部材２）
被取付部材２は、熱可塑性合成樹脂であるＰＯＭ（ポリアセタール）であり、その厚さは２ｍｍである。カシメピン嵌め込み部２１の直径は９．２ｍｍであり、被取付部材２の基部材非当接面２４に形成された面取り２２の角度αは４５°である。面取り２２の角度αは図３（ａ）に記載されている。なお、被取付部材２の基部材非当接面２４に形成された面取り２２の角度αは３０°から６０°が望ましい。
【００２８】
角度αが小さい場合は、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１内に存在するカシメピン１１の略垂直部分から傾斜部１５への角度が急峻であり、抜け止め部１４の強度が低下する恐れがある。また、角度αが大きい場合は、傾斜部１５が緩やかになり、傾斜部１５が被取付部材２の面取り部２２を押さえ付ける力が弱くなる恐れがある。
【００２９】
ここで、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１とカシメピン１１の外径の差、すなわち、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１に基部材１のカシメピン１１を嵌め込んだときに１．２ｍｍの隙間を生じているが、これは、製品バラツキ及び組付けバラツキを吸収するためである。
【００３０】
（カシメ用ホーン３）
本実施形態では、高周波を利用した熱によるカシメピン１１の溶融である。カシメ用ホーン３はアルミニウム製であり、固定部３１とカシメ形状形成部３２からなる。固定部３１は、図示しない高周波発生並びに基部材１のカシメピン１１の遊端１３の溶融のためのカシメ装置へカシメ用ホーン３を固定する部分である。また、カシメ形状形成部３２は、カシメピン１１の遊端１３を溶融し、押し拡げ、抜け止め部１４を形成する。なお、カシメ用ホーン３の材質はアルミニウムには限られず、他の金属（合金を含む）であってもよい。
【００３１】
カシメ用ホーン３のカシメ形状形成部３２は、カシメピン１１の遊端１３の空洞１２に挿入する円柱形状と円錐形状を組み合わせた空洞挿入部３３、カシメピン１１の遊端１３を押し拡げる円錐台形状の押し拡げ部３４、カシメピン１１の遊端１３を被取付部材２の面と平行方向に押さえる押さえ部３５とからなる。押し拡げ部３４は、抜け止め部１４において、傾斜部１５を形成し、押さえ部３５は、抜け止め部１４において、横方向部１６を形成する。また、空洞挿入部３３の直径は３ｍｍ、押し拡げ部３４の角度βは４５°である。押し拡げ部３４の角度βは図３（ｃ）に記載されている。なお、押し拡げ部３４の角度βは、被取付部材２の面取り２２の角度αが変更された場合は、角度αに合わせて変更される。
【００３２】
押さえ部３５の外側には、被取付部材２の基部材非当接面２４側に突出した被取付部材２と平行な面である形成終了判断部３６が形成されている。押さえ部３５と形成終了判断部３６の段差は、押さえ部３５と被取付部材２の基部材非当接面２４、すなわち、抜け止め部１４の横方向部１６の厚さと同じに設定されている。これは、カシメを確実に完了させるためである。
【００３３】
（カシメ締結工程）
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１に基部材１のカシメピン１１を嵌め込み、基部材１と被取付部材２の基部材当接面２３を当接させた後、図示しないカシメ装置にセットする。このとき、カシメピン嵌め込み部２１とカシメピン１１との横方向には１．２ｍｍの僅かではあるが、隙間を生じている。これは、カシメピン嵌め込み部２１にカシメピン１１を確実に嵌め込むことができることを前提とした両部材の公差に起因するものである。
【００３４】
次に、図示しないカシメ装置にカシメ用ホーン３の固定部３１を固定し、カシメ用ホーン３を１５０℃に昇温した後、カシメ用ホーン３の空洞挿入部３３を被取付部材２に嵌め込まれた基部材１のカシメピン１１の空洞部１２内に下降させ、さらにカシメ用ホーン３を下降させると、被取付部材２から突出するカシメピン１１の遊端１３はカシメ用ホーン３の押し拡げ部３４により溶融されながら押し拡げられ、傾斜部１５を形成していく（図３（ｃ））。このとき、溶融されたカシメピン１１の遊端１３は押し拡げ部３４の角度４５°で押し拡げられていく。
【００３５】
カシメ用ホーン３をさらに下降させると、溶融されたカシメピン１１の遊端１３がカシメ用ホーン３の押し拡げ部３４の端まで到達し、その後、カシメピン１１の遊端１３は、カシメ用ホーン３の押さえ部３５により方向が変えられ、横方向部１６を形成していく。
【００３６】
そして、カシメ用ホーン３の形成終了判断部３６が被取付部材２の基部材非当接面２４に接すると同時に、押し拡げられた傾斜部１５が被取付部材２の面取り部２２を完全に塞ぐと同時に、横方向部１６が被取付部材２の基部材非当接面２４にも当接し、傾斜部１５と横方向部１６による抜け止め部１４の形成が完了する。なお、抜け止め部１４の形成終了の判断は、図示しないカシメ装置の取り付けられたカメラにより形成終了判断部３６の最下部を検出して行われる。なお、抜け止め部１４の形成終了の判断は、形成終了判断部３６と被取付部材２の基部材非当接面２４との間隔を検知して行ってもよい。
【００３７】
最後に、カシメ用ホーン３が上昇し、抜け止め部１４は冷却され、図３（ｄ）に示すように、抜け止め部１４が形成される。このとき、被取付部材２の面取り２２の角度と基部材１のカシメピン１１の角度が同じであるため、被取付部材２のカシメピン嵌め込み部２１と基部材１のカシメピン１１との間に横方向の隙間があっても、基部材１と被取付部材２間に、ガタツキや横方向のズレを生じることのない強固な締結力を確保することができる。
【００３８】
また、横方向部１６は被取付部材２を垂直方向から押さえる形で抜け止め部１４を形成するので、基部材１と被取付部材２との間の締結力をさらに増加させることができる。
【００３９】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態では、高周波を利用した熱によるカシメピン１１の溶融を行ったが、超音波を用いて溶融してもよい。
【００４１】
例えば、本実施形態では、成形終了をカシメ用ホーン３の形成終了判断部３６の位置をカシメ装置に設置したセンサーで検出して行ったが、カシメ装置におけるカシメ用ホーン３の降下時間やカシメ用ホーン３の降下のストローク長で検出してもよい。
【００４２】
例えば、本実施形態では、基部材１と被取付部材２は異種材料であったが、同一部材であってもよい。
【００４３】
例えば、本実施形態では、基部材１と被取付部材２は共に熱可塑性樹脂であったが、被取付部材２の基部材非当接面２４に面取り部２２を設け、カシメピン２１として熱可塑性樹脂を用いれば、熱可塑性樹脂とは異なる異種材料の接合にも使用することができる。
【００４４】
例えば、本実施形態では、被取付部材２の面取り部２２は、直線状に形成されているが、弧を描いていてもよい。この場合、カシメピン１１は、当初の厚さを維持するようにカシメ用ホーン３で押し拡げられることが望ましい。
【００４５】
例えば、カシメ用ホーン３のカシメ形状形成部３２は、カシメピン１１の遊端１３の空洞１２に挿入する円柱形状と円錐形状を組み合わせた空洞挿入部３３、カシメピン１１の遊端１３を押し拡げる円錐台形状の押し拡げ部３４、カシメピン１１の遊端１３を被取付部材２の面と平行方向に押さえる押さえ部３５で構成されていたが、円柱形状と円錐形状を組み合わせた空洞挿入部３３を省き、円錐形状の押し拡げ部３４とカシメピン１１の遊端１３を被取付部材２の面と平行方向に押さえる押さえ部３５で構成してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  基部材
２  被取付部材
３  カシメ用ホーン
１１  カシメピン
１２  空洞
１３  遊端
１４  抜け止め部
１５  傾斜部
１６  横方向部
２１  カシメピン嵌め込み部
２２  面取り部
２３  基部材当接面
２４  基部材非当接面
３１  固定部
３２  カシメ形状形成部
３３  空洞挿入部
３４  押し拡げ部
３５  押さえ部
３６  形成終了判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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