(57)【要約】【技術課題】溶融した厚肉部内にガス体が浸入してボイドが形成されることにより、カシメ強度が低下しない溶着チップ及びカシメ方法を提供する。【解決手段】溶着チップ１の溶融面２の中心に冷却ピン１６を形成すると共に溶融面２の背面２ａに冷却凹部１７を形成し、溶融時にいち早く冷却ピン１６と接する樹脂面にスキン層１８を生成することにより、溶着ボス１１の中空孔１１ａ底部空間１１ｂに充満しているガス体ｇをこのスキン層１８で出来た隙間１９を経由して溶融面２側に逃し、ガス体ｇが厚肉部１４内に浸入してボイド１５が形成されるのを防ぐ。又は周側壁３の内周面３ａに絞り段部２１を形成した溶着チップ１を用いてカシメ留めを行うことにより、溶着強度の向上に併せて生産性の向上を図る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材に有底中空孔付の溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に周側壁で囲まれた溶融面を押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、その後急冷することにより樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、この溶着チップの溶融面の中心から下向きに、先端側に向かって細くなるようにテーパーをつけ、かつその先端が前記周側壁の下縁よりも突き出るようにして冷却ピンを突設すると共に、前記溶融面の背面の中心であって、前記冷却ピンが突出している部位に、前記冷却ピンの根元の部位に喰い込むように空冷凹部を形成したことを特徴とする樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項２】
前記溶着チップの周側壁の内周面であって、溶融面に近い位置に、絞り段部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製品のカシメ留め用溶着チップ。
【請求項３】
ａ．樹脂基材に有底中空孔付の溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に周側壁で囲まれた溶融面を押し当てて溶着ボスの先端を溶融することにより、固定孔の直径より大きい厚肉部を形成し、その後急冷することにより樹脂基材に被固定物をカシメ留めする溶着方法において、
ｂ．前記溶着チップの溶融面の中心から下向きに先端側に向かって細くなるようにテーパーをつけ、かつその先端が前記周側壁の下縁よりも突き出るようにして冷却ピンを突設すると共に、前記溶融面の背面の中心であって、前記冷却ピンが突出している部位に、前記冷却ピンの根元の部位に喰い込むように空冷凹部を形成した構成の溶着チップに電圧を印加して前記溶融面を発熱させる、
ｃ．次に、前記溶着チップの冷却ピンを前記中空孔内に挿入しながら溶着チップの溶融面を溶着ボスの先端に押し当てて溶着ボスの溶融又は変形を開始することにより、溶融面と周側壁により囲まれた空間及び中空孔の上部と冷却ピンの根元側との間の隙間内に溶融した樹脂を充満させる、
ｄ．前記溶融した樹脂の充満時に、発熱温度が溶融面に比較して低い冷却ピンの作用により、この冷却ピンと接する溶融した樹脂面にいち早くスキン層を生成する、
ｅ．前記スキン層の生成が先行することにより、冷却ピンの周囲においてスキン層との間に微小な隙間を形成し、この隙間を経由して溶着ボスの中空孔内の底部空間に充満しているガス体を冷却ピンの先端の突き出しにより溶融樹脂に形成された孔から溶融面側に誘導してガス体が溶融した樹脂内に浸入するのを阻止する、
ｆ．次に、電圧の印加を止めて溶融面の裏側に冷却エアーを吹きつけて溶融面の冷却を行うと同時に、冷却凹部内に冷却エアーを吹きつけることにより、冷却ピンの根元部の冷却効果を高めて、溶融樹脂の厚肉部の冷却に併せて、冷却ピンの根元部における溶融樹脂の固化を促進させる、
ｇ．次に、冷却エアーを止めて溶着チップを引き離すことにより、被固定物の外にカシメ部を形成する、
ｈ．ことを特徴とする樹脂基材に被固定物をカシメ留めする方法。
【請求項４】
前記周側壁の内周面であって、溶融面側に近い位置に、絞り段部を形成した溶着チップを用いて行う請求項３に記載の樹脂基材に被固定物をカシメ留めする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂成形品へ被固定物を固定する際、熱可塑性樹脂成形品の一部に溶着ボスと称される溶着又は変形部を予め形成しておき、この溶着ボスを被固定物側の固定孔内に通してその先端を固定孔内から突き出し、この突き出した先端側を熱で溶融又は変形することにより、熱可塑性樹脂成形品に被固定物をカシメ留めする溶着装置に用いられる溶着チップ及びこの溶着チップを用いたカシメ留め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂で成形された成形品に被固定物を固定する方法として、成形品に一体成形された溶着ボスを被固定物側に形成された固定孔に通し、次に、この固定孔から突き出た溶着ボスの先端側を溶着チップにより加熱溶融して固定孔より大きいきのこの傘のような厚肉部（カシメ部）を形成し、この厚肉部により被固定物を成形品にカシメ留めする方法が知られている。
このようなカシメ留め方法においては、被固定物の大型化、及び、重量の増大化へと展開した場合、より高い固定強度が要求される。そのため、溶着ボスを太くして厚肉部が大きくなるように工夫し、その結果広い固定面積を得て固定強度を高めるようにしている。
しかし、溶着ボスを太くすると、溶着ボスの溶融に時間がかかり、また、成形品が部分的に厚肉となるため、ヒケが生じて品質的に支障を生じる場合がある。そのため、溶着ボスの形状をその先端側の中心から有底の孔をあけたいわゆる、中空形状とすることにより、厚肉部の固定面積を確保しつつ熱量を省力化すると共に、ヒケを防止してカシメ部の強度の向上を図るカシメ留め方法が実用化されている。
【０００３】
この様な中空形状の溶着ボスの構造とカシメ例を図１１（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。
この図１１（ａ）、（ｂ）において、溶着チップ１は、下面に平滑な溶融面２を形成すると共に、この溶融面２の周囲に、周側壁３を形成した正面視（下面視）円形から成る。そして、この溶着チップ１には、前記溶融面２の背面から上方に、中央でスリット１ａ、１ｂにより前後に二分割された２箇所の給電部４、４ａが形成され、この給電部４、４ａの上端部の中央には、それぞれ電極部５、５ａが設けられていて、各々の給電線６、６ａの先端は、前記電極部５、５ａにそれぞれ結線された構成となっている。              
【０００４】
また、前記給電部４、４ａの上部内には、絶縁支持部材７が挿入されていて、この支持部材７の中心には、冷却エアーパイプ８が上方から突き抜けるようにして挿入され、この冷却エアーパイプ８のノズル部８ａから溶着チップ１の溶融面２の背面２ａに冷却エアーを吹きつけることにより、溶融面２及び溶融樹脂を急冷したのち、冷却エアーは排気窓１ｃ、１ｄから外に排出される構成となっている。図中９は前記電極部５、５ａ部分を含めて給電部４、４ａの上部全体を包被している絶縁カバーである。
【０００５】
上記溶着チップ１は、樹脂基材１０側に形成した中空孔１１ａ付の溶着ボス１１を被固定物１２側に形成した固定孔１３内に通し、突き出た溶着ボス１１の先端に溶着チップ１の溶融面２を挿し当てて溶融し、溶融面２と周側壁３で囲まれた空間２ｂ内に充満させて厚肉部１４を形成し、前記冷却エアーパイプ８のノズル部８ａから溶融面２の背面２ａに冷却エアーを吹きつけて溶融面２及び厚肉部１４の冷却を行うことにより、厚肉部１４を固化させる。
【０００６】
このようにして従来の溶着チップ１を用いて溶着ボス１１を溶融すると、その溶融過程において、中空孔１１ａ内に残留していた空気及び樹脂から発生したガス体が底部空間１１ｂ内に圧縮されて充満し、その一部は溶融した厚肉部１４内の樹脂中に浸入し、ボイド１５となって厚肉部１４内に残留し、所謂鬆となって残り、これがカシメ強度に悪い影響を及ぼしている。
このため、中空孔１１ａ付の溶着ボス１１を用いる場合には、カシメ強度に悪い影響を及ぼすボイド１５が発生しないカシメ留め方法と、溶着チップの提供が待たれていた。
【０００７】
そこで、本出願人は、溶着チップの溶融面に溶着ボスの中空孔内に挿入される突出部を設け、この突出部の中心にガス体を溶着チップの外に逃がすための排気孔を形成した内容の発明を、特願２０００−３５７４２８号（特開２００２−１６０３００号）として出願した。
この発明によると、中空溶着ボス内の溶融樹脂により密閉圧縮された中空孔内底部空間に充満したガス体は排気孔から溶着チップ外へ排出されるため、ガス体の一部が溶融した厚肉部内に浸入し、ボイド１５となって残留することはない。
【特許文献１】特開２００２−１６０３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載された溶着チップの場合、突出部に形成された排気孔は細い貫通孔であるため、次の様な欠点がある。
１．中空溶着ボスの高さが低い場合、溶融された樹脂が排気孔に入り込むため排気孔が    詰まり、ガス体を排気できなくなることがある。
２．樹脂のカスなどが排気孔に入り込む場合があり、定期的なメンテナンスが必要であ    る。
３．溶着チップを製造する際、排気孔の直径は０．３ｍｍ〜０．７ｍｍと小径のため、    加工に手間とコストがかかる。
４．溶融樹脂が中空孔内にずれ落ちて厚肉部のボリュームが不足して強度不足となった    り、外観不良が発生したりして、十分なるカシメ強度が得られなくなる。
本発明の目的は、前記した排気孔を設ける方法ではない方法で確実に溶着ボスの中空孔内底部空間からガス体を排気することができると共に、メンテナンスが不要で、特別な加工を施すことなく中空孔内底部空間からガス体の排気を行うことができる樹脂製品のカシメ留め用の溶着チップとカシメ留め方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、樹脂製品のカシメ留め用溶着チップにおいて、樹脂基材に有底中空孔付の溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に周側壁で囲まれた溶融面を押し当てて溶着ボスの先端を溶融し、その後急冷することにより樹脂基材に被固定物をカシメ留めするための溶着チップにおいて、この溶着チップの溶融面の中心から下向きに、先端側に向かって細くなるようにテーパーをつけ、かつその先端が前記周側壁の下縁よりも突き出るようにして冷却ピンを突設すると共に、前記溶融面の背面の中心であって、前記冷却ピンが突出している部位に、前記冷却ピンの根元の部位に喰い込むように空冷凹部を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の冷却ピンは、溶融面の周側壁の下端よりも突き出る長さを有している。また、冷却ピンの発熱を抑えるため出来るだけ細いピンが望ましく、例えば、溶融面の面積の３％〜１０％の底面断面部の面積を持つ冷却ピンが有効である。３％以下であれば、冷却ピンが細すぎて強度不足及び加工が難しい等の問題が生じ、１０％以上である場合は、電気抵抗が小さくなった分、加熱電流が流れて発熱する場合がある。
また、冷却ピンには、先端側に向かって細くなるテーパーをつけたことにより、先端部の温度を他の部分より低くすることができると共に、カシメ留め後、冷却ピンが溶着ボスより抜け易いという効果を得られる。
また、冷却ピンの根元と溶融面との間には、Ｒをつけたことにより、排出されるガス体をスムーズに流出させることができる。
この冷却ピンの効果により、冷却ピンに接触している部分の溶融樹脂の表面には、いち早くスキン層が形成される。したがって、冷却ピンとスキン層間に微小な隙間が生じ、この隙間を経由して溶融樹脂で密閉された底部空間内のガス体は溶融面に向かって流動し、この溶融面及び周側壁の内面及び条件によっては周側壁から外に流出する。したがって、従来の様に、厚肉部の内部へガス体が浸入して厚肉部内にボイドが形成されることがなく、カシメ留め部の強度が不足したりしない。
【００１１】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂製品のカシメ留め用溶着チップにおいて、前記溶着チップの周側壁の内周面であって、溶融面に近い位置に、絞り段部を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
周側壁の内周面に絞り段部を形成したことにより、固定面積を確保しつつ溶着チップにおける溶融面の一部と溶着ボスとの距離が縮まり、溶融面の熱が溶着ボスへ伝わり易くなる。その結果、溶着ボスの溶融が充分に行なわれ、その後固化したときに均一な厚肉部が形成される。
また、冷却時には、溶融面の表面積が増したことにより、冷却効率が向上し、冷却時間の短縮が図れる。
【００１３】
更に、請求項３に記載の発明においては、ａ．樹脂基材に有底中空孔付の溶着ボスを突設し、この溶着ボスを被固定物側に形成した固定孔内に通して溶着ボスの先端を固定孔内から突出させ、この突出した溶着ボスの先端に周側壁で囲まれた溶融面を押し当てて溶着ボスの先端を溶融することにより、固定孔の直径より大きい厚肉部を形成し、その後急冷することにより樹脂基材に被固定物をカシメ留めする溶着方法において、
ｂ．前記溶着チップの溶融面の中心から下向きに先端側に向かって細くなるようにテーパーをつけ、かつその先端が前記周側壁の下縁よりも突き出るようにして冷却ピンを突設すると共に、前記溶融面の背面の中心であって、前記冷却ピンが突出している部位に、前記冷却ピンの根元の部位に喰い込むように空冷凹部を形成した構成の溶着チップに電圧を印加して前記溶融面を発熱させる、
ｃ．次に、前記溶着チップの冷却ピンを前記中空孔内に挿入しながら溶着チップの溶融面を溶着ボスの先端に押し当てて溶着ボスの溶融又は変形を開始することにより、溶融面と周側壁により囲まれた空間及び中空孔の上部と冷却ピンの根元側との間の隙間内に溶融した樹脂を充満させる、
ｄ．前記溶融した樹脂の充満時に、発熱温度が溶融面に比較して低い冷却ピンの作用により、この冷却ピンと接する溶融した樹脂面にいち早くスキン層を生成する、
ｅ．前記スキン層の生成が先行することにより、冷却ピンの周囲においてスキン層との間に微小な隙間を形成し、この隙間を経由して溶着ボスの中空孔内の底部空間に充満しているガス体を冷却ピンの先端の突き出しにより溶融樹脂に形成された孔から溶融面側に誘導してガス体が溶融した樹脂内に浸入するのを阻止する、
ｆ．次に、電圧の印加を止めて溶融面の裏側に冷却エアーを吹きつけて溶融面の冷却を行うと同時に、冷却凹部内に冷却エアーを吹きつけることにより、冷却ピンの根元部の冷却効果を高めて、溶融樹脂の厚肉部の冷却に併せて、冷却ピンの根元部における溶融樹脂の固化を促進させる、
ｇ．次に、冷却エアーを止めて溶着チップを引き離すことにより、被固定物の外にカシメ部を形成する、
ｈ．ことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の冷却ピンの場合、溶融面に対して電流方向が直角方向となるため、電流はこの直角方向、つまり冷却ピンの先端方向には流れにくく、よって、冷却ピンにはジュール熱による発熱が発生しない。例えば、実測によると、溶着チップの溶融面の発熱温度が３００℃に達したとき、冷却ピンの根元付近での発熱温度は８５℃以下である。したがって、溶融面により加熱されて溶融した樹脂には、冷却ピンと接触している面に即座にスキン層が生成され、冷却ピンと溶融樹脂面間に微小の隙間が発生する。さらに、冷却ピンの先端は溶融樹脂から中空孔内底部空間に突き出ているため、底部空間に圧縮されて充満したガス体は冷却ピンとスキン層との隙間を通って溶接面に至り、その後周側壁の内周面を伝って外に放出され、厚肉部内にガス体が浸入することはない。
また、従来溶融した樹脂が中空孔の底部空間内にたれ落ち、厚肉部の容量が不足する場合があったが、冷却ピンによる冷却効果にて溶融樹脂の温度が適度に低下し、たれ落ちることを防止できるため、設計通りの適切な厚肉部を形成することが可能になる。
【００１５】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項３に記載の樹脂基材に被固定物をカシメ留めする方法において、前記周側壁の内周面であって、溶融面側に近い位置に、絞り段部を形成した溶着チップを用いて行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
１．本発明の溶着チップ及びこれを用いたカシメ留め方法によると、溶着ボスの中空孔内  底部空間に充満した圧縮されたガス体は、冷却ピンの周囲に形成されたスキン層を経由  して中空孔内底部空間から溶着チップの外に流出するため、厚肉部にガス体が浸入する  のを防ぐことができる。したがって、厚肉部の内部にボイドが形成されないので、固定  強度不足が発生するのを防止することができる。
２．本発明の溶着チップ及びこれを用いたカシメ留め方法によると、溶着ピンの根元部に  位置する溶融面の背面に冷却凹部を形成したことにより、溶着ピンの根元部の冷却効率  を高めることができる。したがって、スキン層の生成を促進させることができると共に  厚肉部を中心からも冷却するため、溶融樹脂が中空孔内底部空間にずれ落ちて厚肉部の  ボリュームが不足して強度が不足したり、カシメ部が変形したりせず、外観が良好で高  強度のカシメ留めを行うことができる。
３．本発明の溶着チップ及びこれを用いたカシメ留め方法によると、周側壁の内面に絞り  段部を形成したため、溶着チップの溶融面と溶着ボスとの距離が短くなり、高い熱伝導  が得られて加熱及び冷却時間を短縮できる。また、溶融面周辺の強度が増し、応力が溶  融面に集中することがないため、繰り返し行われる溶着ボスへの押圧で溶融面に変形が  発生することがなく、よって耐久性が向上する。
４．本発明の溶着チップ及びこれを用いたカシメ留め方法によると、溶着チップの冷却ピ  ンが溶融樹脂から中空孔内の底部空間に突き出しているため、冷却ピンと溶融樹脂のス  キン層との隙間から底部空間内に残留している圧縮されたガス体を放出することができ  る。したがって、溶融樹脂内にガス体が浸入することなくカシメ留めを行うことができ  る。よって、厚肉内にガス体が浸入したり、ガス体が厚肉内を不規則に流れてその痕跡  が残ったりすることが無いため、カシメ強度不足が発生したり、カシメ部の外観が損な  われたりしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るカシメ留め用溶着チップとカシメ留め方法の基本的な形態は、溶着チップの溶融面の中心部に、先端へ向かって細くなる冷却ピンを突設すると共に溶接面の背面の中心であって、冷却ピンの根元部に喰い込む位置まで冷却凹部を形成したことと、溶融面の周囲をとり囲むように設けた周側壁の内周面に絞り段差を形成したことにより、厚肉部内にボイドが形成されてカシメ強度が低下するのを防止し、併せて生産性の向上とカシメ部の外観を奇麗に仕上げることができる点に特徴がある。
なお、溶着チップに用いる材料は、ステンレス（ＳＵＳ）、ダイス鋼（ＳＫＤ）、鉄クロムが代表例としてあげられる。
次に、本発明の実施例を各図に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
請求項１に記載された溶着チップの構成を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
図１は溶着チップを示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ´線断面図、図２は溶着チップの斜視図、図３は、溶着チップに対する給電部の説明図、図４は本発明による溶着チップを用いて組み立てが完成した溶着装置の斜視図、図５は図４の中央断面図である。
本実施例による溶着チップ１は、ステンレス材を用いて切削加工されていて、全体的には有底型の円筒形状である。溶着チップ１は、上から下に向けて大径部、中径部、小径部と３ブロックに分かれており、大径部と中径部とを通して溶着チップ１を縦に２等分するようにスリット１ａ、１ｂが形成されている。そのスリット１ａ、１ｂの小径部側端部には排気効率を高めるためスリットをさらに大きくした長方形の排気窓１ｃ、１ｄがスリット１ａ、１ｂと連続して形成されている。大径部内には、図３に示すようにセラミックから成る支持部材７が挿入されている。中径部と小径部の境には、周側壁３が形成され、その周側壁３の底面となる部位が溶融面２であって、カシメ留の際、溶着ボスの先端に溶融面２を押し当てて溶着ボス１１に熱を伝えるところである。
溶融面２の中心部には、先端に向かって細くなるようにテーパーをつけ、さらに、その先端側は、周側壁３の下端縁から突き出るように冷却ピン１６が突設されている。
【００１９】
図３において、５、５ａは電極部、６、６ａは給電線、８は冷却エアーパイプ、８ａはノズル部、図４、図５において、９は絶縁カバーであって、これらの機能は、図１１で説明した内容と同一のため、詳細な説明は省略する。
図１（ａ）、（ｂ）及び図２、図５において、１７は、溶着チップ１の溶融面２の背面２ａの中心部において、冷却ピン１６の根元１６ａの中心部位に喰い込むようにして形成された冷却凹部であって、この冷却凹部１７は、冷却ピン１６のＲのついた根元１６ａ部分の冷却効率を高めるために形成されている。なお、この冷却凹部１７は、逆円錐形状であるが、円孔でもよく、形状は凹状である限り、問わない。
【００２０】
実施例１の溶着チップ１の主要部の寸法を表１に示す。
【表１】
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【００２１】
冷却ピン１６は、ジュール熱による発熱を抑えるため出来るだけ細いピンが望ましく、例えば、溶融面２の面積の３％〜１０％の断面積を根元部１６ａに持つ冷却ピン１６が有効である。本実施例では約４．７％である。
この冷却ピン１６の効果により、冷却ピン１６に接触した溶融樹脂の表面は、いち早く冷却されて図７に示すようにスキン層１８が生成される。このため、冷却ピン１６とスキン層１８間に微小な隙間１９が生じ、底部空間１１ｂ内に充満したガス体はここを通って溶融面２側に流動することが可能になる。
【００２２】
次に、前記カシメ留め用溶着チップ１を用いた溶着装置の組み立て方法について説明する。
図３は、組立を行なう様子を示す斜視図、図４は組立完成を示す斜視図、図５は図4における断面図である。
まず、スリット１ａ、１ｂで分割された各々の溶着チップ１の給電部４、４ａの電極部５、５ａに給電線６、６a  を溶接等の方法で電気的に接続する。セラミックである支持部材７は、軸中心に挿入孔が貫通して形成されていて、ここに冷却用エアーを溶接面２の裏面２ａに吹き付けるための冷却エアーパイプ８が突き抜けるようにして挿入され、その後、支持部材７は溶着チップ１の開放された後方から大径部内に挿入され、中径部との境である位置決め段まで挿入される。
前記の様に各部材を組み込んだ後、図４に示す様に、耐熱樹脂（例えば、金属粉入りエポキシ樹脂）からなるカバー９により、溶着チップ１の一部、支持部材７、冷却エアーパイプ８及び各給電線６、６ａの一部又は全部が被覆固定されて、本実施例の溶着装置が完成する。
完成後の溶着装置の断面を図５に示す。
【実施例２】
【００２３】
次に、実施例１における溶着装置（溶着チップ）を用いて行う請求項３に記載したカシメ留め方法について説明する。
図６はカシメ留め方法の工程図で、（ａ）は溶着装置を溶着ボス１１の先端に押し当てる直前の図、（ｂ）は溶着チップ１を発熱させて溶着ボス１１を溶融しながら押し潰した状態の説明図、（ｃ）は冷却エアーパイプ８から冷却用エアーを溶着チップ１の溶融面２の背面２ａへ吹き付けている図、（ｄ）はカシメ留めが完成した図、図７はカシメ留め時の拡大図である。
符号の１０はＡＢＳ樹脂から成形された樹脂成形体であり、この樹脂成形体１０には有底中空孔１１a付の溶着ボス１１が突設してある。
【００２４】
まず、図６(ａ)に示す様に、溶着ボス１１を被固定物１２側に形成した固定孔１３内に通して溶着ボス１１の先端を固定孔１３内から突出させる。次に、溶着装置における溶着チップ１の冷却ピン１６を溶着ボス１１の中空孔１１ａ内に挿入しながら、溶着チップ１の溶融面２を溶着ボス１１の先端に押し当てる。
次に、溶着チップ１に接続されている給電線６、６ａに電圧を印加すると、ジュール熱により溶融面２が発熱する。この時の温度は、溶融面２が３００℃、冷却ピン１６はその根元部１６ａにおいて８５℃である。このように発熱した溶着チップ１の溶融面２を溶着ボス１１の先端に押し付けると、溶着ボス１１は溶融し、溶融した樹脂は溶着チップ１の溶融面２と周側壁３で囲まれた空間２ｂ内に流動し、図６（ｂ）の様に空間２ｂ内に充満する。
【００２５】
この時、中空孔１１ａ内に流入した溶融樹脂の中心部は、冷却ピン１６の温度が低いため、この冷却ピン１６と接触している溶融樹脂面にスキン層１８がいち早く生成されて冷却ピン１６の外周面とスキン層１８間に微小隙間１９が形成される。同時に冷却ピン１６の先端が中空孔１１ａ内において溶融樹脂より底部の空間１１ｂに突き出るため、空間１１ｂと微小隙間１９が連通し、これによりカシメ留め工程時に底部空間１１ｂ内に圧縮して充満したガス体ｇは、冷却ピン１６が溶融樹脂から突き出ている部分の孔、及び微小隙間１９を経由して図７において太い線で示すように溶融面２側と接する厚肉部１４の表面側に流出することにより、厚肉部１４内にガス体ｇが浸入したり、ガス体ｇが厚肉部１４内を不規則に流れてその痕跡が残ったりない。この結果、カシメ留め部内にボイドが形成されて強度不足の問題が発生したり、美観が損なわれたりするのを防止することができる。
【００２６】
溶融工程時間が経過した後、電圧の印加を停止すると共に、冷却エアーパイプ８のノズル部８ａから冷却用エアーを溶融面２の背面２ａに吹き付けることにより、溶着チップ１の溶融面２は冷却される。したがって、溶融面２と周側壁３により囲まれた空間２ｂ内に充満した溶融樹脂は固化し、きのこの傘の様な厚肉部１４（カシメ部）が形成される。
冷却工程時間が経過した後、冷却エアーの供給を停止し、溶着装置を上昇させると、図６（ｄ）の様に被固定物１２がカシメ留め２０された樹脂成形体を得ることができる。
また、冷却ピン１６の冷却効果により、溶融した樹脂が孔内にたれ落ちることがないため、厚肉部１４は変形することなく所望する外観形状のカシメ留め２０を形成することができる。
実施例２における、加熱時間、冷却時間、固定強度のデータを表２に記載する。
【実施例３】
【００２７】
実施例３では、請求項２及び請求項４に記載した溶着チップ及びカシメ留め方法について説明する。
図８は本実施例３の溶着チップ１を示し、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＢ−Ｂ´線断面図、図９はカシメ留め工程の説明図である。
本実施例３は、図８に示す様に、実施例３の溶着チップ１は、溶着チップ１に形成された周側壁３の内周面３ａであって、奥側（溶融面２側）に絞り段部２１を形成したことを特徴とするものである。他の部分については、実施例１と同一である。
【００２８】
絞り段部２１は、溶融面２と周側壁３の内周面３ａとが交わる位置に形成されていて、幅１．７ｍｍ、高さが１．６ｍｍである。
この絞り段部２１を形成したことにより、厚肉部１４の固定面積を確保しつつ溶融面２の周囲であって、内周面と溶着ボス１１との距離が縮まり（図９参照）溶融面２の熱が溶着ボス１１へ伝わり易くなった。その結果、溶着ボス１１の溶融が充分に行なわれ、溶融時間の短縮に併せて、本実施例では実施例１に比べて約３０％の固定強度の向上を図ることができた。
また、冷却時には、冷却面積が増したことにより、冷却効率が向上して冷却時間を短縮することができた。本実施例では実施例１に比べて約１５％の時間短縮を図ることができた。
さらに、絞り段部２１を形成することにより、溶融面２周辺の強度が増し、応力が溶融面２に集中することがないため、繰り返し行われる溶着ボスへの押圧で溶融面２に変形が発生することがなく、よって、耐久性が向上した。
本実施例３における、加熱時間、冷却時間、固定強度のデータを表２に記載する。
【００２９】
［比較例１］
比較例として実施例１に紹介した溶着チップ１において、冷却ピン１６を備えていない従来の型の溶着チップ１を用いてカシメ留め作業を行なった。
その結果、図１１に示す様に、厚肉部１４内にボイド１５が発生し、固定強度は実施例１に比べて劣っていた。
比較例１における、加熱時間、冷却時間、固定強度のデータを表２に記載する。
【００３０】
［比較例２］
本比較例２は、溶融面の中心部に排気用の貫通孔を持たないピンを突出させた溶融チップを用いてカシメ留め作業を行った例である。その結果のデータを表２に記載する。
【表２】
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※溶着ボス１１の形状
直径                  ６ｍｍ         高さ                １２ｍｍ
中空孔１１ａの径  ３．５ｍｍ         中空孔１１ａの深さ  １２ｍｍ
図１０は、溶着チップ１の形状を拡大して示したもので、（ａ）は実施例１において説明した冷却凹部１７付の溶着チップの断面図、（ｂ）は実施例３において説明した絞り段部２１を形成した付溶着チップの断面図である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る溶着チップを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ−Ａ´線断面図
【図２】溶着チップを透視した斜視図
【図３】組み立て途中の溶着チップの斜視図
【図４】組み立てが完了した状態の溶着チップの斜視図
【図５】組み立てが完了した状態の溶着チップの断面図
【図６】溶着工程を示すもので、（ａ）は溶着開始直前の説明図、（ｂ）は溶融終了時の説明図、（ｃ）は冷却時の説明図、（ｄ）はカシメ留めを終了した状態の説明図
【図７】溶着ボスの中空孔内からガス体が流動して逃れている様態の説明図
【図８】絞り段部付溶着チップ（実施例３）の説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）はＢ−Ｂ´線断面図
【図９】絞り段部付溶着チップにおける冷却ピンを介してガス体が流動している状態の説明図
【図１０】冷却ピンと絞り段部付溶着チップを示すもので、（ａ）は冷却ピン及び冷却凹部付溶着チップの断面図、（ｂ）は絞り段部付溶着チップの断面図
【図１１】従来の溶着チップとカシメ留め方法の説明図であって、ａは側面図、ｂはＣ−Ｃ´線断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  溶着チップ
２  溶融面
３  周側壁
８  エアーパイプ
１６  冷却ピン
１７  冷却凹部
２１  絞り段部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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