CN111546642B - 用于塑料产品的制造方法和制造装置 - Google Patents

Abstract

提供用于塑料产品的制造方法和制造装置。在用于塑料产品的制造方法中，在第一步骤中，将振动熔接机用作制造装置，以将弹性构件设置于固定或可动夹具。在第二步骤中，在插入孔与弹性构件相对的情况下，在设置有弹性构件的夹具上设置第二部件。在第三步骤中，在未设置弹性构件的夹具上设置第一部件。第四步骤包括通过使固定夹具和可动夹具朝向彼此移动，使接合部在第一部件和第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠，还包括在接合部在第一部件和第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠的情况下，使用可动夹具使第一部件和第二部件中的一者在与加压方向正交的方向上振动，以将弹性构件插入插入孔中，将插入孔的周缘嵌合到环形槽，并熔接两个接合部。

Description

用于塑料产品的制造方法和制造装置

技术领域

以下说明涉及用于制造供弹性构件安装的塑料产品的方法和装置。

背景技术

日本特开第2017-137792号公报公开了图7中所示的塑料产品50的已知示例。该塑料产品50包括产品主体51和管状弹性构件55。产品主体51包括具有插入孔53的安装部52。弹性构件55由诸如橡胶的弹性材料制成并且安装到安装部52。弹性构件55的外周包括环形槽56。在安装部52中，插入孔53包括周缘54。将周缘54嵌合到环形槽56使弹性构件55安装到安装部52。

包括产品主体51和弹性构件55的塑料产品50是例如用于车载发动机的塑料进气歧管。该进气歧管具有包括多个塑料部件的产品主体。所述部件中的一个部件设置有安装部。弹性构件安装到该安装部。

为了将弹性构件55安装到安装部52，将弹性构件55插入插入孔53。然而，弹性构件55的不同于环形槽56的部分具有比插入孔53大的直径。另外，弹性构件55由硬质弹性材料制成。因此，难以使弹性构件55穿过插入孔53插入到使环形槽56与插入孔53相对的位置。特别地，需要从事手动将弹性构件55安装到安装部52的工作的工人。此外，工人需要用较大的力朝向安装部52对弹性构件55加压。这使得弹性构件55的安装需要较长时间。重复这样的工作对工人来说是沉重的负担。

发明内容

本公开的目的是提供用于塑料产品的制造方法和制造装置，其中能够在无需进行对弹性构件手动加压的工作的情况下将弹性构件安装到安装部以制造塑料产品。

提供本发明内容旨在以简化形式介绍一些概念，这些概念将在以下具体实施方式中进一步说明。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

提供了解决上述问题的用于塑料产品的制造方法。所述塑料产品包括至少具有第一部件和第二部件的产品主体。所述第一部件和所述第二部件由塑料材料制成，并且在配置所述第一部件的接合部处和配置所述第二部件的接合部处彼此接合。所述第二部件包括具有插入孔的安装部。所述塑料产品还包括由弹性材料制成的管状弹性构件。所述弹性构件的外周配置有环形槽。当将所述插入孔的周缘嵌合到所述环形槽时，所述弹性构件被安装到所述安装部。所述制造方法包括第一步骤，使用振动熔接机作为用于所述塑料产品的制造装置，将所述弹性构件设置于所述振动熔接机的固定夹具和可动夹具中的一者。所述制造方法包括第二步骤，在所述插入孔与所述弹性构件相对的情况下，将所述第二部件设置于所述固定夹具和所述可动夹具中的设置有所述弹性构件的一者。所述制造方法包括第三步骤，将所述第一部件设置于所述固定夹具和所述可动夹具中的未设置所述弹性构件的一者。所述制造方法包括第四步骤，其包括通过使所述固定夹具和所述可动夹具朝向彼此移动，使所述接合部在所述第一部件和所述第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠，以及在所述接合部在所述第一部件和所述第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠的情况下，使用所述可动夹具使所述第一部件和所述第二部件中的一者在与加压方向正交的方向上振动，以将所述弹性构件插入所述插入孔中，将所述插入孔的所述周缘嵌合到所述环形槽，并熔接两个所述接合部。

解决上述问题的用于塑料产品的制造装置用于上述方法。在该制造装置中，固定夹具和可动夹具中的设置有弹性构件的一者包括安装有弹性构件的安装部和将安装在安装部的弹性构件保持在安装位置处的保持件。

其它特征和方面将从以下具体实施方式、附图和权利要求变得显而易见。

附图说明

图1是示意性示出根据实施方式的塑料产品的局部截面图。

图2是示出实施方式中的塑料产品的安装部和安装到安装部的弹性构件的局部截面图。

图3是示意性示出实施方式中的塑料产品以及振动熔接机的图。

图4是示出实施方式中的将弹性构件设置于固定夹具之前的状态的局部截面图。

图5是示出实施方式中的将弹性构件和第二部件都设置于固定夹具的状态的局部截面图。

图6是示出实施方式中的使用振动熔接机将弹性构件安装到安装部的状态的局部截面图。

图7是现有技术的局部截面图，示出了将弹性构件安装到塑料产品的安装部之前的状态。

在所有附图和具体实施方式中，相同的附图标记指代相同的要素。附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、图示和方便起见，可能夸大了附图中要素的相对尺寸、比例和绘示。

具体实施方式

本说明书提供了对所说明的方法、装置和/或系统的全面理解。所说明的方法、装置和/或系统的变型和等同方案对于本领域技术人员而言是显而易见的。除了必须以特定顺序发生的操作之外，操作顺序是示例性的，并且可以如对于本领域技术人员而言显而易见地改变。可以省略对本领域技术人员众所周知的功能和构造的说明。

示例性实施方式可以具有不同形式，并且不限于所说明的示例。然而，所说明的示例是详尽且完整的，并且将本公开的全部范围传达给本领域技术人员。

现在将参照图1至图6说明根据实施方式的用于塑料产品10的制造方法和制造装置30。

首先，将说明使用本实施方式的制造方法和制造装置30制造的塑料产品10的示意结构。

如图1所示，塑料产品10包括产品主体11和弹性构件20。产品主体11包括均由热塑性材料制成的第一部件12和第二部件13。第一部件12的外边缘包括带凸缘的接合部12a。第二部件13的外边缘包括带凸缘的接合部13a。各接合部12a和13a均包括用于熔接的突起(未示出)。第一部件12和第二部件13均通过诸如注射成型的塑料成型形成。第一部件12和第二部件13在接合部12a和13a处彼此接合。

第二部件13包括从第一部件12突出(在图1中向下突出)的安装部14。安装部14的末端(图1中的下端)具有圆形插入孔15。

参照图2，弹性构件20由诸如硬橡胶的硬质弹性材料制成并且大致呈管状。弹性构件20的相反两端在与中心轴线L1相对应的方向(图2中的上下方向)上开口。弹性构件20的在与中心轴线L1相对应的方向上的中间部包括环形槽21，该环形槽21的中心与中心轴线L1重合。环形槽21的内底的外径略小于插入孔15的直径(内径)。环形槽21的宽度略大于安装部14中的插入孔15的周缘16的厚度。在弹性构件20中，环形槽21的相反两侧相对于与中心轴线L1相对应的方向具有不同的形状。因此，为了将这两个部分彼此区分开，将其中一部分(图2中的下侧)称为基端22，将另一部分(图2中的上侧)称为末端23。末端23为直径随着末端23远离环形槽21而减小的锥形。末端23的最小外径设定为大于插入孔15的直径(内径)。基端22为在与中心轴线L1相对应的方向上具有均一外径的环形板状。基端22的外径被设定为大于末端23的外径。具有这种结构的弹性构件20例如是索环(grommet)。

下面，将说明用于制造塑料产品10的制造装置30。

制造装置30包括振动熔接机31，该振动熔接机31在图3中以双点划线示出。振动熔接机31包括固定夹具32和可动夹具39。可动夹具39配置在固定夹具32上方，以相对于固定夹具32在由双点划线箭头所示的方向上振动。

固定夹具32包括大致管状的接收部35。接收部35被置于固定夹具32的底壁33并通过例如顶出销(knock pin)34固定到底壁33。

如图4所示，接收部35的上部包括安装部36。弹性构件20的基端22安装于安装部36。在接收部35中，保持件37围绕安装部36配置。保持件37将安装于安装部36的基端22保持在安装位置处。保持件37是以包围安装于安装部36的基端22的方式从安装部36向上方突出的环状突起。保持件37的内径被设定为略大于基端22的外径。如图5所示，将保持件37从安装部36突出的长度设定为比基端22的厚度小大约1mm。由此使保持件37的末端(图5中的上端)在朝向安装部36(图5中的下侧)的方向上远离安装于安装部36的弹性构件20的环形槽21。即，在将弹性构件20安装于安装部36的状态下，保持件37的末端在与弹性构件20的中心轴线L1相对应的方向上位于环形槽21与安装部36之间。另外，安装部36的与保持件37的边界部分具有环状凹部38，该环状凹部38远离安装于安装部36的弹性构件20凹陷(向下凹陷)。

下面，作为本实施方式的操作，将参照图4至图6说明使用制造装置30制造塑料产品10的方法。还将说明其优点。

本制造方法包括第一步骤至第四步骤。现在将说明各个步骤。

第一步骤

在第一步骤中，参照图4和图5，弹性构件20的基端22安装于接收部35的安装部36。围绕安装部36配置的环形保持件37用作将基端22引导至安装部36的引导件。将基端22插入由保持件37包围的区域以将弹性构件20安装于安装部36，并使基端22相对于安装部36定位。由此，能够容易且适当地执行将弹性构件20安装于安装部36并使弹性构件20定位的工作。

此外，当将弹性构件20安装于安装部36时，弹性构件20的基端22被保持件37包围。保持件37防止了安装于安装部36的基端22从该位置移动。以这种方式，在防止了弹性构件20移动的情况下将弹性构件20设置于固定夹具32。

此外，由于安装部36包括凹部38，所以基端22与安装部36的接触面积小于未设置凹部38时的情况。

第二步骤

在第二步骤中，以使接合部13a位于上侧、安装部14位于下侧(参照图3)的方式对准第二部件13。如图5所示，插入孔15与弹性构件20以使得插入孔15的中心轴线L2与弹性构件20的中心轴线L1重合或几乎重合的方式相对。当在该状态下将第二部件13设置于固定夹具32时，安装部14中的插入孔15的周缘16与弹性构件20的末端23的顶面(上表面)接触或几乎接触。

如上所述，当将第二部件13设置于固定夹具32时，保持件37防止了安装于安装部36的弹性构件20的基端22移动。

第三步骤

在第三步骤中，以使接合部12a位于下侧的方式对准第一部件12。在该状态下，将第一部件12设置于可动夹具39(参照图3)。

第四步骤

在第四步骤中，可动夹具39配置在固定夹具32上方，使得第一部件12的接合部12a与第二部件13的接合部13a重叠(参照图3)。在该状态下，固定夹具32和可动夹具39朝向彼此移动。这使得接合部12a和13a在第一部件12和第二部件13朝向彼此移动的方向上相互压靠。在本实施方式中，固定夹具32和可动夹具39朝向彼此的移动是由固定夹具32朝向可动夹具39的移动引起的。第二部件13的接合部13a压靠第一部件12的接合部12a。

如图5所示，弹性构件20的末端23压靠安装部14的周缘16。在该状态下，如图3中的双点划线箭头所示，可动夹具39使第一部件12在与加压方向正交的方向(图3中的横向)上以大约1.7mm的幅度振动。

如上所述，在弹性构件20的末端23压靠安装部14的周缘16的情况下，上述振动通过第二部件13和安装部14传递到弹性构件20。在沿振动方向振动的情况下，弹性构件20在朝向相反两侧弯曲的同时顺畅地进入插入孔15。当弹性构件20的末端23到达环形槽21与插入孔15相对的位置时，如图6所示，安装部14中的插入孔15的周缘16嵌入到环形槽21。该嵌入将弹性构件20安装至安装部14。此外，如图3所示，第一部件12在加压状态下的振动使两个接合部12a和13a彼此熔接。即，在接合部12a的突起压靠接合部13a的突起的状态下发生振动。这产生了摩擦热，该摩擦热使两个接合部12a和13a熔化并在突起处使两个接合部12a和13a彼此接合。

以这种方式，在振动熔接期间发生的压力和振动被用于将弹性构件20安装到安装部14。这消除了以较大的力手动将弹性构件20压向安装部14的需要，并由此减轻了工人的负担。另外，即使在重复弹性构件20对安装部14的安装时，也限制了工人负担的增加。

另外，不需要从事将弹性构件20手动地安装到安装部14的工作的工人。因此，能够将其它工作分配给执行将弹性构件20手动地安装到安装部14的工作的工人。

除了上面列出的之外，本实施方式还具有以下优点。

虽然第一部件12和第二部件13的振动熔接以及弹性构件20到安装部14的安装通常在不同步骤中进行，但在本实施方式中，它们在同一步骤中进行。这减少了制造塑料产品10的步骤数量，并缩短了制造单个塑料产品10的时间。

能够仅使用将接收部35添加到固定夹具32的普通振动熔接机来形成制造装置30。此外，不需要改变振动熔接的条件。

当振动熔接机31的振动使弹性构件20相对于安装部36移动(移位)时，弹性构件20可能无法插入插入孔15中。在本实施方式中，安装于安装部36的弹性构件20被保持件37保持在安装位置处。这防止了弹性构件20在振动熔接期间相对于安装部36移动(移位)。因此，能够适当地将弹性构件20插入插入孔15中。

如果振动使弹性构件20相对于安装部36滑动，则可能产生摩擦热，使得弹性构件20的与安装部36的边界部分受到该热的影响。如上所述，由于弹性构件20的移动被保持件37阻止，所以限制了摩擦热的产生。这限制了热对于弹性构件20的影响。

如果将接收部35联接到可动夹具39而不是固定夹具32，以将弹性构件20设置于可动夹具39，则当可动夹具39振动时弹性构件20可能相对于可动夹具39滑动。这会以与以上相同的方式产生摩擦热，使得弹性构件20受到热的影响。在本实施方式中，在防止弹性构件20移动的情况下，将弹性构件20设置于固定夹具32。即使当可动夹具39振动时，也限制了弹性构件20相对于固定夹具32的移动。因此，在这种情况下，以与以上相同的方式限制了摩擦热的产生。这限制了热对弹性构件20的影响。

由于安装部36设置有凹部38，所以弹性构件20与安装部36的接触面积比未配置凹部38的情况小。因此，即使振动的弹性构件20相对于安装部36滑动，在弹性构件20与安装部36之间产生的摩擦热量也较小。因此，与未配置凹部38的情况相比，限制了摩擦热对弹性构件20的影响。

如图6所示，保持件37的末端(上端)在朝向安装部36的方向上位于远离安装于安装部36的弹性构件20的环形槽21(即，位于比环形槽21低的位置处)。因此，当将弹性构件20插入插入孔15中以将安装部14中的插入孔15的周缘16嵌合到环形槽21时，限制了保持件37与安装部14的干涉。

可以如下地修改上述实施方式。

只要使用上述制造方法和制造装置制造的塑料产品10包括通过振动熔接而彼此接合的多个塑料部件，并且将弹性构件安装到配置于其中一个部件的安装部，则对塑料产品10没有特别的限制。

该塑料产品是例如用于车载发动机的塑料进气歧管。在该进气歧管中，安装部配置于产品主体的多个塑料部件中的一个塑料部件，并且将弹性构件安装至安装部。在该情况下，弹性构件被用作限制将发动机的振动传递到进气歧管的隔振器。

上述制造方法和制造装置还适用于以下情况：制造接合部12a和13a配置在与第一部件12和第二部件13的外边缘的位置不同的位置处的塑料产品。

只要产品主体11包括第一部件12和第二部件13，产品主体11可以包括一个或多个额外部件。

保持件37可以包括在围绕安装部36的圆周的周向上彼此间隔开的多个突起。

接收部35的凹部38可以配置在安装部36的与保持件37的边界部分处的周向上彼此间隔开的多个位置处。

接收部35的凹部38可以配置在不同于安装部36的与保持件37的边界部分的位置的位置处。

只要摩擦热的影响小到可容许，就可以将接收部35联接到可动夹具39而不是固定夹具32。在这种情况下，为了制造塑料产品10，在第一步骤中，将弹性构件20设置于可动夹具39。在第二步骤中，在插入孔15与弹性构件20相对的情况下将第二部件13设置于可动夹具39。在第三步骤中，将第一部件12设置于固定夹具32。在第四步骤中，使固定夹具32和可动夹具39朝向彼此移动。此外，在第四步骤中，接合部12a和13a在使第一部件12和第二部件13朝向彼此移动的方向上相互压靠。在该状态下，两个部件中的第二部件13通过可动夹具39在与加压方向正交的方向上振动。

即使在这种情况下，将弹性构件20的末端23插入穿过安装部14的插入孔15，将插入孔15的周缘16嵌合到环形槽21以将弹性部件20安装到安装部14，并且使两个接合部12a和13a彼此熔接。

在第四步骤中，可动夹具39可以朝向固定夹具32移动，或者可动夹具39和固定夹具32两者都可以朝向彼此移动，以使接合部12a和13a在第一部件12和第二部件13朝向彼此移动的方向上相互压靠。

在不脱离权利要求及其等同方案的主旨和范围的情况下，可以对上述示例进行形式和细节上的各种改变。这些示例仅出于说明目的，而非出于限制目的。各个示例中的特征的说明应被认为可应用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行序列，和/或如果所述系统、架构、设备或电路中的部件被不同地组合和/或被其它部件或其等同方案替代或补充，也可以获得适当的结果。本公开的范围并非由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同方案限定。权利要求及其等同方案范围内的所有变型都包括在本公开中。

Claims (6)

1.一种用于塑料产品的制造方法，其中，

所述塑料产品包括：

至少具有第一部件和第二部件的产品主体，所述第一部件和所述第二部件由塑料材料制成，并且在配置所述第一部件的接合部处和配置所述第二部件的接合部处彼此接合，所述第二部件包括具有插入孔的安装部，以及

由弹性材料制成的管状弹性构件，所述弹性构件的外周配置有环形槽，当将所述插入孔的周缘嵌合到所述环形槽时，所述弹性构件被安装到所述安装部，并且

所述制造方法包括：

第一步骤，使用振动熔接机作为用于所述塑料产品的制造装置，将所述弹性构件设置于所述振动熔接机的固定夹具和可动夹具中的一者；

第二步骤，在所述插入孔与所述弹性构件相对的情况下，将所述第二部件设置于所述固定夹具和所述可动夹具中的设置有所述弹性构件的一者；

第三步骤，将所述第一部件设置于所述固定夹具和所述可动夹具中的未设置所述弹性构件的一者；以及

第四步骤，其包括

通过使所述固定夹具和所述可动夹具朝向彼此移动，使所述接合部在所述第一部件和所述第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠，以及

在所述接合部在所述第一部件和所述第二部件朝向彼此移动的方向上相互压靠的情况下，使用所述可动夹具使所述第一部件和所述第二部件中的一者在与加压方向正交的方向上振动，以将所述弹性构件插入所述插入孔中，将所述插入孔的所述周缘嵌合到所述环形槽，并熔接两个所述接合部。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

在所述第一步骤中，在防止所述弹性构件移动的情况下将所述弹性构件设置于所述固定夹具，

在所述第二步骤中，将所述第二部件设置于所述固定夹具，

在所述第三步骤中，将所述第一部件设置于所述可动夹具，并且

在所述第四步骤中，使用所述可动夹具使所述第一部件振动。

3.一种用于塑料产品的制造装置，其用于根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述固定夹具和所述可动夹具中的设置有所述弹性构件的一者包括安装所述弹性构件的安装部和将安装于所述安装部的所述弹性构件保持在安装位置处的保持件。

4.根据权利要求3所述的制造装置，其特征在于，所述保持件包括以围绕安装于所述安装部的所述弹性构件的方式从所述安装部突出的突起。

5.根据权利要求4所述的制造装置，其特征在于，所述保持件的末端在朝向所述安装部的方向上远离安装于所述安装部的所述弹性构件的环形槽。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述安装部包括远离安装于所述安装部的所述弹性构件凹陷的凹部。

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