(57)【要約】【課題】樹脂部材の結合強度を向上させることを目的とする。【解決手段】樹脂部材の結合方法は、熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材１０，１２を重ね合わせて互いに熱溶着すると同時に、熱溶着部Ａに所定の大きさの貫通孔１６を形成する第１工程Ｓ１と、貫通孔１６を用いて複数の樹脂部材１０，１２を締結する第２工程Ｓ２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材を重ね合わせて互いに熱溶着すると同時に、熱溶着部に所定の大きさの貫通孔を形成する第１工程と、
前記貫通孔を用いて、前記複数の樹脂部材を締結する第２工程と、
を有する樹脂部材の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材の結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２以上の樹脂部材を、その間に導電性の金属板を介層させて重ね合わせ、金属板を加熱して上下の樹脂部材を該金属板に溶着し、セルフピアスリベットによるリベット接続と、溶着と、金属板のバリとによって、樹脂部材同士を接続する樹脂部材の接続方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両のボデーの樹脂化に伴い、樹脂部材同士の結合が必要となっている。熱可塑性樹脂を用いた樹脂部材同士の結合方法として、リベット、熱溶着、接着剤等、又はこれらを組み合わせたもの（上記従来例）があり、夫々の特徴を有している。
【０００５】
しかしながら、車両のボデーの強度部材に必要な性能を得るためには、更に改良の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、複数の樹脂部材の結合強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る樹脂部材の結合方法は、熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材を重ね合わせて互いに熱溶着すると同時に、熱溶着部に所定の大きさの貫通孔を形成する第１工程と、前記貫通孔を用いて、前記複数の樹脂部材を締結する第２工程と、を有する。
【０００８】
この樹脂部材の結合方法では、第１工程での熱溶着と、第２工程での締結により、複数の樹脂部材を結合することができる。第１工程においては、熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材が熱溶着される。また、熱溶着と同時に熱溶着部に所定の大きさの貫通孔を形成するので、該貫通孔は、複数の樹脂部材が互いに位置決めされた状態で形成される。従って、従来のリベット結合のように、リベット用孔の孔ピッチのばらつきを吸収することを目的として、貫通孔を大きくする必要がない。このため、貫通孔の大きさを、締結部材の寸法に応じた最小限の大きさにすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の樹脂部材の結合強度を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法の第１工程において、重ね合わされた複数の樹脂部材と、熱溶着用の超音波ホーンとを示す断面図である。（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法の第１工程において、超音波ホーンにより、複数の樹脂部材を熱溶着すると共に、該樹脂部材に貫通孔を形成した状態を示す断面図である。（Ｃ）は、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法の第２工程において、複数の樹脂部材をリベット結合した状態を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る樹脂部材の結合方法の第１工程が完了した状態の樹脂部材を示す平面図である。
【図３】本実施形態に係る樹脂部材の結合方法を用いて結合されたバンパリインフォースメント及びクラッシュボックスを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）において、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法は、第１工程Ｓ１と、第２工程Ｓ２とを有している。
【００１２】
第１工程Ｓ１は、熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材１０，１２を重ね合わせて互いに熱溶着すると同時に、熱溶着部Ａに所定の大きさの貫通孔１６を形成する工程である。貫通孔１６は、例えば円形である。具体的には、まず図１（Ａ）に示されるように、材料に熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材１０，１２を重ね合わせ、溶着する部位の例えば上方に、熱溶着用の超音波ホーン１４を位置決めする。樹脂部材１０，１２は、例えば炭素繊維強化熱可塑性樹脂（ＣＦＲＰ）で構成されている。
【００１３】
そして、図１（Ｂ）に示されるように、超音波ホーン１４を複数の樹脂部材１０，１２に押し当て、該樹脂部材１０，１２を溶融させて熱溶着する。これと同時に、熱溶着部Ａの例えば中央部に、複数の樹脂部材１０，１２を貫通する貫通孔１６を形成する（図２も参照）。
【００１４】
超音波ホーン１４には、円柱形の挿入部１４Ａが設けられており、該挿入部１４Ａにより貫通孔１６が形成される。この挿入部１４Ａは、貫通孔１６の直径に対応した外径と、複数の樹脂部材１０，１２の厚さの合計以上の長さとを有している。挿入部１４Ａの先端部１４Ｂは、先細りの例えば円錐形に形成されている。これにより、複数の樹脂部材１０，１２に貫通孔１６を円滑に形成して行くことができる。
【００１５】
第２工程Ｓ２は、貫通孔１６を用いて複数の樹脂部材１０，１２を、例えばリベット結合により締結する工程である。リベット結合には、例えばブラインドリベット１８が用いられる。これにより、例えば、樹脂部材１２側に工具を差し込むことなく、樹脂部材１０側からリベット結合作業を行うことができる。
【００１６】
このように、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法では、第１工程Ｓ１での熱溶着と、第２工程Ｓ２でのリベット結合により、複数の樹脂部材１０，１２を結合することができる。第１工程Ｓ１において、繊維強化熱可塑性樹脂を用いた複数の樹脂部材１０，１２が熱溶着される。これにより、互いに溶着される樹脂部材の繊維同士が絡まるので、溶着強度が向上する。
【００１７】
また、熱溶着と同時に熱溶着部Ａに所定の大きさの貫通孔１６を形成するので、該貫通孔１６は、複数の樹脂部材１０，１２が互いに位置決めされた状態で形成される。従って、従来のリベット結合のように、リベット用孔の孔ピッチのばらつきを吸収することを目的として、貫通孔１６の直径を大きくする必要がない。このため、貫通孔１６の大きさを、リベットの寸法に応じた最小限の大きさ（最小推奨孔径）にすることができる。またこれによって、貫通孔１６の内壁とブラインドリベット１８との間の間隙が小さくなるので、樹脂部材１０，１２の結合剛性が高まると共に、結合部の初期剛性を超音波溶着の結合剛性と同等にすることができる。
【００１８】
更に、樹脂部材１０，１２を熱溶着することにより、ブラインドリベット１８を中心とした樹脂部材１０，１２の相対回転を抑制することができる。
【００１９】
超音波により熱溶着された樹脂部材１０，１２の破断伸びは、その材料の物性と同等であるが、リベット結合を併用することにより、金属が有する大きな破断伸びと同等の破断伸びにすることができる。
【００２０】
樹脂部材１０，１２の間にせん断力が作用した際には、熱溶着部Ａに生じる剥離力の一部を、ブラインドリベット１８が分担することで、強度のばらつきを抑制することができる。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、複数の樹脂部材１０，１２の結合強度を向上させることができる。
【００２２】
また、熱溶着とリベット結合を併用しても、熱溶着と貫通孔１６の形成は同時に行われるので、従来のように複数の部材に貫通孔を形成してブラインドリベットで結合する場合と比較して、工程の追加がない。
【００２３】
複数の樹脂部材の結合部に強度と剛性が要求される部位として、図３に示されるような、バンパリインフォースメント２０とクラッシュボックス２２の結合部がある。この例では、左右のクラッシュボックス２２の前端上部を、バンパリインフォースメント２０の上面に重ねて結合するために、例えば夫々３本のブラインドリベット１８を用いている。クラッシュボックス２２は、左右のサイドメンバ２４の前端に夫々取り付けられている。なお、図示は省略するが、クラッシュボックス２２の前端下部を、同様にバンパリインフォースメント２０の下面に重ねて結合することもできる。
【００２４】
バンパリインフォースメント２０とクラッシュボックス２２は、共に炭素繊維強化熱可塑性樹脂を用いた部材である。バンパリインフォースメント２０には、車両を船舶等に固定する際又は車両を牽引する際に用いられる固縛フック２６が取り付けられる。従って、バンパリインフォースメント２０とクラッシュボックス２２の結合部には大きな荷重が加わるため、その荷重に対応した強度と剛性が要求される。この要求に応えるために、本実施形態に係る樹脂部材の結合方法を用いることができる。
【００２５】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００２６】
複数の樹脂部材１０，１２の枚数は、２枚に限られず、３枚以上であってもよい。また、樹脂部材１０，１２は、板でなくてもよい。樹脂部材１０，１２の材料は、熱溶着できるものであればよく、強化繊維の種類や有無を問わない。
【００２７】
熱溶着の形状は円形に限られず、多角形であってもよい。また、超音波ホーン１４に複数の挿入部１４Ａを設けておき、一度の熱溶着で複数の貫通孔１６を形成してもよい（図示せず）。
【００２８】
締結手段は、ブラインドリベット１８に限られず、ボルト及びナット等による機械締結を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１０    樹脂部材
１２    樹脂部材
１６    貫通孔
Ａ      熱溶着部
Ｓ１    第１工程
Ｓ２    第２工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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