樹脂部件的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將多個(gè)樹脂部件結(jié)合的結(jié)合裝置、結(jié)合構(gòu)造及結(jié)合方法。特別是，涉及將自穿孔型鉚釘從最上層的樹脂部件之上打入并使樹脂部件彼此融合而接合的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在將部件彼此接合時(shí)，具有使用自穿孔型鉚釘?shù)姆椒ā；谧源┛仔豌T釘?shù)慕雍戏椒▽蓚€(gè)部件(金屬板)放置在上面形成有內(nèi)腔的模具之上，將具有大徑的頭部、和從頭部延伸的腳部的自穿孔型鉚釘定位在上側(cè)的部件上。若利用沖頭將自穿孔型鉚釘打入部件，則自穿孔型鉚釘?shù)哪_部貫通上側(cè)的部件，腳部進(jìn)入下側(cè)的部件內(nèi)而擴(kuò)展。通過自穿孔型鉚釘?shù)拇蛉?，上?cè)的部件和下側(cè)的部件在內(nèi)腔內(nèi)塑性變形，通過自穿孔型鉚釘?shù)念^部和擴(kuò)開的腳部而將上側(cè)的部件和下側(cè)的部件接合。
[0003]自穿孔型鉚釘無需在部件上預(yù)先加工用于自穿孔型鉚釘通過的孔，能夠通過自穿孔型鉚釘?shù)拇蛉攵鴮⒉考雍稀Ｒ虼?，能夠有效地以高?qiáng)度將多個(gè)金屬制的部件彼此接合。
[0004]近年來，汽車的車身的輕量化發(fā)展，也采用鋁車身。適于鋁車身面板的接合的自穿孔型鉚釘?shù)男枨笤龃?。特別是，自穿孔型鉚釘雖然穿通沖頭側(cè)的部件，但以與模具鄰接的承受側(cè)的部件不貫通而滯留在其中的方式被打入，故而在承受側(cè)的部件的表面不形成鉚釘穿通孔。因此，不損害向部件的密封性，具有維持外觀的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]將自穿孔型鉚釘用于樹脂部件的接合的必要性增加。但是，將自穿孔型鉚釘?shù)哪_部擴(kuò)徑，咬入部件內(nèi)的尺寸為0.1?1.0mm左右。因此，通過自穿孔型鉚釘將樹脂這樣的強(qiáng)度弱的部件彼此接合的話，則不能夠得到足夠的接合強(qiáng)度。
[0006]另外，由于樹脂容易割裂，故而在將自穿孔型鉚釘壓入時(shí)，出現(xiàn)裂痕或部件破損，會使部件的強(qiáng)度下降。
[0007]專利文獻(xiàn)I公開將自穿孔型鉚釘打入被接合部件即樹脂部件，將前端部擴(kuò)開而將兩個(gè)樹脂部件接合的方法。在專利文獻(xiàn)I中，在不具有下孔的兩個(gè)樹脂部件打入具有軸孔的自穿孔型鉚釘，伴隨著自穿孔型鉚釘打入發(fā)生的碎肩壓入并按入自穿孔型鉚釘軸孔內(nèi)，在軸孔內(nèi)殘留，使鉚接強(qiáng)度有效地作用。
[0008]但是，專利文獻(xiàn)I在將樹脂零件接合時(shí)，不將樹脂零件加熱。因此，在將自穿孔型鉚釘打入樹脂部件時(shí)，產(chǎn)生割裂或會產(chǎn)生龜裂。
[0009]專利文獻(xiàn)2公開使用自穿(自穿孔型)鉚釘將兩個(gè)以上的樹脂部件的重合部位連接的連接方法。至少在最下層配置將熱可塑性樹脂設(shè)為矩陣樹脂的樹脂部件，至少將最下層的樹脂部件熱處理而使矩陣樹脂溶融的狀態(tài)下將自穿鉚釘打入而進(jìn)行連接。在鉚釘模具(模具)內(nèi)設(shè)加熱器，通過加熱器加熱并使矩陣樹脂溶融。
[0010]專利文獻(xiàn)2的方法由于在使矩陣樹脂溶融的狀態(tài)下將自穿鉚釘打入，故而在打入自穿鉚釘時(shí)，最下層的樹脂材料割裂的問題被解決。
[0011]但是，在專利文獻(xiàn)2的連接方法中使矩陣樹脂溶融時(shí)，需要在被加熱的鉚釘模具上將矩陣樹脂載置一定時(shí)間并加熱。因此，具有作業(yè)時(shí)間變長的問題。
[0012]專利文獻(xiàn)3公開有如下的連接方法，即，將兩個(gè)以上的樹脂部件以其間夾著導(dǎo)電性的金屬板的方式重合，對金屬板通電而使與金屬板相接的樹脂部件的界面溶融而使金屬板融合，將自穿鉚釘打入重合部位并達(dá)到最下層的樹脂部件內(nèi)部。專利文獻(xiàn)3通過融合、鉚釘連接、和在自穿鉚釘貫通金屬板時(shí)出現(xiàn)的毛刺咬入金屬板下層的樹脂部件，將樹脂部件彼此連接。
[0013]但是，專利文獻(xiàn)3需要在樹脂部件之間夾有金屬板，故而連接部的厚度增加。另夕卜，由于利用對金屬板通電而在金屬板產(chǎn)生的焦耳熱進(jìn)行加熱，故而直到樹脂部件溶融為止，加熱花費(fèi)時(shí)間，具有作業(yè)時(shí)間變長的問題。
[0014]另外，在將面積大的樹脂部件的多個(gè)部位連接的情況下，對面積大的金屬板通電而進(jìn)行加熱，效率差。
[0015]這樣，若通過自穿孔型鉚釘將樹脂部件接合，即使在樹脂部件不進(jìn)行開孔加工，也能夠?qū)渲考唵蔚亟雍?，但在樹脂部件會產(chǎn)生裂痕、割裂。
[0016]專利文獻(xiàn)I對于在樹脂部件產(chǎn)生的割裂未作探討。專利文獻(xiàn)2?3的自穿孔型鉚釘?shù)慕雍戏椒ㄓ捎趯渲考訜岵⑹挂徊糠秩苋诙雍?，故而在樹脂部件不易產(chǎn)生割裂。但是，在進(jìn)行接合時(shí)，通過焦耳熱將樹脂部件加熱，故而加熱耗費(fèi)時(shí)間，將大范圍加熱，加熱能量被較大浪費(fèi)。
[0017]因此，希望在通過自穿孔型鉚釘將多個(gè)樹脂部件接合的情況下，在樹脂部件上不易產(chǎn)生割裂的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法。
[0018]另外，希望能夠以高強(qiáng)度將樹脂部件穩(wěn)定接合的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法。
[0019]專利文獻(xiàn)1:(日本)特公昭62 - 23164號公報(bào)
[0020]專利文獻(xiàn)2:國際公開第2012/077196號
[0021]專利文獻(xiàn)3:(日本)特開2013 - 2505號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的目的在于提供在通過自穿孔型鉚釘將多個(gè)樹脂部件接合的情況下，在樹脂部件不易產(chǎn)生破損的樹脂部件的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法。
[0023]本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠以高強(qiáng)度將樹脂部件穩(wěn)定接合的接合裝置、接合構(gòu)造及接合方法。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明者發(fā)明了，通過高頻電磁感應(yīng)加熱將自穿孔型鉚釘加熱，將自穿孔型鉚釘打入時(shí)，利用被加熱的自穿孔型鉚釘將樹脂部件的一部分加熱溶融，通過自穿孔型鉚釘接合，并且使樹脂部件彼此融合而接合的接合裝置、接合構(gòu)造及方法。由于在樹脂部件溶融的狀態(tài)下將自穿孔型鉚釘打入，故而在樹脂部件不產(chǎn)生割裂，能夠以高強(qiáng)度接合。
[0025]本發(fā)明第一方面的接合裝置，將自穿孔型鉚釘打入在模具上配置的多個(gè)樹脂部件而進(jìn)行接合，其特征在于，具有:模具，其支承所述樹脂部件、和在所述樹脂部件上配置的所述自穿孔型鉚釘?shù)哪_部；模具支承部件，其用于支承所述模具，由絕緣體構(gòu)成；圓筒形的預(yù)夾具，其用于將所述多個(gè)樹脂部件固定在所述模具上，由絕緣體構(gòu)成；高頻電磁感應(yīng)線圈，其卷繞在所述預(yù)夾具的周圍；沖頭，其用于將所述自穿孔型鉚釘打入所述多個(gè)樹脂部件，由絕緣體構(gòu)成，將所述自穿孔型鉚釘高頻電磁感應(yīng)加熱，在使所述多個(gè)樹脂部件的一部分溶融的狀態(tài)下將所述自穿孔型鉚釘打入，將所述多個(gè)樹脂部件接合。
[0026]模具支承部件、預(yù)夾具、沖頭由于由絕緣體構(gòu)成，故而不被高頻電磁感應(yīng)加熱。自穿孔型鉚釘被高頻電磁感應(yīng)加熱，樹脂部件被自穿孔型鉚釘加熱。在樹脂部件的一部分溶融的狀態(tài)下，將自穿孔型鉚釘打入，故而在樹脂部件不易發(fā)生破損。冷卻后，樹脂部件的溶融的部分融合，另外，樹脂部件通過自穿孔型鉚釘而接合，故而能夠以高強(qiáng)度將樹脂部件穩(wěn)定接合。
[0027]理想的是，具有在所述模具支承部件內(nèi)配置的另一高頻電磁感應(yīng)線圈。
[0028]若在模具支承部件內(nèi)也配置有另一高頻電磁感應(yīng)線圈，則也從下將自穿孔型鉚釘高頻電磁感應(yīng)加熱，故而能夠?qū)⑦M(jìn)入樹脂部件內(nèi)的自穿孔型鉚釘?shù)哪_部有效地加熱。
[0029]理想的是，為了將在所述高頻電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場集中，在所述沖頭與所述自穿孔型鉚釘之間具有圓柱形的磁心部件。
[0030]理想的是，所述磁心部件由鐵氧體構(gòu)成。
[0031]若磁心部件由鐵氧體構(gòu)成，則能夠通過模具將磁場集中。
[0032]優(yōu)選的是，所述模具由絕緣體構(gòu)成。
[0033]若模具由絕緣體構(gòu)成，則不被高頻電磁感應(yīng)加熱，能夠防止樹脂部件在模具上融入口 ο
[0034]另外，優(yōu)選的是，所述模具由鐵氧體構(gòu)成。
[0035]若模具由鐵氧體構(gòu)成，則通過模具能夠?qū)⒋艌黾小?br>[0036]優(yōu)選的是，在所述模具支承部件內(nèi)具有冷卻水通路。
[0037]若具有冷卻水通路，則將模具冷卻，能夠防止樹脂部件在模具上融合，另外，能夠防止高頻電磁感應(yīng)線圈的過熱。
[0038]本發(fā)明另一方面的接合構(gòu)造，將具有大徑的頭部和從所述頭部垂下的中空的腳部的自穿孔型鉚釘打入在模具上配置的多