JP2001030359A - プラスチッククリップの接合方法及びプラスチッククリップ - Google Patents

プラスチッククリップの接合方法及びプラスチッククリップ

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敏則 筧
Toru Inoue
亨 井上
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Takehiro Co Ltd
Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低エネルギーで接合でき、裏面への熱の悪影
響や圧痕のない、余剰溶融部分に考慮した、天然繊維系
多孔質部材へのプラスチッククリップの接合方法及びそ
の接合方法に用いるプラスチッククリップを提供する。 【解決手段】 プラスチッククリップ１の基部５の接合
面は、溶着領域６と非溶着領域７とを有し、溶着領域６
には、天然繊維系の多孔質部材側へ突出する溶融可能な
複数の突起９と、該突起に隣接する位置に突起の余剰溶
融部分を収容する複数の凹部１０が形成され、非溶着領
域７には、プラスチッククリップの溶着高さを定める基
準面部分１１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドアトリ
ム等の天然繊維系の多孔質部材にリテーナ等のプラスチ
ッククリップを溶着することによって接合するプラスチ
ッククリップの接合方法及びその接合方法に用いるプラ
スチッククリップに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のドアトリム等は、コストの削減
と軽量化のために、天然繊維がエポキシ系プラスチック
をバインダーとして形成された多孔質部材が用いられる
ことが多い。自動車のドアトリム等では、天然繊維が７
０％とその含有量が多く、成形には、スタンピングが使
用される。そのため、ドアトリムを車体に取付けるため
のリテーナ等のプラスチッククリップは、天然繊維系多
孔質部材であるドアトリムとは別体に形成される。従っ
て、リテーナ等のプラスチッククリップをドアトリム等
の天然繊維系多孔質部材に一体的に連結することが必要
になり、この連結には超音波溶接等が用いられる。例え
ば、特開平４−２０８６５６号公報には、ガラス繊維基
質をもつルーフライニングに、プラスチッククリップで
ある取付具を超音波溶着して連結する取付方法が開示さ
れている。この取付方法によれば、プラスチッククリッ
プの接合面の部分が溶融して繊維部分とその隙間に進入
し、プラスチックが絡み合った結合が得られると述べて
いる。この取付方法を、天然繊維系の多孔質部材にプラ
スチッククリップを溶着する場合に適用するには、改良
の余地がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、自動車
のドアトリムにおいては、天然繊維がエポキシ系プラス
チックをバインダーとして形成された多孔質部材が用い
られることが多い。このように、エポキシ系プラスチッ
クをバインダーとして形成された天然繊維系多孔質部材
に、エポキシプラスチック製のクリップを超音波溶着す
ると、接合強度のバラツキが多く、一定レベル以上の高
い接合強度にするためには、溶着に非常に大きい超音波
エネルギーを必要とし、また、高い圧接力を必要とす
る。更に、そのため、接合面と反対側の面には、超音波
溶接チップの熱の影響による変形や圧痕等が表れる。従
って、天然繊維系多孔質部材にプラスチッククリップを
接合するとき、低エネルギーで接合でき、裏面への熱の
悪影響がなく、圧痕もない、接合が望まれている。
【０００４】特開平３−６７７２２号公報は、ドアトリ
ムにプラスチックリテーナブラケットを超音波溶着する
方法を開示している。この公報においては、前記の熱の
悪影響の問題と圧痕の問題を指摘し、ドアトリムとリテ
ーナブラケットとの間の境界部分の隙間をなくする工夫
をしている。詳細には、リテーナブラケットの取付面側
に突条を設け、ドアトリムの取付面側の凹部に、前記の
突条を配置して、超音波溶着によって前記の突条を溶融
して、ドアトリムの取付面側の凹部とリテーナブラケッ
トの外周面との間の隙間を埋めるようにして接合してい
る。この方法では、ドアトリムの取付面側にリテーナブ
ラケットを収容する凹部を必要としており、ドアトリム
の成形に制約がある。従って、このような制約なく、低
エネルギーで接合でき、裏面への熱の悪影響がなく、圧
痕もない、天然繊維系多孔質部材にプラスチッククリッ
プを接合することが望まれている。
【０００５】プラスチック部材に別のプラスチック部品
を溶着する、その他の技術が、特開昭６３−２１２５３
２号公報、特開昭６３−２７８８２１号公報、及び実開
平２−１２４１３１号公報に示されている。特開昭６３
−２１２５３２号公報では、自動車のプラスチック製天
井材にプラスチック製のブラケットを取付けるため、ブ
ラケットの取付面に脚を突設し、この脚を超音波溶着し
ている。この溶着方法は、脚の余剰溶融部分への配慮が
ないので改良の余地がある。また、特開昭６３−２７８
８２１号公報では、プラスチック製品に他の小物部品を
取付けるため、プラスチックリテーナをプラスチック製
品に溶着して、このリテーナの溶着によって小物部品を
保持している。リテーナの溶着のため、リテーナの接合
面には先端面が細く形成された突起が設けられ、これが
溶融してプラスチック製品へリテーナが接合される。こ
の溶着方法も、突起の余剰溶融部分への配慮がないので
改良の余地がある。実開平２−１２４１３１号公報は、
木質系繊維マットにプラスチック部品を超音波溶着する
ため、木質系繊維マットの心材部分に溶着部位として突
出部分を形成し、この突出部分にプラスチック部品の溶
着突部を配置して、超音波溶着を行っている。プラスチ
ック部品の溶融部分は、突部した木質系繊維マットの心
材には滲み出し易いので好ましいが、木質系繊維マット
の心材部分に溶着部位として突出部分を形成する手間が
かかる。
【０００６】従って、本発明の目的は、天然繊維系多孔
質部材にプラスチッククリップを接合するとき、多孔質
部材の形状上での制約がなく、低エネルギーで接合で
き、裏面への熱の悪影響や圧痕のない、しかも、余剰溶
融部分に考慮した、プラスチッククリップの接合方法及
びその接合方法に用いるプラスチッククリップを提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】かかる目的を達成するため、本
発明によれば、天然繊維系の多孔質部材にプラスチック
クリップを溶着することによって接合するプラスチック
クリップの接合方法であって、プラスチッククリップの
接合面の溶着領域に、天然繊維系多孔質部材側へ突出す
る突起を複数形成し且つ該突起に隣接する位置に突起の
余剰溶融部分を収容する凹部を形成するとともに、プラ
スチッククリップ接合面の溶着領域以外の領域に該プラ
スチッククリップの溶着高さを定める基準面部分を形成
するステップと、プラスチッククリップの接合面を天然
繊維系多孔質部材の所定の位置に配置するステップと、
接合面を溶融して溶着接合するステップとから成ること
を特徴とするプラスチッククリップの接合方法が提供さ
れる。
【０００８】また、本発明によれば、上記のプラスチッ
ククリップの接合方法に用いるプラスチッククリップが
提供され、このプラスチッククリップは、その接合面
が、溶着領域と非溶着領域とを有し、溶着領域には、天
然繊維系の多孔質部材側へ突出する溶融可能な複数の突
起と、該突起に隣接する位置に突起の余剰溶融部分を収
容する複数の凹部が形成され、非溶着領域には、プラス
チッククリップの溶着高さを定める基準面部分が形成さ
れていることを特徴とする。前記プラスチッククリップ
において、突起と凹部とは、交互に列をなして設けられ
ているのが好ましい。また、クリップは、流動特性値
（メルトフローインデックス：ＭＩ値）の高いグレード
の材料で形成されるのが好ましく、これによって、天然
繊維の隙間に溶融したプラスチック材料が容易に含浸し
て、高いエネルギーを必要とせずに、接合強度が向上
し、剥離抵抗が増大する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る、プラスチッ
ククリップの接合について、図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明に係る１実施例としての、プラスチ
ッククリップ１を示している。プラスチッククリップ１
は、自動車のドアトリム等の天然繊維系の多孔質部材に
接合されて、車体等のパネルに取付けるリテーナとして
用いられる。用いられる天然繊維の例として、ケナフ、
麻、サイザル麻、フラックス、バガス（サトウキビ）、
パーム（ヤシ）等が挙げられる。図１（Ａ）は、クリッ
プ１の平面図、図１（Ｂ）は、クリップ１の右側半分を
断面図で示す半断面正面図である。クリップ１の上面に
は、ドアトリム等の多孔質部材をパネルに取付けるフッ
ク２が形成されており、その下方部分は、円錐台形状の
支持部３として形成されている。底面部分は、天然繊維
系の多孔質部材に接合される基部５であり、この実施例
のクリップ１の場合、図１（Ａ）に示すように、円環状
に形成されている。図示のクリップ１は、ほんの１例で
あり、本発明に係るプラスチッククリップは、他の任意
の形状のものでよく、また、リテーナに限ることなく、
他の部材との連結を行う任意のクリップでよい。
【００１０】プラスチッククリップ１は、溶融時におい
て流動することのできる任意のプラスチック材料で成形
される。好ましいのは、流動特性値（メルトフローイン
デックス：ＭＩ値）の高いグレードの材料であり、これ
により、天然繊維の隙間に溶融したプラスチック材料が
容易に含浸して、高いエネルギーを必要とせずに、接合
強度が向上し、剥離抵抗が増大する。例えば、自動車の
ドアトリム等は、天然繊維のバインダーとしてポリプロ
ピレン（ＰＰ）が用いられているので、自動車のドアト
リムのリテーナとして用いる場合には、同じポリプロピ
レン（ＰＰ）が望ましい。これによって、溶融後の溶着
の強度を高くできる。この場合にも、他のプラスチック
材料でもよく、溶着後の流動値が高く粘性も高い材料、
例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレ
ン）樹脂とか、ＡＡＳ（アクリロニトリルゴムスチレ
ン）樹脂とかでもよい。いずれにしても、溶融時に流動
特性の大きい材料で粘性も高いプラスチック材料であ
り、溶融時において天然繊維系の多孔質部材の繊維部分
に含浸し易い材料であるのが好ましく、また、高い接合
強度を得るために硬い材料であるのが好ましい。
【００１１】本発明に係る、プラスチッククリップ１の
特徴は、基部５の底面側すなわち天然繊維系の多孔質部
材に接合される接合面にある。この接合面について、図
２を参照して説明する。なお、図２は、図１（Ｂ）の円
IIで囲んだ部分の断面図である。プラスチッククリップ
１の基部３の接合面は、円環状基部の中央の溶着領域６
と、この溶着領域の以外の非溶着領域７とを有する。な
お、非溶着領域７は、溶着されない部分であり、代表的
には、溶着領域６の外側である。非溶着領域７は、それ
以外にも、溶着領域６の内側や、その他の所でもよい。
説明の便宜上、非溶着領域７は、溶着領域６の外側にあ
るものとする。溶着領域６には、天然繊維系の多孔質部
材側すなわち接合すべき部材の側へ突出する溶融可能な
突起９が複数形成されている。また、この突起９に隣接
して、該突起９の余剰溶融部分を収容する凹部１０が形
成されている。図２に示すように、突起９と凹部１０は
交互に並んで形成されている。また、本実施例では、図
１の（Ａ）の破線で示すように、突起９と凹部１０と
は、半径方向に延びる列を成して交互にそれぞれ複数形
成されている。その列は、円周方向に等間隔を成して多
数形成されている。なお、突起９と凹部１０は、交互に
並ぶのが好ましいが、必ずしも交互に並ばなくともよ
く、突起９の余剰溶融部分を収容できる限り、突起９に
隣接して任意に配置される。
【００１２】本発明においては、更に、非溶着領域７
に、プラスチッククリップ１の溶着高さを定める基準面
部分１１が形成されている。この基準面部分１１は、非
溶着領域７に形成されているので、溶着動作中も溶融さ
れずに残り、クリップ１の溶着高さを一定に維持する。
また、基準面部分１１がないと、突起７の溶融の程度に
よって基部５の高さが変化し、隣接する凹部１０の深さ
が変化する。突起７が溶融した状態で接合部材側へ基部
５が押付けられると、凹部１０の深さが浅くなるととも
に、突起７の余剰溶融部分が多くなる。そのため、受入
れる凹部１０は突起７の余剰溶融部分を十分に受入れる
ことができなくなり、その余剰溶融部分が接合面からは
み出す惧れがある。しかし、本発明においては、基準面
部分１１が設けられているので、凹部１０の深さが一定
に維持されて、突起７の余剰溶融部分が十分に収容がさ
れ、余剰溶融部分が接合面からはみだすことはない。
【００１３】凹部１０の形状は、図２の半球状の凹み形
状でもよいが、他の任意の形状に形成できる。図３の
（Ａ）〜（Ｂ）には、他の種々の凹部の形状が示されて
いる。図３（Ａ）では凹部１３が、基部５を貫通する丸
穴として形成されている。図３（Ｂ）では凹部１４が基
部５を貫通した長穴として形成されている。突起９の形
状も、図２の半球状の突出形状でもよいが、他の任意の
形状に形成できる。図４には、（Ａ）〜（Ｃ）に、他の
種々の形状の突起が示されている。図４（Ａ）では、突
起１５が四角形状をしており、凹部１７も角形状に形成
されている。図４（Ｂ）では、突起１８が三角形状に形
成され、凹部１９も三角形状に形成されている。図４
（Ｃ）では、突起２１が三角リブ形状に形成され、凹部
２２が三角の谷間に形成されている。このように、凹部
と突起は任意の形状に形成できる。
【００１４】図５は、超音波溶着によって、図示の便宜
上プラスチッククリップ１の形状をやや変更したプラス
チッククリップ２５が、天然繊維系の多孔質部材２６に
溶着される様子を示している。例えば、天然繊維系多孔
質部材２６は、天然繊維が、ＰＰ（ポリプロピレン）を
バインダーとして用いて結合された材料で成る、自動車
のドアトリムである。この多孔質部材２６の所定の位置
に配置されたクリップ２５の基部２７には、超音波溶接
装置の超音波ホーン２９の先端が接触するように配置さ
れる。この状態で、ホーン２９から超音波エネルギーが
放射されると、クリップ２５の基部２７の接合面側の突
起３０が多孔質部材２６の接触部分から溶融し始める。
この溶融の開始前において、ホーン２９からの超音波エ
ネルギーの放射による振動によってクリップ２５が振動
するが、突起３０が、多孔質部材２６に係合しているの
で、クリップが所定の位置からずれるのを防止できる。
また、突起３０と凹部３１とが交互に並んでいるので、
突起３０の溶融部分が、多孔質部材２６の繊維間へ含浸
し易く、溶着後の、高い投錨効果を得ることができる。
また、突起３０の余剰溶融部分は凹部３１に収容され
て、余剰溶融部分のはみ出しはない。この溶着作業は、
基部２７の基準面部分３３が、多孔質部材２６に強く接
面するまで行われ、その強い接面後、溶着作業は終了す
る。図６は、クリップ２５が多孔質部材２６に溶着され
た様子を示している。
【００１５】図５において、超音波ホーン２９の先端
は、平坦に形成されており、クリップ２５へ超音波エネ
ルギーを効率よく与えている。これは、突起３０と凹部
３１が超音波ホーン２９の当接面にはなく、基部２７の
当接面を平坦にできるからであり、これによって、超音
波ホーン２９からクリップ２５へ超音波エネルギーを与
える効率が向上し、低エネルギーで溶着作業を行えて、
熱の悪影響も減少することができるとともに、クリップ
２５への押圧力も少なくて済み、圧痕も防止できる。更
に、基準面部分３３が設けられているので、凹部３１の
深さが一定に維持されて、突起３０の余剰溶融部分が十
分に収容され、余剰溶融部分が接合面からはみだすこと
はない。
【００１６】なお、上記の実施例においては、接合が超
音波溶着によって行われているが、他の溶着方法でもよ
い。例えば、振動溶着であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、プラスチッククリップ
の接合面の突起は、超音波溶着時の天然繊維系の多孔質
部材に対する位置ずれを防止し、その突起部分は、溶融
によって天然繊維系の多孔質部材に滲み出して接合に寄
与し、この溶融は、低エネルギーで行うことができ、裏
面への熱の悪影響や圧痕を防止でき、突起に隣接して凹
部が形成されているので、多孔質部材の繊維間への含浸
が容易で高い接合効果が得られる。そして、突起の余剰
溶融部分は、隣接する凹部に収容されて、外へはみ出す
ことがなく、しかも溶着領域以外の部分に基準面部分が
設けられているので、その溶接高さが一定に定められる
だけでなく、凹部の深さが一定に維持されて、突起の余
剰溶融部分の収容が適切になされる。従って、余剰溶融
部分のはみだしのない、接合部位の接合強度の高い、接
合が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るプラスチッククリップ
を示しており、（Ａ）はクリップの平面図、（Ｂ）は半
断面正面図である。
【図２】図１（Ｂ）の円IIのクリップ部分の断面図であ
る。
【図３】凹部の変形例の形状を示す図であり、（Ａ）は
貫通穴形状の凹部を、（Ｂ）は貫通した長穴形状の凹部
を、それぞれ示す図である。
【図４】突起の変形例の形状を示す図であり、（Ａ）
は、四角形状の突起を、（Ｂ）は三角形状の突起を、
（Ｃ）は三角リブ形状の突起を、それぞれ示す図であ
る。
【図５】天然繊維系多孔質部材にプラスチッククリップ
を溶着するため、超音波溶着装置の超音波ホーンを、多
孔質部材上の所定位置にあるクリップに配置した様子を
示す図である。
【図６】天然繊維系多孔質部材にプラスチッククリップ
が溶着された様子を示す図である。
【符号の説明】
１ プラスチッククリップ ５ 基部 ６ 溶着領域 ７ 非溶着領域 ９ 突起 １０ 凹部 １１ 基準面部分 １３、１４、１７、１９、２２、３１ 凹部 １５、１８、２１、３０ 突起 ２５ プラスチッククリップ ２６ 天然繊維系多孔質部材 ２７ 基部 ２９ 超音波ホーン ３３ 基準面部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 13/02 Ｂ６０Ｊ 5/00 ５０１Ｂ (72)発明者 井上 亨 愛知県安城市和泉町北大木４番地14 株式 会社タケヒロ内 Ｆターム(参考） 3D023 BA01 BB08 BC01 BD03 BE03 BE04 BE31 BE36 3J001 AA01 CA00 DC03 EA00 3J023 EA03 FA01 GA01 4F211 AD05 AD16 AD17 AG28 AH18 TA01 TC03 TD03 TD14 TQ13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 天然繊維系の多孔質部材にプラスチック
    クリップを溶着することによって接合するプラスチック
    クリップの接合方法において、 前記樹脂クリップの接合面の溶着領域に、前記天然繊維
    系多孔質部材側へ突出する突起を複数形成し且つ該突起
    に隣接する位置に前記突起の余剰溶融部分を収容する凹
    部を形成するとともに、プラスチッククリップ接合面の
    前記溶着領域以外の領域に該プラスチッククリップの溶
    着高さを定める基準面部分を形成するステップと、 前記プラスチッククリップの接合面を前記天然繊維系多
    孔質部材の所定の位置に配置するステップと、 前記接合面を溶融して溶着接合するステップとから成る
    ことを特徴とするプラスチッククリップの接合方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のプラスチッククリップ
    の接合方法に用いるプラスチッククリップにおいて、 前記プラスチッククリップの接合面は、溶着領域と非溶
    着領域とを有し、前記溶着領域には、天然繊維系の多孔
    質部材側へ突出する溶融可能な複数の突起と、該突起に
    隣接する位置に前記突起の余剰溶融部分を収容する複数
    の凹部が形成され、前記非溶着領域には、プラスチック
    クリップの溶着高さを定める基準面部分が形成されてい
    ることを特徴とするプラスチッククリップ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のプラスチッククリップ
    において、前記突起と前記凹部とは、交互に列をなして
    設けられていることを特徴とするプラスチッククリッ
    プ。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のプラスチッククリップ
    において、該クリップは、流動特性値（ＭＩ値）の高い
    グレードの材料によって形成されていることを特徴とす
    るクリップ。
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